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文档简介
1、关于高中化学竞赛辅导全套绝对精品第一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 卤素成盐元素 ns2np5F2的键能Cl2键能F-FCl-ClBr-BrI-IkJmol-1154.8239.7192.9151.2第二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1-1 卤素的基本性质成盐元素 ns2np51.电负性 I为2.66 说明I 的吸电子力不够,可有I+ I2+2Py(吡啶)=IPy2+ +1价 I2+O3+HClO4=I(ClO4) 32H2O +3价 测电导 2ICl=I+ICl2- =1%证明存在I+第三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 2. F2的键能Cl的原
2、因!以上说明:虽然Cl的电子亲和势F,但F2的键能原子F的活泼性的活泼性仍Cl2问题:与H相比较,Cl、Br、I的I1第五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月H的I1如何计算?13.6x1.602x10-19x6.022x1023=1312KJmol-1 Cl、Br、I的I1为什么没有Cl+、Br+、I +呢?回答:H+为全空,Cl+、Br+、I+为nS2nP4不稳定。卤素的成键特征:有配位能力AgCl+Cl-=AgCl2- 共价键第六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.1 单质存在 :卤素因其活泼性,不以单质存在F:CaF2(莹石) Na3AlF6 (冰晶石) Ca5
3、F(PO4)3 氟磷硅石 (磷灰石)Cl:NaCl 海水3% 约20gL-1,岩盐、井盐、盐湖Br:矿水I:海带,海藻类,智利硝石其主要为NaNO3(NaIO3) 碘易升华,为什么?第七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.1.2 颜色 物理性质(np)2(np)4(np*)4 (np)2(np)4(np*)3(np*)1第八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 1.1.3 化学性质(投影)1.1.3.1与非金属作用,Fe,Hg1.1.3.2非金属 H,S,P1.1.3.3水,碱第九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 1.2 卤素的制备和用途1.2.1 F2
4、1.2.1.1 制备 1.2.1.1.1 电解第十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.2.1.1.1 电解HF+KF=KHF2 氟氢化钾 KF高熔点,KHF2低熔点2 KHF2=2KF+H2+F2为减少HF挥发极化作用,加入LiF和AlF3第十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.2.1.1.2 化学方法4KMnO4+4KF+20HF=4K2MnF6+10H2O+3O2SbCl5+5HF=SbF5+5HCl2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+2MnF3+F2解释:K2MnF6看成MnF42KF而和SbF5生成SbF5KF和MnF4= MnF3 + F2oMnO
5、4-/Mn2+ = 1.51v, oF2/F- = 2.87v第十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.2.1.2 用途F2+UO2 UF4UF6238U 235U 234U 的分离n第十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月N2H4(l)+2F2 N2(g) + 4HF(g) 4000K火箭材料灭鼠药 CH2FCOONH4 水解后产生CH2FCOOH(氟代乙酸铵)第十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.2.2 Cl21.2.2.1 制备MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl22KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2电
6、解:2NaCl + 2H2O = 2NaOH+H2+Cl2第十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.2.3 Br2和I2()海水盐卤Br2以空气吹出 Br-+BrO3- Br2 10吨海水 0.14Kg Br2() Br2还可以电解NaCl水中的母液中提取 2NaBr+3H2SO4+ MnO2= 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2 2NaI+3H2SO4+ MnO2= 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 (此反应可用于从海藻中提取I2)第十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月工业上从NaIO3提取I2 2 IO3-+5HSO3=5 SO42- +H2
7、O+3H+ +I2第十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.3 HX1.3.1 制备1.3.1.1 直接合成 (仅) H2+Cl2=2HCl1.3.1.2 复分解反应 CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF SiO2+4HF=2H2O+SiF4 SiF4+2HF= H2SiF6 如何在玻璃容器上刻字?有人写不出来,怎么办?第十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月(实)NaCl+ H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl NaCl+ H2SO4(浓)=Na2SO4+HCl 而,NaBr+H2SO4(浓)= NaHSO4+HBr NaI+H2SO4(浓)= NaHSO4+
8、HI 2HBr+ H2SO4(浓)=SO2+2H2O+Br2 8HI+ H2SO4 (浓)=H2S+4H2O+4I2 另外:NaBr+H3PO4=NaH2PO4+HBr NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI第十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.3.1.3 卤化物的水解PBr3+3H2O=H3PO3+3HBrPI3+3H2O=H3PO3+3HI或 2P+6H2O+3Br2=2H3PO3+6HBr2P+6H2O+3I2=2H3PO3+6HI第二十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.3.1.4 烃的卤化 C2H6(g)+Cl2(g)=C2H5Cl(l)+HCl(g
9、) 1.3.1.5 其它Br2+H2S=2HBr+SBr2+SO2+2H2O=2HBr+ H2SO4I2+H2SO3 +H2O=2HI+ H2SO4第二十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.3.2 性质 1.3.2.1 2HF=H2F+F- K=10-10液态HF和液NH3一样为一种非水溶剂稀:HF+H2O=H3O+F- K=7.410-4 HF+F- = HF2- K=5浓:H2F2+H2O= H3O+ HF2- 求它的平衡常数第二十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.3.2.2 恒沸溶液 HCl的浓度和沸点的关系图将HCl溶液加热到沸点后它会变化,其中如:N
10、aCl溶液,则水蒸发,NaCl溶液变浓,最后析出NaCl如溶液,溶剂都可挥发,则一种挥发的快,一种慢,即和这个溶液平衡时的气相组成不同,对于我们这种情况,气相中HCl多一些,则溶液变样而对于浓度1.229V HBrOBr- 1.33V1.229V 不足以克服过电位第四十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 HBrOBr2 1.6V1.229V ,可以4HBrO =2Br2 + O2 + 2H2O5HBrO=HBrO3+2Br2+2H2O第四十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月对于歧化反应,X2+NaOH NaXO + NaX(1)X2+NaOH NaXO3 + NaX
11、(2)对Cl,室温(1),高温(2)对Br,室温(2),低温(1)对I,只有 (2)故I2+OH-=?第四十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.1.2盐 MClO电解无隔膜,稀NaCl溶液 2Cl- +2H2O = 2OH- +Cl2+H2 Cl2+2OH- =Cl-+ClO- +H2O 总:Cl-+H2O = ClO- +H2漂白粉:Ca(ClO)2 + CaCl2 加酸生成什么? 为什么时间一长会失效? 问题:实验室如何制备 漂白粉KBrOKClO3KIO3第五十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.2 亚卤酸及其盐1.5.2.2.1 制备 亚溴
12、酸仅见报道 Ba(ClO)2+ H2SO42HClO2+BaSO4 2ClO2+2OH- =ClO2-+ClO3-+H2O1.5.2.2.2 性质Ka=10-2 比HClO酸性强4HClO2=2H2O+3ClO2+Cl21.5.2.2.3 盐 Na2O2+ClO2=2NaClO2+O2NaClO2 NaClO3+NaCl第五十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.3 卤酸及其盐1.5.2.3.1 制备 实验室方法 Ba(ClO3)2+ H2SO4= 2HClO3+BaSO4 Ba(BrO3)2+ H2SO4=HBrO3+BaSO4 注意:Ba(ClO3)2+ 2H2SO4
13、 = 2HClO3+Ba(HSO4)2 溶解于水, 我们有一个实验 H2SO4 + BaSO4= Ba(HSO4)2 HXO3制备时,应减压分馏,到 HClO3 40% HBrO3 50%8 HClO3=4 HClO4+2Cl2+3O2+2H2O第五十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月工业方法电解食盐水(盐,去隔膜)通电 NaCl+3H2O =NaClO3+3H2 NaClO3+KCl =KClO3+NaCl另外: 5Cl2+Br2+6H2O =HBrO3+10HCl 5Cl2+I2+6H2O = HIO3+10HCl 3I2+6NaOH =NaIO3+5NaI+3H2O I2+
14、10HNO3=2HIO3+10NO2+4H2O I2O5+H2O = 2HIO3第五十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.3.2 性质 氧化性电对 BrO3-/Br2 ClO3-/Cl2 IO3-/I2 o 1.52 1.47 1.19 2 BrO3-+I2=2 IO3-+Br22 ClO3-+I2=2 IO3-+Cl22 BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2分解: 4KClO3=3KClO4+KCl 2KClO3=2KCl+3O2但不可以4KBrO3=3KBrO4+KBr第五十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.4 高卤酸及其盐1.5.2.
15、4.1 制备电解:通电 KClO3+H2O KClO4+H2通电ClO3-+H2O ClO4-+2H+2e 真空蒸馏可达纯HClO4或者 KClO4+ H2SO4=KHSO4+HClO4 这是弱酸制强酸 或者电解盐酸法 Cl-+4H2O = ClO4-+8H+8e第五十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.4.2 性质1. K+、NH4+、Rb+、Cs+的ClO4一些溶解性极差,制备方法2. oBrO4-/BrO3-=1.79V 故不可制得 BrO4- BrO3+F2+2OH-= BrO4+2F-+H2O BrO3-+XeF2+H2O= BrO4-+Xe+2HF 1968
16、年才制得KBrO4。3. 氧化性,随浓度变化 Nernst 方程,浓度大时,反极化作用上升。第五十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月ClO4-+ Zn,SO2,H2O2 不反应ClO3-+ Zn,SO2,H2O2 反应从电极电势图 ClO4-ClO3Cl2说明ClO3应歧化,但由于动力学位阻,不发生歧化反应3. 氧化性,随浓度变化 Nernst 方程,浓度大时,反极化作用上升。第五十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.2.4.3 HIO4 H5IO6制备:2 H5IO6=2HIO3+O2+4H2OH5IO6=HIO4 +2H2O问题:H5IO6的结构是什么?为
17、什么没有H5ClO6 和H5BrO6回答: sp3d2,原子半径第五十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月制备 IO3- Na3H3IO6 Ag5IO6 AgCl+ H5IO6(无色晶体) HNO3+Ba5(IO6)2 = 5Ba(NO3)2+ 2 H5IO62 H5IO6 2HIO4 2HIO3+O2Cl2ClAgNO3373K413K第五十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月水中以H5IO6存在HIO4+2H2O H5IO6 H+H4IO6K=210-2性质 Mn2+IO4- IO3-+MnO4-HNO3第六十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.3
18、 卤素含氧酸及盐的性质递变规律 1.5.3.1 在酸性介质中氧化性升高 MnO4- + 8H+5e Mn2+4H2OMnO4- /Mn2+ = oMnO4- /Mn2+-0.05916/5 log Mn2+/MnO4-H+8第六十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1.5.3.2 氧化性 HClO2 HClO HClO3 HClO41.5.3.3含氧酸的酸性,非羟基氧的数目HClO4 HClO3 HClO2 HClO第六十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 氧族元素基本性质(ns2np4 化合价 活泼性 键能 半径 电负性 ) 和活泼金属生成离子化合物,Na2O 电负
19、性比卤素小, 半径比卤素大氧化态 O -2 S -2 0 +2 +4 +6(Se,Te)键能 从上到下 下降但 OO SS第六十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月NNOOFF158144154.8PPSSClCl201226239.7练习从上到下mp、bp依次升高活泼性小于卤素 1,O的离子性成分高 而 S、Se、Te的共价键为主 2,为什么S +2 +4 +6 Br +1 +3 +5 +7第六十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月S 1s22s22p63s23p4 3s23p33d1 3s13p33d2Br 1s22s22p63s23p43d104s24p5 4s2
20、4p44d1 4s24p34d2 4s14p34d3第六十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3,FClBrI ClCl单键键能最大OSSeTe SS O 和F 半径小,内层电子少,无d轨道,所以,键长长,形成共价双键时,键长短。 (孤对电子间排斥作用大)。 3.2 单质氧 3.2.1 O2和O3O2 KK(2s)2(2s*)2(2p)2(2p)4(2p *)2 第六十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月2p*2p*2p2p第六十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月结构式: or O3 抗磁性,无单电子,34,有极性,偶极矩0第六十八张,PPT共二百五十五页
21、,创作于2022年6月 2 成键特征 1 离子型 O2- 2 共价型 -2价氧如H2O 3 双键 H2C=O 4 叁键 5 配合物如水合物 6 pd键如H3PO4(这里用价键理论解释)O 2s22p4第六十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 7. H键 (以上为O 原子) 8. O3- KO3 9. O22- Na2O2 10. 共价型的O22- H2O2 11. 超氧离子O2- KO2 12. 二氧基O2+ 阳离子 O2+PtF6-第七十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.3.3 单线态氧 量子理论中 n、l、m、ms其中m为l在z轴上的投影,当l=2时,m有2l
22、+1个即五个为2,1,0,-1,-2。同理,总自旋为S,其投影为Ms,也有2s+1个 当一个电子时,总自旋s=1/2 ms=1/2 -1/2有2个 二 1 1,0, -1 有3个第七十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 故对基态氧s=1为三线态(3g-) 当它为第一激发态时,s=0时,为单线态(1g或1g+)2p*2p*2p2p2p*2p*2p2p单线态氧在有机体的代谢中会不断产生与猝灭。第七十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 3.3.4 氧化物Na2O MgO Al2O3 SeO2 P4O10 SO3 Cl2O7 (同周期) 碱性 两性 酸性 同族为从上到下,由
23、酸性到碱性N2O3 P4O6 As4O6 Sb4O6 Bi2O3 酸性 两性 碱性 同一元素,氧化数升高,则由碱性到酸性第七十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月As4O6 两性 PbO 碱性 As2O5 酸性 PbO2 两性 CrO (碱性) Cr2O3 (两性) CrO3(酸性)第七十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.3.5氧化物酸、碱性强弱的比较 热力学以H2O为酸,则 Go/kJmol-1Na2O(S)+H2O(l)=2NaOH(S) -148MgO(S)+H2O(l)=Mg(OH)2(S) -271/3Al2O3(S)+H2O(l)=2/3Al(OH)3
24、(S) 7 说明 从Na2O到Al2O3碱性下降1/3P2O5(s)+H2O(l)=2/3H3PO4(S) -59第七十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月SO3(l)+H2O(l)=H2SO4(l) -70Cl2O7(g)+H2O(l)=2HClO4(l) -329说明 从Na2O到Al2O3碱性下降1/3P2O5(s)+H2O(l)=2/3H3PO4(S) -59SO3(l)+H2O(l)=H2SO4(l) -70Cl2O7(g)+H2O(l)=2HClO4(l) -329说明从P2O5Cl2O7酸性升高第七十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 3.3.5 氧化物
25、的制备 3.3.5.1.1 空气中燃烧 P4O6 P4O10 3.3.5.1.2 对应酸或碱的分解 Cu(OH)2=CuO+H2O CaCO3=CaO+CO2 Pb(NO3)2=2PbO+4NO2+O2 第七十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 3.3.5.1.3高价氧化物加热分解:PbO2Pb2O3Pb3O4PbO或加氢还原 V2O5+2H2=V2O3+2H2O 3.3.5.1.4 其他用HNO3氧化 3Sn+4HNO3=3SnO2 + 4NO+2H2O 第七十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.3.6 臭氧 具有抗磁性,浅兰色气体,mp 80k, bp161k
26、 鱼腥臭味 O2 mp 54k bp 90.15 kCF2Cl2+h= CF2Cl+ClCl+O3=ClO+O2ClO+O=Cl+O2NO+O3=NO2+O2 NO2=NO+ONO2+O=NO+O2既然NO2,CF2Cl2也吸收紫外光第七十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.3.6.2 制备 3O2 2O3 Ho = 296kJmol-1高压放电O3 O2 指 O3 + 2H+ + 2e = O2+H2O O3 + 6H+ + 6e = 3H2O PbS + 2O3 = PbSO4+O2 2Ag + 2O3 = Ag2O2+2O22KI+H2SO4+O3 = I2+O2+H2O
27、+K2SO4 优良的有机氧化剂 2.07第八十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 3.4 过氧化氢3.4.1 结构和制备3.4.1.1 吸收320nm的光,见光分解结构: why?1,HOO,及二面角 109.28o 2, OO键长 149pm 较长 比较:水的键角,104o第八十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 3.3.1.2 制备1(实) Na2O2+ H2SO4=H2O2+ Na2SO42(工) BaO2+ H2SO4=BaSO4+H2O2电解;2NH4HSO4=(NH4)2S2O8+H2 阳极 阴极注:电解反应,阳极阴离子的放电顺序为:OH,SO42-如何实
28、现HSO4先放电?浓度,铂丝电极,电流强度。酸水解:S2O82-+2H2O=H2O2+2HSO4-乙基蒽醌法:第八十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月+H2Pd催化剂2乙基蒽醌 2乙基蒽醇+O2=+H2O2第八十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.3.2性质和用途H2O2和H2O相比,相同点(1)酸性 H2O2中 O22-和O2-相比,负电荷半径大,引力小,故酸性升高。(2)H2O2中OO键可取代为NaOOH NaOONa(3)水合物如:NaOOHH2O22Na2CO3+3H2O2=2Na2CO33H2O2第八十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月不同
29、点:OO的断裂a,氧化剂b, 还原剂c,自身氧化还原 H2O2=H2O+1/2O2 碱性 Fe2+时反应剧烈电极电势:oFe3+/Fe2+ = 0.77voH2O2/ H2O = 1.77v oO2/ H2O2 = 0.683v特殊反应4H2O2+ Cr2O72- + 2H+ = 2CrO5+5H2OCrO5中Cr的氧化数为多少?第八十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月O族元素:1,O的成键特征 2,氧化物的制法 3,O的电势图第八十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月O3 O2 H2O2 H2OO3+2H+2e=O2+2H2O 2.07V (1)O2+2H+2e=H
30、2O2 0.68V (2)H2O2+2H+2e=2H2O 1.77V (3)(2)+(3)第八十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 O2+4H+4e=2H2O 1.225V (4)(1)+(4)O3+6H+6e=3H2O 1.50666V (5)(5)2-(3)32O3+6H+6e=3H2O2 1.2433V第八十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.4硫及其化合物3.4.1硫的同素异形体斜方硫单斜硫硫硫菱形硫369K以下369K以上熔点mp386K392K第八十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月液态S在160oC时,S8开始断裂成长链,粘度增大,20
31、0oC时最粘,290时有S6生成 444oC时沸腾,急冷后成为弹性硫3.4.2硫化物和多硫化物SO2为氧化物不是硫化物Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S为什么会发生双水解?Al(OH)3 Ksp=Al3+OH-3 = 110-36 第九十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月H2S Ka2=1.210-15 Ka1=5.7 10-8要使H2S不从溶液中跑出,则:pH=pKa1-lgCa/Cb=7.2要使Al(OH)3不出现,则pH=?设Al3+=0.1molL-1 OH-=(10-35)1/3pH2.3一个要pH7.2,所以不可能,因此双水解第九十一张,PPT共二百五十五
32、页,创作于2022年6月同理Fe2S3+H2O=2Fe3+ + 3S2- = Fe2S3 主反应2Fe3+ + 3S2- = 2FeS + S 2Fe3+ + 3S2- + 6H2O = 2Fe(OH)3 + 3H2S而2CaS+2H2O=Ca(OH)2+Ca(HS)2Ca(OH)2微溶,pH=12左右 Ca(HS)2为pH=11.1 则可以第九十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S6H+3S2-=3H2S(5.710-81.210-15)-3 2Al3+6OH-=2Al(OH)3 (10-36)-26H2O=6H+6OH (10-1
33、4)6 K=3.12 1054问题:S2的结构是什么?如何验证? 气态S2迅速冷到-196oC(液N2)得到紫色顺磁固体,S2核间距 188.9pm低价H2SNaSHNa2SAs2S3As2S5Na2S2H2ONaOHNa2OAs2O3As2O5Na2O2还酸性氧化性第九十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.4.2.1.2 H2S体系Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2SNa2S和(NH4)2S 水解度 pH S2-0.1 molL-1 Na2S 94% 13 610-3(NH4)2S 100% 9.26 2.110-7 第九十五张,PPT共二百五十五页,创作于202
34、2年6月储存:棕色瓶中2S2-+O2+2H2O=2S+4OH-问题:Na2S溶液长期放于空气中,会产生什么变化?S2-+xS=SX+12-如何计算Na2S和(NH4)2S的pH 值。a,S2-+H2O=HS-+OH- c-x x x 第九十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月x=0.098828 pH=13.00b,S2-+NH4+=HS-+NH3 1 1pH=pKa-lg1=9.24895难溶硫化物的特点:1,金属最难溶的盐一般为硫化物2,Ksp相差大。第九十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月酸性不稳定,碱性稳定类似于H2O2 O和S相比,哪个更易形成单键? S 故
35、有Sx2-Sx2-+2H+ = H2S+(x-1)SNa2S2+SnS = SnS2+Na2S (氧化性)Na2S2+PbS = PbS2+Na2S Na2S2+As2S3 = As2S5 +Na2S (氧化性)Na2S2+Sb2S3 = Sb2S5 +Na2S (氧化性)Na2S2+Bi2S3 = Bi2S5+Na2S 3.4.2.1.3 多硫化物第九十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.5 含氧化合物SO2和SO3为最重要的氧化物SO2、H2SO3和盐2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 34 为sp2杂化主要体现在还原性 SO2 H2SO4 or SO42-作为酸: 2H
36、SO3-+CO32-=2SO32-+H2O+CO2还原剂:KIO3+SO2=KI+ SO42- Br2+SO2=Br-+SO42-歧化 4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S第九十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.5.2 SO3,H2SO4及盐3.5.2.1 结构 SOOOSO3为sp2杂化 46第一百张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月H2SO4分子中,所有SO键的键长和OSO键角不相等,而SO42-为对称性很高的Td群 水合能 HCl HBr HNO3 H2SO4kJmol-1 -74.9 -85.1 -33.3 -878.6所以硫酸溶解于水放热多a,水加到浓
37、硫酸中是否可以?b, 硫酸溶解于水放热,6molL-1稀释放热?第一百零一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.5.2.3 酸式盐a,Ka2=10-2 故硫酸第二步电离为弱酸 含氧酸性顺序 HOSO2F HI HBrHClO4 HClHNO3 H2SO4b, NaHSO4=Na2S2O7+H2O 而焦硫酸溶解于水即水解第一百零二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.5.2.3水合物和复盐a,水合物 CuSO45H2O CaSO42H2O MSO47H2O (Mg、Fe、Zn)b,复盐(double salt) M(I)2SO4M(II)SO46H2O M(I)=NH4+
38、、K+ M(II)=Mg2+、Mn2+、Fe2+M(I)2SO4M(III)2(SO4)324H2OMI= Li+、Na+、NH4+、K+第一百零三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月M(III=Al3+ Fe3+ Cr3+ V3+ HSO4-和SO42-之间互相转化NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O难溶盐 MSO4+H+=Mn2+ HSO4- K=Ksp/KaCaSO4SrSO4PbSO4BaSO4Ksp6.3x10-52.5x10-71.6x10-81.1x10-10第一百零四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月讨论:1,BaSO4能否溶解于H2SO4? 2,
39、如何使这个反应一般化思考:硫化物第一百零五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月=Z/r,越大,分解温度就越小,分解产物 MO、SO3、SO2、O2600oCSO3 = SO2+O2FeSO4=Fe2O3+SO3+SO2如果温度再高,Fe2O3Fe3O4FeO6CaSO4+P4O10=3Ca3(PO4)2+6SO2+3O2CaSO4+SiO2=CaSiO3+SO2+1/2O23.5.2.6热稳定性第一百零六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月附:BaSO4的溶解度1,水中, C= =1.05x10-5 molL-12, H+=1molL-1时,BaSO4+H+=Ba2+HSO
40、4- C= =1.05 x 10-4 mol L-13,H+=1 molL-1 H2SO4中,HSO4-=1 molL-1C=Ksp/10-2=1.1 10-8 mol L-1第一百零七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.5.3硫代硫 Na2S2O3Na2SO3+S= Na2S2O32Na2S+Na2CO3+4SO2=2Na2S2O3+CO2酸性不稳定为S2O32-+2H+=SO2+S+H2O2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+2NaINa2S2O3+4Cl2+5H2O = Na2(HSO4)2+8HCl第一百零八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.5.4
41、其它酸3.5.4.1分类 H2SO3 H2S2O4(连二亚硫酸) H2SO4 (连多硫酸)第一百零九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月练习次硫酸 HOSOH +2价焦硫酸一直连下去是什么?硫代硫酸第一百一十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月过硫酸 HOOH第一百一十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.6 硫的其他化合物3.6.1 S2Cl2 注意:有SF6,但只有 S2Cl2、S2Br2、S和I的化合物3.6.2 SF6不水解,CCl4不水解,S2F10呢?第一百一十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.6.3卤磺酸其酸性H2SO4 由于F
42、对电子的吸引力大于OSbF5+HSO3F = HSbF5(OSO2F)一种超酸1966年,美Case Western Reserve大学,第一百一十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月因为SbF5为一种强的Lewis酸,由于Sb为第五主族元素,其配位数可以为6,它最外层价电子都成键,故为一种Lewis酸,其它如:BF3、AlF3、GaF3而NH3、PH3、AsH3、Sb3H为Lewis 碱HSbF5(OSO2F) +HOSO2F =H2SO3F+SbF5(OSO2F)-第一百一十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.7硒和碲 3.7.1存在都是分散元素,硒为半导体材料
43、,有毒和砒霜相近,碲也毒,但小氧化物及酸H2SeO3 H2TeO3 酸性比H2SO3弱 同周期 从HClO4 HBrO4 H5IO6的氧化物看可知,H2SeO4 H2TeO4 (强酸) 氧化性比H2SO4强,故SeO2和TeO2都有氧化性,(SO2还原性)H2TeO4弱酸第一百一十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.8 含氧酸的氧化还原性和酸的强弱规律3.8.1 氧化还原性以各元素最高价氧化态的含氧酸在酸性介质中到单质时的Eo为准比较3.8.1.1周期性规律 1. 同一周期,从左到右氧化性升高H4SiO4H3PO4 H2SO4 HClO4V2O5Cr2O72-H5IO6HClO
44、4 H2SeO4H2TeO4H2SO4HNO3H3PO4H3AsO4Sb2O5Bi2O5实际上是Bi2O5最强,然后HNO3、H3AsO4、Sb2O5、H3PO4原因:第二,四,六周期的特殊性二,r小,无2d,内层电子少第一百一十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月四,3d10屏蔽少于4p使原子核引力升高3.副族 周期性 但从5到6周期变化,La系收缩,4f10的影响。六,惰性电子对效应 6s2钻穿效应 同族中,主、副族比较,主副BrO4-MnO4- SeO42-Cr2O72-?1.76v 1.51v1.15v 1.33v?p电子比d电子影响大第一百一十八张,PPT共二百五十五页,
45、创作于2022年6月同一元素的不同氧化态,则氧化态越低,越易氧化HClO HClO2 HClO3 HClO4 (HClO2HClO)HNO2HNO3注:一些特殊,如一般S为最高+6 而S2O82-为+7 当然氧化力更强目前认为: S2O82-为+6,同理还有CrO5练习:比较HNO3 H3PO4 H3AsO4 H2SO4 H2SeO4 H2TeO4 的氧化性第一百一十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月3.8.1.2 影响含氧酸氧化能力的因素 1,介质的pH升高,氧化力降低 Ksp K稳 三大因素2,内因a,中心原因电负性大,结合电子能力强,氧化性强,现代电负性发展,电负性与电荷无
46、关与轨道有关,如C2H6、C2H4、C2H2b,RO键的强度第一百二十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月由于3d和4d、5d相比,1,无节点2,余尾效应小。3,能量受核电荷影响大,故d轨道和O原子成键的倾向,3d4dTeO4-MnO4- 3.8.2 无机酸强度变化规律同周期:H4SiO4H3PO4 H2SO4HClO4同一元素:H2SO3H2SO4HClOHClO3HClO3 H2SO4 HNO3另外:H4P2O7H3PO4 H5IO6HIO4 H2S2O7H2SO4 缩合后n 升高的原因第一百二十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月氮族元素 第一节 通性 1.ns2n
47、p3 a氧化态为3 、+5 b可以为金属、非金属2.亚周期性 第二周期:1.无2d轨道 配位数少 2半径小 第一百二十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 3. 内层电子数少 共价单键键能小 无2d轨道,双键稳定 N N 三键键能大 第四周期 3d10 不规则性使As氧化性P 第六周期 惰性电子对效应 6s2电子钻穿效 应大而使Bi(V)/Bi()电极电势很大4. 惰性电子对效应:对6s2电子的争夺 Hg、Tl、Pb、Bi有什么样的关系? EoHg2+/Hg EoTl3+/Tl+ EoPbO2/Pb2+120o 故可能为34 而留一个单电子OOOONN问题:N2O4为什么是平面结构
48、 682王水 HNO3有强氧化性 + HCl后氧化性更强,可氧化Au、 Ptwhy王水有强氧化性?(1)NOCl HNO3 + 3HCl NOCl + Cl2 + 2H2O第一百三十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月(2)Cl的配位作用a. Au3+ + 3e Au 1.42V AuCl4 + 3e Au +4Cl 0.994V 试求 K稳=? EoAuCl4/Au=EoAu3+/Au 0.05916/3 log K稳 K稳= 41021b. 王水和Au反应产物为什么是NO而非NO2? Au + HNO3 +4HCl = HAuCl4 +NO +2H2Oc. 王水和Pt反应3Pt
49、 + 4HNO3 +18HCl = 3H2PtCl6 +4NO +8H2O Pt的配位数: 0价的Pt化合物很多4配位 而这里H2PtCl6为何? dsp2 杂化和d2sp3杂化第一百三十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月d. 王水洗玻璃仪器很好,比铬酸洗涤好 NO(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2p)2(2p*)2(2p)4(2p*)1OON262pm218pm112pmNO为稳定的自由基NO+ N2 CO CN 等电子体第一百三十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 二、亚硝酸及其盐 N2O3 亚硝酸酐 易分解 N2O3 NO + NO2 250C
50、90%分解 HNO2中强酸 Ka =5.1104 强氧化性酸 NO + NO2 + H2O 2HNO2 NO + NO2 + 2OH 2NO2 + H2O HNO2 HNO3 +2NO + H2OHNO2分解,如浓度大时有NO2逸出,浓度不大时,NO2与H2O反应生成HNO32NO2 + 2I + 4H+ 2NO + I2 + 2H2O2MnO4 +5NO2 +6H+ 2Mn2+ + 5NO3 +3H2O第一百四十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月三、硝酸及其盐 (实) NaNO3 + H2SO4 NaHSO4 + HNO3 (2) 4NH3 +5O2 4NO + 6H2O Ho=
51、 90.4kJmol-12NO2 + O2 2NO2 H0= 113 kJmol-13NO2 + H2O 2HNO3 +NO H0= 200.1 kJmol-1 NH3 Ho298= 904 kJmol-1 So=179.76Jmol-1 N2O5 硝酸酐 NO2+NO3 NO2+ 硝酰 N2O CO2 N3 等电子体第一百四十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月百分浓度 密度 Mol/l bp 发烟HNO3 93% 1.5 22 浓HNO3 68% 1.4 15 120 oC 纯HNO3 mp: 40.1oC 80oC Why? 水bp 100 oC HNO3 80 oC 而68
52、% HNO3 120 oC?第一百四十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 1)相图 例:bp:Na 97.8 oC K 63.2 oC 其合金更低(还有盐酸) 2)HNO3的结构原因 分子内氢键,加入H2O后,水与HNO3之间形成H键,使HNO3分子内氢键减小1. HNO3与金属的反应 (1)Fe、Cr、Al 浓HNO3中钝化 (2)Sn、As、Sb、Mo、W 生成含水化合物 SnO2xH2O H3AsO4第一百四十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月(3)M + HNO3(1216mol/l) NO2为主 M + HNO3( 68 mol/l) NO为主 M + H
53、NO3( 2 mol/l) N2O为主 活泼M + HNO3(2mol/l) NH4+为主 活泼M + HNO3 H2(4)反应速度:一旦发生后速度很快 2NO2 + H2O HNO2 + H+ + NO3Cu + 2HNO2 +2H+ Cu2+ + 2NO + 2H2O2NO +4H+ +4NO3 6NO2 + 2H2O但如果加入H2O2,Co(NH2)2 和HNO2反应,则反应速度减慢CO(NH2)2 + 2HNO2 2N2 + CO2 + 3H2O第一百四十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月2.混合酸 (1)王水(见前) (2)浓HNO3 HF混合酸(M=Nb,Ta) M
54、+ 5HNO3 + 7HF H2MF7 + 5NO2 + 5H2O (3)浓HNO3+H2SO4 硝化剂3.特别 (1)Cu(NO3)2为共价化合物4.热分解硝酸盐 2NaNO3 2NaNO2 + O2 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2 (MgCu) 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 特别:LiNO3 Li2O Sn(NO3)2 SnO2 Fe(NO3)2 Fe2O3第一百四十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月第三节 P(还原性) 3-1 P 一、同素异形体 白磷 红磷1P4O6(结构如何?)2实验PPPPOPPPPOOOOO白磷 红磷 对中心红磷
55、加热结果白磷先着火 第一百四十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 二、制备Ca3(PO4)2(s) + 3SiO2(S) 3CaSiO3(l) + P2O5(g)P2O5(g) + 5C(s) 2P(g) + 5CO(g)三、化学性质 表3-1 磷的成键性质 磷配位数 成键轨道 p3或sp3 sp3 sp3d sp3d2 分子构型 三角锥 四面体 三角双锥 八面体 例 PH3 PCl3 POCl P(OH)3 PCl5 PF5 PF6 第一百四十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 2P + 3X2 2PX3 4P + 3S P4S3P4 + 3NaOH + 3H2O
56、 PH3 + 3NaH2PO2(类比3S + 6OH 2S2 + SO32 + 3H2O)X2 +2OH X + OX + H2O第一百四十八张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月四、氢化物 PH3(膦 Phosphine) P2H4(双膦 Diphosphine) 1鬼火是什么? PH3燃烧白磷燃烧生成P4O6和P4O10,也可缓慢氧化 当pO2 = 13380000Pa 时(1030.8atm)产生绿光PH3 + O2 P4O10 (P4O6) + H2O 2磷盐的稳定性 0 高温可发生OOONHOOON第一百六十九张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 c.上述方程式有何
57、错? P4 P(g) d.所以不要相信书,别以为书上写的一定对 李远哲5化学镀 Ni2+ + NaH2PO2 Ni 6写出PO43 HPO42 H2PO4 和 Ag+ 反应 的离子方程式 PO43 + 3Ag+ = Ag3PO4 2 HPO42 + 3Ag+ = Ag3PO4 + H2PO4 3 H2PO4 + 3Ag+ = Ag3PO4 + H3PO4第一百七十张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月磷酸 焦磷酸 偏磷酸 黄 白 白 Ag+ 溶解 HNO3 白(胶状) 蛋白+HAc 4-4 硫化物及硫代酸盐 1无Bi2S5 因为Bi()的氧化性 2颜色从上到下加深是因为荷移光谱 18+
58、2e 型极化作用 附加极化作用,吸收光能量E7PO43 和 P2O44 和 PO3 的鉴定第一百七十一张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月 第五节 无机含氧的盐 热分解规律5-1 一般稳定性 PO43、SiO32、B4O7盐 MSO4 MCO3 MNO3、MXOn 因素:a.酸根离子的对称性高 中心离子电负性小 稳定 dp键倾向性大 RO键数目多 b.判断依据: MmROn+1 MmO + ROn G0判据一般以H0代替第一百七十二张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月一、含水盐 1A A B 族盐一般受热脱水 eg. Ca(NO3)24H2O Na2CO310H2O Na2
59、B4O710H2O 2z/r 大的如 Be2+ Mg2+ Al3+ Fe3+ 等NO3 CO32的盐则水解,产物为碱式盐或碱二、 无水盐的热分解反应1分解(非氧化还原)373K Na2S2O7 Na2SO4 + SO3 BeCO3 BeO + CO2 硼酸盐,硅酸盐不分解第一百七十三张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月2聚合反应 2NaHSO4 MnO2 + 2NO2 AgNO2 Ag + NO2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2第一百七十四张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月铝族 锗分族第一百七十五张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月第一节 铝1
60、-1 存在和提取 存在:以硅铝酸盐的形式存在与各种矿物中如长石,云母,高岭土等 提取:铝钒土(Al2O3) NaAl(OH) 4 Al(OH ) 3 Al2O3电解液 Al2O3+ NaAlF6 (28%) + CaF2(10%)第一百七十六张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月1-2 性质一、与B比较 1.B半径小,IE高。故以共价键形成化合物 离子键 共价键 B 4 BF4 B(OH)4 Al 6 AlF4 Al(OH)63 3B 非金属 H3BO3酸性 Al 金属 Al(OH)3 两性Al 可以2.最大配位数第一百七十七张,PPT共二百五十五页,创作于2022年6月二、Al与水的
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