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  • 2021-07-08 发布

高中化学必修一第三章非金属及其化合物知识点总结

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第 1 页 共 13 页 一、常见物理性质: 1、颜色: A、红色世界 (1)基态: Fe2 O3 (红棕色)、 Fe (OH) 3(红褐色)、 [Fe (SCN)] 2+ (血红色)、 Cu (紫红色)、 Cu2 O (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、H2 S、 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、 Br 2 (CCl 4) 呈橙红色。 C、黄色世界: (1)基态: 工业盐酸 ( 含有 Fe3+) 、Au 、S(淡黄色) 、Na2 O2 (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)、 Cl 2 (黄绿色)、 Cu 2 (OH) 2CO3 (绿色)、 CuCl 2 (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 Fe 3 O4 FeS CuS Ag 2 S 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 、H2 S、 CH4 、C2 H5 OH 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 I 2 (aq) 变蓝; ⑦Cl 2 、Br 2 、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); 第 2 页 共 13 页 (3)化学变化: ①I 2 升华生紫烟; ②NH4 I 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 Cl 2 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 Cl 2 NH3 NO2 乙醛 甲醛 臭鸡蛋气味: H2 S 特殊臭味: O3 电石生产的乙炔(含 PH3、H2 S) 特殊气味: C6 H6 苯酚 苦杏仁味:硝基苯 香味: 酯类化合物 4、毒性: 第Ⅶ A 族: F2 Cl 2 HF 第Ⅵ A 族: H2 S SO2 第Ⅴ A 族: NO NO2 NaNO2 白磷 第Ⅳ A 族: CO 有机物:苯 硝基苯 甲醇 苯酚 5、升华: I 2 萘 二、碳、硅及其化合物 1.碳 碳在常温下非常稳定,但在高温条件下活动性增强,主要表现为还原性 (1) 与单质反应 2C+O2 2CO C+O2 CO2 (2) 与某些氧化物反应 第 3 页 共 13 页 C+CO2 2CO C+H2 O(g) CO+H2 2C+SiO2 Si+2CO↑ C+2CuO 2Cu+CO2 ↑ (3) 与氧化性酸反应 C+2H2 SO4 ( 浓 ) CO2↑+2SO2 ↑+2H2O C+4HNO3 ( 浓 ) CO2 ↑+4NO2 ↑ +2H2 O 2.碳的氧化物 (1)CO 物理性质:无色无味、难溶于水,有剧毒的气体。具有可燃性和还原性。 化学性质: 2CO+O2 2CO2 3CO+Fe2 O3 2Fe+3CO2 CO+H2 O CO2 +H2 (2)CO 2 物理性质:无色无味,能溶于水 (1 ∶1) 的气体。密度比空气大,易液化。 化学性质: ①氧化性: CO2 +C 2CO ②酸性氧化物的通性 CO2 +H2O H2 CO3 CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3 ↓+H2 O CO2 +H2O+CaCO3 =Ca(HCO3 ) 2 2CO2 +Ca(OH)2 =Ca(HCO3 ) 2 CO2 +CaO CaCO3 3.碳酸盐 (1) 溶解性 正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水,所有酸式盐均溶于水。一般酸式盐比相应正盐易溶,但碱 金属的碳酸氢盐比正盐溶解度小。 (2) 热稳定性 一般规律:可溶性碳酸正盐>不溶性碳酸正盐>酸式碳酸盐。 Na2 CO3>CaCO3 >NaHCO3 (3) 正盐与酸式盐的相互转化 第 4 页 共 13 页 4.硅 (1) 与单质反应 Si+2Cl 2 SiCl 4( 无色液体 ) Si+O2 SiO2 (2) 硅的制取: SiO2 +2C Si+2CO↑( 得到粗硅 ) 精制: Si+2Cl 2 SiCl 4 SiCl 4+2H2 Si+4HCl 5.二氧化硅 (1) 酸性氧化物的通性 SiO2 +CaO CaSiO3 SiO2 +2NaOH=Na2 SiO3 +H2 O (2) 氧化性 SiO2 +2C Si+2CO↑ (3) 和 HF反应: SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2 O 6.硅酸和硅酸盐 (1) 硅酸是不溶于水的白色固体,酸性比碳酸还弱。 设计实验验证硅酸酸性比碳酸还弱: Na2 SiO3 +2 HCl= H 2 SiO3 (胶体) +2 NaCl Na2 SiO3 + CO2+H2 O= H2SiO3 (胶体) + Na2 CO3 (2) 硅酸盐 硅酸盐种类繁多,结构复杂,是构成地壳岩石的主要成分。常用 SiO2 和金属氧化物表示它的组成。如 黏土: Al 2 O3 ·2SiO2 ·2H2 O 7.硅酸盐工业 水泥 玻璃 陶瓷 原料 黏土、 CaCO3、石膏 纯碱、石灰石、石英 黏土 反应原理 复杂反应原理 Na2CO3 +SiO2 Na2SiO3+CO2 ↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ 水泥的主要成分: 3CaO· SiO2 、2CaO·SiO2 、3CaO·Al 2 O3 普通玻璃的主要成分: Na2 SiO3 、CaSiO3、SiO2 第 5 页 共 13 页 8.碳及其化合物转化关系 9.硅及其化合物转化关系 三、富集在海水中的元素—氯及其化合物 1.氯气的化学性质 (1) 与金属反应: Cl 2 +2Na 2NaCl 3Cl 2 +2Fe 2FeCl 3 Cl 2 +Cu CuCl2 (2) 与非金属反应: Cl 2 +H2 2HCl (3) 与水反应 Cl 2 +H2 O HCl+HClO 新制的氯水 久置的氯水 第 6 页 共 13 页 成分 分子: Cl 2 、H2 O、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 Cl 2+H2O HClO+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 Fe 2+ 、 Br - :Cl 2 +2Fe 2+ =2Fe 3+ +2Cl — ②、新制的氯水加入镁粉,氯水褪色: Cl 2 +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 (4) 与碱反应: ①工业制漂白粉或漂粉精 2Cl 2+2Ca(OH)2 =CaCl2 +Ca(ClO) 2+2H2O 漂白粉的主要成分为: CaCl 2+Ca(ClO) 2 ;有效成分为: Ca(ClO) 2 漂白粉的使用: Ca(ClO) 2 + 2HCl =CaCl2 +2HClO Ca(ClO) 2+H2 O+CO2 =CaCO3 ↓+2HClO 通过此反应可比较得出酸性强弱: H2 CO3 >HClO ②氯气的尾气处理 Cl 2 +2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 漂白液的有效成分: NaClO (5) 与某些盐溶液反应 Cl 2 +2KI =I 2 +2KCl Cl 2 +2Fe2+ =2Fe3+ +2Cl — 2.氯气的制备(课本课后习题) MnO2 +4HCl( 浓 ) MnCl2 +Cl 2 +2H2 O 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 3.次氯酸、漂白粉的性质 第 7 页 共 13 页 HClO 分子的结构式为 H-O-Cl( 氧处于中心 ) ,所以电子式为 。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 Ca(ClO) 2+CO2 +H2 O=CaCO3 ↓+2HClO (2)ClO - 是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应: ClO- +H2 O HClO+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: 2HClO 2HCl+O2 ↑ 4.氯气及其化合物转化关系 5、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 Cl 2 Br 2 I 2 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 第 8 页 共 13 页 (2).卤族元素单质的化学性质: 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。 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+Cl 2 2HCl,见光爆炸; ,加热缓慢化合; H2+I 2 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。 四 硫氧化物 一、二氧化硫和三氧化硫 (一)、硫俗称硫磺。 1、硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于 CS2 ,熔沸点都很低。 2、 硫的化学性质 ① 氧化性:与绝大多数金属反应 与非金属反应: H2+S △ H2S ② 还原性:与氧气发生反应 ③ 自身氧化还原反应 3S+6NaOH===2Na 2S+Na2SO3 +3H2O (二) 二氧化硫 1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体 2、化学性质 可逆反应:在同一条件 .... 下,既能向正反应方向进行,同时 ..又能向逆反应方向进行的反应,叫可逆反应。 (1) 酸性氧化物 ------ 亚硫酐 ① 二氧化硫与水反应 :SO2 + H 2O H2SO3 (亚硫酸 ) ② 二氧化硫与碱的反应 SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H 2 O ;SO2 + NaOH == NaHSO3 [ SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H 2 O; Na2SO3 + H 2O + SO2 == 2NaHSO3 ] ③ 与碱性氧化物反应 SO2+CaO==CaSO3 (2) 二氧化硫的氧化性: SO2+2H2S === 3S↓ + 2H 2O (3) 二氧化硫的还原性 ① 与卤素单质反应: 第 9 页 共 13 页 SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl ② 与某些强氧化剂的反应: 2KMnO 4 + 2H2 O+ 5SO2 === K 2SO4 +2MnSO 4 + 2H 2SO4 ③ SO2 的催化氧化 2SO2+O 2 催化剂 加热 2SO3 (4) 漂白性 (5) 用途:制 H2 SO4 ;作漂白剂;杀菌,消毒 (6) SO 2 的实验室制法 ① 反应原理: Na2 SO3 + H 2 SO4 === Na2SO4 +SO2↑+H2 O ② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置 ○3 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶 ○4 收集方法:向上排空气法或排饱和 NaHSO3 溶液 ○5 检验:湿润的蓝色石蕊试纸 --- 变红 湿润的品红试纸 --- 褪色 ○6 尾气处理:用 NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸 (7) SO 2 的污染 酸雨:空气中 SOX 和 NOX 随雨水下降成为酸雨, pH<5.6 ( 三 ) 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。 ( 四 ) 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 + H 2SO4 == FeSO 4 + H 2S ↑ FeS + 2HCl == FeCl 2 + H 2S ↑ FeS + 2H+ == Fe 2 + + H 2S ↑ 用湿润的 Pb(CH3 COO)2 试纸 Pb(CH3COO)2 + H 2S == PbS ↓ + 2CH 3 COOH 试纸变黑 3 、化学性质 (1) 可燃性 2H2 S + 3O 2 点燃 2H 2O + 2SO2 2H2 S + O 2 点燃 2H 2 O +S (2) 还原性: H2S + X 2 ==2HX +S↓(X=Cl 、 Br、I) 第 10 页 共 13 页 (3) 不稳定性: H2 S △ H 2 ↑+S (4) H 2S 气体的水溶液 ---- 氢硫酸 五 氮的氧化物 1、NO 和 NO 2的生成 N2 + O2 2NO 2NO + O 2== 2NO 2 实验室制法: Cu+4HNO 3(浓 )==Cu (N O 3 ) 2 +2NO 2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO 3(稀 )==3Cu ( N O 3 ) 2 +2NO ↑ +4H2O 2、物理性质: NO 是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。 NO2 是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水 3、化学性质 (1) NO 与氧气反应: 2NO +O2== 2NO 2 (2) NO 2 的聚合反应: 2NO 2 N2O4 (3) NO 2 的氧化性: 4NO2 +2KI ==2NO + 2KNO 3 + I 2 NO2 + SO 2 + H 2O == H 2SO4 + NO (4) 与碱反应: NO+ NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H 2 O 2NO2 +2NaOH==NaNO3 +NaNO2+H2O (5) NO 2 与水反应: 3NO 2+H2O==2HNO 3+NO 4NO2+O2+2H2O==4HNO 3 4NO + 3O 2+2H2O==4HNO 3 六 氨硝酸硫酸 一、氨 (1)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: ①自然固氮:高能固氮: N 2+O 2====2NO 生物固氮:豆科植物的根瘤菌固氮 ②人工固氮: 2N 2+3H2 2NH 3(条件:高温高压、催化剂) (2)氨的分子式 NH3,结构式 ,电子式 ,空间构型为三角锥形。 放电 第 11 页 共 13 页 (3) 氨是无色气体,有 刺激性气味,极易溶于水,氨的水溶液叫氨水。氨易液化。 (4)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。 (5)氨的化学性质 A 氨跟水的反应 氨溶于水时发生的化学反应为 NH 3+H 2O=NH 3?H2O = NH4 ++OH -,氨水的成份有 NH3、H2O、NH 3·H2O、 NH4 +、 OH -,由于 NH3·H2O 发生微弱电离,使氨水显碱性。 B 氨跟酸的反应 NH 3+ HCl= NH 4Cl 2NH 3+H2SO4= (NH4) 2SO4 NH3+HNO 3= NH 4 NO 3 C 氨的氧化反应 4NH 3+O2=======4NO+6H 2O 二、铵盐 由铵根离子和酸根离子构成的化合物叫铵盐 (1) NH4 +的电子式 。 结构式 ,空间构型为正四面体形。 (2)铵盐都是离子化合物,都是晶体,都易溶于水 (3)铵盐受热都易分解, ①NH4Cl △ NH 3↑+HCl ↑。 ②NH4 HCO3 △ NH 3↑+H 2O+CO 2↑。 (4)铵盐与碱反应,写下列化学方程式: ①NH4Cl 溶液与 NaOH 溶液混和 NH 4Cl+NaOH = NH 3?H2O+NaCl 。 ②NH4Cl 固体与熟石灰共热 Ca(OH ) 2(s)+2NH 4Cl(s)=====2NH 3↑+2H 2O+CaCl 2(实验室制氨气) 。 三、氨气的制法: 催化剂 加热 △ 第 12 页 共 13 页 1、工业制法 2N 2+3H2 2NH3(条件:高温高压、催化剂) 2、 实验室制法 (1)原理: Ca(OH) 2(s)+2NH 4Cl(s) △ 2NH 3↑ +2H2O+CaCl 2 (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) 四、硫酸和硝酸的氧化性 1、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,密度为 1.5027 g/cm3 沸点为 83℃。常用的浓硝酸中 HNO 3 的质量分数大约为 69%。硝酸能与谁以任意比互溶。 (2)硝酸的化学性质: ①不稳定性: 4HNO3=========2H 2O+4NO 2↑+O 2 ↑(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 + 4HNO 3(浓) === Cu(NO 3) 2 + 2NO 2↑+ 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 + 8HNO 3(稀) === 3Cu(NO 3)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。 2、稀硫酸 稀硫酸是二元强酸,具有酸的通性: (1)与指示剂作用:能使紫色石蕊试液变红; 加热 或者光照 第 13 页 共 13 页 (2)与活泼金属反应生成 H2 Zn+H 2SO4=ZnSO4+H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 (3)与碱性氧化物反应 CuO+H 2SO4=CuSO4+H 2O (4)与碱反应 2NaOH+ H 2SO4=Na2SO4+2H2O (5)与某些盐反应 Na2CO3 +H2SO4=Na2SO4+H 2O+ CO 2 3、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,常用的浓硫酸中 H2SO4 的质量分数是 98%,密度为 1.85g/cm3,沸点是 338℃。 (2)浓硫酸的三大特性 吸水性:浓硫酸具有吸收水的性能,常用来干燥中性气体和酸性气体。 脱水性:浓硫酸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。如向蔗糖中加入浓硫酸 时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状固体同时有刺激性气体产生。 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 a 跟金属反应 加热时,大多数金属可被浓硫酸氧化,如 2H2SO4(浓 )+ Cu === CuSO 4 + SO2↑+ 2H2O b 跟非金属反应 2H2SO4(浓 )+ C === CO 2↑+ SO2↑+ 2H 2O 当 Fe、Al 等较活泼金属遇到浓硫酸时, 会与浓硫酸发生反应, 表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现 “钝 化”现象 △

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