高中化学--必修一第四章知识点总结(详细)

目标：1、了解硅、氯、氮、硫及其重要化合物的主要性质。

2、认识氮、硫等非金属及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
重点：常见非金属元素（H、C、N、O、Si、S、Cl等）单质及其重要化合物的主要性质及应用。
难点：了解硅、氯、氮、硫及其重要化合物的主要性质。
教学过程：  一．硅                                1．相关反应		Si
物理性质		晶体硅：灰黑色固体、金属光泽熔点高、硬而脆
化学 性质	与非金属反应	Si + O2  SiO2
	与氢氟酸反应	Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑
	与强碱溶液反应	Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
粗硅工业制取		SiO2 + 2C  Si + 2CO↑

		SiO2
物理性质		熔点高、硬度大、纯净的晶体俗称水晶
化 学 性 质	与氢氟酸反应	SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
	与强碱溶液反应	SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
	与盐反应	SiO2 + Na2CO3  Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3  CaSiO3 + CO2↑

		H2SiO3
物理性质		白色沉淀
化学 性质	与强碱溶液反应	H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 +2H2O
	加热	H2SiO3  H2O + SiO2
实验室制取原理		Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl

2．三大传统无机非金属材料

	水泥	玻璃	陶瓷
原料	石灰石 黏土	纯碱、石灰石、石英（过量）	黏土
设备	水泥回转窑	玻璃窑
原理	复杂的物理化学变化	SiO2 + Na2CO3  Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3   CaSiO3 + CO2↑
成分	硅酸二钙2CaO·SiO2    硅酸三钙3CaO·SiO2 铝酸二钙3CaO·Al2O3	Na2SiO3     CaSiO3     SiO2
特点	水硬性	无固定熔点、沸点

二．氯

1．Cl2性质

物理性质		黄绿色气体、密度大于空气、1:2溶于水、有毒
化 学 性 质	与非金属反应	Cl2 + H2  2HCl
	与金属反应	Cl2 + 2Na  2NaCl 、Cl2 + Cu  CuCl2 、3Cl2 + 2Fe 2FeCl3 （Cl2与金属反应生成高价金属氯化物）
	与H2O反应	Cl2的水溶液叫氯水，溶解的Cl2中有少量与水反应    Cl2 + H2O = HCl + HClO
	与碱溶液反应	Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O    2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
	与盐溶液反应	Cl2 + Na2SO3 + H2O = 2HCl + Na2SO4    Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl
实验室制取原理		MnO2 + 4HCl(浓)  MnCl2 + Cl2↑+2H2O    2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O NaClO + 2HCl = NaCl + Cl2↑+ H2O    ( 离子方程式: Cl O- + 2H+ + Cl- = Cl2↑+ H2O )

2．新制氯水成分 分子：H2O  HClO  Cl2             离子：H+  Cl-  ClO-  OH-

   久置氯水成分 分子：H2O                             离子：H+  Cl-  OH-

3．实验室如何制取纯净的氯气   制取原理：MnO2 + 4HCl(浓)  MnCl2 + Cl2↑+2H2O   气体成分：Cl2 （HCl、H2O）

操作顺序	仪器中盛装的药品	各试剂的作用	应出现的现象
①	先通入饱和食盐水	除去HCl	有晶体析出（NaCl）
②	再通入浓H2SO4	除去H2O

4．漂白粉

① 制法：2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O      ② 有效成分：Ca(ClO)2             成分：CaCl2 和 Ca(ClO)2

③ 漂白原理：Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ + 2HClO （在溶液中） 漂白慢  Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO   漂白快

④久置失效发生的反应： Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO   2HClO  2HCl + O2↑

5．Br2 、I2在不同溶剂中的颜色

	水	苯或汽油	四氯化碳
Br2	黄  ～ 橙	橙 ～ 橙红	橙 ～ 橙红
I2	深黄～ 褐	淡紫～紫红	紫 ～ 深紫

6．置换反应  Cl2 + 2NaBr = Br2+ 2NaCl              Br2 + 2KI = I2 + 2KBr     ∴氧化性 Cl2 ＞ Br2 ＞I2

7．I2遇淀粉溶液后，溶液呈蓝色      I-  I2

三．氮

1．氮的氧化物

NO： 无色气体、  有毒（同CO）、难溶与水    2NO + O2 = 2NO2 

NO2：红棕色气体、有毒、         与水反应    3NO2 + 2H2O = 2HNO3 + NO                

2．有关NO与O2或NO2与O2混合通入水中，液面上升一定高度时用的方程式

  4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3         4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3

3．

物理性质			无色液体、有刺激性气味、 能以任意比溶于水
化 学 性 质	酸的通性
	强 氧 化 性	与金属氧化物	3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O
		与金属	3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO↑+ 4H2O Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 +2NO2↑+ 2H2O
		与非金属	C + 4HNO3(浓) CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O
	不稳定性		4HNO3  4NO2↑ + O2↑+ H2O

4．氨 ( NH3 )

物理性质		无色气体、有刺激性气味、密度小于空气、1:700溶于水
化 学 性 质	与H2O	NH3 + H2O NH3·H2O  NH4++ OH-
	与酸	NH3 + HCl = NH4Cl
	氨    的       催化氧化	4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O
实验室制取原理		NH4+ + OH-  NH3↑+ H2O 2NH4Cl +Ca(OH )2  2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O

5．实验室制取干燥NH3的方法：

制取原理：  2NH4Cl +Ca(OH )2  2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O       

气体成分：  NH3（ H2O ）

除水用试剂：碱石灰

(不用浓H2SO4 、 CaCl2原因是：2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4  ;      CaCl2 + 8NH3 =  CaCl2·8NH3 )                                     

6．受热易分解   NH3·H2O  NH3↑+ H2O      NH4HCO3  NH3↑+ CO2↑+ H2O

7．氨水中的微粒

分子：H2O  NH3·H2O  NH3        离子：NH4+    H+   OH- 

四．硫

1．SO2的性质

物理性质		无色气体、有刺激性气味、有毒、1:40溶于水、密度大于空气
化 学 性 质	与H2O	SO2 + H2O = H2SO3
	与碱溶液	先：SO2 +2NaOH = Na2SO3+H2O 后：SO2 + Na2SO3 + H2O = 2NaHSO3    SO2过量时总反应：SO2 + NaOH = NaHSO3
	与盐溶液	SO2 + Na2CO3 = CO2+ Na2SO3 （ SO2不过量时 ）
	与氯水	SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl
	漂白性	SO2能使品红溶液 (有机色质)褪色（生成了不稳定的无色物质），但加热褪色后的无色溶液，又恢复为原来的红色（不稳定的无色物质分解复原）
实验室制法		Na2SO3 +H2SO4(浓) = Na2SO4 + SO2↑+ H2O

2．H2S

物理性质		无色气体、剧毒、有臭鸡蛋气味、1:2.6溶于水、密度大于空气
化 学 性 质	与浓H2SO4	H2S + H2SO4（浓）= S↓+ SO2 + 2H2O
	与碱溶液	先H2S + NaOH= NaHS + H2O; 后NaHS + NaOH = Na2S + H2O.   总反应: H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O
	与盐溶液	H2S + Cu2+ = CuS↓+ 2H+        2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+
	与氯水	H2S +Cl2 = S↓+ 2H+ + 2Cl-
	与氧化剂	H2S  S↓
实验室制法		FeS + 2H+  =  H2S↑+ Fe2+

4．实验室制取H2S、 HBr、HI不能用H2SO4(浓)

原  因：  H2S + H2SO4(浓)  = S↓ + SO2 + 2H2O  2HBr + H2SO4(浓)  = Br2 + SO2 + 2H2O    2HI + H2SO4(浓)  = I2 + SO2 + 2H2O

应该用：  H2SO4 ( 1:1体积比 ) 或浓H3PO4（它们氧化性弱，不会氧化H2S、 HBr、HI）

5．浓H2SO4

物理性质		无色油状液体、常用浓H2SO4为： 98.3％、1.84g/cm3 、C=18.4 mol/L 、沸点338℃、难挥发
化 学 性 质	吸水性	H2SO4 + nH2O = H2SO4· n H2O
	脱水性	C12H22O11  12C + 11H2O
	强氧化性	与金属反应      Cu + 2H2SO4 (浓)  CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 与非金属反应    C + 2H2SO4(浓)  CO2 ↑+ 2SO2↑+ 2H2O 与化合物反应    H2S + H2SO4(浓)  = S↓ + SO2 + 2H2O               2HBr + H2SO4(浓)  = Br2 + SO2 + 2H2O    2HI + H2SO4(浓)  = I2 + SO2 + 2H2O

6．浓H2SO4与蔗糖混合后的现象及原理

①现象：白色蔗糖 → 黑色→ 体积膨胀、并放出有刺激性气味的气体、酸雾

②原理： C12H22O11  12C + 11H2O       H2SO4 + nH2O = H2SO4·nH2O  ( 放热 )

C + 2H2SO4(浓)  CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O （膨胀）   SO2 + H2O = H2SO3 （刺激性气味的气体、酸雾）

7．漂白    

化学漂白： ① 永久漂白：Na2O2  HClO  O3   → 强氧化剂、发生氧化还原反应 、不可逆

           ② 暂时漂白：SO2               → 化合成不稳定无色物质、非氧化还原反应 、可逆

物理吸附： 活性炭

8．C与浓H2SO4反应产物的鉴别： 注意：H2O一定要先鉴别，因为从其他水溶液中出来的气体会带出H2O

操作顺序	仪器中盛装的药品	各试剂的作用	应出现的现象
①	无水CuSO4	鉴别H2O	变蓝
②	品红溶液	鉴别SO2	红色褪去
③	酸化的KMnO4溶液	除去SO2	紫色变浅甚至消失
④	品红溶液	鉴别SO2是否除净	红色不褪去
⑤	澄清石灰水	鉴别CO2	溶液变浑浊

9．用 Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2↑+ H2O 原理制取的 SO2中含有HCl 和 H2O，如何除去：

操作顺序	仪器中盛装的药品	各试剂的作用
①	先通入饱和NaHSO3溶液	除去HCl的同时生成SO2  (NaHSO3 + HCl = Na Cl + SO2↑+ H2O) （不通入H2O除去HCl的原因：SO2也以 1：40 溶于H2O ） （不通入饱和Na2SO3溶液的原因：Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3）
②	再通入浓H2SO4	除去H2O