高考化学复习专题非金属总论

1非金属及其化合物总论一、知识归纳1．结构和位置（1）非金属元素在周期表中的位置在目前已知的112种元素中，非金属有16种（外加6种稀有气体元素）。除氢外，非金属元素都位于周期表的右上方。H元素在左上方。F为非金属性最强的元素。非金属在周期表中的位置主族周期ⅠAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA一H二BCNOF三SiPSCl四AsSeBr五TeI六At（2）非金属元素的原子结构特征及化合价①与同周期的金属原子相比较，非金属原子最外层电子数较多（一般为4—7个，H为1个，He为2个，B为3个），次外层都是饱和结构（2、8或18电子结构）②与同周期的金属原子相比较，非金属原子核电荷数较大，原子半径较小，化学反应中易得电子，表现氧化性。③非金属元素最高正价等于族序数，对应最低负价等于族序数减8；多数非金属有变化，如S、N、Cl等。2．非金属单质性质与制法单质CSiN2PSX2同素异形体金刚石,石墨,C60红磷白磷晶体类型原子原子分子原子晶体分子晶体分子分子分子晶体分子晶体物理性质（重要）金刚石石墨硬度大质软不导电导电导热导热二者不溶于任何溶剂且熔点均很高半导体无色无味气体难溶于水不溶于水不溶于水和CS2溶于CS2有毒不溶于水微溶于酒精易溶于CS2有毒Cl2在水中溶解度为1∶2X2均易溶于酒精、汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂F2、Cl2、Br2、I2均有毒，毒性依次减弱，I2受热易升华化性与金属——Si+2MgMg2SiN2+3MgMg3N2与大多数金属反应与大多数金属反应*Fe+SFeS2Cu+SCu2SHg+S=HgS与大多数金属反应3Cl2+2Fe2FeCl33Br2+2Fe=2FeBr3I2+FeFeI2与H2难难N2+3H22NH3难S+H2H2SF2+H22HFCl2+H22HClBr2+H22HBr2I2+H22HI与O2C+O2CO22C+O22COSi+O2SiO2N2+O22NO4P+5O22P2O5S+O2O2不与O2直接化合与H2OC+H2OCO+H2————————2F2+2H2O=4HF+O2Cl2+H2O=HCl+HClO与酸C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2OC+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2OSi+4HF=SiF4↑+2H2↑——P+5HNO3=H3PO4+5NO2↑+H2OS+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2OS+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2OCl2+H2S=S↓+2HClCl2+2HBr=Br2+2HClBr2+H2S=S↓+2HBr与碱——Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑——P4+3KOH+3H2O=PH3↑+3KH2PO43S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2OCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O其它C+CO22CO2C+SiO2Si+2CO↑C+2CuO2Cu+CO2↑————2P+3Cl22PCl32P+5Cl22PCl5S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑3Cl2+2P2PCl3Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Br2+2KI=2KBr+I2I2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HII2可使淀粉变蓝制备木柴干馏得木炭煤干馏得焦炭CH4C+2H2SiO2+2CSi+2CO↑分离液态空气————工业：2NaCl(熔)2Na+Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑实验室：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O2NaCl+MnO2+2H2SO4Na2SO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O33．非金属气态氢化物非金属氢化物的结构、性质和制法CH4SiH4NH3PH3H2S(H2O)HX结构晶体类型均为分子晶体分子结构正四面体形三角锥形折线形直线形键角109º28'107º18'92º(104º30')180°物理性质色态常温常压下，H2O为无色液体，其余为无色气体溶解性难溶于水极易溶于水（1∶700）难溶能溶于水（1∶2.6）均极易溶于水HCl（1∶500）毒性无毒毒剧毒HF有毒化学性质稳定性稳定极不稳定稳定极不稳定不稳定由HF→HI稳定性逐渐减弱可燃性可燃自燃在纯O2中燃烧4NH3+3O22N2+6H2O自燃2H2S+O22S+2H2O2H2S+3O22SO2+2H2O不燃烧水溶液的酸碱性————弱碱性——弱酸性HF弱酸性其它为强酸：HCl=H++Cl-HBr=H++Br-HI=H++I-氧化还原性常温下不易被氧化：如不能使酸性KMnO4溶液褪色自燃时为还原性常温不易被氧化4NH3+5O24NO+6H2O8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl自燃中表现还原性主要表现还原性2H2S+SO2=3S+2H2OH2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2OH2S+I2=S↓+2HI……由HF→HI还原性增强MnO2+4HCl(浓)MnCl2Cl2↑+2H2OHBr、HI能被浓H2SO4氧化2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(浓)=I2+SO2↑+2H2O其它取代反应CH4+Cl2CH3Cl+HClCH4C+2H2——NH3+H+=NH4+NH3与CaCl2按8∶1络合，因此不能用CaCl2干燥NH3——H2S可与某些强酸盐反应Pb(NO3)2+H2S=PbS↓+2HNO3CuCl2+H2S=CuS↓+2HClHg(NO3)2+H2S=HgS↓+2HNO32AgNO3+H2S=Ag2S↓+2HNO3HF可腐蚀玻璃4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O4制备CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3Mg2Si+4HCl=SiH4↑+2MgCl2工业：N2+3H22NH3实验室：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2——FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑（不能用浓H2SO4和HNO3）工业：H2+Cl22HCl实验室：CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑(在铅皿中进行)NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑NaHSO4+NaClNa2SO4+HCl↑NaBr+H3PO4(浓)NaH2PO4+HBr↑(制HBr、HI用它们的盐分别与H3PO4反应，不能用浓H2SO4)4．非金属氧化物非金属氧化物的性质和制法COCO2SiO2NONO2P2O5SO2SO3类别不成盐氧化物碳酸酐硅酸酐不成盐氧化物特殊氧化物偏磷酸及磷酸酸酐亚硫酸酐硫酸酐晶体类型分子晶体原子晶体分子晶体物理性质色态味无色无味气体无色晶体无色气体红棕色、刺激性气味气体白色固体无色刺激性气味气体无色晶体溶解性难溶于水能溶于水1∶1难溶于水难溶于水易溶于水并与水反应易溶于水并与水反应易溶于水（1∶40）并与水反应易溶于水并与水反应熔沸点低高低毒性有毒无毒无毒有毒有毒无毒有毒无毒化学性质与水CO+H2OCO2+H2（氧化还——3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3P2O5+H2O(冷)=2HPO3P2O5+3H2O(热)=2H3PO4SO3+H2O=H2SO45原反应）与碱性氧化物——CO2+Na2O=Na2CO3SiO2+CaOCaSiO3————P2O5+3CaO=Ca3(PO4)2SO2+CaO=CaSO3SO3+Na2O=Na2SO4与碱——CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH=NaNO3+H2O（氧化还原反应）P2O5+6NaOH=2Na3PO4+3H2OSO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+NaOH=NaHSO3SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O氧化性——CO2+C2COCO2+2MgMgO+CSiO2+2CSi+2CO↑6NO+4NH3N2+6H2O2NO+2CON2+2CO2NO2+SO2=NO+SO3――SO2+2H2S=3S+2H2O强氧化性还原性CO+CuOCu+CO22CO+O22CO2————2NO+O2=2NO2NO2能使酸性KMnO4溶液褪色——2SO2+O22SO3SO2+NO2=NO+SO3——其它CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑——具有漂白性，能使品红褪色制法工业：C+H2OCO+H2CO2+C2CO实验室：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O——工业：4NH3+5O24NO+6H2O实验室：3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O实验室：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O4P+5O22P2O5工业：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2实验室：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O工业：2SO2+O22SO365．非金属含氧酸的主要性质和制备（1）常见含氧酸的性质与制备物质项目H2CO3H4SiO4H2SiO3HNO3H3PO4H2SO4H2SO3HClO4HClO物理性质挥发性酸无色胶状固体白色粉末微溶于水无色、有刺激性气味（挥发性）液体，易溶于水无色晶体，难挥发，易溶于水无色、粘稠、油状液体，不易挥发，易溶于水挥发性酸——化学性质通性均具有酸的通性（与碱反应时，几元酸就可生成几种盐）稳定性不稳定H2CO3=CO2↑+H2O不稳定较不稳定4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O稳定稳定不稳定H2SO3=SO2↑+H2O——不稳定2HClO2HCl+O2↑酸性弱酸极弱酸强酸中强酸强酸中强酸含氧酸中最强的酸弱酸氧化性————浓、稀HNO3均具有强氧化性冷、浓HNO3可使Fe、Al钝化——浓H2SO4具有强氧化性，冷、浓H2SO4可使Fe、Al钝化——氧化性酸强氧化性其它————王水：V(HNO3)∶V(HCl)=1∶3可氧化Pt、Au易潮解浓硫酸有脱水性、吸水性漂白性还原性漂白性制备现用现制CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓工业：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO实验室：NaNO3(固)+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑工业：Ca3(PO4)2+3H2SO4=3CaSO4+2H3PO4工业：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O——7（2）酸性强弱规律：①对于同种非金属形成的不同含氧酸，其非金属的价态越高，酸性越强。如HClO4HClO3HClO2HClO，H2SO4H2SO3，HNO3HNO2。②证明酸性强弱顺序，可用“强酸制弱酸”的规律。如：Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓（水玻璃敝口放置变浑浊）Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO（漂白粉遇CO2产生HClO）③常见酸的酸性强弱顺序：6.盐的主要性质⑴溶解性硝酸盐、碳酸氢盐、磷酸二氢盐、次氯酸盐均易溶于水。氯化物除氯化银、氯化亚汞（AgCl、Hg2Cl2）难溶于水、氯化铅（PbCl2）微溶于水外，其它的氯化物均溶于水。硫酸盐中除硫酸钡、硫酸铅难溶于水、硫酸银、硫酸钙微溶于水外，其它硫酸盐均溶于水其它的酸根盐，只溶钾、钠、铵。（一般酸式盐的溶解度大于正盐溶解度，而碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠）⑵稳定性碳酸氢盐、硝酸盐均不稳定，受使热易分解，例：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，2KNO32KNO2+O2↑、2Cu(NO3)22C