主族元素性質(zhì)

1、主族元素性質(zhì)教學(xué)重點：堿金屬、氧族元素、鹵族元素、碳族元素、氮族元素的化學(xué)性質(zhì) 教學(xué)難點：堿金屬、氧族元素、鹵族元素、碳族元素、氮族元素的化學(xué)性質(zhì) 教學(xué)過程：一、復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容，講解不懂習(xí)題。二、學(xué)習(xí)堿金屬、氧族元素、鹵族元素、碳族元素、氮族元素的化學(xué)性質(zhì)1.堿金屬元素包括鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、鋤（Rb）、葩（Cs）、舫（Fr）六種元 素，由于舫是人工放射性元素，不在中學(xué)化學(xué)中學(xué)習(xí)。 堿金屬元素原子最外層只有一個電子，在反應(yīng)中易失去電子而顯 +1價，表現(xiàn)出還原性，均為強還原劑。在自然界中都以化合態(tài)存 在，單質(zhì)都有人工制得。（1）遞變性：Li、Na、K、Rb、Cs等堿金屬元素的原子核

2、外電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，最外層電子逐漸易失去，元素的金屬活潑性逐漸增強。硬度： 小，且隨Li、Na、K、Rb、Cs,金屬的硬度逐漸減小。這是由于原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子之間的作用力逐漸減弱所致。堿金屬的硬度小，用小刀可切開。堿金屬的熔點低，熔點最高的鋰為180.5C,葩的熔點是28.4 Co隨著原子序數(shù)的增加，單質(zhì)的熔點逐漸降低物理性質(zhì)：堿金屬除葩略帶金色光澤，其余都帶銀白色金屬光澤，質(zhì)地軟，有延展性， 密度比較小，熔沸點都比較低，是電和熱的良導(dǎo)體。（2）化學(xué)性質(zhì)：A.與非金屬反應(yīng)：堿金屬的單質(zhì)可與大多數(shù)非金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成物都是含 R+陽離子的離子化合物。

3、堿金屬與氧氣反應(yīng)時，除鋰和常溫下緩慢氧化的鈉能生成正常的氧化物（R2O）外，其余的堿金屬氧化物是復(fù)雜氧化物。4Li + O2 燃燒 2Li2ONa + O2 常溫 Na2O2Na + O2型邈 Na2O2 （過氧化鈉，氧元素化合價 -1,發(fā)出淡黃色火焰，生成淡黃色 固體）2 K + O2fi K2O2K + O2 燃燒 KO2 （超氧化鉀）B.與H2O反應(yīng)：堿金屬單質(zhì)都能與水反應(yīng)，生成堿和氫氣。2R+2H2O=2ROH+H2 T （ R代表堿金屬原子）遞變性：隨著原子序數(shù)的增大，金屬與水反應(yīng)的劇烈程度增大，生成物的堿性增強。例如：鈉與冷水反應(yīng)放出熱量將鈉熔化成小球，而鉀與冷水反應(yīng)時，鉀球發(fā)紅，

4、氫氣燃燒，并有輕微爆炸。LiOH是強堿（也有資料將其歸入中強堿），CsOH是最強堿。2Na + 2H 2O = 2NaOH + H 2 T2K + 2H 2O = 2NaOH + H 2 T現(xiàn)象：浮一堿金屬浮在水面上熔一熔成一個小球游一小球無規(guī)則的游動響一發(fā)出“嘶嘶”聲縮一榮成的小球變小紅一生成的水溶液加入酚酗:變紅Rb、 Cs遇水立即燃燒甚至爆炸。結(jié)論：堿金屬元素隨著核電荷數(shù)增加，半徑增大，金屬性增強。(同一周期從上到下，半徑增大、熔沸點逐漸降低、密度逐漸增大，但 Na的密度大于K的密度，因為從鈉到鉀的相 對原子質(zhì)量增大所起的作用小于原子體積所起的作用)C.與鹽的熔融態(tài)反應(yīng)TiCl 4 +

5、4Na= 4NaCl + TiD.焰色反應(yīng)概念：焰色反應(yīng)是指某些金屬或金屬化合物在火焰上灼燒時，火焰呈現(xiàn)特殊的顏色(稱焰 色)。幾種金屬及其離子的焰色Li(Li+)紫紅Na(Na+)黃色K(K+)紫色(透過藍色鉆玻璃觀察)Cu(Cu2+)綠色Ca(Ca2+)醇紅色 Ba(Ba2+)黃綠色Sr(Sr2+)洋紅色焰色反應(yīng)實驗的注意事項：a.火焰最好是無色的或淺色的，以免干擾觀察離子的焰色。b.每次實驗前要將鉗絲在鹽酸中洗凈并在燈焰上灼燒至火焰無色(在酒精燈焰上燒至不改變焰色)。c.觀察K*的焰色應(yīng)透過藍色鉆玻璃片，以濾去對紫色光有遮蓋作用的黃光，避免雜質(zhì)N十所造成的干擾。(3)保存和用途堿金屬單質(zhì)

6、其活潑性很強，常溫下堿金屬在空氣中易被氧氣氧化，也易于水蒸氣反應(yīng)， 故堿金屬都應(yīng)保存在煤油中，以隔絕空氣和水。但鋰的密度小于煤油， 只能保存在密度更小的石蠟油或者封于石蠟中。試劑瓶中的藥瓶取出來之后一般不允許放回原瓶，但取用剩余的鈉、鉀應(yīng)放回原瓶。鈉、鉀合金室溫下呈液態(tài)，是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑，鈉是一種很強的還原劑。也可用在 光電源上，如鈉燈，發(fā)出黃色光，射程遠，透霧能力強，亮度高。(4) Na2O和Na2O2的比較名稱氧化鈉(白色固體)過氧化鈉(淡黃色固體)化學(xué)式Na2ONa2O2電子式曰曲卜國 1 1 I化學(xué)鍵類型離子鍵離子鍵和化學(xué)鍵物質(zhì)類別堿性氧化物過氧化物化 學(xué) 性 質(zhì)與H2O反應(yīng)Na2

7、O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O 2 T與CO2反應(yīng)Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 T與酸反應(yīng)Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2ONa2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2 f與O2反應(yīng)2Na2O+O2=2Na2O2Na2O2+O2=2NaO 2用途可制燒堿漂白劑、消毒劑、供養(yǎng)劑保存密封密封、遠離易燃物（5）碳酸鈉和碳酸氫鈉Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末細小的白色晶體溶解性易溶微溶于水熱穩(wěn)定性受熱不分解受熱分解與酸反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H 2O+CO2 T (

8、Na 2CO3+HCl=NaCl+NaHCO 3)NaHCO 3+HCl=NaCl+H 2O+CO 2 H 劇烈燃燒，產(chǎn)生等量氣體，消耗的酸比Na2CO3少）與堿反應(yīng)Na2CO3+Ca(OH) 2=CaCO3 / 2NaOHNaHCO 3+NaOH=Na 2CO3+H2O 2NaHCO 3+Ca(OH)2=CaCO 3 Na2CO3+2H2O與鹽反應(yīng)Na2CO3+BaCl2=BaCO3 2NaCl不反應(yīng)A.溶解度：碳酸的正鹽只有鉀、鈉、氨可溶，碳酸的酸式鹽都可溶?？扇苄哉}的溶解 度大于其酸式鹽的溶解度。B.穩(wěn)定性：碳酸的正鹽的穩(wěn)定性大于其酸式鹽的穩(wěn)定性?？扇苄哉}的穩(wěn)定性大于難溶 性正鹽的穩(wěn)

9、定性。2.鹵素元素包括氟（F）、氯（Cl）、澳（Br）、碘（I）。單質(zhì)均為雙原子分子，F(xiàn)2（淺綠色氣體卜C12（黃綠色氣體卜Br2（深紅棕色液體卜12（紫黑色固體）。主要化合價-1、+7,具有強 氧化性。（1）氯氣的物理性質(zhì)氯氣是黃綠色，有刺激性氣味、密度比空氣大的氣體，易液化能溶于水，通常密封保存于棕色試劑瓶中，氯氣能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后褪為白色。（2）化學(xué)性質(zhì)：A.跟金屬反應(yīng)（與變價金屬反應(yīng)，均是金屬氧化到最高價態(tài)，如3Cl2+2Fe=2FeCl3）B.跟非金屬反應(yīng)，與 H2反應(yīng)。C.跟水反應(yīng)Cl2 + H2O =HCl + HClOD.跟堿反應(yīng) CI2 + 2NaOH = NaC

10、lO + NaCl + H 2O工業(yè)上用氯氣和石灰乳（氫氧化鈣）制得漂粉精，漂粉精的有效成分是Ca（ClO）2.E氯氣能氧化還原性的粒子Cl 2 + 2KI = 2KCl + I 2 （氯氣的檢驗）F.氯氣的實驗室制法MnO2 +4 HCl（濃）= MnCl 2 + Cl2T + 2H2O凈化裝置：用飽和食鹽水除去HCl,再用濃硫酸干燥。實驗室經(jīng)常用濃強堿吸收未反應(yīng)完的Cl2。（3）鹵素的檢驗用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗Cl-、Br-、I-的存在。AgCl（白色沉淀/AgBr（淺黃色沉淀卜AgI（黃色沉淀）AgX 均有感光性：2AgX 九2Ag + X 2 T（4）在鹵素化合物中，只有氟

11、無正價，無含氧酸：在氯的含氧酸中，高價的酸性強，低價的氧化性強。即酸性：HClO 4HClO 3HClO 2HClO ;氧化性：HClO.HClO 2HClO 3HClO 4。（5） HX通常隨著相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力增強，熔、沸點升高，但HF的熔沸 點反常，是因為氫分子間易形成氫鍵。（6）在鹵素單質(zhì)中，只有碘遇淀粉溶液變藍，但碘的四氯化碳溶液遇淀粉并不變藍。3.氧族元素包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、睇（Te）（1）含氧酸酸性從上到下減弱（ H2SO4H2SeO4H2TeO4）（2）無氧酸的酸性從上到下增強（H2TeH2SeH 2SH 2。）（3） O2與。3的比較：常溫下，。

12、2是無色無味的氣體，而 。3淡藍色有特殊氣味的氣體；。2分子是直線形非極性分子，而 。3分子為“ V”形極性分子；。3具有強氧化性，具有漂白 作用，可使有色物質(zhì)褪色，還有殺菌作用。（4） SO2與SO3的比較：SO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，SO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是一種無色易揮發(fā)的固體，它們的化學(xué)性質(zhì)不同：A 與水反應(yīng)： SO2 + H2O = H2SO3（弱酸）SO3 + H2O = H 2SO4 （強酸）B.與足量的強堿反應(yīng)：SO2 + 2NaOH =Na 2SO3 + H2O （亞硫酸鹽）SO3 +2NaOH =Na 2SO4 + H2O （硫酸鹽）C. SO 2既有氧

13、化性又有還原性，SO 3只有強氧化性。 SO2+ 2H 2s=3S 2H 2OSO2 + Cl 2 + H2O = 2HCl + H 2SO4D.合成途徑不同：SO2由硫在空氣中點燃直接生成，而 SO3必須使SO2在一定溫度、催 化劑作用下與空氣中的 O2反應(yīng)才能生成。（5）硫酸的性質(zhì)：硫酸是一種不揮發(fā)、高沸點的二元強酸。純凈的硫酸為無色、油狀液 體、密度比水大，可以任意比例溶于水。溶解過程中伴隨著放熱現(xiàn)象，因此稀釋濃硫酸時， 只能將濃硫酸沿著燒杯壁注入水中，并不斷攪拌，這是一個放熱的過程。A.濃H2SO4具有吸水性、脫水性（腐蝕性）、強氧化性。2 H2SO4 + Cu _ CuSO 4 +

14、SO 2 T +2 H 2O2H2SO4 + C _ 2SO2T + CO2T+ 2H2O硫酸根離子的檢驗：先加入足量的稀鹽酸，再加入 BaCl2溶液，有白色沉淀生成。離子方程式：Ba 2+ + SO4 2- = BaSO 4 J4.碳族元素及無機非金屬材料碳族元素包括 碳（C）、硅（Si）、錯（Ge）、錫（Sn）、鉛（Pb）。（1）碳和硅及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系(2).硅的性質(zhì)特殊性：a.硅的還原性比碳強，而碳在高溫下卻能從二氧化硅中還原出硅。SiO 2+2C=Si+2COTb.非金屬單質(zhì)一般不與弱氧化性酸反應(yīng)，而硅不但能與氫氟酸反應(yīng)，而且還有Ha生成(與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣是活潑金屬的性質(zhì))。

15、Si+4HF=SiFd +2H4c.非金屬單質(zhì)與強堿溶液反應(yīng)一般不生成氫氣，而硅卻不然。Si+2NaOH+HO=NaSiO3+2H2 Td.SiO 2既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，但它不是一種兩性氧化物，因為SjO2只能與HF反應(yīng)，而與其他酸不反應(yīng)，且與HF反應(yīng)時并沒有同時生成鹽和水。(3)硅及其化合物的“反?！爆F(xiàn)象歸納這種題型主要在物質(zhì)推斷中出現(xiàn)，硅及其化合物的“反?！爆F(xiàn)象往往是我們進行物質(zhì)推斷的題眼，所以對于這些“反?！爆F(xiàn)象需要記憶，這樣便于我們迅速完成解題。a.非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。b.硅化學(xué)性質(zhì)不活潑， 但自然界中卻沒有游離態(tài)的硅，它以二氧化硅、硅酸鹽等形式存在。c.硅的

16、還原性比碳強，而碳在高溫下卻能從二氧化硅中還原出硅：Si + 2C =里匕Si + 2COd.非金屬單質(zhì)與強堿溶液反應(yīng)一般不生成氫氣，而硅卻不然：Si + 2NaOHF HbO= N&SiO3 +2H2 T。e.非金屬單質(zhì)一般不與弱氧化性酸反應(yīng)，而硅不但能與氫氟酸反應(yīng)，而且還有氫氣生成：Si + 4HF= SiF4T + 2H4。f.雖然二氧化硅是硅酸的酸酎，但不用二氧化硅與水反應(yīng)制備硅酸，一般用可溶性硅酸鹽 跟酸作用來制備：NaSiO3+2HCl= H2SiO3 J + 2NaCl。g.酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)(除氧化還原反應(yīng)外)，而二氧化硅卻能與氫氟酸反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4 T

17、+ 2H2。g.無機酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸卻難溶于水。h.較強的酸能把較弱的酸從其鹽溶液中制取出來，這是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律，如Ns2SiO3 高溫+ CO+H2O=NaCO+ H2SQ3J,而反應(yīng) N&CO+SiOz NazSiO3+CO T 也能進行。i.硅酸鹽的水溶液俗稱水玻璃，但它和玻璃的化學(xué)成分并不相同。硅酸鈉也叫泡花堿，但它是鹽而不是堿。j.非金屬氧化物一般是分子晶體，而二氧化硅卻是原子晶體。（12）二氧化碳和二氧化硅性質(zhì)的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO晶體類型原子晶體分子晶體物理性質(zhì)硬度大、熔沸點高、常溫下為固 體、不溶于水熔沸點低，常溫下為氣體，微溶 于水與

18、水反應(yīng)不反應(yīng)CO + H2O H2CO與酸反應(yīng)SiO2 + 4HF = SiF 4 2H2O不反應(yīng)化學(xué)與堿反應(yīng)SiO2 + 2NaOH = Na 2SQ + H 2O盛堿液的試劑瓶用橡皮塞 古聲CO + 2NaOH = Na 2CO + H 2O或CO + NaOH = 2NaHCO3性 質(zhì)與鹽反應(yīng)|HJ iflUSiO2 + Na 2CO = N&SQ3 + CO2 T高溫SiO2 + CaCOs = CaSiO 3 + CO2 TCa(ClO) 2 + CO + H2O = CaCOj + 2HC1OCO + Na 2CO + H 2O = 2NaHCO與堿性氧 化物反應(yīng)高溫SiO2 +

19、CaO = CaSiO3CO + Na 2O = Na2CO（13）傳統(tǒng)無機非金屬材料：水泥、玻璃、陶瓷新型無機非金屬材料：高溫機構(gòu)的陶瓷、光導(dǎo)纖維（14）把CO2通入澄清的石灰水，有白色沉淀生成，繼續(xù)通入CO2,沉淀溶解，發(fā)生的化學(xué)方程式：CO2 +Ca（OH） 2 =CaCO 3J+H2OCO2+CaCO 3bH2O =Ca（HCO 3）25.氮族元素包括氮（N）、磷（P）、神（As）、睇（Sb）、鈔（Bi）相似性遞變性氮族元 素的結(jié) 構(gòu)最外層電子數(shù)都是5個原子半徑隨 N、P、As、Sb、Bi順序 逐漸增大，核對外層電子吸引力減弱氮族元 素的性 質(zhì)1 .最高價氧化物的通 式為：R2O52

20、.最高價氧化物對應(yīng) 水化物通式為：HRO 3或 H3RO43 .氣態(tài)氧化物通式 為：RH 3 4 .最高化合價+5,最低化合價-31 .單質(zhì)從非金屬過渡到金屬，非金屬性：NPAs ,金屬 TSbH 3PO 4H3ASO 4H3SbO 44 .與氫氣反應(yīng)越來越困難5 .氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱穩(wěn)定 TNH3PH3AsH3氮氣（N2）:無色無味氣體，難溶于水，密度與空氣接近（所以收集N2不能用排空氣法）。A.分子結(jié)構(gòu)電子式：結(jié)構(gòu)式：N三N （分子里N三N鍵很牢固，結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定）B.化學(xué)性質(zhì)：通常氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)， 只有在高溫、高壓、放電等條件下，才能使 N2中的共價鍵斷裂

21、，從而與一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。N2+3H 2 高溫、高壓 2NH 3N2+O2 放電 2NO(3Mg+N 2 點燃 Mg3N2Mg 3N 2+6H 2O = =3Mg(OH) 2J+2NH3T)C.氮的固定：將氮氣轉(zhuǎn)化成氮的化合物，如豆科植物的根瘤菌天然固氮。（2）氮氧化物（N2。、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5）N2O （笑氣）；N2O5 （硝酸酸酎）；N2O3 （亞硝酸酸酎）；NO、NO2 （主要的大氣污染物）NO :無色氣體，不溶于水，有毒（毒性同CO）,有較強還原性 2NO+O 2=2NO2；NO2:紅棕色氣體（顏色同澳蒸汽，有毒，易溶于水，有強氧化性，造成光化學(xué)煙霧的主要

22、因素； 3NO 2+H 2。= 2HNO 3+NO ; 2NO 2=N 2。4（無色）；3。2 = 2O 3（光化學(xué)氧化劑的形成 ） 磷白磷紅磷不 同 點1.分子結(jié)構(gòu)化學(xué)式為P4,正四面體結(jié)構(gòu)化學(xué)式為P,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不作介紹2.顏色狀態(tài)白色蠟狀固體紅棕色粉末狀固體3.毒性劇毒4.溶解性不溶于水，可溶于 CS2不溶于水，不溶于 CS25.著火點40 c240 C6.保存方法保存在盛水的容器中密封保存相 同 點1 .與O2反應(yīng)點燃都生成 P2O5,4P + 5O 2 點燃 2P2O5P2O5 + H2O冷水 2HPO3（偏磷酸，有毒）P2O5 + 3H 2O 加熱 2H 3P04（9）2.與C12反

23、應(yīng)2P + 3Cl 2（少量） 點燃 2PCl 32P + 5Cl 2 （過量）點燃 2PCl 5轉(zhuǎn) 化白磷隔絕空氣，加熱到260 C紅磷（4）氨 俊鹽物理性質(zhì)：無色有刺激性氣味的氣體，比空氣輕，易液化（做致冷劑），極易溶于水（1:700）A.分子結(jié)構(gòu)：電子式：結(jié)構(gòu)式：（極性分子，三角錐型，鍵角 107 18）B.化學(xué)性質(zhì)： NH 3+H 2O - NH3 H2O- NH4+ + OH -（注意噴泉實驗、氨水的成分、 氨水與液氨）NH3 + HCl =NH4Cl （白煙，可用于檢驗氨氣 ）4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2OC.實驗室制法2NH4CI + Ca（OH） 2 =

24、2NH 3 T + CaCl 2+ 2H 2O（發(fā)生裝置：固 + 固（加熱）一氣，同制O2 ）收集：向下排空氣法（不能用排水法）檢驗：用濕潤的紅色石蕊試紙靠近容器口（試紙變藍）或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒接近容器口（產(chǎn)生白煙）干燥：堿石灰（裝在干燥管里）不能用濃硫酸、P2O5等干燥劑注意事項：試管口塞一團棉花（防止空氣對流，影響氨的純度）或塞一團用稀硫酸浸濕的棉花（吸收多余氨氣，防止污染大氣）氨氣的其他制法：加熱濃氨水，濃氨水與燒堿（或 CaO）固體混合等方法D. 銨鹽：白色晶體，易溶于水，受熱分解，與堿反應(yīng)放出氨氣（加熱）。NH 4CI = NH 3 T + HCl T （NH 3+HCl = NH4CI）NH4HCO3 = NH 3 T +H2O T +CO 2 T （寫出碳酸鏤的分解反應(yīng) ）E. NH 4+的檢驗：加入堿液（如NaOH 溶液）后共熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。（5） 極性分子和非極性分子A. 由同種原子形成的共價鍵是非極性鍵，如H H、 Cl Cl 鍵；有不同種原子形成的共價鍵是極性