现行人教社高中化学必修一 第六章1.doc

第六章 硫和硫的化合物 环境保护 地球是人类可爱的家园，在蔚蓝色的天空下有浩瀚的大海、奇异的山峰、千姿百态的生物。环绕地球的大气中存在着人类生存所必需的氧气。我们在初中已经了解了氧气的一些性质和用途。上一章学习的元素周期律知识使我们知道了氧元素位于元素周期表中第二周期的A族，跟氧同族的元素还有哪些？它们有些什么性质呢？在这一章里，我们主要学习与氧同属第A族的硫及其化合物的知识，并用以为例，学习第A族元素的有关内容，以及涉及化学反应速率和环境保护的一些知识。第一节 氧族元素 一氧族元素元素周期表中的第VIA族元素又称氧族元素，它包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）等几种元素。OSSeTePo图6-1 氧族元素在元素周期表中的位置讨论1根据图61和表61分析，氧族元素原子的核电荷数、电子层数及原子半径等是如何变化的。2各元素单质的熔点、沸点、密度等物理性质是怎样变化的。3从氢化物的稳定性来分析各元素的非金属性是怎样变化的。表6-1 氧族元素的性质元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图化合价原子半径/nm单质氢化物氧化物颜色状态熔点沸点密度g.cm-3化学式稳定性化学式最高价 氧化物 水化物 的化学式氧O8-20.074无 色气 体-218.4-1831.43 (固体）H2O硫S16-2 +4 +60.102黄 色固 体112.8444.62.07H2SSO2SO3H2SO4硒Se34-2 +4 +60.116灰 色固 体217684.94.81H2SeSeO2SeO3H2SeO4碲Te52-2 +4 +60.1432银 白 色固 体45213906.25H2TeTeO2TeO3H2TeO4通过讨论，我们可以得出以下的结论。氧族元素原子的电子层结构很相似，它们原子的最外电子层都有6个电子。氧族元素随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，使原子获得电子的能力也依次减弱，失去电子的能力依次增强。所以，氧、硫、硒、碲单质的化学性质也随核电荷数的增加而发生变化。它们的非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。如氧、硫表现出比较显著的非金属性，硒是半导体，而碲则能够导电。在化学反应里，氧族元素的原子可以从其他原子那里获得2个电子，生成-2价的化合物；它们原子的最外电子层的6个电子，或其中的4个电子一般也可以发生偏移，生成+6价或+4价的化合物。在元素周期表中，氧族元素位于卤素的左边，所以，非金属性要比同周期卤素的非金属性弱。从表6-1中可以看出，氧、硫、硒、碲单质的物理性质随核电荷数的增加而发生变化。它们的熔点、沸点随着核电荷数的增加而逐渐升高，它们的密度也随着核电荷数的增加而逐渐增大。我们知道，硫是一种比较活泼的非金属，其氧化物有SO2和SO3。SO3对应的水化物是H2SO4，H2SO4是一种强酸。硒、碲也有二氧化物和三氧化物，这些氧化物对应的水化物都是酸。氧、硫、硒的单质可以直接与氢气化合，生成氢化物。例如，硫与氢气反应时，生成硫化氢：SH2 H2S氧气与氢气的反应最容易，也最剧烈，生成的化合物也最稳定；硫或硒与氢气则只有在较高的温度下才能够化合，生成的氢化物也不稳定；而碲通常不能与氢气直接化合，只能通过其他反应间接制取碲化氢，生成的氢化物也最不稳定。氧族元素能与大多数金属直接化合。在生成的化合物中，它们的化合价一般都是-2价。例如，硫与铁反应时，生成硫化亚铁。二臭氧在自然界中，存在着一种比氧气化学性质还要活泼的游离态氧单质，由于它具有刺激性臭味，因此，被称为“臭氧”。经测定，每个臭氧分子由3个氧原子构成，化学式为O3。臭氧和氧气是由同一种元素组成的两种性质不同的单质。像这样由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。金刚石和石墨，就是碳的同素异形体，硫也有多种同素异形体。在常温、常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气的大，也比氧气易溶于水。液态臭氧呈深蓝色，沸点为-1124，固态臭氧呈紫黑色，熔点为-251。臭氧不稳定，在常温下能缓慢分解生成氧气，在高温时可以迅速分解。2O33O2臭氧具有极强的氧化性，Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。臭氧可用于漂白和消毒。有些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，因此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液循环，令人产生爽快和振奋的感觉。但当空气中臭氧的含量超过10-5（体积分数）时，就会对人体、动植物，以及其他暴露在空气中的物质造成危害。在空气中高压放电就能产生臭氧。3O2 2O3例如，打雷时就有臭氧生成。高压电机和复印机在工作时，也会产生臭氧。因此，这些地方要注意通风，保持空气流畅。自然界中的臭氧有90集中在距地面15 km50 km的大气平流层中，也就是人们通常所说的臭氧层。臭氧层中臭氧含量虽然很少，却可以吸收来自太阳的大部分紫外线，因此，臭氧层可称是人类和生物的保护伞。近年来，臭氧层受到氟里昂等气体的破坏，这种现象已引起人们的普遍关注，并采取各种措施，保护臭氧层。 氟利昂为一类含有氟和氯的有机物。 阅读保护臭氧层 地球上的臭氧含量很少，在接近地面的空气中，臭氧的体积分数不到10-5。在大气的平流层中，有一个厚度约 20 km、含量相对较高的臭氧层，它像一个巨大的过滤网，能吸收掉太阳光中大量的紫外线，有效地保护地球上生物的生存。20世纪80年代，人们观测到南极上空的臭氧每年9月10月急剧减少，形成了“臭氧空洞”（见彩图）。1987年，科学家发现北极上空也出现了“臭氧空洞”。卫星监测表明，其他一些地区大气中臭氧含量也有所降低。臭氧层中臭氧含量的减少，将使到达地面的紫外线辐射大量增加，这将严重损害动植物的基本结构，降低农作物产量，危害海洋生命，使气候和生态环境发生变异。强烈的紫外线辐射还能降低人体的免疫功能，诱发皮肤癌、白内障等疾病。臭氧层被破坏的问题受到人类的普遍关注，科学家们进行了大量的研究工作。为了保护臭氧层，人类采取了共同的行动。签订了保护臭氧层维也纳公约、关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书等国际公约，决定减少并逐步停止氟利昂等的生产和使用。 习 题 一填空题1氧族元素随着核电荷数的增加，电子层数_，原子半径逐渐_，原子核吸引电子的能力依次_，因此，它们的非金属性依_的顺序逐渐减弱，金属性逐渐_。2氧族元素原子的最外电子层都有_个电子。在化学反应里，氧族元素的原子容易从其他原子_个电子，生成_价的化合物。氧族元素中，有的还能生成_价或_价的化合物。33 mol O2和_mol O3所含的原子数目相等。二选择题1下列关于氧族元素性质的叙述中，正确的是 。A都能生成+6价的化合物 B都能与金属直接化合C原子的最外层电子数都是6 D都能生成稳定的氢化物2在下列单质中，属于半导体的是 。AO2 BSCSe DTe3下列关于硫的说法中，不正确的是 。A硫有多种同素异形体B硫的化学性质与氧气相同C硫在空气中燃烧时，火焰呈淡蓝色；在氧气中燃烧时，火焰呈蓝紫色D硫在一定条件下能与某些金属反应，生成金属硫化物4在一定条件下，下列物质能与硫发生反应，且硫作为还原剂的是 。ACu BH2CFe DO25下列物质中，摩尔质量为 32 gmol的是 。AO2 BSCSe DTe三问答题1氧、硫、硒、碲四种元素的性质有哪些相似点和不同点？为什么？2用事实说明氧的非金属性比硫强，并用原子结构的知识加以解释。四计算题1将标准状况下的42 L H2在足量的Cl2中完全燃烧。计算：（1）消耗的Cl2在标准状况时的体积。（2）将生成的HCl全部溶于 500 mL水中，制成密度为106 gcm3的溶液，此溶液中HCl的