1、高中化学必修必修归纳与整理第四章 非金属及其变化硅硅 Si硅的原子结构示意图：硅的原子结构示意图：+14284其原子既不易失去又不其原子既不易失去又不易得到电子，但易得到电子，但由于硅由于硅是一种亲氧元素，可以是一种亲氧元素，可以形成四价化合物。形成四价化合物。存在：存在：硅元素在地壳中的含量居硅元素在地壳中的含量居第二位第二位。没有游离态，只有化合态。没有游离态，只有化合态。( (如：二氧如：二氧化硅和硅酸盐化硅和硅酸盐) )最常见的沙子中，就含有硅的氧化物。最常见的沙子中，就含有硅的氧化物。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、熔沸点高的固体。单质硅晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、熔沸点
2、高的固体。单质硅是良好的半导体材料。是良好的半导体材料。晶体硅的物理性质晶体硅的物理性质: :人工制造出来的单质硅（晶体硅）人工制造出来的单质硅（晶体硅）晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池、硅合金等晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池、硅合金等。 硅的用途硅的用途晶体管晶体管集成电路集成电路太阳能电池太阳能电池二氧化硅二氧化硅存在：存在：广泛存在于自然界中，也叫广泛存在于自然界中，也叫硅石硅石，代表物为石英晶，代表物为石英晶体体水晶水晶 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角在四个顶角. 同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个
3、Si原子相结合。原子相结合。 硅原子硅原子SiO2四面体四面体二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,用用SiO2来表示来表示二氧二氧 化硅的组成化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化不是分子式是化学式学式（二）二氧化硅的结构（二）二氧化硅的结构物理性质：物理性质：难溶于水，熔沸点高难溶于水，熔沸点高化学性质：化学性质：稳定，不活泼稳定，不活泼氢氟酸是唯一可以与之反应的酸氢氟酸是唯一可以与之反应的酸（1）与）与HF反应：反应：SiO2+4HFSiF4+2H2O玻璃中含有玻璃中含有SiO2，可用，可用HF来刻蚀玻璃。来刻蚀玻璃。不与
4、水反应不与水反应SiO2+CaO=CaSiO3（2）与碱性氧化物反应）与碱性氧化物反应高温高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Ca（OH）2=CaSiO3+H2O（3）与碱反应：）与碱反应：思考：实验室盛装思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶而橡皮塞而不用玻璃塞？溶液的试剂瓶而橡皮塞而不用玻璃塞？因为玻璃的主要成分是因为玻璃的主要成分是SiO2， NaOH可以跟发生反应，生成有粘性的可以跟发生反应，生成有粘性的硅酸钠，使瓶和塞粘合。硅酸钠，使瓶和塞粘合。 硅酸钠，水溶液俗硅酸钠，水溶液俗 名名“水玻璃水玻璃”，具有，具有粘性粘性,其用途很广，其用途很广，制备硅胶和木材制备
5、硅胶和木材防火剂等防火剂等硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）（1）制取：）制取：可溶性的硅酸盐与酸的反应可溶性的硅酸盐与酸的反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3白色胶状白色胶状强酸制弱酸（2）性质：）性质： 白色胶状，难溶白色胶状，难溶 弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 HClO（4）氯气与碱溶液的反应）氯气与碱溶液的反应Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O Cl22NaOH=NaClNaClOH2O 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O氯气氯气+碱碱 氯化物氯化物+次氯酸盐次氯酸盐+水水漂白粉的制取、成分、原理：
6、漂白粉的制取、成分、原理：2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O漂白粉的成分：漂白粉的成分： 漂白粉的有效成分：漂白粉的有效成分： CaCl2 和和 Ca(ClO)2的混合物的混合物Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO漂白原理：漂白原理：(反应原理：强酸制取弱酸）反应原理：强酸制取弱酸）卤素单质的化学性质卤素单质的化学性质2. 卤素与氢气的反应卤素与氢气的反应 (2)卤化氢的稳定性关系：卤化氢的稳定性关系：HF HCl HBr HI 1.卤素与金属反应卤素与金属反应3.卤素与水反应卤素与水反应通式：通式：X2 H
7、2O=HXHXO（X:Cl、Br、I）4.卤素间的相互置换卤素间的相互置换氧化性：氧化性：Cl2Br2I2还原性：还原性：硫在氧气中燃烧：硫在氧气中燃烧： 硫硫是是黄黄色色粉粉末末硫硫与与H2O的反应的反应 （亚硫酸）（亚硫酸）(2)与碱反应生成盐和水与碱反应生成盐和水(3)既有氧化性，又有还原性既有氧化性，又有还原性 催化剂催化剂SO2 + 2 H2S = 3 S + 2 H2O (4)漂白性：暂时性漂白，可逆漂白性：暂时性漂白，可逆品红品红 褪色褪色红色红色 无色无色SO2用途：它可以用来漂白纸浆、毛、丝、用途：它可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。草编制品等。 与与H2O的反应的反应
8、（硫酸）（硫酸）(2)与碱反应生成盐和水与碱反应生成盐和水SO3 无色固体，酸性氧化物无色固体，酸性氧化物(3)与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐1、在放电或高温下：、在放电或高温下： N2 O2 2 NO （无色无色） 一氧化氮一氧化氮2、在常温下：、在常温下： 2 NO O2 2 NO2 （红棕色红棕色） 二氧化氮二氧化氮*比较比较NO和和NO2的性质：的性质： NO：无色无味、不溶于水：无色无味、不溶于水(不与水反应不与水反应)、不稳定（易氧化）、不稳定（易氧化） NO2：红棕色有刺激性气味、易溶于水、稳定、：红棕色有刺激性气味、易溶于水、稳定、有毒性有毒性3、 NO2 易溶于
9、水：易溶于水： 3 NO2 H2O 2HNO3 NO放电放电NO2和和NO或高温或高温二氧化硫和二氧化氮对大气的污染二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1 1、空气中、空气中 SOSO2 2和和NONO2 2的来源：的来源：（1 1）煤、石油等含硫燃料的燃烧；）煤、石油等含硫燃料的燃烧；（2 2）火山爆发、工厂尾气；）火山爆发、工厂尾气；（3 3）汽车尾气。）汽车尾气。2、SO2和和NO2的危害性：的危害性：形成酸雨形成酸雨物理性质:NH3无色无色有有刺激性气味刺激性气味的气体，比空气轻、的气体，比空气轻、极易极易溶于溶于水水(1:700) ，易，易液化。液化。化学性质：1、氨与水反应NH3 + H
10、2O大部分小部分约1 1% %NH3 H2ONH4+ + OHNHNH3 3. .H H2 2O O不稳定，受热分解为氨和水：不稳定，受热分解为氨和水：NHNH3 3 H H2 2O = NHO = NH3 3 + H + H2 2O O铵盐的性质铵盐受热易分解:NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2NH4Cl = NH3 + HCl NH4NO3 + NaOH = NH3 + NaNO3 + H2ONHNH4 4+ +的检验：的检验：铵盐铵盐 OH-有刺激性气味有刺激性气味的气体产生的气体产生湿润的红色石湿润的红色石蕊试纸变蓝蕊试纸变蓝喷泉实验【实验现象实验现象】 硫酸硫酸1、物
11、理性质：、物理性质：浓硫酸浓硫酸无色、无味、粘稠的油状液体，密度大，无色、无味、粘稠的油状液体，密度大，沸点高，难挥发，与水任意比互溶。沸点高，难挥发，与水任意比互溶。2、化学性质、化学性质:1）稀硫酸具有酸的通性）稀硫酸具有酸的通性A、使石蕊溶液变红、使石蕊溶液变红B、和碱反应、和碱反应C、和碱性氧化物反应、和碱性氧化物反应D、和盐反应、和盐反应E、和金属反应、和金属反应 3、浓硫酸的特性：、浓硫酸的特性：吸水性：可作吸水性：可作干燥剂干燥剂(不可干燥氨气不可干燥氨气) 脱水性：脱水性是指浓硫酸能把有机脱水性：脱水性是指浓硫酸能把有机物中的氢氧原子按物中的氢氧原子按2：1（H2O）的个数）的
12、个数比脱去。比脱去。 【实验实验】取取10g蔗糖蔗糖放入小烧杯中，加入放入小烧杯中，加入几滴水几滴水，用玻璃棒搅拌均匀，再加入用玻璃棒搅拌均匀，再加入10mL浓硫酸浓硫酸，并用玻，并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体积变化并闻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体积变化并闻味。味。现象现象: :蔗糖变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的蔗糖变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并有刺激性气味的气体产生。海绵状的炭，并有刺激性气味的气体产生。C12H22O11 12C + 11H2O浓硫酸浓硫酸2H2SO4 (浓浓) + C= CO2 + 2H2O + 2SO2脱水性脱水性氧化性氧化性浓硫酸的强氧化性：
13、浓硫酸的强氧化性： 加热时浓硫酸能与大多数金属加热时浓硫酸能与大多数金属(除除Au、 Pt)反应，但不生成氢气。反应，但不生成氢气。现象：现象： 加热能反应，产生的气体能使湿润的品加热能反应，产生的气体能使湿润的品红试纸褪色，溶液稀释后呈蓝色。红试纸褪色，溶液稀释后呈蓝色。反应：反应：Cu + 2H2SO4(浓浓) = CuSO4 + SO2 + 2H2O实验：实验：Cu Cu 与浓与浓H H2 2SOSO4 4的反应的反应C + 2H2SO4 （浓）（浓） = CO2 + 2SO2 + 2H2O钝化钝化:常温下，常温下，浓硫酸或浓硝酸浓硫酸或浓硝酸能使能使Al、Fe等金属表面生成致密的氧化物
14、保护膜，等金属表面生成致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续反应。此现象称阻止内部金属继续反应。此现象称 “钝化钝化” 与某些非金属反应与某些非金属反应硝酸硝酸 纯纯HNO3是是 色、易色、易 , ,有有 气味气味物理性质物理性质: : 能与水任意比互溶能与水任意比互溶. . 的液体的液体, ,挥发挥发刺激性刺激性无无化学性质化学性质: : 强氧化性强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性硝酸能与大部分金属硝酸能与大部分金属(除金和铂除金和铂)反应反应:3Cu+8HNO3(稀稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2
15、O 特殊物质的物理性质： 有色气体：氟气(淡黄绿色)、氯气(黄绿色)、二氧化氮气体(红棕色)等。 无色但在空气中显红综色的气体：一氧化氮气体。 有刺激性气味的气体：氨气、二氧化硫气体、氯气。 有臭鸡蛋气味的气体：硫化氢气体。 在水中溶解度最大的气体：氨气。 最轻的气体：氢气。 银白色、有金属光泽的液体：汞、钠钾合金。 深红棕色液态纯净物：单质溴。 、有色固体、有色固体红色：红色：Cu、Fe2O3(红棕色粉末红棕色粉末)红褐色：红褐色：Fe(OH)3绿色：绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO47H2O蓝色：蓝色：Cu(OH)2、CuSO45H2O黑色：黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑、炭黑、Fe3O4浅黄色：浅黄色：Na2O2、AgBr、S白色：白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2谢谢观看谢谢观看
