高考化学专题复习-非金属知识规律总结

高考化学专题复习非金属知识规律总结【高考导航】一、非金属元素在周期表中的位置和结构特点1、除H外，非金属元素均在“阶梯线”的右上方。共有16种非金属元素，其中包括稀有气体元素6种。2、非金属元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金属元素一般都有变价。3、最外层电子数一般≥4(H、B除外)。4、原子半径比同周期金属半径小(稀有元素除外)。二、非金属性强弱的判断依据元素非金属性的本质是元素的原子吸引电子的能力。试题常通过以下几个方面来比较元素的非金属性：1、单质跟H2化合难易程度（反应条件，剧烈程度，反应热的大小，生成气态氢化物的稳定性）。2、最高价氧化物对应水化物的酸性。3、化合物中元素化合价的正负，如BrCl中，Cl为-1价，Br为+1价，说明非金属性Cl＞Br。4、通过氧化还原反应确定非金属单质的氧化能力，进而比较非金属性。需要指出的是，非金属单质的活动性与非金属元素的活动性，有密切的联系，但不是一回事。例如氮元素的非金属性相当强，可是它的单质N2化学性质却不很活泼。单质的化学性质不仅取决于原子结构，而且取决于分子结构和晶体结构。三、非金属元素的性质及递变规律1、单质:(1)结构:除稀有气体外，非金属原子间以共价键结合。非金属单质的成键有明显的规律性。若它处在第N族，每个原子可提供8－N个价电子去和8－N个同种原子形成8－N个共价单键，可简称8－N规则；(H遵循2－N规则)。如ⅦA族单质:x－x；H的共价数为1，H－H，第ⅥA族的S、Se、Te共价单键数为8－6＝2,第ⅤA族的P、As共价单键数8－5＝3。但第二周期的非金属单质中N2、O2形成多键。(2)熔沸点与聚集态。它们可以分为三类：①小分子物质。如:H2、O2、N2、Cl2等，通常为气体，固体为分子晶体。②多原子分子物质。如P4、S8、As4等，通常为液态或固态。均为分子晶体，但熔、沸点因范德华力较大而比①高，Br2、I2也属此类，一般易挥发或升华。③原子晶体类单质。如金刚石、晶体硅和硼等，是非金属单质中高熔点“三角区”，通常为难挥发的固体。(3)导电性:非金属一般属于非导体，金属是良导体，而锗、硅、砷、硒等属于半导体。但半导体与导体不同之处是导电率随温度升高而增大。(4)化学活性及反应:③非金属一般为成酸元素，难以与稀酸反应。固体非金属能被氧化性酸氧化。2、氢化物：(1)气态氢化物性质比较(2)由于氢键的存在，使得第ⅤA、ⅥA、ⅦA氢化物的熔沸点出现了反常。第ⅤA中：SbH3＞NH3＞AsH3＞PH3；第ⅥA中：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S；第ⅦA中HF＞HI＞HBr＞HCl。(3)气态氢化物水溶液的酸碱性及与水作用的情况。①HCl、HBr、HI溶于水成酸且都是强酸。②HF、H2S、H2Se、H2Te溶于水成酸且都是弱酸。③NH3溶于水成碱，氨水是弱碱。④PH3、AsH3、CH4与水不反应。⑤SiH4、B2H6与水作用时分解并放出H2。3、非金属氧化物的通性：(1)许多非金属低价氧化物有毒，如SO2、NO、NO2、CO等，注意不能随便排放于大气中。(2)非金属氧化物（除SiO2外)大都是分子晶体，熔沸点相差不大。(3)非金属氧化物大都为酸酐，相应的酸易溶于水，则氧化物易与水化合，反之水化反应难以进行。(4)不成盐氧化物（如CO、NO）不溶于水，也不与碱反应。虽然NO2能与碱反应生成盐，但NO2不属于酸酐。4、含氧酸(1)同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强。(2)氧化性:同种元素低价强于高价含氧酸.如:HClO＞HClO3＞HClO4(稀)H2SO3＞H2SO4(稀)HNO2＞HNO3(稀)(3)对于同种非金属形成的不同含氧酸，价态越高，酸性越强。其顺序如：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO，H2SO4＞H2SO3。(4)难挥发的H2SO4、H3PO4受热难分解；强氧化性的HNO3、HNO2、HClO见光或受热易分解；非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。强酸可制弱酸，难挥发性酸制挥发性酸。(5)常见含氧酸的一般性质：①H2SO4：无色粘稠的油状液体，强酸，沸点高，不挥发，稳定。浓硫酸有吸水性、脱水性和强氧化性。②H2SO3：仅存在于溶液中，中强酸，不稳定。③HClO4：在水溶液中相当稳定，最强无机酸，有强氧化性。④HClO：仅存在于溶液中，是一种弱酸，有强氧化性和漂白性，极不稳定，遇光分解。⑤HNO3：无色液体，强酸，沸点低，易挥发，不稳定，易分解，有强氧化性。⑥H3PO4：无色晶体，中强酸，难挥发，有吸水性，稳定，属于非氧化性酸。⑦H2CO3：仅存在于溶液中，弱酸，不稳定。⑧H2SiO3：白色固体，不溶于水，弱酸，不挥发，加热时可分解。⑨常见酸的酸性强弱。强酸：HCl、HNO3、H2SO4；中强酸：H2SO3＞H3PO4(H3PO4中强偏弱）；弱酸：HF＞CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞HClO＞H2SiO3。四、11种无机化学气体的制取和性质(O2、H2、Cl2、CO、NO、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3)。(1)利用氧化还原反应原理制取的气体有：O2、H2、Cl2、NO、NO2等。(2)利用复分解制取的气体有：SO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。(3)可用启普发生器制取的气体有：H2、CO2、H2S等。(4)只能用排气法收集的是：Cl2、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。只能用排水法收集的气体是：NO、CO。(5)使红色石蕊变蓝的气体是NH3；使石灰水变浑浊的气体是SO2和CO2；使品红溶液褪色的气体是SO2和Cl2；使高锰酸钾溶液和溴水褪色的气体有H2S和SO2。(6)臭鸡蛋气味的气体是H2S；刺激性气味的气体有：Cl2、SO2、NO2、HCl、NH3等；毒性气体有：Cl2、CO、NO、SO2、NO2、H2S等。(7)能在空气中燃烧的气体：H2S、CO、H2等。【典型例题】例1：现取用一个容量为200mL的大注射器（A），在注射器的套筒内预先盛放0.2414g漂粉精，然后吸入足量的盐酸，反应充分后，将注射器内的液体小心地推出，这时注射器内的黄绿色的气体折合为标准状况下的体积是40.32mL。（1）然后用B注射器在A注射器的橡皮管上抽取折合为标准状况下的黄绿色气体5.00mL，再吸入水若干，当B注射器内气体恰好全部溶入水中时，形成的氯水约为多少体积（20℃时，氯气的溶解度0.72939/100g水，假设该氯水的密度为1g/cm3）？漂粉精是NaClO和NaCl的混合物，其物质的量之比为1︰1，在制漂粉精时，难免有极少量的烧碱多余，你能否计算出这种漂粉精中除NaClO和NaCl之外的杂质含量为多少？B（2）将二滴氯水滴在蓝色石蕊试纸上，试纸的颜色有什么变化？反映了氯水具有什么性质？（3）将该氯水放置一段时间，B注射器内会出现气体，且将注射器剧烈振荡也不能使气体消失，相反地，气体数量还略有增加，这是为什么？（4）若将该氯水长时期放置，你估计B注射器内出现气体的体积约是多少？你可用怎样的化学方法确定这种气体是什么？具体的操作步骤怎样？（5）你还可以利用A注射器内的氯气做哪些氯气性质的试验？当实验结束时，A注射器内多余的氯气应如何处理？解析：（1）NaClOCl2，向右的反应是产生氯气；向左的反应是吸收氯气。根据化学方程式计算NaClO＋2HCl→NaCl＋H2O＋Cl2↑74.522400x40.32NaClO理论质量x＝0.1341g；0.2414×y%×74.5/（74.5+58.5）＝0.1341；y％＝0.9917杂质含量1－99.17％＝0.83％。5.00rnL氯气的质量为：71×5.00/22400＝0.01585g设z克水能吸收0.1585g氯气。0.01585/0.7294＝z/100，解得z=2.173g，由于氯水的密度为1g/cm3，故能形成2.173mL氯水。（2）氯水中含有以下多种微粒，存在下列平衡：Cl2＋H2OH＋+Cl－+HClO，石蕊试纸由蓝变红，是盐酸和次氯酸的酸性（H＋）所致。石蕊试纸又由红变白，是次氯酸的漂白性所致。（3）2HClO光2HCl＋O2↑，剧烈振荡增加分子间碰撞的机会，促进HClO的分解。（4）由于2Cl2→2HClO→O2；2Cl2→O2；若HClO全部分解可产生O2约2.5mL。2.5mL的氧气，要能检验出来，最好能找1个略大于2.5mL的小试管粗细的容器，用注射器将氧气推入小容器中，立即将带余烬的卫生香插入，用这种方法检验氧气的存在成功率比较高。（5）可利用注射器内的Cl2试验卤素的活动性。如果是用来做氯氢爆鸣、氯气跟金属的反应，请注意反应具体步骤的可行性，并防止氯气的逸出。实验结束，将多余的氯气通入石灰水中（或NaOH溶液）中。答案：（1）2.173mL0.83％（2）石蕊试纸由红变白，说明氯水中的次氯酸分子具有强氧化性（3）次氯酸分解产生O2（4）（5）见分析。例2：工业制纯碱时，第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠晶体，它的反应原理可以用下面的方程式表示：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl以上反应的总结果是放热反应。请设计一个实验：用最简单的实验装置模拟实现这一过程，获得碳酸氢钠晶体。可供选择的实验用品有：6mol·L-1盐酸，6mol·L-1硫酸，浓氨水，氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰，以及中学化学实验常用仪器。⑴画出实验装置示意图（包括反应时容器中的物质），并在图中玻璃容器旁自左至右分别用A、B、C……符号标明（请见题后说明）⑵请写出在图上用A、B、C……各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。A：B：C：D：E：⑶利用在本题所提供的实验用品，如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶，而不是碳酸氢铵或食盐结晶。答：_________________________________________________________。说明：①本题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示。敞口玻璃容器有塞玻璃容器玻璃漏斗分液漏斗玻璃导管（但应标示出在液面上或液面下）②铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之间的联接胶管等，在示意图中不必画出。如需加热，在需加热的仪器下方，标以“△”表示。解析：本题是结合元素化合物知识设计一个最简单实验方案，评价不同实验方案优劣的新情境实验题。题目要求用限定的仪器装置和药品，设计一个最简单的实验装置，来获得碳酸氢钠的晶体。主要考查学生接受题给信息和排除干扰信息的能力。题中没有给予出仪器的图示和名称，要求考生自己用示意图画出实验装置，增加了题目的难度。解答本题的关键是理解氨在反应中的作用。从题中得到的信息是：（1）反应原理：①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，②NH4HCO3+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl（2）反应的总结果是放热反应。合并以上二式，得总反应的化学方程式为：③NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl；ΔH=-Q（Q＞0）。根据这个反应式又提供了两点信息：一是如果向饱和食盐溶液中同时通入CO2和NH3，可以获得NaHCO3晶体；二是降低温度，将有利于NaHCO3晶体的生成。如果直接这样设计实验方案，在整个实验装置中至少有CO2和NH3的两个气体发生装置。为了确定最简单的实验方案，就必须设计出不止一个方案，然后进行分析、比较，从中选出最简单的实验方案。从化学平衡和弱电解质的电离平衡的知识来分析，CO2溶于水，发生反应：CO2+H2OH2CO3H++HCO3—，因为碳酸是弱酸，所以HCO3—的浓度很小；但是当通入NH3后，NH3在水中也发生如下反应：NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH—，氨水电离产生的OH—和CO2溶于水产生的H+结合生成弱电解质H2O，从而使碳酸和氨水的电离平衡都向右移动，可以使溶液中的HCO3—的浓度增大。由此不难想到，只要在通入CO2的同时，食盐饱和的浓氨溶液中已有足够的NH3•H2O，就能起到与通入氨同样的效果