2023年高考化学非金属知识规律1分析及教学建议.docx

高考化学专题“非金属知识规律〔1〕〞分析及教学建议 ●高考趋势展望 本专题包括硫、氮、磷、碳、硅等非金属及其化合物知识内容。其高考的热点是： 1.硫及其化合物间的相互转化关系，硫化氢的强复原性，二氧化硫的氧化性和复原性，浓硫酸的性质及应用，SO、SO2的检验，硫化氢和二氧化硫气体的制取和收集。 2.氮气分子结构与其稳定性，氨气、铵根离子的检验与鉴别，氮的氧化物的性质应用，浓硝酸的强氧化性，白磷的分子结构，磷酸与碱反响产物的判定。 3.碳、一氧化碳的复原性，二氧化碳气体制取与检验，二氧化碳与碱(NaOH)、二氧化硅与碳等反响产物确实定，金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质。 硫、氮、磷、碳、硅等元素知识是非金属元素的命题热点之一，该类试题常以元素及其化合物知识为载体，与化学根本概念、根本理论、化学实验及化学计算密切结合。今后命题的热点是以氧化复原反响为知识内容，以化工生产或环境保护为背景，综合考查物质的性质以及与此相关的理论、实验和计算。二氧化碳作为与生物学相互联系的重要物质(二氧化碳是植物光合作用的反响物，是动物新陈代谢的产物)，在今后的综合测试中应引起重视。 ●主干知识整合 (1)相互转化关系 (2)重要反响规律的应用 硫和硫的化合物及不同价态的含硫物质是通过氧化复原规律联系在一起的。 低价态的硫元素通过氧化反响，可以变为较高价态的硫元素，高价态的硫元素通过复原反响，可以转变为较低价态的硫元素。要能熟练写出H2S、S、SO2、H2SO4等含硫物质相互转变的化学方程式。 相同价态的含硫化合物间，是通过酸碱反响规律联系在一起的： 把上述含硫物质的氧化复原反响规律和酸碱反响规律结合在一起，便可从纵、横两个方面提示出硫及其化合物中的相互联系，形成科学的知识网络。 (1)相互转化关系 (2)分析理解元素化合物性质的方法。从分析N2、NH3的分子结构入手，掌握N2的稳定性、NH3在水溶液中的溶解性；从分析N、P在周期表的位置入手，掌握NH3、PH3的性质差异，HNO3和H3PO4的酸性、氧化性差异。从分析NH3、N2、NO、NO2、HNO3中氮元素的不同价态和有关反响入手，总结氧化复原反响的根本规律。氮、磷由于含多种价态，因此其化合物性质多是氧化性复原性。解题首先要从元素的价态变化与氧化性复原性的规律入手，然后再由得失电子守恒来列式求解。 (1)相互转化关系 (2)从比照分析硅单质晶体与金刚石、二氧化硅与二氧化碳的晶体结构入手，掌握它们物理性质与化学性质的差异的根本原因。从分析硅及其化合物入手，ⅣA族与ⅤA、ⅥA、ⅦA族非金属元素比拟，其特殊性为： ①单质以复原性为主，表现为难与H2生成气态氢化物，制取单质通常用复原法，如用C复原SiO2制单质硅； ②难于形成离子，表现为与其他元素化合时，形成共价键，而不能形成离子键，特别是单个原子不能形成离子； ③固态氢化物极难溶于水，且不显示酸性，复原性均较强，易燃烧，如SiH4在空气中可自燃。 思考讨论 元素化合物知识的核心是其化学性质及应用，应该如何来分析理解物质的化学性质？ 答：(1)物质的结构决定物质的化学性质。元素的原子结构(原子的核外电子层排布)决定元素的金属性或非金属性；构成物质的分子中化学键的强弱决定物质分子的稳定性等。 (2)由物质的属类(酸、碱、盐、氧化物、氢化物、单质类别)来理解物质的有关性质，使之系统化、条理化。 (3)根据元素的价态变化规律分析物质的氧化性或复原性。如硫元素有四种价态(、、、)，它们之间可以互相转化，在转化中，－2价硫是最低价态，不可能再得电子，只具有复原性；+6价硫是硫的最高价态，只具有氧化性；0价和+4价硫既有复原性，又有氧化性。 (4)注意许多物质具有特殊的化学性质。如二氧化硫具有漂白性，浓硫酸具有吸水性和脱水性，碘遇淀粉变蓝色等。 ●精典题例导引 【例1】以下关于浓硫酸的表达正确的选项是 A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 C.浓硫酸是一种枯燥剂，能够枯燥氨气、氢气等气体 D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 解析：此题主要考查浓H2SO4的特性。浓H2SO4表现吸水性的前提是物质中含有水分子，利用此性质可枯燥除氨气、复原性气体外的气体；而表现脱水性时，一般物质中无水分子，但含氢、氧两元素，将H、O原子按2∶1的物质的量比脱出，故A、C皆不正确；浓H2SO4具有强氧化性，在加热时可与金属和非金属反响，但在常温下不与Cu反响却能使铁、铝等钝化，故B不正确。此题答案为D。 答案：D 【例2】同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反响后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，那么以下关系正确的选项是 A.V1＞V2＞V3 B.V1＞V3＞V2 C.V2＞V3＞V1 D.V3＞V1＞V2 解析：①NO不与H2O反响，设原有NO、NO2各3体积，那么由反响3NO2+H2O====2HNO3+NO知，3体积的NO2与H2O反响后，变为1体积的NO，此时剩余NO的总体积与原来气体的体积比为4∶6。②由反响4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知等体积的NO2与O2混合溶于水时O2过量，假设二者皆为4体积，那么剩余3体积氧气，与原来总体积的比为3∶8。③N2不与水反响，NH3与H2O完全反响，气体剩余体积为原来的一半。显然有V1＞V3＞V2。 答案：B 深化拓展 根据气体中氮原子、氧原子守恒关系分析讨论：将NO2、NO的混合气体与O2同时通入水中，恰好完全溶解时应满足怎样的比例关系？ 答：将NO2、NO的混合气体与O2同时通入水中，发生的总反响是：4NO2+O2+2H2O====4HNO3，4NO+3O2+2H2O====4HNO3。由此分析可知，恰好完全反响时，三种气体中n(N)∶n(O)=2∶5。 【例3】近期美国化学会志报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为复原剂，在470℃、80 MPa下合成出金刚石，具有深远意义。以下说法不正确的选项是 解析：判断过程属于物理变化还是化学变化的关键是看是否产生新的物质。由CO2合成金刚石产生新物质，属于化学变化，A正确。金刚石是C元素的一种同素异形体，B不正确。Na在反响中一定失去电子生成Na+，考虑到反响物中有CO2，产生Na2CO3是一种合理的推理，C正确。金刚石是C原子通过非极性共价键形成的原子晶体，D正确。 答案：B 【例4】以以下图中，A是一种无色液体，G是极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反响⑤是工业制X的主要反响之一。 请按要求填空： (1)写出以下物质的化学式：A：________，E：________，F：________，Y：________。 (2)反响⑤的化学方程式为_________________________________________________。 (3)1 mol B通过反响②得到1 mol F,B中F的质量分数为72%，那么B的化学式为______。 电解 解析：(1)由G为极易溶于水的碱性气体，那么G为NH3；又D+E NH3，A(无色液体) D+C，那么D为H2(因电解液体时不可能得到N2)，E为氮气；又C+NH3 A+J，那么 C为O2，A为H2O，J为NO；因为Y为胃酸的主要成分，那么Y为HCl；又I+HCl X+K(不溶于稀HNO3的白色沉淀)，那么K为AgCl，X为酸且物质I中含Ag+；又由反响⑤：4NH3+5O2 催化剂 加热 ak ======== 4NO+6H2O是制备X的主要反响之一，所以X为HNO3；而H2O+H NO+HNO3， 那么H为NO2；又F+HNO3 H2O+NO2+I(含Ag+),所以I为AgNO3,F为Ag。 (3)因B N2+Ag，故B中只含N和Ag两种元素，根据题意设B的化学式为AgNn,那么有1∶n=∶，n=3,B的化学式为AgN3。 答案：(1)H2O N2 Ag HCl 催化剂 △ ak ======= (2)4NH3+5O2 4NO+6H2O (3)AgN3 【例5】A、B、C是中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质，三种化合物和单质之间存在如下关系： (1)在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是_______________________。(用A、B、C字母填写) (2)单质乙必定是________________________________(填“金属〞或“非金属〞)，其理由是_____________________________________________。 (3)单质乙的化学式可能是_____________________________，那么化合物B的化学式是______________________________。 解析：据题意①甲+乙 A(含甲、乙)，②甲+B A(含甲、乙)+C，从①②可看出，B中一定含有乙。③A(含甲、乙)+B(含乙) 乙+C，从③式分析，A、B中化合态的乙元素反响后变为游离态的乙，A、B中的乙元素的价态必分别处于正价和负价，反响时发生电子转移生成单质，而金属元素无负化合价，所以可以推断出乙必定是非金属元素。 处于正、负价态的非金属元素的化合物相互反响生成单质的例子是很多的，如：2H2S+SO2====3S↓+2H2O，6NOx+4xNH3====(3+2x)N2+6xH2O等。所以，乙可能是S或N等，化合物B是它们的氢化物H2S或NH3。 上述反响①为O2+S====SO2(或N2+O2====2NO)；反响②为2H2S+3O2====2SO2+2H2O(或4NH3+5O2====4NO+6H2O)；反响③为2H2S+SO2====3S↓+2H2O(或6NO+4NH3====5N2+6H2O)。上述反响的反响条件均已略去。 答案：(1)A、B (2)非金属 因为A、B中均含乙元素，并有如下反响：A+B 乙+C，且乙为单质，可知乙元素在A、B中分别呈正、负价，由于金属元素无负化合价，所以乙必是非金属。(3)S(或N2)(或NH3)。 特别提示 一位参加阅卷的老师的指点：此题考查的知识规律是：含同种元素的化合物间发生反响生成单质，这两种化合物中，该元素的化合价一定分别处于正价和负价；金属元素无负化合价。题目要求从题中图示的物质的关系中，运用上述根本规律，考查考生知识的调用和迁移应用能力。考生的失分不在于根底知识的匮乏，也不在于解决问题的能力弱，而在于知识的储存和调用上。此题并非难题，但得分率不高，尤其是问题(2)的得分率相当低，说明不少考生平时不注意根本素材的积累和运用，在金属元素无负化合价这个大家的“共识〞面前，居然“好似不相识〞。这不能不引起我们的警觉。 ●能力提升训练 1.关于非金属元素N、O、C、P的表达中正确的选项是 C.原子半径大小比拟为P＞C＞N＞O 解析：N2、O2、O3、P4为分子晶体，而金刚石为原子晶体，故A不正确；在形成的气态氢化物中，NH3、H2O可形成氢键而CH4、PH3不能形成氢键，B不正确；C、N、O三种元素为同周期，从左到右原子半径逐渐减小，即：C＞N＞O，而P在C、N、O三元素的下一周期，N、P同主族，由于同主族相邻周期间的半径变化大于同周期相邻主族的半径变化，故C正确；N、C、P有多种价态，故可形成多种氧化物，D不正确。 答案：C 2