常用酸和堿-p區(qū)元素單質(zhì)及化合物的性質(zhì)識(shí)用

課程：化學(xué)物料識(shí)用與分析知識(shí)點(diǎn)：p區(qū)元素化合物的性質(zhì)ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71Lu72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103Lr104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112Uubp區(qū)元素ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA0二、p區(qū)元素性質(zhì)●唯一同時(shí)包括金屬和非金屬元素的一個(gè)區(qū)●無(wú)機(jī)非金屬材料庫(kù)：分子篩人造金剛石高能燃料納米半導(dǎo)體材料太陽(yáng)能電池材料光子帶隙材料以其多樣性為特點(diǎn)●鹵素及其重要化合物

元素符號(hào)FClBrI價(jià)電子層結(jié)構(gòu)2s22p5

3s23p5

4s24p5

5s25p5

主要氧化數(shù)–1,0–1,0,+1,+3,+4,+5,+7–1,0,+1,+3,+5,+7–1,0,+1,+3,+5,+7電子親和能/(kJ·mol–1)322348.7324.5295分子離解能/（kJ·mol–1）155240190149電負(fù)性(Pauling)3.963.162.962.66鹵素的通性1.鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)：聚集狀態(tài)分子間力b.p./℃m.p./℃顏色g

g

l

s小大-188

-34

59

185-220

-102

-7

114淺黃黃綠紅棕紫F2Cl2

Br2

I22.鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)：氧化還原性F2Cl2Br2I2X2氧化性：強(qiáng)弱X-

還原性：弱強(qiáng)2.8891.3601.07740.5345：/V)/XX(2-氧化性最強(qiáng)的是F2，還原性最強(qiáng)的是Iˉ。結(jié)論

●氧化能力F2＞Cl2＞Br2＞I2

●F2、Cl2可與所有金屬作用，Br2、I2可與除貴金屬外所有金屬作用?！馞2是最強(qiáng)的氧化劑：

●能與稀有氣體反應(yīng)生成XeF2、XeF4、XeOF4；

與H2O反應(yīng)：激烈程度氧化反應(yīng)：歧化反應(yīng)：在堿存在下，促進(jìn)X2在H2O中的溶解、歧化。歧化反應(yīng)產(chǎn)物：Cl2常溫加熱低溫Br2I2ClO-ClO-

鹵素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較Ｆ2Ｃl2Br2I2與金屬反應(yīng)常溫下能和金屬反應(yīng)加熱時(shí)能氧化所有的金屬加熱時(shí)可和一般金屬反應(yīng)在較高溫度時(shí)能和一般金屬反應(yīng)，有時(shí)只生成低價(jià)鹽，如FeI2等Ｆ2Ｃl2Br2I2與氫氣的反應(yīng)和氫化物的穩(wěn)定性冷，暗處劇烈反應(yīng)而爆炸，HF很穩(wěn)定強(qiáng)光照射下，劇烈化合而爆炸，HCI較穩(wěn)定高溫下緩慢反應(yīng)，HBr較不穩(wěn)定持續(xù)加熱，慢慢的化合，HI很不穩(wěn)定，同時(shí)發(fā)生分解

鹵素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較Ｆ2Ｃl2Br2I2與水反應(yīng)使水迅速分解，放出氧氣在陽(yáng)光照射下，緩慢放出氧氣較氯微弱較溴微弱

鹵素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較Ｆ2Ｃl2Br2I2活潑性氟最活潑能把Cl2,Br2,I2從它們的化合物中置換出來(lái)氯較氟次之，能把Br2,I2從它們的化合物中置換出來(lái)溴較氯又次之，能把I2從它們的化合物中置換出來(lái)碘在鹵素中最不活潑

鹵素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較3.鹵素單質(zhì)的制備H2+Cl2+2NaOH

通電工業(yè)上制備氯采用電解飽和食鹽水溶液的方法：陰極：鐵網(wǎng)2H2O+2e–

==H2↑+2OH–

陽(yáng)極：石墨2Cl–

==Cl2+2e–

電解反應(yīng)：2NaCl+2H2O實(shí)驗(yàn)室制備氯的方法：MnO2+4HCl

==MnCl2+Cl2+2H2O

2KMnO4+16HCl==2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O（1）氯的制備（3）碘的制備Cl2+2NaI==2NaCl+I22NaI+3H2SO4+MnO2

==

2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4

3Br2+3H2O（2）溴的制備Cl2+2Br–

==Br2+2Cl–

5Br–+BrO3–+6H+

==

2NaBr+3H2SO4(濃）==2NaHSO4+Br2+SO2+2H2O2.鹵素的氫化物HFHClHBrHI分解溫度/℃鍵能/kJ·mol-1酸性6.373.572.761.40*-83.57-114.18-86.87-50.80*19.52-85.05-66.71-35.1-271.1-92.3-36.4-26.5>15001000300570432366298弱強(qiáng)分子極性熔點(diǎn)沸點(diǎn)穩(wěn)定性m.p./℃b.p./℃μ/(10-30c·m)/kJ·mol-1（1）鹵化氫性質(zhì)常溫下,鹵化氫都是無(wú)色具有刺激性氣味的氣體。

鹵化氫分子有極性，易溶于水。273K時(shí)，1m3

的水可溶解500m3

的氯化氫，氟化氫則可無(wú)限制地溶于水中。

在常壓下蒸餾氫鹵酸（不論是稀酸或濃酸），溶液的沸點(diǎn)和組成都將不斷改變，但最后都會(huì)達(dá)到溶液的組成和沸點(diǎn)恒定不變狀態(tài)，此時(shí)的溶液叫做恒沸溶液。

HF分子中存在著氫鍵，分子之間存在締合。固態(tài)時(shí)，HF分子以鋸齒鏈狀存在：

在不太稀的溶液中，氫氟酸是以二分子締合(HF)2形式存在的：H2F2H++HF2－

與其他的氫鹵酸不同，氫氟酸是相當(dāng)弱的酸，在稀溶液中發(fā)生電離：F–+HFHFH++F－HF2－Kaθ=6.6×10–4

Kaθ=5SiO2+4HF==2H2O+SiF4↑CaSiO3+6HF==CaF2+3H2O+SiF4↑

氫氟酸具有與二氧化硅或硅酸鹽（玻璃的主要成分）反應(yīng)生成氣態(tài)的SiF4特殊性質(zhì)：由HX(aq)H+(aq)+X-(aq)而定:

為什么氫鹵酸酸性強(qiáng)度的次序?yàn)椋篐I>HBr>HCl>HF？

HF酸性最弱是因?yàn)镕-是一種特別的質(zhì)子接受體，與H3O+通過(guò)氫鍵結(jié)合成強(qiáng)度很大的離子對(duì)，即使在無(wú)限稀的溶液中,它的電解度也只有15%,而HX中I-半徑最大，最易受水分子的極化而電離，因而HI是最強(qiáng)的酸.

QuestionSolutionHX(aq)H+(aq)+X-(aq)

/kJ·mol-1/kJ·mol-1

/J·mol-1·K-1計(jì)算的pKa,/1.36觀察的pKa,291K,0.1mol·dm-3,電離度/%HF-2.1+20.3-75.314.913.410HCl-57.3-39.7-58.6-29.2-29.392.6HBr-63.6-49.8-46.0-36.6＜-29.393.5HI-59.0-49.8-31.0-36.6＜-29.395.02.氫鹵酸的制法直接合成H2+X2→2HX

氟和氫直接化合太猛烈且F2成本高。溴與碘和氫反應(yīng)很不完全而且反應(yīng)速度緩慢。HCl工業(yè)：直接合成法實(shí)驗(yàn)室：復(fù)分解反應(yīng)問(wèn)題：用此方法能否制備HBr，HI？

不能，因?yàn)闊釢饬蛩峋哂醒趸?，把生成的溴化氫和碘化氫進(jìn)一步氧化。NaI+H2SO4(濃)==NaHSO4+HI↑8HI+H2SO4(濃)==H2S↑+4I2+4H2O如何解決此問(wèn)題？采用無(wú)氧化性、高沸點(diǎn)的濃磷酸代替濃硫酸即可。NaBr+H2SO4(濃)

==NaHSO4+HBr2HBr+H2SO4(濃)==SO2↑+Br2+2H2O鹵化物水解：PX3(s)+3H2O(l)H3PO3(aq)+HX(g),(X=Br,Cl)氫化物穩(wěn)定性:HF、HCl、HBr、HI

依次減弱

HF最穩(wěn)定，高溫下不分解，而HI在300℃即大量分解為I2與H2。

HF有強(qiáng)腐蝕性，并能腐蝕玻璃:SiO2+4HF＝SiF4+2H2O玻璃刻畫(huà)3．鹵素的含氧酸鹵素的含氧酸以氯的含氧酸最為重要。氯的含氧酸和含氧酸鹽的許多重要性質(zhì)，如酸性、氧化性、熱穩(wěn)定性、陰離子堿的強(qiáng)度等都隨分子中氧原子數(shù)的改變而呈規(guī)律性的變化。

以氯的含氧酸和含氧酸鹽為代表將這些規(guī)律總結(jié)在表中。氧化值：+1HXO次鹵酸+3HXO2亞鹵酸+5HXO3鹵酸+7HXO4高鹵酸各類鹵素含氧酸根的結(jié)構(gòu)(X為sp3雜化)（1）次鹵酸及其鹽次鹵酸：HClOHBrO HIO2.8×10-8

2.6×10-92.4×10-11酸性↓弱酸()1.4951.341 0.983氧化性↓穩(wěn)定性:大小)/VX/XO(--重要反應(yīng)：漂白粉漂白原理：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+HClO（2）鹵酸及其鹽鹵酸：HClO3HBrO3HIO3酸性：強(qiáng)強(qiáng)近中強(qiáng)酸性↓1.4581.5131.209已獲得酸的濃度:40% 50% 晶體穩(wěn)定性:大小)/VX/XO(2-3主要反應(yīng)氧化制備鑒定I-、Br-混合溶液重要鹵酸鹽：KClO3強(qiáng)氧化性：(與各種易燃物混合后，撞擊爆炸著火)KClO3與C12H22O11的混合物的火焰火柴頭中的氧化劑(KClO3)4.高鹵酸及其鹽4-=高鹵酸：HClO4HBrO4

H5IO6酸性：酸性↓最強(qiáng)強(qiáng)弱1.2261.7631.60都是強(qiáng)氧化劑,均已獲得純物質(zhì),穩(wěn)定性好。)104.4(×)/V/XO(XO34--重要高鹵酸鹽：高氯酸鹽

高氯酸鹽多易溶于水，但K+、NH4+、Cs+、Rb+的高氯酸鹽的溶解度都很小。KClO4穩(wěn)定性好,用作炸藥比KClO3更穩(wěn)定。NH4ClO4：現(xiàn)代火箭推進(jìn)劑。Mg(ClO4)2,Ca(ClO4)2可用作干燥劑5.氯的各種含氧酸性質(zhì)的比較穩(wěn)定性:不穩(wěn)不穩(wěn)相對(duì)穩(wěn)定穩(wěn)定可得40%溶液可得固體HClOHClO2 HClO3HClO4酸性：1.4951.551.45 1.409氧化性↓(除HClO2)/V)X/(-氧化型為何Cl的氧化值越高氧化性越弱？氧化態(tài)酸熱穩(wěn)定性和酸的強(qiáng)度氧化性鹽熱穩(wěn)定性氧化性及陰離子堿的強(qiáng)度+1HClO逐漸增大逐漸減弱NaClO逐漸增大逐漸減弱+3HClO2NaClO2+5HClO3NaClO3+7HClO4NaClO4

包括氰(CN)2、硫氰(SCN)2、硒氰(SeCN)2、氧氰(OCN)2

等在內(nèi)的一類化合物，起因于它們與鹵素X2

之間上的相似性。例如加熱或光照條件下(CN)2與H2

發(fā)生類似于Cl2

與H2

之間那樣的鏈反應(yīng)：Cl22Cl?(CN)22CN?H2+Cl?HCl+H?H2+CN?HCN+H?H?+Cl2HCl+Cl?H?+(CN)2HCN+CN?

H2+Cl22HClH2+(CN)22HCN

hv或△hv或△總反應(yīng)擬鹵素課程：化學(xué)物料識(shí)用與分析知識(shí)點(diǎn)：酸的性質(zhì)識(shí)用

電離時(shí)生成的陽(yáng)離子全部是氫離子(H+)的化合物叫做酸。實(shí)例分析硫酸H2SO4H+

、Cl-

H+

、SO42-鹽酸HCl酸H+和酸根離子1、人的胃液里含有什么酸？2、汽車電瓶里含有什么酸？3、食醋里含有什么酸？4、酸雨里含有什么酸？知道？1、鹽酸；2、硫酸；3、醋酸，也叫乙酸；4、亞硫酸，也可能含有硝酸。蓄電池和食醋三種重要的酸一、酸的通性

酸的分類一元酸二元酸三元酸命名含氧酸無(wú)氧酸_____HNO3H2SO4H3PO4某酸HClH2S氫某酸（一）酸的分類與命名（二）酸的通性1、與酸堿指示劑反應(yīng)紫色石蕊試液無(wú)色酚酞試液酸溶液變紅不變色堿溶液變藍(lán)變紅金屬活動(dòng)性順序：

KCaNaMgAl，ZnFeSnPb(H)，CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱金屬與酸反應(yīng)的規(guī)律：排在氫前面的金屬能置換出酸中的氫，排在氫后面的金屬不能置換出酸中的氫。2、酸+金屬（H前）=鹽+氫氣3、金屬氧化物（堿性氧化物）+酸=鹽+水Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OZn（NO3）2+H2OZnO+HNO3=CuSO4+H2OCuO+H2SO4=4、酸+堿=鹽+水（中和反應(yīng)）Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O胃酸過(guò)多時(shí)，服用含氫氧化鋁的藥可以治療成份：氫氧化鋁、碘甲基蛋氨酸等5、酸+鹽=新鹽+新酸條件：生成物中有↑或↓或水

AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑二、常用酸介紹1、鹽酸(HCl)化學(xué)性質(zhì)：稀鹽酸：具有酸的通性。物理性質(zhì)：濃鹽酸：無(wú)色液體，具有揮發(fā)性，刺激性氣味。市售鹽酸的密度為1.18g/mL，HCl含量為37%。2、硫酸(H2SO4)物理性質(zhì)：

純硫酸是一種無(wú)色油狀液體。常用的濃硫酸質(zhì)量98.3%，其密度為1.84g/cm3，其物質(zhì)的量濃度約為18.4mol/L。硫酸是一種高沸點(diǎn)難揮發(fā)的強(qiáng)酸，易溶于水，能以任意比和水混溶。濃硫酸溶于水時(shí)會(huì)放出大量的熱。有很強(qiáng)的腐蝕性?；瘜W(xué)性質(zhì)：稀硫酸：具有酸的通性。H2SO4的結(jié)構(gòu)：S：sp3雜化后形成分子，分子中除存在σ鍵外還存在(p-d)π反饋配鍵。

H2SO4分子間通過(guò)氫鍵相連，使其晶體呈現(xiàn)波紋形層狀結(jié)構(gòu)。濃H2SO4的性質(zhì)

強(qiáng)吸水性：作干燥劑。濃硫酸能夠吸收由水分子組成的水——物質(zhì)本身含水?；蚪Y(jié)晶水合物中的結(jié)晶水。

二元強(qiáng)酸=1.0×10-2

脫水性：

將含氫、氧元素的物質(zhì)中氫、氧原子按2∶1的比例脫去——物質(zhì)本身不含水在常溫下，濃硫酸使鋁、鐵等金屬鈍化強(qiáng)氧化性與非金屬反應(yīng)：與不活潑金屬反應(yīng)：與活潑金屬反應(yīng)：3ZnSO4+S+4H2O)(3Zn+4H2SO4濃)(4ZnSO4+H2S+4H2O4Zn+5H2SO4濃a)加熱時(shí)，絕大多數(shù)金屬（At、Pt除外）能被濃H2SO4氧化

Cu＋2H2SO4（濃）=CuSO4＋SO2↑＋2H2O錯(cuò)誤操作稀釋濃硫酸時(shí)，一定要把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌。切不可將水倒進(jìn)濃硫酸里。濃硫酸稀釋？正確操作

硫代硫酸(H2S2O3)：極不穩(wěn)定，尚未制得純品。

硫代硫酸鹽：Na2S2O3

5H2O，海波，大蘇打。硫代硫酸及其鹽制備：性質(zhì)：易溶于水,水溶液呈弱堿性；

遇酸分解：II

還原性配位性冷卻發(fā)煙硫酸時(shí)，可以析出焦硫酸晶體H2S2O7為無(wú)色晶體，吸水性、腐蝕性比H2SO4更強(qiáng)。焦硫酸鹽可作為溶劑焦硫酸及其鹽過(guò)氧化氫：H-O-O-H過(guò)二硫酸過(guò)一硫酸過(guò)硫酸及其鹽磺酸基過(guò)二硫酸鹽：OS)(NH8224OSK822強(qiáng)氧化劑：穩(wěn)定性差：1.939V)/SOOS(-24-282=連二亞硫酸：(H2S2O4)亞硫酸：二元中強(qiáng)酸：遇水分解：=-110

4.5×-310

3.5×=3.硝酸(HNO3)結(jié)構(gòu)N：sp2雜化后物理性質(zhì)：純硝酸：無(wú)色液體，密度為1.53g·cm-3

濃硝酸：含HNO369%，密度1.4g·cm-3

能以任意比與水混合。一般市售硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為65%％～68%，98%以上的濃硝酸揮發(fā)而產(chǎn)生白煙——發(fā)煙硝酸。HNO3的化學(xué)性質(zhì)①?gòu)?qiáng)氧化性

▲硝酸是強(qiáng)氧化劑。一般地說(shuō)，硝酸不論濃、稀均具有氧化性。它幾乎能和所有的金屬(除金．鉑等少數(shù)金屬外)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

在通常情況下，濃HNO3的主要還原產(chǎn)物是紅棕色的NO2氣體。

稀HNO3的主要還原產(chǎn)物是無(wú)色的NO氣體.O2H2NO)Cu(NO)濃(4HNOCu22233+++O4H2NO)3Cu(NO)稀(8HNO3Cu2233+++活潑金屬O2H2NO)Zn(NO)(4HNOZn22233+++濃O4H2NO)3Zn(NO)2:1(HNO83Zn2233+++稀·+OH5ON)4Zn(NO)L,2mol(0HNO14Zn22231-3++較稀O3HNONH)4Zn(NO10):1,(0HNO14Zn234233+++很稀

HNO3越稀，金屬越活潑，HNO3被還原的氧化值越低。

規(guī)律：濃HNO3和稀HNO3的氧化性孰大？●濃HNO3的反應(yīng)速率快，生成的NO2來(lái)不及與還原劑反應(yīng)即離開(kāi)體系；而稀硝酸反應(yīng)中生成的NO2來(lái)得及與還原劑進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO?！駶釮NO3的氧化性與HNO3中經(jīng)常會(huì)存在由光化分解而來(lái)的NO2催化作用有關(guān)。NO2起到傳遞電子的作用:QuestionSolution●濃HNO3的氧化性強(qiáng)于稀硝酸，其氧化反應(yīng)速率也要快得多。中氧原子的質(zhì)子化有利于N－O鍵斷裂，濃HNO3中質(zhì)子化程度比較大。NO2+e-=NO2

-+H+