单质与无机化合物.ppt

（1）卤素单质的化学性质 元素 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 原子序数 9 17 35 53 价层电子组态 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 原子共价半径/nm 0.064 0.099 0.121 0.140 第一电离能/eV 17.42282 12.96764 11.81381 10.45126 第一电子亲和能 /eV 3.401189 3.612724 3.363588 3.059037 电负性 3.98 3.16 2.96 2.66 气相分子中的X-X键长/nm 0.14119 0.19878 0.22811 0.26663 第三十张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 卤素单质最突出的化学性质是氧化性，氧化能力依次为 F2Cl2Br2I2。 卤素能与大多数金属和非金属直接化合生成相应的卤化物。 第三十一张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 ①与金属反应 ? F2能与所有金属直接反应生成离子型化合物； ? Cl2能与多数金属直接反应生成相应化合物； ? Br2和I2只能与较活泼的金属直接反应生成相应化合物，与其它金属的反应需在加热情况下进行。 F2与Cu、Ni、Mg作用，表面生成氟化物保护膜，可阻止进一步被氧化，所以F2可储存在Cu、Ni、Mg制成的容器中 干燥的氯不与Fe反应，可将氯储存在铁罐中 第三十二张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 ②与非金属单质反应 ?F2几乎能与（He、Ne、Ar、Kr、O2、N2除外）所有非金属单质直接反应生成相应的共价化合物，而且反应非常激烈，常伴随着燃烧和爆炸； ? Cl2、Br2能与多数非金属直接反应生成相应的共价化合物，但反应比氟平稳得多； ? I2只能与少数非金属直接反应生成共价化合物(如PI3)。 第三十三张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 X2 + H2 → 2HX 减小 X2 + e- → X- 氧化性 F2 Cl2 Br2 I2 与H2反应 卤素 反应条件 反应速率与程度 F2 冷暗处即可 爆炸、放出大量热 Cl2 常温 高温、强光照射 缓慢 爆炸 Br2 648K、紫外照射 不完全 I2 更高高温或催化剂 缓慢、可逆 第三十四张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 ③与水的反应 第一类反应是卤素对水的氧化作用 2X2 + 2H2O → 4 H+ + 4X- + O2↑ 电对 F2/ F- Cl2 / Cl- Br2 / Br- I2/ I- O2/ H2O pH=0 pH=7 pH=14 E?/V 2.866 1.358 1.066 0.5355 1.229 0.816 0.401 F2氧化性最强，只能与水发生第一类反应，且反应激烈 2F2 + 2H2O → 4HF + O2↑ 理论上， Cl2 、Br2 都可以与H2O作用，但Cl2须在光照下缓慢与水反应放出O2；Br2与水作用放出O2的反应非常缓慢，而当溴化氢浓度高时，HBr会与O2作用而析出Br2；碘非但不能置换水中的氧，而O2却可将HI氧化，析出I2 第三十五张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 平衡常数 Cl2、 Br2、 I2 4.2X10-4 7.2X10-9 2.0X10-13 加碱使平衡右移 Cl2、Br2、I2主要发生第二类类反应，反应程度越来越小。 X2 + H2O → H+ + X- + HXO 第二类反应：歧化水解 第三十六张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 Cl2、Br2、I2在碱性溶液中发生歧化反应其反应产物与温度有关。 卤素 反应条件 反应产物 Cl2 常温 加热 Cl? + HClO? Cl? + HClO3? Br2 低温 常温 Br? + HBrO? Br? + HBrO3? I2 低温 I? + HIO3? 第三十七张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 ④卤素单质与卤离子的反应 氧化性顺序为：F2 Cl2 Br2I2； 还原性顺序为：I－Br－Cl－F－ X2/X－ F2/F－ Cl2/Cl－ Br2/Br－ I2/I－ E?(X2/X－)/V +2.866 +1.35827 +1.066 +0.5355 F2能氧化Cl- 、Br-、I-，置换出Cl2、Br2 、I2；Cl2能置换出Br2 和I2；而Br2只能置换出I2 第三十八张，课件共八十三张，编辑于2022年5月 [1]电解法：电解三份KHF2和 两份无水HF的熔融混合物 2KHF2 2KF + H2 + F2 电解 F2 2X-- 2e- → X2 卤素阴离子的氧化： [2]由K.Christe设计的