氯气:
①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:
氯气的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl
2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl
22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl
22FeCl
3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl
2CuCl
2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H
2+Cl
22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H
2+Cl
22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl
22PCl
3(液态) PCl
3+Cl
2==PCl
5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl
3,烟是PCl
5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl
2+2NaOH==NaCl+NaClO+H
2O 2Cl
2+2Ca(OH)
2==CaCl
2+Ca(ClO)
2+2H
2O
④与某些还原性物质反应:Cl
2+2FeCl
2===2FeCl
3 Cl
2+SO
2+2H
2O==2HCl+H
2SO
4 ⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH
4+Cl
2→CH
3Cl+HCl
CH
3Cl+Cl
2→CH
2Cl
2+HCl
CH
2Cl
2+Cl
2→CHCl
3+HCl
CHCl
3+Cl
2→CCl
4+HCl
Cl
2+CH
2=CH
2→CH
2Cl-CH
2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl
2+H
2O
HCl+HClO
氮元素在自然界中的存在形式:
既有游离态又有化合态。空气中含N278%(体积分数)或75%(质量分数);化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素
氮气的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:纯净的氮气是无色气体,密度比空气略小,氮气在水中的溶解度很小,在常压下101kPa,-195.8℃氮气变成无色液体,-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构:氮分子(N2)的电子式为,结构式为N≡N,由于N2分子中的N≡N键很牢固,所以通常情况下,氮气的化学性质稳定、不活泼。
(2)化学性质:氮分子化合价为0价,既可以升高也可以降低,说明氮气既有氧化性又有还原性。
①N2与H2化合生成NH3:
说明:该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理。
②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应:
③N2与O2化合生成NO:
说明:在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。
氮气的用途:
①合成氨,制硝酸;
②代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;
④保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;
⑤医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;
⑥利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能。