非金属元素概论

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1、非金属元素概论1一、非金属元素在周期表中的位置和结构特点 1非金属元素的结构特点？1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。二、非金属单质的物理性质归纳：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。晶体类型：原子晶体B、C、Si；分子晶体：除 B、C 、Si 外的其它（常见）非金属单质。溶解性：除F2与水发生置换反应， Cl2、Br2在水中发生自身氧 化还原反应（部分）外，可以说非金属单质均难溶于水。例1 有 A、B、C、D四种短周期元素，已知A原子最外层电子数比电子层数少，常温、常 压下， B2、C2、D2均为无

2、色双原子气体分子。这四种元素的单质和化合物之间在一定条件下存 在如下反应：（1）2A+C2=2AC （3）3B2+D2=2DB3（2）3A+D2=A3D2（4）2B2+C2=2B2C 请填空：（1）电子式： AC_ ，B2C_ ，DB3_。（2）DB3分子的空间构型 _，是_（填极性或非极性）分子。（3）A3D2溶于 B2C中，发生复分解反应的化学方程式是_。分析：由 A原子最外层电子数比电子层数少A可能为 Li 或 Mg ；常温、常压下，B2、C2、D2均为无色双原子气体分子它们可能是H2、N2、O2（五种气体中， F2、Cl2分别为浅黄绿色和黄绿色气体），再结合给定条件判断BH；CO ；D

3、N；AMg 。所以，相应化合物：ACMgO ；B2CH2O ；DB3NH3；A3D2Mg3N2。三、非金属单质的制备（一）实验室制备1还原法- 用还原剂还原的方法来制备，如H2：Zn+2H+Zn2+H22氧化法- 用氧化剂氧化非金属阴离子的方法来制备（包括用同一种非金属元素的高价态氧化该元 素的低价态来制备单质。），如：Cl2、Br2、I2、（N2）等。MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O （或用KMnO4、KClO3等做氧化剂； Br2可类似制备）Cl2+2X-（Br-、I-）X2+2Cl-3加热分解法在加热条件下使某些化合物发生分解反应以制备单质，如：O2也可通过其他分解反应来制

4、备O2：2Na2O2+2H2O 4NaOH+O24分离法将空气通过NaOH 溶液、浓硫酸、灼热的铜网后，可得较纯净的 N2气体。例2根据下图实验，填空和回答问题（1）烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式为：_ 装置（）的烧杯中冷水的作用是：_ 装置（）的烧杯中液体的作用是：_ （2）进行此实验时，烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互 紧靠，这是因为 _。（3）装置（）的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其理由_。在（）中，浓硫酸、二氧化锰和溴化钠发生反应生成溴单质。然后在（）中冷却成液态。故（）是用来吸收尾气中的溴化氢气体的。由于溴蒸气的强腐蚀性，在实验过程中应避免

5、与橡胶接触。答案：（1）MnO2+H2SO4+2NaBr 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2冷凝：吸收未冷凝的气体。（2）溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管。（3）当气体被吸收时，液体上升到漏斗中。由于漏斗的容积较大，导致烧杯中液面明显下 降，使漏斗口脱离液面，漏斗中液体又流回到烧杯中，从而防止了倒吸。 此反应中浓硫酸的作用？可否用浓硫酸与溴化钠反应来制取溴化氢气体，为什么？回答：此反应中，浓硫酸首先与溴化钠反应生成溴化氢，然后，溴化氢再与二氧化锰反应制 取溴单质。尽管浓硫酸具有强氧化性，过程中会把部分溴化氢氧化生成溴单质，但由于最终目 的是制单质溴，故无影响。但制溴化氢就不同了，因要求最终

6、产物是溴化氢，而浓硫酸会把部 分溴化氢氧化生成溴，故此法不可用。 （二）非金属单质的工业制法归纳总结如下：1电解法- 用于将还原性较弱的非金属阴离子氧化成单质。2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH2还原剂还原法- 在高温下，用还原剂将非金属元素的高价态还原成零价。如H2、Si 的制备。C+H2O CO+H22C+SiO2Si+2CO 3氧化剂氧化法- 用氧化剂将非金属阴离子氧化成非金属单质。如从海水中提取溴、碘。4分离法- 用物理方法从混合物中分离所需要的单质。如将空气液化后气化，分离出N2、O2。非金属元素概论2一、非金属单质的化学性质1氧化性（1）与氢气反应结论：非金属元素的非金属

7、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。 工业上用什么方法来制备HCl？可否用光照 H2、 Cl2混合气的方 法来制 HCl？回答：工业上用氢气在氯气中燃烧的方法来制备HCl。不能用光 照 H2、Cl2混合气的方法来制HCl，因为这样会产生剧烈爆炸。（2）与金属反应非金属单质与金属单质的反应，非金属表现出氧化性。练习：写出Cl2、O2、S分别与 Fe、Cu反应的化学方程式，指明实验现象。写化学方程式并描述实验现象：2Fe+3Cl22FeCl3剧烈反应，大量棕褐色的烟。Cu+Cl2CuCl2剧烈燃烧，生成棕黄色的烟。加少量水，溶液变绿色；再加水，溶液变蓝

8、绿 色。6Fe+4O22Fe3O4剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。2Cu+O22CuO加热变黑。Fe+S FeS剧烈反应，生成黑色固体。2Cu+S Cu2S铜在硫蒸气中燃烧，有红光。在铁过量的情况下，是否有FeCl2生成？为什么？将少量水加入反应容器中，振荡，溶液 变浑浊，为什么？回答：无 FeCl2生成，因为 Cl2具强氧化性，它将铁氧化成FeCl3，而固态时 FeCl3与 Fe 不 反应。当将 FeCl3溶于水时，由于发生反应FeCl3+3H2O Fe（OH ）3+3HCl，即：FeCl3水解生 成了 Fe（OH ）沉淀，故溶液变浑浊。 CuCl2晶体是什么颜色？（学生可能错误：无色；白

9、色；蓝色；蓝绿色。）回答：棕黄色。从以上几个反应来看，非金属单质与金属的反应，是否有什么规律存在？请加以分析总结。分析：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。（3）非金属单质间的反应- 哪些非金属单质间可发生相互反应，反应原则是什么？ 通常，非金属单质可以与O2 或 X2 反应，生成相应的氧化物或卤化物。O2 做氧化剂，除 X2 外的非金属单质均可被直接氧化；X2 做氧化剂，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

10、金属性弱的。（4）非金属间的置换- 非金属间的置换反应按什么原则进行？练习： 写出满足下列要求的化学方程式：同主族非金属元素间的置换；同周期非金属元素间的置换；不同周期、不同主族非金属元素间的置换。回答：非金属间的置换原则是非金属性强的置换非金属性弱的。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。F2+H2O ；Cl2+H2S；CH4+O2（不完全燃烧）。O2+HI；Br2+H2S；I2+H2S。例1 由短周期元素形成的四种常见的非金属单质A、B、C、D。在室温下， 它们之中有三种气体，一种固

11、体。在这些单质中，B的式量最小， C次之。这 些单质和甲、乙、丙、 X、Y五种化合物之间存在如下关系：（1）写出化合物乙的化学式_。（2）上述图示的化学反应共有。种基本反应类型，其中化合反应有_个。（3）上述四种单质中存在同素异形体的元素是（写元素符号）_。分析：由题目给定条件和前面知识知， 除稀有气体外，非金属单质只有5 种在常温下是气态。 故三种气体应是 H2、N2、O2、Cl2中的三种（ F2不常见）；A与 D反应存在量的问题， A（或 D ）有一个可能是固体（气体间的两两反应不存在量的问 题）；由相互反应关系可推断：BH；CO ；D Cl。再考虑：X是氧化物， Y是氯化物，甲是 H2O

12、 ，丙是 HCl。可推知：乙是含氧酸；Y是一种能 水解生成含氧酸和HCl的氯化物； A与 CI2反应是有一个量的限制，AP。答案：（1）H3PO4（2）2 种（化合与复分解）， 5（3）O （O2与 O3）、P（红磷与白磷）2还原性- 哪些非金属单质以还原性为主？哪些非金属单质在一定条件下显现还原性？以还原性为主的非金属单质，如：C 、H2等；遇强氧化剂如O2、Cl2、HNO3、H2SO4（浓）等时表 现出还原性的非金属单质，如：S、P等。非金属单质的氧化性与还原性情况：强氧化性的：F2、O2、Cl2、Br2；以氧化性为主的：N2、I2、S；以还原性为主的：C 、Si、P；例2 如图：已知：化

13、合物E与水反应生成白色浆状物；化合物F是不能成盐的氧化物；单质D能与某些 稀有气体反应。据此，请填空：（1）化合物 F是_；化合物 I 是_。（2）反应、反应的化学方程式是_；_。分析：由题目给定条件知： D为最活泼的非金属单质 F2；F为不成盐氧化物，且由单质B 与化合物 C发生置换反应得到 F 为 CO ，B为碳，化合物 C为氧化物，再结合 G与 H燃烧生成 C ， 判断 H为 O2，C为 H2O ，G为 H2，I 为 HF ；化合物 E由碳与化合物 A反应得到（可能是碳化物）， 再考虑 E与水反应生成白色浆状物，E是 CaC2，A是 CaO 。答案：（1）CO ；HF （2）略二、（非金

14、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稳定性、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。例3 某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：（A）氯化钠，（B）硫化钠，（C）亚硫酸钠， （D）硫代硫酸钠，（ E）硫酸钠，（ F）碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸，有浅黄

15、色的沉淀 析出，同时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清的石灰水变浑浊，不能使品红试液褪 色。根据上述实验现象回答下列问题。（1）不能使品红试液褪色，说明该气体中不含_（填分子式）。（2）此无色溶液中至少存在哪几种钠盐？请写出全部可能的情况_（填写相应的字 母）。分析：由题意知， 加酸后产生浅黄色沉淀和有臭鸡蛋气味的气体，此气体不能使品红试液褪 色但能使澄清的石灰水变浑浊，则一定有硫化钠和碳酸钠，至少一定有亚硫酸钠或硫代硫酸钠 中的一种（但都必须是硫化钠过量），无法判断硫酸钠是否存在。（1）SO2（2）B、C 、F；B、D、F；B、C、D、F三、非金属元素的含氧酸（1）常见的含氧酸（2）

16、酸性强弱递变规律同主族由上至下酸性逐渐减弱；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等。HNO2既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。（4）某些酸的特殊性质浓H2SO4：吸水性做干燥剂；脱水性使晶体脱结晶水，使有机物碳化。HClO：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+2H2O 酸的氧化性与氧化性酸是不是一回事？为什么？回答：酸的氧化性与氧化性