第四章 非金属及其化合物(全章课件)

第四章非金属及其化合物第一节硅碳族元素第二节氯卤族元素第三节硫和氮的氧化物第四节氨硝酸硫酸第一节硅碳族元素一、硅在自然界中的存在形式

硅在地壳中的分布很广，含量位居第二位。且只以化合态形式存在。花岗岩硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。二、二氧化硅1、二氧化硅的用途二氧化硅晶体也叫做石英。可以制作耐高温的石英玻璃，光导纤维等。

大而透明的棱柱状石英晶体称为水晶。可制造光学仪器、工艺品等。有颜色的水晶是含有某些杂质的石英晶体。

含有有色杂质且不透明的石英晶体称为玛瑙。可制造仪器轴承、工艺品等。2、二氧化硅的性质二氧化硅的化学性质不活泼，除HF以外，不与其他酸类物质作用，也不与水作用。SiO2+4HF

＝SiF4↑+2H2O

玻璃中含有二氧化硅成分,所以此反应可用来雕刻玻璃.二氧化硅为酸性氧化物.SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2OSiO2+CaO

＝CaSiO3

高温硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,具有粘性.可作为工业粘合剂和防火剂.所以实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞.三、硅酸与硅酸盐材料简介1、硅酸的制备硅酸是一种比碳酸还弱的酸,溶解度很小.通常用可溶性硅酸盐与其他酸来制备.Na2SiO3+2HCl=H2SiO3

+2NaCl向硅酸钠溶液中滴入盐酸,可得到硅酸的胶体溶液—硅酸溶胶当硅酸浓度比较大时,形成白色胶状沉淀.硅酸凝胶经干燥脱水后可得到吸水能力很强硅胶.2、硅酸盐简介水泥生产原料

以粘土和石灰石为主要原料，研磨煅烧后再加入石膏，研细后即为普通水泥。1824年英国工程师阿斯普丁（AsPdih）获得第一份水泥专利，标志着水泥的发明。玻璃

公元前1500年左右，埃及的匠人发明了制造玻璃容器的方法，第一本玻璃制造手册则出现在约公元前650年的亚述石版上。大约2000年前，叙利亚的工匠发明了玻璃吹制术。生产原料

主要原料为纯碱、石灰石和石英。将原料粉碎并按比例混合后加强热。CaCO3+SiO2＝CaSiO3+CO2

↑

高温Na2CO3+SiO2＝Na2SiO3+CO2

↑

高温特种玻璃光学玻璃：透光性能好、有折光和色散性。石英玻璃：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光性好。玻璃纤维：耐腐蚀、耐高温、不导电、不吸水、隔热、隔音、防蛀。钢化玻璃：耐高温、耐腐蚀强度大、质量轻、抗震裂。陶瓷早在九千多年的旧石器时代，在黄河流域，以“三黄”神农轩辕帝，伏羲氏炎帝，蚩尤帝为首的先皇及先民们已经利用粘土的易塑性，烧制了各种陶制生活用品。到了唐宋时期，陶瓷制造水平到达了顶峰。唐朝的“唐三彩”、宋朝的“钧瓷”等闻名于世。可以说，陶瓷已成为中国文化精粹的象征。陶瓷具有抗氧化、抗酸碱、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。四、新型无机非金属材料1、高温结构陶瓷

具有耐高温、耐氧化、耐酸碱、硬度大、密度小等特点氧化铝陶瓷：极有前途的高温结构材料。由于熔点很高，可用作高级耐火材料。2、光导纤维

具有传导能力强、信息容量大、抗干扰、防窃听等特点。五、硅单质简介物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大，性脆。特性：良好的半导体材料。是芯片等信息技术产品的关键材料。生活中最重要的调味品是什么？

你知道么?若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，可使陆地平均升高你知道么?150米第二节

富集在海水中的元素-氯

趁着顺风，德军开启了压缩氯气钢瓶，在长约六公里的战线上，黄绿色的云团飘向法军阵地。毫无准备的英法士兵随着黄绿色的气体涌来，先是咳嗽，继而喘息，拼命挣扎，口吐黄液慢慢躺倒。使1.5万人中毒，5000人死亡.这就是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。历史事件一、物理性质黄绿色有刺激性气味的有毒气体常温下，1体积水约溶解2体积氯气比空气密度大易液化二、化学性质氯气的化学性质活泼，具有强氧化性，常做氧化剂原子结构：1、与金属反应2Na+Cl2＝2NaCl

点燃钠与氯气Cu+Cl2＝CuCl2

点燃铜与氯气2Fe+3Cl2＝2FeCl3

点燃铁与氯气棕褐色烟（但无火焰）

现象

剧烈燃烧加少量的溶液呈棕褐色2、与非金属反应H2+Cl2＝2HCl点燃

实验现象瓶口产生大量白雾白色火焰安静燃烧氢气与氯气混合后光照引爆发生爆炸空气中形成大量白雾

实验现象问题讨论什么叫燃烧？

可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应叫做燃烧。（初中化学对燃烧的定义）

可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？

金属钠和铜，非金属氢气等都可以在氯气中燃烧，这四个反应有何相同的现象？

的剧烈的化学反应叫做燃烧。发光发热3.氯气与水反应常温下，1体积水约溶解2体积氯气.其水溶液称为氯水.其中有部分氯气与水发生反应:Cl2+H2O＝HCl+HClO次氯酸次氯酸具有强氧化性.可用做消毒剂.可用做漂白剂.干燥的氯气本身没有漂白性次氯酸具有不稳定性.2HClO

＝2HCl+O2↑

光照次氯酸具有弱酸性.一元弱酸,比碳酸还弱4.氯气与碱反应[思考]氯气通入NaOH溶液中将会发生什么化学反应?Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O漂白液NaClO比HClO稳定,是漂白液的有效成分,但其本身没有漂白性.2NaClO+CO2+H2O＝Na2CO3+2HClO同理,氯气也可以与消石灰反应2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉Ca(ClO)2+CO2+H2O＝CaCO3↓+2HClO第三节硫和氮的氧化物一、硫的存在以及物理性质硫在自然界中广泛存在,游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层中.硫,俗称硫黄.黄色晶体,质脆,不溶于水,易溶于CS2二、硫的氧化物1.二氧化硫SO2

二氧化硫主要来自于硫或含硫物质的燃烧S+O2＝SO2

点燃

二氧化硫的物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体易液化,易溶于水比空气密度大

二氧化硫的化学性质:二氧化硫与水反应SO2+H2OH2SO3在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应的特点:可逆反应无论进行多长时间,正、逆反应方向都不能进行到底。最终达到动态平衡状态。二氧化硫的漂白性漂白原理：与某些色素化合成不稳定的无色物质。漂白特点：范围小、暂时性二氧化硫是一种酸性氧化物SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O氯水与二氧化硫的漂白性比较

氯水

二氧化硫原理实质效果范围氯水中的HClO将有色物质氧化成无色物质SO2溶于水产生的H2SO3与有色物质直接化合生成无色不稳定的物质。氧化还原反应非氧化还原反应永久性暂时性可漂白大多数有色物质，能是紫色石蕊试液先变红后褪色。可漂白某些有色物质，不能使紫色褪色，只变红2.三氧化硫SO3

三氧化硫主要来自于二氧化硫的催化氧化2SO2+O22SO3催化剂△

三氧化硫也是酸性氧化物.SO3+H2O＝H2SO4

工业制硫酸SO3+CaO＝CaSO4SO3+Ca(OH)2＝CaSO4+H2O三、氮的氧化物无色无味气体，难溶于水，难液化，密度比空气略小。1:0.02-195.8C。式量281.N2的物理性质

氮气与氧气在放电条件下可化合N2+O2＝2NO放电2.氮的氧化物

NO：无色、有刺激性气味的的有毒气体。难溶于水,也不与水反应。

一氧化氮接触到空气后很容易被氧化2NO+O2＝2NO2NO2：红棕色、有刺激性气味的有毒气体。二氧化氮与水的反应是工业制硝酸的最后一步反应.3NO2+H2O＝2HNO3+NO[思考]1.将充满NO和NO2的混合气体45mL的试管，倒立于水中，一段时间后，气体的体积为35mL，原混合气体中，NO和NO2的体积比为（)A．2:1 B．2:7 C．7:2D．9:7A2.标况下，将一充满NO2的试管倒立于盛有足量水的水槽中，充分反应后，若不考虑试管内物质向外扩散，求：（1）试管中液面上升的高度与试管总长度的比值；（2）试管中溶液的物质的量浓度。0.045mol/L2:33.若将NO2和O2同时通入水中的反应是什么？①3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2

②①×2+②得：4NO2+O2+2H2O=4HNO3

①×3+②×2得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4.若将NO与O2同时通入水中的反应是什么？②3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2

①第四节氨硝酸硫酸一、氮的固定合成氨工业简介将游离态的氮转化为氮的化合物叫做氮的固定氨是化肥工业和基本化工生产的主要原料

工业上,利用氢气和氮气直接合成氨N2+3H22NH3催化剂高温高压二、氨的物理性质无色有刺激性气味的气体比空气密度小易液化极易溶于水,常温下溶解度为1:700三、氨的化学性质1.氨与水的反应NH3+H20NH3.H20一水合氨很不稳定,浓度稍大或受热即分解NH3.H20＝NH3↑+H20△一水合氨为一元弱碱NH3.H20NH4++OH-所以氨水可使酚酞变红或红色石蕊试纸变蓝2.氨与酸的反应氨与酸反应生成铵盐NH3+HCl＝NH4Cl氨与挥发性酸反应时,可生成大量白烟3.氨与氧气的反应工业上常以氨为原料制取硝酸4NH3+502

＝4NO+6H20△催化剂氨的催化氧化,是工业制硝酸的第一步反应四、铵盐的化学性质1.铵盐的不稳定性铵盐对热不稳定,受热易分解NH4Cl＝NH3↑+HCl↑△NH4HCO3

＝NH3↑+CO2↑+H2O△2.铵盐与碱的反应铵盐与碱共热时可放出氨气NH4NO3+NaOH＝NaNO3+NH3↑+H2O△其实质为:NH4++OH-＝NH3↑+H2O△五、氨的实验室制法药品：氯化铵氢氧化钙条件：加热装置：固+固加热制气收集：向下排气法收集检验及验满：湿润的红色石蕊试纸变蓝2NH4Cl+Ca(OH)2

＝CaCl2+2NH3↑+2H2O△六、铵根离子(NH4+)的检验原理：操作：取少量待测液与试管中,加入适量NaOH溶液,共热.若产生的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则待测液中含有铵根离子.NH4++OH-＝NH3↑+H2O△七、硫酸和硝酸硫酸我们知道,稀