非金属元素化合物性质

1、非金属元素及其化合物性质一、非金属单质的化学性质1. 非金属与水的反应大部分不与水反应，B,C在高温下与水蒸气反应： 2B+6H2O(g)2H3BO3+3H2 （加热）卤素部分与水反应卤素与水可发生两类反应: 第一类是卤素对水的氧化作用：2F2 + 2H2O 4HF + O2 第二类是卤素的水解作用，即卤素的歧化反应： X2 + H2O H+ + X- + HXO (Cl, Br)3.与强碱反应大部分非金属单质能与强碱反应： 3S+6OH-=2S2-+SO32-+3H2O 4P+3OH-+ 3H2O =3H2PO2-+PH3 Si+2OH-+ 2H2O =SiO32-+2H2 2B+2OH-+

2、 2H2O =BO2-+3H2但C,O2 F2无上述反应。低温： X2+2OH-=X-+XO-+H2O（X=Cl2、Br2） 较高温：3X2+6OH-=5X-+XO3-+3H2O（X=Cl2、Br2、I2）AuHNO34HClHAuCl4NO2H2O3Pt4HNO318HCl3H2PtCl64NO8H2O3Si+4 HNO318HF=3H2SiF64NO8H2OS+2HNO3 H2SO42NO3P5HNO3 2H2O 3H3PO45NO 4HNO3 (浓) +3C=3CO2+4NO +2H2O3I2+HNO3 (浓) =6HIO3+10NO+2H2O3As5HNO3 (浓) 2H2O 3H3A

3、sO45NO 浓硝酸作为氧化剂时，同非金属元素作用时往往是NO，同金属作用，其还原产物多数为NO2；稀硝酸同不活泼金属主要产物是NO，同活泼金属（如Zn,Fe,Mg 等）反应，可能生成N2O或NH4+。8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O8HNO3(稀)+6Hg=3Hg2(NO3)2+2NO+4H2O4Zn+10HNO3(极稀)=4Zn(NO3)2 +NH4NO3 +3H2O4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O4HNO3(浓)+Hg=Hg(NO3)2+2NO2+2H2O 稀硝酸与金属反应，金属越活泼，硝酸的浓度越稀，还原产物中氮的氧化数越低。二

4、、非金属元素氢化物的通性 硅烷和PH3与氧化剂反应表现还原性：SiH4+2KMnO4=2MnO2+K2SiO3+H2+H2OSiH4+8AgNO3+2H2O=8Ag+SiO2+8HNO3这二个反应可用于检验硅烷。硫化氢，氯化氢，碘化氢的还原性：5H2S+2MnO4-+6H+=2Mn2+5S+8H2O6HCl+Cr2O72- +8H+=3Cl2+2Cr3+7H2O6HI+ClO3-=3I2+Cl-+3H2O三、乙硼烷的分子结构乙硼烷的结构是：4个键(BH键，2c-2e)H两个 B B键(3c-2e), 称为“氢桥键”。在硼烷分子中常见的键型共有五种。中心原子SP3杂化，4个B-H键在同一平面。氢

5、桥键垂直于上述平面。硼烷分子中的键：硼原子成键三大特性：(1)共价性以形成共价化合物为特征；(2)缺电子除了作为电子对受体易与电子对供体形成配键以外，还有形成多中心键的特征；(3)多面体习性晶态硼和许多硼的化合物为多面体或多面体的碎片而成笼状或巢状等结构。硼烷有BnHn+4和BnHn+6两大类，前者较稳定，后者稳定性较差。四、硼的主要化合物B2H6易自燃，水解。可由BCl3与LiAlH4在乙醚中制备。4BCl3+3 LiAlH42 B2H6+3AlCl3+3LiClB2O3为酸性氧化物，是制备B和BX3的原料： B2O3+3Cl2+3C=2BCl3+3CO (加热）H3BO3是一元弱酸，硼原子

6、sp2杂化，每个氧原子除以共价键与硼原子、氢原子相结合，还能通过氢键连成片状结构，层与层之间则以范德华力相吸引。利用H3BO3的这种缺电子性质，加入多羟基化合物（如甘油或甘露醇等），可使硼酸的酸性大为增强，所生成的配合物的Ka=7.0810-6。所有的BX3是缺电子分子，是很强的路易斯酸。例1.BCl3是一种（ B ）A:离子型化合物 B:缺电子化合物 C:路易斯碱 D:高熔点化合物2.工业气体分析中，常用亚铜盐的氨水溶液吸收混合气体 中的CO，此时CO的作用是（ C ）A:还原剂 B:氧化剂 C:配位剂 D:催化剂（北师大P565)II. （1）含氧酸 HnROm 可写为ROm-n(OH)n

7、，分子中的非羟基氧原子数 Nm-n鲍林(Pauling,L.)归纳出： 含氧酸的K1与非羟基氧原子数N有如下的关系：K1105N-7五、含氧酸的酸性（2）多元含氧酸的逐级电离常数之比约为10-5，即Kl:K2:K31:10-5:10-10ROH规则：利用中心离子Rn+的离子势半定量经验规则判断ROH酸碱性：=Z/r 越大，静电引力越大，M-O键越强，对应氢氧化物的酸性越强。1/20.22 碱性0.221/20.32 酸性ROH规则： 当R的半径较小，电负性较大，氧化数较高时，R吸引羟基氧原子的能力强，能够有效地降低氧原子上的电子密度，使O-H键变弱，容易释放出质子，而表现出较强的酸性。这一经验

8、规则称为R-O-H规则。五、非金属含氧酸的氧化还原性第IIIA，IVA族金属含氧酸及其盐一般不显示氧化还原性；第VA族硝酸，VIA族浓硫酸有强氧化性，稀硫酸无氧化性，亚硫酸及其盐有强还原性；卤族氧化性：HClOHClO2HClO3HClO4 HBrO4HClO4H5IO6七、氮和磷1.氮的重要化合物：氨，铵盐，氧化物，胺，硝酸，亚硝酸及亚硝酸盐。叠氮化物易分解： 碱金属等活泼金属的叠氮化物加热时不爆炸，分解为N2和金属。重金属Ag、Cu、Pb、Hg和Tl等的叠氮化物加热就发生爆炸。2.铵盐的主要性质是酸性、热稳定性和还原性分解规律：（1）挥发性且无氧化性的酸形成的铵盐分解后生成氨气和相应的酸；

9、（2）不挥发且无氧化性的酸形成的铵盐分解后生成氨气与酸或酸式盐； (3) 氧化性的酸形成的铵盐分解后生成的氨立即被氧化；具体产物视条件而定。硝酸或卤酸盐碳酸盐硫酸盐硅酸或磷酸盐 HIO3 HClO HIO B. HClO3 HClO HIO3 HIO C. HClOHClO3 HIO HIO3 D. HIO3 HClO3 HIO HClO例3：排列酸性次序： H6TeO6 H3PO2 H2SeO4 HBrO4 H2SO4非羟基氧原子数， 同族元素含氧酸变化规律。HBrO4H2SO4 H2SeO4 H3PO2 H6TeO6 例4：碱性递减顺序正确的一组是（ B ）。A: NH3 , NH2 OH

10、, NH2 NH2 ,NF3; B: NH3 , NH2 NH2, NH2 OH, NF3; C: NH3 , NF3 ,NH2 OH, NH2 NH2 ,; D NH3 , NF3 ,NH2 NH2, NH2 OH,; 5.下列物质中酸性最强的是（B）。A. Sn(OH)2 B. Sn(OH)4 C. Pb(OH)2 D. Pb(OH)46.下列物质中水解并能放出氢气的是（A） A. B2H6 B. BF3 C. SiF4 D. PH3例7. 下列物质中，还原性最强的是（ B ）。A: HF B: PH3 C: NH3 D: H2S例：排列氧化性（酸性溶液中）：NO3-, PO43-, As

11、O43-, SbO43-, BiO3-。 BiO3- NO3- SbO43- AsO43- PO43-与水反应既能生成碱又能生成酸的物质是（B）。 A. Mg3N2 B. NCl3 C. PCl3 D. Na2O2 制备，储存，运输，使用NH4NO3 NH4NO2 NH4ClO3 NH4ClO4 NH4MnO4等时，应防止受热或撞击。例:下列物质中，最易发生剧烈爆炸的是（ A ）。 A: NH4ClO3 B: Mg(ClO4 )2 C: Ca(ClO4 )2 D: Fe(ClO4 )2 八、卤素，氧族1.卤素单质的制备电解KHF2的无水氟化氢溶液，可制得单质氟。 工业上从海水中制溴，3Na2C

12、O3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO2最后用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出。 5HBr+HBrO3=3Br2+3H2OI2的制备通常用NaNO2氧化I-的溶液，并用活性炭吸附I22NO2-+2I-+4H+=2NO+2H2O+I2再用NaOH液处理吸附了I2的活性炭3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O最后经硫酸酸化后析出碘。IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2OI2+5Cl2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+例题：向盛有Br- I-混合溶液及CCl4(L)的试管中逐滴加入氯水，在CCl4层可观察到的现象是（ D）。A:先出现紫色，随后变为黄色；B:先出黄色，随后

13、变为紫色；C:先出现紫色，随后变为黄色，再变成无色； D:先出现紫色，随后变为无色；最后出现黄色。Cl2+2I-=2Cl-+I25Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HClCl2+2Br-=2Cl-+Br24. 卤化物 金属卤化物一般易溶于水，比较重要的难溶卤化物有AgX PbX2 Hg2X2 和CuX(Cl,Br ,I).氟化物的溶解性常与其他卤化物不同，AgF 易溶，而 LiF MF2(M=碱土金属，Mn ， Fe， Ni，Cu ， Zn ， Pb ）和 AlF3等都是难溶的。金属卤化物的水解无机化合物的水解 M+A-+（x+y）H2OM(OH2)x+A(H2O)y-影响水解的因素：1.

14、阳离子的极化能力的影响离子极化作用越强，越易发生水解 2.原子轨道的空间效应水解产物与极化能力有关： 低价金属离子水解产物一般为碱式盐，高价金属离子水解产物一般为氢氧化物或含水氧化物，而正氧化态的非金属元素水解产物一般为含氧酸。 共价型化合物水解的必要条件是正电性原子具有空轨道。如 SiCl4, BF3水解产物的类型： 1.碱式盐 多数阳离子的水解进行的不够彻底，生成碱式盐和一种酸。如SnCl2 ,SbCl3,BiCl3 2.氢氧化物 AlCl3,FeCl3 3.含氧酸 许多非金属卤化物和高价金属盐类水解后生成。如：BCl3 PCl5 SnCl4 TiCl4 PCl3 AsCl3 4. 配合物

15、 水解产物同未水解的无机物发生配合作用。如SiF4 BF3. 5. 不水解 CCl4 SF6等。不同氧化态的同一金属,高氧化态卤化物离子性比低氧化态卤化物小。如FeCl2显离子性,而FeCl3明显的共价性。金属卤化物同一周期各元素的卤化物自左向右离子性依次降低，共价性依次增强。而且，它们的熔点和沸点也依次降低。同一金属的卤化物随着卤离子半径的增大,变形性也增大,按F-CI-Br-I-的顺序其离子性依次降低,共价性依次增加。例题：下列氯化物中，熔点最低的是（ A ）。A: HgCl2 B: FeCl3 C: FeCl2 D: ZnCl2 熔点顺序：HgCl2 ZnCl2 FeCl3 FeCl2

16、5.卤素的含氧酸及其盐卤酸盐的热分解三种类型：4MXO3=3MXO4+MX2MXO3=2MX+3O24MXO3=2M2O+2MX2+5O2含氧酸及其盐结构 H5IO6 sp3d2杂化 八面体HClO4 sp3杂化 四面体HClO3 sp3杂化 三角锥HClO2 sp3杂化 V字形HClO sp3杂化 直线型含氧酸的酸性H2O2的结构和性质H2O2的氧化性H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O(定性检验、定量检出)PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O硫代硫酸钠是一种中等强度的还原剂，与碘反应时，它被氧化为连四硫酸钠；与氯、溴等反应时被氧化为硫酸盐。因此，硫化硫酸钠可做为棉织物漂白后的脱氯剂

17、。2Na2S2O3+NaI3=Na2S4O6+3NaI(碘量法)或2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaINa2S2O3+4Cl2+5H2O=2H2SO4+2NaCl+6HClH2O2的还原性Cl2+H2O2=2HCl+O22KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2Ag2O+HO2-=2Ag+OH-+O2（1）为什么可用氨水检查氯气管道是否漏气？（2）为什么H3BO3在热水中比冷水中溶解度大得多？（3）为什么铅能耐稀H2SO4、稀HCl的腐蚀，但不能耐浓H2SO4、浓HCl的腐蚀？（4）黄磷有剧毒，如不慎将黄磷沾到皮肤上，为什么可用CuSO4溶液来解毒？答案：（1）NH3遇Cl2发生如