非金屬元素單質(zhì)及其化合物 復(fù)習(xí)指導(dǎo)(一)

1、非金屬元素單質(zhì)及其化合物 復(fù)習(xí)指導(dǎo)(一)自2002年高考設(shè)理綜科目起，化學(xué)部分試題從表面看直接涉及非金屬元素單質(zhì)及其化合物知識的比重下降，實際它更多演變?yōu)榻鉀Q基本概念、基本理論、化學(xué)實驗或化學(xué)計算題的基石，必須系統(tǒng)復(fù)習(xí)。誰都知道，要想一次拿起盡可能多的葡萄，需要抓其莖，拎成串。復(fù)習(xí)非金屬部分知識亦然，該部分的主線有以下四條：1、物質(zhì)類別順序：單質(zhì) 氫化物 氫化物的水化物：無氧酸 無氧酸鹽 氧化物 氧化物的水化物：含氧酸 含氧酸鹽2、對于每一類物質(zhì)需掌握的內(nèi)容：晶體結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的物理性質(zhì)；原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，性質(zhì)決定用途和制備方法。3、物質(zhì)的物理性質(zhì)應(yīng)從色、嗅、(狀)態(tài)、密(度)、溶(解

2、度)、熔(點)、沸(點)、毒(性)幾個角度來對比復(fù)習(xí)，不是每個方面都要討論到。4、物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)要考慮該類物質(zhì)通性、氧化還原性、特性三個角度。注意通性和氧化還原性角度知識會出現(xiàn)交叉，高三更多應(yīng)從氧化還原角度分析。第1和4主線結(jié)合，可編織出典型非金屬元素的知識網(wǎng)絡(luò)圖。同學(xué)們一定要自己動腦繪制這些圖，再看參考書，查缺補(bǔ)漏，才會形成較強(qiáng)的整體觀。該部分復(fù)習(xí)方法與金屬部分有相同之處，注意聯(lián)系區(qū)別。對常見氣體的性質(zhì)和制備要給予足夠的關(guān)注。【知識要點總結(jié)】一、非金屬元素在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)特征1非金屬元素在周期表中的位置:在已知的112種元素中，共有22種非金屬元素(含6種惰性氣體元素)。這些元素的

3、名稱和符號都要掌握。其中絕大部分位于元素周期表的右半部分。氫元素的位置要注意，它是A族元素，但不是堿金屬元素。要能夠自己繪制元素周期表并填寫出所有非金屬元素。2原子結(jié)構(gòu)特征：非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般大于等于4，主要體現(xiàn)為易得電子，有氧化性；除氟和氧（中學(xué)階段）原子外，其他非金屬元素原子都可失電子，有還原性。單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，其相應(yīng)的陰離子還原性越弱。氫原子最外層僅有一個電子，失去它成H+，也可得到一個電子成H。二、晶體類型及空間結(jié)構(gòu)：1晶體類型：原子晶體：金剛石，金剛砂（SiC），硅，二氧化硅離子晶體：絕大部分鹽類分子晶體：絕大部分非金屬單質(zhì)，氣態(tài)氫化物（含水），非金屬氧化物，純凈的含氧

4、酸。石墨是混合型晶體。2空間結(jié)構(gòu)： 重點掌握：金剛石 空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；局部為正四面體結(jié)構(gòu)；C、C鍵夾角109.28度；相鄰的C原子間構(gòu)成6元環(huán)且這個環(huán)上的6個C原子不共面；石墨層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)原子間形成平面正六邊形結(jié)構(gòu)，層與層間以范得化力結(jié)合；硅 ：結(jié)構(gòu)與金剛石相同；白磷 四個磷原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，P、P間鍵角為60°；水 “V”形分子，兩O、H鍵間的夾角為104.5°；氨氣 三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子位于三角錐形的錐頂，三個H位于錐底，NH鍵間的夾角為107°18；甲烷 正四面體結(jié)構(gòu)，C原子位于四面體的中心，4個H原子位于正四面體的4個頂點，C、H鍵間的夾角為109&#

5、176;28；二氧化碳 直線型結(jié)構(gòu)，O C O 。三、典型非金屬元素單質(zhì)及其化合物的物理性質(zhì)差別較大，重點應(yīng)掌握：色：白磷（白色蠟狀），硫（淡黃），氟（淺綠），氯氣（黃綠），溴（紅棕），碘（紫黑），二氧化（紅桲色氣體），濃硝酸（黃 NO2溶其中），硅酸（白色粉末），原硅酸（白色膠狀）。態(tài)：白磷（蠟狀），三氧化硫（針狀晶體），濃硫酸（粘稠），硅酸（粉末），原硅酸（膠狀）。味：有刺激性氣味的氣體（F2、Cl2、HX、SO2、NO2、NH3），硫化氫（臭雞蛋氣味）?？缮A的物質(zhì)：（I2，干冰，紅P）。有毒的物質(zhì)：氣體（F2，Cl2，HF，SO2，H2S，NO，NO2，CO），液體（HPO3，Br2）

6、，固體(P4，NaNO2，I2(毒性小），KCN)；有機(jī)中常見的有CHOH,HCHO， 。溶解性：在水中：氨氣（1：700），氯化氫（1：500），二氧化硫（1：40），硫化氫（1：2.6），二氧化碳（1：1），氯氣（1：2）；硫磺不溶于（水），微溶于（酒精），易溶于（CS2）；白磷不溶于水，易溶于（CS）；溴碘易溶于（有機(jī)溶劑）。熔點沸點：原子晶>離子晶體>分子晶體另外：沸點金剛石<石墨 P4自燃（40）導(dǎo)電性：石墨可導(dǎo)電，自由e C60+K超導(dǎo) Si半導(dǎo)體在自然界中無游離態(tài)：S P Cl（S火山口有游離態(tài)）四、非金屬單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)及制備：非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)（C、Si、S、

7、P、N2、Cl2、O2等）1、非金屬的氧化性與H2反應(yīng)C、Si難與H2直接反應(yīng) 此反應(yīng)進(jìn)行較難 Br+H2 2HBr I2+H2 2HI與金屬反應(yīng)C、Si等不易與金屬反應(yīng)；P能與金屬形成Mg3P2 Ca3P2等。 可用S粉吸收散落的水銀2Fe+3Cl2=2FeCl3（棕紅色 ） Cu+Cl2=CuCl2 Fe+I2=FeI22Na+O2Na2O或Na2O2 O2+FeFeO（煉鋼）/Fe2O3/Fe3O4 O2+CuCuO其他：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32、非金屬的還原性與O2反應(yīng) N2+O2 2NO4P+5O2 2P2O5 P2O5有極強(qiáng)的吸水性鹵素不與O2直接化合和

8、其他非金屬反應(yīng)Si+2F2=SiF4 Si+2Cl2 SiCl4 2P+3Cl2=2PCl3（液） 2P+5Cl2=2PCl5（固）和酸反應(yīng)C+4HNO3(濃) 4NO2+CO2+2H2O C+2H2SO4(濃) 2SO2 +CO2+2H2OSi+4HF=SiF4+2H2P+H2SO4(濃) H3PO4+SO2+H2OS+6HNO3(濃)=6NO2+H2SO4+2H2OS+H2SO4(濃)SO2+H2O2H2S+O2SH2O 2H2S+3O22SO22H2OH2SO3+O22H2SO4其他 3、非金屬與水的反應(yīng)C+H2O CO+H2 水煤氣 合成NH3中H2來源CO+H2OCO2+H2O 半水

9、煤氣Cl2+H2O HCl+HClO2F2+2H2O=O2+4HF4、非金屬與堿的反應(yīng) 3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO33H2OCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（尾氣吸收）Cl2+Ca(OH)2制漂白粉5、其他反應(yīng)Cl2+KBr/KI/Na2S/Na2SO3/FeCl2Cl2+SO2+H2O 漂白性消失O2+KI/K2SO3/Fe2+ 1molCuSO4氧化 P S+2KNO3+3C=3CO2+N2+K2S非金屬單質(zhì)的制備1、 木材干熘木炭，煤干熘焦炭。注：C、CO即能與金屬氧化物，又能與非金屬氧化物反應(yīng)2、 制Si 注：Si常溫下穩(wěn)定，除F2，HF強(qiáng)堿溶液外，一般不

10、發(fā)生反應(yīng)。3、 制N2蒸餾液態(tài)空氣，N2走出來 注：活潑性N>P，N2<P4自然界N的固態(tài)：游離態(tài)化合態(tài)；（單質(zhì)）化合物；大豆根瘤菌4、 制氯氣MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2OMnO2+2 H2SO4（濃）+2NaCl Na2SO4+MnSO4+Cl2+2H2O其中MnO2可用KClO3 KclO代替。 HCl(g)+O2 Cl2+H2O注：I2遇淀粉溶液變藍(lán)；F2可與惰性氣體反應(yīng)；只有A族有氣、液、固三種狀態(tài)；氯氣與有機(jī)物能發(fā)生取代、加成反應(yīng)。5、 制O2工業(yè)：液化空氣法實驗室：KClO3 KMnO4H2O2，Na2O2分解法注：O3：強(qiáng)氧化性，對水消毒 漂

11、白 低空污染物 高空保護(hù)層O2與有機(jī)物 有機(jī)物燃燒也耗氧吸O2腐能五、非金屬氣態(tài)氫化物化學(xué)性質(zhì)1、水溶液的酸堿性強(qiáng)酸性：HX（HF酸是弱酸） HCl=H+Cl弱酸性：H2S，HF 弱堿性：NH3 和酸反應(yīng)：NH3+HNO3=NH4NO3NH3+HCl=NH4Cl 本質(zhì)：NH3+H+=NH4+2NH3+H2SO4（濃）=(NH4)2SO4 （不能用濃H2SO4干燥）酸通用性：使酸堿指示劑變色與堿反應(yīng)H+OH=H2O HF+OH=H2O+F HI+Fe(OH)3 Fe2+I2+H2O HCl+Pb(OH)4H2S+NaOH=NaHS+H2O 2NaOH+H2S=Na2S+H2O 與鹽反應(yīng) H2S+

12、FeCl2/AlCl3× H2S+Fe3+(反應(yīng)結(jié)果溶液的導(dǎo)電性增加）與堿性氧化物反應(yīng)Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+HClFeCl2+FeCl3+H2ONa2O+H2SH2O+Na2S與金屬反應(yīng)（體現(xiàn)了酸的氧化性）2H+Fe=Fe2+H2 Mg+H2S=MgS+H22、氫化物的還原性與O2反應(yīng) 4HCl+O2 2H2O+Cl2 法制Cl2(氧化性：O2>Cl2)2H2S+O2=2S+2H2O（g）2H2S+3O2=2SO2+2H2O 空氣中無機(jī)可燃?xì)怏w：H2S H2 CO3、其他2KMnO4+6HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O2H2S+SO

13、2=3S+2H2O（歸中）2H2O+Br2/Cl28NH3+3Cl2=N2+6NH4ClNH3可還原CuO Cu+H2O+N2但NH3遇H2SO4（濃）不發(fā)生氧還原反應(yīng)而形成配位鍵制備1、制甲烷 2、制氯化氫工業(yè)：NaCl+H2O NaOH+H2+Cl2H2+Cl2 2HCl實驗室：（1）NaCl(KCl)(s)+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl HX 易溶于水，所以防倒吸 吸收 用倒置漏斗，HX腐蝕膠塞，要用錫箔包住。注：HF：CaF2+H2SO4（濃)HF劇毒 腐蝕玻璃HF+SiO2 SiF4+H2OHBr：NaBr(s)+H3PO(濃)HI： NaI+H3PO(濃)制HI時只能微熱，只能生成NaH2PO43、制硫化氫FeS+HCl(稀)或H2SO4（?。┎荒苡肏NO3和H2