非金属单质和稀有气体.ppt

2024/8/151《《化学基础化学基础》》2024/8/152第二章第二章 无机物质的分类及性质无机物质的分类及性质   主要内容主要内容金属和冶金金属和冶金——金属、金属氧化物、金属金属、金属氧化物、金属冶炼冶炼非金属矿产和无机盐非金属矿产和无机盐——硫矿、磷矿；碳硫矿、磷矿；碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等酸盐、硫酸盐、磷酸盐等非金属单质和稀有气体非金属单质和稀有气体——臭氧、氢气、臭氧、氢气、稀有气体等稀有气体等酸和碱酸和碱——工业工业“三酸两碱三酸两碱”：硫酸、盐：硫酸、盐酸和硝酸，氢氧化钠和碳酸钠等酸和硝酸，氢氧化钠和碳酸钠等学习目标学习目标1、掌握非金属单质、掌握非金属单质氧和臭氧的物理、化氧和臭氧的物理、化学性质及其应用；学性质及其应用；2、掌握典型非金属、掌握典型非金属单质氢气在生产生活单质氢气在生产生活中的应用和制备方法；中的应用和制备方法；3、理解稀有气体的、理解稀有气体的性质和有关应用性质和有关应用1．能叙述氧的氧化．能叙述氧的氧化性和用途，写出氧气性和用途，写出氧气与还原性物质反应的与还原性物质反应的化学式；化学式；2．能叙述氢气的主．能叙述氢气的主要用途，写出简单的要用途，写出简单的化学反应式；能够采化学反应式；能够采用化学方法检测氢气用化学方法检测氢气存在。

存在1、培养理论联系实、培养理论联系实际的能力；际的能力；2、锻炼抽象思维；、锻炼抽象思维；3、培养学习能力；、培养学习能力；4、激发团队意识和、激发团队意识和合作精神；合作精神；5、锻炼语言表达能、锻炼语言表达能力2024/8/154学习内容学习内容氧和臭氧；氧和臭氧；氢气；氢气；稀有气体等稀有气体等2024/8/155非金属单质和稀有气体非金属单质和稀有气体【问题【问题2-14】臭氧存在于大气中，它对人类的】臭氧存在于大气中，它对人类的作用毋庸置疑请查阅环境化学等书籍了解臭作用毋庸置疑请查阅环境化学等书籍了解臭氧在大气中的生成和消耗过程，臭氧空洞是如氧在大气中的生成和消耗过程，臭氧空洞是如何形成的何形成的问题分析问题分析请同学们阐述自己的观点：请同学们阐述自己的观点：2024/8/1562024/8/1571、氧和臭氧、氧和臭氧（（1 1）氧）氧         氧是无色、无味、无臭的气体，在氧是无色、无味、无臭的气体，在-183℃℃凝结为淡凝结为淡蓝色液体，常以蓝色液体，常以15MPa压力把氧气装入钢瓶内储存氧压力把氧气装入钢瓶内储存氧气在水中的溶解度虽然很小（气在水中的溶解度虽然很小（49.1mL/L），但这是水中），但这是水中各种生物赖以生存的重要条件。

各种生物赖以生存的重要条件        液态氧的化学活泼性相当高，可与许多金属、非金液态氧的化学活泼性相当高，可与许多金属、非金属反应，特别是与有机物接触时，易发生爆炸性反应，属反应，特别是与有机物接触时，易发生爆炸性反应，因此储存、运输和使用液氧时须格外小心！因此储存、运输和使用液氧时须格外小心！2024/8/1581、氧和臭氧、氧和臭氧（（2 2）臭氧）臭氧        臭氧臭氧O3 是氧气是氧气O2 的同素异形体，臭氧的气体明显的同素异形体，臭氧的气体明显地呈蓝色，液态呈暗蓝色，固态呈蓝黑色在常温下，地呈蓝色，液态呈暗蓝色，固态呈蓝黑色在常温下，臭氧是一种有特殊臭味的蓝色气体臭氧是一种有特殊臭味的蓝色气体        臭氧层能吸收大部分波长短的射线（如紫外线臭氧层能吸收大部分波长短的射线（如紫外线 ），），起着保护人类和其他生物的作用，但氯气和氮氧化物促起着保护人类和其他生物的作用，但氯气和氮氧化物促使臭氧分解为氧使臭氧分解为氧 ，破坏了臭氧保护层，成为人类关注的，破坏了臭氧保护层，成为人类关注的重要环境问题之一重要环境问题之一2024/8/1591、氧和臭氧、氧和臭氧（（2 2）臭氧）臭氧 （（1）臭氧的化学性质及功效）臭氧的化学性质及功效    （（2）残留臭氧去除法）残留臭氧去除法  2、氢气、氢气【问题【问题2-15】燃料电池是一种轻型、高能、长效】燃料电池是一种轻型、高能、长效和对环境不产生污染的新兴化学电源。

请查阅和对环境不产生污染的新兴化学电源请查阅资料了解碱性的氢资料了解碱性的氢-氧燃料电池结构、电池反应氧燃料电池结构、电池反应及使用前景及使用前景问题分析问题分析请同学们阐述自己的观点：请同学们阐述自己的观点：2024/8/15112、氢气、氢气（（1））氢的性质和用途氢的性质和用途        主要用于化工、冶金、食品、电子、建材和主要用于化工、冶金、食品、电子、建材和航天等工业例如，化学工业上，氢气除了主要航天等工业例如，化学工业上，氢气除了主要用于合成氨以生产氮肥外，还用于合成甲醇：用于合成氨以生产氮肥外，还用于合成甲醇：        主要用于化工、冶金、食品、电子、建材和主要用于化工、冶金、食品、电子、建材和航天等工业例如，化学工业上，氢气除了主要航天等工业例如，化学工业上，氢气除了主要用于合成氨以生产氮肥外，还用于合成甲醇：用于合成氨以生产氮肥外，还用于合成甲醇：2、氢气、氢气（（1））氢的性质和用途氢的性质和用途又如，在食品工业中，液态不饱和植物油通过催又如，在食品工业中，液态不饱和植物油通过催化加氢可以变成固态黄油，或把烯类加氢变为醛、化加氢可以变成固态黄油，或把烯类加氢变为醛、醇：醇：另外，由于氢是很轻的气体，所以可以用来填充另外，由于氢是很轻的气体，所以可以用来填充气球。

氢气球可以携带仪器作高空探测在农业气球氢气球可以携带仪器作高空探测在农业上，使用氢气球携带干冰、碘化银等试剂在云层上，使用氢气球携带干冰、碘化银等试剂在云层中喷撒，进行人工降雨中喷撒，进行人工降雨2、氢气、氢气（（1））氢的性质和用途氢的性质和用途加热时，氢气可以与许多金属或非金属反应，形加热时，氢气可以与许多金属或非金属反应，形成各类氢化物在高温下，氢作为还原剂与氧化成各类氢化物在高温下，氢作为还原剂与氧化物或氯化物反应，将某些金属或非金属还原出来物或氯化物反应，将某些金属或非金属还原出来电气工业需要的高纯钨和硅就是用这种方法得到的：电气工业需要的高纯钨和硅就是用这种方法得到的：WO3+3H2→W+3H2OSiHCl3+H2→Si+3HCl2、氢气、氢气（（1））氢的性质和用途氢的性质和用途氢气能使粉红色的氢气能使粉红色的PdCl2水溶液迅速变黑（析出钯水溶液迅速变黑（析出钯粉），借此反应可检出氢气存在：粉），借此反应可检出氢气存在： PdCl2+ H2→Pd（s）↓+2HCl        氢气可在氧气或空气中燃烧，得到的氢氧火焰氢气可在氧气或空气中燃烧，得到的氢氧火焰温度可高达温度可高达3000℃℃，适用于金属切割或焊接。

适用于金属切割或焊接        在点燃氢气或加热氢气的时候，必须保持氢气在点燃氢气或加热氢气的时候，必须保持氢气的纯净，以免发生爆炸事故使用氢气的厂房要严的纯净，以免发生爆炸事故使用氢气的厂房要严禁烟火，加强通风禁烟火，加强通风2、氢气、氢气（（1）氢气的制备）氢气的制备实验室中通常是用锌与稀盐酸或稀硫酸制取氢气：实验室中通常是用锌与稀盐酸或稀硫酸制取氢气：Zn+2H+ → Zn2++H2↑军事上使用的信号气球和气象气球所充的氢气，常军事上使用的信号气球和气象气球所充的氢气，常用离子型氢化物同水的反应来制取：用离子型氢化物同水的反应来制取： CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑2、氢气、氢气矿物燃料转化法矿物燃料转化法在催化剂作用下，天然气或焦炭与水蒸气作用，可以得到水煤气（CO和H2的混合物）：将水煤气再与水蒸气反应，在铁铬催化剂的存在下，变成二氧化碳和氢的混合气：2、氢气、氢气电解法电解法用直流电电解用直流电电解15%-20%氢氧化钠溶液，在阴极上氢氧化钠溶液，在阴极上放出氢气，在阳极上放出氧气：放出氢气，在阳极上放出氧气：阴极：阴极：2H++2e→H2↑阳极：阳极：4OH--4 e→2H2O+O2↑阴极上产生的氢气纯度达阴极上产生的氢气纯度达99.5%-99.9%，所以工，所以工业上氢化反应用的氢气常通过电解法制得。

业上氢化反应用的氢气常通过电解法制得3、稀有气体、稀有气体【问题【问题2-16】潜水员的潜水面具中是氦气与氧气】潜水员的潜水面具中是氦气与氧气的混合物而不是氮气与氧气的混合物，你知道为的混合物而不是氮气与氧气的混合物，你知道为什么吗？什么吗？问题分析问题分析请同学们阐述自己的观点：请同学们阐述自己的观点：2024/8/15203、稀有气体、稀有气体稀有气体主要是：氦稀有气体主要是：氦(He)、氖、氖(Ne)、氩、氩(Ar)、氪、氪(Kr)、氙、氙(Xe)、氡、氡(Rn)均为无色、无臭、气态的单原子分子均为无色、无臭、气态的单原子分子稀有气体最外电子层有稀有气体最外电子层有8个电子，难以形成电子个电子，难以形成电子转移型的化合物，周期表中为第转移型的化合物，周期表中为第0族（零族），族（零族），外层电子已达饱和，活性极小外层电子已达饱和，活性极小稀有气体在低温下可被液化，除了氦外，均可在稀有气体在低温下可被液化，除了氦外，均可在足够的低温下凝固足够的低温下凝固3、稀有气体、稀有气体稀有气体稀有气体用途用途氦氦(He)是除氢以外的最轻的气体可用作安全是除氢以外的最轻的气体可用作安全气球或汽艇气球或汽艇制备法主要是将天然气压缩及冷却而液化，而制备法主要是将天然气压缩及冷却而液化，而He气难液化而分离气难液化而分离氖氖(Ne)在真空放电管中发生红色光，用於广告灯在真空放电管中发生红色光，用於广告灯氩氩(Ar)填充灯泡保护钨丝。

一般还做为焊接的保填充灯泡保护钨丝一般还做为焊接的保护气，即氩弧焊护气，即氩弧焊3、稀有气体、稀有气体稀有气体稀有气体化合物化合物Xe（g）+ PtF6（g）→　Xe[PtF6]　(s)(无色) (红色) (橙黄色)4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体【问题【问题2-17】请利用化学化工手册查阅二氧化碳、】请利用化学化工手册查阅二氧化碳、水、氯化氢的熔沸点如何，与金属和盐类比怎样水、氯化氢的熔沸点如何，与金属和盐类比怎样？？问题分析问题分析请同学们阐述自己的观点：请同学们阐述自己的观点：2024/8/15254、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体        当电负性（元素原子在化合物中吸引电子当电负性（元素原子在化合物中吸引电子能力）相同或相近的原子相接近时，由于不能能力）相同或相近的原子相接近时，由于不能发生电子转移，不能形成离子键，为了能形成发生电子转移，不能形成离子键，为了能形成8电子的稳定状态，只能采用共用电子对的方电子的稳定状态，只能采用共用电子对的方式形成化学键即成键双方原子利用各自的成式形成化学键即成键双方原子利用各自的成单电子，相互配对成键，这样形成的化学键叫单电子，相互配对成键，这样形成的化学键叫做共价键。

做共价键4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体共价键的本质——是核与核间电子云的电性作用共价键的特点共价键的特点图2-1 HCl分子的成键示意图4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体共价键有方向性共价键有方向性共价键的特点共价键的特点图2-1 HCl分子的成键示意图4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体共价键有饱和性共价键有饱和性共价键的特点共价键的特点图2-1 HCl分子的成键示意图4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体共价键的类型共价键的类型 图2-2 键和键示意图4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体分子间作用力分子间作用力（1）分子的极性与可极化性图图2-4 分子的偶极矩分子的偶极矩4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体分子间作用力分子间作用力（1）分子的极性与可极化性4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体分子间作用力分子间作用力（2）分子间作用力取向力诱导力色散力4、共价键和分子晶体、共价键和分子晶体分子间作用力分子间作用力（（3））氢键氢键          形成氢键（形成氢键（X—H…Y）的条件是：）的条件是：①①X元素必元素必须电负性很大，且半径很小；须电负性很大，且半径很小；②②Y元素电负性很大，元素电负性很大，且具有孤对电子。

氢键具有方向性和饱和性，氢键且具有孤对电子氢键具有方向性和饱和性，氢键的存在使分子间的作用力增强，使物质的熔的存在使分子间的作用力增强，使物质的熔.沸点升沸点升高HFH2ONH3学习效果检验学习效果检验1、、 O2和O3是（ ）（（1）同种物质）同种物质 （（2）同种分子）同种分子 （（3）同素异形体）同素异形体  （（4）同分异构体）同分异构体2 2、、能使粉红色的能使粉红色的PdCl2水溶液迅速变黑的气体是（水溶液迅速变黑的气体是（  ）） （（1））O2        （（2））H2       （（3））Cl2        （（4））CO2 （（3 3）） （（2 2））学习效果检验学习效果检验（（  ））1.离子键的本质是静电引力，没有方向性和饱离子键的本质是静电引力，没有方向性和饱和性和性（（  ））2.金属键的本质也是静电引力，没有方向性金属键的本质也是静电引力，没有方向性和饱和性和饱和性（（  ））3.像像Cl2这样的非极性分子之间不存在作用力这样的非极性分子之间不存在作用力 （（  ））4. σ键和键和π 键均属于共价键，没有单独的键均属于共价键，没有单独的 π键存在，但有单独的键存在，但有单独的 σ键存在键存在 ×× √√ ×× ××2024/8/1537内容总结内容总结1.理解氧气和臭氧的区别和性质、用途理解氧气和臭氧的区别和性质、用途；；2.掌握氢气的性质、用途和制备方法掌握氢气的性质、用途和制备方法；；3.了解稀有气体的用途了解稀有气体的用途；；4.理解共价键和分子晶体的特点。

理解共价键和分子晶体的特点2024/8/1538课后任务课后任务l作业：作业：l1.储存液氧的气体钢瓶是什么颜色？其它气体储存液氧的气体钢瓶是什么颜色？其它气体钢瓶颜色和标志如何？钢瓶颜色和标志如何？l2.工业上氢气的储存方法比制备方法更重要，工业上氢气的储存方法比制备方法更重要，请通过相关资料查阅氢气的储存方法有哪些请通过相关资料查阅氢气的储存方法有哪些2024/8/1539课后任务课后任务l下次课要解决的问题：下次课要解决的问题：l【问题【问题2-18】请查阅我国硫酸生产的大型企业有】请查阅我国硫酸生产的大型企业有哪些，他们是以什么为原料进行生产的？哪些，他们是以什么为原料进行生产的？l【问题【问题2-19】请了解我国盐酸生产的企业有哪些，】请了解我国盐酸生产的企业有哪些，采用何种方法生产？采用何种方法生产？l【问题【问题2-20】请了解硝酸的生产化学原理如何，】请了解硝酸的生产化学原理如何，浓硝酸和稀硝酸的生产原理和方法相同吗？浓硝酸和稀硝酸的生产原理和方法相同吗？l【问题【问题2-21】请查阅我国磷酸生产的大型企业有】请查阅我国磷酸生产的大型企业有哪些，他们是以什么为原料进行生产的？哪些，他们是以什么为原料进行生产的？。