第三单元 元素及其化合物

1、第三单元 元素及其化合物第30讲 氧族元素、臭氧、过氧化氢（第一课时）【要点精讲】1、氧族元素的原子结构及性质的相似性和递变性（1）结构：相似性： 递变性： （2）性质（OTe） 相似性：主要化合价为 价，氢化物的通式为 ，最高价氧化物对应的水化物的通式为 。 递变性：元素非金属性逐渐 ，H2R稳定性逐渐 ，H2RO4酸性逐渐 。2、氧气和臭氧（1）氧气与臭氧性质的比较物质氧气臭氧气态时的颜色气味沸点比较同条件时的密度比较同条件时水中溶解性比较相互关系（2）臭氧的化学性质和用途不稳定性2O3(g)=3O2(g)；H= -284 kJ/mol ，说明氧气的稳定性比臭氧 。极强的氧化性，能将Ag、

2、Hg等不易被空气氧化的金属而氧化，能将有机色质氧化，故可用作脱色（漂白）剂，也具有杀菌消毒作用，则又可用作消毒剂。在一定条件下臭氧和氧气可相互转化，其有关化学方程式为 ， 。3、过氧化氢过氧化氢的电子式为 ，是一种 分子（填极性或非极性）。过氧化氢为无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，医用双氧水的质量分数一般为 。化学性质：a是一种二元弱酸，具有弱酸性，电离方程式为 和 ；b氧化性，如能把Fe2+氧化成Fe3+，酸性条件下的反应式为： ；c还原性，如能发生H2O2+Cl2=O2+2HCl ，能使酸性高锰酸钾溶液褪色（离子方程式： ）等；d不稳定性（受热会分解，MnO2作催化剂时反应更快）。过氧

3、化氢可用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，还可作为火箭的燃料。【典型例题】【例1】（2005年北京，6）高压电机、复印机工作时会产生臭氧，该气体有强氧化性。下列叙述不正确的是A臭氧和氧气是氧的同素异形体 B臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝C臭氧的存在对人体有益无害 D臭氧是很好的消毒剂和脱色剂【例2】（2005年广东，25）下列关于“过氧化氢”的说法正确的是A过氧化氢具有杀菌消毒作用，是强酸 B过氧化氢是离子化合物C过氧化氢可以发生分解反应 D过氧化氢是水的同分异构体【例3】（2003年江苏，1）水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是A蒸馏法是海水淡化的方法

4、之一 B淡水的密度小于海水的密度C融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少 D0以上，温度越高，水的密度越小光【例4】1995年诺贝尔化学奖授予致力研究臭氧层被破坏问题的三位化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线，保护地球上的生物。氟利昂（如CCl2F2）可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应 ： O3 O2+O ，Cl+O3ClO+O2 ，ClO+OCl+O2 ，总反应：2O33O2（1） 在上述臭变成氧气的反应过程中，Cl是A反应物 B.生成物 C.中间产物 D.催化剂（2） O3和O2是 A同分异构体 B.同系物 C.氧的同素异形体 D.氧的同位素

5、【当堂反馈】1下列关于硒元素的有关叙述正确的是A硒化氢比硫化氢稳定，其水溶液在空气中能稳定存在B单质硒是一种半导体材料 CH2SO4、H2SeO4、H2TeO4的酸性依次增强 D硒的非金属性比氧弱，但比溴强2过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得7% 8% 的过氧化氢溶液，再浓缩成30%溶液时，可采用的适宜方法是 A常压蒸馏 B.减压蒸馏 C.加生石灰常压蒸馏 D. 加压蒸馏3过氧化氢俗称双氧水，它是一种液体，易分解为水和氧气，常作氧化剂、漂白剂和消毒剂，为贮存、运输、使用的方便，工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2CO33H2O2)，该晶体具有Na2C

6、O3和H2O2的双重性质。下列物质不会使过碳酸钠晶体失效的是 A MnO2 BH2S C稀盐酸 DNaHCO34最近科学家发现了氧族元素的一种新微粒O4，对于这种新微粒，下列说法不正确的是A它是氧的一种新的同素异形体 B它是氧的一种新的同位素C它的摩尔质量是64 D它的氧化性比O3强5钋是原子序数最大的氧族元素，推测钋及其化合物最不可能具有的性质是A钋是能导电的固体 B钋的熔点较高C钋的氢化物很稳定 D钋至少有两种氧化物对应的水化物6O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3的分子结构如右图：呈V型，键与键间的夹角为116.5。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非

7、极性共价键，中间O原子提供两个电子，旁边两个O原子各提供一个电子，构成一个特殊的化学键（图中用小黑点表示这四个电子）三个O原子均等地享有这四个电子。请回答：（1）臭氧与氧气的关系是 ；（2）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是 ； AH2O BCO2 CSO2 DBeCl2（3）1个O3分子中共有 个电子参与成键；（4）O3分子是否极性分子 （填“是”或“否”）；（5）O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4，而O2不能，试配平： PbS + O3 PbS O4 + O27针对以下AD四个涉及H2O2的反应（未配平），填写下列空白：ANa2O2 + HCl H2O2 + NaClBAg

8、2O + H2O2 Ag + O2 + H2OCH2O2 H2O + O2DH2O2 + Cr2(SO4)3 + KOH K2SO4 + K2CrO4 + H2O（1）H2O2仅体现氧化性的反应是（填代号） ，配平： ；（2）H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是（填代号） ；（3）H2O2体现弱酸性性的反应是 ，理由是 ；8光化学烟雾（主要含有臭氧、低级醛、硝酸酯等）是二次污染物，主要由汽车尾气中的氮氧化物、碳氢化合物在日光照射下与O2反应而形成。首先NO2分解成NO和氧原子，氧原子与O2结合成O3，进行包括三个反应的产生O3的循环，请补充化学方程式和 NO2NOO _ _以上三个反应总化

9、学方程式为_，生成的臭氧再与汽车尾气中其它成份反应可生成醛。试写出尾气中的2-丁烯被臭氧氧化成乙醛并释放出氧气的化学方程式_。9有A、B、C三种常见的短周期元素，它们之间两两结合成化合物X、Y、Z。X、Y、Z之间也能相互反应。已知X是A和B按原子个数比11组成的化合物，其它元素形成的单质（仍用A、B、C表示）和组成的化合物间反应关系式如下：B+CY A+CZ X+YM X+ZC+N Y+ZC+N请填空：（1）上述反应中，一定属于氧化还原反应的是 _，理由是_ _。（2）若M是一种无色、粘稠的油状液体化合物，则X、Y、Z分别是 。（3）写出反应、的化学方程式： 。10阅读下列材料：过氧化氢（H2

10、O2）又称双氧水，常温下它是一种液体，它难电离，且易分解。它是一种绿色氧化剂。为了贮存、运输、使用的方便，工业上采用“醇析法”将其转化为固态的过碳酸钠晶体（其化学式为2Na2CO33H2O2），该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。“醇析法”的生产工艺过程如下：在05下，往饱和的Na2CO3溶液中，先加入H2O2和稳定剂（MgCl2和Na2SiO3），经充分反应后，再加入异丙醇，过滤分离，即得过碳酸钠晶体。根据上述材料，回答下列问题：（1） 依据你已有的知识，写出H2O2的结构式_。（2） 你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是_。（3） 我们知道，稀硫酸不与铜反应，但在稀硫酸中加入

11、H2O2，则可使铜顺利溶解，写出该反应的离子方程式_。（4） 稳定剂能反应生成难溶物将过碳酸钠粒子包裹住，该反应的化学方程式为_。【课后作业】1 对臭氧层有破坏作用的化学物质主要含有氯氟烃等，据报道，位于地球南极上空的臭氧空洞已有三个中国的面积，科学家呼吁人类要重视对臭氧层的保护。大气中，臭氧的主要作用是 A吸收CO2 B补充O2 C吸收红外线 D吸收紫外线2过氧化氢与硫酸酸化的高锰酸钾溶液进行反应生成硫酸钾、硫酸锰、水和氧气。如果过氧化氢中的氧原子是示踪原子（18O），当反应完成后，含有示踪原子的物质是 A氧气 B.水 C.硫酸锰 D.硫酸钾3（2005年北京春季，6）北京大学两位教授率先发

12、现人体心肺血管中存在微量硫化氢，它对调节心血管功能具有重要作用。下列叙述正确的是A硫化氢分子很稳定，受热难分解 B硫化氢分子中所有原子的最外电子层都达到8电子结构C将硫化氢通入溴水，溴水褪色 D硫化氢是电解质，其电离方程式是H2S=2H+S2-4在近代高能技术中纯H2O2普遍被作为单一组分的喷燃料和火箭燃料的氧化剂。下列有关H2O2的叙述中不正确的是A3%的H2O2溶液中，加入MnO2 ，分解速率会加快，MnO2是催化剂B在2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2反应中，MnO2是还原剂，且O2中氧全部来自于MnO2 CNa2O2溶液于水的过程中，不可

13、能有H2O2生成DSO2与H2O2相混合完全可能生成H2SO4 ，SO2+H2O2=H2SO4，且电子转移数为25（2002年上海，10）水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是A水由液态变为玻璃态，体积缩小 B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态 D玻璃态水是分子晶体6下列物质不能用对应的单质直接化合制取的是 CuS FeS Al2S3 Fe2S3 Cu2S FeCl2 CS2 A B C D7钋是原子序数最大的氧族元素，推测它及其化合物最不

14、可能具有的性质是A钋是能导电的固体 B钋的氧化物的水化物至少有两种 C钋与氢气不能直接化合 D钋的氢化物很稳定8下列结论正确的是 微粒半径S2一ClFS ；氢化物稳定性HFHClH2SH2Se ；氧化性Cl2SSeTe ；酸性H2SO4HClO4H2SeO4 ；非金属性FClSSeA B C只有 D只有9工业上从含硒的废料中提取硒的方法之一是：用硫酸和硝酸钠处理废料，获得亚硒酸和少量硒酸，再与盐酸共热，硒酸转化为亚硒酸（2HCl + H2SeO4=H2SeO3 + Cl2 +H2O），通SO2于亚硒酸溶液中，有单质硒析出。据此，下列说法正确的是AH2SeO4的氧化性弱于Cl2 B亚硒酸氧化性强

15、于H2SO3 CSeO2的还原性强于SO2 D析出1mol Se需H2SeO3、SO2、H2O各1mol100.05mol某单质与0.8 g硫在一定条件下完全反应，该单质可能是 AH2 BCu CK DZn11过氧化氢（俗名双氧水），医疗上可作外科消毒剂。（1）向含有酚酞的NaOH溶液中滴加双氧水，溶液由红色褪至无色，主要原因是双氧水的_性；（2）将双氧水加入经酸化的高锰酸钾溶液中，溶液的紫红色消褪了，此时双氧水表现出_；（3）久置的油画，白色部位（PbSO4）常会变黑（PbS），用双氧水揩擦后又恢复原貌，有关反应的化学方程式为_。 12氧元素的同素异形体有_和臭氧。现采用下法测定臭氧的化学式

16、：取O2和Om的混合气体，从其中取出体积相同的两份气体。往1份气体中加松节油，Om完全被吸收，结果气体体积减少了V mL；加热另一份气体，使其中Om全部分解成O2，则气体体积增加V/2mL（体积都是在同温同压下测定），则m值为_。臭氧是一种氧化性比氧气更强的氧化剂，例如，臭氧通入到碘化钾溶液中有一种无色气体逸出，所得溶液可使酚酞变红，也可使淀粉变蓝，由此判断，发生反应的化学方程式是_。13H2燃烧时除生成水外，还可生成少量的H2O2，但一般条件下很难得到H2O2。如果将H2燃烧时产生的火焰用冰块冷却，就可检验出极少量的H2O2生成。实验前，用两只蒸发皿盛好冰（用蒸馏水冷凝而成），做对比实验如下

17、：一只蒸发皿放在石棉网上加热，使冰块慢慢熔化成液体，再加入0.1 mol/L碘化钾淀粉溶液，不显蓝色。：另一只蒸发皿用调节好的氢气火焰对着冰块加热，熔化成液体后，再加入0.1 mol/L碘化钾淀粉溶液，立即变成蓝色。一般条件下得不到H2O2的原因是：_；要做对比实验的理由是：_ ；为了增强实验效果，且能迅速检验出反应过程中生成H2O2，在不另加任何试剂和用品的情况下，你认为如何改?_ ；能否_(填“能”或“不能”)将实验中的0.1 mol/L碘化钾淀粉溶液换成酚酞试剂；理由是_。14化合物A含硫（每个分子只含一个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；少量A与水反应可完全水解而不被氧化或还原，所有反应

18、产物均可溶于水；将A配成水溶液稀释后分成几份，分别加入一系列0.1mol/L的试剂，现象如下：加入硝酸和硝酸银，产生白色沉淀 ；加入氯化钡溶液，无沉淀生成；溶液经酸化后加入高锰酸钾溶液，紫色褪去，再加入硝酸钡溶液，产生白色沉淀；（1）由此判断组成该化合物的元素中，可能存在的卤素有 ，A与水反应后生成的溶液中含有的离子可能有 。（2）要确定该化合物的分子式，称取11.90g A溶于水稀释至250.0mL，取25.00mL溶液加入足量的高锰酸钾溶液和硝酸钡溶液，使沉淀完全，沉淀经洗涤、干燥后称重，为2.33g，试确定A的化学式，写出计算过程。参考答案典例解析【例1】臭氧和氧气是氧元素组成的不同单质

19、，互为同素异形体。臭氧有强氧化性，能氧化KI、有机色素等，所以臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝，也可作消毒剂、脱色剂等。空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，令人产生爽快和振奋的感觉。但当空气中臭氧含量超过10-5%（体积分数）时，就会对人体有害。故选C。【例2】H2O2是一种共价化合物，且是一种弱酸，它有较强的氧化性，可以用来进行杀菌、消毒等。它的稳定性较差，易分解生成H2O和O2。H2O2和H2O的分子式不同，不是同分异构体关系。故选C。【例3】海水中溶有Na+、Mg2+、Cl-及SO42-等离子组成的盐，它们的沸点比水的沸点高，可用蒸馏法将其分离，上述盐的溶入使水溶液的密度增大，故A、B均正确。雪与雨水成分相同，是水蒸发后凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水溶有较多矿物质，故C也正确。水在4时密度最大，故本题选D。【例4】（1）D ；（2）C当堂反馈：1B 2B 3D 4BC 5.C6.（1）同素异形体 （2）C （3）8 （4）是 （5）1 4 1 47（1）D 3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH = 3K2SO4 + 2K2CrO4 + 8H2O（2）C （3）A 这一反应可看作是强酸制弱酸的反应8O+O2=O3，2NO+O2=2NO23O22O3, CH