2020届高考微专题拓展 卤素(第一部分)

F2(g) + H2(g)
2 HF(g)
Cl2 在常温下与H2 缓慢反应， 但在紫外光照射下， 可发生爆炸的链锁反应。
Cl2(g) + H2(g) h 2 HCl(g)
以金属 Pt 为催化剂， 加热到 350℃， Br2 可与 H2 反应。 但高温下 HBr 不稳定， 易分解。
Br2(g) + H2(g) Pt 2 HBr(g)
IF：各提供一个电子 IF3：I拆散一对电子
3、X- 作为配体，每一个都有四对孤对电子 (1) X- 可以和很多金属离子形成配位化合物，如：
ZnCl42-，HgI42-，PbI42-等。 (2) X- 有四对孤对电子，故可以作为桥配体：Al2Cl3。
(3) X- 作为配体时，配位化合物的稳定性主要看中心体 的电子构型。 AlF63- > AlCl4- 8e构型 电负性越大越稳定。 HgI42- > HgCl42- 18e 18+2e 电负性越小越稳定。
生成氟化物，大多数氟化物都具有挥发性。 Cl2 也能与大多数非金属单质直接作用，但不及 F2 激烈。
2 S(s) + Cl2(g)
S(s) + Cl2(g)(过量)
2 P(s) + 3 Cl2(g)
S2Cl2(l)
(红黄色液体)
SCl2(l) (深红色发烟液体)
2 PCl3(l) (无色发烟液体)
2 P(s) + 5 Cl2(g)(过量)
2020高考二轮微专题拓展 第2节 卤素单质
1、存在形式
第2节 单质
氟：萤石 CaF2， 冰晶石 Na3AlF6，氟磷灰石 Ca5F(PO4)3 ； 氯：NaCl，KCl，光卤石 KCl · MgCl2 · 6H2O ； 溴：以溴化物的形式存在于海水和地壳中； 碘：以碘化物形式存在，南美洲智利硝石含有少许的碘钠。 砹：放射性元素，仅以微量而短暂地存在于镭、锕和钍的蜕变产物中 。
2 PCl5(s) (淡黄色固体)
Br2 和I2 可与许多非金属单质作用，一般多形成低价化合物， 反应不如 F2、Cl2 激烈。
2 P(s) + 3 Br2(g)
2 PBr3(l) (无色发烟)
2 P(s) + 5 I2(g)
2 PCl3(s) (红色)
(4) 与H2的反应
在低温下，暗处，F2 可与 H2 发生剧烈反应，放出大 量热，导致爆炸。
4、化学活泼性
1/2 X2(s) 1/2 X2(l)
1/2 X2(g)
X(g)
X-(g)
X-(aq)
熔化热
蒸发热
离解能
电子亲和能 水合热
卤素 1/2熔化热 1/2蒸发热 1/2离解能 电子亲和能 水合热 总的热效应
F2
/
/
Cl2 /
/
Br2 /
31/2
I2
15/2
44/2
155/2 243/2 193/2 151/2
卤素单质 对应颜色
F2
Cl2
Br2
I2
浅黄 黄绿 红棕 紫
3、单键的键能
键能
F2
Cl2
Br2
I2
KJ/mol
155
243
193
151
键能由Cl2到I2逐渐降低，因为他们都是p轨道重叠成键，随着主量子数逐 渐增大，重叠程度逐渐减少。但是因为F的原子半径较小，其周围孤对电 子间的排斥作用强，所以键能反而比Cl2的键能小。 以此类推，单键佳能-O-O- < -S-S- ； -N-N- < -P-P但是： -C-C- > -Si-Si- ，因为形成乙烷后，C周边无孤对电子，故只需 比较键的强弱。
2020高考二轮微专题拓展 卤素
第1节 卤素一般性质
卤素
第1节 一般性质 1、价电子组态：ns2np5，7 个价电子，故可以形成不 同氧化态的化合物。
2、在化合物中的氧化态：
-1：NaCl, HCl +1：IF, ClO+3：IF3, ClO2+5：IF5, ClO3+7：IF7, ClO4-
为何卤素互化物中配位原子多为基数个？
-322 -348.7 -324.5 -295
-515 -757.5 -381 -608.2 -347 -559.5 -305 -493.5
注：能量单位 kJ/mol GmmSmGm 主要由m决定。
因此与其他物质反应的倾向性：F2>Cl2>Br2>I2
(1) 与水的作用
F2 水剧烈反应，将水分子中的氧氧化成氧气：
2、物理性质
聚集状态 分子间力
b.p./℃ m.p. /℃ 颜色
F2 g 小 –188 –220
浅黄
Cl2
Br2
g
l
–34
59
–102 –7
I2 s 大 185 114
黄绿 红棕 紫
卤素单质的颜色，可利用分子轨道理论加以解释。
卤素分子中的电子吸收可见光中光子的能量后，由能量最高的
基态的电子占有轨道(
Cl2 可与各种金属作用，但干燥的 Cl2 不与 Fe 反应，因此， Cl2 可储存在铁罐中。
Br2 和I2 常温下只能与活泼金属作用，与不活泼金属只有在加 热条件下才可发生反应。
(3) 与非金属的反应
除 O2 、N2、He、Ne 外， F2 可与所有非金属作用， 直接化合成高价氟化物。低温下可与 C、Si、S、P 猛烈反应，
2 F2 + 2 H2O
4 HF + O2
卤素单质在水中虽然溶解度较小，但仍以溶解为主。常温下，
其中 X2 要发生部分歧化反应，且从 Cl2 到 I2 ， 歧化的趋势变小。
Cl2 + H2O 3 Br2 + 3 H2O
HCl + HClO K= 5.6x 0–5
5 HBr + HBrO3
K= 2.5x 0–9
* np
) 激发1个电子到能量最低的空轨道
(
* np
)
(σnp)2 (πnp)4 (π*np)4 → (σnp)2 (πnp)4 (π* np)3 (σ*np)1
基态
能量最低激发态
随着原wenku.baidu.com序数的增加，这种轨道之间的能量差逐渐减少，需要外 界提供的能量也随之减少，即所吸收的光的波长逐渐增加，透过 或反射的光的波长也呈现规律性变化。
3 I2 + 3 H2O
5 HI + HIO3
K= 4.8x 0–16
可见：氯水、溴水、碘水的主要成分是单质。
在碱存在下，促进 X2 在 H2O 中的溶解、歧化。
(2) 与金属的反应
F2 在任何温度下都可与金属直接化合，生成高价氟化物。F2 与 Cu、Ni、Mg 作用时由于金属表面生成一层致密氟化物保护膜 而中止反应。所以 F2 可储存在 Cu、Ni、Mg 或合金制成的容器中。
I2 与 H2 在催化剂存在并加热的条件下可反应生成 HI，HI 更易分解。