非金属元素及化合物知识点总结111111概要.docx

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非金属元素及化合物知识点总结111111概要

卤族元素

卤族元素包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At）等，它们最外层电子数都是7个电子，是元素周期表中的第ⅦA元素。

1、氯

（1）物理性质：

氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气味，常温下能溶于水（1︰2），比空气重，易液化，有剧毒。

（2）化学性质：

氯气（Cl2）是双原子分子，原子的最外层有七个电子，是典型的非金属元素，单质是强氧化剂。

①与金属反应

△

2Na+Cl2===2NaCl（反应剧烈，产生大量白烟）

△

2Fe+3Cl2======2FeCl3（反应剧烈，产生大量棕褐色烟，溶于水成黄色溶液）

Cu+Cl2====CuCl2（反应剧烈，产生大量棕色的烟，溶于水成蓝色或绿色溶液）

氯气能与绝大数金属都能发生反应，表明氯气是一种活泼的非金属单质。

点燃

②与非金属的反应

点燃

光照

H2+Cl2=====2HCl（纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，芒白色火焰，在瓶口处有白雾产生）H2+Cl2=====2HCl（发生爆炸）

2P+3Cl2=====2PCl3（液态）PCl3+Cl2===PCl5（固态）

磷在氯气中剧烈燃烧，产生大量的烟、雾。

雾是PCl3，烟是PCl5。

氯气能有很多非金属单质反应，如S、C、Si等。

③与碱反应

Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O

2Cl2+2Ca（OH）2===CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

将氯气通入Ca（OH）2溶液中制备漂白粉，漂白粉的主要成份是CaCl2、Ca（ClO）2，其有效成份是Ca（ClO）2。

工作原理：

Ca（ClO）2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO

与碱溶液反应体现了氯气什么性质？

④与某些还原性物质反应：

Cl2+2FeCl2===2FeCl3Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4

⑤有机反应

CH4+Cl2→CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HClCHCl3+Cl2→CCl4+HCl

氯气与甲烷的取代反应，如有1molCl2与4molCH4反应，产物有哪些物质？

何种物质含量最多？

Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl（加成反应）

取代反应是两种物质反应生成两种物质而加成反应是两种物质反应生成一种物质。

上述两反应的鉴别方法可加入硝酸酸化的硝酸银溶液。

如是取代反应则有白色沉淀生成。

⑥与水反应

Cl2+H2OHCl+HClO（HClO为一元弱酸，弱电解质HClOH++ClO—）

分子：

H2O、Cl2、HClO离子：

H+、Cl—、OH—、ClO—

2、次氯酸的性质（HClO）

仅存在溶液中，浓溶液呈黄色，稀溶液无色，有非常刺鼻的气味。

①酸性：

次氯酸是弱酸，弱电解质。

具有酸的通性。

A、显色反应；B、与活泼金属反应置换出氢气；C、与碱反应生成盐和水；D、与部分金属氧化物的反应，生成盐与水；E、与某些盐的反应。

②氧化性

Ca（ClO）2+4HCl（浓）===CaCl2+Cl2↑+2H2O

③漂白性

因为次氯酸具有强的氧化性，能氧化有色物质生成无色物质，所以次氯酸具有漂白性。

如：

将干燥的氯气通过干燥的有色布条，布条并没有褪色；而过湿润的有色布条时，布条褪色。

说明真正起到漂白作用的是次氯酸。

④不稳定性

次氯酸极不稳定，很容易就发生分解，且存大多种分解形式。

如：

光照

△

2HClO=====2HCl+O2↑3HClO===2HCl+HClO3

为什么漂白粉久置空气中易失效?

3、氯气的的制备

△

实验室氯气的制备：

在实验室里，氯气可用浓盐酸与某些氧化剂反应来制取。

4HCl（浓）+MnO2===MnCl2+2H2O+Cl2↑2KMnO4+16HCl（浓）==2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O

仪器的选取：

一般来有四套装置，一是发生装置；二是除杂装置；三是收集装置；四是尾气处理装置。

在这个反应中，会有哪些杂质？

用什么除杂呢？

用什么来处理尾气？

电解

工业上氯气的制备：

在工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氯气（氯碱工业）。

2NaCl+2H2O=====2NaOH+Cl2↑+H2↑

氯气的检验：

使用润湿的淀粉KI试纸；氯气能使润湿的淀粉KI试纸变蓝。

4、用途：

氯气除用于消毒，制造盐酸和漂白粉外，还用于制造多种农药，化工原料，生产许多无机试剂、有机试剂。

总之在生产生活有着重要的用途。

卤族元素的性质

1、卤族元素的物理性质

随卤素核电荷数增加，电了层数依次递增，原子半径渐增大，其原子结构的递变性而使卤素单质的物理性质呈规律性变化：

从F2→I2

状态

常温下

密度

熔点

水中

酒精

四氯化碳

F2

气

浅黄绿色

密度由小到大

熔、沸点由低到高

反应

反应

反应

Cl2

气

黄绿色

浅黄绿色

黄绿色

黄绿色

Br2

液

深红棕色

黄→橙

橙→橙红

橙→橙红

I2

固

紫黑色

深黄→褐

棕→深棕

浅紫→紫

2、卤族元素的化学性质

由于最外层均为7个电子，极易得一个电子，因此卤素都是强氧化剂，在自然界均只以化合态存在。

但随着电子层数递增，原子半径渐增大，核对外层电子的引力渐减弱，得电子能力逐渐减弱，其氧化性逐渐减弱。

如何比较其得电子能力？

光照

①比较元素的单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。

一般来说，反应越容易进行，生成的气态氢化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。

△

F2+H2===2HF（相遇即发生爆炸）H2+Cl2====2HCl（爆炸）

Br2+H2===2HBr（需加热且反应缓慢）I2+H22HI（可逆反应，缓慢进行）

且气态氢化物的稳定性：

HF＞HCl＞HBr＞HI

②比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性。

一般说来，酸性越强，元素原子得电子的能力越强。

HClO4＞HBrO4＞HIO4

③置换反应：

若非金属X能把非金属Y从它的盐溶液中置换出来，则金属得电子能力比Y强，即X的非金属性比Y强。

Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2Cl2+2KI===2KCl+I2Br2+2KI==2KBr+I2

通过以上论证可以表明：

得电子能力是F＞Cl＞Br＞I

特性：

碘易升华，能使淀粉变蓝色。

溴—唯一的常温呈液态的非金属，易挥发，保存时加水密封。

氟—最强氧化剂，不能用氧化剂将F—氧化为F2。

F元素无正价。

CaX2—只有CaF2不溶于水。

卤离子的检验：

使用硝酸酸化的硝酸银溶液。

AgCl为白色沉淀、AgBr为淡黄色沉淀、AgI为黄色沉淀、AgF可溶。

3、卤化氢性质的比较

（1）相似性

①均是无色有刺激性气味的气体。

②均极易溶于水，其水溶液是氢卤酸。

③氢卤酸均易挥发，在空气中冒白雾。

④氢卤酸具有酸类的通性、氧化性和还原性。

（2）递变性

①按HF、HCl、HBr、HI的顺序，稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。

②氢卤酸的酸性：

HF＜HCl＜HBr＜HI，氢氟酸是弱酸，氢氯酸、氢溴酸和氢碘酸均是强酸。

氯碱工业

电解

氯碱工业：

通过电解饱和食盐水来生产烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品。

2NaCl+2H2O=====2NaOH+Cl2↑+H2↑

阳极2Cl—→Cl2↑+2e—（氧化反应）阴极2H++2e—→H2↑（还原反应）

饱和食盐水的来源广泛，主要来源于晒盐场的母液。

海水提溴

原料来源于晒盐母液（含溴量高），氯气。

将氯气通入母液中。

Cl2+2Br—===2Cl—+Br2

再鼓入热空气（因为溴易挥发，因此溴就会随着热空气溢出），再冷疑、萃取提纯。

氮族元素

1．氮和磷

[氮族元素]包括氮（7N）、磷、（15P）、砷（33As）、锑（51Sb）、铋（83Bi）五种元素．氮族元素位于元素周期表中第VA族，其代表元素为氮和磷．

[氮族元素的原子结构]

（1）相似性：

①最外层电子数均为5个；

②主要化合价：

氮有－3、+1、+2、+3、+4、+5价；磷和砷有－3、+3、+5价

（2）递变规律：

按氮、磷、砷、锑、铋的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强．在氮族元素的单质中，氮、磷具有较明显的非金属性；砷虽然是非金属，但有一些金属性；锑、铋为金属．

[氮族元素单质的物理性质]

N2

P

As

Sb

Bi

颜色

无色

白磷：

白色或黄色

红磷：

红棕色

灰砷：

灰色

银白色

银白色或微显红色

状态

气体

固体

固体

固体

固体

密度

逐渐增大

熔点、沸点

先按N2、P、As的顺序逐渐升高，而后按Sb、Bi的顺序逐渐降低

[氮气]

（1）氮元素在自然界中的存在形式：

既有游离态又有化合态．空气中含N278％（体积分数）或75％（质量分数）；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素．

（2）氮气的物理性质：

纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体．

（3）氮气的分子结构：

氮分子（N2）的电子式为，结构式为N≡N．由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼．

（4）氮气的化学性质：

①N2与H2化合生成NH3N2+3H22NH3

说明该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理．

②N2与O2化合生成NO：

N2+O22NO

说明在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应．

（5）氮气的用途：

①合成氨，制硝酸；

②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；

⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；

④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；

⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；

⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能．

[NO、NO2性质的比较]

氮的氧化物

一氧化氮（NO）

二氧化氮（NO2）

物理性质

为无色、不溶于水、有毒的气体

为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水

化学性质

①极易被空气中的O2氧化：

2NO+O2=2NO2

②NO中的氮为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性

与H2O反应：

3NO2+H2O＝2HNO3+NO

（工业制HNO3原理．在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂）

[自然界中硝酸盐的形成过程]

（1）电闪雷鸣时：

N2+O22NO

（2）2NO+O2=2NO2

（3）下雨时：

3NO2+H2O＝2HNO3+NO

（4）生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐．

[光化学烟雾]NO、NO2有毒，是大气的污染物．空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气．NO2在紫外线照射下，发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾．因此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素．光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡．

[磷]

（1）磷元素在自然界中的存在形式：

自然界中无游离态的磷．化合态的磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中．动物的骨骼、牙齿