物质的分类与转化

曾经的书橱

现在的书橱

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1900 55 万种化合物

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1945 110 万种， 45 年加倍

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1970 236.7 万种， 25 年加倍

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1975 414.8 万种

•

1980 593 万种， 10 年加倍

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1990 1057.6 万种， 10 年加倍

•

1999 超过 2000 万种

•

2000 超过 3000 万种

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09/13/2008 37,883,577 种

化学物质如此多，如何研究比较高效呢？

人类已知的化学物质的数目

按

一

定

标

准

对

它

们

进

行

分

类

然

后

逐

类

进

行

研

究

化学的家业有多大？

氧气、铜、氧化铁、五氧化二磷、硫、蜡烛、氢氧化钠、高锰酸钾、硫酸、铁、

氢氧化钡、碳酸钠、空气、甲烷、盐酸、水、氢氧化铜、氯化银、氯化钠溶液

初试分类

O2 、 Cu 、 Fe2O3 、 P2O5 、 S 、

(CxHy) 、 NaOH 、 KMnO4 、 H2SO4 、 Fe 、 Ba(OH)2 、 Na2CO3 、 (N2 、

O2 、 H2O 、 CO2…) 、 CH4 、（ HCl 、 H2O ）、 H2O 、 Cu(OH)2 、 AgCl 、

(NaCl 、 H2O)

请写出下列物质的化学式

组成

物理性质（色、态、味、溶解性、熔沸点等）

化学性质（可燃性、毒性、酸碱性 ( 强弱 ) 等 )

其它标准

物质分类标准

O2 、 Cu 、 Fe2O3 、 P2O5 、 S 、

(CxHy) 、 NaOH 、 KMnO4 、 H2SO4

、 Fe 、 Ba(OH)2 、 Na2CO3 、 (N2 、

O2 、 H2O 、 CO2…) 、 CH4 、

（ HCl 、 H2O ）、 H2O 、 Cu(OH)2 、

AgCl 、 (NaCl 、 H2O)

组成

物理性质（色、态、味、溶解性、熔沸点等）

化学性质（可燃性、毒性、酸碱性 ( 强弱 ) 等 )

其它标准

物质分类标准

O2 、 Cu 、 Fe2O3 、 P2O5 、 S 、

(CxHy) 、 NaOH 、 KMnO4 、 H2SO4

、 Fe 、 Ba(OH)2 、 Na2CO3 、 (N2 、

O2 、 H2O 、 CO2…) 、 CH4 、

（ HCl 、 H2O ）、 H2O 、 Cu(OH)2 、

AgCl 、 (NaCl 、 H2O)

依据物质的元素组成和性质进行分类

物质

混合物

纯净物

均相混合物

非均相混合物

单质

化合物

有机化合物

无机化合物

金属单质

非金属单质

稀有气体

含

有

物

质

的

种

类

均

匀

稳

定

元

素

的

种

类

是

否

含

元

素

元

素

的

组

成

与

性

质

氧化物

酸

碱

盐

对一群物质按照不同标准进行不断细分

树状分类法

交叉分类法

金属单质

非金属单质

固态单质

气态单质

具体物质

物质类别物质类别

多视角的分类方式

对同一类物质按照由于分类的标准不同，可以分属不同类别

对同一物质按照不同标准进行分类，该物质可能成为不同类别中的交集

金属单质

非金属单质

固态单质

气态单质

具体物质

物质类别

交叉分类法

对同一类物质按照由于分类的标准不同，可以分属不同类别

对同一物质按照不同标准进行分类，该物质可能成为不同类别中的交集

另一种表达方式：

Na2SO4

KNO3

Na2CO3

K2CO3

碳酸盐

硝酸盐

钠盐

K2SO4

以阳离子不

同进行分类

以酸根不同

进行分类

Na2SO4 KNO3 Na2CO3 K2SO4 K2CO3

钾盐

硫酸盐

思考 : 下列几种盐可以如何分类呢？

视角越多，对物质描述的就越准确

交叉分类法

CaO

Ca(OH)

CaCO

4Na+O2=2Na2O

Na2O+H2O=NaOH

2NaOH+CO2=Na2CO3 +H2O

2Ca+O2=2CaO

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

2Cu+O2=2CuO

Cu(OH)2 == CuO+H2O

△

Cu(OH)2 +2HCl= CuCl2+2H2O

CuO

Cu(OH)2

CuCl2

Na2O

NaOH

Na2CO3

金属

氧化物

碱

盐

从金属到盐的系列转化

CO2

H2CO3

CaCO

C+O2=CO2

CO2+H2O→H2CO3

H2CO3+Ca(OH)2=

CaCO3↓+2H2O

SO2

H2SO3

CaSO3

S+O2=SO2

SO2+H2O→H2SO3

H2SO3+Ca(OH)2 = CaSO3↓+2H2O

非金属

氧化物

盐

酸

H2SiO3== H2O +SiO2

SiO2

H2SiO3

Na2SiO3

Si+O2=SiO2

H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O

从非金属到盐的系列转化

△

SO3

H2SO4

Na2SO4

SO3+H2O = H2SO4

H2SO4+NaOH = Na2SO4 + 2H2O

金属

氧化物

碱

盐

非金属

氧化物

盐

酸

Ca+S=CaS

CaO+SO2=CaSO3

CaO+2HCl=CaCl2+H2O

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu↓

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

Cl2+2NaI=I2+2NaCl

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

金属与非金属之间的关联

对化学反应的预测：

非金属可以与碱发生反应

非金属也可以发生非金属元素间的置换反应

CO2 + 2NaOH= Na2CO3+H2O

NaOH + HCl = NaCl+H2O

Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓

问题的发现

CO2

H2CO3

CaCO

C+O2=CO2

CO2+H2O→H2CO3

H2CO3+Ca(OH)2=

CaCO3↓+2H2O

SO2

H2SO3

CaSO3

S+O2=SO2

SO2+H2O→H2SO3

H2SO3+Ca(OH)2 = CaSO3↓+2H2O

Si+O2=SiO2

SO3

H2SO4

Na2SO4

SO3+H2O = H2SO4

H2SO4+NaOH = Na2SO4 + 2H2O

非金属

氧化物

盐

酸

并不是所有的

非金属氧化物都能

参与以上转化！

概念的进一步完善

金属

氧化物

碱

盐

非金属

氧化物

盐

酸

碱性

氧化物

酸性

氧化物

一般说来：

多数金属氧化物会是碱性氧化物

多数非金属氧化物会是酸性氧化物

问题的发现

单质

金属

非金属

稀有气体

的反应性

金属

非金属

稀有气体

的稳定性

— 稀有气体的归属

4Na+O2=2Na2O

Na2O+H2O=2NaOH

2NaOH+CO2==Na2CO3 +H2O

2Ca+O2=2CaO

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

2Cu+O2=2CuO

Cu(OH)2 = CuO+H2O

△

Cu(OH)2 +2HCl == CuCl2+2H2O

C+O2=CO2

CO2+H2O=H2CO3

Ca(OH)2+H2CO3==CaCO3↓+2H2O

S+O2=CO2

SO2+H2O=H2SO3

Ca(OH)2+H2SO3==CaSO3↓+2H2O

Ca+S=CaS

CaO+SO2=CaSO3

CaO+2HCl == CaCl2+H2O

Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑

Na2CO3+CaCl2==2NaCl+CaCO3↓

Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

Fe + H2SO4== FeSO4 + H2↑

Cl2 + 2NaI == 2NaCl + I2

Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O

H2SiO3=H2O +SiO2

化

学

反

应

化合反应

分解反应

置换反应

复分解反应

对基本反应类型的简单认识