第4講用分類的方法研究化合物-2021年初升高化學(xué)教材知識銜接講義

【暑假起跑線】2021年初升高化學(xué)教材知識銜接講義第4講用分類的方法研究化合物教材分析初中教材要求高中教材要求在初中化學(xué)中，只要求學(xué)生知道酸、堿、鹽、氧化物是最常見的無機化合物，有機化合物和無機化合物是化合物的兩種重要類別。在高中化學(xué)中，除要求學(xué)生通過組成和性質(zhì)對化合物進行分類外，還要學(xué)會從其他角度對化合物進行分類，如離子化合物和共價化合物；電解質(zhì)和非電解質(zhì)，強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)等。由兩種或兩種以上元素組成的純凈物稱為化合物。酸、堿、鹽、氧化物是最常見的化合物。酸在水中能產(chǎn)生H＋，能與堿、堿性氧化物、活潑金屬、某些鹽反應(yīng)；堿在水中能產(chǎn)生OH－，能與酸、酸性氧化物、某些鹽反應(yīng)；鹽在水中能產(chǎn)生金屬陽離子(或銨根離子)和酸根離子，酸、堿、鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的廣泛應(yīng)用，促進了人類文明的進步和社會的可持續(xù)發(fā)展。地球上含碳的化合物非常多，在已發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)中含碳的化合物占絕大部分，人們把像葡萄糖這類含碳的化合物叫做有機化合物，簡稱有機物；組成中不含碳的化合物一般叫做無機化合物，如水、氧化銅、氫氧化鈉、硫酸、氯酸鉀、氯化鈉、硝酸銨等都屬于無機化合物。我們熟悉的一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈣等少數(shù)含碳化合物，由于它們的組成和性質(zhì)與無機化合物很相似，人們就將它們歸入無機化合物來研究。我們知道活潑金屬(如K、Ca、Na、Mg等)原子結(jié)構(gòu)最外層電子數(shù)較少，有失去電子達到8電子相對穩(wěn)定構(gòu)型的傾向；而活潑非金屬(如F、O、Cl等)原子結(jié)構(gòu)最外層電子數(shù)較多，有得到電子達到8電子相對穩(wěn)定構(gòu)型的傾向。因此，當活潑金屬與活潑非金屬化合時，活潑金屬原子失去最外層上的電子形成陽離子，活潑非金屬原子結(jié)合電子形成陰離子，陰、陽離子間通過物理靜電作用形成了穩(wěn)定化合物，我們把這種由陰陽離子構(gòu)成的化合物稱為離子化合物。除活潑金屬與活潑非金屬會形成離子化合物外，帶正電荷的原子團(如銨根)與帶負電荷的酸根離子(如Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3))也會形成離子化合物。大部分堿和鹽、活潑金屬氧化物等都是離子化合物，在固體狀態(tài)下，陰、陽離子間因為有較強的靜電作用，這些離子均不能自由移動。在目前已知化合物中，許多化合物并不存在金屬元素，而是全部由非金屬元素組成的。當非金屬元素與非金屬元素相化合時，因為非金屬原子都有得到電子的傾向，不容易失去電子，也就不會形成陰、陽離子，它們構(gòu)成的化合物一般被稱為共價化合物，如HCl、H2O、CH4、CO2、HClO(次氯酸)、C2H5OH(乙醇)。一般來說，酸、非金屬氧化物、大部分有機物等都屬于共價化合物。共價化合物大都是由分子構(gòu)成的，如HCl、HClO，也有極少部分是由原子構(gòu)成的，如石英SiO2、金剛砂SiC。[想一想]1.非金屬元素形成的化合物一定是共價化合物嗎？[試一試]1.下列物質(zhì)中，哪些是離子化合物，哪些是共價化合物？氯化氫(HCl)、硝酸鈉(NaNO3)、氫氧化鉀(KOH)、葡萄糖(C6H12O6)、硫酸(H2SO4)、氯化銨(NH4Cl)、二氧化碳(CO2)、碳酸鈣(CaCO3)、氨氣(NH3)、生石灰(CaO)。在離子化合物固體狀態(tài)中，陰陽離子間因靜電作用而不能自由移動。對可溶性離子化合物而言，將其溶于水中時，固體會溶解消失，其本質(zhì)是水分子在陰陽離子間滲透，不斷拆散陰陽離子，使它們形成能夠自由移動的離子。水分子對離子化合物的這種破壞作用，尤如堤壩因洪水沖刷而倒塌，水是值得我們每個人都必須敬畏的一種物質(zhì)。[想一想]2.食鹽是一種典型的離子化合物，設(shè)計簡單實驗證明在食鹽固體中的離子不能自由移動，而在食鹽水溶液中的離子可以自由移動。(提示：可在家中選用電池、鉛筆芯、賀卡中的發(fā)光二極管和導(dǎo)線等設(shè)計實驗)由陰陽離子構(gòu)成的化合物，除在水中可被拆散為自由移動的離子外，用加熱熔融的方式，也可以破壞陰陽離子間的靜電作用，使其成為自由移動的離子。在“火”的作用下，固體氯化鈉可被強拆為自由移動的Na＋和Cl－，這一過程是工業(yè)電解熔融氯化鈉制備金屬鈉的前提；固體氧化鋁(加入冰晶石，降低氧化鋁的熔點)可以被強拆為自由移動的Al3＋和O2－，這一過程是工業(yè)電解熔融氧化鋁制備金屬鋁的前提?；鹗侨祟愇拿鬟M步的象征，也是引發(fā)化學(xué)變化的一種重要方法。大部分共價化合物在水中和熔融狀態(tài)都不能被直接拆分為自由移動的離子，只有極少部分的共價化合物如酸分子，可以在水中被拆分為自由移動的陰陽離子，如HCl分子可被水“拆散”為H＋和Cl－，H2SO4分子可被水“拆散”為H＋和SOeq\o\al(2－,4)。在水中或熔融狀態(tài)下，化合物被拆散成自由移動離子的過程，被稱為電離。離子化合物既可以在水中發(fā)生電離，也可以在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離；共價化合物中一般只有酸分子可以直接在水中發(fā)生電離。也就是酸只在水中發(fā)生電離，而堿和鹽既可在水中，也可在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離。電離過程可用電離方程式表示，不寫條件一般就是指在水中發(fā)生電離。H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)NaOH=Na＋＋OH－NaCl=Na＋＋Cl－[想一想]3.判斷下列化合物是否可以發(fā)生電離，如果能夠電離，則用電離方程式表示電離過程。氯化氫、氫氧化鋇、氫氧化鉀、硫酸鈉、碳酸鈉、二氧化碳、一氧化碳、乙醇、葡萄糖。通常，我們把能發(fā)生電離的化合物稱為電解質(zhì)，不能發(fā)生電離的化合物稱為非電解質(zhì)，也就是酸、堿、鹽和金屬氧化物屬于電解質(zhì)，而非金屬氧化物、大部分有機物屬于非電解質(zhì)。蔗糖、酒精、一氧化碳等化合物，無論是在水溶液中還是在熔融狀態(tài)下均以分子形式存在，因而不能導(dǎo)電；酸、堿、鹽和金屬氧化物可以在水中或熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，可以導(dǎo)電。習(xí)慣上，在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物叫做電解質(zhì)，在水溶液和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物叫做非電解質(zhì)。正確地分析和判斷物質(zhì)在水溶液中是否電離、電離生成哪些離子，有助于研究物質(zhì)在水溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。[想一想]4.金屬銅能導(dǎo)電，那么銅是不是屬于電解質(zhì)？[試一試]2.請用干電池、鉛筆芯、音樂賀卡中的發(fā)光二極管及導(dǎo)線等，設(shè)計實驗證明食鹽、醋酸是電解質(zhì)，而蔗糖是非電解質(zhì)。[試一試]3.下列物質(zhì)中，哪些是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)？氯化氫(HCl)、硝酸銨(NH4NO3)、氫氧化鋇[Ba(OH)2]、葡萄糖(C6H12O6)、硫酸(H2SO4)、氯化鋇(BaCl2)、碳酸鈣(CaCO3)、明礬[KAl(SO4)2·12H2O](一種可溶性鹽)、Al2O3、CO2。[試一試]4.到目前為止，你能從哪些角度對化合物進行分類。在相同條件下把相同濃度、相同體積的鹽酸溶液、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水分別倒入五只燒杯中，接通電源后燈泡亮度如圖所示(現(xiàn)象：接鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液的燈泡很明亮，而接CH3COOH溶液、氨水的燈泡相對較暗)。我們知道，燈泡亮度不同代表著溶液中存在的離子濃度不同，對于相同組成(AB型)的電解質(zhì)而言，表明水拆解這些化合物成為自由移動離子的能力不同，燈泡亮度越大，被拆解成為自由移動離子的程度越大，不同電解質(zhì)在水中的電離程度就不同。根據(jù)精確實驗表明HCl、NaOH、NaCl等化合物在水中幾乎全部可以發(fā)生電離，而CH3COOH、氨水(NH3·H2O)在水中只能部分發(fā)生電離，大部分仍以分子的形式存在，存在離子數(shù)量很少，濃度很低。通常我們把在水中完全電離成離子的電解質(zhì)稱為強電解質(zhì)，電離方程式用“=”表示；而在水中部分發(fā)生電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)，電離方程式用“”表示。強電解質(zhì)弱電解質(zhì)相同點都是化合物，在水溶液中都能電離、導(dǎo)電電離程度完全極小部分電離溶質(zhì)形式離子主要是分子，小部分為離子物質(zhì)類別強酸、強堿、大多數(shù)鹽類弱酸、弱堿、水等實例HCl、NaOH、KCl、NaHSO4、NaHCO3、BaSO4CH3COOH、H2CO3、NH3·H2O、H2O電離表示NaCl=Na＋＋Cl－CH3COOHCH3COO－＋H＋[試一試]5.在下列物質(zhì)中，哪些是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)，哪些是強電解質(zhì)，哪些是弱電解質(zhì)，寫出對應(yīng)的電離方程式？①NaNO3②Fe③H2SO4④CO2⑤Ba(OH)2⑥CH3COOH⑦NH3⑧NH3·H2O⑨AgCl⑩H2CO3(滿分50分限時30min)一、選擇題(本題包括13小題，每小題2分，共26分，每題只有1個正確答案)1．下列關(guān)于電解質(zhì)的說法正確的是()A．固態(tài)氯化鈉不導(dǎo)電，所以氯化鈉是非電解質(zhì)B．NH3溶于水形成的溶液能導(dǎo)電，所以NH3是電解質(zhì)C．銅絲能導(dǎo)電，所以銅是電解質(zhì)D．BaSO4在水溶液中難導(dǎo)電，但熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，所以BaSO4是電解質(zhì)2．下列物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電，但屬于非電解質(zhì)的是()A．Cl2B．HClC．SO2D．NH4Cl3．下列關(guān)于酸、堿、鹽的各種說法中，正確的是()A．化合物電離時，生成的陽離子有氫離子的是酸B．化合物電離時，生成的陰離子有氫氧根離子的是堿C．化合物電離時，只生成金屬陽離子和酸根陰離子的才是鹽D．NH4Cl的電離方程式是NH4Cl=NHeq\o\al(＋,4)＋Cl－4．下列關(guān)于電解質(zhì)的敘述中正確的是()A．在水溶液或熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電的化合物叫非電解質(zhì)B．電解質(zhì)、非電解質(zhì)一定是化合物，不可能是單質(zhì)或溶液C．在水中能導(dǎo)電的化合物一定是電解質(zhì)D．純水的導(dǎo)電性很差，所以水不是電解質(zhì)5．NaHSO4在水溶液中能夠電離出Na＋、H＋和SOeq\o\al(2－,4)，下列對于NaHSO4的分類不正確的是()A．NaHSO4是鹽 B．NaHSO4是酸式鹽C．NaHSO4是鈉鹽 D．NaHSO4是酸6．下列物質(zhì)的分類組合全部正確的是()選項強電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)ANaClHFCl2BH2SO4BaCO3CS2CAgClHClOCuDBa(OH)2H2CO3C2H5OH7.下列電離方程式中正確的是()A．HNO3=H＋＋N5＋＋3O2－B．Ca(OH)2=Ca2＋＋(OH－)2C．AlCl3=Al＋3＋3Cl－D．Al2(SO4)3=2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)8．僅能在水溶液中導(dǎo)電的電解質(zhì)是()A．KOHB．C2H5OHC．CO2D．HCl9．下列物質(zhì)中，含有自由移動的Cl－的是()A．KClO3溶液 B．CaCl2溶液C．NaCl固體 D．氯化氫氣體10．下列敘述錯誤的是()A．離子化合物中一定含有陰離子和陽離子B．離子化合物中一定含有金屬元素C．共價化合物中也可能含有金屬元素D．共價化合物中一定不含有離子11．能形成離子化合物的是()A．任意兩種元素之間的化合B．兩種非金屬元素之間的化合C．任何金屬元素與非金屬元素之間的化合D．活潑金屬元素與活潑非金屬元素之間的化合12．下列性質(zhì)中，可以證明某化合物一定是離子化合物的是()A．水溶液能導(dǎo)電B．由金屬和非金屬元素組成C．熔融狀態(tài)能導(dǎo)電D．可以溶于水13．下列化合物的水溶液中不只存在一種分子的是()A．NaHSO4 B．HClOC．Ba(OH)2 D．HCl二、填空題(本題包括4小題，共24分)14．(8分)有下列物質(zhì)：①氫氧化鈉固體②銅絲③氯化氫氣體④稀硫酸⑤二氧化碳氣體⑥氨水⑦碳酸鈉粉末⑧蔗糖晶體⑨熔融氯化鈉⑩CuSO4·5H2O晶體。請用序號填空：(1)能導(dǎo)電的是_________________________________________________________；(2)屬于電解質(zhì)的是_____________________________________________________；(3)屬于非電解質(zhì)的是___________________________________________________；(4)屬于電解質(zhì)但上述狀態(tài)下不能導(dǎo)電的是________。15．(4分)寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式：(1)Ba(OH)2：_______________________________；(2)KHSO4：________________________________；(3)HNO3：_________________________________；(4)Na2CO3：________________________________16．(6分)在如圖所示的串聯(lián)裝置中，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，但若向其中一個燒杯中加水，則燈泡會亮起來：請問：(1)哪個燒杯中液體加水燈泡會亮起來，為什么？(2)哪兩個燒杯液體混合后導(dǎo)電能力會減弱？為什么？17．(6分)氮化鈉(Na3N)是科學(xué)家制備的一種重要化合物。它與水作用可產(chǎn)生氨氣(NH3)。試回答下列問題：(1)氮化鈉(Na3N)中N元素化合價是________，該化合物屬于________化合物(填“離子”或“共價”，下同)，生成的NH3屬于________化合物。(2)氮化鈉(Na3N)與水反應(yīng)的方程式是__________________________________________________________________________，反應(yīng)類型是________(填基本反應(yīng)類型)。

答案精析想一想1.非金屬元素形成的化合物也可以是離子化合物，如銨鹽。試一試1.離子化合物必含金屬元素或銨根，所以硝酸鈉(NaNO3)、氫氧化鉀(KOH)、氯化銨(NH4Cl)、碳酸鈣(CaCO3)、生石灰(CaO)是離子化合物，其余是共價化合物。想一想2.有自由移動離子的物質(zhì)可以導(dǎo)電；只有離子，但不能移動時，該物質(zhì)也不可導(dǎo)電。所以有無自由移動離子可通過能否導(dǎo)電得到證明。將食鹽固體和食鹽水溶液分別與電池、鉛筆芯、發(fā)光二極管用導(dǎo)線組成閉合回路，發(fā)現(xiàn)接食鹽固體的二極管不發(fā)光，接食鹽水的二極管發(fā)光。想一想3.電解質(zhì)在水中總可以發(fā)生電離，非電解質(zhì)不發(fā)生電離。其中氯化氫、氫氧化鋇、氫氧化鉀、硫酸鈉、碳酸鈉可以發(fā)生電離，其他不能發(fā)生電離。HCl=H＋＋Cl－KOH=K＋＋OH－Ba(OH)2=Ba2＋＋2OH－Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)Na2SO4=2Na＋＋SOeq\o\al(2－,4)想一想4.銅導(dǎo)電是依靠自由移動的電子，但銅屬于單質(zhì)，不屬于電解質(zhì)。試一試2.一般證明電解質(zhì)只需證明它在水溶液中可導(dǎo)電，而證明非電解質(zhì)需證明它在水中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電。將食鹽、醋酸溶于水分別與干電池、鉛筆芯、發(fā)光二極管用導(dǎo)線組成閉合回路，二極管發(fā)光，證明食鹽、醋酸為電解質(zhì)。將加熱熔融的蔗糖和蔗糖溶液分別與干電池、鉛筆芯、發(fā)光二極管用導(dǎo)線組成閉合回路，二極管均不發(fā)光，證明蔗糖是非電解質(zhì)。試一試3.酸、堿、鹽、金屬氧化物是電解質(zhì)，而非金屬氧化物和有機物是非電解質(zhì)，這是判斷電解質(zhì)和非電解質(zhì)最有用的方法。只有葡萄糖(C6H12O6)和CO2是非電解質(zhì)，其余都是電解質(zhì)。試一試4.根據(jù)組成和性質(zhì)化合物可分為酸、堿、鹽和氧化物；根據(jù)有無碳元素化合物可分為無機物和有機物；根據(jù)是否可發(fā)生電離分成電解質(zhì)和非電解質(zhì)；根據(jù)構(gòu)成微粒是否存在離子，化合物可分為離子化合物和共價化合物。試一試5.電解質(zhì)有①③⑤⑥⑧⑨⑩，非電解質(zhì)有④⑦，其中①③⑤⑨為強電解質(zhì)，⑥⑧⑩為弱電解質(zhì)。對應(yīng)電離方程式如下：①NaNO3=Na＋＋NOeq\o\al(－,3)③H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)⑤Ba(OH)2=Ba2＋＋2OH－⑥CH3COOHH＋＋CH3COO－⑧NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－⑨AgCl=Ag＋＋Cl－