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1、非金屬元素綜述,教學目標：鞏固非金屬元素部分知識并為學習金屬元素部分提供一些規(guī)律性結(jié)論。 內(nèi)容：對非金屬元素單質(zhì)、氫化物、含氧酸以及含氧酸鹽作概括性小結(jié)。,一、非金屬單質(zhì),熔沸點 同素異形現(xiàn)象 導電性 化學活性,金屬晶體,原子 晶體,分子晶體,原子晶體：,原子半徑越小鍵長越短鍵能越大,,熔沸點越高,分子晶體：,相對分子質(zhì)量越大,,熔沸點越高,組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,,熔點：,1、熔沸點,小分子：如稀有氣體、雙原子分子的氟、氯、氮、氫等單質(zhì)屬于分子晶體通常是氣體。 多原子分子：S8、P4、As4等雖然也是分子晶體熔沸點不高，但要高于前一類，通常是固體。 大分子：晶體硅、金剛石、硼等原子晶體熔沸

2、點很高，不易揮發(fā)。,2、同素異形現(xiàn)象,原子在晶體中排列方式不同形成，如金剛石、石墨。 組成分子的原子個數(shù)不同，如O2，O3。,3、導電性,一般屬于非導體 Ge、Si、As、Sn等準金屬半導體，導電能力隨溫度升高而增大,4、化學活性,F2、Cl2、Br2、O2、S、P較活潑，易和氫反應生成氫化物，也易與金屬化合。 非金屬元素是成酸元素一般不和酸反應。 和堿反應：歧化或非歧化 2B + 2NaOH + 2H2O===2NaBO2 + 3H2,二、非金屬氫化物,熔沸點 熱穩(wěn)定性 還原性 酸堿性,1、熔沸點,通常為氣體或揮發(fā)性液體。 周期性變化 氫鍵：在第二周期氨，水，氟化氫沸點異常的高，氫鍵在分子間

3、締合的作用。,,逐漸增強,逐漸減弱,,2、熱穩(wěn)定性,與非金屬元素的電負性（XA）有關，與氫的電負性相差越遠越穩(wěn)定；反之，越不穩(wěn)定。 同一周期從左到右增強 同一族從上到下減小,3、還原性,處氟化氫，都有還原性，與穩(wěn)定性增減規(guī)律相反，穩(wěn)定性大的還原性小。 H2S、HI、PH3、AsH3具有強還原性,4、酸堿性,大部分是酸，HX、H2S 少數(shù)為堿，NH3 酸性自上而下加強，HFH2ONH3,三、非金屬含氧酸,含氧酸的強度 含氧酸氧化還原性,1、含氧酸的強度,由中心原子的電負性、原子半徑以及氧化數(shù)等因素決定。通過它們對XOH鍵中的電子云密度的影響來實現(xiàn)。當中心原子電負性大，半徑小，氧化數(shù)高時，則對與之

4、相連的O原子來說，爭奪電子的能力較強，可以有效的降低O原子的電子云密度，使得OH鍵變?nèi)?，容易釋放出質(zhì)子，表現(xiàn)出較強的酸性。,一般規(guī)律,同一周期從左到右，酸性增強 H4SiO4 H2SO3 , HNO3 HNO2,四、非金屬含氧酸鹽的某些性質(zhì),溶解性 熱穩(wěn)定性 氧化還原性,1、溶解性,絕大多數(shù)鉀，鈉，銨以及酸式鹽都溶于水 硝酸鹽，氯酸鹽都易溶于水，但SrSO4、 BaSO4、 PbSO4難溶于水， CaSO4、 Ag2SO4、 Hg2SO4微溶。 碳酸鹽，大多數(shù)都不溶于水， CaCO3 、 BaCO3 、 SrCO3 、 PbCO3 最難溶。 磷酸鹽，大多數(shù)不溶于水。,2、熱穩(wěn)定性,一般多原子

5、陰離子化合物不如二元化合物穩(wěn)定 熱分解通常是吸熱反應，加熱有利于熱分解。 正鹽比酸式鹽穩(wěn)定，酸式鹽比酸穩(wěn)定。在酸性介質(zhì)中，不少含氧酸鹽較易分解。 活潑金屬正鹽一般較穩(wěn)定 CaCO3 FeCO3 , NaNO3AgNO3,3、氧化還原性,通常最高價含氧酸鹽具有氧化性， KMnO4、 K2Cr2O7等 加熱時作氧化劑， KMnO4、 KClO3、 KNO3等。 2KNO3 ====2KNO2 + O2 介質(zhì)的影響。往往酸化的環(huán)境有利于增加氧化性。,常溫下SO2氣體通入BaCl2溶液至飽和，未見有沉淀產(chǎn)生，繼續(xù)通入另一種氣體X，則有沉淀產(chǎn)生。試列舉三種X氣體。 （1）寫出它們的分子式：、、。 （

6、2）用化學方程式表示生成沉淀的化學原理：,下圖是中學化學中常見的物質(zhì)間化學反應關系的圖示，其中A的焰色反應呈黃色，E、F為有刺激性氣味的氣體，G為強酸性溶液，H為既難溶于水、也難溶于稀酸的白色固體。,試回答：(1) 寫出化學式：A_________；B_________。 (2) 寫出下列反應的離子方程式： CE： ； DH： ； EFH2OG： 。,下圖中D為常見的固體單質(zhì)，E為無色有刺激性氣味的氣體，B、H、G為化合物，反應為我國工業(yè)生產(chǎn)B的主要反應之一。(圖中部分產(chǎn)物已略去)。請按要求填空：,(1) 寫出A物質(zhì)的化學

7、式______________。 (2) 反應中生成F氣體的電極反應式為：__________________。 (3) 反應的化學方程式為：___________________。當有12.0 g化合物H被氧化時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_________mol。 (4) 反應的離子方程式為：___________________________。,已知A是一種由短周期元素組成的鹽，H是引起溫室效應的主要氣體之一，Y是一種常見液體，E的相對分子質(zhì)量比D大16，L、K均為白色沉淀，且K光照后無變化。它們存在如下轉(zhuǎn)化關系（反應條件及部分產(chǎn)物已略去）：,(1) A的化學式是___________，Y的

8、電子式是__________。 (2) 反應的化學方程式是________________________。 (3) 反應的離子方程式是____________________ 。,金屬元素綜述,一、元素周期表中位置和原子結(jié)構(gòu),位置 原子結(jié)構(gòu) 金屬的晶體結(jié)構(gòu),1、位置,分布在元素周期表的左下方，比非金屬多，除零族和鹵族外其他各族都含有金屬元素 過渡元素都是金屬 金屬與非金屬無嚴格界限。周期表里金屬和非金屬交接處元素既有金屬性又有非金屬性。,2、原子結(jié)構(gòu),一般最外層電子數(shù)不超過4個， 第一、二主族：ns12,第三主族： ns12np1，過渡元素： （n1）d110ns12，錒系、鑭系n2）d11

9、4ns12 金屬元素原子半徑均比同周期非金屬原子半徑大。,3、晶體結(jié)構(gòu),金屬原子最外層電子數(shù)比較少，電離能比較低，原子半徑比較大，易失電子，彼此不能形成離子鍵和共價鍵。金屬晶體中金屬易失去價電子形成金屬陽離子，釋出的電子可在整個金屬晶體中自由移動。金屬離子和自由電子之間的強烈作用就是金屬鍵。金屬鍵強弱與其半徑大小、價電子數(shù)有關,二、金屬的性質(zhì),金屬通性 化學性質(zhì) 金屬元素在水溶液中的反應,1、金屬的通性,金屬晶體具有金屬光澤和顏色。原因：自由電子對可見光的選擇性吸收和反射。 具有良好的導電，傳熱性。原因：外加電場的作用下，自由電子定向移動導電；自由電子在運動時經(jīng)常和金屬離子碰撞傳遞能量，能量從

10、高溫部分傳到低溫部分。,良好的延展性。原因：金屬鍵沒有方向性，當受到外力作用，被拉成細絲或壓成薄片時，依然存在金屬鍵，而不至于斷裂。 金屬的熔點，硬度取決于金屬鍵的強弱。一般金屬元素原子價電子數(shù)越多，核電荷數(shù)越大，原子半徑小，金屬鍵越強，金屬熔點越高，硬度越大。,2、金屬的化學性質(zhì),判斷金屬活動性的一般規(guī)律 A、與水或酸的反應越劇烈，金屬越活潑 B、對應的氫氧化物堿性越強，金屬越活潑 C、一種金屬能從另一種金屬的鹽溶液中將其置換出來，則該金屬活潑性強與另一種 D、兩種金屬能構(gòu)成原電池，一般作負極的金屬比正極的金屬活潑。 E、電解時，陰極首先放電的金屬離子對應活潑性強,金屬活動性順序表的應用 1

11、、判斷金屬還原性和離子與氧化性強弱。順序表中從左到右金屬的還原性依次減弱；金屬陽離子得電子能力從左到右依次增強，氧化性增強。 2、判斷和氧氣反應得難易?；顫娊饘貹，Ca，Na等在常溫下和空氣中氧氣化合生成氧化物，燃燒時能生成過氧化物或超氧化物；Mg，Al，Zn常溫下能與氧氣反應，Mg在空氣中能點燃， Al，Zn需在氧氣中反應；Fe，Cu等金屬在潮濕得空氣里能發(fā)生電化學腐蝕。Ag，Pt，Au即使在氧氣中加熱也不反應。,3、判斷與水反應得難易 K，Ca，Na能和冷水劇烈反應放出氫氣；Mg和Al與熱水反應；Zn-Pb之間得金屬只在高溫下和水蒸氣反應，生成金屬氧化物和氫氣；排在氫以后得金屬不和水發(fā)生

12、置換反應。 4、判斷金屬和非氧化性酸和鹽溶液能否發(fā)生置換反應。 5、判斷形成原電池的正負極，活潑性強的金屬做負極。 6、判斷鹽溶液的電解產(chǎn)物。惰性電極上活潑性弱的金屬先放電。,7、幫助識記金屬氫氧化物的熱穩(wěn)定性和硝酸鹽碳酸鹽的穩(wěn)定性。,3、金屬元素在水溶液中的反應,金屬離子沉淀 1、氫氧化物的沉淀：堿金屬氫氧化物易溶，Ba（OH）2可溶， Ca（OH）2， Sr（OH）2微溶，其它均難溶。Fe3在pH=3時開始轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3。 有些金屬氫氧化物不穩(wěn)定，在溶液中分解 Hg22OHHgOH2O 2Ag2OHAg2OH2O,有些氫氧化物生成后立即被空氣中的氧氣氧化。 4Fe(OH)22H2O

13、O 2 4Fe(OH)3 有些具有兩性，能溶于過量強堿溶液。 Al(OH)3、 Cr(OH)3、 Zn(OH)2、 Cd(OH)2、 Sn(OH)2、 Sn(OH)4、 Pb(OH)2。 2、硫化物沉淀 一般堿金屬硫化物可溶，由于水解顯堿性。Al3、 Cr3、 Fe3硫化物雙水解產(chǎn)生氫氧化物沉淀和H2S。其余硫化物均不溶于水，F(xiàn)eS、 MnS、 ZnS能溶于稀酸，所以在弱堿性條件下才能生成。,而CuS、 CdS、 HgS 、Ag2S不溶于稀酸但是能溶于氧化性酸。,三、金屬的存在和冶煉,金屬在自然界中的存在 金屬的冶煉,1、金屬在自然界中的存在,活潑金屬以化合態(tài)存在，常以氯化物，碳酸鹽，磷酸鹽，

14、硫酸鹽存在：石膏（CaSO4 2H2O）、光鹵石（KCl MgCl2 6H2O）、菱鎂礦（MgCO3）、芒硝（Na2SO4 10H2O）等。少數(shù)既不活潑金屬以游離態(tài)存在：Au、Pt,,,,,2、金屬的冶煉,冶煉過程的實質(zhì)： MnneM 1、高溫還原法 ZnOCZnCO Fe2O33CO2Fe3CO2 WO33H2W3H2O Cr2O32Al2CrAl2O3 TiCl44NaTi4NaCl,高溫,高溫,高溫,高溫,高溫,2、電解法：對于活潑金屬，活動性順序排在鋁之前的金屬，不能用一般還原劑還原出來，通常電解熔融化合物 2NaCl2NaCl2 2Al2O34Al3O2 3、熱分解：活潑性弱的金屬氧

15、化物受熱易分解 2HgO2HgO2 2Ag2O4AgO2,電解,電解,,,無機化學反應的一般規(guī)律,一、常見化學反應規(guī)律,1、酸堿反應,近代酸堿理論,2、沉淀反應,沉淀反應是復分解反應的一種重要類型?？匆唤M化學事實： 1、將硫化鈉溶液的入氯化亞鐵溶液， 2、將硫化氫氣體通入氯化亞鐵溶液， 3、將硫化氫氣體通入硫酸銅溶液， 4、黃色AgI加入氯化鈉溶液， 5、白色AgCl加入碘化鈉溶液， 6、向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化碳，,3、置換反應,置換反應中既有單質(zhì)參加，又有單質(zhì)生成 1、金屬置換非金屬 2、金屬置換金屬 3、非金屬置換金屬 4、非金屬置換非金屬,A、B、C是三種短周期元素的單質(zhì)，甲、乙是

16、兩種常見的化合物。這些化合物和單質(zhì)之間存在如下圖所示的關系。據(jù)此判斷：,(1) 在甲、乙兩種化合物中，不含有組成A元素的化合物是________，不含組成B元素的化合物是________（用“甲”、“乙”填寫）。 (2) 單質(zhì)A是______ _______（填“金屬”、“非金屬”或“既可以是金屬又可以是非金屬”）。,(3) 單質(zhì)A、B可能同時是同主族非金嗎？ ，若可能，寫出符合反應“單質(zhì)A化合物甲單質(zhì)B化合物乙”的化學方程式： ； (4) 單質(zhì)A、B可能同時是同周期非金嗎？ ，若可能，寫出符合反應“單質(zhì)A化合物甲單質(zhì)B化合物乙”的化學方

17、程式： ； (5) 單質(zhì)A是金屬、單質(zhì)B是非金屬，可能嗎？ ，若可能，寫出符合反應“單質(zhì)A化合物甲單質(zhì)B化合物乙”的化學方程式： 。,4、同元素間的氧化還原反應,同種元素相鄰價態(tài)不發(fā)生氧化還原反應（硫酸不與SO2反應），相隔的價態(tài)之間可能反應。 同種元素高價和低價之間氧化還原反應，產(chǎn)物價態(tài)介于高、低價之間，化合價不交叉。(H2SO4+H2S) 同種價態(tài)元素發(fā)生氧化還原反應時，化合價必有升降，稱歧化反應。(Cl2+OH-),5、分解反應,金屬氫氧化物：金屬性越強越不易分解，反之易分解成金屬氧化物和水。,二、化學

18、反應的動力,1、能量降低,絕大多數(shù)的放熱反應都可以自發(fā)進行，而且放熱越多，能量降低越多，產(chǎn)物也就越穩(wěn)定，反應越完全，化學反應都趨向于最低能量狀態(tài)傾向。例如4價的Sn，和2價的Pb穩(wěn)定，2價的Sn具有較強的還原性，4價的Pb具有較強的氧化性。也可以解釋自然界，Sn主要以錫礦石（SnO2）存在，Pb主要以方鉛石（PbS）存在,吸熱反應，經(jīng)常在溫度升高后可自發(fā)進行，其中還有最大混亂度的傾向。NH4HCO3的分解產(chǎn)物均是無序的氣體分子，混亂度大于有序排列的NH4HCO3的晶體，可以認為混亂度增大是此反應的動力。,2、氧化性、還原性減弱,氧化劑還原劑氧化產(chǎn)物還原劑,3、離子濃度減少,非氧化還原反應常常伴

19、隨沉淀、氣體、或弱電解質(zhì)的生成 CaCl2+Na2CO3 ====CaCO3 + 2NaCl HCl+Na2CO3 ====CO2 + 2NaCl+H2O NaF+HCl ====HF + NaCl FeCl3+KSCN ====Fe(SCN)Cl2 + KCl,,,例1、某主族元素R的單質(zhì)可被稀硝酸氧化為R 3+，R 3+最外層有兩個電子，在堿性條件下，R 3+可被Cl2氧化成帶一個單位負電荷的含氧酸根陰離子，該陰離子在酸性條件下能將Mn 2+氧化成MnO4 -， 同時本身又被還原為R 3+。試寫出有關反應的離子方程式(不必確定R為何元素)： (1)_____________________

20、__________________； (2)_______________________________________； (3)________________________________________。,例2、A、B、C均為單質(zhì)，B與C反應后的產(chǎn)物溶于水得到無色溶液E。B、F、D、E的水溶液均呈酸性，E能作還原劑，但其濃溶液不能被濃硫酸氧化，A、B、C之間的其它反應如下圖所示： 寫出各物質(zhì)的化學式。,例3、X、Y、Z為三個不同短周期非金屬元素的單質(zhì)。在一定條件下有如下反應：Y+XA(氣)， Y+ZB(氣)。 請針對以下兩種不同情況回答： （1）若常溫下X、Y、Z均為氣體，且A和B

21、化合生成固體C時有白煙產(chǎn)生，則： Y的化學式是 ； 生成固體C的化學方程式是 。 （2）若常溫下Y為固體，X、Z為氣體，A在空氣中充分燃燒可生成B，則： B的化學式是 ； 向苛性鈉溶液中通入過量的A，所發(fā)生反應的離子方程式是 ； 將Y與（1）中某單質(zhì)的水溶液充分反應可生成兩種強酸，該反應的化學方程式是 。,例4、汞單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究上有廣泛的用途，汞唯一重要的礦源是朱砂（HgS）。朱砂煉汞的反應之一為： HgS+O2 Hg+SO2 請回答下列問題： （1）HgS與O2的反應中，氧化劑是 ，每生成1molHg

22、轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的是為 mol。 （2）電解某汞的硝酸鹽溶液，當陰極消耗a mol金屬陽離子時，可獲得2a mol金屬單質(zhì)， 同時陽極可得0.5a mol的氣體產(chǎn)物。則該氣體產(chǎn)物是 （填化學式），由此可推斷得知該鹽的化學式是 。其陽極上的電極反應式是 。,下圖是元素R的單質(zhì)及其重要化合物在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的關系圖(生成物中不含該元素的物質(zhì)均已略去)。 已知F可用作化肥，也可用來制炸藥；G可用于作防腐劑或建筑工程上的抗凍劑。據(jù)此回答以下問題：,,(1)單質(zhì)A必定是______(填“金屬”或“非金屬”)，理由是_____________。 (2)寫出反應的化學方程式_______

23、_________。 并指出該反應在現(xiàn)代化學工業(yè)上的實際意義__________。 (3)物質(zhì)B的分子空間構(gòu)型為__________________。 (4)已知反應是氧化還原反應，其氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為______。 (5)寫出反應的離子方程式______________________________________。,例5、有下圖所示的反應關系：A是中學化學中常見的無機物，A、B、C中含有同一種元素R，不含R的產(chǎn)物已經(jīng)略去。 (1)若A與NaOH反應，既可生成B，也可生成C，還可生成B+C，寫出符合上述反應關系的A的四種物質(zhì)的分子式 。,,(2)若A與NaOH無論以何種比例

24、反應，其產(chǎn)物均是B+C，則A的分子式可能是 （ ）,例6、X、Y、Z、W四種元素，都位于元素周期中的短周期中，且原子序數(shù)X

25、個Y原子，A和E中含有一個相同的原子團(或官能團)，E、F的分子式相同。請寫出E和F的結(jié)構(gòu)簡式：,例7、有x、y、z三種單質(zhì)，常溫下x 是固體，y是液體，z是氣體，B是無色溶液，其反應關系如下： 根據(jù)反應推斷有關物質(zhì)的分子式或化學式。,,A、B、C、D、E、F、G七種常見物質(zhì)，它們滿足下圖的轉(zhuǎn)化關系：,,A、B、C、D、E、F、G都不是氧化物 D、G是鈉鹽A、B、C、D含同一種元素A、E、F、G含同一種元素，且F為單質(zhì)，E在常溫下為氣體請回答（1）寫出A、F的化學式：A 、F （2）寫出下列反應的離子方程式：DC C+DB,例8、加熱由二價金屬A和另一種元素的單質(zhì)B

26、的混和物，得到一種化合物C。將C溶于過量的鹽酸，生成A的氯化物D和氣態(tài)混合物E(E對空氣的相對密度為1.160)；氣體混和物E在空氣中自燃，產(chǎn)物是B的氧化物和水。向含1.110克D的溶液中加入過量的Na2CO3溶液，析出沉淀F，焙燃F，得到能使澄清石灰水變渾濁的氣體0.2240升(標準狀況)。 (1)計算A的原子量 (2)推斷A、B、C、D各是什么物質(zhì) ?,例9、某廢水處理站用甲醇處理含氨34毫克/升的廢水，其反應原理如下: 在處理過程中，NH3轉(zhuǎn)化為NO3-可達95%，而NO3-轉(zhuǎn)化為N2可達到86%，如果每天處理500噸的廢水，計算每天需要甲醇的質(zhì)量(公斤)和每天放出N2的物質(zhì)的量(摩

27、)。,,例10、有常見A、B、C三種短周期元素，它們的原子序數(shù)逐漸增大，B元素原子最外層電子數(shù)是C元素原子最外層電子數(shù)的一半，A元素最外層電子數(shù)比B多一個。甲、乙、丙是3種含氧酸的鈉鹽，甲中含B元素，乙中含C元素，丙中含A元素，甲、丙溶液pH7，乙溶液pH<7；丁為氣體，戊為淡黃色固體。甲、乙、丙、丁、戊、己六種物質(zhì)之間的相互反應關系如下圖：,,已知：（1）甲和乙的組成元素相同，均是由兩種常見元素的原子以最簡整數(shù)比構(gòu)成的化合物，其相對分子質(zhì)量分別為124、180。（2）C、D、H、I、J常溫下為氣體，H、I、J為單質(zhì)，D是一種紅棕色氣體。（3）反應為制備理想的綠色水處理劑Na2FeO4（高鐵酸

28、鈉）的一種方法。（圖中部分生成物沒有列出。）,,請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?寫出C的電子式 。 寫出反應的化學方程式 。 反應的離子方程式 。 甲和乙的化學式分別為 、 ，若A中組成元素的物質(zhì)的量之比為49，則乙在A中的物質(zhì)的量分數(shù)為 。,物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關系如下圖所示，A可作為工業(yè)生產(chǎn)J的原料，B、C、H、I為非金屬單質(zhì)，X的水溶液為一種常見的醫(yī)用消毒液，F(xiàn)為常見的紅棕色防銹油漆顏料的主要成分，O是常見氮肥，且反應中L與M的物質(zhì)的量之比為12，A、E、J、N中含有同一種元素。,,回答下列問題： X的化學式為 ，O的結(jié)構(gòu)簡式為 。 考慮到綜合經(jīng)濟效益，工業(yè)生產(chǎn)M時，可采取的措施有 （填序號）。 a使用催化劑 b適當降低溫度 c選擇合適的溫度 d適度增大壓強 e及時分離出產(chǎn)物 f對原料進行循環(huán)利用 g充分利用反應本身放出的熱量 h工廠地址盡可能選擇在交通發(fā)達的城市 j工廠地址可選擇在盛產(chǎn)天然氣的地區(qū) 設備的名稱 。工業(yè)生產(chǎn)中為了節(jié)約資源、降低成本和保護環(huán)境，常常對某些物質(zhì)進行循環(huán)利用。上述轉(zhuǎn)化關系中能達到該目的的是 （填序號）。 現(xiàn)有1molA參加反應，假設各步均完全反應，生成N的質(zhì)量為1165g，生成K的質(zhì)量為224g，則反應化學反應方程式為 。,