1、12常见的非金属元素在中学教材中占有很大的比重。近几年的高考化学的元素推断题基本上都落在这个考点上,这主要与非金属元素化合价多,物质种类多,命题空间较大有关,与该考点的化学知识在生活实践中具有广泛的应用也有一定的关系。在考试大纲中主要涵盖以下几项要求:1了解元素核外电子排布的周期性与元素性质递变关系,掌握典型非金属元素在周期表中的位置及其性质的关系。2了解常见非金属元素(Cl、Br、I、F、H、O、S、N、P、C、Si)的单质及其化合物。3一、元素化合物的复习方法 1把握三者的关系落实存在、性质、制备、用途四要点。(1)从位置出发,以Cs为例。位置:第六周期,A族结构特点:最外层只有一个电子,
2、原子半径大比Na、K更活泼的金属元素,具有强的金属性应隔绝空气保存;与水反应剧烈,可能发生爆炸;与氧气迅速反应,主要产物肯定不是Cs2O。4(2)从结构出发:已知某元素原子有六个电子层,最外层2个电子最外层电子数少,电子层数多,应是活泼金属,金属性大于钙与水剧烈反应;氢氧化物是可溶性强碱;碳酸盐、硫酸盐均不溶于水。(3)从性质出发:某单质能从水中置换出O2。非金属性大于氧,应为最活泼的非金属元素F在周期表的右上角,第二周期A族可与绝大多数金属、非金属甚至某些稀有气体直接反应;化合价只有-1和0价;几乎无法用氧化剂将F-氧化成F2。562总结规律、串联比较,使知识系统化、网络化归纳思维过程:位置
3、最外层电子数成键情况实际价态化学式即:位置结构性质3以结构为主线,以元素周期律为指导,联系类型、掌握递变7二、非金属元素在周期表中的位置和结构 122种非金属元素,有6种是稀有气体;除H外均处于周期表右上方;除第一周期和第七周期外,每周期非金属元素数目=8-周期序数。2除H、He、B外,最外层电子数4;且原子半径比同周期的金属元素小(稀有气体除外)。81常温下状态:气态:H2、N2、O2、F2、Cl2(稀有气体除外);液态:Br2;其余为固态。2晶体类型:原子晶体:B、C、Si;分子晶体:除B、C、Si外的其他(常见)非金属单质。3溶解性:除F2与水发生置换反应,Cl2、Br2在水中发生自身氧
4、化还原反应(部分)外,可以说非金属单质均难溶于水。三、非金属单质的物理性质 9结论:非金属元素的非金属性越强,其非金属单质的氧化性就越强,就越易与氢气反应;生成的气态氢化物也就越稳定。四、非金属单质的化学性质 1氧化性(1)与氢气反应 总结:10(2)与金属反应 11结论:非金属单质与变价金属反应,若非金属单质的氧化性较强(如O2、Cl2、Br2等),则金属被氧化成高价态化合物;若非金属单质的氧化性较弱(如I2、S等),则金属被氧化成低价态化合物。12通常,非金属单质可以与O2或X2(X代表卤族元素)反应,生成相应的氧化物或卤化物。O2作氧化剂,除X2外的非金属单质均可被直接氧化;X2作氧化剂
5、,许多非金属单质也可被氧化,较熟悉情况为H2、P等。原则:非金属性强的氧化非金属性弱的。(3)非金属单质间的反应 13(4)非金属间的置换 Cl2+2Br-2Cl-+Br2 或 Br2+2I-2Br-+I2O2+2H2S 2H2O+2S即:元素同周期,右边的置换左边的;元素同主族,上面的置换下面的。写化学方程式:Cl2+Br-(I-)或Br2+I-:;O2+H2S:;C+SiO2:。高温2C+SiO2 Si+2CO14 F2+H2O:;Cl2+H2S:;CH4+O2(不完全燃烧):O2+HI:;Br2+H2S:;I2+H2S:。2F2+2H2O 4HF+O2Cl2+H2S 2HCl+SCH4+
6、O2 C+2H2OO2+4HI 2H2O+2I2Br2+H2S 2HBr+SI2+H2S 2HI+S15五、(非金属)气态氢化物 1物理性质:一般都是无色气体;除CH4、SiH4外,均为极性分子,都有刺激性气味;HX、NH3易溶于水,H2S可溶,其余一般不溶。2水溶液酸碱性:A、A族元素的气态氢化物的水溶液一般为挥发性酸(HCl、HBr、HI为强酸,其余为弱酸);NH3水溶液碱性,其余不溶,可视为中性。3还原性:非金属元素的非金属性越强,其气态氢化物的还原性越弱;非金属元素的非金属性越弱,其气态氢化物的还原性越强。16六、非金属元素的含氧酸 主族周期AAAAA2H3BO3H2CO3HNO3HN
7、O23H2SiO3H4SiO4H3PO4H3PO3(二元酸)H2SO4H2SO3HClO4HClO3HClO2HClO4H3AsO4H2SeO4HBrO4(1)常见的含氧酸17(2)酸性强弱递变规律 同主族由上至下同价态的含氧酸酸性逐渐减弱;同周期由左到右酸性逐渐增强;同种元素中,高价态酸的酸性一般大于低价态酸的酸性(3)氧化性酸与还原性酸常见的强氧化性酸有:HNO3、浓H2SO4、HClO等。常见的还原性酸有:H2SO3、H3PO3、H2S、HI等。HNO2既有氧化性,又有还原性,但以氧化性为主。18(4)某些酸的特殊性质浓H2SO4:吸水性作干燥剂;脱水性使晶体脱结晶水,使有机物碳化。HC
8、lO:漂白作用。漂白原理与Na2O2同,是利用强氧化性破坏有色物质。H2SO3:漂白作用。与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质,加热后恢复原色。HF:与SiO2反应。SiO2+4HF SiF4+2H2O19七、非金属元素的化学性质(注意反应条件、现象、生成物的聚集状态)2021222324八、常见非金属单质的制取方法 1电解法电解水溶液:如 2NaCl+2H2O2 NaOH+Cl2+H2电解熔融物:如2KHF2 F2+H2+2KF2分解法:如 2KClO3 2KCl+3O2CH4 C+2H22H2O2 2H2O+O2MnO2水解水解253置换法:如 Cl2+2NaBr 2NaCl+Br22H
9、2S+O2(不足)2H2O+2S4氧化法:如 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O2NaBr+2H2SO4+MnO2 Na2SO4+MnSO4+Br2+2H2O2H2S+SO2 3S+2H2O5还原法:C+H2O CO+H22C+SiO2 Si+2CO26【例1】已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应,前者大。下面是有关天然气的几种叙述:天然气与煤、石油相比是较清洁的能源;等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大;燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是()AB只有C和D只有一、关注环境、环保,联系生活实际 27【
10、解析】大气中的CH4和CO2为红外线吸收体,它们吸收太阳和地球的长波辐射,并将其中一部分反射回地球。因此,大气中CH4和CO2浓度增加,则阳光被吸收得多,反射到太空的部分减少,地表温度将上升。天然气燃烧产物为CO2和水,而煤和石油燃烧产物会造成污染。对等质量的CH4和CO2,CH4的物质的量比CO2多,由题意知等质量的CH4和CO2产生的温室效应CH4大,但CO2不是形成酸雨的物质。答案:C28【变式练习1】在化学课上,围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究:将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激
11、性气味的气体。请回答:(1)生成的黑色(单质)物质是 (填化学式)。(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是 (填化学式),这种黑色物质继续与浓硫酸作用,产生两种气体的化学方程式为 。C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2OCSO229(3)蔗糖与浓硫酸反应的实验现象说明浓硫酸具有 (填序号)。A酸性B吸水性C脱水性D强氧化性(4)将(2)产生的刺激性气味气体通入品红溶液,可以看到品红溶液 ,说明这种气体具有 性;将(2)中产生的刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸,请写出该反应的化学
12、方程式。(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?(填“能”或“不能”),若不能请填写两种能鉴别的试剂(答案只要正确就可)CD褪色漂白SO2+H2O H2SO3不能品红溶液、酸性高锰酸钾溶液30【例2】某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-,为鉴别这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:测得混合液呈碱性;加HCl后,生成无色无味气体,该气体能使澄清石灰水溶液变浑浊;加CCl4后,滴加少量氯水,振荡后,CCl4层未变色;加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加入足量盐酸,沉淀不能完全溶解;加HNO3酸化后,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀
13、。二、关注元素的性质 31(1)分析上述5个实验,写出每一步实验鉴定离子的结论与理由。实验_;实验_;实验_;实验_;实验_。(2)上述5个实验不能确定是否存在的离子 _。32答案:(1)CO32-和SO32-可能存在,因为它们水解显碱性CO32-肯定存在,因产生的气体是CO2;SO32-不存在,因为没有刺激性气味的气体产生Br-、I-不存在,因为没有溴和碘的颜色出现SO42-存在,因为BaSO4不溶于盐酸不能确定Cl-存在,因SO42-与Ag+生成白色沉淀不溶于HNO3(2)NO3-、Cl-33【变式练习2】将按等物质的量的SO2和Cl2混合后的气体溶解于适量的蒸馏水中,再滴入含有品红和Ba
14、(NO3)2的混合溶液,则发生的实验现象是()红色溶液很快褪色 红色溶液不褪色有白色沉淀生成 溶液仍然透明A BC D答案:C34三、关注常见物质的特殊性质【例3】用NA表示阿伏加德罗常数,则下列说法中正确的是()A铁、铜和稀硫酸构成原电池,当转移NA个电子时,产生的气体体积为11.2 LB在标准状况下,22.4 L HF所含分子数为NAC在标准状况下,22.4 L SO3所含分子数为NAD53 g Na2CO3固体含有的离子数为1.5NA【解析】HF、SO3在感觉上都是气态的物质,但实际上在标准状况下(0),HF为液态,SO3为晶体。答案:D35【变式练习3】从下列事实所得出的相应结论正确的是()A.B C D全部实验事实结论Cl2的水溶液可以导电Cl2是电解质将CO2通入到Na2SiO3溶液中产生白色浑浊酸性:H2CO3H2SiO3NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合产生白色沉淀Al(OH)3常温下白磷可自燃而氮气须在放电时才与氧气反应非金属性:PN某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝酸性:HCO3-该溶液一定有NHB