高中化学必修一非金属及其化合物知识点归纳.docx
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高中化学必修一非金属及其化合物知识点归纳
非金属及其化合物一、常见物理性质:
1、颜色:
A、红色世界
(1)基态:
Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)3(红褐色)、[Fe(SCN)]2+(血红色)、Cu(紫红色)、Cu2O(砖红色)、NO2(红棕色)、P(红磷、暗红色)、Br2(深红棕色)、红色石蕊试纸、品红溶液。
在空气中久置的苯酚(红色)
(2)化学变化:
①紫色石蕊在酸性溶液(pH<5.0)中变红;
②润湿的蓝色石蕊试纸遇酸性气体(CO2、SO2、H2S、HCl)变红;
③酚酞在碱性溶液中呈浅红色(8.2<pH<10.0)或红色(pH>10);
④甲基橙在酸性溶液(pH<3.1)中呈红色;
⑤已经被二氧化硫褪色的品红溶液在加热时会出现红色。
B、橙色世界:
(1)基态:
浓溴水、甲基橙试剂、Br2(CCl4)呈橙红色。
C、黄色世界:
(1)基态:
工业盐酸(含有Fe3+)、Au、S(淡黄色)、Na2O2(淡黄色)、AgBr(淡黄色)、AgI、Ag3PO4、碘水(黄色)、三硝基甲苯(黄色)、蛋白质加浓硝酸
(2)激发态:
钠元素焰色呈黄色
(3)化学变化:
久置的浓硝酸因溶有自身分解产生的二氧化氮而变黄
D、绿色世界
(1)基态:
F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)、Cu2(OH)2CO3(绿色)、CuCl2(浓溶液呈绿色)、FeSO4(浅绿色)
(2)化学变化:
Fe(OH)2(白色)——灰绿色——Fe(OH)3(红褐色)
E、青(黑)世界:
FeFeOFe3O4FeSCuSAg2SMnO2石墨(灰黑)
F、蓝色世界
(1)基态:
CuSO4(溶液)、CuSO4·5H2O(晶体)、液氧、臭氧
(2)化学变化:
①紫色石蕊在碱性溶液(pH>8)中变蓝;
②润湿的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝;
③无水CuSO4(白色粉末)遇水变蓝;
④H2、H2S、CH4、C2H5OH燃烧火焰呈淡蓝色,CO燃烧火焰呈蓝色;
⑤S在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧呈现明亮的蓝紫色火焰;
⑥淀粉遇I2(aq)变蓝;
⑦Cl2、Br2、NO2、O3遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
G、紫色世界
(1)基态:
KMnO4(H+)、紫色石蕊、碘单质呈紫黑色;
(2)激发态:
钾元素的焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察);
(3)化学变化:
①I2升华生紫烟;
②NH4I受热生紫烟;
③紫色石蕊在(5.0<pH<8.0)溶液中呈紫色。
H、白色世界
(1)基态:
Hg、铝粉、大多数块状金属、PbSO4、BaSO4、AgCl、BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、CaCO3、Fe(OH)2(不稳定)、Mg(OH)2、Al(OH)3等。
(2)化学变化:
①H2在Cl2中燃烧呈现苍白色火焰;
②NH3遇HCl产生白烟;
③Mg、Al在氧气中燃烧发出耀眼的白光;
④红磷在氯气中燃烧时产生白色烟雾;
⑤红磷在氧气中燃烧时产生白烟。
2、状态:
白磷(固态),三氧化硫(固态),纯硫酸(液体)。
3、气味:
刺激性气味:
HXCl2NH3NO2乙醛甲醛
臭鸡蛋气味:
H2S
特殊臭味:
O3电石生产的乙炔(含PH3、H2S)
特殊气味:
C6H6苯酚
苦杏仁味:
硝基苯
香味:
酯类化合物
4、毒性:
第ⅦA族:
F2Cl2HF
第ⅥA族:
H2SSO2
第ⅤA族:
NONO2NaNO2白磷
第ⅣA族:
CO
有机物:
苯硝基苯甲醇苯酚
5、升华:
I2萘二、本章知识结构梳理
(一)硅及其化合物
注意:
Cl2+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。
二氧化硅和二氧化碳性质比较
物质
二氧化硅
二氧化碳
熔沸点、硬度、状态
很高、硬度大、固态
低、硬度小、气态
化
学
性
质
与水
不反应
CO2+H2O=H2CO3
与氢氟酸
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
用HF来腐蚀和雕刻玻璃。
不反应
与碱溶液
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞,而不用玻璃塞。
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
与碱性氧化物
高温
SiO2+CaO=CaSiO3
CO2+CaO=CaCO3
异同点
相同点
都是酸性氧化物,都与碱或碱性氧化物反应。
不同点
①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应;
②SiO2溶于氢氟酸,CO2不与氢氟酸反应;
③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应,而CO2可在常温常压下进行。
硅酸和碳酸的性质比较
物质
硅酸
碳酸
化学式
H2SiO3
H2CO3
酸酐
SiO2
CO2
制法
硅酸胶体的制备:
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
CO2+H2O=H2CO3
颜色与状态
白色、固体
无纯态,只存在于水溶液中
水溶性
不溶于水
只存在于水溶液中
酸性比较
H2CO3>H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳,同样可得到硅酸凝胶,说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(胶体)+Na2CO3
硅单质物性:
①存在和形态:
自然界中无游离态,主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。
②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
③导电性:
半导体材料,介于导体和半导体之间。
硅酸盐材料:
水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等
硅酸盐组成的表示:
例如,Na2SiO3Na2O·SiO2
Al2Si2O5(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O
KAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2
水泥
普通玻璃
原料
石灰石、粘土
纯碱、石灰石、石英(SiO2)
设备
水泥回转窑
玻璃熔炉
反应
复杂的物理化学变化过程
Na2CO3+SiO2=高温=Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2=高温=CaSiO3+CO2↑
主要成分
3CaO·SiO2
2CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2O·CaO·6SiO2
组成表示法
金属氧化物·SiO2·H2O
特性
水硬性
(加石膏调节硬化速度)
玻璃态物质(在一定温度范围内软化)非晶体
新型无机非金属材料:
高温结构陶瓷、光导纤维等
传统无机非金属材料的优缺点:
抗腐蚀、耐高温,质脆、经不起冲击。
新型无机非金属材料的特性:
强度高,耐高温;
①具有电学特性:
绝缘体、半导体、导体等;
②具有光学特性:
发光、透光(可见光、红外光、射线);
③具有生物功能。
(二)、富集在海水中的元素—氯及其化合物
1、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。
新制的氯水
久置的氯水
成分
分子:
Cl2、H2O、HClO
离子:
H+、Cl-、ClO-、OH-
分子:
H2O
离子:
H+、Cl-、OH-
颜色
黄绿色
无色
性质
酸性、漂白性
酸性且酸性增强、无漂白性
原因
新制的氯水中存在Cl2+H2O
HClO+H++Cl-
久置的氯水中HClO完全分解为O2而消耗,最后成为HCl溶液
解释下列现象:
①、新制的氯水能氧化Fe2+、Br-:
Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl—
②、新制的氯水加入镁粉,氯水褪色:
Cl2+Mg=MgCl2
③、新制的氯水加入硝酸银产生沉淀:
Cl-+Ag+=AgCl
④、新制的氯水与碳酸氢钠反应:
H++HCO3-=H2O+CO2
⑤、新制的氯水使石蕊先变红后褪色:
H+HClO
①自来水杀菌消毒Cl2+H2O==HCl+HClO2HClO===(光照)2HCl+O2↑
其中次氯酸HClO有强氧化性和漂白性,起主要的消毒漂白作用。
液氯、新制的氯水和久置的氯水比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
黄绿色
无色
成分
Cl2
Cl2、H2O、HClO、H+、Cl―、ClO―、极少量的为OH―
H+、Cl―、H2O、
极少量的OH―
稀盐酸
性质
氧化性
氧化性、酸性、漂白性
酸性
2.氯气的制备
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2+2H2O
包括四个基本环节即制备(原料、原理、反应发生装置)、净化(除杂、干燥)、收集(收集方法、验满)、尾气处理
会画装置
制得的气体含有盐酸和水,因此分别通过饱和食盐水、浓硫酸(氯化钙)等进行除杂。
气体用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。
尾气用氢氧化钠吸收。
闻法:
用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔。
氯气的尾气处理
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O漂白液的有效成分:
NaClO
3、次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质,经常用到以下几方面性质:
(1)HClO是一种弱酸,H2CO3>HClO通过下列反应可比较得出酸性强弱
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
(2)ClO-是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应:
ClO-+H2O
HClO+OH-,所以次氯酸钙溶液显碱性。
(3)HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应,能使品红溶液褪色。
(4)HClO见光易分解:
2HClO
2HCl+O2↑
氯离子的检验试剂以及反应方程式
AgNO3溶液,并用稀硝酸溶液排除其他离子(如碳酸根)
Ag++Cl―==AgCl
4、卤族元素及其单质的性质变化规律
(1).卤族元素物理性质比较:
颜色
状态
熔、沸点
密度
溶解性
水
有机溶剂
均易溶于有机溶剂
F2
Cl2
Br2
I2
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
气态
气态
液体(易挥发)
固体(升华)
小
大
低
高
剧烈反应
淡黄绿色
黄→橙色
黄→褐色
剧烈反应
黄绿色
橙→橙红
紫→红
(2).卤族元素单质的化学性质:
1。
相似性:
化学性质与Cl2相似,都具有典型的非金属性,都可以与金属作用生成金属卤化物,都可以与非金属反应,都可与水发生反应,都可以与强碱作用。
2。
递变性:
与金属、非金属反应时条件不同。
例如:
卤素单质与H2的反应
H2+F2═2HF,在冷暗处就发生爆炸;
H2+Cl2
2HCl,见光爆炸;
,加热缓慢化合;
H2+I2
2HI,更缓慢地化合且可逆。
与H2化合时,无论从反应条件、反应的剧烈程度以及生成气态氢化物的稳定性(HF>HCl>HBr>HI),都说明卤素单质的递变性。
(三)硫、氮
1、二氧化硫的性质----亚硫酸酐
物理性质
颜色状态
密度
毒性
黄绿色
比空气大
有毒
化学性质
酸性
与水反应方程式
SO2+H2O===H2SO3
与烧碱反应方程式
SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O==2NaHSO3
SO2+NaOH==NaHSO3
漂白性
漂白原理:
由于它能跟某些有色物质生成:
无色物质
曾学过的具有漂白性的物质
吸附漂白:
活性炭
氧化漂白:
HClO、O3、Na2O2
还原性
与氧气反应方程式
2SO2+O2===2SO3
与氯水反应方程式
SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl
氧化性
与硫化氢反应方程式
SO2+2H2S==3S↓+2H2O
SO2的实验室制法
①反应原理:
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
②制备装置:
固体和液体不加热制备气体的装置
净化干燥装置:
盛放浓硫酸的洗气瓶
收集方法:
向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液
检验:
湿润的蓝色石蕊试纸---变红湿润的品红试纸---褪色
尾气处理:
用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸
2、三氧化硫
1)、物理性质:
又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。
2)、化学性质:
具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。
3、硫化氢
1)、H2S的物理性质:
无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。
2)、实验室制法:
由强酸制弱酸的原理
FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑
FeS+2HCl==FeCl2+H2S↑
FeS+2H+==Fe2++H2S↑
用湿润的Pb(CH3COO)2试纸
Pb(CH3COO)2+H2S==PbS↓+2CH3COOH试纸变黑
3)、化学性质
(1)可燃性
2H2S+3O2
2H2O+2SO2
2H2S+O2
2H2O+S
(2)还原性:
H2S+X2==2HX+S↓(X=Cl、Br、I)
(3)不稳定性:
H2S
H2↑+S
(4)H2S气体的水溶液----氢硫酸
4、氮的固定
a:
定义:
将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定
b.分类:
放电
①自然固氮:
高能固氮:
N2+O2====2NO
生物固氮:
豆科植物的根瘤菌固氮
②人工固氮:
2N2+3H2
2NH3(条件:
高温高压、催化剂)
5、浓硫酸和浓硝酸的性质
浓硫酸
浓硝酸
相同点
与Cu反应
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
与木炭反应
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O
与铁铝反应
发生钝化现象,所以可以用铁制或铝制容器来存放冷的浓硫酸和浓硝酸
异同点
①吸水性——干燥剂
②脱水性——蔗糖变黑
王水:
浓硝酸和浓盐酸(1:
3)
(一)、硝酸
(1)硝酸的物理性质:
纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体,易挥发
或者光照
(2)硝酸的化学性质:
加热
①不稳定性:
4HNO3=========2H2O+4NO2↑+O2↑(保存在棕色试剂瓶中)
②强酸性:
硝酸是一种强酸、具有酸的通性
③浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性,且浓度越大,氧化性越强
a.硝酸能氧化除Au、Pt、Ti以外的大多数金属且不产生H2
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
反应现象:
反应剧烈,产生气泡,放出红棕色气体,溶液的颜色变为蓝色
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反应现象:
反应比较缓慢,产生气泡,放出无色气体,无色气体在试卷上部变成红棕色,溶液颜色变蓝色。
b.常温下,Fe、Al在浓硝酸中钝化
钝化的原因是在金属表面形成了一层致密的氧化物保护膜,阻止反应的进一步进行。
根据这个性质可以用铁制或铝制容器来盛装浓硝酸。
如果加热则氧化膜被破坏,内部Fe、Al与硝酸会剧烈反应。
(3)在工业生产硝酸时,应使用稍过量的空气,经过多次循环氧化吸收,可充分利用原料,并减少NO的排放以保护环境:
重要的导出方程式:
(二)、浓硫酸
(1)物理性质:
纯浓硫酸是无色、粘稠、油状液体,不容易挥发
(2)浓硫酸的三大特性
吸水性:
具有吸收水的性能,常用来干燥中性气体和酸性气体。
吸水性是物理变化
脱水性:
可将许多有机物中的氢原子和氧原子按水的组成比(2:
1)脱去。
脱水性是化学变化
强氧化性:
浓硫酸是一种强氧化性酸,加热时氧化性更强。
它的氧化作用是由H2SO4分子中+6价的硫元素产生的,其还原产物是SO2而不是H2
6、氨气的制法:
1、工业制法2N2+3H2
2NH3(条件:
高温高压、催化剂)
2、实验室制法
(1)原理:
Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s)
2NH3↑+2H2O+CaCl2
(2)药品:
NH4Cl固体与熟石灰(Ca(OH)2)
(3)装置:
∵固+固
气
∴使用大试管、单孔胶塞、导管、酒精灯、铁架台等。
(4)净化干燥:
使用碱石灰,不能用CaCl2
(5)收集:
NH3极易溶于水,比空气轻,用向下排空气法。
(6)验满:
湿润的红色石蕊试纸变蓝色或蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟
(7)处尾:
用水吸收(注意防止倒吸)或尾气处理:
用稀硫酸吸收
7、氨气、氨水与铵盐的性质
氨气的物理性质
颜色状态
密度
水溶性
无色有刺激性气味的气体
比空气小
极易溶于水(1:
700),水溶液叫“氨水”,氨水呈弱碱性,能使酚酞变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色:
氨易液化“液氨”,常作致冷剂。
氨气的化学性质
与水反应方程式
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH―
与盐酸反应方程式
NH3+HCl==NH4Cl
实验室制法
Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
氨水成分
NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH―、极少量的H+氨水显弱碱性醮有浓盐酸的玻璃棒与醮有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为产生白烟,将浓盐酸改为浓硝酸还会出现相同的现象。
铵盐
物理性质:
铵盐都是无色色晶体,能溶于水
化学性质
氯化铵分解反应方程式
NH4Cl
NH3+HCl
碳酸氢铵分解反应方程式
NH4HCO3
NH3↑+H2O+CO2↑
三、不属于基本类型的氧化还原反应
1、过氧化钠氯气二氧化氮的歧化反应
①.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
②.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
③.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸:
Cl2 + H2O = HCl + HClO
④.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化纳和次氯酸钠:
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
⑤.氯气与消石灰反应制漂白粉:
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
⑥.二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮:
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2、氧化性酸的还原反应
①.浓硫酸与碳发生的还原反应
C + 2H2SO4(浓)
CO2 ↑+ 2SO2↑ + 2H2O
②.浓硫酸与铜发生的还原反应
Cu + 2H2SO4(浓)
CuSO4 + 2H2O + SO2↑
③.浓硝酸与铜发生的还原反应:
Cu + 4HNO3(浓) =Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑
④.稀硝酸与铜发生的还原反应:
3Cu + 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
3、还原性酸的氧化反应
氯气的实验室制法:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+H2O
4、高价金属化合物的还原反应:
FeCl3溶液与铜反应:
2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 +CuCl2
属于氧化还原反应的分解反应
次氯酸光照分解:
2HClO
2HCl + O2↑
属于氧化还原反应的化合反应
1、金属与氧气发生的氧化反应
①.常温下钠与氧气反应:
4Na + O2 = 2Na2O (白色)
②.钠在空气中燃烧:
2Na + O2
Na2O2 (淡黄色)
③.铁在氧气中燃烧:
3Fe+2O2
Fe3O4(黑色)
2、非金属单质与氧气的氧化反应
①.硫的燃烧S+O2
SO2
②.氮气与氧气在放电下反应:
N2 + O2
2NO
3、低价非金属氧化物与氧气的氧化反应
①.二氧化硫与氧气反应:
2SO2+O2
2SO3
②.一氧化氮与氧气反应:
2NO + O2 = 2NO2
4、非金属氢化物与氧气的反应
氨的催化氧化:
4NH3+5O2
4NO+6H2O
5、低价碱的氧化反应
氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁:
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3
6、单质与氯气发生的氧化反应
①.氯气与金属反应:
铁与氯气反应产生棕色烟
2Fe + 3Cl2
2FeCl3
铜与氯气反应产生棕黄色烟
Cu + Cl2
CuCl2
钠在氯气中燃烧有白烟
2Na + Cl2
2NaCl
②.氯气与非金属反应:
氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰有白雾
H2+Cl2
2HCl
③.氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
7、高价铁盐的还原反应
FeCl3溶液与铁粉反应:
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2
8、非金属与氢气的化合反应
合成氨反应:
N2+3H2
2NH3
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- 高中化学 必修 非金属 及其 化合物 知识点 归纳
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