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1、非金属元素及其重要化合物性质一、碳、硅元素的单质及重要化合物的主要性质、制法及应用的比较1碳单质：（1）物理性质：碳元素形成的同素异形体由于碳原子的排列方式不同，导致物理性质有较大的差别。（见表 182）（2）化学性质：C + O2 CO22C + O2 2CO C+4HNO3（浓） CO2+ 4NO2+ 2H2O C + 2CuO 2Cu + CO2 C + CO2 2CO 2C + SiO2 Si + 2CO 2碳的氧化物（CO 、CO2）性质的比较： （表 183）氧化物一氧化碳二氧化碳物理性质无色无味气体、有毒、难溶于水，能与人体中血红蛋白迅速结合，是一种严重的大气污染物无色略带酸味气
2、体，无毒，能溶于水，固态时俗称“干冰”。 是产生温室效应的气体之一。化学性质1 可燃性2 还原性：（CuO 、Fe2O3、H2O反应）3 不成盐氧化物1 不能燃烧2 与 C 、Mg等反应，表现氧化性3 酸性氧化物（与碱反应）实验室制法HCOOH CO + H2O CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃后在火焰上分别罩上干燥的烧杯和沾有澄清石灰水的烧杯使澄清石灰水变浑浊用途燃料、化工原料化工原料、灭火等相互转化C + CO2 2CO （高温） 2CO + O2 2CO2（点燃）2二氧化硅与二氧化碳的对比：物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO
3、2CO2晶体类型原子晶体分子晶体物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2 + H2O H2CO3与酸反应SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O 不反应与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3与盐反应SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2+ H2O = CaCO3 + 2HClO CO2
4、+ Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3 与 碱 性 氧 化物反应SiO2 + CaO CaSiO3CO2 + Na2O Na2CO33硅、硅酸及硅酸盐: （1）硅：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。 导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。化学性质：常温Si + 2F2 = SiF4；Si + 4HF = SiF4 + 2H2；Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2加热： Si + O2 SiO2； Si + 2Cl2 SiCl4；Si + 2H2 SiH4。自然界中无游离态的硅工业上用焦炭在电
5、炉中还原二氧化硅制取粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO （2）硅酸（ H2SiO3或原硅酸 H4SiO4） ：难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱。（3）硅酸钠：溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。能与酸性较强的酸反应：Na2SiO3 + 2HCl H2SiO3(白)+ 2NaCl ；Na2SiO3 + CO2 + H2O H2SiO3+ Na2CO34水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐产品的主要化学成分、生产原料及其用途硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下硅酸盐产品水泥玻璃原料石灰石、
6、黏土纯碱、石灰石、石英点燃点燃高温高温浓硫酸高温高温高温反应原理发生复杂的物理化学变化（不作要求）SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2主要设备水泥回转窑玻璃窑主要成分3CaO SiO2、2CaO SiO2、3CaO Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反应条件高温高温陶瓷生产的一般过程：混合成型干燥烧结冷却陶瓷，随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等相继被生产出来。5、常见的无机非金属材料、金属材料与复合材料的比较材料无机非金属材料金属材料复合材料
7、涵义以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品金属及其合金两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而而制成主要成分各种硅酸盐的混合物各种金属及硅等少量非金属由基体（黏结作用）和增强体（骨架作用）组成特性抗腐蚀、耐高温、硬度大耐磨损，新型无机非金属材料还具有电学、光学特性、生物功能等强度高、坚韧塑性好、 易于成型、有良好的延展性、 导电性、 导热性，合金抗腐蚀性强耐酸碱、化学稳定性好、密度小、强度高、韧性好、耐高温、导电导热热性能好；性能保持原材料特点又优于原材料品种示例玻璃、水泥、各种陶瓷（粘土质陶瓷、高温结构陶瓷、 生物陶瓷、压电陶瓷等）、光导纤维黑色金属材料（铁、铬、锰及它们的合金）：钢铁；
8、有色金属材料（铁、铬、锰以外的金属及合金） ：金、银、铜及合金生产生活中的复合材料（玻璃钢：玻璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤维：碳纤维增强树脂基复合材料）；航空航天中的复合材料（飞机、火箭：纤维增强金属基复合材料；航天飞机：纤维增强陶瓷基复合材料）6 、碳的氧化物对大气的污染1二氧化碳：随着工业化程度的提高以及世界范围内人工采伐林木量的增加，森林面积锐减，大气中的二氧化碳浓度逐渐增加。由于二氧化碳对从地表射向太空的长波特别是红外辐射有强烈的吸收作用，从而部分阻碍了地球向太空辐射能量。这就会使地球表面温度升高、两极冰川融化、海平面上升，人们把这种二氧化碳所产生的效应称为温室效应。为了减缓大气中二
9、氧化碳浓度的增加，要控制工业上二氧化碳的排放量并大量植树造林。2一氧化碳：人们常说的煤气中毒就是一氧化碳导致的，它是一种无色无味难溶于水的气体，极易与人体内的血红蛋白结合从而使人缺氧窒息死亡。它是水煤气的成分之一，含碳燃料的不充分燃烧会产生一氧化碳。是一种严重的大气污染物。二、氯及其重要化合物氯气的性质及用途 1、物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2、化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如： 2Na Cl22NaCl（产生白烟） CuCl2CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl22F
10、eCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应如： H2Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）可用于工业制盐酸H2Cl22HCl（会发生爆炸）不可用于工业制盐酸2P3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）磷在氯气中燃烧产生大量白色烟雾（3）与水反应： Cl2H2O = HCl HClO （4）与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O （用于除去多余的氯气） 2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O （用于制漂粉精）Ca(ClO)2CO2H2O =
11、CaCO3 2HClO（漂粉精的漂白原理）注意：若CO2过量则生成Ca(HCO3)2若向 Ca(ClO)2溶液中通入 SO2气体 , 不能生成 CaSO3 ，因能被 HClO氧化。（5）与某些还原性物质反应如： 2FeCl2Cl2 = 2FeCl3 2KI Cl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉 -KI 试纸变蓝色，用于氯气的检验）高温高温SO2X22H2O = 2HCl + H2SO4（XCl 、Br、I ）3、氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液-氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸 ) ，大部分是以 Cl2分子状态存在于水
12、中。注意： （1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO 、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯水则几乎是稀盐酸一元弱酸，比H2CO3弱 光 （2）HClO的基本性质不稳定， 2HClO = 2HCl + O2强氧化性；漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色，故氯水可用作自来水消毒。（3）几种漂白剂的比较漂白剂HClO Na2O2（H2O2）SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定4、氯气的制法（1）实验室制法药品及原理： MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O +
13、Cl2强调： MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。收集方法：向上排空气法（或排和食盐水法） 净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥尾气处理：用碱液吸收（2）氯气的工业制法： （氯碱工业） 通 电2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2氯化氢的性质和实验室制法1、物理性质 : 无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。 2、盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性) 3、氯化氢的实验室制法(1) 药品及反应原理 : NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl ( 不加热或微热 ) NaHSO4 + N
14、aCl Na2SO4 + HCl ( 加热到 500o C600o C) 总式 : 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl (2) 装置 : 与制氯气的装置相似 (3)收集方法 : 向上排空气法 (4)检验方法 : 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨 水靠近是否有白烟产生 (5)尾气处理 : 用水吸收 ( 倒扣漏斗 ) 卤族元素 1、卤素及化合物的性质比较: 氟氯溴碘单质物理 性质状态气气（易液化）液（易挥发）固（易升华）熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度密度逐渐增大X2与 H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2
15、与 H2O化 合反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXO 程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有 -1 价有-1 、+1、+3、+5、+7 等含氧酸化学式无含氧酸有 HXO 、HXO2、HXO3、HXO4等强弱程度同一价态的酸性依次减弱卤化银颜色AgF（白）AgCl（白）AgBr（淡黄）AgI（黄）水溶性易溶均难溶，且溶解度依次减小感光性难分解见光均易分解，且感光性逐渐增强2、卤素元素的有关特性：（1）F2遇水发生置换反应，生成HF并放出 O2。 （2）HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O ；HF 由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。（3）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。（5）AgX中只有 AgF溶于水，且不具有感光性；CaX2中只有 CaF2难溶。3、卤素间的置换反应及X-离子的检验：（1）Cl2 + 2Br- = Br 2 + 2Cl- Cl2 + 2I- = I 2 + 2Cl- Br2 + 2I- = I 2 + 2Br- 结论：氧化性： Cl2 Br2 I2； 还原性： I- Br- Cl-（2）溴和碘在不同溶剂中所生
