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2019-2020年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)講與練二十八：非金屬元素小結(jié)[舊人教] 一、要點(diǎn)精講 1、非金屬元素及其化合物知識是中學(xué)化學(xué)的核心和基礎(chǔ)，它幾乎貫穿在中學(xué)化學(xué)的各部分內(nèi)容之中。這部分的知識要點(diǎn)有： 1.鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)，鹵族元素的單質(zhì)與化合物的性質(zhì)及其速度規(guī)律。 2.H2S、硫的氧化物和硫酸的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，以及H2S和SO2的實(shí)驗(yàn)室制法。 3.NH3、NO、NO2和硝酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法。 4.碳族中碳、硅單質(zhì)與氧化物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，及其比較，碳酸和硅酸的性質(zhì)對比碳酸鹽與硅酸鹽的相互轉(zhuǎn)化及條件。 5.酸式鹽的種類、性質(zhì)、形成及其電離與水解。 復(fù)習(xí)方法：（1）每族元素抓住代表物，重點(diǎn)討論該元素的單質(zhì)、氧化物、氫化物、酸、堿或鹽等有關(guān)知識，并理清下列關(guān)系： （2）運(yùn)用元素周期表知識比較每族元素與其代表物在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)上的相似性、遞變性和特殊性。 2、非金屬元素在周期表中的位置及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1) 除H外,非金屬元素均在“金屬與非金屬分界線”的右上方。 (2) 非金屬元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。 (3) 最外層電子數(shù)一般≥4(H、B除外) (4) 原子半徑比同周期金屬半徑小(稀有元素除外)。 3、非金屬元素的性質(zhì)及遞變規(guī)律 （1）單質(zhì)的熔沸點(diǎn)與聚集態(tài)： ①小分子物質(zhì)。如H2、O2、N2、Cl2等,通常為氣體,固體為分子晶體。 ②多原子分子物質(zhì)。如P4、S8、As等，通常為液態(tài)或固態(tài)，均為分子晶體，但熔、沸點(diǎn)因范德華力較大而比①高，Br2、I2也屬此類，一般易揮發(fā)或升華。 ③原子晶體類單質(zhì)。如金剛石、晶體硅和硼等，是非金屬單質(zhì)中高熔點(diǎn)“三角區(qū)”，通常為難揮發(fā)的固體. （2）單質(zhì)導(dǎo)電性： 非金屬一般屬于非導(dǎo)體,金屬是電的良導(dǎo)體,而鍺、硅、砷、硒等屬于半導(dǎo)體，石墨、碲屬于電的良導(dǎo)體。 （3）單質(zhì)的化學(xué)活性及反應(yīng) 　 ③非金屬一般為成酸元素,難以與稀酸反應(yīng)，固體非金屬能被氧化性酸氧化。 （4）氫化物 (5)鹵化物:易水解 如 PCl3＋3H2O＝H3PO3＋3HCl ， SiCl4＋3H2O＝H2SiO3＋4HCl BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl BrF5＋3H2O＝HBrO3＋5HF 利用此法可制得氫鹵酸和含氧酸 (6)含氧酸 ① 同周期非金屬元素最高價(jià)含氧酸從左到右酸性增強(qiáng) ② 氧化性:同種元素低價(jià)強(qiáng)于高價(jià)含氧酸 如： HClO＞HClO3＞HClO4(稀) H2SO3＞H2SO4(稀) HNO2＞HNO3(稀) ③氧化性酸與還原性酸 常見的強(qiáng)氧化性酸有：HNO3、濃H2SO4、HClO等。 常見的還原性酸有：H2SO3、H3PO3等。 HNO2既有氧化性，又有還原性，但以氧化性為主。 ④某些酸的特殊性質(zhì) 濃H2SO4：吸水性→做干燥劑；脫水性→使晶體脫結(jié)晶水，使有機(jī)物碳化。 HClO：漂白作用。漂白原理與Na2O2同，是利用強(qiáng)氧化性破壞有色物質(zhì)。 H2SO3：漂白作用。與某些有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱后恢復(fù)原色。 HF：與SiO2反應(yīng)。SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O 注意：酸的氧化性與氧化性酸是兩個(gè)不同的概念。酸的氧化性就是指酸中H+結(jié)合電子的性質(zhì)，凡酸皆有此性質(zhì)。而氧化性酸是指含氧酸的中心元素結(jié)合電子的性質(zhì)。 4、常見非全屬單質(zhì)的制取方法 （1）電解法： ①電解水溶液：如2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ ②電解熔融物：如2KHF2F2↑＋H2↑＋2KF （2）分解法：如2KClO32KCl＋3O2↑ CH4C＋2H2 2H2O22H2O＋O2↑ （3）置換法：如Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2 2H2S＋O2（不足）2H2O＋2S （4）氧化法：如MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O 4NaBr＋3H2SO4＋MnO2＝2Na2SO4＋MnSO4＋2Br2+3H2O 2H2S＋SO2＝3S＋2H2O （5）還原法：C＋H2OCO＋H2，Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑ 2C＋ SiO2Si＋2CO↑ 二、典例解析 【例1】BGO是我國研制的一種閃爍晶體材料，曾用于諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中的著名實(shí)驗(yàn)，它是鍺酸鉍的簡稱，若知：①在BGO中，鍺處于其最高價(jià)態(tài)。②在BGO中，鉍的價(jià)態(tài)與鉍跟氯形成某種共價(jià)氯化物時(shí)所呈的價(jià)態(tài)相同，在此氯化物中鉍具有最外層8個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。③BGO可看成是由鍺和鉍兩種元素的氧化物所形成的復(fù)雜氧化物，且在BGO晶體的化學(xué)式中，這兩種氧化物所含氧的總質(zhì)量相同。請?zhí)羁眨? （1）鍺和鉍的元素符號分別是____、____。 （2）BGO晶體的化學(xué)式是____。 （3）BGO晶體所含鉍氧化物的化學(xué)式是____。 【例2】由短周期元素形成的四種常見的非金屬單質(zhì)A、B、C、D。在室溫下，它們之中有三種氣體，一種固體。在這些單質(zhì)中，B的式量最小，C次之。這些單質(zhì)和甲、乙、丙、X、Y五種化合物之間存在如下關(guān)系： （1）寫出化合物乙的化學(xué)式______。 （2）上述圖示的化學(xué)反應(yīng)共有______種基本反應(yīng)類型，其中化合反應(yīng)有______個(gè)。 （3）上述四種單質(zhì)中存在同素異形體的元素是（寫元素符號）______。 【例3】某中學(xué)學(xué)習(xí)小組在幫助老師整理實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)試劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)一盛有無色溶液的試劑瓶，標(biāo)簽破損(如右圖)，請你根據(jù)已掌握的知識，對該試劑可能是什么物質(zhì)的溶液作出猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ①猜想：這種試劑可能是：_____________________ ②實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： _____________________________ 三、當(dāng)堂反饋 1．關(guān)于非金屬元素N、O、Cl、P的敘述，正確的是C A．在通常情況下其單質(zhì)均為氣體 B．其單質(zhì)均由雙原子分子構(gòu)成 C．都屬于主族元素 D．每種元素僅生成一種氫化物 2．下列氫化物的還原性按由強(qiáng)到弱的順序排列的是 A.H2Se>H2S>HI>HBr>HCl B.H2S>H2Se>HI>HBr>HCl C.HI>HBr>HCl>H2S>H2Se D.H2Se>H2S>HCl>HBr>HI 3．在密閉容器中盛有H2、O2、Cl2的混合氣體,通過電火花點(diǎn)燃,三種氣體正好完全反應(yīng),冷卻至室溫后,所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.26%,則容器中原有H2、O2、Cl2的分子個(gè)數(shù)比是 A.6:3:1 B.9:6:1 C.13:6:1 D.10:6:1 4．有A、B、C、D四種單質(zhì)。在一定條件下，B可以和A、C、D化合生成化合物甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每個(gè)分子中都含有10個(gè)電子，并且甲、乙、丙、丁有如下關(guān)系： 回答：（1）單質(zhì)B的化學(xué)式。 （2）單質(zhì)A與化合物乙反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （3）根據(jù)化合物丙、丁中D元素化合價(jià)判斷丙、丁是否在一定條件下生成單質(zhì)D，簡述判斷理由。 5．已知：①A、B、C、D四種物質(zhì)均含元素X，有的還可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序數(shù)依次遞增。 ②X在A、B、C、D中都不呈現(xiàn)它的最高化合價(jià)。 ③室溫下單質(zhì)A與某種常見一元強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，可得到B和C。 ④化合物D受熱催化分解，可制得元素Y的單質(zhì)。 （1）元素X是 ，Z是 。 （2）寫出③中反應(yīng)的化學(xué)方程式： _______________。 （3）寫出④中反應(yīng)的化學(xué)方程式： ________________。 第43講 非金屬元素小結(jié) 1．120℃時(shí),將2LH2O、1LCO、1LO2和2LCO2組成的混合氣體,依次緩慢通過熾熱銅粉.過量過氧化鈉和過量熾熱的炭粉的三個(gè)反應(yīng)管.經(jīng)充分反應(yīng)后恢復(fù)到原條件時(shí)氣體的體積為 A.6L B.5L C.4L D.3L 2．某種H2和CO的混合氣體,其密度為相同條件下O2密度的1/2.將3.2g這種混合氣充入一盛有足量Na2O2的密閉容器中,再通入過量O2,并用電火花點(diǎn)燃使其充分反應(yīng),最后容器中固體的質(zhì)量增加了 A.3.2g B.4.4g C.5.6g D.6.4g 3．將綠礬晶體加強(qiáng)熱，除生成水蒸氣以外，還發(fā)生如下反應(yīng)：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，如將生成的混和氣體通過氯化鋇溶液，應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象有 A.不一定產(chǎn)生BaSO4沉淀 B.一定產(chǎn)生BaSO3沉淀 C.一定有SO2逸出 D.一定有SO3氣體逸出 4．磷化氫的分子式為PH3，又稱為膦，是一種無色有類似大蒜氣味的氣體，劇毒，膦在空氣中的著火點(diǎn)是150℃，下列敘述中正確的是 A.膦分子呈三角錐形，其中P—H鍵的鍵長要小于氨分子中 N—H 鍵的鍵長 B.膦的水溶液呈堿性，但其pH要比同濃度氨水的pH小 C.膦是一種還原性的氣體，其還原性比氨氣的還原性要強(qiáng) D.化合物PH4I是一種很穩(wěn)定的晶體，在受熱時(shí)不分解 5．汽車尾氣中的CO、NO都是城市空氣中濃度較高的嚴(yán)重污染物，有關(guān)它們的敘述不正確的是　　　 A．CO、NO的燃燒產(chǎn)物分別是CO2和NO2 B．NO、NO2的混合氣可與水反應(yīng)生成一些HNO2，但NO、NO2都不是HNO2的酸酐 C．化學(xué)上有一種說法：等電子體結(jié)構(gòu)類似。CO與NO+（亞硝酰基陽離子）的微粒中最外層電子數(shù)之和相等，應(yīng)具有類似的結(jié)構(gòu) D．在催化劑作用下，可通過反應(yīng)：2CO+2NO→N2+2CO2來達(dá)到凈化汽車尾氣的目的 6．下列物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：①H2S+O2，②Na+O2，③Cu+HNO3，④P2O5+H2O，⑤Fe+HCl。在不同條件下得到不同產(chǎn)物的是 A．①②③④ B．①③⑤ C．②③④⑤ D．①②③④⑤ 7．下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述中, 錯(cuò)誤的是 A．制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英 B．氨是制作氮肥、硝酸、銨鹽的重要原料 C．將二氧化硫催化氧化成三氧化硫后, 在吸收塔內(nèi)用水吸收制得濃硫酸 D．煉鐵的主要原理是在高溫下, 用還原劑從鐵礦石把鐵還原出來 8．將水加入到下列物質(zhì)中能發(fā)生反應(yīng),且有氣體產(chǎn)生的是 ①NaH ②Na2O ③Na2S ④Mg3N2 ⑤Al2S3 ⑥CaC2 ⑦NH4HCO3 A.①②⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑥ C.①③④⑤ D.①②⑤⑥ 9．下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，D的分子量比C的式量大16，E是酸。當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（其它產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已刪去）： 回答下列問題： （1）A是____，Y是_____，Z是_____， （2）當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E均合同一種元素，E是______， （3）當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，A、B、C、D、E均合同一種元素，E是______。 10．已知A、B、C、D是短周期中的4種非金屬元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子形成的離子就是一個(gè)質(zhì)子。又知，①B單質(zhì)在高溫下可從A與D組成的某種化合物中置換出A，同時(shí)生成化合物BD，②A、C、D三種元素組成的某種鹽水溶液顯酸性，③B、C均能與D組成原子數(shù)比為1∶1和1∶2的化合物。 （1）寫出①中反應(yīng)的化學(xué)方程式__ ____。 （2）寫出②中鹽的水溶液顯酸性的原因（寫出離子方程式）___ ___。 （3）這四種元素可組成原子個(gè)數(shù)比4∶1∶2∶1（按A、B、C、D順序）的化合物，其名稱為__ __。這四種元素又可組成原子個(gè)數(shù)比為4∶1∶1∶2（按A、B、C、D順序）的化合物，其結(jié)構(gòu)簡式為__ ____。 （4）C元素的氣態(tài)氫化物能還原CuO，生成Cu、C單質(zhì)及A與D形成的化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _____。 11．xx年，我國成功發(fā)射了“神舟六號”載人飛船，“神舟六號”的成功發(fā)射對增強(qiáng)我國的國防力量和提高我國的國際地位都具有重要意義。 (1)肼（N2H4）是發(fā)射航天飛船常用的高能燃料。將NH3和NaClO按一定物質(zhì)的量比混合反應(yīng)，生成肼、NaCl和水，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________；該反應(yīng)中__________是氧化劑、____________是氧化產(chǎn)物。 (2)在火箭推進(jìn)器中裝有強(qiáng)還原劑肼和強(qiáng)還原劑過氧化氫，當(dāng)它們混合時(shí)，即產(chǎn)生大量氣體，并放出大量熱。已知12.8g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵猓懦?56.65kJ的熱量；1mol液態(tài)水變成1mol水蒸氣需要吸收44kJ的熱量。寫出液態(tài)肼與過氧化氫反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：_______________________________________。 (3)若在宇宙飛船的太空實(shí)驗(yàn)室（失重條件下）進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，其中最難完成的是 A、將金粉和銅粉混合 B、將牛奶加入水中混合 C、蒸發(fā)食鹽水制取食鹽晶體 D、用漏斗、濾紙過濾除去水中的泥沙 (4)新型無機(jī)非金屬材料在航天事業(yè)上有廣泛應(yīng)用。氮化硅陶瓷是一種重要的結(jié)構(gòu)材料。氮化硅（Si3N4）晶體是一種超硬物質(zhì)，耐磨損、耐高溫。氮化硅晶體類型是_________；晶體中存在的化學(xué)鍵是_____________。 12．A、B、C是中學(xué)化學(xué)常見的三種化合物，它們各由兩種元素組成，甲、乙是兩種單質(zhì)，這些化合物和單質(zhì)之間存在如下的關(guān)系： 據(jù)此判斷： （1）在A、B、C這三種化合物中， 必定含有乙元素的是____（用A、B、C 字母填寫）。 （2）單質(zhì)乙必定是____（填“金屬”或 “非金屬”），其理由是__ __。 （3）單質(zhì)乙的化學(xué)式可能是____，則化合物B的化學(xué)式是____。 13．如圖所示,在一密閉容器中間用一不漏氣, 可滑動(dòng)的活塞隔開,左邊充潔凈空氣,右邊充H2、O2混合氣,在室溫下引燃后恢復(fù)到原室溫,若活塞原來離容器左端的距離為1/4(A)反應(yīng)后活塞靜止在離右端1/4處(B)，求原來H2和O2的體積比。 典例解析 【例1】Ge：第Ⅳ主族元素，最高正價(jià)+4；最高價(jià)氧化物GeO2。 Bi：第Ⅴ主族元素，最外層5個(gè)電子→滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)應(yīng)形成共價(jià)鍵數(shù)目：8-5=3→BiCl3→在BGO中鉍為+3價(jià)→氧化物Bi2O3。 設(shè)BGO化學(xué)式為mGeO2nBi2O3，則有：2m=3n　　m∶n=3∶2 m=3　 n=2 故BGO化學(xué)式為3GeO22Bi2O3 （或Bi4（GeO4）3） 【例2】短周期元素中室溫下常見的非金屬單質(zhì)中為氣體的有H2、N2、O2、F2、Cl2 ，常見的固體單質(zhì)有C、P、Si ，這些單質(zhì)中式量最小的可能是H2。由圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A+C→X，B+C→甲，A+D→Y，B+D→丙，X+甲→乙均為化合反應(yīng)；Y+甲→丙+乙為復(fù)分解反應(yīng)。5個(gè)化合反應(yīng)中，A+D→Y的反應(yīng)，涉及D物質(zhì)必須“過量”，即若“不過量”，會生成其他物質(zhì)。結(jié)合上述幾種單質(zhì)間能發(fā)生的反應(yīng)，只有磷與Cl2或碳與O2才有可能，但當(dāng)固體單質(zhì)是碳時(shí)，其他轉(zhuǎn)化關(guān)系不成立。再結(jié)合非金屬鹵化物易水解的性質(zhì)，推測Y是PCl5，甲是水，則丙是HCl，乙為磷酸，D為Cl2，C為O2，A為磷，X為P2O5。 答案：（1）H3PO4 （2）2種（化合與復(fù)分解），5（3）O（O2與O3）、P（紅磷與白磷） 【例3】 ①Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO3 ②取少量該溶液加入試管中，向其中加入稀鹽酸。如果出現(xiàn)白色沉淀，則原溶液是Na2SiO3溶液；若產(chǎn)生無色、無味的氣體，則原溶液是Na2CO3溶液；若產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體，則原溶液是Na2SO3溶液；若無明顯現(xiàn)象出現(xiàn)，則說明為Na2SO4溶液。(本題為開放題，若有其它推測，且檢驗(yàn)方案正確，均給分) 當(dāng)堂反饋：1．C 2．A 3． C 4．（1）H2（2）2F2+2H2O==4HF+O2↑ （3）若D為N2，丙、丁分別是NH3和NO，在一定條件下可以反應(yīng)（NH3、NO中N元素的化合價(jià)分別是-3、+2，0價(jià)居其中）；若D為C，丙、丁分別是CH4與CO2，化合價(jià)分別是-4、+4，0價(jià)居其中，故理論上也可發(fā)生反應(yīng)生成碳單質(zhì)。 5．（1）Cl（或氯） K（或鉀） （2）Cl2＋2KOH＝KCl＋KClO＋H2O （3）2KClO32KCl＋3O2↑ 課后練習(xí)：1．B 2．A 3．C 4．C 5．A 6．A 7．C 8．B 9．（1）（NH4）2S　 O2 　H2O（2）H2SO4　 （3）HNO3 10．（1）C+H2O（氣）→CO+H2（2）NH4++H2O→NH3H2O+H+ （3）尿素H4NOOC—COONH4（4）3CuO+2NH3→3Cu+N2+3H2O 11．(1)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O NaClO N2H4 (2)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)；△H=-817.625KJ/mol (3) D (4)原子晶體 共價(jià)鍵 12． （1）A、B（2）非金屬；因?yàn)锳+B→乙+C，且乙為單質(zhì)，可知乙元素在A、B中分別顯正、負(fù)價(jià)，所以乙是非金屬。（3）S（或N2）H2S（或NH3） 13．V(H2)：V(O2)=16：11或19：8