非金属元素及其化合物.ppt
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1、非金属元素及其化合物现在学习的是第1页,共97页第第2 2章章 非金属元素及其化合物非金属元素及其化合物2.12.1卤素及其化合物卤素及其化合物2.22.2氧族元素及其化合物氧族元素及其化合物2.32.3氮族非金属元素及其化合物氮族非金属元素及其化合物2.42.4碳族非金属元素及其化合物碳族非金属元素及其化合物2.52.5硼族非金属元素及其化合物硼族非金属元素及其化合物现在学习的是第2页,共97页2.12.1卤素及其化合物卤素及其化合物 【能力目标能力目标】能判断卤素及其化合物性质的递能判断卤素及其化合物性质的递变规律;会应用所学知识对卤素性质做出初步变规律;会应用所学知识对卤素性质做出初步判
2、断。判断。【知识目标知识目标】了解卤素元素的通性;熟悉氯的性了解卤素元素的通性;熟悉氯的性质;掌握氯及其化合物的用途。质;掌握氯及其化合物的用途。现在学习的是第3页,共97页2.12.1卤素及其化合物卤素及其化合物 2.1.12.1.1卤素的通性卤素的通性2.1.22.1.2卤素单质卤素单质2.1.32.1.3卤素化合物卤素化合物 现在学习的是第4页,共97页2.1.1卤素的通性卤素的通性 卤原子氧化数为卤原子氧化数为-1,形成双原子分子单质。,形成双原子分子单质。在卤素(氟除外)显正氧化态(在卤素(氟除外)显正氧化态(+1,+3,+5,+7)的化合物中,键是极性共价键。)的化合物中,键是极性
3、共价键。卤素单质氧化能力卤素单质氧化能力F2C12Br2I2 卤离子还原能力卤离子还原能力F-C1-Br-I-现在学习的是第5页,共97页2.1.2卤素单质卤素单质 2.1.2.1卤素的存在卤素的存在 2.1.2.2卤素的物理性质卤素的物理性质 2.1.2.3卤素的化学性质卤素的化学性质现在学习的是第6页,共97页2.1.2.1卤素的存在卤素的存在 卤素单质在自然界中以化合态形式存在,卤素单质在自然界中以化合态形式存在,主要是卤化物形式(碘以碘酸盐形式)。主要是卤化物形式(碘以碘酸盐形式)。地壳中氟地壳中氟0.066%,氯,氯0.017%,溴,溴2.110-4%,碘碘4.010-5%主要存在形
4、式有萤石主要存在形式有萤石CaF2、冰晶石、冰晶石Na3AlF6、NaCl、MgCl2、KBr、MgBr2、智利硝石、智利硝石(NaIO3)、人体的甲状腺等。)、人体的甲状腺等。现在学习的是第7页,共97页2.1.2.2卤素的物理性质卤素的物理性质 卤素单质的熔沸点低,固体的密度、熔点、沸点都是从卤素单质的熔沸点低,固体的密度、熔点、沸点都是从氟到碘顺序增大。氟到碘顺序增大。常温下,氟是淡黄色气体,氯是黄绿色气体,溴是暗褐常温下,氟是淡黄色气体,氯是黄绿色气体,溴是暗褐色液体,碘是紫褐色晶体,略带金属光泽。固态碘受热可色液体,碘是紫褐色晶体,略带金属光泽。固态碘受热可以升华而表现为紫色蒸汽。以
5、升华而表现为紫色蒸汽。卤素均具有刺激气味,强烈刺激眼、鼻、气管等粘膜,卤素均具有刺激气味,强烈刺激眼、鼻、气管等粘膜,吸入多的蒸汽会发生严重中毒,甚至造成死亡。吸入多的蒸汽会发生严重中毒,甚至造成死亡。氟遇水能取代其中的氧,溴和氯的溶解度都不大,氟遇水能取代其中的氧,溴和氯的溶解度都不大,碘则更难溶解,卤素易溶于非极性溶剂。碘则更难溶解,卤素易溶于非极性溶剂。现在学习的是第8页,共97页2.1.2.3卤素的化学性质卤素的化学性质(1)与金属作用)与金属作用(2)与非金属作用)与非金属作用(3)与氢作用)与氢作用(4)卤素间质换反应)卤素间质换反应(5)与水反应)与水反应(6)与碱反应)与碱反应
6、现在学习的是第9页,共97页2.1.3卤素化合物卤素化合物 2.1.3.1卤化氢卤化氢 2.1.3.2卤素含氧酸及其盐卤素含氧酸及其盐现在学习的是第10页,共97页 (1)卤化氢的物理性质)卤化氢的物理性质 卤化氢是无色有刺鼻臭味的气体,在空气卤化氢是无色有刺鼻臭味的气体,在空气中与水蒸汽结合形成酸雾会中与水蒸汽结合形成酸雾会“冒烟冒烟”。卤化氢的性质依卤化氢的性质依HCl、HBr、HI的次序有规律的次序有规律地变化,其沸点随着分子量的增大而升高,氟地变化,其沸点随着分子量的增大而升高,氟化氢分子间存在氢键,使它的熔点、沸点、气化氢分子间存在氢键,使它的熔点、沸点、气化热特别高,电离度特别低。
7、化热特别高,电离度特别低。2.1.3.1卤化氢卤化氢现在学习的是第11页,共97页(2)卤化氢的化学性质)卤化氢的化学性质 热稳定性热稳定性 热稳定性随卤素原子序数的增大而降低。热稳定性随卤素原子序数的增大而降低。将卤化氢加热到足够高的温度,它们都会分解成将卤化氢加热到足够高的温度,它们都会分解成卤素单质和氢气。碘化氢在卤素单质和氢气。碘化氢在300即明显分解,氯化氢即明显分解,氯化氢和氟化氢加热到和氟化氢加热到1000才稍有分解。才稍有分解。酸性酸性 氢卤酸的酸性从氢卤酸的酸性从HF、HCl、HBr、HI依次增依次增强。除氢氟酸外,其余都是强酸。强。除氢氟酸外,其余都是强酸。氢氟酸与玻璃的作
8、用氢氟酸与玻璃的作用 SiO2(固固)+4HF=SiF4+2H2O CaSiO3+6HF=CaF2+SiF4+3H2O现在学习的是第12页,共97页2.1.3.2卤素含氧酸及其盐卤素含氧酸及其盐 (1)次卤酸及其盐)次卤酸及其盐 次卤酸不稳定,不能制得纯酸,次卤酸不稳定,不能制得纯酸,只得到水溶液。只得到水溶液。次卤酸是极弱酸,酸的强度随卤素原子序数的增大而次卤酸是极弱酸,酸的强度随卤素原子序数的增大而减小。减小。次卤酸根很容易水解次卤酸根很容易水解 XO-+H2O HXO+OH-卤素与水作用生成次卤酸卤素与水作用生成次卤酸X2+H2O H+X-+HXO反应反应程度按氯、溴、碘的顺序递减。程度
9、按氯、溴、碘的顺序递减。氯气与碱溶液作用在室温和低于室温时得到次氯酸氯气与碱溶液作用在室温和低于室温时得到次氯酸盐,在盐,在75左右或高于左右或高于75时得到的是氯酸盐。时得到的是氯酸盐。Br2+6OH-=5Br-+3H2O现在学习的是第13页,共97页(2)亚卤酸及其盐)亚卤酸及其盐 亚氯酸亚氯酸HClO2,无真正的酸酐。无真正的酸酐。ClO2与碱作用发生歧化反应与碱作用发生歧化反应 2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O故故ClO2是亚氯酸和是亚氯酸和氯酸的混合酸酐。氯酸的混合酸酐。用硫酸与亚氯酸钡作用可得到亚氯酸的水溶液用硫酸与亚氯酸钡作用可得到亚氯酸的水溶液 Ba(ClO
10、2)2+2H+SO42-=BaSO4+2HClO2 亚氯酸的热稳定性差,易分解成亚氯酸的热稳定性差,易分解成ClO2、HClO3和和HCl。现在学习的是第14页,共97页(3)卤酸及其盐)卤酸及其盐 卤酸是强酸和强氧化剂。卤酸是强酸和强氧化剂。氯酸氯酸HClO3和溴酸和溴酸HBrO3在分离时会发生分解,可在分离时会发生分解,可以制得纯的碘酸以制得纯的碘酸HIO3。碘酸碘酸HIO3是无色晶体,在是无色晶体,在110融化时分解。融化时分解。用硫酸与钡盐作用可制得氯酸和溴酸的水溶液。用硫酸与钡盐作用可制得氯酸和溴酸的水溶液。Ba2+2XO3-+2H+SO42-=BaSO4+2H+2XO3-用浓硝酸氧
11、化单质碘可以制得碘酸用浓硝酸氧化单质碘可以制得碘酸 I2+10HNO3(浓)(浓)=2H+2IO3-+10NO2+4H2O现在学习的是第15页,共97页 绝大多数卤酸盐易溶于水,而碘酸盐有许多绝大多数卤酸盐易溶于水,而碘酸盐有许多是不溶于水的。是不溶于水的。所有卤酸盐加热时都分解。氯酸钾在所有卤酸盐加热时都分解。氯酸钾在668K温度温度时分解成氯化钾和高氯酸钾,用时分解成氯化钾和高氯酸钾,用MnO2作催化剂在作催化剂在200左右分解。左右分解。4KClO3 KCl+3KClO4 2KClO3 2KCl+3O2 卤酸盐在溶液中不显示明显的氧化性。卤酸盐在溶液中不显示明显的氧化性。固体卤酸盐,是一
12、种强氧化剂,如氯酸钾与碳、磷、固体卤酸盐,是一种强氧化剂,如氯酸钾与碳、磷、硫等混合撞击猛烈爆炸。制造火柴、炸药、信号弹等。硫等混合撞击猛烈爆炸。制造火柴、炸药、信号弹等。(3)卤酸及其盐)卤酸及其盐现在学习的是第16页,共97页(4)高卤酸及其盐)高卤酸及其盐 高氯酸的热浓溶液是强氧化剂,与易燃物相遇易发生高氯酸的热浓溶液是强氧化剂,与易燃物相遇易发生猛烈爆炸,冷稀酸无明显氧化性。猛烈爆炸,冷稀酸无明显氧化性。KClOKClO4 4+H+H2 2SOSO4 4(浓浓)=KHSO)=KHSO4 4+HClO+HClO4 4 减压蒸馏分离出高氯酸,温度超过减压蒸馏分离出高氯酸,温度超过9292就
13、会爆炸。就会爆炸。高氯酸盐多易溶溶于水(铯、铷、钾盐和铵盐溶解度很高氯酸盐多易溶溶于水(铯、铷、钾盐和铵盐溶解度很小)。小)。单质氟在碱性溶液中氧化溴酸盐可制得高溴酸和高溴酸盐。单质氟在碱性溶液中氧化溴酸盐可制得高溴酸和高溴酸盐。BrO3-+F2+2OH-=BrO4-+2F-+H2O现在学习的是第17页,共97页2.2氧族元素及其化合物氧族元素及其化合物【能力目标能力目标】能判断氧族元素及其化合物性质的递变规律;能判断氧族元素及其化合物性质的递变规律;会应用所学知识对氧族元素性质做出初步判断。会应用所学知识对氧族元素性质做出初步判断。【知识目标知识目标】了解氧族元素的通性;熟悉氧、硫的性质;掌
14、了解氧族元素的通性;熟悉氧、硫的性质;掌握氧、硫及其化合物的用途。握氧、硫及其化合物的用途。现在学习的是第18页,共97页2.2.1氧族元素的通性氧族元素的通性 氧族元素的活泼性比卤素差。氧族元素的活泼性比卤素差。氧和硫是典型的非金属,硒和碲是准金属,钋是典型的金属。氧和硫是典型的非金属,硒和碲是准金属,钋是典型的金属。氧的电负性仅次于氟,可以和大多数金属元素形成二元的离子型化氧的电负性仅次于氟,可以和大多数金属元素形成二元的离子型化合物。合物。硫、硒、碲只能与电负性较小的金属元素形成离子型化合物,如硫、硒、碲只能与电负性较小的金属元素形成离子型化合物,如Na2S、BaS、K2Se等。等。与大
15、多数金属化合时,主要形成共价化合物,如与大多数金属化合时,主要形成共价化合物,如CuS、HgS等。等。氧族元素与非金属元素化合时形成的均是共价化合物,如氧族元素与非金属元素化合时形成的均是共价化合物,如H2O、H2S等。等。氧的氧化数皆为氧的氧化数皆为-2(H2O2中为中为-1、OF2中为中为+2),其它元素以正氧化),其它元素以正氧化态出现,从硫到碲,正氧化态的化合物稳定性逐渐增强。态出现,从硫到碲,正氧化态的化合物稳定性逐渐增强。现在学习的是第19页,共97页2.2.2卤素化合物卤素化合物 2.2.2.1 氧氧 2.2.2.2 硫硫现在学习的是第20页,共97页 游离态的氧,占大气的游离态
16、的氧,占大气的21%(体积分数,重量分数为(体积分数,重量分数为23%),),它对动物呼吸,生物腐烂、燃烧和钢铁氧化等现象都有密切关系。它对动物呼吸,生物腐烂、燃烧和钢铁氧化等现象都有密切关系。工业上氧气从液态空气分馏而得,装在蓝色钢瓶中。工业上氧气从液态空气分馏而得,装在蓝色钢瓶中。实验室中用含氧酸盐的热分解来制备。实验室中用含氧酸盐的热分解来制备。氧是化学性质活泼的元素,除稀有气体、卤素及一些贵金属氧是化学性质活泼的元素,除稀有气体、卤素及一些贵金属外,氧能同许多金属和非金属直接作用生成氧化物外,氧能同许多金属和非金属直接作用生成氧化物 富氧空气或纯氧常用于医疗和高空飞行,钢铁生产中除碳,
17、富氧空气或纯氧常用于医疗和高空飞行,钢铁生产中除碳,用氢氧焰和氧炔焰来切割和焊接金属。用氢氧焰和氧炔焰来切割和焊接金属。液氧常用作空间技术的火箭发动机的氧化剂。液氧常用作空间技术的火箭发动机的氧化剂。2.2.2.1氧氧现在学习的是第21页,共97页2.2.2.22.2.2.2硫硫 硫在地壳中以游离态和化合态存在于自然界中,化合态主要有硫化硫在地壳中以游离态和化合态存在于自然界中,化合态主要有硫化物和硫酸盐,单质硫是从它的天然矿床或硫化物中制得,把含有天然物和硫酸盐,单质硫是从它的天然矿床或硫化物中制得,把含有天然硫的矿石隔绝空气加热,使硫熔化而和砂石等杂质分开。硫的矿石隔绝空气加热,使硫熔化而
18、和砂石等杂质分开。硫蒸气冷却后形成细微结晶的粉状硫,叫硫华。硫蒸气冷却后形成细微结晶的粉状硫,叫硫华。从黄铁矿提取硫从黄铁矿提取硫FeS2+12C+8O2=Fe3O4+12CO+6S 单质硫同素异形体是菱形硫单斜硫。单质硫同素异形体是菱形硫单斜硫。将单质硫加热到将单质硫加热到96.5,菱形硫不经熔化就转变成单斜硫,它冷却,菱形硫不经熔化就转变成单斜硫,它冷却后即从单斜硫直接转变成菱形硫。后即从单斜硫直接转变成菱形硫。单质硫的分子式为单质硫的分子式为S8,加热长硫链断裂成,加热长硫链断裂成S6、S4、S2。把加热到把加热到230的熔态硫迅速地倾入冷水中,纠缠在一起的长链硫被固的熔态硫迅速地倾入冷
19、水中,纠缠在一起的长链硫被固定下来,成为可以拉伸的弹性硫。经放置后,弹性硫会逐渐转变成晶状硫。定下来,成为可以拉伸的弹性硫。经放置后,弹性硫会逐渐转变成晶状硫。现在学习的是第22页,共97页2.2.3卤素化合物卤素化合物 2.2.3.1 氧的化合物氧的化合物 2.2.3.2 硫的化合物硫的化合物现在学习的是第23页,共97页 (1)过氧化氢)过氧化氢 俗称双氧水,在自然界中仅以微量存在于雨俗称双氧水,在自然界中仅以微量存在于雨雪中和某些植物的汁液中,是自然界中还原性物质和大气氧化雪中和某些植物的汁液中,是自然界中还原性物质和大气氧化合的产物。合的产物。纯纯H2O2是一种无色液体,纯是一种无色液
20、体,纯H2O2若受热到若受热到153或更高些的或更高些的温度时,便会发生猛烈地爆炸性分解。温度时,便会发生猛烈地爆炸性分解。在较低温度下分解作用平稳进行。在较低温度下分解作用平稳进行。H2O2=2H2O+O2 重金属离子如重金属离子如Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+等都能加速过氧化氢等都能加速过氧化氢的分解。的分解。过氧化氢装棕色瓶放置阴凉处。过氧化氢的许多性质和水过氧化氢装棕色瓶放置阴凉处。过氧化氢的许多性质和水类似,类似,H2O2也是一些盐类的电离溶剂。也是一些盐类的电离溶剂。2.2.3.1氧的化合物氧的化合物现在学习的是第24页,共97页 过氧化氢是二元弱酸过氧化氢是二元弱酸 H2
21、O2+H+HO2-同氨或胺生成加合物,如同氨或胺生成加合物,如NH3H2O2或或RNH22H2O2。过氧化氢具有氧化性和还原性。过氧化氢具有氧化性和还原性。H2O2在酸性溶液中是强氧化剂,在碱性溶液中是适在酸性溶液中是强氧化剂,在碱性溶液中是适中的还原剂。中的还原剂。H2O2最常用作氧化剂。最常用作氧化剂。H2O2能从碘化物溶液中将单质碘氧化出来(溶能从碘化物溶液中将单质碘氧化出来(溶于过量碘化物溶液中生成多碘化合物于过量碘化物溶液中生成多碘化合物KI3)。)。H2O2+3I-+2H+=I3-+2H2O 定性检出和定量测定过氧化氢和过氧化物。定性检出和定量测定过氧化氢和过氧化物。在酸性介质中在
22、酸性介质中KMnO4被被H2O2还原成还原成Mn2+盐,而盐,而在中性或微碱性介质中在中性或微碱性介质中KMnO4被被H2O2还原成还原成MnO2。现在学习的是第25页,共97页(2)过氧化物)过氧化物 过氧化钡过氧化钡BaO2(氧化钡(氧化钡BaO在氧气中加热到在氧气中加热到500600的产物)和稀硫酸或碳酸的反应制备的产物)和稀硫酸或碳酸的反应制备H2O2。BaO2+H2SO4=BaSO4+H2O2 BaO2+CO2+H2O=BaCO3+H2O2 过氧化钠过氧化钠Na2O2(在氧气中燃烧金属钠的产物)(在氧气中燃烧金属钠的产物)和和20%冷的冷的(0)硫酸反应制备硫酸反应制备H2O2。Na
23、2O2+H2SO4+10H2O Na2SO4 10H2O+H2O2现在学习的是第26页,共97页2.2.3.2硫的化合物硫的化合物 (1)硫化氢)硫化氢 含于火山喷射气及矿泉水中,动植物腐烂产生硫化氢,在井含于火山喷射气及矿泉水中,动植物腐烂产生硫化氢,在井喷和精炼石油时,也有大量的硫化氢溢出,造成大气污染。喷和精炼石油时,也有大量的硫化氢溢出,造成大气污染。H2S是无色有毒气体、恶臭。硫化氢的水溶液叫氢硫酸。是无色有毒气体、恶臭。硫化氢的水溶液叫氢硫酸。硫化氢具有还原性硫化氢具有还原性H2S+I2=2HI+S 2H2S+O2=2H2O+SH2S+4Br2+4H2O=H2SO4+8HBr 金属
24、离子在溶液中和硫化氢或硫离子作用,生成溶解度很小的硫化金属离子在溶液中和硫化氢或硫离子作用,生成溶解度很小的硫化物。物。FeS(s)+H2SO4(aq)=H2S(g)+FeSO4(aq)Na2S(aq)+H2SO4(aq)=H2S(g)+Na2SO4(aq)分析化学中也用硫代乙酰胺的水解来制备分析化学中也用硫代乙酰胺的水解来制备H2S气体。气体。CH3CSNH2+2H2O=CH3COO-+NH4+H2S现在学习的是第27页,共97页(2)硫化物)硫化物 酸式金属硫化物皆溶于水。金属硫化物除碱金属硫化物和酸式金属硫化物皆溶于水。金属硫化物除碱金属硫化物和(NH4)2S易易溶于水外,其余多难溶于水
25、,且有特征颜色,如溶于水外,其余多难溶于水,且有特征颜色,如ZnS为白色,为白色,CdS为黄为黄色。色。溶于稀盐酸溶于稀盐酸 如如FeS,MnS,ZnS等。等。难溶于稀盐酸,易溶于浓盐酸难溶于稀盐酸,易溶于浓盐酸 如如CdS,PbS,SnS2等。等。不溶于盐酸,溶于硝酸如不溶于盐酸,溶于硝酸如CuS,Ag2S等。等。只溶于只溶于“王水王水”,如,如HgS。现在学习的是第28页,共97页 可溶性金属硫化物如可溶性金属硫化物如Na2S,(NH4)2S的水溶液在空气的水溶液在空气中会被氧化而析出硫,中会被氧化而析出硫,S与与S2-结合成多硫离子结合成多硫离子S2-x,溶,溶液颜色变深。液颜色变深。所
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- 非金属元素 及其 化合物
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