第十五章氧族元素教案小学教育小学学案_高等教育-大学课件.pdf
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1、学习好资料 欢迎下载 第十五章 氧族元素之教案 15-1 氧族元素的通性 一:氧族元素通性的变化规律(C 级掌握)1.同族的通性 氧族元素的基本性质 性 质 氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)原 子 序 数 8 16 34 52 原 子 量 16.00 32.06 78.96 127.60 价电子构型 2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4 主要氧化态-2,0-2,0,+2,+4,+6-2,0,+2,+4,+6-2,0,+2,+4,+6 共价半径(pm)66 104 117 137 离子半径(M2-,pm)140 184 198 221 第一电离势(kJ/mol)1314 1
2、000 941 869 第一电子亲合势(kJ/mol)-141-200-195-190 第二电子亲合势(kJ/mol)780 590 420 295 单键解离能(kJ/mol)142 226 172 126 电 负 性 3.44 2.58 2.55 2.10 15-1.1:总结氧族元素通性的变化规律.(C 级掌握)15-1.2:为什么氧族元素的氧化态为偶数(-2,+2,+4,+6)?(B 级掌握)2。与同周期的卤素元素比较(C 级掌握)15-1.3:为什么氧族元素的非金属活泼性和电负性均小于同周期的卤素元素?(C 级掌握)3。氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加。二:氧的特殊性(C级重点掌
3、握)(1)电子亲合势:OS(原因同卤素的 FCl)(2)解离能:O-0 S-S(原因同卤素的 F2Cl2)(3)氧在 正常化合物中的氧化数均为-,OF2、H2O2等例外。氧可形成强的双键,而 S,Se,Te 形成双键的倾向越来越小.15-1.4:硫与氧相比,为什么氧易形成 p-p 的 键,而硫却难以形成?(B 级掌握)三:氧族元素的存在(了解)15-2 氧及其化合物 15-2-1 氧气单质(了解)一:氧气的结构 二:氧气的性质 氧的化学性质很活泼,除稀有气体、卤素、氮气和一些贵金属外,其余元素都能和氧直接化合.三:氧气的制备 15-2.1:指出工业上和实验室制备氧气的方法(C 级了解)四:氧气
4、的用途 15-2-2 氧化物 一:氧化物的分类 15-2.2:总结氧化物按三种不同标准进行的分类情况,并各举一例说明(C 级了解)学习好资料 欢迎下载 二:氧化物的酸碱性(C级掌握)15-2.3:总结氧化物在周期表中的酸碱性变化规律(C 级掌握)15-2-3 臭氧 一:臭氧的存在和保护作用(P490-491)二:臭氧的产生(了解)三:臭氧的性质(C级掌握)臭氧是淡蓝色,俱鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定,在常温下分解较慢,但在 437K时,将迅速分解,并放出大量热。无论在酸性或碱性条件下,臭氧都比氧气具有更强的氧化性。它能与除金和铂族金属外的所有金属和非金属反应。臭氧浓度可由碘量法来测定 2KI+H
5、2SO4+O3=I2+O2+H2O+K2SO4 所产生的 I2用 Na2S2O3来滴定。四:臭氧的结构(C级掌握)臭氧分子呈三角形,偶极距为 0.54D,是反磁性的。在这个分子中,中心氧原子以 sp2杂化态与其它两个配位氧原子相结合,分子中存在一个 34的离域大 键。键角为 116.80,键长为 127.8pm。15-2.4:试从 O2和 O3的结构差异说明它们性质上(如氧化性,极性,磁性等)的不同(B 级掌握)15-2.5:为什么 O3的分子偶极距不为 0?(A 级掌握)五:臭氧的用途 15-2-4 过氧化氢 一:制备和用途(P493)(了解)二:结构和性质 1 结构(C级掌握)在过氧化氢分
6、子中有一个过氧链-O O-存在,结构如右图所示。O-O键和 O-H键的长度分别为 147.5pm 和 95pm,键角HOO 为94.80,两个氢原子所在平面间的夹角为 111.50。2。性质(1)物理性质 纯的过氧化氢是无色粘稠液体,沸点为 423K,凝固点为 272K。过氧化氢分子间存在较强的氢键,故在液态和固态中存在缔合分子,使其具有较高的熔沸点.在实验室和工业上常用它做氧化剂或还原剂.实验室中常用的过氧化氢为 30%的水溶液。(2)化学性质 1)稳定性:极纯的过氧化氢相当稳定。其水溶液在室温下会分解:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)rH=-195.9kJmol-1 15-2.
7、6:为什么要在冰盐水条件下制备 H2O2?(C 级掌握)15-2.7:指出 H2O2分解反应的条件影响因素以及防范分解的措施.(C 级了解)2)酸性 过氧化氢水溶液是二元弱酸,在 298K时,它的第一级电离常数 K1=1.5510-12,K210-25.3)氧化还原性(C级重点掌握)在H2O2分子中,氧的氧化数为-I,处于中间状态,所以它即可做氧化剂又可做还原剂.其标准电极电势见下表.介 质 作 氧 化 剂 作 还 原 剂 半 反 应 半 反 应 酸 性+1.77 H2O2+2H+2e=2H2O+0.69 O2+2H+2e=H2O2 原子序数原子量价电子构型主要氧化态共价半径离子半径第一电离势
8、第一电子亲合势第二电子亲合势单键解离能电负性氧族元素的基本性质氧硫硒碲等例外氧可形成强的双键而形成总结氧族元素通性的变化规律级掌握为什么氧族元的卤素元素级掌握氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加二氧的特殊性级重点掌握电子亲合势原因同卤素的解离能原因同卤素的氧在正常化合物中的氧化数均为双键的倾向越来越小硫与氧相比为什么氧易形成的键而硫却难以有气体卤素氮气和一些贵金属外其余元素都能和氧直接化合三氧气的制备指出工业上和实验室制备氧气的方法级解四氧气的用途氧化物一氧化物的分类总结氧化物按三种不同标准进行的分类情况并各举一例说明级解学习好资料欢迎学习好资料 欢迎下载 碱 性+0.87 HO2-+H2
9、O+2e=3OH-0.08 O2+H2O+2e=HO2-+OH-15-2.8:总结 H2O2的氧化和还原性规律(C 级重点掌握)4)特殊显色反应(C级掌握)在酸性溶液中过氧化氢能使重铬酸盐生成二过氧合铬的氧化物(化学式为CrO(O2)2或 CrO5),又称为过氧化铬,其分子结构见右图.CrO5显蓝色,在水中立即分解,而在乙醚中稳定存在.这个反应可用来检出H2O2,也可以检验CrO42-或Cr2O72-的存在.4H2O2+H2Cr2O7=2CrO(O2)2+5H2O 2CrO5+7H2O2+6H+=2Cr3+7O2+10H2O 15-2.9:试比较 H2O 和 H2O2的结构,熔点,沸点,热稳定
10、性及氧化还原性(B 级掌握)15-3 硫及其化合物 15-3-1 硫的同素异形体(了解)单质硫的同素异形体很多,最常见的是斜方晶硫(也称菱形硫、a-硫,相对密度为 2.06,熔点为 385.8K)和单斜晶硫(也称-硫,相对密度为 1.99,熔点 392K),这两种晶态硫在 369K时发生转变。S8环状结构(左为侧视图,右为俯视图)斜方晶硫和单斜晶硫都易溶于 CS2中,分子都是由 8 个硫原子组成的环状结构,每个硫原子采取不等性 sp3杂化并形成两个共价单键。15-3.1:常温下硫最稳定的同素异形体是哪种?其分子组成和结构如何?性质如何?(C 级掌握)15-3.2:为什么硫的同素异形体比氧的多得
11、多?(A 级了解)15-3.3:为什么氧一般只表现氧化性,而硫却有氧化性和还原性?硫为何比氧更易形成链状结合?(A 级掌握)15-3-2 硫化物和多硫化物 一:硫化氢 1。结构 硫化氢气体分子的结构如下图所示 2。性质(C级重点掌握)氢硫酸是二元弱酸,在水溶液中有如下电离:H2SH+HS-K19.l10-8 HS-H+S2-K2=1.110-12 H2S 是强还原剂,其水溶液在空气中放置时会逐渐变浑(有单质硫析出)。在酸性溶液中,它能使Fe3+、Br2、I2、MnO4-、CrO72-、HNO3等还原,本身一般被氧化成单质硫。但当氧化剂很强、用量又多时,也能被氧化到 SO42-:H2S+I2=2
12、HI+S H2S+4Br2+4H2O=H2SO4+8HBr 15-3.4:为什么 H2S 的水溶液在空气中放置后会变混?(C 级掌握)原子序数原子量价电子构型主要氧化态共价半径离子半径第一电离势第一电子亲合势第二电子亲合势单键解离能电负性氧族元素的基本性质氧硫硒碲等例外氧可形成强的双键而形成总结氧族元素通性的变化规律级掌握为什么氧族元的卤素元素级掌握氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加二氧的特殊性级重点掌握电子亲合势原因同卤素的解离能原因同卤素的氧在正常化合物中的氧化数均为双键的倾向越来越小硫与氧相比为什么氧易形成的键而硫却难以有气体卤素氮气和一些贵金属外其余元素都能和氧直接化合三氧气的制
13、备指出工业上和实验室制备氧气的方法级解四氧气的用途氧化物一氧化物的分类总结氧化物按三种不同标准进行的分类情况并各举一例说明级解学习好资料欢迎学习好资料 欢迎下载 15-3.5:总结 H2S 的还原性规律及氧化产物特点(C 级掌握)二:硫化物 硫与电负性比它小的元素所形成的化合物称为硫化物。金属硫化物大多数是有颜色的、难溶于水的固体,只有碱金属的硫化物易溶,碱土金属硫化物,如 CaS、SrS、BaS 等微溶。15-3.6:总结硫化物的通性,并说明为何大多数硫化物难溶于水且有颜色?(B 级掌握)15-3.7:为什么 Na2S 为白色而 Ag2S 为黑色?(B 级掌握)常见硫化物的颜色和溶解性(C
14、级重点掌握)化学式 颜色 在水中 在酸中 溶度积 Na2S 白色 易溶 易溶于稀酸中-ZnS 白色 不溶 易溶于稀酸中 1.210-23 MnS 肉红 不溶 易溶于稀酸中 1.410-15 FeS 黑色 不溶 易溶于稀酸中 3.710-19 SnS 褐色 不溶 稀酸中不溶,溶于浓盐酸 1.210-25 PbS 黑色 不溶 稀酸中不溶,溶于浓盐酸 3.410-28 CdS 黄色 不溶 稀酸中不溶,溶于浓盐酸 3.610-29 Sb2S3 桔红 不溶 稀酸中不溶,溶于浓盐酸 2.910-59 Ag2S 黑色 不溶 只溶于氧化性酸 1.610-49 CuS 黑色 不溶 只溶于氧化性酸 8.510-4
15、5 HgS 黑色 不溶 只溶于王水或浓 Na2S 液 4.010-53 15-3.8:如何区分 FeS,CuS,HgS 三种黑色沉淀,写出现象及反应方程式(C级掌握)Na2S 水解较强烈,其水溶液可作为强碱使用。Cr2S3、Al2S3在水中完全水解,因此,不能用湿法从溶液中制备。Na2S+H2O=NaHS+NaOH Cr2S3+6H2O=2Cr(OH)3+3H2S Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S 15-3.9:写出 Na2S,Cr2S3,Al2S3的水解反应方程式,并说明为什么 Al2S3不能在水溶液中制得?(C 级掌握)如何制备 Al2S3?(A 级了解)三:多硫化物 1。
16、制备(C级掌握)Na2S+(x-l)S=Na2Sx (NH4)2S+(x-1)S=(NH4)2Sx 多硫化物的颜色随着 x(一般为 26)的增加由浅黄直到红棕.实验室中长时间放置的硫化钠溶液成为黄色就是由于这一缘故.2。结构(A级了解)原子序数原子量价电子构型主要氧化态共价半径离子半径第一电离势第一电子亲合势第二电子亲合势单键解离能电负性氧族元素的基本性质氧硫硒碲等例外氧可形成强的双键而形成总结氧族元素通性的变化规律级掌握为什么氧族元的卤素元素级掌握氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加二氧的特殊性级重点掌握电子亲合势原因同卤素的解离能原因同卤素的氧在正常化合物中的氧化数均为双键的倾向越来越
17、小硫与氧相比为什么氧易形成的键而硫却难以有气体卤素氮气和一些贵金属外其余元素都能和氧直接化合三氧气的制备指出工业上和实验室制备氧气的方法级解四氧气的用途氧化物一氧化物的分类总结氧化物按三种不同标准进行的分类情况并各举一例说明级解学习好资料欢迎学习好资料 欢迎下载 3。性质(C级重点掌握)多硫化物在酸性溶液中很不稳定,容易生成 H2S 和 S:Sx2-+2H+=H2S+(x-1)S 多硫化物是氧化剂。如(NH4)2S2能把 SnS 氧化:SnS+(NH4)2S2=(NH4)2SnS3 15-3.10:为什么 Na2S 水溶液在空气中久置会变为黄色?如何判断硫化物中是否含多硫化物?(C 级重点掌握
18、)15-3-3 硫的含氧化合物 一:二氧化硫,亚硫酸及其盐 1。二氧化硫(1)SO2的结构(C级掌握)(见下图)一个 34(2)SO2的性质(C级掌握)在 SO2中,S 的氧化数为+,所以SO2既可表现还原性,又具氧化性。但还原性是主要的。只有遇到强还原剂时,它才表现氧化性。15-3.11:试述几种鉴别 SO2气体的常用方法。(B级掌握)15-3.12:浓硫酸具有氧化性,SO2具有还原性,为何浓 H2SO4可作 SO2气体的干燥剂?(B级掌握)2。亚硫酸(C级掌握)它是二元中强酸,至今未制得游离的亚硫酸,它仅存于水溶液中(K1=1.5410-2,K2=1.0210-7)同样,亚硫酸既具有还原性
19、,又具有氧化性,但还原性是主要的.3。亚硫酸盐(1)结构(C级掌握)亚硫酸根的结构是三角锥形,硫原子取不等性 sp3杂化,如下图所示。15-3.13:请指出 H2SO3中 S 的杂化类型以及成键情况和分子空间构型(B 级掌握)(2)性质(C级重点掌握)还原性:SO32-H2SO3SO2 氧化性:SO2H2SO3SO32-稳定性:SO32-HSO3-H2SO3 溶解性:H SO3-SO32-15-3.14:请从理论上解释亚硫酸及其盐的上述性质变化规律(B 级重点掌握)亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐遇强酸即分解,放出 SO2。SO32-+2H+=H2O+SO2 HSO3-+H+=H2O+SO2 15-3.
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