高中化学 非金属元素及其重要化合物
第11讲 常见非金属及其重要化合物(课件)-2023届高考化学二轮复习(全国通用)
化学
2023
二轮精准复习45讲
第11讲
常见非金属及其重要化合物
有关非金属元素单质及其化合物的性质和用途的思维途径
1.硅及其化合物
(1)硅及其化合物的“价类二维”转化。
理清知识主线:
-
H4
-
H4
+
O
+
+
O2
+
O2(H2 O3)
(2)重要反应的方程式。
ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O
⑦将SO2和Cl2混合,漂白性减弱的原因(用离子方程式表示)。
SO2+Cl2+2H2O
+
4H +S +2Cl
(3)扫除易忘知识盲点。
①液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。
②酸性KMnO4溶液应用硫酸酸化。
酸化KMnO4溶液不能用盐酸,也不能用硝酸
③ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与
-、Fe2+均不能大量共存。
、I
SO23
④当Fe与Cl2在加热条件下反应时,不论Fe过量还是不足,由于Cl2的强氧化
性,产物一定是FeCl3。
⑤“84”消毒液的有效成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消
3S↓+3H2O
④书写下列反应的化学方程式。
a.将 SO2 通入 H2S 溶液中。
2H2S+SO2
3S↓+2H2O
b.Cu 与浓硫酸混合加热。
Cu+2H2SO4(浓)
【高中化学】非金属元素化合物复习ppt
3 、氮气化学性质:
N2+3H2=2NH3 N2+O ===2NO N2+3Mg=Mg3N2 4、单质硅化学性质: Si+2F2==SiF4 Si+4HF==SiF4+2H2↑ 高温 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ Si+O2== SiO2
工业制硫酸
2H2SO4 2Na2SO4
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
2、氮氧化物: 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO
综合方程式:
4NO+3O2 +2H2O =4HNO3 4NO2+ O2 +2H2O =4HNO3
3、二氧化硅:
1:SiO2 + CaO == CaSiO3 2:SiO2 + NaOH ==Na2SiO3+H2O 3:SiO2 与水不不反应,不与酸反应(HF外)
高温 2 放电
点燃
二、非金属氧化物主要化学性质:
1、二氧化硫:
(1)酸性氧化物:SO2 + H2O = H2SO3(亚硫酸)弱酸, (2)氧化性: 2H2S+SO2 == 3S +2H2O (3)还原性:
催化剂 加热
2SO2 + O2
2SO3 H2SO4
SO3 + H2O 2H2SO3+O2 2Na2SO3+O2
【授课】第四章 非金属及其化合物全部课件
京 沪 高 速 公 路 氯 气 泄 漏 事 件
新华网报道:2005年3月29日,京沪高速公路 淮安段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞 , 大量液氯外泄。据目击者描述 : "一股黄绿色的 气体就像探照灯光一样,‘唰’地射向高空,足 有5米高,并有刺鼻的味道,眼睛也熏得有些睁不 开 。”
事发后消防队员不断地用水枪喷射,但时值 西南风,氯气迅速向西南方扩散 ,造成350 人中 毒进医院救治, 另有28人中毒死亡的特大事故, 附近居民采取应急措施,疏散到一高坡上。
氯气与水反应探究
问 题:
氯气能否与H2O反应 Cl2、H2O
?
假设一:氯气与水不反应,则成分:
假设二:氯气与水会反应,则可能成分: Cl2、H2O、HCl(Cl- 、 H+)
氯气与水反应探究
探究一:氯水中有 无Cl方案:氯水与硝酸银(酸化)溶液反应 现象:有白色沉淀生成 结论:氯水中有 Cl- , 假设二成立。 探究二:氯水中有 无H+ 方案1:氯水中滴加几滴石蕊试液。 现象:溶液无变红。
思考:将CO2通入Na2SiO3溶液中的现象?
现象:有白色胶状沉淀生成
Na 方程式: 2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3+Na2CO3
结论: 硅酸是一种很弱的酸,酸性比碳酸还弱 硅酸凝胶经干燥 脱水就形成干胶, 称为“硅胶”。是 一种常用的干燥剂
归纳总结
三、硅酸
1、制法: Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4↓ Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4↓
Al2O3· 2SiO2· 2O 2H
什么是SIC?请填写好学案
高中化学必修一非金属及其化合物教学内容
高中化学必修一非金属及其化合物第四章 非金属及其化合物[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]考点一| 碳、硅单质及其氧化物的性质(基础送分型——自主学习)1.碳、硅元素的原子结构与存在碳硅1.特殊的存在形式:C ——金刚石、石墨、C 602.特殊的用途:Si ——半导体材料、太阳能电池板SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料 3.特殊的表示方法:硅酸盐可以用氧化物的形式表示如Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 4.特殊的性质:(1)Si 与NaOH 溶液的反应:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑ (2)SiO 2能溶于氢氟酸:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O(3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3:Na 2SiO 3+H 2O +CO 2===Na 2CO 3+H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备:SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑第二周期ⅣA族第三周期ⅣA族金刚石:空间网状结构石墨:层状结构只有化合态(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来):提示:①—c,②—a,③—e,④—b,⑤—d(2)碳、硅的化学性质:①碳单质的化学性质a .与O 2的反应(用化学方程式表示):O 2不足:2C +O 2=====点燃 2CO ;O 2充足:C +O 2=====点燃CO 2。
b .与其他物质的反应(用化学方程式表示):与CuO 反应:2CuO +C =====高温 2Cu +CO 2↑(可用于金属的冶炼); 与CO 2反应:CO 2+C =====高温2CO ; 与水蒸气反应:C +H 2O(g) =====高温CO +H 2(制水煤气); 与浓硫酸反应:C +2H 2SO 4(浓) ====△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 。
高中化学知识点总结:非金属元素及其化合物
高中化学知识点总结:非金属元素及其化合物(一)非金属元素概论1.非金属元素在周期表中的位置在目前已知的112种元素中,非金属元素有22种,除H外非金属元素都位于周期表的右上方(H在左上方)。
F是非金属性最强的元素。
2.非金属元素的原子结构特征及化合价(1)与同周期的金属原子相比,最外层电子数较多,次外层都是饱和结构(2、8或18电子结构)。
(2)与同周期的金属原子相比较,非金属元素原子核电荷数多,原子半径小,化学反应中易得到电子,表现氧化性。
(3)最高正价等于主族序数(O、F无+6、+7价)‘对应负价以绝对值等于8–主族序数。
如S、N、C1等还呈现变价。
3.非金属单质(1)组成与同素异形体非金属单质中,有单原子分子的He、Ne、Ar等稀有气体;双原子分子的H2、O2、Cl2、H2、Br2等,多原子分子的P4、S8、C60、O3等原子晶体的金刚石,晶体硅等。
同一元素形成的不同单质常见的有O2、O3;红磷、白磷;金刚石、石墨等。
(2)聚集状态及晶体类型常温下有气态(H2、O2、Cl2、N2…),液态(Br2)、固态(I2、磷、碳、硅…)。
常温下是气钵,液态的非金属单质及部分固体单质,固态时是分子晶体,少量的像硅、金刚石为原子晶体,石墨“混合型”晶体。
4.非金属的氢化物(1)非金属氢化物的结构特点①IVA—RH4正四面体结构,非极性分子;VA—RH3三角锥形,极性分子;VIA—H2R为“V”型,极性分子;VIIA—HR直线型,极性分子。
②固态时均为分子晶体,熔沸点较低,常温下H2O是液体,其余都是气体。
(2)非金属气态氢化物的稳定性一般的,非金属元素的非金属性越强,生成的气态氢化物越稳定。
因此,气态氢化物的稳定性是非金属性强弱的重要标志之一。
(3)非金属氢化物具有一定的还原性如:NH3:H2S可被O2氧化HBr、HI可被Cl2、浓H2 SO4氧化等等。
5.最高价氧化物对应水化物(含氧酸)的组成和酸性。
人教版高中化学必修第2册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 氮及其化合物
_N_2_+_3_H__2__催__化_剂_____2_N_H__3 。
b.在点燃条件下与金属镁反应,化学方程式为
点燃
_N_2_+_3_M__g_=_=_=_=__M__g_3_N_2_。
【情境·思考】 氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国 内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环 境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应 用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是 氮气保护的成功典范。
在氧化还原反应中得失电子数必然相等。
【思考·讨论】 (1)要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中,
让水充满试管,必须按什么样的体积比混合? 提示:由3NO2+H2O====2HNO3+NO和 2NO+O2====2NO2得4NO2+O2+2H2O====4HNO3,即当 NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。
提示:0.5。通入的氧气的物质的量为 mol=0.5 mol。
34×0.5
mol+
0.5 4
【迁移·应用】 1.科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可 以在蝙蝠的粪便里找到,且SARS样冠状病毒基因内部 多个位点频繁重组。
病毒学研究证实,一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作 用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟 雾的大气污染物,C正确;NO、NO2都有毒,且在汽 车发动时,在电火花作用下N2和O2化合产生NO,NO 是汽车尾气的有害成分之一,D正确。
【易错提醒】(1)NO不能和碱反应,是不成盐化合 物;NO2和碱反应化合价发生了变化,所以二者均不 是酸性氧化物。 (2)N2和O2反应,不管量和条件如何变化,均只能 生成NO。
高中化学二轮专题复习七、常见非金属元素及其化合物
专题七、常见非金属元素及其化合物〖考纲要求〗常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)1.了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。
2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3.以上各部分知识的综合应用。
〖2017考纲的变化〗1、新增“了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法”;2、“非金属元素、单质及其重要化合物的性质及应用”要求层次由“了解”变为“掌握”。
〖考点解读〗元素及其化合物在高考中主要以选择题和填空题的形式进行细致深入的考查,单独命题较少,一般与实验、工艺流程、物质性质探究、化学反应原理综合考察。
主要考查点:化学方程式的书写、离子方程式的书写、根据方程式的计算质量守恒定律的应用。
近几年的高考中工艺流程题考查这部分知识的频率较高(2013全国卷27题、2015全国卷27、2016全国卷28题等)陌生氧化还原反应方程式的书写占比例较大,难度也较大。
物质的特征性质是高考的热点。
氯、氮、硫、硅在自然界中广泛存在,与工农业生产、日常生活、高科技具有广泛联系。
从近几年高考命题来看,元素及其化合物知识以传统框图推断题为典型、单独成大题的考查形式,似乎有逐年减弱的趋势.但这并不代表元素化合物知识的地位降低,而是回归了它的“本位”。
若把中学化学内容按五大块分类,那么基本理论、化学实验是对元素化合物在性质上的研究,化学计算实际上是对元素化合物在量上的研究,有机化学则是对碳元素的化合物的系统研究.因此,新课程高考中,元素化合物知识更多的是以“化整为零、渗透融合”的方式,覆盖整个中学化学内容的考查.高考涉及这部分的试题,基本是以元素及其化合物知识为载体,通过与化学用语、物质结构、元素周期表、氧化还原反应、离子在溶液中的行为、化学实验基本操作等知识的融合交叉,实现考查学生知识的综合应用.试题大多以推断、信息迁移、实验探究等综合题型的形式呈现。
〖备考策略〗从历年高考理综试题来看,化学部分题目很多学生不适应,直接导致没有发挥好,考试结束后很多学生心理压力很大,直接导致影响考试。
高中化学非金属元素及其重要化合物性质
高中化学非金属元素及其重要化合物性质大汇合一、氯及其重要化合物氯气的性质及用途1、物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。
2、化学性质:氯气的化学性质很活泼的非金属单质。
(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)如:①2Na+Cl22NaCl(产生白烟)②Cu+Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟)③2Fe+3Cl22FeCl3(产生棕色的烟)注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
(2)与非金属反应如:①H2+Cl22HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸H2+Cl22HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸②2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)磷在氯气中燃烧产生大量白色烟雾(3)与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO(4)与碱反应Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)注意:①若CO2过量则生成Ca(HCO3)2②若向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,不能生成CaSO3,因能被HClO氧化。
(5)与某些还原性物质反应如:①2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3②2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)③SO2+X2+2H2O = 2HCl + H2SO4(X=Cl、Br、I)3、氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。
在氯水中有少部分氯分子与水反应,Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸),大部分是以Cl2分子状态存在于水中。
注意:(1)在新制的氯水中存在的微粒有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水则几乎是稀盐酸①一元弱酸,比H2CO3弱光(2)HClO的基本性质②不稳定,2HClO === 2HCl + O2↑③强氧化性;漂白、杀菌能力,使色布、品红溶液等褪色,故氯水可用作自来水消毒。
高中化学知识点-常见非金属元素
合态,其主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。对于碳、硅两元素,复习时应从以下几个方
面掌握。
1.树立物质转化思想
(1)理清知识主线
-4
0
+2
+4
C H4←―C―→ C O―→ C O2
-4
0
+4
+4
SiH4←―Si―→ SiO2(H2SiO3)
(2)形成网络构建
2.扫除易忘知识盲点 (1)硅元素位于元素周期表中金属与非金属的分界线附近,具有部分金属性,如①晶体硅具有 金属光泽和特殊导电性;②单质主要表现出还原性;③单质能和碱溶液反应生成氢气。 (2)工业上制备粗硅,是用过量的 C 和 SiO2 在高温下反应,由于 C 过量,生成的是 CO 而不 是 CO2,该反应必须在隔绝空气的条件下进行。 (3)氢氟酸不能用玻璃容器盛放;NaOH 溶液能用玻璃试剂瓶,但不能用玻璃塞。 (4)酸性氧化物一般能与水反应生成酸,但 SiO2 不溶于水;酸性氧化物一般不与酸作用,但 SiO2 能与 HF 反应。
(2015·江苏,4C) (5)硅胶可用作食品干燥剂(√)
(2015·全国卷Ⅱ,7A) (6)将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是 CO2(×)
(2015·天津理综,2D) (7)可用磨口玻璃瓶保存 NaOH 溶液(×)
(2015·海南,7B) (8)SiO2 既能和 NaOH 溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物(×)
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(5)硅酸盐大多难溶于水,常见可溶性硅酸盐是硅酸钠,其水溶液称为泡花碱或水玻璃,但却 是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。 (6)H2CO3 的酸性大于 H2SiO3 的,所以有 Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3, 但高温下 Na2CO3+SiO2==高=温==Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因可从两方面解释:①硅酸盐比 碳酸盐稳定;②从化学平衡角度,由高沸点难挥发的固体 SiO2 制得低沸点易挥发的 CO2 气体。 (7)硅、二氧化硅和硅酸盐的化学性质相对稳定,广泛用于制造各种材料,如硅——半导体材 料、太阳能电池帆板等;二氧化硅——光导纤维、其他光学材料、耐高温材料、耐磨材料、 饰品等,并用于生产新型陶瓷;硅酸盐——陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料的主要 成分,作耐高温材料、防火材料,制造硅胶等。
高中化学非金属及其化合物知识点
高中化学非金属及其化合物知识点学习就是如此美妙,发觉其中的乐趣也是至关重要的。
所以,永远相信,学习对于每个人来说都应该是一种享受!下面给大家分享一些关于高中化学非金属及其化合物知识点,希望对大家有所帮助。
一、硅及其化合物Si硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA 族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。
1、单质硅(Si):(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。
(2)化学性质:①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
非金属元素及其化合物
非金属元素及其化合物最常见的非金属元素包括氧、碳、氮、硫、磷、氯、氢和硅等。
以下分别介绍一些常见的非金属元素及其化合物。
氧(O)是地球上最丰富的元素之一,占地壳质量的49.2%。
在化合物中,氧通常以氧分子(O2)的形式存在,是支持生命的必需气体。
氧气是我们呼吸过程中吸入的气体,同时还参与燃烧反应。
氧与许多元素的化合物被称为氧化物。
碳(C)是生命中最重要的元素之一、它是有机化合物的基础,包括脂肪、蛋白质和碳水化合物等。
除了形成分子间键,碳还能形成与其他元素共价的键,形成无限多的化合物。
例如,二氧化碳(CO2)是一种重要的气体,它参与光合作用和呼吸过程。
氮(N)是氨基酸和核酸等生物分子的关键组成部分。
氮既形成氨分子(NH3)也形成亚硝酸(NO2)和亚硝酸盐等含氮化合物。
氮气(N2)是大气中的主要成分之一,氮气通过闪电、固氮细菌和工业生产过程等途径转化成可用的氮化合物。
硫(S)是一种黄色固体,在天然界中以硫矿石的形式存在。
硫通常以硫化物形式存在,如硫化氢(H2S)和二硫化碳(CS2)。
硫还参与形成许多其他化合物,如硫酸和亚硫酸。
磷(P)是DNA、RNA和ATP等核酸分子的重要组成部分。
磷与氧形成的磷酸盐在能量传递和储存的过程中起着重要作用。
在自然界中,磷主要以磷酸盐的形式存在,并广泛应用于农业肥料。
氯(Cl)是一种非金属卤素,在自然界中以氯化物的形式广泛存在。
氯被广泛应用于水处理、消毒和生产塑料等工业过程中。
氯还是盐酸(HCl)的组成部分。
氢(H)是宇宙中最丰富的元素,几乎在所有化合物中都有出现。
氢气(H2)是一种清洁的能源,并被广泛应用于燃料电池技术。
硅(Si)是地壳中的第二大成分,占地壳质量的27.7%。
硅是生命体中最常见的非金属元素之一,也是硅酸盐矿物的重要成分。
硅在电子行业中广泛应用于制造半导体材料。
高中非金属知识点总结
《高中非金属知识点总结》在高中化学的学习中,非金属元素及其化合物占据着重要的地位。
非金属元素具有丰富的化学性质和广泛的应用,掌握非金属知识点对于理解化学的基本概念和解决实际问题至关重要。
一、非金属元素概述高中阶段常见的非金属元素有氢、碳、氮、氧、硅、磷、硫、氯等。
这些元素在自然界中广泛存在,并且具有各自独特的性质。
非金属元素的原子结构特点通常是最外层电子数较多,容易获得电子形成稳定的结构。
这使得非金属元素在化学反应中常常表现出氧化性。
二、氢气(H₂)1. 物理性质氢气是无色、无味、难溶于水的气体,密度比空气小。
2. 化学性质(1)可燃性:2H₂ + O₂ =点燃= 2H₂O,氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰。
(2)还原性:H₂ + CuO =加热= Cu + H₂O,氢气还原氧化铜,将氧化铜中的铜还原出来。
三、碳(C)1. 同素异形体碳有多种同素异形体,如金刚石、石墨、C₆₀等。
金刚石是自然界中最硬的物质,石墨具有良好的导电性和润滑性,C₆₀是一种新型的碳单质,具有独特的结构和性质。
2. 化学性质(1)稳定性:在常温下,碳的化学性质不活泼。
(2)可燃性:C + O₂ =点燃= CO₂(充分燃烧),2C + O₂ =点燃= 2CO(不充分燃烧)。
(3)还原性:C + 2CuO =高温= 2Cu + CO₂↑,碳还原氧化铜。
四、氮(N)1. 氮气(N₂)(1)物理性质:无色、无味、难溶于水的气体,密度比空气略小。
(2)化学性质:稳定,通常情况下不易与其他物质发生反应。
但在高温、高压、放电等条件下,能与氢气、氧气等发生反应。
2. 氮的氧化物(1)一氧化氮(NO):无色气体,易被氧化为二氧化氮。
(2)二氧化氮(NO₂):红棕色有刺激性气味的气体,易溶于水,与水反应生成硝酸和一氧化氮。
3. 氨(NH₃)(1)物理性质:无色、有刺激性气味的气体,易溶于水,水溶液呈碱性。
(2)化学性质:①与水反应:NH₃ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻。
高中化学非金属元素及其重要化合物性质
高中化学非金属元素及其重要化合物性质大汇合一、氯及其重要化合物氯气的性质及用途1、物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体.2、化学性质:氯气的化学性质很活泼的非金属单质.(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)如:①2Na+Cl22NaCl(产生白烟)②Cu+Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟)③2Fe+3Cl22FeCl3(产生棕色的烟)注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中.(2)与非金属反应如:①H2+Cl22HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸H2+Cl22HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸②2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)磷在氯气中燃烧产生大量白色烟雾(3)与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO(4)与碱反应Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)注意:①若CO2过量则生成Ca(HCO3)2②若向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,不能生成CaSO3,因能被HClO氧化.(5)与某些还原性物质反应如:①2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3②2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)③SO2+X2+2H2O = 2HCl + H2SO4(X=Cl、Br、I)3、氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水.在氯水中有少部分氯分子与水反应,Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸),大部分是以Cl2分子状态存在于水中.注意:(1)在新制的氯水中存在的微粒有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水则几乎是稀盐酸①一元弱酸,比H2CO3弱光(2)HClO的基本性质②不稳定,2HClO === 2HCl + O2↑③强氧化性;漂白、杀菌能力,使色布、品红溶液等褪色,故氯水可用作自来水消毒.(3)几种漂白剂的比较漂白剂HClO Na2O2(H2O2)SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定——4、氯气的制法(1)实验室制法药品及原理:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑强调:MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀盐酸不与MnO2反应.收集方法:向上排空气法(或排和食盐水法)净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥尾气处理:用碱液吸收(2)氯气的工业制法:(氯碱工业)通电2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑ + Cl2↑氯化氢的性质和实验室制法1、物理性质: 无色、有刺激性气味的气体;极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸.2、盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性)3、氯化氢的实验室制法(1)药品及反应原理:NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl↑ (不加热或微热)NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl↑ (加热到500oC—600oC)总式: 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl↑(2)装置: 与制氯气的装置相似(3)收集方法: 向上排空气法(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)卤族元素氟氯溴碘单质物理性质状态气气(易液化)液(易挥发)固(易升华)熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度密度逐渐增大X2与H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2与H2O 化合反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXO程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小,有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有-1价有-1、+1、+3、+5、+7等含氧酸化学式无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等强弱程度同一价态的酸性依次减弱卤化银颜色AgF(白)AgCl(白)AgBr(淡黄)AgI(黄)水溶性易溶均难溶,且溶解度依次减小感光性难分解见光均易分解,且感光性逐渐增强2、卤素元素的有关特性:(1)F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2.(2)HF是弱酸、剧毒,但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑ + 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高.(3)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封.(4)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物.(5)AgX中只有AgF溶于水,且不具有感光性;CaX2中只有CaF2难溶.3、卤素间的置换反应及X-离子的检验:(1)Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-Br2 + 2I- = I2 + 2Br-结论:氧化性:Cl2 > Br2 > I2;还原性:I- > Br- > Cl-(2)溴和碘在不同溶剂中所生成溶液(由稀到浓)的颜色变化溶剂溶质水苯汽油四氯化碳Br2黄→橙橙→ 橙红橙→橙红橙→ 橙红I2深黄→褐淡紫→紫红淡紫→紫红紫→深紫密度比水轻比水轻比水重(3)X-离子的检验Cl-白色沉淀Br- + AgNO3 + HNO3浅黄色沉淀I-黄色沉淀二、硫及其重要化合物的主要性质及用途1、硫(1)物理性质:硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等.(2)化学性质:硫原子最外层6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性.①与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态)2Na+S===Na2S (剧烈反应并发生爆炸)2Al+3S Al2S3(制取Al2S3的唯一途径)Fe+S△ FeS(黑色)2Cu + S △ Cu2S(黑色)②与非金属反应S+O2点燃 SO2SO 2 SO 2CO 2 CO 2S+H 2 △H 2S③与化合物的反应S+6HNO 3(浓)△H 2SO 4+6NO 2↑+2H 2OS+2H 2SO 4(浓) △2SO 2↑+2H 2O3S+6NaOH △2Na 2S+Na 2SO 3+3H 2O (用热碱溶液清洗硫)(3)用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药. 2、硫的氢化物①硫化氢的制取:Fe+H 2SO 4(稀)=FeSO 4+H 2S ↑(不能用浓H 2SO 4或硝酸,因为H 2S 具有强还原性) ——H 2S 是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大. ②硫化氢的化学性质 A .可燃性: 2H 2S+O 2点燃2S+2H 2O (H 2S 过量) 2H 2S+3O 2点燃2SO 2+2H 2O (O 2过量)B .强还原性:常见氧化剂Cl 2、Br 2、O 2、Fe 3+、HNO 3、KMnO 4等,甚至SO 2均可将H 2S 氧化成S. C .不稳定性:300℃以上易受热分解 ③H 2S 的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸. 3、硫的氧化物 (1)二氧化硫:①SO 2是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水. ②SO 2是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸. ③SO 2有强还原性 常见氧化剂(见上)均可与SO 2发生氧化一还原反应 如:SO 2 + Cl 2 +2H 2O == H 2SO 4 + 2HCl④SO 2也有一定的氧化性 2H 2S + SO 2 == 3S ↓ +2H 2O⑤SO 2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)⑥实验室制法:Na 2SO 3 + H 2SO 4(浓) == Na 2SO 3 + H 2O +SO 2↑或Cu + 2H 2SO 4(浓) CuSO 4 + 2H 2O + SO 2↑(2)三氧化硫:是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热.(3)比较SO 2与CO 2、SO 3SO 2CO 2SO 3主要物性无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体.熔点(℃)与水反应 SO 2+H 2O H 2SO 3 中强酸 CO 2+H 2O H 2CO 2 弱酸 SO 3+H 2O==H 2SO 4(强酸) 与碱反应Ca(OH)2 CaSO 3↓ Ca(HSO 3)2 清液 白 清液Ca(OH)2 CaCO 3↓ Ca(HCO 3)2清液 白↓ 清液SO 3+Ca(OH)2==CaSO 4(微溶)紫色石蕊 变红 变红 变红 品红褪色不褪色不褪色浓H 2SO 4氧化性 Br (I 、S 、△ C 、△Al(或冷足量Cu 、△ 足量Zn 、△Fe2+HBr(HI 、H 2S)SO 2+H 2OSO 2+CO 2+H 2O 钝化→运装浓H 2SO 4CuSO 4+SO 2+H 2OZnSO 4+SO 2(后有H 2)+H 2O Fe 3++SO 2+H 2O 只表现强 氧化性兼有酸性脱水性 吸水性 C 2H 5OH去结晶水 胆矾作干燥剂C+H 2OC 2H 4+H 2O糖等无水CuSO 4中性气体 无强还原性气体非碱性气体 可干燥1700鉴定存在 能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊 氧化性 SO 2+2H 2S=2S ↓+2H 2OCO 2+2Mg 点燃2MgO+CCO 2+C = 2CO还原性 有无与Na 2O 2作用Na 2O 2+SO 2==Na 2SO 42Na 2O 2+2CO 2==2Na 2CO 3+O 22Na 2O 2+2SO 3==2NaSO 4+O 2↑(4)酸雨的形成和防治酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程.酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其中又以硫酸为主.从污染源排放出来的SO 2、NO x (NO 、NO 2)是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SO 2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方式形成H 2SO 4,而NO 被空气中氧气氧化为NO 2,NO 2直接溶于水形成HNO 3,造成了雨水pH 值降低,便形成了酸雨.硫酸型酸雨的形成过程为:气相反应:2SO 2+O 2=2SO 3、SO 3+H 2O=H 2SO 4;液相反应:SO 2+H 2O=H 2SO 3、2H 2SO 3+O 2=2H 2SO 4.总反应:232522224222Mn Fe Cu V SO H O O H SO ++++++−−−−−−−→、、、硝酸型酸雨的形成过程为:2NO+O 2=2NO 2、3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO.引起硫酸型酸雨的SO 2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等.引起硝酸型酸雨的NOx 人为排放主要是机动车尾气排放.酸雨危害:①直接引起人的呼吸系统疾病;②使土壤酸化,损坏森林;③腐蚀建筑结构、工业装备,电信电缆等.酸雨防治与各种脱硫技术:要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放.因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径.目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用.在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SO 2,这种方法称为“钙基固硫”,其反应方程式为:SO 2+CaO=CaSO 3,2CaSO 3+O 2=2CaSO 4;也可采用烟气脱硫技术,用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO 2,其反应方程式为:SO 2+Ca(OH)2=CaSO 3+H 2O,SO 2+CaCO 3=CaSO 3+CO 2,2CaSO 3+O 2=2CaSO 4.在冶金工业的烟道废气中,常混有大量的SO 2和CO,它们都是大气的污染物,在773K和催化剂(铝矾土)的作用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:SO 2+2CO==S+CO 2 4、硫酸①稀H 2SO 4具有酸的一般通性,而浓H 2SO 4具有酸的通性外还具有三大特性:②SO 42—的鉴定(干扰离子可能有:CO 32-、SO 32-、SiO 32-、Ag +、PO 43-等): 待测液澄清液白色沉淀(说明待测液中含有SO 42-离子) ③硫酸的用途:制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等. 5、硫酸的工业制法──接触法 1、生产过程:三阶段 SO 2制取和净化 SO 2转化为SO 3 SO 3吸收和H 2SO 4的生成 三方程 4FeS 2+11O 22Fe 2O 3+8SO 22SO 2+O 22SO 3△SO 3+H 2O=H 2SO 4三设备 沸腾炉接触室吸收塔有 关矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面,加快反应逆流原理(热交换器)目的: 冷热气体流向相反,冷的逆流原理%的浓硫酸从塔顶淋下,气体由下往上,流向相反,高温高温催化剂2、尾气处理: 氨水 −−−−−→−),(222等含O N SO (NH 4)2SO 3−−→−42SO H (NH 4)2SO 4+ SO 2↑ NH 4HSO 3氧族元素1、氧族元素比较: 原子半径 O <S <Se <Te 单质氧化性 O 2>S >Se >Te单质颜色 无色 淡黄色 灰色 银白色 单质状态 气体 固体 固体 固体氢化物稳定性 H 2O >H 2S >H 2Se >H 2Te 沸点 H 2O >H 2Te >H 2Se >H 2S (水反常) 最高价含氧酸酸性 H 2SO 4>H 2SeSO 4>H 2TeO 4 2、O 2和O 3比较 3、比较H 2O 和H 2O 22F 2+2H 2O===4HF+O 22MnO 4—+5H 2O 2+6H +==2Mn 2++5O 2↑+8H 2O 作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等H 2S+H 2SO 4(浓)S↓+SO 2↑+H 2OSO 3+2NaHSO 3==Na 2SO 4+2SO 2+H 2O3CuSO 4 3CuO+2SO 2↑+SO 3↑+O 2↑ 6FeSO 4+3Br 2══2Fe 2(SO 4)3+2FeBr 3 三、氮及其重要化合物的主要性质1.氨气(NH 3):(1)分子结构:由极性键形成的三角锥形的极性分子,N 原子有一对孤对电子; (2)物理性质:无色、刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,常温常压下 1体积水能溶解700体积的氨气,易液化(可作致冷剂)(3)化学性质: ①与H 2O 反应:NH 3 + H 2ONH 3·H 2ONH 4+ + OH -,溶液呈弱碱性,氨水的成份为:NH 3 、 H 2O 、NH 3·H 2O 、NH 4+、 OH -、H +,氨水易挥发;②与酸反应:NH 3 + HCl = NH 4Cl NH 3 + HNO 3 = NH 4NO 3 与挥发性酸反应有白烟生成 ③还原性(催化氧化):4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2O (N 为-3价,最低价态,具有还原性)(4)实验室制法 Ca (OH )2 + 2NH 4Cl CaCl 2 + 2NH 3↑ + 2H 2O,工业法:N 2与H 2在高温高压催化剂条件下合成氨气 2.铵盐(1)物理性质:白色晶体,易溶于水 (2)化学性质:①受热分解: NH 4HCO 3NH 3↑ + H 2O + CO 2↑ NH 4ClNH 3↑+ HCl ↑②与碱反应: NaOH + NH 4ClNaCl + NH 3↑ + H 2O3.氮气(N 2)(1)分子结构:电子式为∶N ┇┇N ∶,结构式为N ≡N,氮氮叁键键能大,分子结构稳 定,化学性质不活泼.(2)物理性质:纯净的氮气是无色无味的气体,难溶于水,空气中约占总体积的78%.(3)化学性质:常温下性质稳定,可作保护气;但在高温、放电、点燃等条件下能与H 2、O 2、IIA 族的Mg 、Ca 等发生化学反应,即发生氮的固定(将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程,有自然固氮和人工固氮两种形式)N 2中N 元素0价,为N 的中间价态,既有氧化性又有还原性 ①与H 2反应: N 2 + 3H 22NH 3 ②与O 2反应: N 2 + O 2 = 2NO③与活泼金属反应: N 2 +3 Mg = Mg 3N 2 (4)氮气的用途:化工原料;液氮是火箭燃烧的推进剂;还可用作医疗、保护气等. 4.氮的氧化物(1)氮的氧化物简介:氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价态,对应有六种氧化物种 类色 态化学性质N 2O无色气体较不活泼催化剂△ 高温、高压催化剂 放电点燃(2)NO和NO2的重要性质和制法①性质:2NO + O2= 2NO2(易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色);2NO2 (红棕色) N2O4(无色)(平衡体系);3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO (工业制硝酸);NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O(尾气吸收); NO2有较强的氧化性,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝.②制法:NO: 3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O(必须用排水法收集NO);NO2:Cu + 4HNO3(浓)= Cu (NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O (必须用排空气法收集NO2)(3)氮的氧化物溶于水的计算:①NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水可依据3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO利用气体体积变化差值进行计算.②NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算,当体积比V(NO2):V(O2)=4:1时,恰好反应;>4:1时,NO2过量,剩余NO;<4:1时,O2过量,剩余O2.③NO和O2同时通入水中时,由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算,原理同②方法.④NO、NO2、O2的混合气体通入水中,先按①求出NO的体积,再加上混合气体中NO的体积再按③方法进行计算.(4)氮的氧化物(NO、NO2)对环境的影响:①氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,同时也可造成水体污染.汽车尾气中的氮氧化物(燃料在发动机内高温燃烧时,空气中的氮气与氧气反应生成的)与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾,称为光化学烟雾.光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低.另外,氮氧化物与空气中的水反应生成硝酸和亚硝酸,是酸雨的成分.大气中氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧、汽车尾气和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化.因此必须减少氮氧化物的排放,控制进入大气、陆地和海洋的含氮的氧化物.在工业上含氮氧化物的尾气吸收常用以下反应:NO2 + NO + 2NaOH =2NaNO2 + H2O,既可以回收尾气,生成的亚硝酸盐又是重要的化工原料.②除人工合成的含氯(如氟利昂)、含溴的物质是造成臭氧层破坏的元凶外,汽车尾气、超音速飞机排出的废气、工业废气等含有大量的氮氧化物(如N0和N02等),也可以破坏掉大量的臭氧分子,从而造成臭氧层的破坏.5.硝酸(HNO3)(1)物理性质:无色、刺激性气味、易挥发液体,能与水以任意比例互溶,常用浓硝酸的质量分数大约为69%.(2)化学性质:硝酸为强酸,具有以下性质:①具有酸的通性,光或热②浓硝酸不稳定性:4HNO3 = 4NO2↑+ O2↑ + 2H2O③强氧化性:无论浓稀硝酸均具有强氧化性,与金属反应时不能放出氢气.a.与金属反应:Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O ;3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O;3Ag + 4HNO3(稀)= 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O ;常温下浓硝酸使铁、铝钝化.b.与非金属反应:C + 4HNO3(浓)= CO2↑+ 4NO2↑ + 2H2O .c.与其他还原剂反应,如H2S、SO2、Fe2+等.d.与有机物反应:硝化反应、酯化反应、与蛋白质发生颜色反应(黄色)等.(3)制法:①实验室制法:硝酸盐与浓硫酸微热,NaNO3(固)+ H2SO4(浓)NaHSO4 + HNO3↑(不能强热,因硝酸不稳定.也不能用稀硫酸,无法生成气体);②工业制法:氨的催化氧化法,4NH3 + 5O2= 4NO + 6H2O;2NO + O2= 2NO2;3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO;尾气处理:NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O四、碳、硅元素的单质及重要化合物的主要性质、制法及应用的比较1.碳单质:(1)物理性质:碳元素形成的同素异形体由于碳原子的排列方式不同,导致物理性质有较大的差别.(见表18—2)(2)化学性质:①C + O2= CO2②2C + O2= 2CO ③C+4HNO3(浓)=CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O ④ C + 2CuO = 2Cu + CO2↑⑤ C + CO2= 2CO ⑥ 2C + SiO2= Si + 2CO↑2.碳的氧化物(CO、CO2)性质的比较:(表18—3)氧化物一氧化碳二氧化碳物理性质无色无味气体、有毒、难溶于水,能与人体中血红蛋白迅速结合,是一种严重的大气污染物无色略带酸味气体,无毒,能溶于水,固态时俗称“干冰”. 是产生温室效应的气体之一.化学性质1.可燃性2.还原性:(CuO、Fe2O3、H2O反应)3.不成盐氧化物1.不能燃烧2.与C、Mg等反应,表现氧化性3.酸性氧化物(与碱反应)实验室制法HCOOH ——→ CO↑ + H2OCaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃后在火焰上分别罩上干燥的烧杯和沾有澄清石灰水的烧杯使澄清石灰水变浑浊用途燃料、化工原料化工原料、灭火等相互转化 C + CO2= 2CO (高温) 2CO + O2= 2CO2(点燃)2.二氧化硅与二氧化碳的对比:物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2晶体类型原子晶体分子晶体物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低,常温下为气体,微溶于水化学性质①与水反应不反应CO2 + H2O H2CO3②与酸反应SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O 不反应③与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3④与盐反应SiO2 + Na2CO3 =Na2SiO3 + CO2↑Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ +2HClO催化剂△点燃点燃△高温高温△浓硫酸△高温高温3.硅、硅酸及硅酸盐:(1)硅:单质硅有晶体硅和无定形硅两种.晶体硅为原子晶体,灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高.导电性介于导体和绝缘体之间,是常用的半导体材料.化学性质:①常温Si + 2F 2 = SiF 4 ;Si + 4HF = SiF 4 + 2H 2 ;Si + 2NaOH + H 2O = Na 2SiO 3 + 2H 2↑②加热:Si + O 2 = SiO 2; Si + 2Cl 2 = SiCl 4 ;Si + 2H 2 = SiH 4 .自然界中无游离态的硅工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取粗硅:SiO 2 + 2C = Si + 2CO ↑(2)硅酸(H 2SiO 3或原硅酸H 4SiO 4):难溶于水的弱酸,酸性比碳酸还弱.(3)硅酸钠:溶于水,其水溶液俗称“水玻璃”,是一种矿物胶.盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞.能与酸性较强的酸反应:Na 2SiO 3 + 2HCl = H 2SiO 3↓(白)+ 2NaCl ;Na 2SiO 3 + CO 2 + H 2O =H 2SiO 3↓+ Na 2CO 34.水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐产品的主要化学成分、生产原料及其用途硅酸盐材料是传统的无机非金属材料:玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品,比较如下(表18—6)陶瓷生产的一般过程:混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷,随着现代科学技术的发展,一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等相继被生产出来. 5、常见的无机非金属材料、金属材料与复合材料的比较(表18—7)△ △高温 高温6、碳的氧化物对大气的污染1.二氧化碳:随着工业化程度的提高以及世界范围内人工采伐林木量的增加,森林面积锐减,大气中的二氧化碳浓度逐渐增加.由于二氧化碳对从地表射向太空的长波特别是红外辐射有强烈的吸收作用,从而部分阻碍了地球向太空辐射能量.这就会使地球表面温度升高、两极冰川融化、海平面上升,人们把这种二氧化碳所产生的效应称为温室效应.为了减缓大气中二氧化碳浓度的增加,要控制工业上二氧化碳的排放量并大量植树造林.2.一氧化碳:人们常说的煤气中毒就是一氧化碳导致的,它是一种无色无味难溶于水的气体,极易与人体内的血红蛋白结合从而使人缺氧窒息死亡.它是水煤气的成分之一,含碳燃料的不充分燃烧会产生一氧化碳.是一种严重的大气污染物.五、常见气体的制备1.气体的发生装置一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置,通常气体的发生装置有如下几种(见下图)23.常见气体制备原理,装置选择气体 反应原理发生装置 收集装置注意事项H 2 较活泼金属(Zn )与稀强酸(如H 2SO 4,HCl 但勿用HNO 3或浓H 2SO 4)的置换反应C a 或c①用长颈漏斗时要液封②制SO 2(Na 2SO 3粉末)、NO 2(剧烈放热多)、C 2H 2(CaC 2遇H 2O 粉化)不能用启普发生器③制CO 2不用H 2SO 4(因CaSO 4微溶)④制H 2S 不能用硝酸或浓H 2SO 4(防氧化)CO 2 C bH 2S FeS 与盐酸或稀硫酸进行复分解反应 C bSO 2 无水Na 2SO 3粉末与中等浓度H 2SO 4进行复分解反应 B bNO 2 Cu 和浓HNO 3 B bC 2H 2 电石与水进行反应 B aCl 2 E 或D b 或a ①排水法完毕应先撤导管后撤火 ②反应物都是液体要加碎瓷片防爆沸③制乙烯要控制温度在170℃ ④集Cl 2可用排饱和食盐水HCl食盐与浓H 2SO 4(不挥发性酸与挥发性酸的盐)进行复分解反应E 或D b NO E 或DaC 2H 4F a4.尾气的处理装置具有毒性或污染性的尾气必须进行处理,常用处理尾气装置,如图7—7.5.气体的净化和干燥:一般常用的有洗气瓶、干燥管、U 形管和双通加热管几种. 6.防堵塞安全装置(如图7—9) 7.防倒吸安全装置(见图7—10)O 2A a 或b 共同点:①气密性的检查 ②试管口稍向下倾斜③若用排水法,做完实验先撤导管,后撤酒精灯 不同点:收集氨气仪器要干燥CH 4无水CH 3COONa 和碱石灰共热Aa 或cNH 3 A c。
高中化学必修一非金属知识点总结
2Na+Cl2 ===(点燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(点燃) 2FeCl3Cu+Cl2===(点燃) CuCl2Cl2+H2 ===(点燃) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。
燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。
燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。
Cl2的用途:①自来水杀菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。
其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。
次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。
②制漂白液、漂白粉和漂粉精制漂白液Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ,其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反应有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O③与有机物反应,是重要的化学工业物质。
④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品八、氯离子的检验使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-)HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO3 ↓+2NaNO3Ag2CO3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2OCl-+Ag+== AgCl ↓九、二氧化硫制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末)S+O2 ===(点燃) SO2物理性质:无色、刺激性气味、容易液化,易溶于水(1:40体积比)化学性质:有毒,溶于水与水反应生成亚硫酸H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇热会变回原来颜色。
这是因为H2SO3不稳定,会分解回水和SO2SO2+H2O = H2SO3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行,为可逆反应。
高一化学教案-第四章非金属及其化合物教材分析 最新
《普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)》第四章非金属及其化合物教材分析一、教学目标课程标准要求“通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
”1.了解氯、氮、硫、硅等非金属单质的化学性质,认识不同的非金属单质的性质有较大差异,如氯很活泼,有氧化性;氮不活泼,很稳定等。
2.了解氯、氮、硫、硅的重要化合物──次氯酸及其盐、氮和硫的氧化物及其水化物(硫酸和硝酸)、氮的氢化物(氨)、二氧化硅和硅酸及其硅酸盐的主要性质,认识某些非金属化合物(氮和硫的氧化物、硝酸和硫酸)既有相似性,又有各自的特性。
3.认识氯、氮、硫、硅及其化合物的广泛用途,体会化学的创造性与实用性。
4.进一步训练学生的操作技能,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养学生求实、创新的良好品质。
5.以非金属知识的学习为线索,通过多种活动,帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法,提高自主学习能力。
6.了解氮循环对生态平衡的重要作用。
了解某些污染物的来源、性质和危害,体会化学对环境保护的意义,培养学生关注社会的意识和生态责任感。
二、内容分析1.地位和功能本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质,安排在第三章“金属及其化合物”之后,是学习常见无机物及其性质的继续。
这些内容既是今后继续学习化学的基础,也是学生今后在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。
本章具有巩固氧化还原反应等基本知识的作用。
在第三章的基础上,本章继续元素化合物知识一般学习和研究方法的训练。
本章为元素族的概念、元素性质的递变、元素周期表中的代表性非金属元素积累感性材料,是学习元素周期律、元素周期表等知识的重要基础。
2.内容的选择与呈现本章教材在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质,在知识安排上尽量使知识和用途相结合,理论和实际相结合,物质的重要性能与可能的负面作用相结合,从而使学生认识常见非金属及其化合物在生活和生产中的应用以及与人类和环境的关系。
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非金属元素及其重要化合物
一、非金属通论
1、结构和位置
(1)非金属元素在周期表中的位置
在目前已知的112种元素中,非金属有16种(外加6种稀有气体元素)。
除氢外,非金属元素地都位于周期表的。
H元素在。
为非金属性最强的元素。
(2)非金属元素的原子结构特征及化合价
①与同周期的金属原子相比较最外层电子数(一般为4~7个,H为1个,He为2个,B为3个),次外层都是饱和结构(2、8、或18电子结构)。
②与同周期的金属原子相比较,非金属原子核电荷数,原子半径,化学反应中易电子,表现性。
③最高正价等于,对应最低负价等于;
如S、N、Cl等还呈现变价。
2、非金属单质
(1)几种重要固态非金属单质的结构和物理性质
(2)重要气、液态非金属单质的结构和物理性质
(3)结构与单质的化学性质
(1)原理:化合态的非金属有正价态或负价态。
0R R ne n −−→−-
++,0
R R ne
n −−→−-
--
(2)方法:
① 氧化剂法,如: ② 还原剂法,如:
③ 热分解法,如:
④ 电解法,如:
⑤ 物理法,如:
4、非金属气态氢化物 (1)分子构型与物理性质
ⅣA ——RH 4 结构, 分子;ⅤA ——RH 3 , 分子;
ⅥA ——H 2R , 分子; ⅦA ——HR , 分子。
固态时均为 晶体,熔沸点较 ,常温下 是液体,其余都是气体。
(2)化学性质
①稳定性及水溶液的酸碱性
非金属元素原子跟氢原子通过共价键形成气态氢化物,一般元素的非金属性越强,跟氢化合能力越,生成的气态氢化物越。
②还原性
a.与O2:NH3→NO,H2S→SO2(或S),HCl→Cl2。
b.与Cl2:H2S→S,HBr→Br2,NH3→N2。
c.与Fe3+:H2S→S,HI→I2。
d.与氧化性酸:H2S+H2SO4(浓)→,HBr、HI分别与浓硫酸及硝酸反应
e.与强氧化剂:H2S、HCl等可与酸性KMnO4作用。
(3)非金属氢化物的制取
①单质与H2化合(工业上):例如等,PH3、SiH4、H2S等也能通过化合反应生成,但比较困难,一般由其他方法制备。
②复分解法(实验室):例如:
③其他方法:例如:
5、非金属氧化物
(1)除是原子晶体外,其他非金属氧化物固态时都是晶体,所以它们的熔沸点差别较大。
(2)许多非金属低价氧化物有毒,例如:等都有毒,不能随便排放于大气中。
(3)非金属氧化物大都为酸性氧化物(酸酐,NO2不属于酸酐)相对应的酸易溶于水时,则氧化物易于水化合,反之水化合反应难于进行或不发生反应。
(4)不成盐氧化物(如)不溶于水,也不与酸、碱反应生成盐和水。
6、最高价含氧酸
(1)最高价氧化物对应的酸的组成及酸性
(2)酸性强弱规律
①对于同种非金属形成的不同含氧酸,其非金属的价态越高,酸性越。
如:
②证明酸性强弱顺序,可用“酸制酸”的规律。
如:
③常见酸的酸性强弱顺序二、各主族主要元素的转化网络
碳、硅及其化合物
氯及其化合物
硫及其化合物
氮及其化合物。