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（20分）A物質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室一種無色有毒的揮發(fā)性液體，由X、Y兩種短周期元素組成。A在空氣中極易著火生成B氣體和C氣體；A不溶于水，但加熱到423K可以和水反應(yīng)，生成B氣體和D氣體，D只含兩種元素，其中一種是Y。在交流放電的情況下，分解生成E氣體、F固體兩種物質(zhì)，E物質(zhì)和B化學(xué)式量幾乎相等，含Y元素約72.7%；F是環(huán)狀單質(zhì)分子，具有冠狀結(jié)構(gòu)，易溶于A，F(xiàn)的式量約是C的4倍。E可在液氮條件下與HBr于77K生成含雙鍵結(jié)構(gòu)的物質(zhì)G，冷卻至室溫可得G的環(huán)狀三聚體H。

6-1  寫出A、B、C、D、E、F、G、H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

6-2  用X射線衍射法測(cè)得F的晶體為正交晶系，晶胞參數(shù)a＝1048pm，b＝1292pm，c＝2455pm。已知該物質(zhì)的密度為2.07g?cm^－3。計(jì)算每個(gè)晶胞中F分子的數(shù)目。

6-3  自發(fā)現(xiàn)富勒烯以來，其神奇的結(jié)構(gòu)和性能引起了人們對(duì)碳原子團(tuán)簇廣泛和深入的研究。除了碳原子團(tuán)簇之外，其它元素的原子團(tuán)簇是否也具有類似碳原子團(tuán)簇的奇異的特性，這是個(gè)十分有趣的研究課題。F物質(zhì)有很多同分異構(gòu)體，在實(shí)驗(yàn)手段受到各種條件的限制時(shí)，理論研究是一種重要的補(bǔ)充。廈門大學(xué)化學(xué)系對(duì)F物質(zhì)的原子團(tuán)簇進(jìn)行了理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)除了冠狀結(jié)構(gòu)外還有多種結(jié)構(gòu)。其中一種X具有2次對(duì)稱軸，以及兩個(gè)包含對(duì)稱軸的對(duì)稱面，一配位和三配位原子數(shù)目相等；另外一種Y是一種椅式結(jié)構(gòu)原子團(tuán)簇增加2個(gè)原子形成，也具有二次對(duì)稱軸，對(duì)稱面和對(duì)稱軸垂直。請(qǐng)畫出這兩種結(jié)構(gòu)的原子團(tuán)簇。

6-4  五氟化砷AsF₅（2.93g）和上述物質(zhì)F（0.37g）用四氮化四硫S₄N₄（0.53g）在液態(tài)SO₂溶劑中發(fā)生完全的反應(yīng)，溶劑和揮發(fā)性產(chǎn)物被泵抽出后得黃色固體殘留物L(fēng)（3.08g），分析J知其含有：As 28.04%，F(xiàn) 42.70%，N 5.25%，經(jīng)分析L是離子化合物，陰離子為正八面體結(jié)構(gòu)，陽離子為兩種元素組成，結(jié)構(gòu)是直線形。固體L（0.48g）溶于液態(tài)二氧化硫，和疊氮化銫Cs^＋N₃^－（0.31g）完全反應(yīng)，收集應(yīng)釋放出得氮?dú)庥?6.5kPa、298K為67.1cm³。反應(yīng)混合物過濾得難溶藍(lán)黑色纖維狀固體J（0.16g）。分析J知其含有2種元素，其中含N 30.3%。紅外光譜、X射線粉末衍射結(jié)果表明抽出SO₂后殘留物是六氟砷（V）酸銫。

（1）L的實(shí)驗(yàn)式是什么？

（2）提出L的結(jié)構(gòu)式；

（3）寫出配平的生成L的方程式；

（4）1mol L發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量；

（5）J的化學(xué)式；

（6）寫出n mol L生成J的普遍離子方程式。

 非金屬知識(shí)規(guī)律總結(jié)

【高考導(dǎo)航】

一、非金屬元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、除H外，非金屬元素均在“階梯線”的右上方。共有16種非金屬元素，其中包括稀有氣體元素6種。

2、非金屬元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金屬元素一般都有變價(jià)。

3、最外層電子數(shù)一般≥4(H、B除外)。

4、原子半徑比同周期金屬半徑小(稀有元素除外)。

二、非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)

    元素非金屬性的本質(zhì)是元素的原子吸引電子的能力。試題常通過以下幾個(gè)方面來比較元素的非金屬性：

1、單質(zhì)跟H₂化合難易程度（反應(yīng)條件，劇烈程度，反應(yīng)熱的大小，生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性）。

2、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性。

3、化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)，如BrCl中，Cl為-1價(jià)，Br為+1價(jià)，說明非金屬性Cl＞Br。

4、通過氧化還原反應(yīng)確定非金屬單質(zhì)的氧化能力，進(jìn)而比較非金屬性。

    需要指出的是，非金屬單質(zhì)的活動(dòng)性與非金屬元素的活動(dòng)性，有密切的聯(lián)系，但不是一回事。例如氮元素的非金屬性相當(dāng)強(qiáng)，可是它的單質(zhì)N₂化學(xué)性質(zhì)卻不很活潑。單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不僅取決于原子結(jié)構(gòu)，而且取決于分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。

三、非金屬元素的性質(zhì)及遞變規(guī)律

1、單質(zhì):

(1)結(jié)構(gòu):除稀有氣體外，非金屬原子間以共價(jià)鍵結(jié)合。非金屬單質(zhì)的成鍵有明顯的規(guī)律性。若它處在第N族，每個(gè)原子可提供8－N個(gè)價(jià)電子去和8－N個(gè)同種原子形成8－N個(gè)共價(jià)單鍵，可簡(jiǎn)稱8－N規(guī)則；(H遵循2－N規(guī)則)。如ⅦA族單質(zhì):x－x；H的共價(jià)數(shù)為1，H－H，第ⅥA族的S、Se、Te共價(jià)單鍵數(shù)為8－6＝2,第ⅤA族的P、As共價(jià)單鍵數(shù)8－5＝3。但第二周期的非金屬單質(zhì)中N₂、O₂形成多鍵。

(2)熔沸點(diǎn)與聚集態(tài)。它們可以分為三類：

①小分子物質(zhì)。如:H₂、O₂、N₂、Cl₂等，通常為氣體，固體為分子晶體。

②多原子分子物質(zhì)。如P₄、S₈、As₄等，通常為液態(tài)或固態(tài)。均為分子晶體，但熔、沸點(diǎn)因范德華力較大而比①高，Br₂、I₂也屬此類，一般易揮發(fā)或升華。

③原子晶體類單質(zhì)。如金剛石、晶體硅和硼等，是非金屬單質(zhì)中高熔點(diǎn)“三角區(qū)”，通常為難揮發(fā)的固體。

(3)導(dǎo)電性:非金屬一般屬于非導(dǎo)體，金屬是良導(dǎo)體，而鍺、硅、砷、硒等屬于半導(dǎo)體。但半導(dǎo)體與導(dǎo)體不同之處是導(dǎo)電率隨溫度升高而增大。

(4)化學(xué)活性及反應(yīng):

    ③非金屬一般為成酸元素，難以與稀酸反應(yīng)。 固體非金屬能被氧化性酸氧化。

2、氫化物：

(1)氣態(tài)氫化物性質(zhì)比較

(2)由于氫鍵的存在，使得第ⅤA、ⅥA、ⅦA氫化物的熔沸點(diǎn)出現(xiàn)了反常。第ⅤA中：SbH₃＞NH₃＞AsH₃＞PH₃；第ⅥA中： H₂O＞H₂Te＞H₂Se＞H₂S；第ⅦA中HF＞HI＞HBr＞HCl。

(3)氣態(tài)氫化物水溶液的酸堿性及與水作用的情況。①HCl、HBr、HI溶于水成酸且都是強(qiáng)酸。②HF、H₂S、H₂Se、H₂Te溶于水成酸且都是弱酸。③NH₃溶于水成堿，氨水是弱堿。④PH₃、AsH₃、CH₄與水不反應(yīng)。⑤SiH₄、B₂H₆與水作用時(shí)分解并放出H₂。

3、非金屬氧化物的通性：

(1)許多非金屬低價(jià)氧化物有毒，如SO₂、NO、NO₂、CO等，注意不能隨便排放于大氣中。

(2)非金屬氧化物（除SiO₂外)大都是分子晶體，熔沸點(diǎn)相差不大。

(3)非金屬氧化物大都為酸酐，相應(yīng)的酸易溶于水，則氧化物易與水化合，反之水化反應(yīng)難以進(jìn)行。

(4)不成鹽氧化物（如CO、NO）不溶于水，也不與堿反應(yīng)。雖然NO₂能與堿反應(yīng)生成鹽，但NO₂不屬于酸酐。

4、含氧酸

(1)同周期非金屬元素最高價(jià)含氧酸從左到右酸性增強(qiáng)。

(2)氧化性:同種元素低價(jià)強(qiáng)于高價(jià)含氧酸.

如:HClO＞HClO₃＞HClO₄(稀)

   H₂SO₃＞H₂SO₄(稀)

   HNO₂＞HNO₃(稀)

(3)對(duì)于同種非金屬形成的不同含氧酸，價(jià)態(tài)越高，酸性越強(qiáng)。其順序如：HClO₄＞HClO₃＞HClO₂＞HClO，H₂SO₄＞H₂SO₃。

(4)難揮發(fā)的H₂SO₄、H₃PO₄受熱難分解；強(qiáng)氧化性的HNO₃、HNO₂、HClO見光或受熱易分解；非氧化性的H₂CO₃、H₂SO₃易分解。強(qiáng)酸可制弱酸，難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸。

(5)常見含氧酸的一般性質(zhì)：

①H₂SO₄：無色粘稠的油狀液體，強(qiáng)酸，沸點(diǎn)高，不揮發(fā)，穩(wěn)定。濃硫酸有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性。

②H₂SO₃：僅存在于溶液中，中強(qiáng)酸，不穩(wěn)定。

③HClO₄：在水溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，最強(qiáng)無機(jī)酸，有強(qiáng)氧化性。

④HClO：僅存在于溶液中，是一種弱酸，有強(qiáng)氧化性和漂白性，極不穩(wěn)定，遇光分解。⑤HNO₃：無色液體，強(qiáng)酸，沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解，有強(qiáng)氧化性。

⑥H₃PO₄：無色晶體，中強(qiáng)酸，難揮發(fā)，有吸水性，穩(wěn)定，屬于非氧化性酸。

⑦H₂CO₃：僅存在于溶液中，弱酸，不穩(wěn)定。

⑧H₂SiO₃：白色固體，不溶于水，弱酸，不揮發(fā)，加熱時(shí)可分解。

⑨常見酸的酸性強(qiáng)弱。強(qiáng)酸：HCl、HNO₃、H₂SO₄；中強(qiáng)酸：H₂SO₃＞H₃PO₄(H₃PO₄中強(qiáng)偏弱）；弱酸：HF＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞H₂S＞HClO＞H₂SiO₃。

四、11種無機(jī)化學(xué)氣體的制取和性質(zhì)(O₂、H₂、Cl₂、CO、NO、SO₂、NO₂、CO₂、H₂S、HCl、NH₃)。

(1)利用氧化還原反應(yīng)原理制取的氣體有：O₂、H₂、Cl₂、NO、NO₂等。

(2)利用復(fù)分解制取的氣體有：SO₂、CO₂、H₂S、HCl、NH₃等。

(3)可用啟普發(fā)生器制取的氣體有：H₂、CO₂、H₂S等。

(4)只能用排氣法收集的是：Cl₂、SO₂、NO₂、CO₂、H₂S、HCl、NH₃等。只能用排水法收集的氣體是：NO、CO。

(5)使紅色石蕊變藍(lán)的氣體是NH₃；使石灰水變渾濁的氣體是SO₂和CO₂；使品紅溶液褪色的氣體是SO₂和Cl₂；使高錳酸鉀溶液和溴水褪色的氣體有H₂S和SO₂。

(6)臭雞蛋氣味的氣體是H₂S；刺激性氣味的氣體有：Cl₂、SO₂、NO₂、HCl、NH₃等；毒性氣體有：Cl₂、CO、NO、SO₂、NO₂、H₂S等。

(7)能在空氣中燃燒的氣體：H₂S、CO、H₂等