高一化学必修二最全知识点总结 第五章 化工生产中的重要非金属元素 一、 硫及其化合物 1. S 物理性质：硫（俗称硫磺）是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。 化学性质：（1）与金属单质（铁或铜）反应生成低价硫化物 Fe+S== FeS Cu+S==CuS 点燃 点燃 （2） 与非金属单质（氢气或氧气）反应 S+O2==SO2 S+H2==H2S（臭鸡蛋味） 用途：做火柴、火药的原料。 2. SO2 物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水（1:40）。 化学性质：（1）SO2是酸性氧化物 SO2+H2O==H2SO3 （可逆反应） SO2+Na2O==Na2SO3 SO2+NaOH==Na2SO3+H2O 高温高压 （2）与氧气反应 催化剂 SO2+O2==SO3 （可逆反应） （3） 二氧化硫与硫化氢反应 SO2+2H2S==3S + 2H2O 漂白性：SO2能漂白纸浆、毛、丝等；能使品红溶液褪色，也能使品红溶液褪色。 特别注意：（1）二氧化硫的漂白性原理是发生了短暂的化合反应，并且时间一长或者加热就会恢复物质原来的颜色。 石蕊试剂变红（石蕊不褪色） 石蕊 （2） 区分氯气和二氧化硫通入石蕊试剂和品红溶液的现象变化。 SO2 品红溶液褪色，加热后品红恢复原来的颜色 溶液变为红色（品红不褪色） 品红 石蕊试剂先变红，后褪色 石蕊 品红 Cl2 品红溶液褪色，加热后品红不会恢复颜色 用途：工业制硫酸；食品添加剂（葡萄酒和干果蜜饯） 3. SO3 物理性质：通常状况下为油状液体 化学性质：SO3是酸性氧化物 SO3+H2O==H2SO4 SO3+Na2O==Na2SO4 SO3+NaOH==Na2SO4+H2O 4. H2SO4 93%的浓硫酸吸收 回收工业废气生产制备硫酸： 燃烧 400-500 硫磺或黄铁矿 空气 SO2 SO3 H2SO4 V2O5 /催化剂 物理性质：略 5. 化学性质：稀H2SO4（酸性） 浓H2SO4： （1）吸水性 吸收水分子（包括气态水、液态水和结晶水） （2）脱水性 以氢氧元素2:1的比率除去（如蔗糖的碳化） （3）强氧化性（与不活泼金属或非金属在加热条件下反应） 2H2SO4+Cu==CuSO4+SO2 +2H2O （H2SO4既表现酸性又表现强氧化性） 2H2SO4+C==CO2 +SO2 +2H2O （H2SO4表现强氧化性） 用途：硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。 6. 硫酸根离子的检验 先滴加稀盐酸酸化，无现象，再滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，则溶液中存在硫酸根离子。 7.不同价态含硫物质的转化。 -2 0 +2 +4 +6 S S S S S 二、 氮及其化合物 1. N2 物理性质：无色无味气体，密度比空气略小。 化学性质：性质稳定（固高能条件下才能固氮） 点燃 （1）氮气与镁反应 Mg+N2==Mg3N2 高温或放电 （2）氮气与氧气反应（高能） N2 +O2===2NO 高温高压 （3）工业合成氨（人工固氮） 催化剂 N2 +3H2===2NH3 用途：炸药、农药、染料的原料；食品的保护气，切割金属时的保护气。 拓展：液氮气化时要吸收大量热量，固液氮通常作为制冷剂。 2. NO 物理性质：一氧化氮是无色的有毒气体，不溶于水，在常温下很容易与氧气结合。 化学性质：（1）与氧气反应 2NO+O2==2NO2 催化剂 （2）汽车尾气的处理(一) 2NO+2CO==N2+2CO2 3. NO2 物理性质：二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化 化学性质：（1）工业制硝酸的原理 3NO2+H2O==2HNO3+NO 催化剂 （2）汽车尾气的处理（二） 2NO2+4CO==N2+4CO2 4. NH3和NH4+(铵盐) 物理性质：氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小。 化学性质：（1）氨与酸反应（注意与可挥发性酸的反应现象） NH3+HCl==NH4Cl（产生白烟） 催化剂 （2）氨的催化氧化（工业制硝酸的第一步） 4NH3+5O2==4NO+6H2O （3）实验室制氨气 2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3 +2H2O 高温高压 （4）工业合成氨 催化剂 N2 +3H2===2NH3 铵根离子的检验 取少量待测液与试管中，滴加氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的石蕊试剂变蓝的气体（或取少量待测液与试管中，滴加氢氧化钠溶液加热，用沾有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，产生大量白烟） 应用：制化肥或硝酸的原料；氨易液化，氨气化时需要吸收大量热，故液氨经常用作制冷剂。 5. HNO3 （浓硝酸和稀硝酸都有强氧化性） 物理性质：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 化学性质：（1）浓硝酸的分解 或光照 4HNO3 ==4NO2 + O2 +2H2O （2）浓硝酸与不活泼金属反应 4HNO3(浓)+Cu==Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O （3）稀硝酸与不活泼金属反应 8HNO3(稀)+3Cu==3Cu(NO3)2+2NO +4H2O （4）浓硝酸（或浓硫酸）在常温下与金属铝或铁发生钝化现象。 用途：制化肥、炸药和化工的原料 酸雨：PH<5.6的降水，主要来源是化石燃料的燃烧。 三、 硅及其化合物（拓展、新教材已经删减大部分，但建议理科生掌握） 1. Si 物理性质：黑色晶体（自然界中不存在游离态的硅单质） 化学性质：（1）与氢氟酸反应（与其他酸都不反应） Si+4HF==SiF4 +2H2 （2）与强碱反应 Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 应用：良好的半导体材料，应用于太阳能电池和计算机芯片。 2. SiO2 物理性质：不溶于水也不和水反应。 化学性质：（1）酸性氧化物 SiO2+Na2O==Na2SiO3 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O （2）与氢氟酸反应（雕刻玻璃的原理）（不与其他酸反应） SiO2+4HF==SiF4 +5H2O 高温 （4）高温下与碳酸钙反应 SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2 应用：良好的材料，是水晶，玛瑙，石英，光导纤维的主要成分。 3. H2SiO3 物理性质：白色絮状沉淀，不溶于水。 4. 化学性质：（1）弱酸性，比碳酸酸性还弱（制备H2SiO4） Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3 （2）与碱性氧化物（或碱）反应 H2SiO3+Na2O==Na2SiO3+H2O H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O （3）受热分解 H2SiO3==SiO2+2H2O 注意：不能用二氧化硅与水反应直接制得硅酸。 应用：常用作干燥剂。 5. SiO42-（硅酸钠为例） 物理性质：硅酸盐材料具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点 结构：硅氧四面体结构。 应用：常用作防火涂料；三大硅酸盐材料（玻璃、陶瓷、水泥）的主要成分。 四、 无机非金属材料 1 .传统无机非金属材料：玻璃、陶瓷、水泥 玻璃：纯碱、石灰石、石英砂为原料。 陶瓷：以黏土为主要原料高温烧结而成的 水泥：普通水泥以黏土和石灰石为主要原料。 2.新型无机非金属材料：硅和二氧化硅、新型陶瓷（碳化硅、氮化硅）、碳纳米材料（富勒烯、石墨烯、碳纳米管） 第五章 化学反应与能量 一、 化学反应与能量变化 1. 化学反应与热能 （1）化学反应往往伴随着能量的变化，化学反应过程中能量变化的主要原因：化学键的断裂与形成。 （2）化学键角度看：反应物断键要吸热，生成物成键要放热。（键能越大物质越稳定，反之键能越小越不稳定） （3）物质自身具有的能量角度：反应物总能量大于生成物总能量要放热，反应物能量小于生成物总能量要吸热。（物质自身具有的能量越高越不稳定，反之物质能量越低越稳定） （4）物质稳定与自身具有的能量和化学键的关系：物质键能越大，破坏化学键所需能量就越高，物质越稳定，则物质自身具有的能量就越低；反之物质键能越小，破坏化学键所需能量就越低，物质越不稳定，则物质自身具有的能量就越高） （5）常见的吸热反应： 高温 ①二氧化碳与碳的反应 CO2+C== 2CO ②铵盐的反应 2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3 +2H2O ③大多数分解反应 NH4Cl==NH3+HCl （6）常见的放热反应： ①所有的燃烧反应 ②酸碱中和反应 NaOH+HCl==NaCl+H2O ③活泼金属与酸或碱的反应（酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应也是放热反应） 2Na+2H2O==2NaOH+H2 高温 ❹大多数化合反应 CaO+CO2==CaCO3 注：强酸强碱的稀释都是放热的过程（但不是放热反应） 2. 化学反应与电能（原电池） （1） 构成原电池的条件 活泼性不同的两个电机、电解质溶液、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 （2） 能量转化形式 化学能转化为电能 （3） 发生的反应 氧化还原反应 负极（失电子）发生氧化反应；正极（得电子）发生还原反应。 （4） 电子、电流、离子移动的方向（记住电子不入水、离子不上岸） 电子：负极经导线流向正极 电流：正极流向负极 离子：阴离子移向负极；阳离子移向正极。 （5） 原电池正负极的判断 已知电极反应式： 失电子的作负极（负失）