版新步步高初高中化学通用衔接教材第4讲 用分类的方法研究化合物.docx

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版新步步高初高中化学通用衔接教材第4讲用分类的方法研究化合物

第4讲　用分类的方法研究化合物

教材分析

初中教材要求

高中教材要求

在初中化学中，只要求学生知道酸、碱、盐、氧化物是最常见的无机化合物，有机化合物和无机化合物是化合物的两种重要类别。

在高中化学中，除要求学生通过组成和性质对化合物进行分类外，还要学会从其他角度对化合物进行分类，如离子化合物和共价化合物；电解质和非电解质，强电解质和弱电解质等。

由两种或两种以上元素组成的纯净物称为化合物。

酸、碱、盐、氧化物是最常见的化合物。

酸在水中能产生H＋，能与碱、碱性氧化物、活泼金属、某些盐反应；碱在水中能产生OH－，能与酸、酸性氧化物、某些盐反应；盐在水中能产生金属阳离子（或铵根离子）和酸根离子，酸、碱、盐在工农业生产和日常生活中的广泛应用，促进了人类文明的进步和社会的可持续发展。

地球上含碳的化合物非常多，在已发现的物质中含碳的化合物占绝大部分，人们把像葡萄糖这类含碳的化合物叫做有机化合物，简称有机物；组成中不含碳的化合物一般叫做无机化合物，如水、氧化铜、氢氧化钠、硫酸、氯酸钾、氯化钠、硝酸铵等都属于无机化合物。

我们熟悉的一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等少数含碳化合物，由于它们的组成和性质与无机化合物很相似，人们就将它们归入无机化合物来研究。

我们知道活泼金属（如K、Ca、Na、Mg等）原子结构最外层电子数较少，有失去电子达到8电子相对稳定构型的倾向；而活泼非金属（如F、O、Cl等）原子结构最外层电子数较多，有得到电子达到8电子相对稳定构型的倾向。

因此，当活泼金属与活泼非金属化合时，活泼金属原子失去最外层上的电子形成阳离子，活泼非金属原子结合电子形成阴离子，阴、阳离子间通过物理静电作用形成了稳定化合物，我们把这种由阴阳离子构成的化合物称为离子化合物。

除活泼金属与活泼非金属会形成离子化合物外，带正电荷的原子团（如铵根）与带负电荷的酸根离子（如Cl－、NO

、SO

、CO

）也会形成离子化合物。

大部分碱和盐、活泼金属氧化物等都是离子化合物，在固体状态下，阴、阳离子间因为有较强的静电作用，这些离子均不能自由移动。

在目前已知化合物中，许多化合物并不存在金属元素，而是全部由非金属元素组成的。

当非金属元素与非金属元素相化合时，因为非金属原子都有得到电子的倾向，不容易失去电子，也就不会形成阴、阳离子，它们构成的化合物一般被称为共价化合物，如HCl、H2O、CH4、CO2、HClO（次氯酸）、C2H5OH（乙醇）。

一般来说，酸、非金属氧化物、大部分有机物等都属于共价化合物。

共价化合物大都是由分子构成的，如HCl、HClO，也有极少部分是由原子构成的，如石英SiO2、金刚砂SiC。

[想一想]　1.非金属元素形成的化合物一定是共价化合物吗？

[试一试]　1.下列物质中，哪些是离子化合物，哪些是共价化合物？

氯化氢（HCl）、硝酸钠（NaNO3）、氢氧化钾（KOH）、葡萄糖（C6H12O6）、硫酸（H2SO4）、氯化铵（NH4Cl）、二氧化碳（CO2）、碳酸钙（CaCO3）、氨气（NH3）、生石灰（CaO）。

在离子化合物固体状态中，阴阳离子间因静电作用而不能自由移动。

对可溶性离子化合物而言，将其溶于水中时，固体会溶解消失，其本质是水分子在阴阳离子间渗透，不断拆散阴阳离子，使它们形成能够自由移动的离子。

水分子对离子化合物的这种破坏作用，尤如堤坝因洪水冲刷而倒塌，水是值得我们每个人都必须敬畏的一种物质。

[想一想]　2.食盐是一种典型的离子化合物，设计简单实验证明在食盐固体中的离子不能自由移动，而在食盐水溶液中的离子可以自由移动。

（提示：

可在家中选用电池、铅笔芯、贺卡中的发光二极管和导线等设计实验）

由阴阳离子构成的化合物，除在水中可被拆散为自由移动的离子外，用加热熔融的方式，也可以破坏阴阳离子间的静电作用，使其成为自由移动的离子。

在“火”的作用下，固体氯化钠可被强拆为自由移动的Na＋和Cl－，这一过程是工业电解熔融氯化钠制备金属钠的前提；固体氧化铝（加入冰晶石，降低氧化铝的熔点）可以被强拆为自由移动的Al3＋和O2－，这一过程是工业电解熔融氧化铝制备金属铝的前提。

火是人类文明进步的象征，也是引发化学变化的一种重要方法。

大部分共价化合物在水中和熔融状态都不能被直接拆分为自由移动的离子，只有极少部分的共价化合物如酸分子，可以在水中被拆分为自由移动的阴阳离子，如HCl分子可被水“拆散”为H＋和Cl－，H2SO4分子可被水“拆散”为H＋和SO

。

在水中或熔融状态下，化合物被拆散成自由移动离子的过程，被称为电离。

离子化合物既可以在水中发生电离，也可以在熔融状态下发生电离；共价化合物中一般只有酸分子可以直接在水中发生电离。

也就是酸只在水中发生电离，而碱和盐既可在水中，也可在熔融状态下发生电离。

电离过程可用电离方程式表示，不写条件一般就是指在水中发生电离。

H2SO4===2H＋＋SO

NaOH===Na＋＋OH－

NaCl===Na＋＋Cl－

[想一想]　3.判断下列化合物是否可以发生电离，如果能够电离，则用电离方程式表示电离过程。

氯化氢、氢氧化钡、氢氧化钾、硫酸钠、碳酸钠、二氧化碳、一氧化碳、乙醇、葡萄糖。

通常，我们把能发生电离的化合物称为电解质，不能发生电离的化合物称为非电解质，也就是酸、碱、盐和金属氧化物属于电解质，而非金属氧化物、大部分有机物属于非电解质。

蔗糖、酒精、一氧化碳等化合物，无论是在水溶液中还是在熔融状态下均以分子形式存在，因而不能导电；酸、碱、盐和金属氧化物可以在水中或熔融状态下发生电离，可以导电。

习惯上，在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质，在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。

正确地分析和判断物质在水溶液中是否电离、电离生成哪些离子，有助于研究物质在水溶液中发生的化学反应。

[想一想]　4.金属铜能导电，那么铜是不是属于电解质？

[试一试]　2.请用干电池、铅笔芯、音乐贺卡中的发光二极管及导线等，设计实验证明食盐、醋酸是电解质，而蔗糖是非电解质。

[试一试]　3.下列物质中，哪些是电解质，哪些是非电解质？

氯化氢（HCl）、硝酸铵（NH4NO3）、氢氧化钡[Ba（OH）2]、葡萄糖（C6H12O6）、硫酸（H2SO4）、氯化钡（BaCl2）、碳酸钙（CaCO3）、明矾[KAl（SO4）2·12H2O]（一种可溶性盐）、Al2O3、CO2。

[试一试]　4.到目前为止，你能从哪些角度对化合物进行分类。

在相同条件下把相同浓度、相同体积的盐酸溶液、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水分别倒入五只烧杯中，接通电源后灯泡亮度如图所示（现象：

接盐酸、NaOH溶液、NaCl溶液的灯泡很明亮，而接CH3COOH溶液、氨水的灯泡相对较暗）。

我们知道，灯泡亮度不同代表着溶液中存在的离子浓度不同，对于相同组成（AB型）的电解质而言，表明水拆解这些化合物成为自由移动离子的能力不同，灯泡亮度越大，被拆解成为自由移动离子的程度越大，不同电解质在水中的电离程度就不同。

根据精确实验表明HCl、NaOH、NaCl等化合物在水中几乎全部可以发生电离，而CH3COOH、氨水（NH3·H2O）在水中只能部分发生电离，大部分仍以分子的形式存在，存在离子数量很少，浓度很低。

通常我们把在水中完全电离成离子的电解质称为强电解质，电离方程式用“===”表示；而在水中部分发生电离的电解质称为弱电解质，电离方程式用“”表示。

强电解质

弱电解质

相同点

都是化合物，在水溶液中都能电离、导电

电离

程度

完全

极小部分电离

溶质

形式

离子

主要是分子，小部分为离子

物质类别

强酸、强碱、大多数盐类

弱酸、弱碱、水等

实例

HCl、NaOH、KCl、NaHSO4、NaHCO3、BaSO4

CH3COOH、H2CO3、NH3·H2O、H2O

电离表示

NaCl===Na＋＋Cl－

CH3COOHCH3COO－＋H＋

[试一试]　5.在下列物质中，哪些是电解质，哪些是非电解质，哪些是强电解质，哪些是弱电解质，写出对应的电离方程式？

①NaNO3　②Fe　③H2SO4　④CO2　⑤Ba（OH）2

⑥CH3COOH　⑦NH3　⑧NH3·H2O　⑨AgCl　⑩H2CO3

（满分50分　限时30min）

一、选择题（本题包括13小题，每小题2分，共26分，每题只有1个正确答案）

1．下列关于电解质的说法正确的是（　　）

A．固态氯化钠不导电，所以氯化钠是非电解质

B．NH3溶于水形成的溶液能导电，所以NH3是电解质

C．铜丝能导电，所以铜是电解质

D．BaSO4在水溶液中难导电，但熔融状态下能导电，所以BaSO4是电解质

2．下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（　　）

A．Cl2B．HClC．SO2D．NH4Cl

3．下列关于酸、碱、盐的各种说法中，正确的是（　　）

A．化合物电离时，生成的阳离子有氢离子的是酸

B．化合物电离时，生成的阴离子有氢氧根离子的是碱

C．化合物电离时，只生成金属阳离子和酸根阴离子的才是盐

D．NH4Cl的电离方程式是NH4Cl===NH

＋Cl－

4．下列关于电解质的叙述中正确的是（　　）

A．在水溶液或熔融状态下不导电的化合物叫非电解质

B．电解质、非电解质一定是化合物，不可能是单质或溶液

C．在水中能导电的化合物一定是电解质

D．纯水的导电性很差，所以水不是电解质

5．NaHSO4在水溶液中能够电离出Na＋、H＋和SO

，下列对于NaHSO4的分类不正确的是（　　）

A．NaHSO4是盐B．NaHSO4是酸式盐

C．NaHSO4是钠盐D．NaHSO4是酸

6．下列物质的分类组合全部正确的是（　　）

选项

强电解质

弱电解质

非电解质

A

NaCl

HF

Cl2

B

H2SO4

BaCO3

CS2

C

AgCl

HClO

Cu

D

Ba（OH）2

H2CO3

C2H5OH

7.下列电离方程式中正确的是（　　）

A．HNO3===H＋＋N5＋＋3O2－

B．Ca（OH）2===Ca2＋＋（OH－）2

C．AlCl3===Al＋3＋3Cl－

D．Al2（SO4）3===2Al3＋＋3SO

8．仅能在水溶液中导电的电解质是（　　）

A．KOHB．C2H5OHC．CO2D．HCl

9．下列物质中，含有自由移动的Cl－的是（　　）

A．KClO3溶液B．CaCl2溶液

C．NaCl固体D．氯化氢气体

10．下列叙述错误的是（　　）

A．离子化合物中一定含有阴离子和阳离子

B．离子化合物中一定含有金属元素

C．共价化合物中也可能含有金属元素

D．共价化合物中一定不含有离子

11．能形成离子化合物的是（　　）

A．任意两种元素之间的化合

B．两种非金属元素之间的化合

C．任何金属元素与非金属元素之间的化合

D．活泼金属元素与活泼非金属元素之间的化合

12．下列性质中，可以证明某化合物一定是离子化合物的是（　　）

A．水溶液能导电

B．由金属和非金属元素组成

C．熔融状态能导电

D．可以溶于水

13．下列化合物的水溶液中不只存在一种分子的是（　　）

A．NaHSO4B．HClO

C．Ba（OH）2D．HCl

二、填空题（本题包括4小题，共24分）

14．（8分）有下列物质：

①氢氧化钠固体　②铜丝　③氯化氢气体　④稀硫酸　⑤二氧化碳气体　⑥氨水　⑦碳酸钠粉末　⑧蔗糖晶体　⑨熔融氯化钠　⑩CuSO4·5H2O晶体。

请用序号填空：

（1）能导电的是_________________________________________________________；

（2）属于电解质的是_____________________________________________________；

（3）属于非电解质的是___________________________________________________；

（4）属于电解质但上述状态下不能导电的是________。

15．（4分）写出下列物质在水溶液中的电离方程式：

（1）Ba（OH）2：

_____________________________________________________________；

（2）KHSO4：

______________________________________________________________；

（3）HNO3：

_______________________________________________________________；

（4）Na2CO3：

_____________________________________________________________。

16．（6分）在如图所示的串联装置中，发现灯泡不亮，但若向其中一个烧杯中加水，则灯泡会亮起来：

请问：

（1）哪个烧杯中液体加水灯泡会亮起来，为什么？

（2）哪两个烧杯液体混合后导电能力会减弱？

为什么？

17．（6分）氮化钠（Na3N）是科学家制备的一种重要化合物。

它与水作用可产生氨气（NH3）。

试回答下列问题：

（1）氮化钠（Na3N）中N元素化合价是________，该化合物属于________化合物（填“离子”或“共价”，下同），生成的NH3属于________化合物。

（2）氮化钠（Na3N）与水反应的方程式是__________________________________________

________________________________，反应类型是________（填基本反应类型）。

答案精析

想一想　1.非金属元素形成的化合物也可以是离子化合物，如铵盐。

试一试　1.离子化合物必含金属元素或铵根，所以硝酸钠（NaNO3）、氢氧化钾（KOH）、氯化铵（NH4Cl）、碳酸钙（CaCO3）、生石灰（CaO）是离子化合物，其余是共价化合物。

想一想　2.有自由移动离子的物质可以导电；只有离子，但不能移动时，该物质也不可导电。

所以有无自由移动离子可通过能否导电得到证明。

将食盐固体和食盐水溶液分别与电池、铅笔芯、发光二极管用导线组成闭合回路，发现接食盐固体的二极管不发光，接食盐水的二极管发光。

想一想　3.电解质在水中总可以发生电离，非电解质不发生电离。

其中氯化氢、氢氧化钡、氢氧化钾、硫酸钠、碳酸钠可以发生电离，其他不能发生电离。

HCl===H＋＋Cl－　KOH===K＋＋OH－

Ba（OH）2===Ba2＋＋2OH－　Na2CO3===2Na＋＋CO

　Na2SO4===2Na＋＋SO

想一想　4.铜导电是依靠自由移动的电子，但铜属于单质，不属于电解质。

试一试　2.一般证明电解质只需证明它在水溶液中可导电，而证明非电解质需证明它在水中和熔融状态下都不能导电。

将食盐、醋酸溶于水分别与干电池、铅笔芯、发光二极管用导线组成闭合回路，二极管发光，证明食盐、醋酸为电解质。

将加热熔融的蔗糖和蔗糖溶液分别与干电池、铅笔芯、发光二极管用导线组成闭合回路，二极管均不发光，证明蔗糖是非电解质。

试一试　3.酸、碱、盐、金属氧化物是电解质，而非金属氧化物和有机物是非电解质，这是判断电解质和非电解质最有用的方法。

只有葡萄糖（C6H12O6）和CO2是非电解质，其余都是电解质。

试一试　4.根据组成和性质化合物可分为酸、碱、盐和氧化物；根据有无碳元素化合物可分为无机物和有机物；根据是否可发生电离分成电解质和非电解质；根据构成微粒是否存在离子，化合物可分为离子化合物和共价化合物。

试一试　5.电解质有①③⑤⑥⑧⑨⑩，非电解质有④⑦，其中①③⑤⑨为强电解质，⑥⑧⑩为弱电解质。

对应电离方程式如下：

①NaNO3===Na＋＋NO

　③H2SO4===2H＋＋SO

　⑤Ba（OH）2===Ba2＋＋2OH－　⑥CH3COOHH＋＋CH3COO－　⑧NH3·H2ONH

＋OH－　⑨AgCl===Ag＋＋Cl－　⑩H2CO3H＋＋HCO

限时作业

1．D　[A中NaCl是电解质；B中NH3·H2O是电解质，而NH3是非电解质；C中Cu是单质，不是电解质也不是非电解质。

]

2．C　[SO2的水溶液虽然能导电，但那是因为SO2与H2O反应生成的H2SO3发生了电离，而SO2自身应属于非电解质。

]

3．D

4．B　[A中应将“或”改成“和”；C中该化合物一定要自身能发生电离，如SO2、NH3等虽然水溶液能导电，但它们却属于非电解质；D中H2O是电解质。

]

5．D

6．D　[Cl2和Cu是单质，既不是电解质也不是非电解质，A、C错；碳酸钡属于盐，盐一般是强电解质，B错。

]

7．D　8.D　9.B

10．B　[NH4Cl是离子化合物，但却不含有金属元素。

]

11．D　12.C

13．B　[若水溶液中只存在一种分子，这种分子只能是水分子，也就是溶质必须在水中完全电离，为强电解质，A、C、D都是常见的强电解质，故选B。

]

14．

（1）②④⑥⑨　

（2）①③⑦⑨⑩　（3）⑤⑧

（4）①③⑦⑩

15．

（1）Ba（OH）2===Ba2＋＋2OH－

（2）KHSO4===K＋＋H＋＋SO

（3）HNO3===H＋＋NO

（4）Na2CO3===2Na＋＋CO

16．

（1）在盛有纯醋酸的C烧杯中加水，灯泡就会亮起来；理由是纯醋酸中没有离子，所以不导电，醋酸加水后就会发生电离，从而产生自由移动的离子，能够导电。

（2）A和D；因为两者混合发生反应：

H2SO4＋Ba（OH）2===BaSO4↓＋2H2O，离子浓度降低。

17．

（1）－3价　离子　共价

（2）Na3N＋3H2O===NH3↑＋3NaOH　复分解反应