第十五章20氧族元素
《氧族元素》课件
硫单质
总结词
化学性质不活泼，常温下稳定，加热 易燃烧
详细描述
硫单质包括硫磺和硫化物，它们在常 温下比较稳定，加热时易燃烧，发出 蓝紫色火焰。硫单质在自然界中广泛 存在，是重要的化工原料，可用于生 产硫酸、染料、橡胶等。
硒单质
总结词
化学性质与硫相似，有毒性
详细描述
硒单质包括硒粉、硒化物等，其化学性质与硫相似，在常温下比较稳定，加热时易燃烧。硒单质有毒性，对人和 动物有害，但也是一种重要的微量元素，对生物体具有保护作用。
麻醉剂
氧族元素中的一些化合物具有麻醉 作用，如氧化亚氮、氟代烃等，可 用于手术麻醉和牙科治疗。
在环保领域的应用
大气污染治理
氧族元素中的一些化合物可用于 大气污染治理，如二氧化硫、三 氧化硫等可用于脱硫脱硝处理， 减少燃煤烟气中的硫化物和氮氧
化物含量。
水处理
氧族元素中的一些化合物可用于 水处理，如臭氧、二氧化氯等可 用于消毒和杀菌，三氯化铁等可 用于混凝沉淀，去除水中的悬浮
催化剂பைடு நூலகம்
氧族元素在工业催化领域也有广泛应 用，如二氧化硫、三氧化硫等可用于 石油裂化催化剂，三氧化二砷可用于 合成氨催化剂等。
在农业上的应用
01
02
03
肥料
氧族元素中的磷是植物生 长必需的元素之一，磷肥 的施用能够提高农作物的 产量和品质。
杀虫剂
氧族元素中的硫和硒等具 有杀虫作用，可用于防治 农作物病虫害，如硫磺粉 、亚砷酸等。
硫化物合成
硫化物性质
具有不同的化学性质，如离子型硫化物、共 价型硫化物和配位型硫化物等。
可以通过热分解、硫化还原反应等方法合成 。
02
01
硫化物应用
《氧族元素,环境保护》课件 人教版
（2）实验中观察到装置①中A瓶的溶液褪 色，C瓶的溶液不褪色，
A瓶溶液的作用是__检_验__S_O_2的__存__在____， B瓶溶液的作用是____吸_收__S_O_2_______， C瓶溶液的作用是__检__验__SO_2_是__否_除__尽___。
例二 如何鉴别SO2和CO2？ 分析： (1)物理法: 闻气味
②化学性质：非金属性渐弱、金属性渐强
单质与氢气化合_渐__难_
氢化物的稳定性_渐__弱_ 最高价氧化物对应水化物的酸性渐__弱__
ⅣA ⅥA ⅦA
C OF Si S Cl
Ge Se Br Sn Te I Pb Po At
同一周期，非金属性： 氧族元素<卤族元素
（二）氧化还原反应的应用
-2
+4
5、汽车尾气污染：CO、NO、含铅废物对 大气造成的污染 6、居室污染：甲醛、油烟等有害气体和氡等 放射性的污染
7、水体污染：农药、化肥的滥用，使用含磷 洗衣粉的大量生活污水的排放（赤潮、水华）
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基
氧族元素
氧族元素氧族元素(VIA)元素名称：氧硫硒碲 (钋)元素符号：O S Se Te (Po)核电荷数：8 16 34 52 (84)原子结构示意图：［引导］据氧族元素所处周期表中的位置及族元素的特点，推测其原子结构的相同点和不同点。
［师］氧族元素原子结构有何相同与不同点?［生］相同点：原子最外层都有6个电子。
不同点：①核电荷数不同；②电子层数不同；③原子半径不同。
［追问］从O→Te，原子结构有何递变规律呢?［生］从O→Te，核电荷数依次增加，电子层数依次增多，原子半径依次增大。
［转引］据氧族元素原子结构特点和递变规律，再运用元素周期律理论来推测氧族元素的性质及变化。
［师］元素的化学性质主要决定于原子结构的哪些方面?［生］最外层电子数和原子半径。
［追问］最外层电子数和原子半径如何决定元素的化学性质?［生］最外层电子数越多，越易得电子，表现非金属性；若原子半径越小，得电子能力越强，非金属性越强。
相反，最外层电子数越少，越易失电子，表现金属性；若原子半径越大，失电子能力越强，金属性越强。
［师］从氧族元素原子结构入手，请大家对其化学性质的相似相异性进行大胆的推测。
［生］相似：原子最外层都有6个电子；易得2个电子；表现非金属性。
相异(递变)：从O→Te，随核电荷数的增加，电子层数的增多，原子半径依次增大，使原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子得电子能力依次减弱，失电子能力依次增强，因此，元素非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。
［板书总结］一、氧族元素原子结构与元素性质递变的关系［投影］［承转］以上我们的理论推测是否正确，请大家翻阅课本图6—1和表6—1相关的内容和数据。
［讨论］分组进行1.氧族元素原子的核电荷数、电子层数及原子半径等是如何变化的?2.各元素单质的熔点、沸点、密度等物理性质是如何变化的?3.从氢化物的稳定性来分析各元素的非金属性是怎样变化的?［分析］氧族元素在原子结构上的相同点，决定了氧族元素在性质上的相似性。
第十五章氧族元素
相同氧化态的同族元素的氧化物从上到下碱性依次增强：
同一元素能形成几种氧化态的氧化物，其酸性随氧化数的升高而增强
As4O6 两性 As2O5 酸性
PbO 碱性 PbO2 两性
氧化物的酸碱性因变价而发生递变在d过渡元素中更为常见，如CrO（碱性）， Cr2O3（两性），CrO3（酸性）。稀土元素随原子序数的增大，碱性减弱。
脱色剂，饮水消毒剂。雷雨后，放电产生的微量臭氧，消 毒杀菌，刺激中枢神经，加速血液循环（<1mg/L)
15-2-2氧化物
酸碱性：大多数非金属和某些高氧化态的金属氧化物显酸性；大多数金 属氧化物显碱性；部分金属氧化物（Al2O3、ZnO、 Cr2O3、Ga2O3等） 和少数非金属氧化物（As4O6、Sb4O6、TeO2）显两性；也有中性（NO、 CO）。
臭氧的制备 无声放电：
臭氧含量越3%-10%，利用沸点差异分级液化获得纯净臭氧
臭氧分子结构
臭氧的分解：室温下分解缓慢，紫外辐射、催化剂（MnO2、 PbO2和铂黑可促进分解）
2O3=3O2；rH=-284kJ•mol-1 rG=-326kJ•mol-1
放热反应
臭氧的强氧化性（比氧气强）：
CN-+O3OCN-+O2 2NO2+O3 N2O5+O2 PbS+4O3 PbSO4+O2 2Co2++O3+2H+ 2Co3++O2+H2O 臭氧的碘量法测定：O3+2I-+H2O O2+I2+2OH应用：工业废水处理（对有机物的强氧化性），污水净水剂，
氧气反应活性很高，室温或加热条件下可剧烈氧化除W、Pt、Au、Ag、 Hg和稀有气体外的其它元素。如遇活泼金属还可以形成过氧化物。
第十五章 氧族元素
第十五章 氧族元素15-4 比较O 3 和O 2 的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。
15-5少量Mn 2+ 可以催化分解H 2O 2 其反应机理届时如下：H 2O 2 能氧化Mn 2+ 为MnO 2 ，后者又能使H 2O 2 氧化，试从电极电势说明上述解释是否合理，并写出离子反应方程式。
15-6写出 H 2O 2 与下列化合物的反应方程式，K 2S 2O 8﹑Ag 2O ﹑O 3﹑Cr(OH)3 在NaOH 中﹑Na 2CO 3（低温）。
15-9（1）纯H 2SO4是共价化合物，却有较高的沸点（657K ），为什么？15-11 完成下面反应方程式并解释在反应（1）过程中，为什么出现由白到黑的颜色变化？（1）Ag + + S 2O 32-(少量) → （2）Ag + + S 2O 32-(过量) →15-12硫代硫酸钠在药剂中常用做解毒剂，可解卤素单质﹑重金属离子及氰化物中毒。
请说明能解毒的原因，写出有关的反应方程式。
15-14电解硫酸或硫酸氢氨制备过二硫酸时，虽然Φθ(O 2/H 2O)(1.23V) 小于Φθ(S 2O 82-/SO 4)(2.05V) ，为什么在阳极不是H 2O 放电，而是HSO 4- 或 SO 4- 放电？ 15-15在酸性的KIO 3 溶液中加入Na 2S 2O 3 ，有什么反应发生？15-16写出下列各题的生成物并配平。
（1）Na 2O 2 与过量冷水反应；（2）在Na 2O 2固体上滴加几滴热水；（3）在Na 2CO 3 溶解中通入SO 2 至溶液的PH=5左右；（4） H 2S 通入 FeCl 3溶液中；（5） Cr 2S 3 加水；（6）用盐酸酸化多硫化铵溶液；（7）Se 和HNO 3 反应。
15-19画出SOF 2 ﹑SOCl 2 ﹑SOBr 2 的空间构型。
他们的O -S 键键长相同吗？请比较它们的O-S 键键能和键长的大小。
15-20现将硫极其重要化合物间的转化关系列成下表，请试用硫的电势图解释表中某些化学反应的原因。
15章氧族元素--09
过氧化氢
4、H2O2的检验 、
O O
O Cr
O O
在酸性溶液中过氧化氢能使重铬酸盐生成二过氧 合铬的氧化物， 生成的CrO5显 合铬的氧化物，即Cr(O2)2O或CrO5，生成的 或 蓝色，在乙醚中比较稳定，检验时在乙醚层中显蓝色， 蓝色，在乙醚中比较稳定，检验时在乙醚层中显蓝色， 可以相互检验。 可以相互检验。 4H2O2+H2Cr2O7===2Cr(O2)2O+5H2O 2Cr(O2)2O+7H2O2+6H+===2Cr3++7O2↑+10H2O
氧和臭氧
氧的同素异形体是O 氧的同素异形体是 2和O3。 由于氧分子中有两个成单电子，并且处于反键 由于氧分子中有两个成单电子，并且处于反键 氧分子中有两个成单电子 轨道， 轨道，所以氧分子可以获得或失去电子而形成分子 离子。它可形成四种O 离子。它可形成四种 22-、O2-、O2+、O22+(离子化 离子化 合物是难形成的）。 合物是难形成的）。 带负电荷的称为负氧离子， 带负电荷的称为负氧离子，有“空气维生素” 空气维生素” 之冠称。如海边、 之冠称。如海边、瀑布和喷泉处顿时觉得空气格外 新鲜，这是由于那里含有较丰富的负氧离子， 新鲜，这是由于那里含有较丰富的负氧离子，它能 影响中枢神经系统，促进人体的新陈代谢， 影响中枢神经系统，促进人体的新陈代谢，使组织 氧化过程加快，能消除疲劳。 氧化过程加快，能消除疲劳。
氧在化合物中的成键特征
电子提供物 成键情况 O2-离子型
O
实例 Na2O,CaO 或
O ..
H2O, H3O+ R2C=O
Sp3杂化 O原子 原子
O
:O
Sp杂化 杂化
15.氧族元素
硒和碲(自学) §15.4 硒和碲(自学)
§15.1 氧族元素的通性
15.1.1 氧族的存在 氧族元素有氧、 氧族元素有氧、硫、硒、碲和钋(Po)。氧是地球表 碲和钋(Po)。 (Po) 面丰度最大的元素，它既以自由单质O2分子形式存在， O2分子形式存在 面丰度最大的元素，它既以自由单质O2分子形式存在，也 以化合态的形式存在。氧构成了大气质量的23% 23%， 以化合态的形式存在。氧构成了大气质量的23%，岩石质 量的46% 水层质量的85%以上。 46%， 85%以上 量的46%，水层质量的85%以上。 硫在自然界占地壳质量的0.034%， 硫在自然界占地壳质量的0.034%，元素丰度序中居 0.034% 16位 火山多发地区常含有单质硫；天然气中的H2S H2S、 第16位，火山多发地区常含有单质硫；天然气中的H2S、 原油中的有机硫化合物和煤中的有硫化合物； 原油中的有机硫化合物和煤中的有机硫化合物；硫铁矿和 其它金属硫化物矿及硫酸盐。 其它金属硫化物矿及硫酸盐。 另外硫也存在于许多植物、动物蛋白中， 另外硫也存在于许多植物、动物蛋白中，在三种主要 的氨基酸中含有硫。 的氨基酸中含有硫。
§15.2 氧及其化合物
氧化物酸碱性的一般规律： 氧化物酸碱性的一般规律： 同一周期：从左至右碱性→两性→ 同一周期：从左至右碱性→两性→酸性
Na 2 O MgO Al2 O3 SiO 2 P4 O10 SO 3 Cl 2 O 7 同一族： 同一族：从上到下碱性依次增强
N 2 O 3 P4 O 6 As 4 O 6 Sb 4 O 6 Bi 2 O 3
§15.2 氧及其化合物
氧化物的酸碱性： 氧化物的酸碱性： 大多数的非金属氧化物和某些高氧化态的金属氧化物 均显酸性CrO 均显酸性CrO3、Mn2O7； 大多数金属氧化物显碱性； 大多数金属氧化物显碱性； 一些金属氧化物Al2O3、Cr2O3、ZnO、Ga2O3和少数非 ZnO、 一些金属氧化物Al 金属氧化物As 显两性； 金属氧化物As4O6、Sb4O6显两性； 不显酸碱性即呈中性的氧化物有NO、CO等 不显酸碱性即呈中性的氧化物有NO、CO等 NO (NO之于Fe CO之于Ni，它们是Lewis酸碱关系) 之于Ni Lewis酸碱关系 (NO之于Fe2+；CO之于Ni，它们是Lewis酸碱关系) 之于
第十五章 氧族元素1
O2 + H 2O
ϕA = 2.07V ϕB = 1.24V
O3 + H 2O + 2e−
O2 + 2OH−
臭氧比氧有更大的化学活性。 臭氧比氧有更大的化学活性。臭氧是最强氧化剂 之一。除金和铂族金属外， 之一。除金和铂族金属外，它能氧化所有的金属和 大多数非金属。 大多数非金属。
O3 + 2I + H2O → I2 + O2 + 2OH
第十五章
氧族元素
§15.2 氧及其化合物
O2和O3分子性质的比较
气体颜色 液体颜色 偶极矩 水溶性 熔沸点 磁性 稳定性 氧化性 O2 无色 淡蓝色 0 弱 低 顺磁性 高 相对弱 O3 淡蓝色 暗蓝色 大 强 高 逆磁性 低 强
第十五章
氧族元素
§15.2 氧及其化合物
强氧化性
O3 + 2H+ + 2e−
第十五章
氧族元素
§15.2 氧及其化合物
不同点
硫离子S 有较大的还原性。 硫离子S2-比O2-大，有较大的还原性。使得具有 多种氧化态的元素在硫化物中往往显较低的价态 显较低的价态， 多种氧化态的元素在硫化物中往往显较低的价态， 而氧化物中相应元素却可以表现出最高氧化态。 而氧化物中相应元素却可以表现出最高氧化态。
氧族元素 第十五章 氧族元素
§ 15.1 氧族元素通性 §15.2 氧及其化合物 §15.3 硫及其化合物 §15.4 硒和碲
第15章 章
第4题 第6题 第10题 第11题
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第16题 第18题 第19题
本章要求
1、掌握氧、臭氧、过氧化氢的结构、性 、掌握氧 臭氧、过氧化氢的结构、 的结构 质和用途。 质和用途。 2、掌握单质硫 硫的氢化物、氧化物、 2、掌握单质硫、硫的氢化物、氧化物、硫 化物、重要含氧酸及其盐的结构、性质、制 化物、重要含氧酸及其盐的结构、性质、 结构 备和用途。 备和用途。 3、了解硒和碲的性质。 、了解硒和碲的性质。
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第15章氧族元素习题
1、 选择题
1 下列物质中沸点最高的是（）。
(A)H2Se；(B)H2S；(C)H2Te；(D)H2O。
2 下列叙述中错误的是（）。
(A)自然界中只存在单质氧而没有单质硫；
(B)氧既有正氧化值化合物，也有负氧化值的化合物；
(C)由2H和O组成的水叫重水；
(D)O2和O3是同素异形体。
3 大气的臭氧层能保护人类的生态环境，其原因是（）。
(A)能保温；
(B)能消毒；
(C)能防止地球表面水蒸气逸散；
(D)能吸收紫外线。
3 下列对氧族元素性质的叙述中正确的（）。
(A)氧族元素与其它元素化合时，均可呈现+2，+4，+6或-1，-2等氧化值；
(B)氧族元素电负性从氧到钋依次增大；
(C)氧族元素的电负性从氧到钋依次减小；
(D)氧族元素都是非金属元素。
4 下列关于过氧化氢分子结构的描述中，正确的是（）。
(A)分子在空间成平面形；
(B)两个O-H键不在同一平面；
(C)两个O-H键相互垂直；
(D)H-O键与O-O键之间夹角成90o。
5 Na2S2O3作照像定影剂时，它是一种（）。
(A)氧化剂；(B)还原剂；(C)配位剂；(D)漂白剂。
6 SO3、SO2、H2S三种硫的化合物中，能使溴水褪色的是（）。
(A)SO3和SO2；(B)SO3和H2S；
(C)SO2和H2S；(D)SO3、SO2和H2S
2、 推导题
795 用某氯化物(A)进行下列实验：
试确定(A)～(J)各代表什么物质，并写出实验(1)～(5)中各有关反应方程式。
（不必配平）。