非金属元素小结(2).doc

第43讲 非金属元素小结 一、要点精讲 1、非金属元素及其化合物知识是中学化学的核心和基础，它几乎贯穿在中学化学的各部分内容之中。这部分的知识要点有 1.卤族元素的原子结构，卤族元素的单质与化合物的性质及其速度规律。 2.H2S、硫的氧化物和硫酸的物理性质、化学性质，以及H2S和SO2的实验室制法。 3.NH3、NO、NO2和硝酸的物理性质和化学性质；硝酸的实验室制法和工业制法。 4.碳族中碳、硅单质与氧化物的物理性质和化学性质，及其比较，碳酸和硅酸的性质对比碳酸盐与硅酸盐的相互转化及条件。 5.酸式盐的种类、性质、形成及其电离与水解。 复习方法（1）每族元素抓住代表物，重点讨论该元素的单质、氧化物、氢化物、酸、碱或盐等有关知识，并理清下列关系 （2）运用元素周期表知识比较每族元素与其代表物在结构、性质上的相似性、递变性和特殊性。 2、非金属元素在周期表中的位置及结构特点 1 除H外,非金属元素均在“金属与非金属分界线”的右上方。 2 非金属元素包括稀有元素均在主族零族。 3 最外层电子数一般≥4H、B除外 4 原子半径比同周期金属半径小稀有元素除外。 3、非金属元素的性质及递变规律 （1）单质的熔沸点与聚集态 ①小分子物质。如H2、O2、N2、Cl2等,通常为气体,固体为分子晶体。 ②多原子分子物质。如P4、S8、As等，通常为液态或固态，均为分子晶体，但熔、沸点因范德华力较大而比①高，Br2、I2也属此类，一般易挥发或升华。 ③原子晶体类单质。如金刚石、晶体硅和硼等，是非金属单质中高熔点“三角区”，通常为难挥发的固体. （2）单质导电性 非金属一般属于非导体,金属是电的良导体,而锗、硅、砷、硒等属于半导体，石墨、碲属于电的良导体。 （3）单质的化学活性及反应 ③非金属一般为成酸元素,难以与稀酸反应，固体非金属能被氧化性酸氧化。 （4）氢化物 5卤化物易水解 如 PCl3＋3H2O＝H3PO3＋3HCl ， SiCl4＋3H2O＝H2SiO3＋4HCl BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl BrF5＋3H2O＝HBrO3＋5HF 利用此法可制得氢卤酸和含氧酸 6含氧酸 ① 同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强 ② 氧化性同种元素低价强于高价含氧酸 如 HClO＞HClO3＞HClO4稀 H2SO3＞H2SO4稀 HNO2＞HNO3稀 ③氧化性酸与还原性酸 常见的强氧化性酸有HNO3、浓H2SO4、HClO等。 常见的还原性酸有H2SO3、H3PO3等。 HNO2既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。 ④某些酸的特殊性质 浓H2SO4吸水性→做干燥剂；脱水性→使晶体脱结晶水，使有机物碳化。 HClO漂白作用。漂白原理与Na2O2同，是利用强氧化性破坏有色物质。 H2SO3漂白作用。与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，加热后恢复原色。 HF与SiO2反应。SiO24HF→SiF4↑2H2O 注意酸的氧化性与氧化性酸是两个不同的概念。酸的氧化性就是指酸中H结合电子的性质，凡酸皆有此性质。而氧化性酸是指含氧酸的中心元素结合电子的性质。 4、常见非全属单质的制取方法 （1）电解法 ①电解水溶液如2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ ②电解熔融物如2KHF2F2↑＋H2↑＋2KF （2）分解法如2KClO32KCl＋3O2↑ CH4C＋2H2 2H2O22H2O＋O2↑ （3）置换法如Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2 2H2S＋O2（不足）2H2O＋2S （4）氧化法如MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O 4NaBr＋3H2SO4＋MnO2＝2Na2SO4＋MnSO4＋2Br23H2O 2H2S＋SO2＝3S＋2H2O （5）还原法C＋H2OCO＋H2，Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑ 2C＋ SiO2Si＋2CO↑ 二、典例解析 【例1】BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称，若知①在BGO中，锗处于其最高价态。②在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8个电子稳定结构。③BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空 （1）锗和铋的元素符号分别是____、____。 （2）BGO晶体的化学式是____。 （3）BGO晶体所含铋氧化物的化学式是____。 【例2】由短周期元素形成的四种常见的非金属单质A、B、C、D。在室温下，它们之中有三种气体，一种固体。在这些单质中，B的式量最小，C次之。这些单质和甲、乙、丙、X、Y五种化合物之间存在如下关系 （1）写出化合物乙的化学式______。 （2）上述图示的化学反应共有______种基本反应类型，其中化合反应有______个。 （3）上述四种单质中存在同素异形体的元素是（写元素符号）______。 【例3】某中学学习小组在帮助老师整理实验室的化学试剂时，发现一盛有无色溶液的试剂瓶，标签破损如右图，请你根据已掌握的知识，对该试剂可能是什么物质的溶液作出猜想，并设计实验验证。 ①猜想这种试剂可能是_____________________ ②实验验证 _____________________________ 三、当堂反馈 1．关于非金属元素N、O、Cl、P的叙述，正确的是C A．在通常情况下其单质均为气体B．其单质均由双原子分子构成 C．都属于主族元素D．每种元素仅生成一种氢化物 2．下列氢化物的还原性按由强到弱的顺序排列的是 A.H2SeH2SHIHBrHCl B.H2SH2SeHIHBrHCl C.HIHBrHClH2SH2Se D.H2SeH2SHClHBrHI 3．在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体,通过电火花点燃,三种气体正好完全反应,冷却至室温后,所得溶液溶质的质量分数为25.26,则容器中原有H2、O2、Cl2的分子个数比是 A.631 B.961 C.1361 D.1061 4．有A、B、C、D四种单质。在一定条件下，B可以和A、C、D化合生成化合物甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每个分子中都含有10个电子，并且甲、乙、丙、丁有如下关系 回答（1）单质B的化学式。 （2）单质A与化合物乙反应的化学方程式。 （3）根据化合物丙、丁中D元素化合价判断丙、丁是否在一定条件下生成单质D，简述判断理由。 5．已知①A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次递增。 ②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。 ③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。 ④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。 （1）元素X是 ，Z是 。 （2）写出③中反应的化学方程式 _______________。 （3）写出④中反应的化学方程式 ________________。 第43讲 非金属元素小结 1．120℃时,将2LH2O、1LCO、1LO2和2LCO2组成的混合气体,依次缓慢通过炽热铜粉.过量过氧化钠和过量炽热的炭粉的三个反应管.经充分反应后恢复到原条件时气体的体积为 A.6L B.5L C.4L D.3L 2．某种H2和CO的混合气体,其密度为相同条件下O2密度的1/2.将3.2g这种混合气充入一盛有足量Na2O2的密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了 A.3.2g B.4.4g C.5.6g D.6.4g 3．将绿矾晶体加强热，除生成水蒸气以外，还发生如下反应2FeSO4Fe2O3SO2↑SO3↑，如将生成的混和气体通过氯化钡溶液，应发生的现象有 A.不一定产生BaSO4沉淀 B.一定产生BaSO3沉淀 C.一定有SO2逸出 D.一定有SO3气体逸出 4．磷化氢的分子式为PH3，又称为膦，是一种无色有类似大蒜气味的气体，剧毒，膦在空气中的着火点是150℃，下列叙述中正确的是 A.膦分子呈三角锥形，其中PH键的键长要小于氨分子中 NH 键的键长 B.膦的水溶液呈碱性，但其pH要比同浓度氨水的pH小 C.膦是一种还原性的气体，其还原性比氨气的还原性要强 D.化合物PH4I是一种很稳定的晶体，在受热时不分解 5．汽车尾气中的CO、NO都是城市空气中浓度较高的严重污染物，有关它们的叙述不正确的是 A．CO、NO的燃烧产物分别是CO2和NO2 B．NO、NO2的混合气可与水反应生成一些HNO2，但NO、NO2都不是HNO2的酸酐 C．化学上有一种说法等电子体结构类似。CO与NO（亚硝酰基阳离子）的微粒中最外层电子数之和相等，应具有类似的结构 D．在催化剂作用下，可通过反应2CO2NO→N22CO2来达到净化汽车尾气的目的 6．下列物质间发生化学反应①H2SO2，②NaO2，③CuHNO3，④P2O5H2O，⑤FeHCl。在不同条件下得到不同产物的是 A．①②③④ B．①③⑤ C．②③④⑤ D．①②③④⑤ 7．下列有关工业生产的叙述中, 错误的是 A．制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英 B．氨是制作氮肥、硝酸、铵盐的重要原料 C．将二氧化硫催化氧化成三氧化硫后, 在吸收塔内用水吸收制得浓硫酸 D．炼铁的主要原理是在高温下, 用还原剂从铁矿石把铁还原出来 8．将水加入到下列物质中能发生反应,且有气体产生的是 ①NaH ②Na2O ③Na2S ④Mg3N2 ⑤Al2S3 ⑥CaC2 ⑦NH4HCO3 A.①②⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑥ C.①③④⑤ D.①②⑤⑥ 9．下列关系图中，A是一种正盐，D的分子量比C的式量大16，E是酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其它产物及反应所需条件均已删去） 回答下列问题 （1）A是____，Y是_____，Z是_____， （2）当X是强酸时，A、B、C、D、E均合同一种元素，E是______， （3）当X是强碱时，A、B、C、D、E均合同一种元素，E是______。 10．已知A、B、C、D是短周期中的4种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子就是一个质子。又知，①B单质在高温下可从A与D组成的某种化合物中置换出A，同时生成化合物BD，②A、C、D三种元素组成的某种盐水溶液显酸性，③B、C均能与D组成原子数比为1∶1和1∶2的化合物。 （1）写出①中反应的化学方程式__ ____。 （2）写出②中盐的水溶液显酸性的原因（写出离子方程式）___ ___。 （3）这四种元素可组成原子个数比4∶1∶2∶1（按A、B、C、D顺序）的化合物，其名称为__ __。这四种元素又可组成原子个数比为4∶1∶1∶2（按A、B、C、D顺序）的化合物，其结构简式为__ ____。 （4）C元素的气态氢化物能还原CuO，生成Cu、C单质及A与D形成的化合物，该反应的化学方程式为_ _____。 11．2005年，我国成功发射了“神舟六号”载人飞船，“神舟六号”的成功发射对增强我国的国防力量和提高我国的国际地位都具有重要意义。 1肼（N2H4）是发射航天飞船常用的高能燃料。将NH3和NaClO按一定物质的量比混合反应，生成肼、NaCl和水，写出该反应的化学方程式___________________；该反应中__________是氧化剂、____________是氧化产物。 2在火箭推进器中装有强还原剂肼和强还原剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量气体，并放出大量热。已知12.8g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量；1mol液态水变成1mol水蒸气需要吸收44kJ的热量。写出液态肼与过氧化氢反应生成液态水的热化学方程式_______________________________________。 3若在宇宙飞船的太空实验室（失重条件下）进行以下实验，其中最难完成的是 A、将金粉和铜粉混合 B、将牛奶加入水中混合 C、蒸发食盐水制取食盐晶体 D、用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙 4新型无机非金属材料在航天事业上有广泛应用。氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料。氮化硅（Si3N4）晶体是一种超硬物质，耐磨损、耐高温。氮化硅晶体类型是_________；晶体中存在的化学键是_____________。 12．A、B、C是中学化学常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质，这些化合物和单质之间存在如下的关系 据此判断 （1）在A、B、C这三种化合物中， 必定含有乙元素的是____（用A、B、C 字母填写）。 （2）单质乙必定是____（填“金属”或 “非金属”），其理由是__ __。 （3）单质乙的化学式可能是____，则化合物B的化学式是____。 13．如图所示,在一密闭容器中间用一不漏气, 可滑动的活塞隔开,左边充洁净空气,右边充H2、O2混合气,在室温下引燃后恢复到原室温,若活塞原来离容器左端的距离为1/4A反应后活塞静止在离右端1/4处B，求原来H2和O2的体积比。 典例解析 【例1】Ge第Ⅳ主族元素，最高正价4；最高价氧化物GeO2。 Bi第Ⅴ主族元素，最外层5个电子→满足8电子稳定结构应形成共价键数目8-53→BiCl3→在BGO中铋为3价→氧化物Bi2O3。 设BGO化学式为mGeO2nBi2O3，则有2m3n m∶n3∶2 m3 n2 故BGO化学式为3GeO22Bi2O3 （或Bi4（GeO4）3） 【例2】短周期元素中室温下常见的非金属单质中为气体的有H2、N2、O2、F2、Cl2 ，常见的固体单质有C、P、Si ，这些单质中式量最小的可能是H2。由图中转化关系可知，AC→X，BC→甲，AD→Y，BD→丙，X甲→乙均为化合反应；Y甲→丙乙为复分解反应。5个化合反应中，AD→Y的反应，涉及D物质必须“过量”，即若“不过量”，会生成其他物质。结合上述几种单质间能发生的反应，只有磷与Cl2或碳与O2才有可能，但当固体单质是碳时，其他转化关系不成立。再结合非金属卤化物易水解的性质，推测Y是PCl5，甲是水，则丙是HCl，乙为磷酸，D为Cl2，C为O2，A为磷，X为P2O5。 答案（1）H3PO4 （2）2种（化合与复分解），5（3）O（O2与O3）、P（红磷与白磷） 【例3】 ①Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO3 ②取少量该溶液加入试管中，向其中加入稀盐酸。如果出现白色沉淀，则原溶液是Na2SiO3溶液；若产生无色、无味的气体，则原溶液是Na2CO3溶液；若产生无色、有刺激性气味的气体，则原溶液是Na2SO3溶液；若无明显现象出现，则说明为Na2SO4溶液。本题为开放题，若有其它推测，且检验方案正确，均给分 当堂反馈1．C 2．A 3． C 4．（1）H2（2）2F22H2O4HFO2↑ （3）若D为N2，丙、丁分别是NH3和NO，在一定条件下可以反应（NH3、NO中N元素的化合价分别是-3、2，0价居其中）；若D为C，丙、丁分别是CH4与CO2，化合价分别是-4、4，0价居其中，故理论上也可发生反应生成碳单质。 5．（1）Cl（或氯） K（或钾） （2）Cl2＋2KOH＝KCl＋KClO＋H2O （3）2KClO32KCl＋3O2↑ 课后练习1．B 2．A 3．C 4．C 5．A 6．A 7．C 8．B 9．（1）（NH4）2S O2 H2O（2）H2SO4 （3）HNO3 10．（1）CH2O（气）→COH2（2）NH4H2O→NH3H2OH （3）尿素H4NOOCCOONH4（4）3CuO2NH3→3CuN23H2O 11．12NH3NaClON2H4NaClH2O NaClO N2H4 2N2H4l2H2O2lN2g4H2Ol；△H-817.625KJ/mol 3 D 4原子晶体 共价键 12． （1）A、B（2）非金属；因为AB→乙C，且乙为单质，可知乙元素在A、B中分别显正、负价，所以乙是非金属。（3）S（或N2）H2S（或NH3） 13．VH2VO21611或198