考點(diǎn)27化學(xué)反應(yīng)速率

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1.       了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法.

2.       理解濃度溫度壓強(qiáng)和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.

3.       初步運(yùn)用有效碰撞,碰撞的取向和活化分子等來(lái)解釋濃度壓強(qiáng)溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.

2．難點(diǎn)聚焦

(一)化學(xué)反應(yīng)速率:

不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢不一樣.

有的進(jìn)行得很快…瞬間完成. 如:氫氧混合氣爆炸;酸堿中和等

有的進(jìn)行得很慢…需數(shù)小時(shí);幾天;甚至幾百年;幾百萬(wàn)年….

如:有機(jī)化合物間的反應(yīng),一般較慢,需數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天;塑料的分解,需數(shù)百年.石油的形成需幾百萬(wàn)年……

化學(xué)反應(yīng)的速率:

用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少(或生成物濃度的增加)來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢.叫化學(xué)反應(yīng)的速率.

濃度的單位,常用: mol/L. 

則，化學(xué)反應(yīng)速率的單位：mol/(L?min)  mol/(L?s)

例：在一密閉容器內(nèi)，裝有氮?dú)夂蜌錃狻７磻?yīng)開(kāi)始時(shí)，氮?dú)獾臐舛葹?mol/L，氫氣的濃度為5mol/L。2分鐘后，測(cè)的氮?dú)獾臐舛葹?.6mol/L，求這兩分鐘內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率。

以上化學(xué)反應(yīng)速率,是用氮?dú)鉂舛鹊淖兓瘉?lái)表示的,如果用氫氣呢?用氨氣呢?

顯然,同一化學(xué)反應(yīng)的速率,用不同物質(zhì)濃度的變化來(lái)表示.數(shù)值不同.

故,在表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明物質(zhì).

不同物質(zhì)表示的同一化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.

(二)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

不同的化學(xué)反應(yīng),具有不同的反應(yīng)速率.(如: 氫氧混合氣爆炸;酸堿中和; 塑料的分解;石油的形成…)

參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素.

有些外界條件也有一定程度的影響.

主要探討濃度溫度壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.

4.       濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

做實(shí)驗(yàn)2-2(見(jiàn)P32)

許多實(shí)驗(yàn)證明:

當(dāng)其它條件不變時(shí),增加反應(yīng)物濃度,可以增大化學(xué)反應(yīng)速率.

這是為什么呢?

化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程,就是反應(yīng)物分子中的原子,重新組合成生成物分子的過(guò)程.

反應(yīng)物分子中的原子,要想重新組合成生成物的分子,必須先獲得自由.

即:反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵,必須斷裂!

化學(xué)鍵的斷裂是通過(guò)分子(或離子)間的相互碰撞來(lái)實(shí)現(xiàn)的.

并非每次碰撞都能是化學(xué)鍵斷裂.

即:并非每次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng).(如投籃.見(jiàn)P33 圖2-2)

能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞是很少的.

有效碰撞: 能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞,叫有效碰撞.

活化分子: 能夠發(fā)生有效碰撞的分子,叫活化分子.

活化分子比普通分子具有更高的能量!才有可能撞斷化學(xué)鍵,發(fā)生化學(xué)反應(yīng).

當(dāng)然,活化分子的碰撞,只是有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng).而并不是一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng).還必須有合適的取向.

在其它條件不變時(shí),對(duì)某一反應(yīng)來(lái)說(shuō),活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的.

即:單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目和單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比.

即:活化分子的數(shù)目和反應(yīng)物的濃度成正比.

因此:增大反應(yīng)物的濃度,可以增大活化分子的數(shù)目,可以增加有效碰撞次數(shù).

則,增大反應(yīng)物濃度,可以使化學(xué)反應(yīng)的速率增大!

5.       壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),增大壓強(qiáng),氣體體積縮小,則單位體積中分子數(shù)增加,則濃度增大,反應(yīng)速率增大.

6.       溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

溫度升高,使每一個(gè)分子的能量都增大.則:活化分子百分?jǐn)?shù)增加,反應(yīng)速率增大!

同時(shí),溫度升高分子運(yùn)動(dòng)加快,碰撞次數(shù)增多,化學(xué)反應(yīng)速率也增大.

7.       催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

催化劑能夠降低反應(yīng)所需要的能量,使更多的分子成為活化分子,大大的增加了活化分子的數(shù)目,以及活化分子的百

3．例題精講

例1鹽酸與碳酸鈉固體反應(yīng)時(shí)，能使反應(yīng)的最初速率明顯加快的是  (    )

    A．增加碳酸鈉固體的量    B．鹽酸的量增加一倍

    C．鹽酸的用量減半濃度加倍D．溫度升高  40 ⁰C

    [分析]增加反應(yīng)物濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。CaCO₃是固態(tài)反應(yīng)物，增加其用量并不影響其濃度，故A對(duì)最初的反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響；對(duì)于一定濃度的鹽酸，增加鹽酸的用量并不能增加其濃度，故B對(duì)反應(yīng)速率也無(wú)影響；C中雖然鹽酸用量減半，但因濃度加倍，會(huì)使最初反應(yīng)速率加快，故C正確。

    [答案]C、D

[方法提示]本題考查學(xué)生對(duì)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影啊的理解和應(yīng)用，用于鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。能增大反應(yīng)速率的措施有：①增加濃度；②增大壓強(qiáng)；③增高溫度；④使用催化劑。

例2  在 、 轉(zhuǎn)化為 的反應(yīng)中， 的起始濃度為 ， 的起始濃度為 ，3min后 的濃度為 。計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)速率是多少？3min 時(shí)的 和 的濃度各是多少？

　　分析：計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵在于依據(jù)給出條件，正確求出各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度，用轉(zhuǎn)化濃度除以反應(yīng)時(shí)間，就可以得到反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)化濃度求法簡(jiǎn)單，對(duì)于反應(yīng)物來(lái)說(shuō)：

轉(zhuǎn)化濃度 = 起始濃度 － 終了濃度

對(duì)于生成物來(lái)說(shuō)：

轉(zhuǎn)化濃度 = 終了濃度 － 起始濃度

　　本題給出生成物 的終了濃度為 ，起始濃度為零， 的轉(zhuǎn)化濃度為：

　　依據(jù)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)比，可以由 的轉(zhuǎn)化濃度求出 和 的轉(zhuǎn)化濃度

　　再用各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度除以反應(yīng)時(shí)間（3分），便可得出 、 和 從 、 的起始濃度和轉(zhuǎn)化濃度，可以方便地算出3分鐘時(shí) 和 的濃度

 例3　反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為:

 v (A)=0．15 mol (L?s) ^-1      v (B)=0．6 mol (L?s) ^-1     v (C)=0．4 mol (L?s) ^-1  v(D)=0．45mol (L?s) ^-1。該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)?u>                 

【分析】方法一：由反應(yīng)速率之比與物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，比較后作出判斷，由化學(xué)方程式A+3B=2C+2D得出：

  v (A)：v(B)=1：3，而v(A)：v(B)=0．15：0．6=1：4 故v(B)>v(A)，從而得②>①

  v(B)：v(C)=3：2，而v(B)：v(C)=O．6：0．4=3：2故v(B)=v(c)，從而得②=③

  v(C)：v(D)=2：2=l：l，而v(C)：v(D)=0．4：0．45故”(D)>v(C)，從而得④>③

故該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰?gt;③=②>①。

    方法二：將不同物質(zhì)表示的速率換算為用同一物質(zhì)表示的速率，再比較速率數(shù)值的大小。

    若以物質(zhì)A為標(biāo)準(zhǔn)，將其它物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用A物質(zhì)表示的速

率，則有j

    v(A)：v(B)=I：3，則②表示的v(A)=0．2mol／(L?s)^-1

    v(A)：v(C)=1：2，則③表示的v(A)=0．2mol／(L．s)^-1

    v(A)：v(D)=1：2，則④表示的v(A)=0．225mol／(L．s)^-1    故反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰?gt;③=②>①。

    [答案]④>③=②>①

例4 一定溫度下，對(duì)于反應(yīng)N₂+0₂ 2NO在密閉容器中進(jìn)行，下列措施能加快反應(yīng)速率的是：(    )

    A．縮小體積使壓強(qiáng)增大     B．恒容，充入N₂

    C．恒容，充入He氣         D．恒壓，充入He氣

[分析]A選項(xiàng)，氣體的量不變，僅縮小體積，氣體的濃度必然增大，速率必然增大。    B選項(xiàng)，容積不變，充入N₂，使反應(yīng)物N₂的濃度增大，濃度越大，速率越大。   C選項(xiàng)，容積不變，充入He氣，雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物N₂、0₂、N0的濃度并沒(méi)有變化，因此不影響反應(yīng)速率。  D選項(xiàng)，壓強(qiáng)不變，充人He氣，反應(yīng)容器體積必然增大。壓強(qiáng)雖然沒(méi)變但  N₂、0₂、NO的濃度減小，反應(yīng)速率減慢。

例5與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成和的速率如圖所示，已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中的增大而加快。

（1）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)速率加快的原因是      。

（2）反應(yīng)后期時(shí)，反應(yīng)速率下降的原因是      。

[解析]由于與反應(yīng)隨增大而加快，首先寫(xiě)出二者反應(yīng)的化學(xué)方程式（或離子方程式：）可見(jiàn)反應(yīng)后有生成。

[答案]（1）開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)，隨增大，加快。

（2）反應(yīng)進(jìn)行至時(shí)，因C（反應(yīng)物）減小，且反應(yīng)使也減小，則減慢

  例6某溫度時(shí)，在2L容器  中X、Y、Z三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的  變化曲線(xiàn)如圖2-1所示。由圖中數(shù)  據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：           。反應(yīng)開(kāi)始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為            。

    [分析]  寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式，關(guān)鍵是確定X、Y、 Z之間誰(shuí)是反應(yīng)物、誰(shuí)是生成物以及方程式中X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。確定反應(yīng)物和生成物，主要是看反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的有關(guān)量的變化情況，一般地，反應(yīng)物物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷減小，生成物物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷增加，由圖2―1可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物。再根據(jù)化學(xué)方程式各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比的規(guī)律，結(jié)合圖示X、Y、Z三種物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量即可求出它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而寫(xiě)出正確的化學(xué)方程式。

    由圖示可知x、Y、z三種物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量分別為：

    △n_x=1．0mol一0．7mol=0．3mol

    △n_Y=1．0mol一0．9mol=0．1mol

    △n_z=0．2mol―Omol=0．2mol

故化學(xué)方程式中x、Y、z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為：

    0．3mol：0．1mol：0．2mol=3：1：2。因此，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3X+Y=2Z。

   Z物質(zhì)在2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率，可通過(guò)先求出Z物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的

變化量，再根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算式(△c／△t)求解。

[答案]3X+Y=2Z ,  0．05molL^―l?min^-1

   [方法提示]確定化學(xué)反應(yīng)方程式的步驟及方法是：

    (1)反應(yīng)物和生成物的確定。方法是：反應(yīng)物的物質(zhì)的量、質(zhì)量或濃度隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷減��；生成物的上述量隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷增加。

(2)反應(yīng)方程式[如：aA(g)+bB(g)――cC(g)+dD(g)]各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的確定。方法是： 

a：b：c：d(化學(xué)計(jì)量數(shù)之比) =△n_A：△n_B：△n_C：△n_D(物質(zhì)的量的變化量之比)

    =△c_A：△c_B：△c_C：△c_D(物質(zhì)的量濃度的變化量之比)

=v_A：v_B：v_C：v_D(反應(yīng)速率之比)

4．實(shí)戰(zhàn)演練

試題詳情

考點(diǎn)26 （習(xí)題課） 無(wú)機(jī)物的推斷 

1． 復(fù)習(xí)重點(diǎn)：

1、  幫助學(xué)生熟練掌握重要的元素（CL、Br、N、S、H、O、Si、Na、Mg、Al、Fe、Cu等）單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，以及它們之間存在的轉(zhuǎn)化關(guān)系，是分析解決推斷題的必備的基礎(chǔ)知識(shí)。

2、  以網(wǎng)絡(luò)的形式讓學(xué)生自我找出知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)筑學(xué)生自我的知識(shí)框架

3、  主要題型有選擇題和框圖題兩大題型，解選擇題要謹(jǐn)防題設(shè)的陷井。解框圖題不外乎兩種方法，一種是根據(jù)特殊性質(zhì)找到題眼后順藤摸瓜，另一種是縮小范圍后發(fā)散推理。

2．難點(diǎn)聚焦

1．氯元素的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

2．次氯酸、漂白粉的性質(zhì)

HClO分子的結(jié)構(gòu)式為H-O-Cl（氧處于中心），所以電子式為。次氯酸、次氯酸鈣等有多方面的性質(zhì)，經(jīng)常用到以下幾方面性質(zhì)：

（1）HClO是一種弱酸，與碳酸比較電離能力有如下關(guān)系：H₂CO₃>HClO>HCO₃^-，請(qǐng)分析下列反應(yīng)：

少量二氧化碳通入NaClO溶液中：NaClO + CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO

氯氣通入碳酸氫鈉溶液中： Cl₂+NaHCO₃=NaCl+CO₂↑+HClO

（2）ClO^-是一種弱酸的酸根離子，能發(fā)生水解反應(yīng)：ClO^-+H₂OHClO+OH^-，所以次氯酸鈣溶液顯堿性。

若遇到鐵鹽、鋁鹽易發(fā)生雙水解：3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe(OH)₃↓+3HClO

（3）HClO和ClO^-都具有強(qiáng)氧化性，無(wú)論酸性、堿性條件下都可以跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但不能使品紅溶液褪色。如：

硫酸亞鐵溶液遇漂白粉：2Fe²⁺ + 5ClO^- + 5H₂O = 2Fe(OH)₃↓+Cl^- + 4HClO

漂白粉遇亞硫酸酸鹽：ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-

（4）HClO見(jiàn)光易分解：2HClO2HCl+O₂↑

（5）次氯酸鈣中的Ca²⁺、ClO^-可以表現(xiàn)出一些綜合性質(zhì)。如少量二氧化碳通入次氯鈣溶液中：

Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO

注意理解二氧化碳、碳酸鈉、碳酸氫鈉分別跟次氯酸鈣溶液反應(yīng)的差異：

Ca(ClO)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaClO

Ca(ClO)₂+NaHCO₃=CaCO₃↓+HClO+NaClO

3．碳、硅及化合物的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)

4．氧及其化合物相互聯(lián)系

5．氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

試題詳情

考點(diǎn)25硝酸

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、記住硝酸的物理性質(zhì)。

2、掌握并能靈活運(yùn)用硝酸的化學(xué)性質(zhì)。

3、掌握實(shí)驗(yàn)室制取硝酸的方法。

4、掌握工業(yè)上氨催化氧化制硝酸的反應(yīng)原理，常識(shí)性了解其主要生成過(guò)程。了解NO

和NO₂對(duì)環(huán)境的污染及其防治方法。

2．難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)24 氨、銨鹽

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．氨的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制取

2．銨鹽的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途

3．氨和銨鹽的檢驗(yàn)

2．難點(diǎn)聚焦

一．氨

1．氨的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途

（1）氨的結(jié)構(gòu)：

電子式：               結(jié)構(gòu)式：

空間構(gòu)型：三角錐形；NH₃是極性分子。

（2）物理性質(zhì)：無(wú)色有特殊剌激性氣味的氣體，極易溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的NH₃ 。

（3）化學(xué)性質(zhì)：

①與水反應(yīng)：

NH₃+H₂O      NH₃?H₂O      NH₄^＋+OH^?

NH₃是唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH₃。

②與酸的反應(yīng)：

NH₃+HCl=NH₄Cl（生成白煙）

NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃

③與氧化劑反應(yīng)：

4NH₃+3O₂ 4NO+6H₂O

2NH₃+3CuO        N₂+3Cu+3H₂O

8NH₃+3Cl₂  = N₂  + 6NH₄Cl

    2．氨的實(shí)驗(yàn)室法：用銨鹽與堿共熱

2NH₄Cl+Ca(OH)₂    CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

①發(fā)生裝置：固+固+加熱型。與制備O₂ 和CH₄ 氣體相似；收集NH₃ 用向下排空氣法收集。

②檢驗(yàn)：a.用潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)；

b.用沾有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)，產(chǎn)生白煙。

③干燥：不能用CaCl₂、P₂O₅、濃硫酸作干燥劑，因?yàn)镹H₃能與CaCl₂反應(yīng)生成CaCl₂?8NH₃。P₂O₅與濃硫酸均能與NH₃反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽。所以NH₃通常用堿石灰干燥。

    3．氨的工業(yè)制法

N₂+3H₂                  2NH₃

一．  銨鹽

    （1）結(jié)構(gòu)：離子晶體，具有離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵，是由非金屬元素組成的離子化合物。

    （2）物理性質(zhì)：都是晶體，都易溶于水。

（3）化學(xué)性質(zhì)

①不穩(wěn)定性：銨鹽受熱易分解

NH₄Cl      NH₃+HCl

NH₄HCO₃      NH₃↑+CO₂↑+H₂O

NH₄NO₃受熱分解較復(fù)雜：

NH₄NO₃      N₂O+2H₂O

2NH₄NO₃      2N₂↑ +O₂↑+4H₂O

②與堿反應(yīng)

NH₄^＋+OH^?          NH₃?H₂O 

或NH₄^＋+OH^?      NH₃↑+H₂O

③水解反應(yīng)：

NH₄^＋+H₂O       NH₃?H₂O+H^＋ 

（4）用途：可用作氮肥，炸藥，焊藥。

（5）NH₄^＋的檢驗(yàn)：

往待測(cè)液中加入NaOH溶液加熱，放出能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則證明含NH₄^＋。

原理、規(guī)律、疑難剖析：

1、  關(guān)于氨水的幾個(gè)問(wèn)題

（1）氨氣或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水濃度越大密度越小，計(jì)算氨水濃度時(shí)，溶質(zhì)是NH₃，而不是NH₃•H₂O。

（2）在氨水溶液中存在如下平衡：NH₃+H₂O

NH₃•H₂O   NH₄⁺+OH^―，氨水顯弱堿性，具有堿的通性。氨水可使紅色石蕊試紙變藍(lán)，故常用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH₃的存在。

（3）氨水是混合物，溶液中存在微粒有：

三種分子：NH₃•H₂O、NH₃、H₂O

三種離子：NH₄⁺、OH^―、及少量H⁺

（4）氨水是弱電解質(zhì)溶液，但電解質(zhì)是NH₃•H₂O而不是NH₃。

（5）氨水是很好的沉淀劑，可使多種陽(yáng)離子：Mg^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Ag^＋、Cu^2＋等生成沉淀。其中AgOH、（或Ag₂O）、Cu(OH)₂ 等沉淀遇過(guò)量的氨水會(huì)生成絡(luò)離子而溶解。如：

Al^3＋+3 NH₃•H₂O=Al(OH)₃↓ +3NH₄^＋

Ag^＋+ NH₃•H₂O=AgOH+NH₄^＋

2AgOH=Ag₂O+H₂O

Ag₂O +4 NH₃•H₂O=2[Ag(NH₃)₂]⁺ +2OH^?+3H₂O

利用此性質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室中用氨水制取Al(OH)₃ 和銀氨溶液。

（6）涉及氨水的離子方程式的書(shū)寫(xiě)

①氨水作反應(yīng)物，用分子式NH₃•H₂O表示。

②生成氨水時(shí)，如使用的反應(yīng)物為濃溶液或在加熱條件下，用下式表示：

NH₄^＋+OH^?      NH₃↑+H₂O

③生成氨水時(shí)，如使用的反應(yīng)物為稀溶液，用下式表示：NH₄^＋+OH^?  =   NH₃?H₂O

2、  銨鹽的分解規(guī)律

（1）不穩(wěn)定性酸的銨鹽分解產(chǎn)物為NH₃和酸酐及水。如NH₄HCO₃      NH₃+CO₂+H₂O

（2）揮發(fā)性酸對(duì)應(yīng)的銨鹽產(chǎn)物為NH₃和相應(yīng)酸。如 NH₄Cl          NH₃+HCl

（3）氧化性酸的銨鹽分解產(chǎn)物不附合上述規(guī)律。如NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄（因HNO₃和H₂SO₄有強(qiáng)氧化性，NH₃在加熱時(shí)有還原性）

試題詳情

考點(diǎn)23氮和磷

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．  氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律；

2．  氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)及其化學(xué)性質(zhì)；

3．  磷的兩種同素異形體的有關(guān)性質(zhì)。

2．難點(diǎn)聚焦

1．知識(shí)要點(diǎn)：

一．  氮族元素

1．氮族元素的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

（1）周期表中的位置：

第VA族（N、P、As、Sb、Bi）

（2）原子結(jié)構(gòu)：

相同點(diǎn)：最外層電子數(shù)相同（5e^－）

不同點(diǎn)：電子層數(shù)不同，原子半半徑依次增大

（3）主要性質(zhì)：

①相似性：a、最高價(jià)態(tài)為＋5，負(fù)價(jià)為－3，能形成氫化物RH₃，Sb、Bi無(wú)負(fù)價(jià)；最高價(jià)氧化對(duì)應(yīng)水化物HRO₃或H₃RO₄ 呈酸性。

②遞變性：（按原子序數(shù)增大順序）：a、原子半徑由小到大；b、氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱；c、最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱；d、非金屬性由強(qiáng)到弱，且比同周期鹵族元素、氧族元素弱，金屬性漸強(qiáng)。

2．氮?dú)獾男再|(zhì)

（1）氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)：無(wú)色無(wú)味，不溶于水比空氣略輕的氣體。

（2）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)：

分子中N≡N非常牢固，通常情況下不易與其他物質(zhì)反應(yīng)。

N₂  與氫氣反應(yīng)生成NH₃（高溫高壓鐵觸媒）

與氧氣在放電條件下生成NO

與活潑金屬反應(yīng) 3Mg+N₂              Mg₃N₂

(3)氮?dú)獾挠猛荆?/p>

    工業(yè)上合成氨制硝酸；用作保護(hù)氣，用于：焊接金屬、填充燈泡、保鮮食品；醫(yī)學(xué)上用于冷凍麻醉；高科技中用液氮制造低溫環(huán)境等。

    3．磷的同素異形體：白磷和紅磷

名稱(chēng)

白磷

紅磷

分子結(jié)構(gòu)

分子式P₄、正四面體型、鍵角60°

分子晶體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜

顏色狀態(tài)

白色或黃色固體

暗紅色粉末或固體

溶解性

不溶于水，易溶于CS₂

不溶于水，不溶于CS₂

毒性

劇毒

無(wú)毒

著火點(diǎn)

40℃

240℃

保存方法

保存在水中

密封

相互轉(zhuǎn)化

4．磷及其化合物的性質(zhì)

（1）磷單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途

4P+5O₂      2P₂O₅

2P＋3Cl₂       2PCl₃（l）

2P＋3Cl₂       2PCl₅（s）

用途：制高純度磷酸、紅磷用于制農(nóng)藥、安全火柴、白磷制造燃燒彈和煙幕彈。

（2）磷的化合物

①P₂O₅：極易溶于水，是較好的干燥劑（吸濕性很強(qiáng)）能與水作用：

P₂O₅+H₂O（冷）=2HPO₃（劇毒）

P₂O₅+3H₂O（熱）=2H₃PO₄（無(wú)毒）

②H₃PO₄：無(wú)色晶體，與水任意比例互溶，有吸濕性，可作干燥劑，屬非氧化性酸，沸點(diǎn)高。

化學(xué)性質(zhì)：具有酸的通性，是三元中強(qiáng)酸，是一種高沸點(diǎn)酸。能與堿中和、與NaBr、NaI作用。

③磷酸鹽：

溶解性：磷酸二氫鹽均易溶于水，溶液呈酸性；磷酸鹽和磷酸一氫鹽除鉀、鈉、銨鹽外不溶于水。

相互轉(zhuǎn)化：

磷酸鹽         磷酸一氫鹽        磷酸二氫鹽

2．原理、規(guī)律、疑難剖析：

1．氮族元素最外層電子都是5個(gè)，主要顯+5、+3、－3價(jià)。本族元素形成的+3、－3價(jià)化合物中其原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如NH₃、PCl₃、BiCl₃、Mg₃N₂。

2．在氮族元素中氮和其它元素比較，有很大的特殊性，它的主要化合價(jià)有－3、+1、+2、+3、+4、+5等多種氮元素能以不同的價(jià)態(tài)與氧結(jié)合，可以形成多種氧化物：N₂O、NO、N₂O₃、N₂O₄、NO₂、N₂O₅。在這些氧化物中NO₂和N₂O₄可以通過(guò)非氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化：2NO₂    N₂O₄。

有關(guān)氮的氧化物知識(shí)應(yīng)注意：

①NO是一種無(wú)色無(wú)味氣體，能與人血液中的血紅蛋白結(jié)合而使人中毒。接觸空氣后立即被氧化為NO₂而變紅棕色，收集NO氣體必須用排水集氣法。實(shí)驗(yàn)室中制NO氣體是銅與硝酸反應(yīng)：

3Cu+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

NO在神經(jīng)信號(hào)傳遞、血壓生理調(diào)控、血流量控制、免疫調(diào)節(jié)、抵抗感染等方面起到了重要作用，被稱(chēng)為“明星分子”或“信使分子”（2004年高考理綜27小題）。

②NO₂是一種紅棕色、具有剌激性氣味、有毒的氣體。它與水反應(yīng)，而易溶于水：

3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO↑

在反應(yīng)中NO₂既是氧化劑又是還原劑。

在NO₂中，因N的價(jià)態(tài)較高，它的氧化性較強(qiáng)，NO₂能氧化SO₂、KI等物質(zhì)：

NO₂+SO₂=SO₃+H₂O

NO₂+2KI=2KNO₂+I₂（NO₂能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙為藍(lán)）

③ 隱含反應(yīng)2NO₂    N₂O₄的應(yīng)用：

在實(shí)驗(yàn)測(cè)定NO₂、N₂O₄的相對(duì)分子質(zhì)量、比較相同條件下相同物質(zhì)的量的氣體體積大小，以及涉及到NO₂氣體的顏色深淺、壓強(qiáng)、密度等方面時(shí)要考慮此反應(yīng)。

3．磷酸與堿反應(yīng)的規(guī)律：

=1∶1時(shí)生成NaH₂PO₄

=1∶2時(shí)生成Na₂HPO₄

=1∶3時(shí)生成Na₃PO₄

介于1∶1和1∶2之間，則生成

NaH₂PO₄和Na₂HPO₄的混合物

介于1∶2和1∶3之間，則生成Na₂HPO₄和Na₃PO₄的混合物。

3．例題精講

有關(guān)NO、NO₂、O­₂的混合氣體和水反應(yīng)的計(jì)算

基本反應(yīng) ： 2NO+O₂=2NO₂------------------（1）

            3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO------（2）

1、NO（N₂）、NO₂混合氣體與水反應(yīng)

例1． 將20ml充滿(mǎn)NO和NO₂的混合氣體的試管倒立于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積變?yōu)?0ml，求原混合氣體中NO和NO₂ 各占多少毫升？

解析：NO不與水反應(yīng)，NO₂與水反應(yīng)時(shí)每一體積的NO₂會(huì)生成1/3體積的NO ，所以剩余的氣體為未參加反應(yīng)的NO 和生成的NO

解法一：設(shè)原混合氣體中含NO₂ xml ，

則含NO（20-x）ml

       3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO

         3                1

         x                y

3/x=1/y解之得：y=x/3

由題意得：（20-x）+x/3=10 解得x=15ml

則原NO的體積 20-15=5ml

答：（略）

解法二： （差量法）設(shè)原混合氣體中含NO₂氣體xml

 3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO   △V

  3                      （3-1）

x                       (20-10)

  3/x=(3-1)/(20-10) 解得 x=15ml

答：（略）

2、NO₂和O₂ 的混合氣體與水的反應(yīng)

  關(guān)系式：4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

將（2）×2-（1）得到，目的：消去中間產(chǎn)物NO）

討論如下：

NO₂與O₂的體積比

發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

剩余氣體

=4:1

4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

無(wú)

<4:1

4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

O₂

>4:1

4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO

NO

例2.將充滿(mǎn)NO₂和O₂的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO₂和O₂的體積比是多少？

解析：NO₂和O₂的體積比不等于4:1，則需討論NO₂和O₂分別過(guò)量時(shí)的兩種情況

設(shè)混合氣體的體積為1，混合氣體中NO₂的體積為x，則O₂為(1- x)

（1）假定原混合氣體中V_{（NO2）：（O2）}<4：1

     4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

     4     1   

     x     y

4/x=1/y 解得y=x/4

剩余的O₂：（1-x）-x/4=1/2 解得x=2/5

V_（NO2）:V_（O2）=2/5:(1-2/5)=2:3

(2) 假定原混合氣體中V_（NO2）:V_（O2）>4:1

4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

4     1

y     (1-x)

4/ y =1/(1-x) 解得：y=4(1-x)

暫時(shí)剩余NO₂：1-[4(1-x)+(1-x)]=5x-4

由反應(yīng)式：3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO可知

最后剩余NO ：（5x-4）/3

由（5x-4）/3=1/2得 x=11/10(不合題意，舍去)

小結(jié)： NO₂和O₂的混合氣體與水反應(yīng)時(shí)，當(dāng)剩余氣體的體積大于原混合氣體體積的1/3時(shí)，只有一個(gè)條件：V_（NO2）:V_（O2）>4:1（此結(jié)論由同學(xué)們自行證明）

3、NO與O₂分別通入水中

關(guān)系式：4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

討論如下：

NO與O₂的體積比

發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

剩余氣體

=4:3

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

無(wú)

<4:3

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

O₂

>4:3

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

NO

例3.一定條件下，將等體積的NO和O₂混合于一試管中，然后將試管倒立于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積與原混合氣體的體積之比是多少？

解析： 因?yàn)榛旌蠚怏w中NO和O₂的體積比<4:3，則剩余氣體為O₂

設(shè)混合氣體中NO 的體積為x，則O₂的體積也為x

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

4    3

x    y

4/ x =3 / y  解得：y=3x/4

剩余的O₂為x-3x/4=x/4

它與原混合氣體的體積比為x/4:2x=1:8

4、NO₂、NO、O₂的混合氣體與水反應(yīng)

關(guān)系式： V_（O2）= V_（NO2）/4+ 3V_（NO）/4

特例，當(dāng)V_（NO）: V_（NO2）::V_（O2）=1:1:1時(shí)，混合氣體全部與水反應(yīng)，無(wú)氣體剩余。

例4.常溫下盛有10mlNO₂和10mlNO組成的混合氣體的大試管倒立于水中，當(dāng)緩緩?fù)ㄈ隣₂一段時(shí)間后，試管內(nèi)殘留2ml氣體，則通入O₂體積可能為多少毫升

解析：殘留2ml氣體可能是NO也有可能是O₂，應(yīng)予以討論

（1）若殘留氣體是NO ，則轉(zhuǎn)化為HNO₃的NO為10ml-2ml=8ml

則：4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

    4      1

    10ml   y

4 /10ml =1/ y 解得：y=2.5ml

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

4     3

8ml   x

4/8ml =3/ x  解得：x=6ml

共耗氧氣V_（O2）=2.5ml+6ml=8.5ml

(2)若殘留氣體2ml是O₂，則：

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

4     3

10ml   z

4/10ml =3/ z 解和z=7.5ml

故通入 V_（O2）=2.5+7.5+2=12ml

答：（略）

例5．（2001春季北京、內(nèi)蒙、安徽高考）關(guān)于非金屬N、O、Cl、P的敘述，正確的是（  ）

A．在通常情況下其單質(zhì)均為氣體

B． 其單質(zhì)均由雙原子分子組成

C． 都屬于主族元素

D．每種元素公生成一種氫化物

解析：N、O、Cl通常情況下單質(zhì)為氣體，且為雙原子分子，而P不是，白磷為P₄分子，其中N的氫化物有NH₃、N₂H₄等，O的氧化物有H₂O、H₂O₂，所以A、B、D選項(xiàng)均不正確。正確答案為C。

例6．氮?dú)馀c其他單質(zhì)化合一般需要高溫，有時(shí)還需高壓等條件，但金屬鋰在常溫、常壓下就能與氮?dú)饣�合生成氮化鋰，這是因?yàn)椋?nbsp;    ）

①此反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)

②此反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)

③此反應(yīng)可能是氮分子不必先分解成為原子④此反應(yīng)前可能氮分子先分解成為原子

A．①②    B．②④    C．②③    D．①④

解析：氮分子中存在N≡N，鍵能很大，非常

牢固，通常情況下很難斷裂N≡N鍵成為氮原子與其他物質(zhì)反應(yīng)，如果氮分子能與這種物質(zhì)容易反應(yīng)，只可能是氮分子不必先分解為氮原子這種情況；另外化學(xué)反應(yīng)中放熱反應(yīng)一般比較容易發(fā)生。綜上所述正確選項(xiàng)應(yīng)為C選項(xiàng)。

例7．（2002年南京市模擬題）工業(yè)廢氣的氮

氧化物（如NO、NO₂等，用通式NO_x表示）是主要的大氣污染物之一。為了保護(hù)環(huán)境，工業(yè)上常通入氨氣與之發(fā)生如下反應(yīng)：

NO_x+NH₃      N₂+H₂O

有關(guān)此反應(yīng)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（   ）

A．N₂既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物

B． 當(dāng)x=1時(shí)，每生成2.5mol N₂，被氧化的

氣體有3mol

C．當(dāng)x=2時(shí)，有1mol氣體被還原，轉(zhuǎn)移電子4mol

D．反應(yīng)通式配平表示為：

6 NO_x +4x NH₃  = （3+2x）N₂+6x H₂O

解析：分析平配平方程式得到A、D選項(xiàng)均正確，將x=1代入6 NO_x +4x NH₃  = （3+2x）N₂+6x H₂O中得到6NO+4NH₃=5 N₂+6H₂O 分析可知：每生成5mol，被氧化的氣體有4mol（被氧化的氣體為NH₃），則每生成2.5mol N₂，被氧化的氣體只有2mol。同理可推得C選項(xiàng)正確。所以，答案應(yīng)為選項(xiàng)B。

例8．（1994?全國(guó)?17）已知磷酸分子

（                   ）中的三個(gè)氫原子都可以跟重

水分子（D₂O）中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸（H₃PO₂）也可以跟D₂O進(jìn)行氫交換，但次磷酸鈉（NaH₂PO₂）卻不能再跟D₂O發(fā)生氫交換。由此可推斷H₃PO₂的分子結(jié)構(gòu)是（    ）

      A.                                                                                      

C.                          

解析：題中所給磷酸分子的結(jié)構(gòu)式是給的一個(gè)信息：含氧酸中只有與O原子直接結(jié)合的H原子才可能電離出H⁺，即題中所說(shuō)的與D₂O中的D原子發(fā)生氫交換。把信息遷移到H₃PO₂中，由于NaH₂PO₂不能與D₂O進(jìn)行氫交換，所以H₃PO₂只是一元酸，因而其結(jié)構(gòu)式中只有一個(gè)―OH，再應(yīng)用O原子只能有兩個(gè)共價(jià)鍵的基礎(chǔ)知識(shí)，就不難推出正確選項(xiàng)為B。

4．實(shí)戰(zhàn)演練

1.（2001年全國(guó)高考題）有一種磷的結(jié)構(gòu)式是                                      有關(guān)它的下列

敘述中不正確的是?

A.它完全燃燒時(shí)的產(chǎn)物是P₂O₅

B.它不溶于水?

C.它在常溫下呈固態(tài)?

D.它與白磷互為同分異構(gòu)體

2.下列反應(yīng)起了氮的固定作用的是?

A.N₂與H₂在一定條件下反應(yīng)生成NH₃?

B.NH₃經(jīng)催化氧化生成NO?

C.NO與O₂反應(yīng)生成NO₂?

D.由NH₃制碳銨和尿素

3.關(guān)于氮族元素的性質(zhì)，下列推斷錯(cuò)誤的是?

A.最高價(jià)氧化物為R₂O₅，其水化物化學(xué)式為HRO₃或H₃RO₄?

B.非金屬性：磷＞砷，氣態(tài)氫化物的還原性：PH₃＞AsH₃?

C.最高價(jià)含氧酸的酸性：硒酸＞砷酸＞鍺酸?

D.所形成的氫化物中BiH₃最不穩(wěn)定?

4.下列比較中正確的是?

A.硝酸酸性比磷酸強(qiáng)?

B.PH₃的穩(wěn)定性大于NH₃?

C.PH₃的還原性大于NH₃?

D.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比磷活潑

5.新電燈泡的玻璃柱上涂有一點(diǎn)暗紅色物質(zhì)，以除去燈泡內(nèi)殘留的氧，該物質(zhì)是?

A.Cu₂O                                             B.Fe₂O₃?

C.紅磷                                              D.銅粉

6.紅磷和白磷在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，這一變化屬于?

A.物理變化                                       B.化學(xué)變化?

C.氧化還原反應(yīng)                                D.分解反應(yīng)

7.在兩密閉容器中分別盛有31 g白磷和1 mol氧氣，控制條件使其發(fā)生反應(yīng)，容器甲：P₄＋5O₂===Ｐ₄O₁₀，容器乙：P₄＋3O₂===Ｐ₄O₆，經(jīng)充分反應(yīng)后，兩容器中分別所得的P₄O₁₀和P₄O₆的物質(zhì)的量的比為?

A.5∶4                                              B.4∶5?

C.4∶3                                              D.3∶5

8.將（NH₄）₂CO₃加熱全部氣化后，將氣體先通過(guò)Na₂O₂，固體質(zhì)量增加x g，再通過(guò)濃H₂SO₄，溶液質(zhì)量增加y g；若先通過(guò)濃H₂SO₄，溶液增重z  g，再通過(guò)Na₂O₂,固體質(zhì)量增加w g，則x、y、z、w的質(zhì)量大小排列順序正確的是

A.x＞y＞z＞w                                    B.w＞z＞y＞x

C.y=z＞x=w                                       D.z＞y＞x＞w

9.在一定溫度和壓強(qiáng)下，將一支容積為15 mL的試管充滿(mǎn)NO₂后，倒置于一個(gè)盛水的水槽中，當(dāng)試管內(nèi)液面上升至一定高度不再變化時(shí)，在相同條件下再通入O₂，若要使試管內(nèi)的液面仍保持在原高度，則通入O₂的體積為

A.3.75 mL                                         B.7.5 mL?

C.8.75 mL                                         D.10.5 mL?

10.在下列反應(yīng)中，氨作氧化劑的是?

A.8NH₃＋3Br₂===6NH₄Br＋N₂?

B.2NH₃＋H₂S===(NH₄)₂S?

C.2NH₃＋2Na===2NaNH₂＋H₂?

D.NH₃＋NaH===NaNH₂＋H₂?

11.下列關(guān)于磷及其化合物的敘述不正確的是?

A.紅磷用于制造安全火柴、農(nóng)藥和燃燒彈?

B.磷酸二氫鹽都易溶于水?

C.磷酸是三元酸，比硝酸的酸性強(qiáng)?

D.P₂O₅溶于熱水生成磷酸，溶于冷水生成偏磷酸

12.下列制氮?dú)獾姆椒ㄖ校�不合理的�?

A.分離液態(tài)空氣?

B.加熱使NH₃分解?

C.將空氣通過(guò)足量灼熱的銅網(wǎng)?

D.將空氣通過(guò)加熱的鎂粉

13.把等質(zhì)量的鎂分別放在下列氣體中完全燃燒：①純O₂中，②空氣中，③CO₂中，

④Cl₂中，⑤N₂中，得到固體物質(zhì)的質(zhì)量分別為：m₁、m₂、m₃、m₄、m₅，其由大到小的關(guān)系正確的是

A.①②③⑤④                                          B.④③①②⑤?

C.④③②①⑤                                          D.④①③②⑤?

14.關(guān)于磷的下列敘述中，正確的是?

①紅磷沒(méi)有毒性而白磷劇毒  ②白磷在空氣中加熱到260℃可轉(zhuǎn)化為紅磷  ③少量白磷保存于水中  ④紅磷可升華，且轉(zhuǎn)化為白磷時(shí)屬化學(xué)變化  ⑤白磷和紅磷都可溶于CS₂ 

⑥白磷為非金屬單質(zhì)，其晶體為正四面體型的原子晶體?

A.①②③                                                 B.②③④?

C.①③④                                                 D.③⑤⑥?

15.為了測(cè)知紅磷在氯氣中燃燒的產(chǎn)物，可以根據(jù)它的質(zhì)量增加來(lái)確定�，F(xiàn)有紅磷31 g，在氯氣中燃燒其質(zhì)量增加150 g，由此可判斷這個(gè)反應(yīng)中，紅磷燃燒的產(chǎn)物是

A.只有PCl₃                                      B.只有PCl₅?

C. PCl₃和PCl₅                                  D.無(wú)法確定

試題詳情

考點(diǎn)21碳族元素.碳及其化合物

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．碳族元素原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、碳族元素化合價(jià)為正四價(jià)和正二價(jià)；

2．碳族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律；

3．碳和硅的性質(zhì)、用途。

2．難點(diǎn)聚焦

碳和硅的化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)

碳

硅

還原性

與單質(zhì)反應(yīng)

（不穩(wěn)定）

與氧化物反應(yīng)

與酸反應(yīng)

不與、等反應(yīng)，但有：

與水或堿溶液反應(yīng)

與反應(yīng)

專(zhuān)題三  二氧化碳和二氧化硅的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較（見(jiàn)表7―7）

項(xiàng)目

類(lèi)別

酸性氧化物

酸性氧化物

晶體類(lèi)型

分子晶體

原子晶體

熔點(diǎn)和沸點(diǎn)

低

高，硬度大

化學(xué)性質(zhì)

不溶于水，與水也不反應(yīng)

聯(lián)系

 3 硅及其化合物的特性
1. Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：
2. 非金屬單質(zhì)跟堿液作用一般無(wú)放出，但Si卻放出H₂：   

3. 非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：

4. 非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。
  5. SiO₂是的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水作用制備H₂SiO₃。

6. 非金屬氧化物的熔沸點(diǎn)一般較低，但SiO₂的卻很高。

7. 酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO₂能跟HF作用：

8. 無(wú)機(jī)酸一般易溶于水， 卻難溶于水。

9. 因H₂CO₃的酸性大于H₂SiO₃，所以在Na₂SiO₃溶液中通入CO₂能發(fā)生下列反應(yīng)：，但在高溫下

也能發(fā)生。

10. Na₂SiO₃的水溶液稱(chēng)水玻璃，但它與玻璃的成分大不相同，硅酸鈉水溶液（即水玻璃）俗稱(chēng)泡花堿，但它卻是鹽的溶液，并不是堿溶液。

4 硅與堿溶液的反應(yīng)特點(diǎn)

硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？究竟哪種物質(zhì)是氧化劑？根據(jù)化學(xué)方程式：

進(jìn)行分析，似乎和都是氧化劑，其實(shí)不然。上述反應(yīng)實(shí)際分兩步進(jìn)行

    ①

     ②

其中反應(yīng)①為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)②為非氧化還原反應(yīng)。合并①②兩式得總反應(yīng)方程式。其中NaOH既不是氧化劑，也不是還原劑，只是反應(yīng)物、起氧化作用的只是H₂O。所以H₂O是①式的氧化劑，也是總反應(yīng)的氧化劑。為表示反應(yīng)的實(shí)質(zhì)（或要求標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目時(shí)），可寫(xiě)成：
     

 11．碳及其化合物的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

硅及其化合物的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

3．例題精講

[例1] 下列關(guān)于碳族元素的說(shuō)法正確的是 [ ]

　　A．單質(zhì)都是無(wú)色晶體

　　B．單質(zhì)中硅單質(zhì)熔點(diǎn)最高

　　C．碳族元素形成的化合物種類(lèi)最多

　　D．在化合物中最穩(wěn)定的化合價(jià)都是+4價(jià)

　　分析： 對(duì)選項(xiàng)A：在碳族元素所形成的單質(zhì)中，只有金剛石為無(wú)色晶體，故A是錯(cuò)的。

　　對(duì)選項(xiàng)B：在碳族元素形成的單質(zhì)中，金剛石、晶體硅為原子晶體，金剛石的熔點(diǎn)比晶體硅高。本族單質(zhì)的熔點(diǎn)與鹵族元素單質(zhì)熔點(diǎn)遞變趨勢(shì)不同，鹵族單質(zhì)熔點(diǎn)從F₂→I₂依次升高，碳族元素單質(zhì)由C→Pb熔點(diǎn)呈降低趨勢(shì)，故B項(xiàng)是錯(cuò)誤的。

　　對(duì)選項(xiàng)C：碳族元素位于周期表中部，易形成共價(jià)化合物特別是碳元素是構(gòu)成種類(lèi)繁多的有機(jī)物的最重要元素。

　　對(duì)選項(xiàng)D：Pb的穩(wěn)定價(jià)態(tài)為+2，故選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的。

　　答案：C

　　[例2] 通過(guò)硅、磷、硫、氯與氫氣反應(yīng)的情況及氫化物的穩(wěn)定性說(shuō)明它們非金屬性的強(qiáng)弱，并用原子結(jié)構(gòu)理論加以解釋。

　　分析： 元素非金屬性越強(qiáng)，越容易與氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成的氣態(tài)氫比物越穩(wěn)定。比較硅、磷、硫、氯與氫氣反應(yīng)的難易程度，就可以得知它們非金屬性的強(qiáng)弱。

　　答案：硅只有在高溫下才能跟氫起反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物SiH₄。磷的蒸氣和氫氣能起反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物PH₃，但相當(dāng)困難。在加熱時(shí)硫蒸氣能跟氫氣化合生成氣態(tài)氫化物H₂S。氯氣跟氫氣在光照或點(diǎn)燃時(shí)就能發(fā)生爆炸而化合，生成氣態(tài)氫化物HCl。這幾種氫化物穩(wěn)定性由小到大的順序是：SiH₄＜PH₃＜H₂S＜HCl。由以上事實(shí)可知非金屬性由弱到強(qiáng)的順序是Si＜P＜S＜Cl。根本原因在于：硅、磷、硫、氯核外電子層數(shù)相同，隨原子序數(shù)的遞增最外層電子數(shù)逐漸增加，原子半徑遞減，核對(duì)外層電子引力增強(qiáng)，元素的非金屬性也就逐漸增強(qiáng)。

　　 [例3] 最近，科學(xué)家研制得一種新的分子，它具有空心的類(lèi)似足球狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式為C₆0，下列說(shuō)法正確的是 [ ]

　　A．C₆0是一種新型的化合物

　　B．C₆0和石墨都是碳的同素異形體

　　C．C₆0中含離子鍵

　　D．C₆0的式量是720

　　 分析： 足球烯C₆0是課本正文中未曾學(xué)到過(guò)的，但只要明確單質(zhì)、化合物、同素異形體、化學(xué)鍵、式量的概念，對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行認(rèn)真辯析，不難作答。C₆0是由同種元素（碳）組成的純凈物，屬于單質(zhì)；碳原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合；C₆0和石墨都是由碳元素形成的不同單質(zhì)，都是碳的同素異形體，C₆0的式量=12×60=720。解題方法為概念辯析法。

　　答案：BD

　　[例4] 如果發(fā)現(xiàn)114號(hào)新元素（位于第7周期IVA族），下列有關(guān)X可能具有的性質(zhì)合理的是 [ ]。

　　A．X是非金屬元素

　　B．X的+2價(jià)化合物比+4價(jià)化合物穩(wěn)定

　　C．XO₂具有強(qiáng)氧化性

　　D．X有穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物

　　分析：根據(jù)碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知114號(hào)元素的金屬性比鉛還強(qiáng)，一定是金屬元素。它的穩(wěn)定價(jià)態(tài)應(yīng)與鉛相同，即為+2價(jià)，所以XO比XO₂穩(wěn)定。X4+離子另得電子變成X2+，所以XO₂具有強(qiáng)氧化性。X是金屬元素，不可能存在穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。

　　答案：BC

　　[例5] 近年來(lái)，科學(xué)家在氦的氣氛中給石墨電極通電，石墨揮發(fā)，在其揮發(fā)的黑煙中發(fā)現(xiàn)了C₆0，它與金剛石互稱(chēng)①。它是一種具有空心類(lèi)似足球狀結(jié)構(gòu)的新分子，碳原子之間存在②鍵，它的摩爾質(zhì)量是③，而金剛石是一種④結(jié)構(gòu)的⑤晶體，碳原子間通過(guò)⑥鍵結(jié)合，含有碳原子構(gòu)成的環(huán)，則最小環(huán)上有⑦（填數(shù)字）個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子上的兩個(gè)碳碳鍵的夾角都是⑧（填角度）。

　　分析：從C₆0分子組成便知，它是由碳元素組成的一種單質(zhì)，與金剛石互為同素異形體。在分子中，碳原子與碳原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，它的摩爾質(zhì)量可由化學(xué)式求，即12×60＝720g/mol。金剛石是一種正四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中一個(gè)碳原子位于正四面體中心，四個(gè)碳原子以共價(jià)鍵與它結(jié)合，分別位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上。形成最小的環(huán)，含的碳原子數(shù)必須通過(guò)平時(shí)分析教材中插圖或模型而知，鍵角為109°28′。本題著重考學(xué)生同素異形體概念及培養(yǎng)三維空間思維能力。

　　答案：①同素異形體②共價(jià)③720g/mol④空間網(wǎng)狀⑤原子⑥共價(jià)⑦6⑧109°28′。

　　 [例6] 二氧化硅的熔沸點(diǎn)較高的原因是 [ ]

　　A．二氧化硅中，硅氧原子個(gè)數(shù)之比為1∶2

　　B．二氧化硅晶體是立體網(wǎng)狀的原子晶體

　　C．二氧化硅中，SI^-O鍵的鍵能大

　　D．二氧化硅晶體中原子以共價(jià)鍵相結(jié)合

　　分析：此題難度不大，但涉及二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)知識(shí)。二氧化硅熔沸點(diǎn)較高的原因，是由于其晶體里SI^-O鍵的鍵能很高，并形成了一種立體網(wǎng)狀的原子晶體，熔融它需消耗較多的能量。所以，本題應(yīng)選B、C兩個(gè)選項(xiàng)。

　　答案：BC

　　[例7] 下列說(shuō)法正確的是 [ ]

　　A．二氧化硅溶于水顯酸性

　　B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸

　　C．因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)

　　D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸

　　分析：此題是關(guān)于硅及其化合物性質(zhì)的選擇題，宜采用篩選法。

　　A．SiO₂很難溶于水，無(wú)法顯酸性。

　　B．原硅酸酸性比碳酸弱，CO₂通入水玻璃（Na₂SiO₃溶液）會(huì)發(fā)生強(qiáng)酸制取弱酸的復(fù)分解反應(yīng)：

Na₂SiO₃＋2H₂O＋CO₂==Na₂CO₃＋H₄SiO₄↓

　　C．高溫時(shí)如下反應(yīng)可以進(jìn)行：

SiO₂＋Na₂CO₃==Na₂SiO₃＋CO₂↑

　　但因?yàn)镃O₂成氣態(tài)逸出，并不說(shuō)明硅酸比碳酸強(qiáng)，硅酸和碳酸酸性強(qiáng)弱的比較是指在水溶液中的情況。

　　D．SiO₂可以溶于氫氟酸中，這是SiO₂的一個(gè)重要特性。

SiO₂＋4HF==SiF₄↑＋2H₂O

　　 答案：B

　　[例8] 碳化硅（SiC）的一種晶體具有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是： [ ]

　　A． ①③②

　　B． ②③①

　　C． ③①②

　　D． ②①③

　　 分析：此題是給出新情境的信息遷移題。給出的新情境，是碳化硅的一種晶體具有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu)；此題的考查內(nèi)容，是化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)。

　　所列三種晶體均是原子晶體，結(jié)構(gòu)相似，晶體內(nèi)的結(jié)合力是呈空間網(wǎng)狀的共價(jià)鍵：

　　共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)：C―C鍵＜C―Si鍵＜Si―Si鍵

　　共價(jià)鍵鍵能：C―C鍵＞C―Si鍵＞Si―Si鍵

　共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，則原子晶體的熔點(diǎn)越高。所以三者的熔點(diǎn)由高到低的順序是：金剛石、碳化硅、晶體硅。

答案：A

[例9] 物質(zhì)A是一種高熔點(diǎn)化合物，不溶于硫酸，硝酸等強(qiáng)酸。A與純堿熔融反應(yīng)，生成化合物B，同時(shí)放出氣體C；把氣體C通過(guò)B的溶液中，則得到化合物D；D在干燥空氣中轉(zhuǎn)變?yōu)榛�合物E；將E加熱又得到化合物A。試寫(xiě)出A、B、C、D、E的化學(xué)式：A____、B____、C____、D____、E____。

　　分析：此題應(yīng)根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，得出結(jié)論。A是不溶于硫酸、硝酸等強(qiáng)酸的高熔點(diǎn)化合物，它能與純堿熔融反應(yīng)，而且放出氣體C，可初步判斷A可能是SiO₂，B可能是Na₂SiO₃，C可能是CO₂。若把CO₂通過(guò)Na₂SiO₃溶液中，會(huì)得到膠狀沉淀H₄SiO₄，H₄SiO₄在干燥空氣中易脫水生成H₂SiO₃，H₂SiO₃只有加熱才能生成SiO₂。這些都是與題目所給出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符合，這就證實(shí)A確實(shí)是SiO₂。A判斷出來(lái)了，其它物質(zhì)的推斷就迎刃而解。

　　答案：A：SiO₂、B：Na₂SiO₃、C：CO₂、D：H₄SiO₄、E：H₂SiO₃

　　 [例10] 下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法是否正確？簡(jiǎn)釋理由。

　　A．二氧化硅分子是由1個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成；

　　B．二氧化硅又叫硅酐；

　　C．二氧化硅與水化合生成對(duì)應(yīng)水化物硅酸；

　　D．二氧化硅為酸酐與堿反應(yīng)不與酸反應(yīng)；

　　E．二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)生成CO₂，所以硅酸酸性比碳酸強(qiáng)。

　　分析：判斷是非題，一般屬于概念性知識(shí)多，判斷的正確率決定于掌握知識(shí)的正確性和完整性。A錯(cuò)，二氧化硅為原子晶體，晶體是氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2∶1的網(wǎng)狀主體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有分子，SiO₂為化學(xué)式而非分子式；

　　B對(duì)，二氧化硅是硅酸的酸酐；

　　C錯(cuò)，二氧化硅是不溶于水的酸酐；

　　D錯(cuò)，二氧化硅為酸酐，具有酸酐的通性，能于堿反應(yīng)，但二氧化硅具有特性，可與氫氟酸反應(yīng)；

　　E錯(cuò)，二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉是在高溫，利用CO₂的揮發(fā)性，促使反應(yīng)完成，并不能說(shuō)明硅酸酸性強(qiáng)于碳酸。

　　答案：B

　　[例11] （1）怎樣用化學(xué)方法檢驗(yàn)生石灰里混有的石英和石灰石？并寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)方程式。

　�。�2）怎樣用一種試劑鑒別硅酸鈉、硫酸鈉、碳酸鈉3瓶未知液？并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論。

　　分析：（1）生石灰的成分是氧化鈣，若不含雜質(zhì)，加鹽酸能完全溶解并且無(wú)氣體生成。加鹽酸充分反應(yīng)后仍有不溶于水的固體，說(shuō)明有石英雜質(zhì)存在。加鹽酸溶解，但放出無(wú)色無(wú)味并能使石灰水變渾的氣體，說(shuō)明生石灰中含有石灰石。

CaO＋2HCl=CaCl₂+H₂O

CaCO₃+2HCl=CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑

CO₂＋Ca(OH)₂=CaCO₃↓＋H₂O

　　（2）三種未知液均為鈉鹽，故應(yīng)根據(jù)酸根離子的特性選擇鑒別方法。碳酸鹽和硅酸鹽都能與鹽酸反應(yīng)，但現(xiàn)象不同，所以能用鹽酸鑒別。用三支小試管分別取三種未知液各少許，分別滴加稀鹽酸，有氣體生成的是碳酸鈉溶液，有白色膠狀沉淀生成的是硅酸鈉溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象的是硫酸鈉溶液。

　　答案：見(jiàn)分析

　　 [例12] 如何用所提供的試劑和方法除去各粉末狀混合物中的雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)）。將所選答案的編號(hào)填入在表內(nèi)相應(yīng)的空格內(nèi)（如果不需要外加試劑，則對(duì)應(yīng)答案欄可空著）。

　　1．可供選擇的試劑：A．鹽酸 B．氫氧化鈉溶液 C．氧氣D．水 E．二氧化碳

　�、瘢�可選用的操作：①水洗 ②加熱 ③高溫灼燒 ④過(guò)濾 ⑤結(jié)晶

　　 分析：可根據(jù)二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟強(qiáng)堿反應(yīng)，不跟酸（氫氟酸除外）反應(yīng)；它受熱不分解等性質(zhì)。而三氧化二鐵，碳酸鈣跟鹽酸反應(yīng)；硅酸、氯化銨能受熱分解。通過(guò)一定操作，除去雜質(zhì)。除雜過(guò)程中所發(fā)生的化學(xué)方程式如下：

　�。�1）SiO₂＋2NaOH==Na₂SiO₃＋H₂O

　�。�3）Fe₂O₃＋6HCl==2FeCl₃＋3H₂O

　　（4）CaCO₃＋2HCl==CaCl₂＋CO₂↑＋H₂O

　�。�5）H₂SiO₃SiO₂＋H₂O

　�。�6）NH₄ClNH₃↑＋HCl↑

　　答案：（1）B，④ （2）D，④，⑤ （3）A，④ （4）A，④ （5）③ （6）②

　　 [例13] 鍺是ⅣA族元素，它的單質(zhì)晶體是一種良好的半導(dǎo)體材料，廣泛用于電子工業(yè)，鍺可以從燃燒的煙道灰中提取，其過(guò)程如下：

　　試寫(xiě)出上述過(guò)程中①、③、④步反應(yīng)的化學(xué)方程式。

　�、賍________________；

　�、踎________________；

　�、躝________________；

　　分析：Ge為ⅣA族，最高正價(jià)為+4價(jià)，其氧化物為GeO₂，又+4價(jià)穩(wěn)定，與鹽酸不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，只發(fā)生堿性氧化物與酸的反應(yīng)。鍺酸的化學(xué)式用硅酸遷移即得：H₄GeO₄或H₂GeO₃。

　�、貵eO₂＋4HCl==GeCl₄+2H₂O

　�、跦₄GeO₄GeO₂＋2H₂0

　�。ɑ騂₂GeO₃GeO₂+H₂O）

　�、蹽eO₂＋2H₂Ge＋2H₂O

　　 答案：見(jiàn)分析

4．實(shí)戰(zhàn)演練

試題詳情

考點(diǎn)20 硫酸工業(yè) 環(huán)境保護(hù)

復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．接觸法制硫酸的生產(chǎn)過(guò)程和化學(xué)原理。

2．保護(hù)環(huán)境

難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)1．氧化還原反應(yīng)及其配平

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)：1、氧化還原反應(yīng)概念。

　　　　　2、電子守恒原理的應(yīng)用。

　　　　　3、根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)守恒配平化學(xué)反應(yīng)方程式。

2．難點(diǎn)聚焦

氧化還原反應(yīng)中的概念與規(guī)律:

一、         五對(duì)概念

  在氧化還原反應(yīng)中，有五對(duì)既相對(duì)立又相聯(lián)系的概念。它們的名稱(chēng)和相互關(guān)系是：

試題詳情

考點(diǎn)18二氧化硫

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．二氧化硫的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。

2．重點(diǎn)是二氧化硫的氧化性、還原性、漂白性。

2．難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)17氧族元素

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)                         

1．氧族元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律；

2．硫單質(zhì)、臭氧、過(guò)氧化氫、硫化氫的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)；

3．重點(diǎn)是硫的化學(xué)性質(zhì)及氧族元素性質(zhì)遞變規(guī)律。

2．難點(diǎn)聚焦

（一）、氧族元素的原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的遞變規(guī)律

元素

氧（O）

硫（S）

硒（Se）

碲（Te）

核電荷數(shù)

8

16

34

52

最外層電子數(shù)

6

6

6

6

電子層數(shù)

2

3

4

5

化合價(jià)

-2

-2，+4，+6

-2，+4，+6

-2，+4，+6

原子半徑

密度

與H₂化合難易

點(diǎn)燃劇烈反應(yīng)

加熱時(shí)化合

較高溫度時(shí)化合

不直接化合

氫化物穩(wěn)定性

氧化物化學(xué)式

――

SO₂

SO₃

SeO₂

SeO₃

TeO₂

TeO₃

氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式

――

H₂SO₃

H₂SO₄

H₂SeO₃

H₂SeO₄

H₂TeO₃

H₂TeO₄

最高價(jià)氧化物水化物酸性

元素非金屬性

（二）臭氧和過(guò)氧化氫

臭氧和氧氣是氧的同素異形體，大氣中臭氧層是人類(lèi)的保護(hù)傘

過(guò)氧化氫不穩(wěn)定分解，可作氧化劑、漂白劑。

歸納知識(shí)體系

試題詳情