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文档简介
(氰、氢氰酸和氰酸等物质性质比较)
2021届全国新高考化学备考复习卤素互化物和拟卤素(氰、氢氰酸和氰酸等物质性质比较)2021届全国新高考化1总目录二、拟卤素三、氰、氢氰酸和氰化物四、硫氰和硫(代)氰酸盐五、氧氰、氰酸及其盐一、卤素互化物六、练习总目录二、拟卤素三、氰、氢氰酸和氰化物四、硫氰和硫(代)氰酸2⒈概念:不同卤素原子之间可通过共用电子对形成物质叫卤素互化物。在卤素互化物中,原子半径较大、非金属性较弱的卤素(用X表示)显正价;原子半径较小、非金属性较强的卤素(用Y表示)显负价。由于卤素有+1,+3,+5,+7等多种正价,而负价只有-1价,故卤素互化物通式为(XYn
n=1,3,5,7)。如IBr,IBr3,BrF5,IF7,IF7等显不同价态的卤素互化物。一、
卤素互化物⒈概念:不同卤素原子之间可通过共用电子对形成物质叫卤素互化物3卤素互化物都可由卤素单质在镍管中,在一定条件下直接合成,例如:
2000CCl2+F2(与Cl2等体积)=======2ClF;
2870CCl2
+3F2(过量)=======2ClF3卤素互化物都可由卤素单质在镍管中,在一定条件下直接合成,例如4⑴卤素互化物与卤素单质的性质有相同之处,如它们都能与水反应:IBr+H2O=HBr+HIO;Cl2+H2O=HCl+HClOXX′n
+(n+1)/2H2O=HXO(n=1)/2
+nHX′此反应不是氧化还原反应,XX′n分子中相对原子质量较大的X显正价,反应后仍生成正价的含氧酸,相对原子质量较小的X′显-1价,反应后生成仍是-1价的化合物,如:IF5
+3H2O=HIO3
+5HF⒉卤素互化物的化学性质⑴卤素互化物与卤素单质的性质有相同之处,如它们都能与水反应:5⑵在很多反应中,它们都是强氧化剂:IBr+2H2O+SO2=HBr+HI+H2SO4;Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4※也有不同之处,如Cl2与水反应属于氧化还原反应,而IBr与水反应属于非氧化还原反应。⑵在很多反应中,它们都是强氧化剂:6【例】
溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化学方程式为:IBr+H2O=HBr+HIO下列叙述不正确的是:A.
IBr是共价化合物
B.
IBr在很多反应中是强氧化剂C.
IBr跟H2O反应时不是氧化剂也不是还原剂;D.
IBr跟NaOH溶液反应生成NaBrO、NaI和H2O【解析】类比卤素单质的性质,但IBr中I为+1价,Br为-1价,故跟NaOH溶液反应生成NaIO、NaBr和H2O,故答案为D【例】
溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化7例题:1.溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化学方程式为:IBr+H20=HBr+HIO下列叙述不正确的是:(
D
)A.IBr是共价化合物B.IBr在很多反应中是强氧化剂C.IBr跟H2O反应时不是氧化剂也不是还原剂D.
IBr跟NaOH溶液反应生成NaBrO、NaI和H2O例题:8
高中教材选修5引言中讲述,1828年维勒偶然发现无机化合物氰酸铵(NH4CNO)通过加热可以直接转变为动物排泄物——尿素(NH2)2CO。二、拟卤素高中教材选修5引言中讲述,1828年维勒偶然发现无9
1概念:
由两个或两个以上电负性较大的元素的原子组成的原子团,而这些原子团在自由状态时与卤素单质性质相似,故称拟卤素。它们的阴离子则与卤素阴离子性质也相似,故称拟卤离子。1概念:102、重要的拟卤素有氰(CN)2、硫氰(SCN)2、硒氰(SeCN)2和氧氰(OCN)2。比较物质单质酸盐化学式结构式结构简式化学式卤素X2KX拟卤素氰(CN)2KCN氧氰(CNO)2KCNO硫氰(SCN)2KSCN硒氰(SeCN)2KSeCN2、重要的拟卤素有氰(CN)2、硫氰(SCN)2、硒氰(Se11比较物质酸拟卤离子化学式结构式化学式结构式氢卤酸HXX-氢氰酸HCNCN-氰酸HOCNOCN-异氰酸HNCONCO-雷酸HONCONC-硫(代)氰酸HSCNSCN-异硫氰酸HNCSNCS-3、与氢卤酸相应的酸、拟卤离子比较酸拟卤离子化学式结构式化学式结构式氢卤酸HXX-氢氰酸H12氰化物[:C≡N:]–;氰酸盐[:O-C≡N:]–;硫氰酸盐[:S-C≡N:]–;雷酸盐[:C≡N-O:]–;硫代雷酸盐[:C≡N-S:]–;氰酸H—O—C≡N异氰酸H—N=C=O雷酸H—O—N(+)≡C(-)氰化物[:C≡N:]–;氰酸H—O—C≡N13弗里德里希·维勒(FriedrichWöhler),1800年7月31日--1882年9月23日,德国化学家。他因人工合成了尿素,打破了有机化合物的生命力学说而闻名
维勒自1824年起研究氰酸铵(NH4CNO)的合成,但是他发现在氰酸中加入氨水后蒸干得到的白色晶体并不是铵盐,到了1828年他终于证明出这个实验的产物是尿素(NH2)2CO。弗里德里希·维勒弗里德里希·维勒(FriedrichWöhler)14
尤斯图斯·冯·李比希,男爵(JustusvonLiebig,1803年5月12日出生于德国达姆施塔特,1873年4月18日逝世于德国慕尼黑)是一位德国化学家,他最重要的贡献在于农业和生物化学,他创立了有机化学。因此被称为“有机化学之父”。李比希1803年5月12日生于德国达姆斯塔特(Darnistadt)1820年在波恩大学学习,上了大学他来到了波恩,进入埃尔兰根大学并于1822年取得博士学位。1822年获哲学博士学位。尤斯图斯·冯·李比希高中教材人教版选修5P20介绍了尤斯图斯·冯·李比希
尤斯图斯·冯·李比希,男爵(Justusvon15
1824年完成了一系列雷酸化合物的研究。此时韦勒正在研究氰化物。他们分别写的文章同时在盖吕萨克主编的杂志上发表,盖吕萨克指出这两类不同的化合物具有相同的分子式。这是化学家首次发现不同化合物具有同样的分子式,从此诞生了“同分异构体”这个名词。同时也以此为契机与维勒成为终生不渝的密友。1824年完成了一系列雷酸化合物的研究。此时韦勒16
——关于雷酸(HONC)和氰酸(HOCN)
维勒测定了氰酸的化学成分,指出它是由碳、氮、氢、氧4种元素组成的。22岁的维勒发表了平生第二篇论文,公布了他所定的氰酸的化学成分。紧接着,维勒又制得了氰酸银和氰酸钾,测定了它们的化学成分。就在维勒发表第三篇论文时,格麦林教授提醒他:“请你注意一下德国化学家李比希刚发表的论文!”那时候的李比希,才20岁。维勒赶紧查阅了李比希的论文。奇怪,李比希测定了一种“雷酸”的化学成分,竟跟氰酸差不多!氰酸跟雷酸,化学性质截然不同,氰酸很安定,雷酸很易爆炸。不同的化合物,怎么会具有相同的成分?4,关于氰酸(HOCN)、异氰酸(HNCO)、雷酸(HONC)——关于雷酸(HONC)和氰酸(HOCN)17
于是,李比希拿来氰酸银进行分析,发现其中含有氧化银71%,并不象维勒所说的是77.23%。李比希发表论文,认为维勒搞错了。维勒又重做实验,发现李比希搞错了,因为李比希所用的氰酸银不纯净。维勒进一步测定,认为氰酸银所含氧化银应为77.5%。就这样,维勒和李比希展开了热烈的争论。
不久,维勒来到斯德哥尔摩,来到永斯·雅各布·柏济力阿斯(JakobBerzelius,又译贝采尼乌斯,瑞典化学家)身边。维勒迫不及待地提出了自己的疑问。这时,李比希也看到了维勒关于氰酸的论文。他同样感到疑惑不解。于是,李比希拿来氰酸银进行分析,发现其中含有氧化银18
1830年,柏济力阿斯提出了一个崭新的化学概念,叫做“同分异构体”。意思是说,同样的化学成分,可以组成性质不同的化合物。他认为,氰酸与雷酸,便属于“同分异构体”,它们的结构组成一样,却是性质不同的化合物。在此之前,化学界一向认为,一种化合物具有一种成分,绝没有两种不同化合物具有同一化学成分。
1826年,李比希发表论文,说他提纯了氰酸银之后,所得结论与维勒一样,同时也与他所测得的雷酸银的化学成分一样。对此,他们无法解释:两种显然不同的化合物,怎么会有相同的成分呢?他们谈起了氰酸、雷酸,雷酸银、氰酸银。经过详尽的讨论,认为双方都没有错。1830年,柏济力阿斯提出了一个崭新的化学195雷酸
雷酸和氰酸(HOCN)、异氰酸(HNCO)是同分异构体。雷酸大多数时候为双分子结构。属于酸性肟烯类物质。因为其双分子结构HONC=CNOH由碳碳双键连接,故有类似乙烯的加成反应性质,能使溴水褪色,并生成二溴乙肟(HO-N=CBr-CBr=N-OH)。李比希在1824年首次合成了雷酸。
一般为吸湿晶体或油状液体,酸性比醋酸强,比磷酸弱,稍微比亚硝酸强一点,具有挥发性,其蒸汽有剧毒。雷酸及雷酸盐性质不稳定,易爆炸,以前常用于炸药。5雷酸雷酸和氰酸(HOCN)、异氰酸(HNC20三、氰、氢氰酸和氰化物1、氰⑴物理性质:氰(CN)2:无色气体、可燃气体,有苦杏仁味,极毒。m.p.-27.9℃b.p.-21.2℃;溶于水[0℃时1体积的H2O溶解4体积的(CN)2]、乙醇、乙醚。燃烧时发生带有蓝色边缘的桃红色火焰。三、氰、氢氰酸和氰化物21⑵
化学性质:①
热稳定性:纯净时具有相当高的热稳定性(800℃)。但若有痕量杂质,一般能于300~500℃温度下聚合成不溶于水的白色固体—多聚氰(CN)x。多聚氰(CN)x在800℃以上转化为(CN)2,850℃转化为CN自由基。⑵化学性质:22
三聚氰胺最早被三聚氰胺李比希于1834年合成,早期合成使用双氰胺法:由电石(CaC2)制备氰胺化钙(CaCN2),氰胺化钙水版解后二聚生成双氰胺(dicyandiamide),再加热分解制备三聚氰胺。与该法相比,尿素法成本低,尿素以氨气为载体,硅胶为催化剂,在380-400℃温度下沸腾反应,先分解生成氰酸,并进一步缩合生成三聚氰胺。
三聚氰胺结构式6CO(NH2)2→C3N6H6+6NH3+3CO2三聚氰胺最早被三聚氰胺李比希于1834年合成,早23②
氰在水或碱溶液中发生歧化反应:(CN)2+H2O→HCN+HOCN,(CN)2+2OH-→CN-+OCN-+H2O③
长时间在水中,(CN)2慢慢生成HCN、HOCN、碳酰胺(即脲或尿素)(H2N)2CO、乙二酰二胺(即草酰胺)(H2N—CO—CO—NH2)和草酸铵(NH4)2C2O4等。H2N—CO—CO—NH2+2H2O(NH4)2C2O4
②氰在水或碱溶液中发生歧化反应:H2N—CO—CO—NH24⑶
制备反应:2HCN(g)+1/2O2(空气)2HCN(g)+NO2→(CN)2+NO+H2O用CuSO4或CuCl2溶液跟NaCN或KCN反应,2Cu2++6CN-=2[Cu(CN)2]-+(CN)2(CN)2+2H2O也可以由加热AgCN或Hg(CN)2与HgCl2共热而制取。2AgCNHg(CN)2+HgCl2Hg2Cl2+(CN)2↑2Ag+(CN)2⑶制备反应:2HCN(g)+NO2→(CN)2+NO+252
氢氰酸和氰化物⑴
氰化氢HCN①
物理性质:易流动的无色液体,极毒!ρ=0.6876g/㎝3,m.p.-13.4℃b.p.25.6℃,极易挥发;与水、乙醇或乙醚任何比例混溶。
在二次世界大战中,德国法西斯在波兰的奥斯威辛集中营,用易挥发的氢氰酸杀害了几百万难民。②
用途:工业上用于制备丙烯腈和丙烯酸树脂等;农业上用作杀虫剂,用以熏蒸仓库、果树、苗木等。2氢氰酸和氰化物②用途:工业上用于制备丙烯腈和丙26
氢氰酸是弱酸(比HF还弱),但是,纯液态的HCN是强酸。氢氰酸的盐叫做氰化物。氰化物与稀硫酸等作用可以得到HCN。与NaOH反应生成NaCN和水制备:甲烷、氨气、氧气生成HCN和水2CH4+2NH3+3O2==2HCN+6H2O催化剂,800摄氏度氢氰酸是弱酸(比HF还弱),但是,纯液态的HCN是27HCN+OH-CN-极易与过渡金属及锌、镉、银、汞形成稳定的配离子,如[Fe(CN)6]4-、[Hg(CN)4]2-……NaCN和KCN被广泛地用在从矿物中提取金和银。CN-+H2OⅡ、CN-的强络合性:②
氰化物(有剧毒)Ⅰ、CN-的强水解性:碱金属的氰化物易溶于水,并在水中强烈水解而使溶液呈强碱性。HCN+OH-CN-极易与过渡金属及锌、镉、银、汞形成稳定的284Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH,AgCN+CN-=[Ag(CN)2]-Ⅲ、CN-的还原性[较易于氧化为(CN)2或OCN-]:、氰化物的处理:NaClO+CN-=Na++OCN-(无毒)+Cl-,5Cl2+10OH-+2CN-=2HCO3-+N2↑+10Cl-+4H2OFeSO4+6CN-=[Fe(CN)6]4-(无毒)+SO424Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]29三、硫氰和硫(代)氰酸盐1、硫氰(SCN)2⑴、物理性质:白色晶体;在常温下,硫氰为黄色油状液体,不稳定,易挥发,m.p.271~276K。在水溶液中的性质类似溴。将硫氰酸银悬浮于乙醚内,用碘或溴处理可以得到硫氰。2AgSCN+I2=2AgI+(SCN)2三、硫氰和硫(代)氰酸盐2AgSCN+I2=2AgI+(SC30⑵
化学性质:
稳定性:中等程度的稳定性。(SCN)2在熔化后,逐渐聚合成不溶性的、砖红色的聚合物(SCN)x。但它在CCl4或HAc中却很稳定,而硫氰的CS2或己烷稀溶液却。部分离解为SCN单体。硫氰易被水解。氧化还原性:(中等程度)⑵化学性质:31(SCN)2+2I-=2SCN-+I2,(SCN)2+2S2O32-=2SCN-+S4O62-,(SCN)2+H2S=2H++2SCN-+S↓⑶
用途:硫氰(SCN)2是分析化学上的重要氧化剂,用于测定化合物的不饱和度(类似I2的作用)。(SCN)2+2I-=2SCN-+I2,⑶用途:硫氰(322、硫氰化氢、硫(代)氰酸和硫氰酸盐硫氰化氢硫氰化氢HSCN是无色、极易挥发的液体,略有毒性。在常温下,迅速分解。易溶于水,水溶液呈强酸性。能聚合。与烯烃作用生成酯类。(正)硫氰酸酯R—S—C≡N,一般是带有葱气味的液体;异硫氰酸酯R—N=C=S,常称芥子油,是带有异常刺激性气味的液体。这些酯类用于制备药物和杀虫剂。2、硫氰化氢、硫(代)氰酸和硫氰酸盐33H—N=C=S异硫氰酸⑵、硫(代)氰酸和硫氰酸盐①、硫氰酸与异硫氰酸:HSCN的水溶液叫做硫(代)氰酸,它的同分异构体HNCS叫做异硫氰酸。游离态酸是二者的互变异构混合物,尚无法使之分离开来。
SCN-在酸性溶液中,就存在上述互变异构混合物。[硫氰酸钾和硫酸氢钾反应,可以得到硫氰酸:KSCN+KHSO4=HSCN+K2SO4]H—S—C≡N(正)硫氰酸H—N=C=S异硫氰酸⑵、硫(代)氰酸和硫氰酸盐34③、SCN-作配位体:它既可用S原子上的孤电子对(即),又可用N原子上的孤电子对(即当它与第一系列过渡元素配位时,通过N原子成键;当它与第二、第三系列过渡元素配位时,则通过S原子成键。例如,[Fe(SCN)x]3-x(x=1~6),[Hg(SCN)4]2-……),作为电子给予体。③、SCN-作配位体:它既可用S原子上的孤电子对(即),又352OCN-四、氧氰、氰酸及其盐1、氧氰(OCN)2电解氰酸钾,在阳极上得到氧氰。游离的氧氰尚未制得,它只存在于溶液中。2、氰酸及其盐氰酸①、同分异构体及互变异构体:氰酸H—O—C≡N、异氰酸H—N=C=O、雷酸H—O—N=C,是同分异构体。(OCN)2+2e-2OCN-四、氧氰、氰酸及其盐2、氰酸及其盐(OCN)2+236H—O—C≡N(氰酸)H—N=C=O(异氰酸)←平衡强烈向左移动游离的氰酸是(正)氰酸和异氰酸的混合物,因两者互变异构,未曾分开(但其酯类则有两种形式);无色有毒液体,易挥发,有辣味。ρ=1.140g/㎝3,m.p.-86.8℃b.p.23.5℃。在气体或乙醚溶液中以异氰酸为主。H—O—C≡N(氰酸)H—N=C=O(异氰酸)←平衡强烈向左37②
可由固体的三聚氰酸加热分解而制得。⑵
性质:①
水溶液显较强的酸性:异氰酸(HNCO)②在水溶液中迅速水解为NH3和CO2。迅速加热可引起爆炸。HOCN+H2O=NH3+CO2,HOCN+H2O=HCO2NH2,HCO2NH2+H2O=NH4HCO3=3.47×10-4②可由固体的三聚氰酸加热分解而制得。⑵性质:②38③、氰酸盐较稳定,但在水溶液中OCN-较易水解。例如,KOCN约700℃分解,溶于水,不溶于乙醇。KOCN+2H2O=NH3+KHCO3制取KOCN的反应:KCN+PbO=KOCN+Pb(用酒精萃取,得无色KOCN)③、氰酸盐较稳定,但在水溶液中OCN-较易水解。39练习关于卤素互化物的下列说法中,不正确的是国素互化物的性质与卤素单质的性质相似,卤素互化物具有较高的化学活性都能与氢气发生反应,生成气态氢化物都与不发生歧化反应,生成次卤酸和卤化氢都具有强氧化性,与铁反应生成三卤化物1、CD卤素互化物与水反应,各元素化合价并未发生变化,因此不是氧化还原反应,不属于歧化反应,如:Ibr+H2O=HBr+HIO,故C不正确。在IXn中与铁反应,有产物碘化亚铁,如6IF+5Fe=2FeF3+3FeI2,故D不正确。练习402、根据反应(1)2Zn+2ICl=ZnCl2+ZnI2(2)ICl+H2O=HCl+HIO下列叙述正确的是A.在反应(1)中ICl既是氧化剂又是还原剂B.在反应(1)中ZnI2既是氧化产物又是还原产物C.在反应(2)中ICl既是氧化剂又是还原剂D.在反应(2)中ICl是氧化剂,H2O是还原剂2、B在反应(1)中Zn由0价变为+2价I由+1价变为-1价,Cl不变价。氧化剂ICl,还原剂是Zn,氧化产物是ZnCl2和ZnI2,还原产物是ZnI2,故A不正确,而B正确.在反应(2)中各元素化合价并未发生变化,该反应不是氧化还原反应,故CD不正确。2、根据反应(1)2Zn+2ICl=ZnCl2+413.将溴化碘加入足量的碘化钾溶液中,充分反应后再加少量四氯化碳,振荡,静置后的现象是A.上层是黄色,下层是紫红色B.上层是紫红色,下层是黄色C.上层接近无色,下层是紫红色D.上层是紫红色,下层接近无色3、C溴化碘加入碘化钾溶液中会发生反应:IBr+KI=KBr+I2,生成碘单质,加入CCl4充分振荡,能把溶于水中的碘单质萃取出来,双因为CCl4的密度大于水,所以上层接近无色,下层为紫红色。C正确。3.将溴化碘加入足量的碘化钾溶液中,充分反应后再加少量四氯化424.能用IBr溶液鉴别的一组物质是A.NaCl、NaBr、NaI溶液B.苯、酒精、四氯化碳C.AgNO3
、KI、淀粉溶液D.HCl、NaOH、Na2SO4
4、BC
IBr化学活生介于Br2和I2之间,不与NaCl、NaCl反应,不能鉴别它们,故A不正确。苯、四氯化碳都能萃取IBr溶液中的IBr,且苯的密度小于水,四氯化碳的密度大于水,而酒精与水互溶,故B正确。AgNO3溶液遇IBr变浑浊,KI与IBr反应生成I2而使溶液颜色加深,IBr遇淀粉无明显变化,故C正确。IBr与HCl及Na2SO4不反应,无明显现象,不能鉴别它们,故D不正确。4.能用IBr溶液鉴别的一组物质是4、BCIBr化学活生介435.下列方程式正确的是A.(CN)2+H2=2HCNB.(OCN)2+2NaOH=NaOCN+NaOCNO+H2OC.MnO2+4HSCN=Mn(SCN)2+(SCN)2↑+2H2OD.(SCN)2+H2O=2H++SCN_+SCNO_
练习题参考答案:5、D生成物HSCNO是弱电解质,不能写成离子形式。5.下列方程式正确的是446.写出下列反应的化学方程式(1)(CN)2与钠反应:(2)(CN)2与水反应:(3)(OCN)2通人石灰水中:(4)HSCN与AgNO3溶液反应:
6、(1)2Na+(CN)2=2NaCN(2)(CN)2+H2O=HCN+HCNO(3)2(OCN)2+2Ca(OH)2=Ca(OCN)2+Ca(0CNO)2+2H2O(4)HSCN+AgNO3=AgSCN↓+HNO3
6.写出下列反应的化学方程式6、(1)2Na+(CN)245
(氰、氢氰酸和氰酸等物质性质比较)
2021届全国新高考化学备考复习卤素互化物和拟卤素(氰、氢氰酸和氰酸等物质性质比较)2021届全国新高考化46总目录二、拟卤素三、氰、氢氰酸和氰化物四、硫氰和硫(代)氰酸盐五、氧氰、氰酸及其盐一、卤素互化物六、练习总目录二、拟卤素三、氰、氢氰酸和氰化物四、硫氰和硫(代)氰酸47⒈概念:不同卤素原子之间可通过共用电子对形成物质叫卤素互化物。在卤素互化物中,原子半径较大、非金属性较弱的卤素(用X表示)显正价;原子半径较小、非金属性较强的卤素(用Y表示)显负价。由于卤素有+1,+3,+5,+7等多种正价,而负价只有-1价,故卤素互化物通式为(XYn
n=1,3,5,7)。如IBr,IBr3,BrF5,IF7,IF7等显不同价态的卤素互化物。一、
卤素互化物⒈概念:不同卤素原子之间可通过共用电子对形成物质叫卤素互化物48卤素互化物都可由卤素单质在镍管中,在一定条件下直接合成,例如:
2000CCl2+F2(与Cl2等体积)=======2ClF;
2870CCl2
+3F2(过量)=======2ClF3卤素互化物都可由卤素单质在镍管中,在一定条件下直接合成,例如49⑴卤素互化物与卤素单质的性质有相同之处,如它们都能与水反应:IBr+H2O=HBr+HIO;Cl2+H2O=HCl+HClOXX′n
+(n+1)/2H2O=HXO(n=1)/2
+nHX′此反应不是氧化还原反应,XX′n分子中相对原子质量较大的X显正价,反应后仍生成正价的含氧酸,相对原子质量较小的X′显-1价,反应后生成仍是-1价的化合物,如:IF5
+3H2O=HIO3
+5HF⒉卤素互化物的化学性质⑴卤素互化物与卤素单质的性质有相同之处,如它们都能与水反应:50⑵在很多反应中,它们都是强氧化剂:IBr+2H2O+SO2=HBr+HI+H2SO4;Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4※也有不同之处,如Cl2与水反应属于氧化还原反应,而IBr与水反应属于非氧化还原反应。⑵在很多反应中,它们都是强氧化剂:51【例】
溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化学方程式为:IBr+H2O=HBr+HIO下列叙述不正确的是:A.
IBr是共价化合物
B.
IBr在很多反应中是强氧化剂C.
IBr跟H2O反应时不是氧化剂也不是还原剂;D.
IBr跟NaOH溶液反应生成NaBrO、NaI和H2O【解析】类比卤素单质的性质,但IBr中I为+1价,Br为-1价,故跟NaOH溶液反应生成NaIO、NaBr和H2O,故答案为D【例】
溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化52例题:1.溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化学方程式为:IBr+H20=HBr+HIO下列叙述不正确的是:(
D
)A.IBr是共价化合物B.IBr在很多反应中是强氧化剂C.IBr跟H2O反应时不是氧化剂也不是还原剂D.
IBr跟NaOH溶液反应生成NaBrO、NaI和H2O例题:53
高中教材选修5引言中讲述,1828年维勒偶然发现无机化合物氰酸铵(NH4CNO)通过加热可以直接转变为动物排泄物——尿素(NH2)2CO。二、拟卤素高中教材选修5引言中讲述,1828年维勒偶然发现无54
1概念:
由两个或两个以上电负性较大的元素的原子组成的原子团,而这些原子团在自由状态时与卤素单质性质相似,故称拟卤素。它们的阴离子则与卤素阴离子性质也相似,故称拟卤离子。1概念:552、重要的拟卤素有氰(CN)2、硫氰(SCN)2、硒氰(SeCN)2和氧氰(OCN)2。比较物质单质酸盐化学式结构式结构简式化学式卤素X2KX拟卤素氰(CN)2KCN氧氰(CNO)2KCNO硫氰(SCN)2KSCN硒氰(SeCN)2KSeCN2、重要的拟卤素有氰(CN)2、硫氰(SCN)2、硒氰(Se56比较物质酸拟卤离子化学式结构式化学式结构式氢卤酸HXX-氢氰酸HCNCN-氰酸HOCNOCN-异氰酸HNCONCO-雷酸HONCONC-硫(代)氰酸HSCNSCN-异硫氰酸HNCSNCS-3、与氢卤酸相应的酸、拟卤离子比较酸拟卤离子化学式结构式化学式结构式氢卤酸HXX-氢氰酸H57氰化物[:C≡N:]–;氰酸盐[:O-C≡N:]–;硫氰酸盐[:S-C≡N:]–;雷酸盐[:C≡N-O:]–;硫代雷酸盐[:C≡N-S:]–;氰酸H—O—C≡N异氰酸H—N=C=O雷酸H—O—N(+)≡C(-)氰化物[:C≡N:]–;氰酸H—O—C≡N58弗里德里希·维勒(FriedrichWöhler),1800年7月31日--1882年9月23日,德国化学家。他因人工合成了尿素,打破了有机化合物的生命力学说而闻名
维勒自1824年起研究氰酸铵(NH4CNO)的合成,但是他发现在氰酸中加入氨水后蒸干得到的白色晶体并不是铵盐,到了1828年他终于证明出这个实验的产物是尿素(NH2)2CO。弗里德里希·维勒弗里德里希·维勒(FriedrichWöhler)59
尤斯图斯·冯·李比希,男爵(JustusvonLiebig,1803年5月12日出生于德国达姆施塔特,1873年4月18日逝世于德国慕尼黑)是一位德国化学家,他最重要的贡献在于农业和生物化学,他创立了有机化学。因此被称为“有机化学之父”。李比希1803年5月12日生于德国达姆斯塔特(Darnistadt)1820年在波恩大学学习,上了大学他来到了波恩,进入埃尔兰根大学并于1822年取得博士学位。1822年获哲学博士学位。尤斯图斯·冯·李比希高中教材人教版选修5P20介绍了尤斯图斯·冯·李比希
尤斯图斯·冯·李比希,男爵(Justusvon60
1824年完成了一系列雷酸化合物的研究。此时韦勒正在研究氰化物。他们分别写的文章同时在盖吕萨克主编的杂志上发表,盖吕萨克指出这两类不同的化合物具有相同的分子式。这是化学家首次发现不同化合物具有同样的分子式,从此诞生了“同分异构体”这个名词。同时也以此为契机与维勒成为终生不渝的密友。1824年完成了一系列雷酸化合物的研究。此时韦勒61
——关于雷酸(HONC)和氰酸(HOCN)
维勒测定了氰酸的化学成分,指出它是由碳、氮、氢、氧4种元素组成的。22岁的维勒发表了平生第二篇论文,公布了他所定的氰酸的化学成分。紧接着,维勒又制得了氰酸银和氰酸钾,测定了它们的化学成分。就在维勒发表第三篇论文时,格麦林教授提醒他:“请你注意一下德国化学家李比希刚发表的论文!”那时候的李比希,才20岁。维勒赶紧查阅了李比希的论文。奇怪,李比希测定了一种“雷酸”的化学成分,竟跟氰酸差不多!氰酸跟雷酸,化学性质截然不同,氰酸很安定,雷酸很易爆炸。不同的化合物,怎么会具有相同的成分?4,关于氰酸(HOCN)、异氰酸(HNCO)、雷酸(HONC)——关于雷酸(HONC)和氰酸(HOCN)62
于是,李比希拿来氰酸银进行分析,发现其中含有氧化银71%,并不象维勒所说的是77.23%。李比希发表论文,认为维勒搞错了。维勒又重做实验,发现李比希搞错了,因为李比希所用的氰酸银不纯净。维勒进一步测定,认为氰酸银所含氧化银应为77.5%。就这样,维勒和李比希展开了热烈的争论。
不久,维勒来到斯德哥尔摩,来到永斯·雅各布·柏济力阿斯(JakobBerzelius,又译贝采尼乌斯,瑞典化学家)身边。维勒迫不及待地提出了自己的疑问。这时,李比希也看到了维勒关于氰酸的论文。他同样感到疑惑不解。于是,李比希拿来氰酸银进行分析,发现其中含有氧化银63
1830年,柏济力阿斯提出了一个崭新的化学概念,叫做“同分异构体”。意思是说,同样的化学成分,可以组成性质不同的化合物。他认为,氰酸与雷酸,便属于“同分异构体”,它们的结构组成一样,却是性质不同的化合物。在此之前,化学界一向认为,一种化合物具有一种成分,绝没有两种不同化合物具有同一化学成分。
1826年,李比希发表论文,说他提纯了氰酸银之后,所得结论与维勒一样,同时也与他所测得的雷酸银的化学成分一样。对此,他们无法解释:两种显然不同的化合物,怎么会有相同的成分呢?他们谈起了氰酸、雷酸,雷酸银、氰酸银。经过详尽的讨论,认为双方都没有错。1830年,柏济力阿斯提出了一个崭新的化学645雷酸
雷酸和氰酸(HOCN)、异氰酸(HNCO)是同分异构体。雷酸大多数时候为双分子结构。属于酸性肟烯类物质。因为其双分子结构HONC=CNOH由碳碳双键连接,故有类似乙烯的加成反应性质,能使溴水褪色,并生成二溴乙肟(HO-N=CBr-CBr=N-OH)。李比希在1824年首次合成了雷酸。
一般为吸湿晶体或油状液体,酸性比醋酸强,比磷酸弱,稍微比亚硝酸强一点,具有挥发性,其蒸汽有剧毒。雷酸及雷酸盐性质不稳定,易爆炸,以前常用于炸药。5雷酸雷酸和氰酸(HOCN)、异氰酸(HNC65三、氰、氢氰酸和氰化物1、氰⑴物理性质:氰(CN)2:无色气体、可燃气体,有苦杏仁味,极毒。m.p.-27.9℃b.p.-21.2℃;溶于水[0℃时1体积的H2O溶解4体积的(CN)2]、乙醇、乙醚。燃烧时发生带有蓝色边缘的桃红色火焰。三、氰、氢氰酸和氰化物66⑵
化学性质:①
热稳定性:纯净时具有相当高的热稳定性(800℃)。但若有痕量杂质,一般能于300~500℃温度下聚合成不溶于水的白色固体—多聚氰(CN)x。多聚氰(CN)x在800℃以上转化为(CN)2,850℃转化为CN自由基。⑵化学性质:67
三聚氰胺最早被三聚氰胺李比希于1834年合成,早期合成使用双氰胺法:由电石(CaC2)制备氰胺化钙(CaCN2),氰胺化钙水版解后二聚生成双氰胺(dicyandiamide),再加热分解制备三聚氰胺。与该法相比,尿素法成本低,尿素以氨气为载体,硅胶为催化剂,在380-400℃温度下沸腾反应,先分解生成氰酸,并进一步缩合生成三聚氰胺。
三聚氰胺结构式6CO(NH2)2→C3N6H6+6NH3+3CO2三聚氰胺最早被三聚氰胺李比希于1834年合成,早68②
氰在水或碱溶液中发生歧化反应:(CN)2+H2O→HCN+HOCN,(CN)2+2OH-→CN-+OCN-+H2O③
长时间在水中,(CN)2慢慢生成HCN、HOCN、碳酰胺(即脲或尿素)(H2N)2CO、乙二酰二胺(即草酰胺)(H2N—CO—CO—NH2)和草酸铵(NH4)2C2O4等。H2N—CO—CO—NH2+2H2O(NH4)2C2O4
②氰在水或碱溶液中发生歧化反应:H2N—CO—CO—NH69⑶
制备反应:2HCN(g)+1/2O2(空气)2HCN(g)+NO2→(CN)2+NO+H2O用CuSO4或CuCl2溶液跟NaCN或KCN反应,2Cu2++6CN-=2[Cu(CN)2]-+(CN)2(CN)2+2H2O也可以由加热AgCN或Hg(CN)2与HgCl2共热而制取。2AgCNHg(CN)2+HgCl2Hg2Cl2+(CN)2↑2Ag+(CN)2⑶制备反应:2HCN(g)+NO2→(CN)2+NO+702
氢氰酸和氰化物⑴
氰化氢HCN①
物理性质:易流动的无色液体,极毒!ρ=0.6876g/㎝3,m.p.-13.4℃b.p.25.6℃,极易挥发;与水、乙醇或乙醚任何比例混溶。
在二次世界大战中,德国法西斯在波兰的奥斯威辛集中营,用易挥发的氢氰酸杀害了几百万难民。②
用途:工业上用于制备丙烯腈和丙烯酸树脂等;农业上用作杀虫剂,用以熏蒸仓库、果树、苗木等。2氢氰酸和氰化物②用途:工业上用于制备丙烯腈和丙71
氢氰酸是弱酸(比HF还弱),但是,纯液态的HCN是强酸。氢氰酸的盐叫做氰化物。氰化物与稀硫酸等作用可以得到HCN。与NaOH反应生成NaCN和水制备:甲烷、氨气、氧气生成HCN和水2CH4+2NH3+3O2==2HCN+6H2O催化剂,800摄氏度氢氰酸是弱酸(比HF还弱),但是,纯液态的HCN是72HCN+OH-CN-极易与过渡金属及锌、镉、银、汞形成稳定的配离子,如[Fe(CN)6]4-、[Hg(CN)4]2-……NaCN和KCN被广泛地用在从矿物中提取金和银。CN-+H2OⅡ、CN-的强络合性:②
氰化物(有剧毒)Ⅰ、CN-的强水解性:碱金属的氰化物易溶于水,并在水中强烈水解而使溶液呈强碱性。HCN+OH-CN-极易与过渡金属及锌、镉、银、汞形成稳定的734Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH,AgCN+CN-=[Ag(CN)2]-Ⅲ、CN-的还原性[较易于氧化为(CN)2或OCN-]:、氰化物的处理:NaClO+CN-=Na++OCN-(无毒)+Cl-,5Cl2+10OH-+2CN-=2HCO3-+N2↑+10Cl-+4H2OFeSO4+6CN-=[Fe(CN)6]4-(无毒)+SO424Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]74三、硫氰和硫(代)氰酸盐1、硫氰(SCN)2⑴、物理性质:白色晶体;在常温下,硫氰为黄色油状液体,不稳定,易挥发,m.p.271~276K。在水溶液中的性质类似溴。将硫氰酸银悬浮于乙醚内,用碘或溴处理可以得到硫氰。2AgSCN+I2=2AgI+(SCN)2三、硫氰和硫(代)氰酸盐2AgSCN+I2=2AgI+(SC75⑵
化学性质:
稳定性:中等程度的稳定性。(SCN)2在熔化后,逐渐聚合成不溶性的、砖红色的聚合物(SCN)x。但它在CCl4或HAc中却很稳定,而硫氰的CS2或己烷稀溶液却。部分离解为SCN单体。硫氰易被水解。氧化还原性:(中等程度)⑵化学性质:76(SCN)2+2I-=2SCN-+I2,(SCN)2+2S2O32-=2SCN-+S4O62-,(SCN)2+H2S=2H++2SCN-+S↓⑶
用途:硫氰(SCN)2是分析化学上的重要氧化剂,用于测定化合物的不饱和度(类似I2的作用)。(SCN)2+2I-=2SCN-+I2,⑶用途:硫氰(772、硫氰化氢、硫(代)氰酸和硫氰酸盐硫氰化氢硫氰化氢HSCN是无色、极易挥发的液体,略有毒性。在常温下,迅速分解。易溶于水,水溶液呈强酸性。能聚合。与烯烃作用生成酯类。(正)硫氰酸酯R—S—C≡N,一般是带有葱气味的液体;异硫氰酸酯R—N=C=S,常称芥子油,是带有异常刺激性气味的液体。这些酯类用于制备药物和杀虫剂。2、硫氰化氢、硫(代)氰酸和硫氰酸盐78H—N=C=S异硫氰酸⑵、硫(代)氰酸和硫氰酸盐①、硫氰酸与异硫氰酸:HSCN的水溶液叫做硫(代)氰酸,它的同分异构体HNCS叫做异硫氰酸。游离态酸是二者的互变异构混合物,尚无法使之分离开来。
SCN-在酸性溶液中,就存在上述互变异构混合物。[硫氰酸钾和硫酸氢钾反应,可以得到硫氰酸:KSCN+KHSO4=HSCN+K2SO4]H—S—C≡N(正)硫氰酸H—N=C=S异硫氰酸⑵、硫(代)氰酸和硫氰酸盐79③、SCN-作配位体:它既可用S原子上的孤电子对(即),又可用N原子上的孤电子对(即当它与第一系列过渡元素配位时,通过N原子成键;当它与第二、第三系列过渡元素配位时,则通过S原子成键。例如,[Fe(SCN)x]3-x(x=1~6),[Hg(SCN)4]2-……),作为电子给予体。③、SCN-作配位体:它既可用S原子上的孤电子对(即),又802OCN-四、氧氰、氰酸及其盐1、氧氰(OCN)2电解氰酸钾,在阳极上得到氧氰。游离的氧氰尚未制得,它只存在于溶液中。2、氰酸及其盐氰酸①、同分异构体及互变异构体:氰酸H—O—C≡N、异氰酸H—N=C=O、雷酸H—O—N=C,是同分异构体。(OCN)2+2e-2OCN-四、氧氰、氰酸及其盐2、氰酸及其盐(OCN)2+281H—O—C≡N(氰酸)H—N=C=O(异氰酸)←平衡强烈向左移动游离的氰酸是(正)氰酸和异氰酸的混合物,因两者互变异构,未曾分开(但其酯类则有两种形式);无色有毒液体,易挥发,有辣味。ρ=1.140g/㎝3,m.p.-86.8℃b.p.23.5℃。在气体或乙醚溶液中以异氰酸为主。H—O—C≡N(氰酸)H—N=C=O(异氰酸)←平衡强烈向左82②
可由固体的三聚氰酸加热分解而制得。⑵
性质:①
水溶液显较强的酸性:异氰酸(HNCO)②在水溶液中迅速水解为NH3和CO2。迅速加热可引起爆炸。HOCN+H2O=NH3+CO2,HOCN+H2O=HCO2NH2,HCO2NH2+H2O=NH4HCO3=3.47×10-4②可由固体的三聚氰酸加热分解而制得。⑵性质:②83
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