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2019-2020年高考化學二輪復習 全套教學案詳細解析 非金屬元素及其化合物 新課標 【學習目標】　 1．了解元素核外電子排布的周期性與元素性質遞變關系，掌握典型非金屬在周期表中的位置及其性質的關系。 2．了解常見非金屬元素（Cl、Br、I、F、H、O、S、N、P、C、Si）的單質及其化合物。 【知識總結】 一、元素化合物的復習方法 落實存在、性質、制備、用途四要點。 （1）從位置出發(fā)，以Cs為例。位置：第六周期，IA族?！Y構特點：最外層只有一個電子，原子半徑大?！萅a、K更活潑的金屬元素，具強的金屬性?！鷳艚^空氣保存；與水反應劇烈，可能發(fā)生爆炸；與氧氣迅速反應，主要產物肯定不是Cs2O。 （2）從結構出發(fā)：已知某元素原子有六個電子層，最外層2個電子→最外層電子數(shù)少，電子層數(shù)多，應是活潑金屬，金屬性大于鈣→與水劇烈反應；氫氧化物是可溶性強堿；碳酸鹽、硫酸鹽均不溶于水。 （3）從性質出發(fā)：某單質能從水中置換出O2。→非金屬性大于氧，應為最活潑的非金屬元素F→在周期表的右上角，第二周期ⅦA族→可與絕大多數(shù)金屬、非金屬甚至某些稀有氣體直接反應；化合價只有-1價；幾乎無法用氧化劑將F-氧化成F2。 分析： 歸納： 2．總結規(guī)律、串聯(lián)比較，使知識系統(tǒng)化、網絡化。 歸納思維過程：位置→最外層電子數(shù)→成鍵情況→實際價態(tài)→化學式 即：位置→結構→性質 3．以結構為主線，以元素周期律為指導，聯(lián)系類型、掌握遞變。 二、非金屬元素在周期表中的位置和結構 1．22種非金屬元素，有6種是稀有氣體；除H外均處于周期表右上方；除第一周期外，每周期非金屬元素數(shù)目=8-周期序數(shù)。 2．除H、He、B外，最外層電子數(shù)≥4；且原子半徑比同周期的金屬元素小。 三、非金屬單質的物理性質 1．常溫下狀態(tài)：氣態(tài)H2、N2、O2、F2、Cl2（稀有氣體除外）；液態(tài)Br2；其余為固態(tài)。 2．晶體類型：原子晶體B、C、Si；分子晶體：除B、C、Si外的其它（常見）非金屬單質。 3．溶解性：除F2與水發(fā)生置換反應，Cl2、Br2在水中發(fā)生自身氧化還原反應（部分）外，可以說非金屬單質均難溶于水。 四．非金屬單質的化學性質 1．氧化性 （1）與氫氣反應 總結： 結論：非金屬元素的非金屬性越強，其非金屬單質的氧化性就越強，就越易與氫氣反應；生成的氣態(tài)氫化物也就越穩(wěn)定。 （2）與金屬反應 2Fe+3Cl22FeCl3劇烈反應，大量棕褐色的煙。 Cu+Cl2CuCl2劇烈燃燒，生成棕黃色的煙。加少量水，溶液變綠色；再加水，溶液變藍綠色。 6Fe+4O2 2Fe3O4劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。 2Cu+O2 2CuO加熱變黑。 Fe+S FeS劇烈反應，生成黑色固體。 2Cu+S Cu2S銅在硫蒸氣中燃燒，有紅光。 結論：非金屬單質與變價金屬反應，若非金屬單質的氧化性較強（如O2、Cl2、Br2等），則金屬被氧化成高價態(tài)化合物；若非金屬單質的氧化性較弱（如I2、S等），則金屬被氧化成低價態(tài)化合物。 （3）非金屬單質間的反應 通常，非金屬單質可以與O2或X2反應，生成相應的氧化物或鹵化物。O2做氧化劑，除X2外的非金屬單質均可被直接氧化；X2做氧化劑，許多非金屬單質也可被氧化，較熟悉情況為H2、P等。 原則：非金屬性強的氧化非金屬性弱的。 （4）非金屬間的置換 即：元素同周期，右邊的置換左邊的；元素同主族；上面的置換下面的。 寫化學方程式： ①Cl2+Br-（I-）或Br2+I-；O2+H2S；C+SiO2。 ②F2+H2O；Cl2+H2S；CH4+O2（不完全燃燒）。 ③O2+HI；Br2+H2S；I2+H2S。 五．（非金屬）氣態(tài)氫化物 1．物理性質：一般都是無色氣體；除CH4、SiH4外，均為極性分子，都有刺激性氣味；HX、NH3易溶于水，H2S可溶，其余一般不溶。 2．水溶液酸堿性：ⅥA、ⅦA族元素的氣態(tài)氫化物的水溶液一般為揮發(fā)性酸（HCl、HBr、HI為強酸，其余為弱酸）；NH3水溶液堿性，其余不溶，可視為中性。 3．水溶液酸性還原性：非金屬元素的非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物的還原性越弱；非金屬元素的非金屬性越弱，其氣態(tài)氫化物的還原性越強。 六．非金屬元素的含氧酸 （1）常見的含氧酸 （2）酸性強弱遞變規(guī)律 同主族由上至下酸性逐漸減弱；同周期由左到右酸性逐漸增強；同種元素中，高價態(tài)酸的酸性一般大于低價態(tài)酸的酸性。 （3）氧化性酸與還原性酸 常見的強氧化性酸有：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 濃H2SO4：吸水性→做干燥劑；脫水性→使晶體脫結晶水，使有機物碳化。 HClO：漂白作用。漂白原理與Na2O2同，是利用強氧化性破壞有色物質。 H2SO3：漂白作用。與某些有色物質結合生成不穩(wěn)定的無色物質，加熱后恢復原色。 HF：與SiO2反應。SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O 注意：酸的氧化性與氧化性酸是兩個不同的概念。酸的氧化性就是指酸中H+結合電子的性質，凡酸皆有此性質。而氧化性酸是指含氧酸的中心元素結合電子的性質。 七．非金屬元素的化學性質（注意反應條件、現(xiàn)象、生成物的聚集狀態(tài)） 八．常見非全屬單質的制取方法 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↑ 【典型例題】 例1．BGO是我國研制的一種閃爍晶體材料，曾用于諾貝爾獎獲得者丁肇中的著名實驗，它是鍺酸鉍的簡稱，若知：①在BGO中，鍺處于其最高價態(tài)。②在BGO中，鉍的價態(tài)與鉍跟氯形成某種共價氯化物時所呈的價態(tài)相同，在此氯化物中鉍具有最外層8個電子穩(wěn)定結構。③BGO可看成是由鍺和鉍兩種元素的氧化物所形成的復雜氧化物，且在BGO晶體的化學式中，這兩種氧化物所含氧的總質量相同。請?zhí)羁眨? （1）鍺和鉍的元素符號分別是____、____。 （2）BGO晶體的化學式是____。 （3）BGO晶體所含鉍氧化物的化學式是____。 例2．由短周期元素形成的四種常見的非金屬單質A、B、C、D。在室溫下，它們之中有三種氣體，一種固體。在這些單質中，B的式量最小，C次之。這些單質和甲、乙、丙、X、Y五種化合物之間存在如下關系： （1）寫出化合物乙的化學式______。 （2）上述圖示的化學反應共有。種基本反應類型，其中化合反應有______個。 （3）上述四種單質中存在同素異形體的元素是（寫元素符號）______。 例3． 有A、B、C、D四種單質。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、丙每個分子中都含有10個電子，并且甲、乙、丙、丁有如下關系： 回答： （1）單質B的化學式。 （2）單質A與化合物乙反應的化學方程式。 （3）根據(jù)化合物丙、丁中D元素化合價判斷丙、丁是否在一定條件下生成單質D，簡述判斷理由。 【課堂練習】 　 1.下列氫化物的還原性按由強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 2.將綠礬晶體加強熱，除生成水蒸氣以外，還發(fā)生如下反應：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，如將生成的混和氣體通過氯化鋇溶液，應發(fā)生的現(xiàn)象有 ( ) A.不一定產生BaSO4沉淀 B.一定產生BaSO3沉淀 C.一定有SO2逸出 D.一定有SO3氣體逸出 3.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 D.化合物PH4I是一種很穩(wěn)定的晶體，在受熱時不分解 4．氫疊氨酸（HN3）與醋酸酸性相近，其鹽穩(wěn)定，但受撞擊時發(fā)生爆炸生成N2，有關氫疊氮酸及其鹽的敘述有：①NaN3的水溶液顯堿性，②HN3的固體屬于分子晶體，③NaN3的固體是離子晶體，④NaN3可用于小汽車防撞保護氣囊。其中正確的是（　?。? A．①、②、③ B．②、③、④ C．①、③、④ D．全對 5．某K2CO3樣品中含有Na2CO3、KNO3、Ba（NO3）2三種雜質中的一種或二種，現(xiàn)將13.8g樣品加入足量水，樣品全部溶解，再加入過量的CaCl2溶液，得到9g沉淀，對樣品所含雜質的正確判斷是　　　　?。ā　?） A．肯定有KNO3 B．肯定有KNO3，可能還含有Na2CO3 C．肯定沒有Ba（NO3）2，可能有KNO3 D．肯定沒有Na2CO3和Ba（NO3）2　 6．下列關系圖中，A是一種正鹽，D的分子量比C的式量大16，E是酸。當X無論是強酸還是強堿時都有如下轉化關系（其它產物及反應所需條件均已刪去）： 回答下列問題： （1）A是____，Y是_____，Z是_____， （2）當X是強酸時，A、B、C、D、E均合同一種元素，E是______， （3）當X是強堿時，A、B、C、D、E均合同一種元素，E是______。 7．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質子。又知，①B單質在高溫下可從A與D組成的某種化合物中置換出A，同時生成化合物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中反應的化學方程式__ ____， （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數(shù)比為4∶1∶1∶2（按A、B、C、D順序）的化合物，其結構簡式為__ ____， （4）C元素的氣態(tài)氫化物能還原CuO，生成Cu、C單質及A與D形成的化合物，該反應的化學方程式為_ _____。 8．某學生設計實驗，欲選用下列試劑證明NaNO2既有氧化性，又有還原性。 試劑：酸性高錳酸鉀溶液、硝酸、硫酸、碘單質、淀粉-碘化鉀試紙。 回答：欲證明NaNO2的氧化性，所選用的試劑是__ ____，觀察到的現(xiàn)象是_ ____。 欲證明NaNO2的還原性，所選用的試劑是__ ____ ，觀察到的現(xiàn)象是___ ___。 【課后習題】　 1．汽車尾氣中的CO、NO都是城市空氣中濃度較高的嚴重污染物，有關它們 的敘述不正確的是　　　 A．CO、NO的燃燒產物分別是CO2和NO2 B．NO、NO2的混合氣可與水反應生成一些HNO2，但NO、NO2都不是HNO2的酸酐 C．化學上有一種說法：等電子體結構類似。CO與NO+（亞硝?；栯x子）的微粒中最外層電子數(shù)之和相等，應具有類似的結構 D．在催化劑作用下，可通過反應：2CO+2NO→N2+2CO2來達到凈化汽車尾氣的目的 2．下列物質間發(fā)生化學反應：①H2S+O2，②Na+O2，③Cu+HNO3，④P2O5+H2O，⑤Fe+HCl。在不同條件下得到不同產物的是 （ ） A．①②③④ B．①③⑤ C．②③④⑤ D．①②③④⑤ 3．下列有關工業(yè)生產的敘述中, 錯誤的是 （ ） 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 4．A、B、C是中學化學常見的三種化合物，它們各由兩種元素組成，甲、乙是兩種單質，這些化合物和單質之間存在如下的關系： 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）單質乙必定是____（填“金屬”或“非金屬”），其理由是__ __ （3）單質乙的化學式可能是____，則化合物B的化學式是____。 5．在化工生產中，要用到一種無色、可溶于水的晶體：鋁銨礬。該晶體是一種復鹽，其主要成分是十二水合硫酸鋁銨。向該復鹽的濃溶液中逐滴加入濃NaOH溶液，將發(fā)生一系列變化。 NH4+ +Al3+ +H2O→Al（OH）3↓+NH3↑ 試回答： （1）硫酸鋁銨在水溶液中的電離方程式為___ ___； （2）在逐滴加入濃NaOH溶液的過程中，產生的現(xiàn)象有：①溶液中出現(xiàn)白色沉淀；②有刺激性氣味的氣體產生；③白色沉淀量逐漸增多；④白色沉淀完全消失；⑤白色沉淀量逐漸減少。 請答出各種現(xiàn)象由先到后出現(xiàn)的順序（用序號回答）____→____→____→____→____； （3）寫出滴入NaOH溶液的過程中，有關反應的離子方程式：①____；②______；③____。 專題（八） 非金屬元素答案 例1Ge：第Ⅳ主族元素，最高正價+4；最高價氧化物GeO2。 Bi：第Ⅴ主族元素，最外層5個電子→滿足8電子穩(wěn)定結構應形成共價鍵數(shù)目：8-5=3→BiCl3→在BGO中鉍為+3價→氧化物Bi2O3。 設BGO化學式為mGeO2nBi2O3 有：2m=3n　　 m∶n=3∶2 m=3　　 n=2 →BGO化學式為3GeO22Bi2O3 （或Bi4（GeO4）3） 例2答案：（1）H3PO4（2）2種（化合與復分解），5（3）O（O2與O3）、P（紅磷與白磷）例3答案：（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（NH3、NO中N元素的化合價分別是-3、+2，0價居其中）；若D為C，丙、丁分別是CH4與CO2，化合價分別是-4、+4，0價居其中，故理論上也可發(fā)生反應生成碳單質。 課堂練習 1A 2C 3C 4B 5D 6．（1）（NH4）2S　 O2 　H2O（2）H2SO4　 （3）HNO3 7．（1）C+H2O（氣）→CO+H2（2）NH4++H2O→NH3H2O+H+ （3）尿素H4NOOC—COONH4（4）3CuO+2NH3→3Cu+N2+3H2O 8答案：硫酸、淀粉-碘化鉀試紙淀粉-碘化鉀試紙變藍色。酸性高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液的紫色消失。 課后習題 1A 2A 3C 4．（1）A、B（2）非金屬；因為A+B→乙+C，且乙為單質，可知乙元素在A、B中分別顯正、負價，所以乙是非金屬。（3）S（或N2）H2S（或NH3） 5． （2）①→③→②→⑤→④； （3）①Al3++3OH-→Al（OH）3↓②NH4++OH-→NH3↑+H2O ③Al（OH）3+OH-→AlO2-+2H2O