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第五章化工生产中的重要非金属元素

第一节硫及其化合物

一、硫和二氧化硫

（一）硫

1、硫元素的位置、结构与性质

（1）硫元素位于元素周期表的第 三 周期、第 ⅥA 族，硫原子的最外电子层有 6个 电子，在化学反应中容易得到2个电子，形成 －2 价硫的化合物。

（2）与氧元素相比，得电子能力相对 较弱 ，非金属性比氧的 弱 。故在富含O2的地表附近的含硫化合物中，硫常显 ＋4 价或 ＋6 价，而氧显 －2 价。

2、硫单质的物理性质

硫(俗称 硫黄 )是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫 难 溶于水，微溶于 酒精 ，易溶于 二硫化碳 。

3、硫单质的化学性质

（1）氧化性表现为与金属、H2反应：

与Fe、Cu、H2反应的化学方程式分别为 S＋Fe △===== FeS 、 S＋2Cu △===== Cu2S 、 S＋H2 △===== H2S ，在这些反应，S均作 氧化 剂。

（2）还原性表现为与O2反应，其化学方程式为 S＋O2 点燃===== SO2 ，反应中S作 还原 剂。

注意： (1)硫的氧化性 较弱 ，与变价金属反应，生成 低价 态的金属硫化物。

(2)硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。

（二）二氧化硫

1、物理性质

二氧化硫是一种无色、有 刺激性 气味的有毒气体，密度比空气的 大 ，易溶于水。在通常情况下，1体积的 水 可以溶解约 40 体积的SO2。

2、化学性质

（1）具有酸性氧化物的性质

①与H2O反应的化学方程式为： SO2＋H2OH2SO3 。

②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为： SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O 。

（2）还原性

SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为：，生成的SO3也是 酸性 氧化物，与H2O反应的化学方程式为： SO3＋H2O===H2SO4 。

（3）氧化性

SO2与H2S反应的化学方程式为： SO2＋2H2S===3S＋2H2O 。

第二节氮及其化合物

一、氮气与氮的固定

1、氮元素的位置、结构与存在

（1）氮元素位于元素周期表的 第二 周期、第 ⅤA 族。氮原子的最外电子层有 5个 电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过 共用电子对 与其他原子相互结合构成物质。

（2）氮元素在自然界中主要以 氮分子 的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的 蛋白质 中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的 硝酸盐 和 铵盐 中。

2、氮气的物理性质

N2是一种 无色 、 无味 的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)， 难 溶于水。

3、氮气的结构与化学性质

（1）N2的结构：N2的结构式为 N≡N ，氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。

（2）化学性质

N2在 高温、放电 等条件下，N2获得足够的能量，使 N≡N 断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。

①3Mg＋N2点燃=====Mg3N2； ②N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3； ③N2＋O2高温或放电=====2NO。

4、氮的固定：将大气中 游离态 的氮转化为 氮的化合物 的过程。

（1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。

（2）人工固氮：人类通过控制条件，将氮气 氧化 或 还原 为氮的化合物，最重要的人工固氮途径就是 工业合成氨 。

第三节无机非金属元素

一、硅酸盐材料

1、硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和O构成了 硅氧四面体 ，Si在中心，O在 四面体 的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互 连接 。

2、硅酸盐材料

注意： 由原料和玻璃的成分及反应条件“熔融”，可知反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3高温=====Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3高温=====CaSiO3＋CO2↑。

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

一、化学反应与热能

1、实验探究

（1）向Mg与稀盐酸反应的溶液中插入温度计，温度计显示的温度 升高 ，说明该反应为 放热 反应。

（2）将20 g Ba(OH)2·8 H2O晶体粉末与10 g NH4Cl晶体混合放入烧杯中，将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到有 刺激性 气味时用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部感觉 冰凉 ，烧杯与木片间有 结冰 现象，说明该反应为 吸热 反应。

2、放热反应与吸热反应

(1)放热反应： 释放热量 的化学反应，如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。

(2)吸热反应： 吸收热量 的化学反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。

第二节化学反应的速率与限度

一、化学反应速率

1、表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的 减少量 或生成物浓度的 增加量 (均取正值)来表示。

2、表达式：v＝ΔtΔc，单位 mol/(L·min) 或 mol/(L·s) 。

3、化学反应速率的影响因素

（1）浓度：增大反应物浓度，化学反应速率 增大 。

（2）温度：升高温度，化学反应速率 增大 。

（3）压强：对于气体参加的反应，增大压强，气体反应物浓度 增大 ，化学反应速率 增大 。

（4）催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。

（5）其他：反应物状态、固体的 表面积 、溶剂、光照等。

第七章有机化合物

第一节认识有机化合物

一、有机化合物中碳原子的成键特点

1、甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为 CH4 ，电子式为，结构式为。

2、有机物中碳原子的结构及成键特点

（1）有机物中，碳原子可以形成 4 个共价键。

（2）碳原子间成键方式多样

①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键( —C≡C— )。

②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环(且可带支链)。

（3）有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。

注意： 有机物中碳原子成键特点和碳原子间的连接特点决定了有机物种类繁多。

第二节乙烯与有机高分子材料

一、乙烯

1、应用：乙烯是石油化工重要的基本原料，通过一系列反应，乙烯可以合成有机高分子材料、 药物 等。乙烯产量可以用来衡量一个国家 石油化学工业 的发展水平。乙烯还是一种植物 生长调节剂 。

2、物理性质：乙烯为 无 色、稍有 气味 的气体， 难 溶于水，密度比空气的 略小 。熔、沸点分别为－169 ℃、－104 ℃。

第三节乙醇与乙酸

一、乙醇

1、乙醇的物理性质：

乙醇俗称 酒精 ， 无色 、有特殊香味的 液体 ，密度比水的 小 ， 易 挥发，与水以任意比例互溶，是优良的有机溶剂。

第四节基本营养物质

一、糖类：

1、糖类的组成：糖类是由 C、H、O 三种元素组成的一类有机化合物，其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示，也被称为 碳水化合物 。

注意： 糖类不一定均符合通式Cn(H2O)m，如 鼠李糖 的分子式为C6H12O5，但符合Cn(H2O)m的有机物不一定是糖，如 乙酸 分子式可写为C2(H2O)2。

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