高级中学化学必修一-非金属及其化合物学习知识资料点归纳(精华版).doc

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）、Cu 2(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：Fe FeO Fe3O4 FeS CuS Ag2S MnO2 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：HX Cl2 NH3 NO2 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：F2 Cl2 HF 　　第ⅥA族：H2S SO2 　　第ⅤA族：NO NO2 NaNO2 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，Na2SiO3Na2OSiO2 Al2Si2O5(OH)4Al2O32SiO22H2O KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2 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 3CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3 Na2OCaO6SiO2 组成表示法 金属氧化物SiO2H2O 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+H2OHClO+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＋HClO 2HClO ===(光照) 2HCl＋O2 ↑ 其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性，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-+H2OHClO+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：2HClO2HCl+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+Cl22HCl，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 NH3H2O NH4＋+OH― 与盐酸反应方程式 NH3 + HCl == NH4Cl 实验室制法 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 +2NH3 ↑+2H2O 氨水成分 NH3 、NH3H2O 、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 NH4ClNH3 + 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：2HClO2HCl+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+O2Na2O2 （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＋O2SO2 ②．氮气与氧气在放电下反应： N2+O22NO 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＋O22SO3 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＋5O24NO＋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+3Cl22FeCl3 铜与氯气反应产生棕黄色烟 Cu+Cl2CuCl2 钠在氯气中燃烧有白烟 2Na+Cl22NaCl 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＋Cl22HCl 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＋3H22NH3