考点氧族元素【精品资料】高考化学知识点全程讲解_中学教育-高考.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 2H2O2=2H2O+O2 MnO2 考点 17 氧族元素 1复习重点 1氧族元素的物理性质和化学性质的递变规律;2硫单质、臭氧、过氧化氢、硫化氢的物理性质与化学性质;3重点是硫的化学性质及氧族元素性质递变规律。2难点聚焦(一)、氧族元素的原子结构及性质的递变规律 元素 氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)核电荷数 8 16 34 52 最外层电子数 6 6 6 6 电子层数 2 3 4 5 化合价-2-2,+4,+6-2,+4,+6-2,+4,+6 原子半径 逐渐增大 密度 逐渐增大 与 H2化合难易 点燃剧烈反应 加热时化合 较高温度时化合 不直接化合 氢化物稳定性 逐
2、渐减弱 氧化物化学式 SO2 SO3 SeO2 SeO3 TeO2 TeO3 氧化物对应水化物化学式 H2SO3 H2SO4 H2SeO3 H2SeO4 H2TeO3 H2TeO4 最高价氧化物水化物酸性 逐渐减弱 元素非金属性 逐渐减弱(二)臭氧和过氧化氢 臭氧和氧气是氧的同素异形体,大气中臭氧层是人类的保护伞 过氧化氢不稳定分解,可作氧化剂、漂白剂。归纳知识体系 一、硫及其化合物的性质(一)硫及其重要化合物间的相互转化关系(见上图)注意:1、氧化性酸与酸的氧化性的区别 酸根部分易得电子有氧化性氧化性酸 酸的氧化性应包括 H+的氧化性(酸所共有的)与酸根的氧化性(氧化性酸的特点)两种类型 学
3、习必备 欢迎下载 2、根据氯气、硫等非金属单质性质的学习,掌握非金属单质性质的一般方法应从下列几个方面分析:与氢气的反应;与金属的反应;与氧气的反应;与非金属的反应;与水的反应;与氧化物的反应;与碱的反应;与酸的反应;与盐的反应;(与有机物反应)等。3、掌握化合物性质的一般方法应从下列几个方面分析:稳定性;可燃性;酸碱性;氧化性和还原性;特殊性等。3例题精讲 例 1 哪些实验事实说明氯元素的非金属性比硫元素强,并用原子结构知识加以解释。解析:目前,已学习过多种非金属元素,通过卤族、氧族元素的学习可得出,比较两种非金属元素的非金属性相对强弱一般可根据以下几方面的实验事实:非金属单质与 H2化合的
4、难易以及氢化物的稳定性大小;最高价氧化物对应水化物的酸性强弱;非金属单质间的置换反应。答案:可以说明氯元素非金属性比硫元素强的主要实验事实有:氯气与氢气反应时光照可发生爆炸,反应剧烈,硫单质加热变为蒸气才可与 H2化合,且 H2S 不如 HCl 稳定;H2SO4的酸性不如 HClO4强;H2S 与 Cl2反应可生成硫单质;铁与 Cl2反应生成 FeCl3,而硫与铁反应生成 FeS。S、Cl 两原子电子层数相同,但 Cl 原子最外层电子数较多,且 Cl 原子半径比 S 原子小,最外层电子受原子核的引力较大,故氯元素非金属性应比硫元素强。点评:结构决定性质,本题意在运用以前所学的知识,来指导元素化
5、合物知识的学习,以此来加深对原子结构和元素周期律知识的理解。例 2 含有硒(Se)的保键品已进入市场,已知该元素与氧具有相同的最外层电子数。则下列关于硒的叙述中不正确的是 A.最高价氧化物的化学式为 SeO3 B.单质 Se 是一种半导体材料 C.原子半径比硫大,比溴小 D.单质的氧化性比氯气弱,比溴强,比 O3弱 解析:本题解题的关键在于搞清楚 Se 与 O、S、Cl、Br 等元素在元素周期表中的相对位置关系及 Se 单质和臭氧的特殊性质。如 Se 可作为半导体材料,臭氧是很强的氧化剂等。另外元素周期律的知识是判断选项正误的钥匙。Se 位于元素周期表的第 A 族,最外层为 6 个电子,故最高
6、价为+6 价,最低价为 2价,因此最高价氧化物的形式为 SeO3。再由于 Se 原子半径较 S 原子的大,故体现部分金属性质。硒可作为半导体材料。因此选项 A、B 都正确。根据 O、S、Cl、Br 与 Se 在元素周期表中的相对位置关系,运用元素周期律的知识不难判断出原子半径大小关系为:Se S、Se Br;单质的氧化性的关系为 O3 O2 S Se、Cl2 Br2 Se,因此可判断 C、D 两选项中的部分判断存在错误。答案:CD 点评:在学习元素化合物知识时,应能利用结构 性质 用途之间的相互关系,类比同族中代表性元素,抓住同周期、同主族元素性质的递变性来分析、推理未知的或不太熟悉的元素或化
7、合物的性质,是学习元素化合物知识或解决部分信息迁移题的常见思维方法。例 3 0.1 mol 某单质跟足量的硫充分反应后,质量增加 1.6 g,则组成这种单质的元素是 A.铁 B.铜 C.铝 D.钾 的物理性质与化学性质重点是硫的化学性质及氧族元素性质递变规律难点聚焦一氧族元素的原子结构及性质的递变规律元素氧硫核电荷数最外层电子数电子层数化合价原子半径硒密度逐渐增大碲较高温度时化合不直接化合逐渐增大 水化物酸性元素非金属性二臭氧和过氧化氢臭氧和氧气是氧的同素异形体大气中臭氧层是人类的保护伞逐渐减弱逐渐减弱可作氧化剂漂白剂过氧化氢不稳定分解归纳知识体系一硫及其化合物的性质一硫及其重要化合物间的相互
8、转化 共有的与酸根的氧化性氧化性酸的特点两种类型学习必备欢迎下载根据氯气硫等非金属单质性质的学习掌握非金属单质性质的一般方法应从下列几个方面分析与氢气的反应与金属的反应与氧气的反应与非金属的反应与水的反应与氧学习必备 欢迎下载 解析:充分反应后,质量增加的 1.6 g 必为参加反应的硫的质量,则 n(S)1mol g 32g 1.6 mol 05.0,说明:n(单质):n(S)0.1 mol 0.05 mol=2 1。分析四个选项,符合该反应物质的量之比(2 1)的,只有 Cu 和 K,2Cu+SCu2S,2K SK2S。答案:BD 点评:本题涉及到 S 单质的氧化性,是基础知识,但由于其氧化
9、性相对较弱,遇到一些变价金属时,许多同学往往把握不准。通过此题,可以帮助学生掌握该知识点,同时也可培养学生思维的敏捷性和严密性。有助于同学们分析和定量处理所学化学反应能力的培养。例 4 1995 年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家,大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线,保护地球上的生物,氟利昂(如 CCl2F2)可在光的作用下分解,产生 Cl 原子,Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为 O3),有关反应为:O3 O2 O Cl O3=ClO O2 ClO O=Cl O2 总反应:2O3=3O2(1)在上述臭氧变成氧气的反应过程中,Cl 是 A.反应物 B
10、.生成物 C.中间产物 D.催化剂(2)O2和 O3之间的关系是。解析:回答第 1 题时,要注意观察总反应,此反应的反应物是 O3,生成物是 O2,显然选项 A、B 都可以立即排除,又由于反应物中不含氯元素,氯原子显然也不会是中间产物,因而选项 C 当然也不是本题答案。这样可判断,氯原子只能是催化剂。从给出的反应历程看,第二、三两步反应很明确地显示了氯原子在反应前后组成与质量都不变的这一特征。因此,第 1 题的答案是选项 D。O3和 O2都是单质,而且都是由氧元素构成的单质,只是它们的分子组成不相同,由此可见,O3和 O2属于“由同种元素构成的不同单质”这一基本特征,它们应属于氧的两种同素异形
11、体。答案:(1)D(2)同素异形体 点评:本组试题是信息迁移试题。它引用了 1995 年诺贝尔化学奖授予的研究项目,并介绍了氟利昂破坏大气臭氧层的反应机理。题目的取材较新,而且是当前环境化学中被关注的焦点之一,但是,设问的情境却不难,通过简单的思考,就会正确回答。例 5(1994 年全国)下列反应适用于实验室制备氧气的是 高锰酸钾热分解 2KMnO4K2MnO4 MnO2 O2 硝酸铵热分解 2NH4NO34H2O 2N2 O2 过氧化氢催化分解 2H2O22MnO2H2O O2 的物理性质与化学性质重点是硫的化学性质及氧族元素性质递变规律难点聚焦一氧族元素的原子结构及性质的递变规律元素氧硫核
12、电荷数最外层电子数电子层数化合价原子半径硒密度逐渐增大碲较高温度时化合不直接化合逐渐增大 水化物酸性元素非金属性二臭氧和过氧化氢臭氧和氧气是氧的同素异形体大气中臭氧层是人类的保护伞逐渐减弱逐渐减弱可作氧化剂漂白剂过氧化氢不稳定分解归纳知识体系一硫及其化合物的性质一硫及其重要化合物间的相互转化 共有的与酸根的氧化性氧化性酸的特点两种类型学习必备欢迎下载根据氯气硫等非金属单质性质的学习掌握非金属单质性质的一般方法应从下列几个方面分析与氢气的反应与金属的反应与氧气的反应与非金属的反应与水的反应与氧学习必备 欢迎下载 二氧化氮热分解 2NO22NO O2 A.只有 B.和 C.和 D.解析:在本题所给
13、出的 4 个反应中,除了高锰酸钾热分解反应是众所周知的实验室里氧气的制法之外,过氧化氢催化分解也可以方便地用于实验室制备氧气。为此,可将二氧化锰置于一只烧瓶内,从分液漏斗中滴入过氧化氢立即有氧气产生,并可用控制滴速的方法来调节产生氧气的气流量。硝酸铵的热分解不能用于实验室制氧气。一方面因为温度不同硝酸铵分解的产物不同,即使发生了题目所指出的反应,生成的是氮气和氧气的混合气体,难以分离;同时,硝酸铵受热易发生爆炸,因而缺乏可靠的安全性。NO2的热分解也显然不能用于实验室制备氧气。气体作为反应物不易控制,即使反应实现了,两种气体也不易分离,而且它们在常温下还可能化合起来再生成 NO2。答案:C 点
14、评:一般说来,物质的实验室(尤其是在中学化学实验室里)制法所要求的条件大致为:反应尽可能快一些,反应条件尽可能简单,操作比较易行,尽量使制备的产物单一易于分离;而对反应物的成本、能耗,可以较少考虑,尽可能使用常用的仪器设备,如试管、烧瓶、烧杯等等,反应较为安全。例 6 臭氧(O3)是一种有点腥气味的淡蓝色气体,它具有比氧气更强的氧化性。臭氧能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,反应中有氧气产生,这个反应的化学方程式是:,这个反应的氧化产物是,还原产物是。解析:由题干信息可知这是一个牵涉由臭氧(O3)与 KI 发生的氧化还原反应。淀粉碘化钾试纸变蓝,说明有单质(I2)产生,产物中还同时产生氧气(O2)。
15、由化合价分析,生成氧气的 O 元素价态不变,即实际并没有参加氧化反应,因此可推知起氧化作用的实际上是臭氧中的部分氧原子。被还原的氧原子在有水存在的情况下一般产物为 OH,与 K组成产物中的 KOH,因此反应中还须有 H2O 参加反应,从而解决问题。答案:方程式:O3 2KI H2O=I2 O2 2KOH;氧化产物:碘单质(I2);还原产物:氢氧化钾(KOH)。点评:本题属信息挖掘题,要善于挖掘分析题给信息,抓住“淀粉 KI 试纸变蓝”这一特征(暗示有 I2单质生成),充分利用氧化还原的规律来解决问题。例 7(1999 年广东,25)针对以下 A D 四个涉及 H2O2的反应(未配平),填写空白
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