非金属单质及其化合物必备知识
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高中化学——非金属及化合物知识点总结一、硅及其化合物(一)硅1、硅的存在和物理性质(1)存在:只以化合态存在,主要以SiO2和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里,在地壳中含量居第二位。
(2)物理性质:晶体硅是一种灰黑色固体,具有金属光泽,硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好的半导体材料。
2、硅的化学性质3、用途:制造半导体、计算机芯片、太阳能电池。
(二)CO2和SiO2的比较(三)硅酸及硅酸盐1、硅酸(1)物理性质:与一般的无机含氧酸不同,硅酸难溶于水。
(2)化学性质:①弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,与NaOH溶液反应的化学方程式为:②. 不稳定性:受热易分解,化学方程式为:(3)制备:通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得,如Na2SiO3溶液与盐酸反应:(4)用途:硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2、硅酸盐定义:硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
(1)硅酸盐结构复杂,一般不溶于水,性质很稳定。
通常用氧化物的形式来表示其组成。
例如:硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2),高岭石Al2Si2O5(OH)4(Al2O3·2SiO2·2H2O)。
书写顺序为:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
注意事项:① 氧化物之间以“·”隔开;②计量数配置出现分数应化为整数。
(2)硅酸钠:Na2SiO3,其水溶液俗名水玻璃,是一种无色粘稠液体,是一种矿物胶,用作黏合剂和木材防火剂。
(四)常见无极非金属材料及其主要用途(五)总结提升1、硅(1)硅的非金属性弱于碳,但碳在自然界中既有游离态又有化合态,而硅却只有化合态。
(2)硅的还原性强于碳,但碳能还原SiO2产生,但Si能跟碱溶液作用放出(3)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2H:2(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但硅能跟氢氟酸反应。
(5)非金属单质一般为非导体,但硅为半导体。
2、二氧化硅(1)非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔点却很高。
高中化学知识点总结:非金属元素及其化合物(一)非金属元素概论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,非金属元素有22种,除H外非金属元素都位于周期表的右上方(H在左上方)。
F是非金属性最强的元素。
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,最外层电子数较多,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,非金属元素原子核电荷数多,原子半径小,化学反应中易得到电子,表现氧化性。
(3)最高正价等于主族序数(O、F无+6、+7价)‘对应负价以绝对值等于8–主族序数。
如S、N、C1等还呈现变价。
3.非金属单质(1)组成与同素异形体非金属单质中,有单原子分子的He、Ne、Ar等稀有气体;双原子分子的H2、O2、Cl2、H2、Br2等,多原子分子的P4、S8、C60、O3等原子晶体的金刚石,晶体硅等。
同一元素形成的不同单质常见的有O2、O3;红磷、白磷;金刚石、石墨等。
(2)聚集状态及晶体类型常温下有气态(H2、O2、Cl2、N2…),液态(Br2)、固态(I2、磷、碳、硅…)。
常温下是气钵,液态的非金属单质及部分固体单质,固态时是分子晶体,少量的像硅、金刚石为原子晶体,石墨“混合型”晶体。
4.非金属的氢化物(1)非金属氢化物的结构特点①IVA—RH4正四面体结构,非极性分子;VA—RH3三角锥形,极性分子;VIA—H2R为“V”型,极性分子;VIIA—HR直线型,极性分子。
②固态时均为分子晶体,熔沸点较低,常温下H2O是液体,其余都是气体。
(2)非金属气态氢化物的稳定性一般的,非金属元素的非金属性越强,生成的气态氢化物越稳定。
因此,气态氢化物的稳定性是非金属性强弱的重要标志之一。
(3)非金属氢化物具有一定的还原性如:NH3:H2S可被O2氧化HBr、HI可被Cl2、浓H2 SO4氧化等等。
5.最高价氧化物对应水化物(含氧酸)的组成和酸性。
常见非金属元素单质及其重要化合物【考纲点击】1.1. 常见非金属元素(如H 、C 、N 、O 、Si Si、、S 、Cl 等)等)(1) 了解常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
了解常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
(2) 了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
2.2. 以上各部分知识的综合应用。
以上各部分知识的综合应用。
【核心要点突破】一、非金属单质及其氧化物的共性和特性一、非金属单质及其氧化物的共性和特性1.1.常见非金属单质:常见非金属单质:常见非金属单质:Cl Cl 2、Br 2、I 2、O 2、S 、N 2、P 4、H 2、C 、Si (1)非金属元素在周期表中的位置和原子结构特点:)非金属元素在周期表中的位置和原子结构特点:①位置:在已知的元素中,非金属共22种(包括6种稀有气体元素),除氢元素位于周期表的Ⅰ,除氢元素位于周期表的ⅠA A 族外,其余都集中在元素周期表阶梯线(硼、硅、砷、碲、砹斜线)的右上方。
外,其余都集中在元素周期表阶梯线(硼、硅、砷、碲、砹斜线)的右上方。
②原子结构特点及化合价:②原子结构特点及化合价:Ⅰ.最外层电子均大于、等于3(除H 以外),与其主族序数相同。
,与其主族序数相同。
Ⅱ.最高正价分别为:Ⅱ.最高正价分别为:+4 +5 +6 +7+4 +5 +6 +7+4 +5 +6 +7(与族序数相等)(与族序数相等)(与族序数相等) 对应最低负价:对应最低负价:-4 -3 -2 -1-4 -3 -2 -1-4 -3 -2 -1(等于族序数减(等于族序数减8)Ⅲ.非金属元素一般都有变价:除呈现上述最高价及最低价以外,有的非金属还呈现其它价态。
如:Ⅲ.非金属元素一般都有变价:除呈现上述最高价及最低价以外,有的非金属还呈现其它价态。
如: S :+4价;价;N N :+1 +2 +3 +4价;价; Cl Cl Cl::+1 +3 +5价。
非金属单质及其化合物必备知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN非金属单质及其化合物必备知识一、必备知识(一)、硅及其化合物1、单质硅(Si):硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
晶体硅的结构类似于金刚石,熔点(1410)和沸点都很高,硬度大。
常温下化学性质不活泼。
硅元素位于元素周期表金属与非金属交界线附近,导电性介于导体和绝缘体之间。
用于太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),是酸性氧化物。
①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶口粘住打不开,应用橡皮塞)。
②高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO高温CaSiO3③与氢氟酸反应(SiO2的特性):SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
例1、下列说法正确的是()A.SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸C.SiO2的俗名叫水玻璃,不溶于水 D.SiO2又叫水晶,能溶于NaOH 溶液中解答:A: SiO2不能与水发应B:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OC:水玻璃是Na2SiO3溶液D:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,正确。
指导:熟练掌握SiO2的化学性质即可答题。
3、硅酸(H2SiO3):(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。
化学1《非金属及其化合物》知识点总结、硅及其化合物的转化关系Nii 2sio.4- n 2o脱水=n 2si c 尸 si<>2 +n 2o 弱酸性:酸性比礪酸还弱Nfl 2SiOj+ II 2O +CO 2=Nrt 2COj +11^810^① Si 的还原性大于 C,但C 却能在高温下还原出 S 。
2C + SiO2=====Si + 2C0f ; ② Si 能与NaOH 溶液反应放出H2,而其他非金属单质无此性质; ③ 非金属单质一般为非导体,但Si 为半导体,石墨为良导体;④ 非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2晶体为原子晶体。
1、二氧化硅和二氧化碳比较二氧化硅二氧化碳类别 酸性氧化物 _酸性氧化物晶体结构 原子晶体分子晶体 熔沸点 高低与水反应方程式 不反应 CO+HOH 2CO与酸反应方程式 SiO 2 + 4HF==SiF" +2H 2O 不反应与烧碱反应方程式SiO 2+2NaOH == N&SiO s +HO少:2NaOH+CO=Na€O+HO 过:NaOH+CO=NaHCO与CaO 反应方程式高温SiO 2+CaO CaSiO sCaO+C 2==CaCO存在状态水晶、玛瑙、石英、硅石、沙子人和动物排放2、硅以及硅的化合物的用途物质 用途「存在: 結构 性质 用途 〔存在八結构广物理性质:黑色,金属光泽.硬而溶沸点高的固体「Si+2F 2- SiF 4Si+ 4HF= SiF 4 +2H. *彳七学性质< st + 2N^on + ir z o= 「物理性质Nit 曲a+f 盟Si+ 2CL== SiCLiSiO :- 4Hb =割卜丁一 H 2() 性质<I 用途 化学性败SiO,+ NaOPI=制备:可落性的硅隈議与酸的反应illl ;2H<、1 =2Na<?l-H 2Si<)3化学性烦:I 用途二氧化硅..:硅单质 半导体材料、光电池(计算器、人造卫星、登月车、探测器) SiO 2饰物、仪器、光导纤维、玻璃 硅酸钠矿物胶SiC砂纸、砂轮的磨料ClNaOHSiCL1、玻璃的主要成分之一是二氧化硅。
非金属单质及其化合物必备知识一、必备知识(一)、硅及其化合物1、单质硅(Si):硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
晶体硅的结构类似于金刚石,熔点(1410)和沸点都很高,硬度大。
常温下化学性质不活泼。
硅元素位于元素周期表金属与非金属交界线附近,导电性介于导体和绝缘体之间。
用于太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),是酸性氧化物。
①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶口粘住打不开,应用橡皮塞)。
②高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO 高温CaSiO3③与氢氟酸反应(SiO2的特性):SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
例1、下列说法正确的是()A.SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸C.SiO2的俗名叫水玻璃,不溶于水 D.SiO2又叫水晶,能溶于NaOH溶液中解答:A: SiO2不能与水发应B:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OC:水玻璃是Na2SiO3溶液D:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,正确。
指导:熟练掌握SiO2的化学性质即可答题。
3、硅酸(H2SiO3):(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。
(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制取:(强酸制弱酸原理)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。
4、硅酸盐硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。
硅酸盐种类很多,大多数不溶于水,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,是一种无色粘稠的液体,可以作黏胶剂和木材防火剂。
硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)传统硅酸盐工业产品有:玻璃、陶瓷、水泥等。
例2、将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终会出现浑浊的是( )A .氯化钙溶液B .澄清的石灰水C .水玻璃D .硝酸钡溶液解答:A :氯化钙溶液不跟二氧化碳反应B :Ca(OH)2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O ,二氧化碳过量时:CO 2+CaCO 3+H 2O= Ca (HCO 3)2,沉淀溶解。
C :Na 2SiO 3+CO 2+H 2O =Na 2CO 3+H 2SiO 3↓有白色沉淀生成,浑浊。
D :硝酸钡溶液不跟二氧化碳反应(二)氯气及其化合物1、氯气(Cl 2):(1)物理性质:黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化成液氯(液氯为纯净物),能溶于水。
(2)化学性质:氯气化学性质非常活泼,很容易得到电子,作强氧化剂。
①与金属反应(将金属氧化成最高正价)2Na +Cl 2===点燃2NaCl Cu +Cl 2===点燃CuCl 22Fe +3Cl 2===点燃2FeCl 3②与非金属反应Cl 2+H 2 ===点燃 2HCl (氢气在氯气中燃烧现象:安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾)将H 2和Cl 2混合后在点燃或光照条件下发生爆炸。
③与水反应将氯气溶于水得到氯气的水溶液称为氯水(黄绿色)。
部分氯气与水反应Cl 2+H 2O =HCl +HClO (Cl 2+H 2O =H ++Cl —+HClO )④Cl 2与碱液反应:与NaOH 反应:Cl 2+2NaOH =NaCl +NaClO +H 2O ( Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -+H 2O )此反应用来制漂白液(有效成分为NaClO )。
与Ca(OH)2溶液反应:2Cl 2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl 2+2H 2O此反应用来制漂白粉或漂粉精,漂白粉和漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2,(3)用途:氯气的用途:制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。
2、氯水的性质:①强氧化性:Cl 2是新制氯水的主要成分,实验室常用氯水代替氯气,如氯水中的氯气能与KI ,KBr 、FeCl 2、SO 2、Na 2SO 3等物质反应。
②漂白、消毒性:氯水中的HClO 有强氧化性,能杀菌消毒,有漂白性。
③酸性:氯水中含有HCl 和HClO ,故可被NaOH 中和。
④不稳定性:HClO 不稳定光照易分解。
↑,因此久置氯水(黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。
⑤沉淀反应:加入AgNO 3溶液有白色沉淀生成(因氯水中有Cl -)。
3、漂白粉或漂粉精久置空气会失效(涉及两个反应):Ca(ClO)2+CO 2+H 2O =CaCO 3↓+2HClO ,↑,漂白粉或漂粉精要密封保存。
4、Cl -的检验:原理:根据Cl -与Ag +反应生成不溶于酸的AgCl 沉淀来检验Cl -存在。
Cl - + Ag +== AgCl↓操作:先加稀硝酸酸化溶液(排除CO 32-干扰)再滴加AgNO 3溶液,如有白色沉淀生成,则说明有Cl -存在。
例3、下列说法不正确的是( )A .钠、铁和铜一样都能在氯气中燃烧生成金属氯化物B .液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色C .氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物D .氯水具有杀菌、漂白作用是因氯水中含有强氧化性的次氯酸解答:B :液氯是氯气在液态的时候,没有水。
指导:区别氯水是混合物,而液氯是纯净物即可。
例4、可以证明次氯酸是弱酸的事实是( )A .可与碱反应B .有漂白性C .见光能分解D .次氯酸钙溶液可与碳酸反应生成次氯酸指导:A :证明次氯酸的酸性B :证明次氯酸有强氧化性C :证明次氯酸不稳定D :C a(ClO)2+CO 2+H 2O =CaCO 3↓+2HClO ,强酸制备弱酸,碳酸是弱酸,可见次氯酸更弱。
选D 。
指导:熟练掌握次氯酸的性质即可。
(三)、硫及其化合物1、硫元素的存在:硫元素在自然界中既有游离态又有化合态。
2、硫单质:①物质性质:俗称硫黄,黄色晶体,不溶于水。
②化学性质:S+O 2 ===点燃 SO 2(空气中点燃淡蓝色火焰,纯氧中蓝紫色)3、二氧化硫(SO 2)和三氧化硫(SO 3)(1)二氧化硫物理性质:无色、有刺激性气味有毒的气体,易溶于水,密度比空气大,易液化。
(2)二氧化硫化学性质:①SO 2为酸性氧化物与水反应SO 2+H 2OH 2SO 3(亚硫酸,中强酸)(可逆反应)。
与碱反应SO 2(少量)+2NaOH =Na 2SO 3+H 2O (SO 2+2OH -=SO 32-+H 2O )SO 2(少量)+Ca(OH)2=CaSO 3↓(白色)+H 2O与碱性氧化物反应SO 2+CaO== CaCO 3将CO 2或SO 2通入Ca(OH)2溶液中,实验现象相同,所以不能用石灰水来鉴别SO 2和CO 2。
②SO 2具有强还原性,能与强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液、氯气、氧气等)反应。
SO 2能使酸性KMnO 4溶液、新制氯水褪色,显示了SO 2的强还原性。
(催化剂:粉尘、五氧化二钒)SO 2+Cl 2+2H 2O =H 2SO 4+2HCl (将SO 2气体和Cl 2气体混合后作用于有色溶液,漂白效果将大大减弱。
)③SO 2的弱氧化性④SO 2的漂白性:SO 2能使品红溶液褪色,加热会恢复原来的颜色。
用此可以检验SO 2的存在。
(3)二氧化硫的用途:漂白剂、杀菌消毒、生产硫酸等。
例5、下列物质均有漂白作用,其漂白原理相同的是①过氧化钠 ②次氯酸 ③二氧化硫 ④活性炭 ⑤臭氧A 、①②⑤B 、①③⑤C 、②③④D 、①②③解答:过氧化钠 、次氯酸、臭氧是因为有强化性而漂白,二氧化硫是因为跟有色物质结合成不稳定的无色物质而漂白,活性炭是因为物理性吸附而漂白。
选A 。
指导:掌握常见漂白剂漂白原理即可。
(4) 三氧化硫(SO 3) 为酸性氧化物4、硫酸(H 2SO 4)具有酸性(1)浓硫酸:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气,可作干燥剂.②脱水性:能将有机物(蔗糖、棉花等)炭化变黑。
③强氧化性:浓硫酸在加热条件下显示强氧化性(+6价硫体现了强氧化性),能与大多数金属反应,也能与非金属反应。
2H 2SO 4 (浓)+Cu===△CuSO 4+2H 2O +SO 2 ↑(此反应浓硫酸表现出酸性和强氧化性 )2H 2SO 4(浓)+C===△CO 2 ↑+2H 2O +SO 2 ↑(此反应浓硫酸表现出强氧化性 )(2) 硫酸的用途:干燥剂、化肥、炸药、蓄电池、农药、医药等。
例6、浓硫酸在与下列哪些物质反应时,既表现强酸性又表现强氧化性A 、赤热的碳B 、氢硫酸C 、氢氧化钠D 、铜(加热)解答:A:只表现浓硫酸的氧化性B :只表现浓硫酸的氧化性C :只表现浓硫酸的酸性D :既表现强酸性又表现强氧化性选D 。
指导:熟练掌握浓硫酸的化学性质即可。
(四)、氮及其化合物1、氮气:N 2+O 2 ========高温或放电 2NO ,N 2+3H 2 2NH 32、氮的氧化物:NO 2和NO生成的一氧化氮很不稳定: 2NO +O 2 == 2NO 2一氧化氮:无色气体,有毒,不溶于水。
是空气中的污染物。
二氧化氮:红棕色气体,有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应:3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO ,此反应中NO 2既是氧化剂又是还原剂。
3、硝酸(HNO 3):硝酸具有一般酸的通性,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂,能氧化大多数金属,但不放出氢气,通常浓硝酸产生NO 2,稀硝酸产生NO ,Cu +4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O3Cu +8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O注意:常温下,Fe 、Al 遇浓H 2SO 4或浓HNO 3发生钝化(即铝和铁遇浓硫酸时,因表面被浓硫酸氧化成一层致密氧化膜,这层氧化膜阻止了酸与内层金属的进一步反应)。
加热时能发生反应:Fe +6HNO 3(浓)△ Fe(NO 3)3+3NO 2↑+3H 2O 当溶液中有H +和NO 3-时,相当于溶液中含HNO 3,此时,因为硝酸具有强氧化性,使得在酸性条件下NO 3-与具有强还原性的离子如S 2-、Fe 2+、SO 32-、I -、Br -因发生氧化还原反应而不能大量共存。