化学方程式非金属.docx

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化学方程式非金属

化学方程式：

非金属

一、碳

1.碳单质

●碳燃烧：

C+O2（充足）

CO2、2C+O2（不足）

2CO

●高温下与硫的反应：

C+2S

CS2

高温下与氢气的反应：

C+2H2

CH4

高温下与硅的反应：

Si+C

SiC

●高温下与金属氧化物反应：

CaO+3C

CaC2+CO↑

CuO+C

Cu+CO↑、2CuO+C

2Cu+CO2↑

●高温下与水蒸气的反应：

C+H2O（g）

CO+H2

●与氧化性酸的反应：

C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O

C+4HNO3（浓）

2H2O+4NO2↑+CO2↑

2.一氧化碳和二氧化碳

●CO具有可燃性：

2CO+O2

2CO2

●CO具有还原性：

CO+CuO

Cu+CO2

●CO2体现氧化性的反应：

C+CO2

2CO

●CO2与水反应：

CO2+H2O

H2CO3

●CO2与澄清的石灰水反应：

CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

CO2+CaCO3+H2O=Ca（HCO3）2

3.碳酸盐、碳酸氢盐：

见Na2CO3和NaHCO3。

二、硅

1.硅单质

●硅的化学性质——硅的化学性质很不活泼。

常温下只与F2、氢氟酸和强碱反应；在加热时可与一些非金属和其他物质反应。

⏹硅与氟气反应：

Si+2F2=SiF4

硅与氢氟酸反应：

Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

硅与强碱反应：

Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑

⏹硅与氧气反应：

Si+O2

SiO2

硅与氯气反应：

Si+2Cl2

SiCl4

硅与碳反应：

Si+C

SiC

●硅的工业制法

制取粗硅：

SiO2+2C

Si+2CO↑

粗硅提纯：

Si+2Cl2

SiCl4、SiCl4+2H2

Si+4HCl

2.二氧化硅

●用氢氟酸雕刻玻璃：

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（氢氟酸不能放在玻璃试剂瓶中）

●SiO2与强碱反应：

SiO2+2OH-=SiO32-+H2O（由于Na2SiO3具有良好的黏性，所以不能用玻璃瓶塞装碱液。

但未进行磨砂处理的玻璃在常温下是不会被强碱腐蚀的）

●工业制玻璃：

SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑

●SiO2与过量C反应：

SiO2+3C（过量）

SiC+2CO

●SiO2与CaO反应：

SiO2+CaO

CaSiO3

SiO2与Na2O反应：

SiO2+Na2O

Na2SiO3

3.硅酸和硅酸盐

●虽然二氧化硅是硅酸的酸酐，但二氧化硅不能与水反应。

●硅酸与强碱反应：

H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O

硅酸酸性极弱，比碳酸还弱，只能与强碱反应。

●硅酸受热分解：

H2SiO3

SiO2+H2O

●制取硅酸（原理：

强酸制弱酸）：

⏹Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

⏹Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓

⏹酸性强弱比较：

硝酸、硫酸、盐酸＞亚硫酸＞碳酸＞硅酸、次氯酸

●硅酸盐易与酸发生反应：

SiO32-+CO2（少量）+H2O=H2SiO3↓+CO32-

SiO32-+2CO2（过量）+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-

SiO32-+2H+=H2SiO3↓

●原硅酸干燥：

H4SiO4=H2SiO3+H2O

硅酸凝胶经干燥脱水形成硅酸干胶，称为“硅胶”，可做干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

三、氯（卤族元素）

1.氯气的制备

●实验室制备Cl2：

MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+2Cl2↑+2H2O

没有浓盐酸时，可采用：

MnO2+2NaCl+3H2SO4（浓）

MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O

●工业制备Cl2（电解饱和食盐水）：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑（阴极）+Cl2↑（阳极）

2NaCl

2Na（阴极）+Cl2↑（阳极）（该反应主要用来制金属钠）

2.氯气的化学性质

●Cl2与金属单质反应：

2Na+Cl2

2NaCl（黄色火焰、大量白烟）

Cu+Cl2

CuCl2（大量棕黄色的烟）

2Fe+3Cl2

2FeCl3（大量棕褐色的烟）

一般情况下，氯气与可变价金属反应，金属被氧化成较高的价态。

●Cl2与H2反应：

H2+Cl2

2HCl（苍白色火焰、白雾，工业制盐酸的反应）

H2+Cl2

2HCl（爆炸）

●Cl2与P反应：

2P+3Cl2（不足）

2PCl3

2P+5Cl2（充足）

2PCl5（白色烟雾）

●Cl2与水反应：

Cl2+H2O

H++Cl-+HClO（生成的次氯酸不稳定：

2HClO

2H++2Cl-+O2↑）

●Cl2与碱液反应：

Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

3Cl2+6OH-

5Cl-+ClO3-+3H2O

●Cl2与盐溶液的反应：

S2-+Cl2=S↓+2Cl-

H2O+SO32-+Cl2=SO42-+2Cl-+2H+

Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+

3Cl2+2Fe2++4Br-=Fe3++6Cl-+2Br2（足量氯气通入FeBr2溶液中）

●工业制漂白液（实验室用此反应吸收多余的Cl2）：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

●工业制漂粉精（Cl2通入石灰乳中）：

2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

●漂白液、漂白粉、漂粉精起作用：

Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO

NaClO+HCl=NaCl+HClO

●漂白液、漂白粉、漂粉精长时间露置在空气中，失效：

第一步：

Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO

第二步：

2HClO

HCl+O2↑

3.液氯和氯水的比较

液氯

新制氯水

久置氯水

成分

Cl2

Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、H2O、OH-

H+、Cl-、H2O

分类

纯净物

混合物

混合物

颜色

黄绿色

浅黄绿色

无色

性质

氧化性

酸性、强氧化性、漂白性

酸性（相当于稀盐酸）

●HClO见光易分解：

2HClO

2H++2Cl+O2↑

●次氯酸的酸性不能使指示剂变色。

4.氯离子的检验：

加入硝酸酸化的AgNO3溶液，如果产生不溶于稀硝酸的沉淀，说明有Cl-存在（Ag++Cl-=AgCl↓）。

注意：

当溶液中含有SO32-、SO42-时，要先加入Ba（NO3）2溶液除去它们，因为大量Ag2SO4也是不溶于稀硝酸的白色沉淀。

5.卤素

●卤素单质与H2反应：

H2+F2=2HF（F2在冷暗处即可剧烈化合爆炸）

H2+Cl2

2HCl（强光照射或混合点燃时爆炸）

H2+Br2

2HBr（Br2缓慢与H2化合）

H2+I22HI（I2持续加热，缓慢化合，同时又分解）

氧化性：

F2＞Cl2＞Br2＞I2

●卤素单质与H2O反应：

⏹2F2+2H2O=4H++4F-+O2（反应剧烈）

⏹X2+H2O=2H++X-+XO-（X=Cl、Br、I，Br2和I2与水反应缓慢）

●卤素单质与碱溶液反应（X=Cl、Br、I，反应能力逐渐减弱）：

X2+2OH-=X-+XO-+H2O

3X2+6OH-

5X-+XO3-+3H2O

●卤素单质间的置换反应：

⏹Cl2+2Br-=2Cl-+Br2

⏹Cl2+2I-=2Cl-+I2（可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验Cl2）

⏹Br2+2I-=2Br-+I2

⏹还原性：

I-＞Fe2+＞Br-＞Cl-

●卤素互化物（实例：

IBr、IBr3、BrF5、IF7）与水反应（不是氧化还原反应）：

IBr+H2O=HBr+HIO

●卤素互化物在很多反应中都是强氧化剂，如IBr+2H2O+SO2=HBr+HI+H2SO4

●拟卤素（实例：

氰（CN）2、硫氰（SCN）2、氧氰（OCN）2）

与金属反应的实例：

2Fe+3（SCN）2=2Fe（SCN）3

与碱反应的实例：

（CN）2+2OH-=CN-+CNO-+H2O（歧化反应）

四、硫

1.硫单质

●硫燃烧：

S+O2

SO2

●硫与氢气反应：

S+H2H2S

●硫与金属反应：

⏹2Na+S

Na2S（研磨后爆炸）

⏹Mg+S

MgS、2Al+3S

Al2S3、Fe+S

FeS、2Cu+S

Cu2S

⏹Hg+S=HgS（水银泄漏时要撒硫粉。

水银和硫粉在常温下即可反应）

⏹一般情况下，硫与可变价金属反应，金属被氧化成较低的价态。

●硫与NaOH溶液反应：

3S+6NaOH

2Na2S+Na2SO3+3H2O（用碱液洗掉粘在试管上的S）

●黑火药爆炸：

S+2KNO3+3C

K2S+3CO2↑+N2↑（氧化剂是S和KNO3，还原剂是C）

2.二氧化硫和亚硫酸盐

●实验室制备SO2：

Na2SO3+H2SO4（较浓）

Na2SO4+SO2↑+H2O

使用较浓硫酸的目的是使原料利用充分。

●SO2溶于水：

SO2+H2O

H2SO3

●SO2是酸性氧化物：

⏹SO2+2NaOH（过量）=Na2SO3+H2O（实验室吸收SO2）

SO2+NaOH（少量）=NaHSO3

⏹SO2+Na2O=Na2SO3、SO2+CaO=CaSO3

⏹SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2

SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3

⏹将SO2缓慢通入到澄清石灰水中至过量，先生成白色沉淀，后沉淀缓慢消失。

这个现象和CO2是一样的：

SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O，CaSO3+SO2+H2O=Ca（HSO3）2

●体现SO2的氧化性的反应：

SO2+2H2S=3S↓+2H2O（接触后立刻反应）

●SO2主要体现还原性：

⏹SO2与SO3之间的转化：

2SO2+O22SO3

⏹2H2O+SO2+X2=4H++SO42-+2X-（X=Cl、Br、I）

SO2能使氯水、溴水、碘水褪色。

等物质的量（等体积）的SO2与Cl2通入到品红溶液中，由于二者发生反应所以不会使品红溶液褪色。

⏹5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+（SO2能使KMnO4溶液褪色）

⏹SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+

●亚硫酸、亚硫酸盐有还原性：

⏹2H2SO3+O2=4H++2SO42-、2SO32-+O2=2SO42-

⏹SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+

●SO2与Na2S溶液的反应：

SO2+S2-+H2O=H2S↑+SO32-（强酸制弱酸）

如果SO2过量，那么还有SO2+2H2S=3S↓+2H2O

●SO2的净化回收：

⏹回收制硫酸：

2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4

⏹用碱液吸收：

SO2+2NH3·H2O=（NH4）2SO3+H2O

SO2+NaOH=NaHSO3

3.三氧化硫

●SO3和水反应：

SO3+H2O=H2SO4（放热、反应不可逆）

●SO3和Na2O反应：

SO3+Na2O=Na2SO4

●SO3与NaOH溶液反应：

SO3+NaOH=Na2SO4+H2O

●SO3与Na2CO3反应：

SO3+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑

●SO3和CaO反应：

SO3+CaO=CaSO4

●SO3与Ca（OH）2溶液反应：

SO3+Ca（OH）2=CaSO4+H2O

4.硫酸盐

●生石膏变熟石膏：

2（CaSO4·2H2O）

2CaSO4·H2O+3H2O

●硫酸铜晶体受热分解（蓝变白）：

CuSO4·5H2O

CuSO4+5H2O

用无水硫酸铜检验水蒸气（白变蓝）：

CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O

●检验SO42-：

先加入稀盐酸（除去CO32-、SO32-等离子的干扰），然后加入BaCl2溶液，如果产生白色沉淀，说明有SO42-：

Ba2++SO42-=BaSO4↓

五、氮、氨和铵盐

1.氮气

●N2和O2反应：

N2+O2

2NO或N2+O2

2NO

●N2与Mg反应：

N2+3Mg

Mg3N2

●N2与H2反应：

N2+3H22NH3

2.氮的氧化物

●NO与O2反应：

2NO+O2=2NO2

●氮的氧化物溶于水：

⏹3NO2+H2O=2HNO3+NO

⏹4NO2+O2+2H2O=4HNO3

⏹4NO+3O2+2H2O=4HNO3

●氮的氧化物与氨气反应：

⏹6NO+4NH3=5N2+6H2O

⏹6NO2+8NH3=7N2+12H2O

●实验室制备NO2：

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

●实验室制备NO：

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

●NO、NO2的净化回收：

⏹NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

⏹2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

●酸雨的形成：

⏹SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4

⏹3NO2+H2O=2HNO3+NO

2.氨和铵盐

●工业合成氨：

N2+3H22NH3

●NH3与水发生反应：

NH3+H2O

NH3·H2O（NH3+H2O

NH4++OH-）

●NH3·H2O受热易分解：

NH3·H2O

NH3↑+H2O

●NH3与CuO反应：

2NH3+3CuO

3Cu+N2+3H2O

●NH3与Cl2反应：

⏹2NH3+3Cl2（过量）=N2+6HCl

⏹8NH3（过量）+3Cl2=N2+6NH4Cl

●NH3与HCl、HNO3气体接触产生白烟：

NH3+HCl=NH4Cl、NH3+HNO3=NH4NO3

●NH3与酸反应生成盐：

NH3+H+=NH4+

●铵盐受热不稳定：

⏹NH4Cl

NH3↑+HCl↑

⏹NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O↑

⏹NH4NO3、（NH4）2SO4受热也会分解，但是不产生NH3。

●铵盐与强碱共热：

NH4++OH-

H2O+NH3↑（不加热时：

NH4++OH-=NH3·H2O）

●NH3转化为NO（NH3与O2反应）：

4NH3+5O2

4NO+6H2O

●实验室制备NH3：

①加热熟石灰与氯化铵的固体：

Ca（OH）2+2NH4Cl

CaCl2+2NH3↑+2H2O

②加热NH4HCO3或（NH4）2CO3固体，然后将产生的气体通过碱石灰：

NH4HCO3

NH3↑+H2O↑+CO2↑

（NH4）2CO3

2NH3↑+H2O↑+CO2↑

③加热浓氨水以快速制氨气：

NH3·H2O

NH3↑+H2O

④将浓氨水与氢氧化钠固体或碱石灰混合：

一方面利用氢氧化钠固体或碱石灰溶于水时放热，使氨水里的氨气逸出；另一方面OH-的浓度增加，使氨水中的平衡向左移动。

六、硫酸和硝酸

●工业制取硫酸：

①4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2

②2SO2+O22SO3

③SO3+H2O=H2SO4

尾气吸收：

SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3、（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2↑+H2O

污水净化（用石灰乳中和）：

Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4↓+2H2O

●浓硫酸具有脱水性：

C12H22O11

12C+11H2O

HCOOH

CO↑+H2O

●浓硫酸具有强氧化性：

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O

C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O

H2S+H2SO4（浓）=S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4（浓）

4SO2↑+2H2O

2FeO+4H2SO4=Fe2（SO4）3+4H2O+SO2↑

2HI+H2SO4（浓）=I2+SO2↑+2H2O

2HBr+H2SO4（浓）=Br2+SO2↑+2H2O

●锌和浓稀硫酸的反应：

Zn+2H2SO4（浓）

ZnSO4+SO2↑+2H2O

Zn+H2SO4（稀）=ZnSO4+H2↑

需要注意的是，过量的锌和浓硫酸反应，反应一段时间后产生的气体会由SO2变为H2；过量的铜和浓硫酸反应，一段时间后反应会停止，因为铜和稀硫酸不反应。

●制备HCl气体（利用浓硫酸的难挥发性）：

2NaCl+H2SO4（浓）

Na2SO4+2HCl↑

制取HNO3气体：

NaNO3+H2SO4（浓）

NaHSO4+HNO3↑

●Al、Fe可以存放冷的浓硫酸和浓硝酸，因为它们在硫酸和硝酸中钝化（发生复杂的氧化还原反应，生成一层致密的氧化膜阻止继续反应）。

●只有存在大量H+时，NO3-才体现强氧化性。

●工业制硝酸：

①N2+3H22NH3

②4NH3+5O2

4NO+6H2O

③2NO+O2=2NO2

④3NO2+H2O=2HNO3+NO

●硝酸不稳定：

4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O

4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O（由于NO2溶于水，所以硝酸经光照后会变成黄色）

●浓、稀硝酸都有强氧化性：

C+4HNO3（浓）

2H2O+4NO2↑+CO2↑

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

3FeO+10HNO3（稀）=3Fe（NO3）3+NO↑+5H2O

Fe（不足）+4HNO3（稀）

Fe（NO3）3+NO↑+2H2O

3Fe（过量）+8HNO3（稀）

3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O（提示：

这是两个反应的总式）

4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O

七、计算

1.氮的氧化物溶于水的计算

①NO、NO2的混合气体溶于水，剩余气体为NO，剩余气体的体积V＝V原（NO）+V生成（NO）。

②NO2和O2的混合气体溶于水：

③NO和O2的混合气体溶于水：

④NO和O2的混合气体溶于水，根据混合气体中N、O原子个数进行判断：

2.电子守恒法：

当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且根据得失电子数必然相等（化合价变化数相等）。

3.“喷泉实验”实验完毕后，无论进入多少液体，溶液中溶质的物质的量浓度都是

HCl+H2O、NH3+H2O、NO2+H2O：

（0.045mol/L）

NO2+O2+H2O：

当

时为

（0.036mol/L）

NO+O2+H2O：

当

时为

（0.026mol/L）

4.一般的溶液浓度越大，密度越大。

而氨水正好相反，即浓度越大，密度越小。

5.硝酸与金属反应的计算：

（1）铁与稀HNO3的反应规律

①Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O

②3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O

上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生2Fe（NO3）3+Fe=3Fe（NO3）2（③）；合并①、③即可得反应②。

所以，无论是反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的

。

（2）常用方法

①电子守恒：

硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。

②原子守恒：

硝酸与金属反应时，一部分以NO3-的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中的N的物质的量相等。

即：

n（总的HNO3）=n（起酸性作用的NO3-）+n（起氧化剂作用的N原子）+n（剩余HNO3）

③利用离子方程式计算：

硝酸与H2SO4混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应该用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐的NO3-借助H+仍能继续与金属反应。

计算时要将量不足的物质代入到方程式中。

八、推断

1.特殊物质的化学性质：

①遇水显碱性的气体：

NH3

②可溶于氢氟酸的酸性氧化物：

SiO2

③和强碱溶液反应生成H2的单质：

Al、Si

④既可溶于强酸溶液，又可溶于强碱溶液的水化物：

Al（OH）3等

2.特殊物质的物理性质：

①有色气体：

F2（淡黄绿色）、Cl2（黄绿色）、NO2（红棕色）、溴蒸气（红棕色）

②无色但在空气中显红棕色的气体：

NO

③有刺激性气味的气体：

NH3、NO2、SO2、Cl2等

④有臭鸡蛋气味的气体：

H2S

⑤在水中溶解度最大的气体：

NH3（1:

700）

⑥银白色、有金属光泽的液体：

Hg、Na-K合金

⑦深红棕色的液态纯净物：

Br2

⑧I2易升华。

3.有色溶液：

Fe2+（淡绿色）、氯水（淡绿色）、（蓝色）Cu2+、（棕黄色）Fe3+、（紫色）MnO4-

溴水是橙色，溴在有机溶剂中是橙红色；碘水是褐色，碘在有机溶剂中是紫红色。

4.需要催化剂的反应：

2KClO3

2KCl+3O2↑、4NH3+5O2

4NO+6H2O

N2+3H22NH3、2SO2+O22SO3

5.置换反应的实例：

（1）按元素的性质划分

（2）按元素在周期表中的位置划分，同族元素单质间的置换与不同族元素单质间的置换。

a.同主族元素单质间的置换

Na+KCl

NaCl+K↑、2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2H2S+O2=2S+2H2O、2C+SiO2

Si+2CO↑、Cl2+2HI=2HCl+I2……

b.不同主族元素单质间的置换

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Mg+CO2

2MgO+C、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、

2F2+2H2O=4HF+O2、H2S+Cl2=S+2HCl、3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2……

6.CO、N2的相对分子质量都是28；

CO2、N2O的相对分子质量都是44；

Al（OH）3、Na2O2、Na2S的相对分子质量都是78。