高中化学必修一非金属及其化合物知识点归纳.pdf

<p>非金属及其化合物非金属及其化合物 一、常见物理性质：一、常见物理性质：1 1、颜色：、颜色：A、红色世界（1）基态：Fe2O3（红棕色）、Fe(OH)3（红褐色）、Fe(SCN)2+（血红色）、Cu（紫红色）、Cu2O（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：紫色石蕊在酸性溶液(pH5.0)中变红；润湿的蓝色石蕊试纸遇酸性气体(CO2、SO2、H2S、HCl)变红；酚酞在碱性溶液中呈浅红色(8.2pH10.0)或红色(pH10)；甲基橙在酸性溶液(pH3.1)中呈红色；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、Br2(CCl4)呈橙红色。C、黄色世界：（1）基态：工业盐酸(含有 Fe3+)、Au、S（淡黄色）、Na2O2（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）、Cl2（黄绿色）、Cu 2(OH)2CO3（绿色）、CuCl2（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 Fe3O4 FeS CuS Ag2S 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：紫色石蕊在碱性溶液（pH8）中变蓝；润湿的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝；无水 CuSO4（白色粉末）遇水变蓝；H2、H2S、CH4、C2H5OH 燃烧火焰呈淡蓝色，CO 燃烧火焰呈蓝色；S 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；淀粉遇 I2(aq)变蓝；Cl2、Br2、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）；（3）化学变化：I2 升华生紫烟；NH4I 受热生紫烟；紫色石蕊在（5.0pH8.0）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：H2在 Cl2中燃烧呈现苍白色火焰；NH3遇 HCl 产生白烟；Mg、Al 在氧气中燃烧发出耀眼的白光；红磷在氯气中燃烧时产生白色烟雾；红磷在氧气中燃烧时产生白烟。2 2、状态：、状态：白磷（固态），三氧化硫（固态），纯硫酸（液体）。3 3、气味：、气味：刺激性气味：HX Cl2 NH3 NO2 乙醛 甲醛臭鸡蛋气味：H2S特殊臭味：O3 电石生产的乙炔（含 PH3、H2S）特殊气味：C6H6 苯酚苦杏仁味：硝基苯香味：酯类化合物4 4、毒性：、毒性：第A 族：F2 Cl2 HF第A 族：H2S SO2 第A 族：NO NO2 NaNO2 白磷 第A 族：CO 有机物：苯 硝基苯 甲醇 苯酚5 5、升华：、升华：I I2 2 萘萘 二、本章知识结构梳理二、本章知识结构梳理（一）（一）硅及其化合物硅及其化合物注意:Cl2H2=(点燃)2HCl 现象：发出苍白色火焰，生成大量白雾。燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。高温二氧化硅和二氧化碳性质比较物质二氧化硅二氧化碳熔沸点、硬度、状态很高、硬度大、固态低、硬度小、气态与水不反应CO2+H2O=H2CO3与氢氟酸SiO2+4HF=SiF4+2H2O用 HF 来腐蚀和雕刻玻璃。不反应与碱溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O盛装 NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞，而不用玻璃塞。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O化学性质与碱性氧化物SiO2+CaO=CaSiO3CO2+CaO=CaCO3相同点都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。异同点不同点CO2与水反应生成 H2CO3;SiO2不与水反应；SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应；SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而 CO2可在常温常压下进行。硅酸和碳酸的性质比较物质硅酸碳酸化学式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法硅酸胶体的制备：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3CO2+H2O=H2CO3颜色与状态白色、固体无纯态，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比较H2CO3 H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸凝胶，说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3（胶体）+Na2CO3硅单质物性：存在和形态：自然界中无游离态，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。导电性：半导体材料，介于导体和半导体之间。硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等硅酸盐组成的表示：例如，Na2SiO3Na2OSiO2Al2Si2O5(OH)4Al2O32SiO22H2OKAlSi3O8K2OAl2O36SiO2水泥普通玻璃原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英（SiO2）设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化过程Na2CO3+SiO2=高温=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=高温=CaSiO3+CO2主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2OCaO6SiO2组成表示法金属氧化物SiO2H2O特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等 传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击。新型无机非金属材料的特性：强度高，耐高温；具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等；具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）；具有生物功能。(二二)、富集在海水中的元素、富集在海水中的元素氯及其化合物氯及其化合物1、1 体积的水溶解 2 体积的氯气形成的溶液为氯水，为浅黄绿色。新制的氯水久置的氯水成分分子：Cl2、H2O、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 Cl2+H2OHClO+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：、新制的氯水能氧化 Fe2+、Br-：Cl2+2Fe2+2Fe3+2Cl、新制的氯水加入镁粉，氯水褪色：Cl2+Mg=MgCl2、新制的氯水加入硝酸银产生沉淀：Cl+Ag+=AgCl、新制的氯水与碳酸氢钠反应：H+HCO3-=H2O+CO2、新制的氯水使石蕊先变红后褪色：H+HClO 自来水杀菌消毒 Cl2H2O=HClHClO 2HClO=(光照)2HClO2 其中次氯酸 HClO 有强氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。液氯、新制的氯水和久置的氯水比较液氯、新制的氯水和久置的氯水比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物纯净物混合物混合物混合物颜色黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色无色无色成分Cl2ClCl2 2、H H2 2O O、HClOHClO、H H、C Cl l、ClOClO、极少量的为、极少量的为OHOH H H、ClCl、H H2 2O O、极少量的极少量的 OHOH稀盐酸稀盐酸性质氧化性氧化性、酸性、漂白性氧化性、酸性、漂白性酸性2 2氯气的制备氯气的制备MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O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 制得的气体含有盐酸和水，因此分别通过饱和食盐水、浓硫酸（氯化钙）等进行除杂。气体用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。尾气用氢氧化钠吸收。闻法:用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔。氯气的尾气处理Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 漂白液的有效成分：NaClO3、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，H2CO3HClO 通过下列反应可比较得出酸性强弱Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO(2)ClO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应：ClO-+H2OHClO+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：2HClO2HCl+O2氯离子的检验试剂以及反应方程式AgNOAgNO3 3溶液，并用稀硝酸溶液排除其他离子（如碳酸根）溶液，并用稀硝酸溶液排除其他离子（如碳酸根）AgAg+Cl+Cl=AgCl=AgCl4、卤族元素及其单质的性质变化规律卤族元素及其单质的性质变化规律（）卤族元素物理性质比较：溶解性颜色状态熔、沸点密度水有机溶剂F2Cl2Br2I2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均易溶于有机溶剂（）卤族元素单质的化学性质：1。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。2。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+F22HF，在冷暗处就发生爆炸；H2+Cl22HCl，见光爆炸；，加热缓慢化合；H2+I2 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（HFHClHBrHI），都说明卤素单质的递变性。(三三)硫、氮硫、氮 1 1、二氧化硫的性质、二氧化硫的性质-亚硫酐亚硫酐颜色状态密度毒性物理性质黄绿色黄绿色比空气大大有毒有毒与水反应方程式SOSO2 2+H+H2 2O O =H H2 2SOSO3 3 酸性 与烧碱反应方程式SOSO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SOSO3 3 +H+H2 2O O NaNa2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3 SOSO2 2+NaOH=NaHSO+NaOH=NaHSO3 3 漂白原理：由于它能跟某些有色物质生成：无色物质无色物质漂白性曾学过的具有漂白性的物质吸附漂白：活性炭吸附漂白：活性炭氧化漂白氧化漂白：HClOHClO、O O3 3、NaNa2 2O O2 2 与氧气反应方程式2SO2SO2 2 +O O2 2 =2SO2SO3 3 还原性与氯水反应方程式SOSO2 2 +ClCl2 2 +2H+2H2 2O O =H H2 2SOSO4 4+2HCl+2HCl 化学性质氧化性与硫化氢反应方程式SOSO2 2+2H+2H2 2S S =3S3S+2H+2H2 2O O SO2的实验室制法 反应原理：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置 净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶 3 收集方法：向上排空气法或排饱和 NaHSO3溶液 4 检验：湿润的蓝色石蕊试纸-变红 湿润的品红试纸-褪色 5 尾气处理：用 NaOH 溶液和倒扣漏斗装置防倒吸 6 2、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。3、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+H2SO4=FeSO4+H2S FeS+2HCl=FeCl2+H2S FeS+2H=Fe2+H2S 用湿润的 Pb(CH3COO)2试纸Pb(CH3COO)2+H2S=PbS+2CH3COOH 试纸变黑 3）、化学性质(1)可燃性2H2S+3O2 点燃 2H2O 2SO2 2H2S+O2 点燃 2H2O S (2)还原性：H2S+X2=2HX+S(X=Cl、Br、I)(3)不稳定性：H2S H2+S (4)H2S 气体的水溶液-氢硫酸4、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：自然固氮：高能固氮：N2+O2=2NO生物固氮：豆科植物的根瘤菌固氮放电人工固氮：2N2+3H2 2NH3（条件：高温高压、催化剂）5 5、浓硫酸和浓硝酸的性质、浓硫酸和浓硝酸的性质浓硫酸浓硝酸与 Cu反应Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4(浓浓)CuSOCuSO4 4+SOSO2 2 +2H+2H2 2O O Cu+4HNOCu+4HNO3 3 (浓浓)=)=C Cu u(N NO O3 3)2 2 +2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O3Cu3Cu8HNO8HNO3 3(稀稀)=3 3C Cu u(N NO O3 3)2 2 +2NO+4H+2NO+4H2 2O O 与木炭反应C C +2H2H2 2SOSO4 4(浓浓)COCO2 2+2SO+2SO2 2+2H+2H2 2O OC+4HNOC+4HNO3 3(浓浓)COCO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O 相同点与铁铝反应发生钝化钝化现象，所以可以用铁制或铝制容器来存放冷的浓硫酸和浓硝酸异同点 吸水吸水性干燥剂脱水性蔗糖变黑王水：浓硝酸和浓盐酸（浓盐酸（1 1：3 3）（一）（一）、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（2）硝酸的化学性质：不稳定性：4HNO3=2H2O+4NO2+O2（保存在棕色试剂瓶中）强酸性：硝酸是一种强酸、具有酸的通性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 H2Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+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+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)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。（3）在工业生产硝酸时，应使用稍过量的空气，经过多次循环氧化吸收，可充分利用原料，并减少 NO 的排放以保护环境：加热或者光照 重要的导出方程式：（二）、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（2）浓硫酸的三大特性吸水性：具有吸收水的性能，常用来干燥中性气体和酸性气体。吸水性是物理变化脱水性：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。脱水性是化学变化强氧化性：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 H26、氨气的制法：、氨气的制法：1、工业制法 2N2+3H2 2NH3（条件：高温高压、催化剂）2、实验室制法（1）原理：Ca（OH）2（s）+2NH4Cl（s）2NH3+2H2O+CaCl2（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）或 尾气处理：用稀硫酸吸收7 7、氨气、氨水与铵盐的性质、氨气、氨水与铵盐的性质颜色状态密度水溶性氨气的物理性质无色有刺无色有刺激性气味激性气味的气体的气体比空气小小极易溶于水（1:700），水溶液叫“氨水”，氨水呈弱碱性，能使酚酞变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色：氨易液化“液氨”，常作致冷剂。与水反应方程式NHNH3 3+H+H2 2O O NHNH3 3HH2 2O O NHNH4 4+OH+OH与盐酸反应方程式NHNH3 3 +HClHCl =NHNH4 4ClCl氨气的化学性质实验室制法C Ca a(O OH H)2 2+2NH+2NH4 4ClCl CaClCaCl2 2 +2NH+2NH3 3 +2H+2H2 2O O氨水成分NHNH3 3 、NHNH3 3HH2 2O O 、H H2 2O O 、NHNH4 4、OHOH、极少量的、极少量的 H H 氨水显弱碱性 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。物理性质：铵盐都是无色无色色晶体，能能溶于水氯化铵分解反应方程式NHNH4 4ClCl NHNH3 3 +HClHCl 铵盐化学性质碳酸氢铵分解反应方程式NHNH4 4HCOHCO3 3 NHNH3 3 +H H2 2O O +CO+CO2 2 三、不属于基本类型的氧化还原反应1、过氧化钠氯气二氧化氮的歧化反应过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸：Cl2+H2O=HCl+HClO 氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化纳和次氯酸钠：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 氯气与消石灰反应制漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮：3NO2+H2O=2HNO3+NO 2、氧化性酸的还原反应浓硫酸与碳发生的还原反应C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O 加热浓硫酸与铜发生的还原反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2 加热浓硝酸与铜发生的还原反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2 稀硝酸与铜发生的还原反应：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO 3、还原性酸的氧化反应氯气的实验室制法：MnO24HCl（浓）MnCl2Cl2H2O加热4、高价金属化合物的还原反应：FeCl3溶液与铜反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2 CuCl2 属于氧化还原反应的分解反应次氯酸光照分解：2HClO 2HCl+O2 光照属于氧化还原反应的化合反应属于氧化还原反应的化合反应1、金属与氧气发生的氧化反应常温下钠与氧气反应：4Na+O2=2Na2O （白色）钠在空气中燃烧：2Na+O2 Na2O2 （淡黄色）加热铁在氧气中燃烧：3Fe2O2 Fe3O4（黑色）点燃2、非金属单质与氧气的氧化反应硫的燃烧 SO2SO2点燃氮气与氧气在放电下反应：N2+O2 2NO 放电3、低价非金属氧化物与氧气的氧化反应二氧化硫与氧气反应：2SO2O2 催化剂 加热 2SO3一氧化氮与氧气反应：2NO+O2=2NO2 4、非金属氢化物与氧气的反应氨的催化氧化：4NH35O2 催化剂 4NO6H2O5、低价碱的氧化反应氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 6、单质与氯气发生的氧化反应氯气与金属反应：铁与氯气反应产生棕色烟2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃铜与氯气反应产生棕黄色烟Cu+Cl2 CuCl2 点燃钠在氯气中燃烧有白烟2Na+Cl2 2NaCl 点燃氯气与非金属反应：氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰有白雾H2Cl22HCl 加热氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 7、高价铁盐的还原反应FeCl3溶液与铁粉反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2 8、非金属与氢气的化合反应合成氨反应：N23H2 催化剂 高温高压 2NH3</p>