2024年北京四中高一化学非金属及其化合物

非金属及其化合物第一讲无机非金属材料的主角——硅【思考交流Ⅰ】结合硅的用途进行性质探究！原子结构示意图SiC【思考交流Ⅱ】根据前面研究Si的思路和方法，你能否预测SiO2具有哪些性质？1：都是酸性氧化物2：具有酸性氧化物的通性CO2+H2O==H2CO3SiO2与水CO2+CaO==CaCO3SiO2+CaO高温CO2+2NaOH==Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH==+【思考交流Ⅲ】请用最简洁的话描述硅（元素）。【延伸与拓展】1、半导体行业有句话“从沙滩到用户”，你怎样体会这句话的含义，结合课后习题查阅、整理相关材料。2、设计实验室制备硅酸凝胶的装置，同时分析实验原理。第二讲富集在海水中的元素——氯一、氯单质的发现和确认软锰矿和浓盐酸加热混合MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O【思考】请你结合Cl的原子结构分析：氯气化学式为什么是Cl2？二、氯气的组成和结构第三讲硫及其氧化物硫元素在自然界的存在形式游离态化合态如：硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）一、硫（硫黄，S）1.硫的物理性质黄色晶体、质脆、易研成粉末不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳2.硫的化学性质既有氧化性，又有还原性S+FeFeS3Cl2+2Fe2FeCl3S+H2H2SS+O2SO2二、二氧化硫（SO2）1.二氧化硫的物理性质无色，有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大，容易液化，易溶于水。2.二氧化硫的化学性质（1）酸性氧化物与H2O反应生成相应的酸:SO2+H2O亚硫酸是一种中强酸，不稳定可逆性:在同一条件下，既向正反应方向进行，同时又向逆反应方向进行的性质。可逆反应:可逆性比较显著的化学反应。【思考】2H2O2H2↑+O2↑与2H2+O22H2O是可逆反应吗？（2）氧化还原反应Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-Br2、I2、KMnO4、Fe3+都可以和SO2发生氧化还原反应2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO42H2SO3+O2=2H2SO42CaSO3+O2=2CaSO4SO2+2H2S=3S↓+2H2O（3）漂白性SO2（现象）加热至沸腾（现象）品红溶液Cl2（现象）加热至沸腾（现象）SO2（现象）紫色石蕊溶液Cl2（现象）【思考】1：除了SO2，还有哪些物质具有漂白性？它们的漂白机理有何不同？2：检验混合气体中各种成分：CO2和SO2混合三、三氧化硫（SO3）无色易挥发固体，熔点16.83oC，沸点44.8oC2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4CaO+SO3=CaSO4Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O+1+17287结构决定性质典型非金属性（强氧化性）Cl在自然界以形式存在，无.三、氯气的物理性质色、态、味溶解性熔沸点密度黄绿色刺激性、有毒气体25oC时1体积水溶解2体积氯气较高、易液化约为空气的3倍四、氯气的化学性质(1)氯气与金属的反应方程式现象产物溶于水2Na+Cl22NaCl2Fe+3Cl2FeCl3Cu+CCuCl2注：①常温下，干燥的氯气不与铁反应，故可以用钢瓶储存液态的氯气（液氯）②氯气可将变价金属（Fe、Cu）氧化至最高价态(2)氯气与非金属单质的反应方程式现象H2+Cl22HClH2+Cl22HCl注：①反应前后气体体积不变②实验前氢气要验纯【思考】在初中是如何定义燃烧的？可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？燃烧的本质是。广义的燃烧不一定要有氧气参加，任何的化学反应，都可以叫做燃烧。(3)氯气与水的反应氯气的水溶液称为氯水Cl2+H2O=+次氯酸的性质：弱酸性、强氧化性、漂白性、不稳定性NaClO+CO2+H2O=+2HClO+液氯新制氯水久置氯水物质类别颜色组成化学性质存储方法干燥的氯气没有漂白性，氯水因为含有次氯酸而具有漂白性。【思考】新制氯水分别滴加到下列溶液中，会有什么现象？起作用的粒子是什么？1.向FeCl2溶液中滴加氯水2.向紫色石蕊试液中滴加氯水3.向AgNO3溶液中滴加氯水4.向饱和Na2CO3溶液中滴加氯水(4)氯气与碱的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O有效成分是，可制漂白液NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O有效成分是，可制漂白粉、漂白精。Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO(5)氯气与盐的反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Br-+Cl2=Br2+2Cl-2I-+Cl2=I2+2Cl-S2-+Cl2=S+2Cl-I-、Fe2+、Br-、Cl-的还原性强弱？五、氯气的实验室制法MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O实验装置如下：第四讲氮及其氧化物填写下列表格：NO2易溶于水，反应方程式为【科学探究】现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。1、请你设计实验，要求尽可能多地NO2被水吸收。【思考】如果给你一试管一氧化氮，如何使得NO尽可能多地被水吸收？例：将充有mmLNO和nmLNO2气体的量筒倒扣在水槽中，然后通入mmLO2，已知n>m。充分反应后，量筒内的气体在同温同压下的体积为（）A．(4n-1)/12mLB．(n-m)/3mLC．(3m+n)/3mLD．3(n-m)mL酸雨pH<5.6，包括硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。硫酸型酸雨的形成（1）煤、石油的燃烧（2）硫酸工业尾气反应方程式为，。硝酸型酸雨的形成（1）汽车尾气（2）硝酸工业尾气（3）闪电反应方程式为【思考】空气中的NO2主要来源是什么？例题：某兴趣小组取雨水样品进行实验。每隔1h测该雨水样品的PH，得到的结果如下表：请分析该雨水的pH随放置时间延长逐渐变小的原因？减少二氧化硫措施★改善燃煤的质量。★改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备。a.提高燃烧时的空燃比（增大空气的比率）；b.采用新型煤粉燃烧器；c.在煤中加入固硫剂（如石灰石、生石灰）后再燃烧。2CaCO3+O2+2SO2===2CaSO4+2CO22CaO+O2+2SO2===2CaSO4★发展洁净煤技术，开展煤的综合利用（煤间接液化前景）。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)★发展新能源（风能、氢能、核能、生物能、潮汐能等）。★种植能够吸收SO2的有关树木（如臭椿、垂柳、柳杉）等.【思考】如何防治汽车尾气中的有害气体对大气的污染？（1）推广使用无铅汽油（2）在汽车尾气系统中装催化转化器例题：治理汽车尾气的方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”。它能使CO和NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并使烃类充分燃烧，SO2充分转化。写出NO和CO反应的化学方程式：。第五讲氨和铵盐工业合成氨1918年，弗里茨·哈伯1931年，卡尔·博施2007年，格哈德·埃特尔因发明用氮气和氢气直接合成氨气的方法，德国化学家哈伯1918年获诺贝尔化学奖。N2+3H22NH3喷泉实验现象：烧杯中的水溶液经导管进入烧瓶，形成喷泉，无色溶液进入烧瓶后变为红色。原因：？结论：氨气极易溶于水；氨水呈性。一、氨气的物理性质氨气是一种无色、有剌激性气味、比空气轻、极易溶于水(1:700)、易液化的气体。【思考】1、形成喷泉的原理？2、形成喷泉后溶液的物质的量浓度？3、倒吸的原理和防倒吸的方法？二、氨气的化学性质1.氨气与水的反应反应方程式【思考】（1）在氨水中存在哪些粒子？（2）氨水具有哪些性质？2.与酸的反应——生成铵盐NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH3+HNO3=NH4NO32NH3+H2SO4=(NH4)2SO4知识拓展——铵盐的性质a、受热易分解NH4Cl受热分解方程式：NH4HCO3受热分解方程式：NH4NO3分解产物复杂b.与碱共热生成氨气NH4Cl与NaOH反应方程式：NH4＋+OH－==NH3↑+H2ONH4＋的检验方法：加入强碱溶液共热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。3.弱还原性——氨的催化氧化反应方程式：氨催化氧化（接触氧化）是工业制硝酸的基础，请写出用氨制取硝酸的化学方程式。三、NH3的实验室制法1、反应原理反应方程式：2、发生装置：固＋固气(与加热高锰酸钾制氧气相同)3、收集装置：向下排空气法【注意】收集时在管口要塞一团棉花，目的是减缓气体流动，防止对流。4、干燥：碱石灰5、检验：（1）湿润的红色石蕊试纸——变蓝（2）蘸浓盐酸的玻璃棒——白烟6、尾气处理：水；防止倒吸四、氨的用途氮的固定第五讲硫酸和硝酸酸的通性（非氧化性酸）使酸碱指示剂变色与氢前金属反应产生氢气与碱性氧化物的反应与碱的反应与某些盐的反应（强酸制弱酸）一、浓硫酸1.物理性质（1）纯硫酸-----无色、粘稠的油状液体、难挥发（2）98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3（3）沸点高：沸点338℃，高沸点酸制备低沸点酸（4）硫酸与水任意比例混溶；浓硫酸的稀释：酸入水【思考】浓硫酸与稀硫酸的导电性哪个更好些？为什么？2.浓硫酸的特性（1）吸水性——干燥剂浓硫酸可以干燥哪些气体？酸性和中性气体（除强还原性气体，如H2S、HBr、HI）（2）脱水性实验现象：蔗糖变黑，体积膨胀，放出大量的热，并有刺激性气味气体产生。解释现象：将蔗糖中的氢、氧元素按照水（H2O）的组成脱去，留下碳元素；碳与浓硫酸受热反应（3）氧化性①与非金属反应C和浓硫酸反应方程式：产物如何检验？提供以下试剂与装置(装置可多次使用)②与不活泼金属反应观察实验现象，并且思考产生该现象的原因是什么？Cu和浓硫酸反应方程式：实验现象：③与活泼金属常温下，与铁和铝等接触发生钝化常温下，铁、铝在浓硝酸或浓硫酸中表面被氧化成致密的氧化物保护膜而阻止反应继续进行的现象称为“钝化”。受热时，能跟绝大多数金属发生反应区别稀硫酸和浓硫酸的方法有多少种？密度、状态、溶解热、吸水性、脱水性（纸、蔗糖、pH试纸）、与活泼金属（Fe、Al）反应、与不活泼金属（Cu）反应3.硫酸的用途重要的化工原料如：化肥、农药、火药、染料、冶炼金属、精炼石油、金属表面除锈等。二、硝酸1.物理性质无色、易挥发沸点低（83℃）、有刺激性气味液体、与水能任意比互溶常用浓硝酸69％，98%以上浓硝酸称“发烟硝酸”2.化学性质（1）不稳定性硝酸保存于棕色试剂瓶久置浓硝酸呈黄色反应方程式：如何使久置硝酸的黄色消失？关于试剂的保存方法（2）酸的通性：能与金属、碱性氧化物、碱、盐、指示剂反应硝酸与石蕊试剂：原因：（3）氧化性①与金属反应a.与不活泼金属的反应浓硝酸与Cu反应方程