非金属元素及化合物知识点总结.doc

1、碳族元素基础知识点碳族元素基础知识点 一、知识网络 1.碳及其化合物的知识网络 2.硅及其化合物的知识网络 二、基础知识 1.碳族元素 特征：最外层电子数为 4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。C CO2 CaCO3 CaC2 C2H2 CO 有机物 NH4HCO3 CH4 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 O2 SiC、CCl4 不完全燃烧 O2(不足)O2(不足)O2 CuO 炽 热的碳 NH3H2O O2(点燃)H2O CaO Si、Cl2()Mg(点燃)O2(点)CuO ()C、CO Na2O

2、2 NaOH H2O NaOH H Ca(OH)2 高温H+Ca2 CO2、H2O Ca(OH)2 CO2(水)OH 加热 Na2SiO3 CO2,H2O NaOH H2SiO3 SiH4 Si SiO2 CaSiO3 SiF4 H4SiO4 SiC SiCl4 O2(自燃)H2 O2()FeO(高温)F2 HF Cl2(高温)H2(高温)C(高温)C(高温)足量 Na2CO3(高温)NaOH(溶液)CaO()CaCO3()Ca2 -H2O C(适量)几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅 2.碳 在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。燃烧

3、反应 与某些氧化物的反应：CuCOCuOCCOCOC22;222+高温 OHCOOHC22+高温（CO、H2的混合气体叫水煤气）；+2COSiSiO2C2电炉 与氧化性酸反应：C2H2SO4（浓）CO22SO22H2O；C4HNO3（浓）CO24NO22H2O 3.CO：不溶于水，有毒(CO 和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和 O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于 CO 无色无味因此具有更大的危险性。可燃性 还原性：CO+CuOCO2Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O 4.CO2：直线型（OCO）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态 CO2俗称干冰，能升华，常用于

4、人工降雨。实验室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。5.碳酸盐 溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。热稳定性：Na2CO3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐:Na2CO3NaHCO3。相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)6.硅 硅在地壳中只有化合态，没有游离态。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2；

5、在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：SiO2SiO2。7.SiO2 SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。由于它是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应 SiO2+CaO高温CaSiO3 SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物 a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得 b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二

6、氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HFSiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。光导纤维 石英、水晶 8硅酸和硅胶 硅酸：硅酸酸性比碳酸还弱，由下列反应可证明：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3 硅胶：烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。10.硅酸盐 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠 Na2SiO3(Na2O SiO2)；镁橄榄石 Mg2SiO4(2MgO SiO2)；高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(A1

7、2O3 2SiO2 2H2O)人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂。11.水泥、玻璃、陶瓷 普通水泥的主要成分是硅酸三钙（3CaOSiO2）、硅酸二钙（2CaOSiO2）和铝酸三钙（3CaOAl2O3），水泥具有水硬性，水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，主要反应是：SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2、SiO2+CaCO3高温CaSiO3+CO2，玻璃是无固定熔点的混合物。加入氧化钴后的玻璃呈蓝色，加入氧化亚铜后的玻璃呈红色，普通玻璃一般呈淡绿

8、色，这是因为原料中混有二价铁的缘故。制造陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分：Al2O3 2SiO2 2H2O。12.无机非金属材料 无机非金属材料包含除传统陶瓷外的各种性能优异的精细陶瓷：耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷；透明的氧化铝、砷化镓（GaAs）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）、氟化镁（MgF2）、氟化钙（CaF2）等氧化物或非氧化物陶瓷；生物陶瓷；超细微粉体粒子制造的纳米陶瓷等。氮族元素 1氮和磷氮和磷 氮族元素氮族元素 包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素 氮气氮气(1)氮

9、气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为 NN由于 N2分子中的 NN 键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼(2)氮气的化学性质：N2与 H2化合生成 NH3 N2+3H22NH3 N2与 O2化合生成 NO：N2+O22NO (3)氮气的用途：合成氨，制硝酸；代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能 NO、NO2性质的比较性质的比较 氮的氧化物 一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性

10、质 为无色、不溶于水、有毒的气体 为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水 化学性质 极易被空气中的 O2氧化：2NO+O2=2NO2 NO 中的氮为+2 价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性 与 H2O 反应：3NO2+H2O2HNO3+NO(工业制 HNO3原理在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂)光化学烟雾光化学烟雾 空气中的 NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气 NO2是造成光化学烟雾的主要因素 (2)单质磷的化学性质：与 O2反应：4P+5O22P2O5 磷在 C12中燃烧：2P+3C12(不足量)2PCl3 2P+5Cl2(足量)

11、2PCl5 磷的同素异形体磷的同素异形体白磷与红磷白磷与红磷 白磷红磷 2铵盐铵盐 氨氨(1)氨的物理性质：氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；氨易液化 在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热 液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；氨气极易溶于水在常温、常压下，1 体积水中能溶解约 700 体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛(2)氨分子的结构：NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N 原子位于锥顶，三个 H 原子位于锥底，

12、键角 10718，是极性分子(3)氨的化学性质：跟水反应氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大部分的 NH3分子与 H2O 分子结合成NH3H2O(叫一水合氨)NH3H2O 为弱电解质，只能部分电离成 NH4和 OH：NH3+H2ONH3H2O NH4+OH a氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色NH3H2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH4+OHNH3+H2O b氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯净物)，其中含有 3 种分子(NH3、NH3H2O、H2O)和 3 种离子(NH4和 OH、极少量的 H)c氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所

13、以不能用金属容器盛装氨水通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里 跟氯化氢气体的反应：NH3+HCl NH4C1 说明说明 a蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生白烟 NH4C1 晶体小颗粒 b氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之 c氨气与不挥发性酸(如 H2SO4、H3PO4等)反应时，无白烟生成 跟氧气反应：4NH3+5O2 4NO+6H2O (4)氨气的用途：是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；用作冰机中的致冷剂 铵盐铵盐 受热分解固态铵盐

14、受热都易分解根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，a 组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。例如：NH4Cl(固)NH3+HCl NH3+HClNH4Cl 又如：(NH4)2CO32NH3+H2O+CO2 NH4HCO3NH3+H2O+CO2 b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时则只有氨气逸出，酸或酸式盐仍残留在容器中如：(NH4)2SO4NH4HSO4+NH3 (NH4)3PO4H3PO4+3NH3 跟碱反应铵盐的通性 固态铵盐+强碱(NaOH、KOH)无色有刺激性气味的气体湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝色

15、(2)氮肥的存放和施用铵盐可用作氮肥由于铵盐受热易分解，因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处；施用氮肥时应埋在土下并及时灌水，以保证肥效 氨气的实验室制法氨气的实验室制法(1)反应原理：固态铵盐如 NH4Cl、(NH4)2SO4等与消石灰混合共热：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O(2)发生装置类型：固体+固体气体型装置(与制 O2相同)(3)干燥方法：常用碱石灰(CaO 和 NaOH 的混合物)作干燥剂不能用浓 H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和 CaCl2干燥氨气，因为 CaCl2能与氨气发生反应生成 CaCl28NH3(4)收集方法：只能用向下排气法，并在收

16、集氨气的试管口放一团棉花，以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯(5)验满方法；将湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口，若试纸变蓝色，则说明氨气已充满集气瓶；将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生，说明氨气已充满集气瓶 注意注意 制氨气所用的铵盐不能用 NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因为 NH4NO3在加热时易发生爆炸，而 NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生 CO2气体使制得的NH3不纯 消石灰不能用 NaOH、KOH 等强碱代替，因为 NaOH、KOH 具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且 NaOH、KOH 对玻璃有强烈的腐蚀作用 NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥 实验室制取氨气的另一种常用方法：将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热有关反应的化学方程式为：CaO+NH3H2OCa(OH)2+NH3 加烧碱的作用是增大溶液中的 OH浓度，促使 NH3H2O 转化为 NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制 Cl2、HCl 气体的装置相同 难点难点 3硝酸硝酸 硝酸硝酸(1)物理性质：纯硝酸是无色、易挥发(沸点为 83)、有刺