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1．位置：在已知的元素中，非金屬共22種（包括6種稀有氣體元素），除氫元素位于周期表的ⅠA族外，其余都集中在元素周期表階梯線（硼、硅、砷、碲、砹斜線）的右上方。

2。原子結構特點及化合價：

Ⅰ.最外層電子均大于、等于3（除H以外），與其主族序數相同。

Ⅱ.最高正價分別為：+4  +5  +6  +7（與族序數相等）

對應最低負價：-4  -3  -2  -1（等于族序數減8）

Ⅲ.非金屬元素一般都有變價：除呈現上述最高價及最低價以外，有的非金屬還呈現其它價態。如：

S：+4價；N：+1  +2  +3  +4價； Cl：+1  +3  +5價。

3.非金屬單質的聚集狀態和同素異形體：

①典型的非金屬單質在固態時為分子晶體，如：F₂、Cl₂、Br₂、I₂、O₂、S、N₂、P₄、H₂，這些晶體表現為硬度不大，熔點不高，易揮發、不導電，它們在常溫下聚集態為氣態（“氣”字頭）液態（“氵”旁）或固態（“石”字旁）

②碳（金剛石）、硅、硼為原子晶體，硬度很大，熔沸點很高。由于原子晶體中沒有離子和自由電子，所以固態和熔融態都不導電。但某些原子晶體，如單晶硅可以作為半導體材料。

③非金屬元素常出現同素異形現象。如：金剛石與石墨；白磷與紅磷；O₂與O₃；S₂、S₄、S₈等互為同分異構體。

    1．常見非金屬元素的非金屬性由強到弱的順序： F、O、Cl、N、Br、I、S、P、C、Si 、H

 2．元素的非金屬性與非金屬單質活潑性是并不完全一致的：如元素的非金屬性O＞Cl， N＞Br；而單質的活潑性：O₂ ＜Cl₂，N₂＜Br₂。但由于某些非金屬單質是雙原子分子，原子間以強烈的共價鍵相結合（如N    N等），

當參加化學反應時，必須消耗很大的能量才能形成原子，表現出了單質的穩定性。這種現象不一定說明這種元素的非金屬性弱。強的分子內共價鍵恰是非金屬性強的一種表現。

    3．比較非金屬性強弱的八條依據

    （1）元素在周期表中的相對位置

    ①同周期元素，自左向右，元素的非金屬性依次增強，如F＞O＞N＞C＞B；Cl＞S＞P＞S i等。

    ②同主族元素自上而下，非金屬性依次減弱，如F＞Cl＞Br＞I；O＞S＞Se；N＞P＞As等 。

    （2）非金屬單質與氫氣化合的越容易，非金屬性越強。如F₂、Cl₂、Br₂、I₂ 與H₂化合由易到難，所以，非金屬性F＞Cl＞Br＞I。

    （3）氣態氫化物的越穩定，非金屬性越強，如穩定性HF＞H₂O＞HCl＞NH₃＞HBr＞HI＞H₂S＞PH₃，所以非金屬性F＞O＞Cl＞N＞Br＞I＞S＞P。

    （4）最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，非金屬性越強，如酸性HClO₄＞H₂SO₄＞H₃PO₄＞H₂CO₃＞H₄SiO₄，則非金屬性Cl＞S＞P＞C＞Si。

    （5）非金屬性強的元素的單質能置換出非金屬性弱的元素的單質。如2F₂＋2H₂O＝4HF＋O₂↑；O₂＋4HCl＝2H₂O＋2Cl₂（地康法制Cl₂）；Cl₂+2NaBr＝2NaCl+Br₂ ；3Cl₂＋2NH₃＝N₂＋6HCl；Cl₂+H₂S＝S＋2HCl。

    （6）非金屬單質對應陰離子的還原性越強，該非金屬元素的非金屬性越弱。常見陰離子的還原性由強到弱的順序是S^2-＞I^-＞Br^-＞Cl^-＞F^-，則非金屬性S＜I＜Br＜Cl＜F。

    （7）與變價金屬反應時，金屬所呈價態越高，非金屬性越強，如Cu+Cl₂CuCl₂；2Cu+SCu₂S，說明非金屬性Cl＞S。

    （8）幾種非金屬同處于一種物質中，可用其化合價判斷非金屬性的強弱，如HClO、HClO₃中，氯元素顯正價、氧元素顯負價，說明氧的非金屬性強于氯。

1．電解法

①電解水溶液：如2NaCl＋2H₂O2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑

②電解熔融物：如2KHF₂F₂↑＋H₂↑＋2KF

2．分解法：如2KClO₃2KCl＋3O₂↑  CH₄C＋2H₂  2H₂O₂2H₂O＋O₂↑

3．置換法：如Cl₂＋2NaBr＝2NaCl＋Br₂  2H₂S＋O₂（不足）2H₂O＋2S

4．氧化法：如MnO₂＋4HCl(濃)MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O

4NaBr＋3H₂SO₄＋MnO₂＝2Na₂SO₄＋MnSO₄＋2Br₂+3H₂O

2H₂S＋SO₂＝3S＋2H₂O

5．還原法：C＋H₂OCO＋H₂，Zn＋2HCl＝ZnCl₂＋H₂↑  2C＋ SiO₂Si＋2CO↑

試題枚舉

    【例1】  （1）氰化鉀、氰化氫的制備反應式為：K₂CO₃＋C＋2NH₃2KCN＋3H₂O；△H＝+276kJ／mol  ①

    CO＋NH₃HCN＋H₂O；△H＝＋46kJ／mol  ②

    氰離子為負一價（CN^-），其中碳氮元素的化合價分別為________。 以上兩個反應是否均為氧化還原反應？（2）制備純凈無水HCN（沸點299K）的另一種方法是 ：混合磨細的KCN和KHS粉末適度加熱①試寫出這個反應式。②為什么要磨細和用粉末？③為什么要強調適度加熱？

    解析：據共價鍵理論，一般當碳同非金屬性比它強的元素結合時，碳顯正價，氮為負價，為-3價，所以（CN^-）中碳為+2價，氮為-3價。故①為氧化還原反應，②為非氧化 還原反應。第二種方法制備HCN是固體與固體之間的反應，故磨細和用粉末的目的是增大表面積，加快反應速率，據題意知，第二種方法制備HCN如溫度太低，反應速率較小，溫度太高，則酸式鹽易分解發生副反應：2KHSK₂S＋H₂S↑。該反應的化學方程式為KCN＋KHSHCN↑＋K₂S。

    【例2】  金屬M可以在不同條件下發生下列五個反應：M＋A→I  M＋B→H  M＋C→H＋F   M＋D→H＋A  M＋E→I＋G  其中（1）A、B、C、D、E在通常情況下都是氣體，并且C是CO ₂。（2）上述反應的產物，在不同條件下，還可和有關反應物發生下列反應：F＋B→C  A ＋G→E，（3）I是一種離子化合物，它可以水解產生一種白色沉淀和E。該白色沉淀加熱可 分解為H和H₂O。而E則是分子晶體，其分子中共有10個電子，根據以上條件，判斷并寫出 有關物質的化學式：A________，B________，C________，D________，E________，F________，G________，H________，I________，M________。

    解析：  本題的突破口是M＋C→H＋F，而C為CO₂。一般同CO₂能發生反應的金屬就現有知識來講，只能是Mg。F、H中有一為碳，根據F＋B→C，則C為CO₂，B為氣體，F肯定為碳，H為MgO。掃描全題，得知E是分子晶體，且其分子中共有10個電子。分子中有10個電子的有：HF、H₂O、NH₃、CH₄等。而E又通過一種離子化合物水解而得到，E可能為 HF或NH₃。如E為HF，根據M＋E→I＋G，HF同Mg作用，但事實HF同Mg不反應。如為NH₃同樣根據A＋G→E，A為N₂或H₂。因為Mg可跟A作用，顯然A為N₂，I為Mg₃N₂。再根據M＋D→H＋A，M為Mg，H為MgO，A為N₂，則D只能為NO₂。

答案：A：N₂，B：O₂，C：CO₂，D：NO₂，E：NH₃，F：C，G：H₂，H：MgO，I：Mg ₃N₂，M：Mg。

硫及其化合物

考點聚焦

1．硫的物理性質及硫的可燃性。

2．了解二氧化硫與氧氣、與水的反應及二氧化硫的實驗室制法，認識亞硫酸的不穩定性，認識二氧化硫的漂白作用與次氯酸的漂白作用的區別。

3．知道濃硫酸的強氧化性。

4．學會SO₄^2-的檢驗方法硫的幾種常見價態之間的相互轉化硫。

知識梳理

硫位于周期表        周期       族。淡黃色晶體，難溶于水，微溶于酒精，能溶于         。

1．硫的可燃性：硫在純凈的氧氣中燃燒現象                  ，硫的化合價-         （填“升高或降低”）

2．汞與硫磺生成硫化汞，因此，實驗室常將硫磺撒在汞的表面，以除去不慎灑落的汞。化學方程式為              ，硫的的化合價          （填“升高或降低”）

3．硫與氫氣化合生成          ，生成的氫化物比水        （“穩定”還是“不穩定”）

三、SO₂

1．SO₂的物理性質：       色有         氣味    體，   毒     溶于水。

2．SO₂的化學性質：（1）具有酸性氧化物的通性：                

                 （2）具有還原性：                  

                 （3）具有氧化性                        其氧化性比氧氣，氯氣都弱。

                 （4）具有漂白性：漂白原理是                  和HClO的漂白性的區別                           。

★幾種物質漂白原理的比較

SO₂

氯水、H₂O₂、Na₂O₂、O₃

活性炭

漂白原理

與有色物質結合生成無色物質

將有色物質氧化為無色物質

吸附有色物質

變化類型

化學變化

化學變化

物理變化

是否可逆

可逆，加熱或日久后恢復原來顏色

不可逆，加熱或日久后不恢復原來顏色

3. SO₂的實驗室制法：

反應原理

Na₂SO₃+ H₂SO₄== Na₂SO₄+ SO₂↑+H₂O（可加熱提高反應速率）

Cu+ 2H₂SO₄ (濃) CuSO₄+ SO₂↑+2H₂O

發生裝置

固體與液體反應制取氣體，發生裝置與制Cl₂相似

收集方法

向上排空氣法

干燥

用濃H₂SO₄或P₂O₅酸性干燥劑（不可用堿石灰）

尾氣處理

用NaOH等堿溶液吸收多余的二氧化硫氣體

4．SO₂的危害和治理

    SO₂是大氣主要污染物，直接危害人類身體健康，酸雨為SO₂產生的二次污染物。SO₂的主要來源為燃燒含硫的燃料（如煤），消除SO₂污染的最有效的途徑是減少SO₂的排放。

SO₃是硫的最高價氧化物，為白色易揮發晶體，是典型的酸性氧化物

四、硫酸

濃硫酸除了具有酸的通性外，還具有吸水性、脫水性和強氧化性這三大特性。

(1)　吸水性：吸收游離的水。可作實驗室的干燥劑（但不能干燥堿性氣體和還原性氣體）。

(2)　脫水性：把有機物中的氫、氧兩種元素按水的比例脫去。如蔗糖中加入濃硫酸（注意吸水和脫水的區別）。

(3)　強氧化性：濃硫酸的強氧化性還可以與多種物質反應體現。

2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+2H₂O+SO₂↑

2H₂SO₄(濃)+CCO₂↑+2H₂O+2SO₂↑

在常溫下，濃硫酸跟鐵、鋁接觸時，能在金屬表面生成一薄層致密的氧化物，從而阻止內部的金屬繼續反應，這種現象叫鈍化。因此可以用鐵或鋁貯存濃硫酸(硝酸也具有這一性質)。但是加熱條件下可以反應。注意：常溫下鐵、鋁使濃硫酸、濃硝酸鈍化(鈍化過程是復雜的化學變化)，不能理解成“常溫下鐵、鋁使濃硫酸、濃硝酸不發生化學反應”。

五、SO₄^2－檢驗

被檢液中滴入少量        酸化，再加入        ，若產生                 ，不可用硝酸酸化，原因是                         。

試題枚舉

【例1】高溫下硫酸亞鐵發生如下反應：2FeSO₄Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑若將生成的氣體通入氯化鋇溶液中，得到的沉淀是       (　　)

A．BaSO₃和BaSO₄          B．BaS

C．BaSO₃                  D．BaSO₄

解析:SO₂和SO₃通入氯化鋇溶液，只有硫酸鋇沉淀，因為亞硫酸鋇溶于稀硫酸

答案:D

【例2】白色的亞銅化合的Cu（NH₄）SO₃難溶于水，若與足量的10mol?L^-1的硫酸溶

液混合并微熱，生成銅和SO₂氣體及溶液。

（1）完成并配平化學方程式：Cu（NH₄）SO₃+H₂SO_4­-Cu+SO₂+CuSO₄+_________

（2）按上述操作，銅的最高轉化率是多少_______________

（3）有人設計讓上述實驗在密閉容器中進行，結果銅的轉化率大大提高，問在密閉

容器中進行反應，銅的最高轉化率是多少？請說明理由。

解析:（1）上述反應打用逆向配平（歧化反應，銅元素化合價既升高又降低）缺項顯然為(NH₄)₂SO₄ ，各計量系數依次為2，2，1，2，1，2，1。

（2）2molCu (NH₄)SO₃中的銅1mol轉化為單質銅，1mol轉化為CuSO₄，因此，轉化率為50%。

（3）若在密閉容器中進行，為何銅的轉化率會提高？顯然Cu（I）自身岐化轉化率只能為50%，必有其它還原劑才能提高其轉化率。由于產物中含SO₂，SO₂具有強還原性，能將Cu（II）還原為零價。其最高轉化率可達100%，原因是：每生成1molCuSO₄可生成2molSO₂，它可提供4mol電子，完全可將CuSO₄還原且SO₂仍過量。

答案：(1) 2，2，1，2，1，2，1  (2) 50%  (3)略

【例3】硫與熱強堿溶液可生成S^2-和SO₃^2-；生成物繼續與硫作用得S_z^2-和S₂O₃^2-。過濾后除去過量硫，向濾液中加入一定量的強堿后，再適入足量的SO₂，SO₂與S_z^2-也完全轉化為S₂O₃^2-。問：

（1）S+SO₂+OH^-完全轉化為S₂O₃^2-的離子方程式____________________

（2）amolS最終轉化為Na₂S₂O₃，需SO₂、NaOH的物質的量分別為________

（3）若amolS最終轉化為Na₂S_z耗原熱堿溶液6molNaOH，則Na₂S_x中x值為

_________。

   解析：3S+6OH^{‑    △}     2S^2-+SO₃^2-+3H₂O  …………①

         S^2-+（x+1）S       S_x^2-        ………………②

         SO₃^2-+S   ^△      S₂O₃^2-    ……………………③

由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH^- = 2S_x^2-+S₂O₃^2-+3H₂O …………④

                SO₂+S_x^2-+OH^-――S₂O₃^2-+H₂O   ………………⑤

由④⑤迭加得：S+SO₂+2OH^-=S₂O₃^2-+H₂O …………………………⑥

答第（1）問時，實質不必要這么繁的過程，因S_x^2-、SO₃^2-均為中間產物，只要抓住反應物為S和SO₂及OH^-，生成物為S₂O₃^2-和水即可得反應⑥。

由⑥式可知每有1mol硫需1molSO₂和2molOH^-，則SO₂和OH^-分別為a、2amol。

（3）由④式可知     x=

答案：(1) S+SO₂+2OH^-=S₂O₃^2-+H₂O  (2) a、2amol  (3)

 氯及其化合物

考點聚焦

1．知道氯氣的物理性質。

2．了解氯氣及其化合物的性質

3．知道氯水的消毒和漂白原理

4．學會Cl^-的檢驗方法

5．理解鹵族元素原子結構及其單質性質的遞變性

知識梳理

一、 氯元素的原子結構與自然界的存在

氯元素位于周期表＿＿周期＿＿族，在自然界中的主要存在形態：         。全球海洋中含鹽           左右，主要為        、                  。

二、 活潑的氯氣

1、氯氣的物理性質：    色有     氣味的   體，   毒，    溶于水。實驗室中應怎樣聞氣體：                               。

2、氯氣的化學性質

由氯的原子結構示意圖可知氯元素的性質如何？進而能否預測氯氣的化學性質又怎樣？為什么？                                                                 。

① 與金屬單質的反應：與鈉反應方程式             。現象是                 。與

鐵反應方程式                。現象是          。與銅反應方程式                    。現象是               。

② 與氫氣的反應：化學方程式：                   ，反應現象：氫氣在氯氣中燃燒       ；氯氣與氫氣的爆炸實驗                  。

③Cl₂ 和紅磷反應：化學方程式：                            ，反應現象       。

結論：分析以上反應中氯元素價態的變化也可得知：氯氣是一種強氧化性物質，常氧化劑。

思考：在初中我們是如何定義燃燒的？現在通過氫氣與氯氣的燃燒實驗，你有什么新的認識？

④與水的反應：

與水反應的離子方程式：                             ，說明:氯氣與水反應很微弱，且未可逆反應。

思考：1、氯水的成分 ？（氯水參加反應時，能表現多種性質）2、氯水的保存方法？

⑤次氯酸的性質：

a、一元弱酸（比        弱）

b、強氧化性（     、     、      ）

c、不穩定（見光或受熱分解）：化學方程式：                            。

⑥與堿的反應

Cl₂ + ＿NaOH --                              。（常用于除去多余氯氣）

離子方程式：                    。漂白液主要成分是           。

漂白粉的制法：                  。其主要成分：                ，有效成分：                。漂粉精的有效成分：            。

漂白原理：ClO^－+ H^＋ = HClO（實際漂白者），Ca(ClO)₂ +＿HCl（稀）=             。

Ca(ClO)₂ +CO₂ +H₂O =                     。

思考：抗洪救災中防疫部門，向災民發放的漂白粉片或漂粉精用于飲用水消毒。漂粉精為何要密封保存在陰暗處？

三、 氯離子的檢驗

1、填寫下列表格：

2、原理：被檢液中滴入少量    酸化，再滴入    溶液，若產生     ，則可斷定溶液中含有氯離子。不可用鹽酸酸化，酸化目的是防止（    、     、     、    ）影響。

+ AgNO₃(aq) → + 稀硝酸 →白色↓

解釋：Ag^＋ + Cl^― = AgCl↓

2Ag^＋ + CO₃^2― = Ag₂CO₃↓ Ag₂CO₃ + 2H^＋ = 2Ag^＋ + H₂O + CO₂↑

四、鹵族元素

（一）鹵素的原子結構

不同點：核電荷數逐漸       ；電子層數逐漸       ；原子半徑依次        ，得電子能力逐漸        ；單質氧化性逐漸          。

隨鹵素核電荷數增加，其原子結構的遞變而使鹵素單質的物理性質呈規律性變化.

歸納：從F₂  →I₂

1、顏色逐漸      ，狀態從    →    →    ，密度從    →　　，熔沸點由 　 →　　（原因是                                                   。

2、單質的溶解性――除氟外（與水劇烈反應）在水中溶解度都較    ，且由　  →　　，都易溶于有機溶劑，下表列出Cl₂、Br₂、I₂在不同溶劑中的顏色.

水

CCl₄

Cl₂

Br₂

I₂

（三）鹵素單質的化學性質（相似性及遞變性）

由于最外層均為    個電子，極易        電子，因此鹵素都是         劑，在自然界均只以       態存在.但隨著電子層數遞增，原子半徑漸      ，核對外層電子的引力漸      ，得電子能力漸        ，其氧化性逐漸       ，主要表現：                

                                                   。

試題枚舉

【例1】下列有關氯的敘述中正確的是　　

A．液氯和氯水是同一物質 

  B．紅磷在氯氣中燃燒產生白色煙霧

C．氯氣與水的反應中氯是氧化劑，水是還原劑

D．用氯制漂白粉是為了得到易貯存的漂白劑

解析：液氯、氯水都是液體，但前者是純氯，后者是氯與水的混合物，時間延長氯水中還逐漸生成鹽酸和次氯酸，氯分子漸少，氯離子漸多。如果再有光照， 因分解也在漸少，出現氧氣和更多鹽酸。氯與水的反應是氯分子中氯原子間發生的自身氧化還原，即歧化反應, 水雖然是反應物，卻未參加氧化還原。A、C不正確。

煙是分散在氣體中的固體小顆粒，霧是分散在氣體里的液體小珠滴。磷在氯氣里燃燒的產物三氯化磷是無色液體，可發霧；五氯化磷是淺黃色固體，能形成煙。漂白粉和氯都可以作為漂白劑、消毒劑，且氯更有效。但氯氣難貯存，又有劇毒，一般醫用、家用的漂白劑和消毒劑使氯氣是不合宜的，所以制成漂白粉便于貯存和使用。漂白粉保存得當，如密閉，以防止吸水和 而變質，可以存放較長時間。B、D正確。

答案：B、D。

【例2】 潮濕的氯氣、新制的氯水、次氯酸鈉及漂白粉的水溶液均能使有色布條褪色，原因是它們均含有                                                          (     )

A. 氯氣       B. 次氯酸          C. 次氯酸根          D. 氯化氫

解析 NaClO及Ca(ClO)₂的水溶液中，ClO^―水解產生HClO無HCl；有色布條的褪色是因HClO的氧化所致。

答案：  B

【變式】 用滴管將新制的氯水慢慢滴入盛酚酞的氫氧化鈉稀溶液中，當滴到最后一滴時紅色突然褪去，發生這一現象的原因可能有兩個：

    ①是由于                                                  (用簡要文字說明)

    ②是由于                                                  (用簡要文字說明)

簡述用實驗方法證明褪色的原因是①還是②                                    

                                                                       。

【例3】如何鑒別NaCl、NaBr、KI三種白色固體？

解答：

方法一：可用氯水鑒別。

把這三種物質各取少量制成溶液，加入新制的氯水和汽油（或四氯化碳），振蕩，分層，使汽油層呈無色的是NaCl；使汽油層呈橙色的是NaBr；呈紫色的是KI。

方法二：可先用焰色反應將KI區分出來。然后再將另外兩種物質各取少量制成溶液，加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淺黃色沉淀生成的是NaBr。

方法三：直接加入AgNO₃溶液。

分別取少量固體制成溶液，分別加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淺黃色沉淀生成的是NaBr，有黃色沉淀生成的是KI。

【例4】 多原子分子氰（CN）₂、硫氰（SCN）₂和（OCN）₂的性質與鹵素單質相似，故稱它們為擬鹵素。它們可以生成酸和鹽（見下表，表中X代表F、Cl、Br或I）。

鹵素

氰

硫氰

①

“單質”

X₂

（CN）₂

（SCN）₂

（OCN）₂

酸

HX

HCN

②

HOCN

鹽

KX

KCN

KSCN

③

（1）在表中①②③空格處應分別填寫_______、_______、_______。

（2）完成下列反應的化學方程式或離子方程式。

①（CN）₂和KOH溶液反應的化學方程式為：______________。

②已知陰離子的還原性強弱為：Cl^－＜Br^－＜CN^－＜SCN^－＜I^－。試寫出在NaBr和KSCN的混合溶液中加入（CN）₂反應的離子方程式：____________________________________。

解析：此題主要考查“運用已學知識進行類推思維的能力”。解題時可用熟知的Cl₂、HCl、KCl等物質作參照物。由還原性Br^―<CN^―<SCN^―，可推知氧化性Br₂>（CN）₂>（SCN）₂，因而可判斷（CN）₂只能與KSCN反應，不能與NaBr反應，亦即由物質的氧化性和還原性的強弱，可以判斷氧化還原反應能否發生。

答案：（1）氧氰  HSCN  KOCN

（2）①（CN）₂+2KOH====KCN+KOCN+H₂O

②（CN）₂+2SCN^－====2CN^－+（SCN）₂

該題為信息給予題，給予的信息是：擬鹵素〔如（CN）₂〕的性質與鹵素單質相似，由此而可依據鹵素單質的性質來進行類比、模擬來解答習題。這是解答信息給予題的一種方法。

【變式】 溴化碘（IBr）的化學性質與鹵素單質相似，能與大多數金屬反應生成金屬鹵化物，和某些非金屬單質反應生成相應的鹵化物，跟水反應的方程式IBr+H₂O=HBr+HIO，下列有關IBr的敘述中，不正確的是                                          (     )

A. IBr是雙原子分子                                        

B.在很多反應中IBr是強氧化劑

C.和NaOH溶液反應生成NaBr和NaIO                        

D.和水反應時，既是氧化劑又是還原劑

【例5】在右圖的四條直線分別表示鈉、鎂、鋁、鐵與足量Cl₂反應時，消耗金屬的質量(縱軸)與反應掉的氯氣質量(橫軸)的關系，其中代表鐵與Cl₂反應的直線是             (     )

     A. a          B. b          C. c           D. d

解析  Cl₂與四種金屬反應的均為氧化還原反應，在橫坐標上取一點作一條垂直于橫坐標的直線，分別與a、b、c、d四條直線的交點即為四種金屬與等質量Cl₂反應時所需的質量。假設這一點的質量為35.5g，此時金屬均轉移1mol電子，則消耗四種金屬的質量分別為：W_Na=23g、W_Mg=12g、W_Al=9g、W_Fe=18.7g，即等質量氯氣消耗四種金屬的質量是W_Na>W_Fe>W_Mg>W_Al，故a、b、c、d分別代表Al、Mg、Fe、Na與氯氣的反應。

答案：C

  氮及其化合物

考點聚焦

1．  知道氮氣的物理性質及存在。

2．  能從氮氣的結構理解其化學性質。

3．  掌握氮氧化物的重要性質，知道氨的物理性質和用途，掌握氨與水、HCl、O₂等的反應。了解氨水的成分及不穩定性。

4．  了解銨鹽易溶于水、受熱易分解、與堿反應。知道NH₄⁺的檢驗方法。

5．  掌握氨氣的實驗室制法。

6．  了解硝酸的化學性質。

知識梳理

一、氮氣

1.氮氣的結構和物理性質：氮氣在空氣中約占總體積的               。氮氣是無色無味的氣體，難溶于水。氮氣的電子式           ，結構式為                       。氮氣的化學性質不活潑，其原因是             。所以氮氣可做保護氣。但在一定條件下，可與氫氣、氧氣反應，方程式                              。

2．自然界的固氮是把         態的氮轉化為       態的氮，如把        轉化為一氧化氮。方程式                    。

      二、氮的氧化物

氣體

性質

NO

NO₂

狀 態

氣體

氣體

顏 色

無色

紅棕色

氣 味

無味

刺激性氣味

水溶性

不溶

與水反應

實驗室制法與收  集

Cu + HNO₃(稀)

因會與O₂反應，只能排水法收集

Cu+HNO₃(濃)

因會與水反應，只能排氣法收集

關  系

都是有毒氣體，會造成環境污染；會與碳氫化合物作用形成光化學煙霧，也會形成酸雨

三、氨氣

1．氨氣是       色         氣味的氣體，       液化，         溶于水。電子式是              ，它的空間構型是           ，是        性分子。

2．氨氣是   色有              氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，所以常用作制冷劑。極易溶于水。常溫常壓下，1體積的水能溶解700體積的氨氣。（用噴泉實驗證明，噴泉實驗成功的關鍵，想一想還有哪些氣體能做噴泉實驗？）

3．氨氣的化學性質：

（1）與水的反應：                                   

思考：氨水和液氨在微粒的組成、性質上有何區別。

（2）與酸的反應：離子方程式為                         。

氨水易揮發，不易運輸，因此常將其轉化為各種固態銨鹽加以使用。

4．氨氣的實驗室制法：

（1）原理：                                                          

（2）收集方法：                     （3）干燥方法：                   

（4）驗滿方法                       （5）尾氣處理：                    

思考：哪些氣體最后要進行尾氣處理。

四、銨鹽

1.結構：                （電子式）

1．  物理性質：都是離子晶體，都易溶于水。

2．  化學性質：（1）受熱分解：NH₄Cl                         

                                NH₄HCO₃                           

                     銨鹽的受熱分解比較復雜，并非都生成對應的酸和氨氣。

                   （2）與堿的反應：                                    

思考：NH₄⁺的檢驗：操作為                                                   

               離子方程式為                                         

五、硝酸

濃、稀硝酸均為強氧化性酸，與金屬反應均不產生氫氣，但濃硝酸的氧化性更強，濃硝酸一般被還原成NO₂，稀硝酸一般被還原成NO；濃硝酸具有揮發性、不穩定性，遇金屬鐵、鋁產生鈍化現象；因此保存時要把它盛放在棕色瓶里，儲存在陰暗而且溫度低的地方。

練習：寫出下列化學方程式：

1．  硝酸的不穩定性：                                

2．  銅與濃硝酸的反應：                                 

3．  C與濃硝酸的反應：                                      

4．  與苯的反應：                                   

☆三大強酸的對比

硝酸

硫酸

鹽酸

重要物理性質

純凈硝酸為無色液體，常見濃硝酸因溶有分解產生的NO₂ 而呈黃色，易揮發。能以任意比與水混溶

無色油狀液體，難揮發。能以任意比與水混溶

純凈鹽酸為無色液體，常見鹽酸含有工業雜質（Fe³⁺）而呈黃色

重要化學性質

強酸性；不穩定性，受熱見光易分解；濃稀硝酸均有強氧化性

強酸性；稀硫酸只表現酸性，濃硫酸既表現酸性又表現吸水性、脫水性、強氧化性

強酸性；還原性（濃度越大還原性越強）

實驗室制法

硝酸鈉與濃硫酸微熱

氯化鈉與濃硫酸強熱

工業制法

NH₃ ~NO~NO₂ ~HNO₃ 注：NO循環氧化吸收

FeS₂~2SO₂ ~2SO₃ ~2H₂SO₄

注：SO₂ 循環氧化吸收

H₂ 在Cl₂ 中燃燒生成的HCl 用水吸收

☆關于濃酸變稀的問題

從上表中可看出三大強酸有一個共同的特點­­­­――濃度不同時所表現的性質有所不同，記住此點會給我們解題帶來重要突破。記住下列反應：

4HNO_3（濃） + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ ↑+ 2H₂O

8HNO_3（稀） + 3Cu = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O

2H₂SO_4（濃）+ Zn = ZnSO₄ + SO₂ ↑+2H₂O

H₂SO_4（稀） + Zn = ZnSO₄ + H₂ ↑

4HCl _（濃  + MnO₂           MnCl₂ +Cl₂ ↑+2H₂O

試題枚舉

【例1】Murad等三位教授提出NO在人體內有獨特的功能，關于NO的敘述正確的是                           

①NO可以是某些含低價氮物質氧化的產物

②NO不是亞硝酸酐

③NO可以是某些含高價氮物質還原的產物

④NO是無色氣體

A．全部                B．①③④

C．②③④               D．①④

解析：NO中氮的化合價處于中間價態，它可以是還原產物，如HNO₃→NO，也可以是氧化產物，如NH₃→NO；HNO₂的酸酐是N₂O₃；NO是無色氣體。所以，所給的幾種說法都正確。

答案： A

【例2】“搖搖冰”是一種即用冷的飲料，吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖動即會致冷。該化學物質是

A  NaCl   B  NH₄NO₃(s)   C  NaOH(s)   D  CaO(s)

解析:溶解過程中伴隨著能量的變化，固體硝酸銨溶于水吸熱，使溫度降低，固體氫氧化鈉溶于水放熱，使溶液溫度升高，生石灰與水的反應也放出大量的熱，氯化鈉溶解過程中能量的變化很小。

答案:B

【例3】同溫同壓下，在３支相同體積的試管中分別充有等體積的２種氣體，它們是（１）NO和NO₂（２）NO₂和O₂（３）NH₃和N₂。現將３支試管均倒置于水槽中，充分反應后剩余氣體的體積分別是V₁、V₂、V_３，則下列關系正確的是

A.　V₁>V₂>V₃    B. V₁>V₃>V₂   C.  V₂>V₃>V₁    D.  V₃>V₁>V₂

解析：設每種氣體的體積為1體積，則：（1）中剩余1+（1/3）=4/3體積氣體；（2）中剩余3/4體積的氧氣；（3）中剩余1體積的N₂.

答案：B

  在進行氮氧化物計算時，要注意有關循環氧化、由多步反應合并所得總反應的應用。記注下列反應：

   4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃               4NO +3O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

   NO₂ + NO + 2NaOH = 2NaNO₂ + H₂O       2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

【變式】在一定溫度和壓強下，將裝有N₂和NO₂混合氣體的試管倒立于水中，足夠時間后，試管內氣體體積縮小為原來體積的3/5，則遠混合氣體中N₂和NO₂的體積比

A．2：3    B．3：2    C．3：5    D．5：3

答案:A

 碳、硅及其化合物

考點聚焦

1．  掌握C、CO、CO₂的重要性質以及實驗室制取、檢驗CO₂方法。

2．  知道 硅在自然界中的存在形態，主要用途。

3．  能利用晶體結構理論來解釋硅和二氧化硅的物理性質，了解它們的化學性質。

4．  了解陶瓷、玻璃、水泥等硅酸鹽產品的用途。

知識梳理

一、硅(Si)

1．硅的存在：在自然界只有化合態，是一種親氧元素（這與同主族的碳不同），一般以SiO₂ 或         的形式存在，在地殼中的含量僅次于氧。

2．結構：與金剛石的晶體結構類似，是正四面體型空間網狀結構的原子晶體。

3．物理性質：灰黑色，硬度大，熔沸點高，具有金屬光澤。

4．化學性質：常溫下與F₂、HF、NaOH反應：                                  

                  加熱時能與H₂化合生成不穩定的氫化物。    

5．用途：（1）良好的半導體材料（為什么？）

             （2）太陽能電池

             （3）計算機芯片

     二、二氧化硅(SiO₂)

     1．存在：天然SiO₂也叫硅石，自然界中的石英瑪瑙（含雜質的石英）的主要成分都是SiO_2。。

2．結構：一個硅原子與4個氧原子形成4個共價鍵，即每個硅原子周圍有4個氧原子，每個氧原子周圍有2個硅原子；晶體中硅原子和氧原子以1：2組成空間立體網狀結構，是原子晶體。

3．化學性質：（1）酸性氧化物：與強堿反應：                               

離子方程式：                                     （保存堿性溶液不能用橡膠塞）。與堿性氧化物反應：                        。

（2）與HF反應：                              （唯一與其反應的酸）。

4，用途：（1）制造光導纖維

            （2）石英坩堝

            （3）光學儀器和工藝品

三、硅膠

1．  制法：                                          。

2．  性質：                                            。 

試題枚舉

【例1】右圖為一定量飽和Ca(OH)₂溶液中通入CO₂氣體后，產生CaCO₃白色沉淀的質量與CO₂體積的關系曲線，試回答：

（1）OA段曲線與AB段曲線所表示的反應方程式為OA：__________，AB_____________。

（2）A點已參加反應的CO₂和Ca（OH）₂的物質的量之比為______________。

（3）B處溶液中存在的濃度較大的兩種離子是_______和________（填離子符號），將B處生成的溶液煮沸可見到的現象是_______________

解析：CO₂與Ca(OH)₂反應，CO₂的量直接影響產物的生成，圖形較清楚地反映了這一關系，依據有關反應原理：

CO₂（少）+Ca(OH)₂₌₌ CaCO₃↓+H₂O ，

AB段：CO₂+CaCO₃+H₂O₌₌ Ca(HCO₃)₂

便可判斷圖形中各段所發生的反應，OA段隨著CO₂繼續通入CaCO₃的量逐漸增大，A點達到沉淀最大值，AB段隨CO₂的繼續通入，生成的CaCO₃不斷溶解轉化為Ca(HCO₃)₂，B點CaCO₃全溶解，溶液又變得澄清。

答案：（1）OA段：CO₂+Ca(OH)₂₌₌ CaCO₃↓+H

AB段：CO₂+CaCO₃+H₂O₌₌ Ca(HCO₃)₂

（2）A點：n(CO₂)∶n[Ca(OH)₂]=1∶1

（3）Ca²⁺    HCO₃^－   因Ca(HCO₃)₂受熱分解，溶液變渾濁，有氣泡逸出。

【例2】下列關于硅的說法不正確的是    (    )

   A.硅是非金屬元素，但它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體

   D.硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料

   C硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質起反應   

   D.當加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應

   解析:  常溫下，硅可與氟氣、氫氟酸、強堿溶液反應，加熱和高溫條件下，硅能與氧氣、氫氣起反應。選C。

   答案:  C

【例3】石墨炸彈爆炸時能在方圓幾百米范圍內撒下大量石墨纖維，造成輸電線、電廠設備破壞。這是由于石墨（  ）

A . 有放射性   B.  易燃、易爆   C.  能導電   D.  有劇毒

解析:利用了石墨的導電性能，石墨纖維落在輸電線上，造成線路短路，發電機和其他設施損壞。石墨性質穩定，無毒也不易燃、易爆。

答案:  C