天津大学无机化学课件第十一章卤素和氧族(1)
无机化学—卤素
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4.高卤酸及其盐
高卤酸：
HClO4 HBrO4 H5IO6
酸性：酸性↓ 最强 强
弱
(K a1 4.4×10-4 ) E A (XO4-/XO3- )/V 1.226 1.763 1.60
都是强氧化剂,均已获得纯物质,稳定性好。
通常利用碱性条件：
3C-l O B- r B3 -r O 3C - l
E B (ClO-/Cl- ) 0.89V E B (BrO3- / Br- ) 0.613V
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重要卤酸盐：KClO3
2K3C M l2n O O 2K 3 C2 O l 4K3C 小 l O 火 加 3热 K4C K lO Cl
23 - I 5 OH 3 - S I2 O 24 S 2 - 3 O H 4 - H S 2 OO
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13.3 卤素的化合物
13.3.1.卤化氢和氢卤酸
1.1卤化氢的性质 常温下，卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。
HF
μ/(10-30c·m) 6.37
HCl HBr HI 3.57 2.76 1.40 分子极性
BX3,SiX4,PCl3
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卤化物的键型及性质的递变规律： 同一周期：从左到右，阳离子电荷数增大，
离子半径减小，离子型向共价型过渡，熔沸 点下降。
例如： NaCl MgCl2 AlCl3
SiCl4
b.p./℃ 1365 1312 181(升华) 57.6
同一金属不同卤素：AlX3 随着X半径的 增大，极化率增大，共价成分增多。
酸性
HClO ＜HClO2 ＜HClO3 ＜HClO4
第11章 卤族元素
4Cl2(Br2) + S2O32－+ 5H2O = 2SO42- + 10H+ + 8Cl-(Br-)
I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I2Fe + 3Cl2 (g) = 2FeCl3 2Fe2+ + Br2(Cl2) = 2Fe3+ +2 Br- (Cl-) 但是：2Fe3++ 2I- = 2Fe2+ + I2 φØ(Br2/Br-) φØ(Fe3+/Fe2+) φØ(I2/I-) 1.08 V 0.77 V 0.535 V
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② 判断歧化/逆歧化自发性： 峰顶物种自发歧化；谷底物种自发逆歧化。
/F / V
B
C
D A
Z
岐化反应和逆岐化反应 自发性示意图
C在AB连线上方， C自发歧 化，生成A和B; D在AB连线下方， A、B自 发逆歧化为D; 若C（D）在A、B连线上， 则为平衡点。 例1 标准态下,溴在碱性溶液 中歧化为Br-和BrO33 Br2(l) + 6 OH= 5 Br- + BrO3- + 3 H2O 例2 在酸性介质中、标准态 下,则Br-和BrO3-将自发逆歧 化为Br2(l)： BrO3- + 5 Br- + 6 H+ = Br2(l) + 3 H2O
－
Z
I2
－ IO （0.45）
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1. 基本物理意义: A、B两点直线的斜率 = φØ(B/A)
无机化学--14卤素PPT课件
F2
Cl2
Br2
I2
/ V
2.87 1.36 1.087 0.535
X2 氧化性：
强
弱
X- 还原性：
弱
强
结论：氧化性最强的是F2，还原性最强的是I－。
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①与金属作用：
F2 可氟化所有的金属，且反应剧烈，常伴随燃烧和爆炸，
但与Cu、Ni、Pb、Mg等作用时因生成难溶氟化物保护 膜而阻止反应，故可以贮存于上述金属及合金容器中。
非金属卤化物： B3F ,Si4F ,PC 5,S l 6 F等
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◆卤化物的性质：
性质： 熔点：
溶解性：
离子型
高 大多易溶于水
导电性： 水溶液，熔融导电
金属卤化物
共价型
低 易溶于有机溶剂
无导电性 非金属卤化物
水解性： 对应氢氧化物不
是强碱的都易水解， 产物为氢氧化物或 碱式盐
易水解, 产物为两种酸
660
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◆ 同一金属不同氧化值：高氧化值的卤化物共价性显著，
熔沸点相对较低。
3) 配位性 F3 e4C l [Fe4]C l Ag 2C l [Ag2]C l
难溶物溶解 AgC Cl l [Ag2]C l P b 4 H S ( 浓 C ) lH 2 [P4 b ] H C 2 Sl18
HBr和HI
1) 还原性
O 24 H2 II22 H 2 O使 HI 溶液变黄
Br2
H2B2r 2HBr
I2
H2I2
2HI需高温，反应不完全
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④与H2O反应：
①氧化反应： X 22H 2O 4H O X 2
X22e2X
(X2/X)
4 H O 24 e2 H 2O (O 2/H 2O )0.81v6
无机化学卤素和氧族元素
第十一章 鹵素和氧族元素
祝同学们学习一帆风顺！
基 本 要 求
1. 卤素单质的性质 2. HX的制备、性质及其递变规律 3. 氯的含氧酸及其盐的性质递变规律 4. O3、H2O2、H2SO4分子的结构 5. H2O2、H2S的性质和硫化物的溶 解性 6. H2SO3及其盐、H2SO4及其盐、硫 代硫酸盐、过二硫酸盐、焦硫酸盐 的性质
目 录
11-1 p区元素概述 11-2 卤素 11-3 氧族元素
无机化学多媒体电子教案
第容
1. 卤素和氧族元素的通性 2. 卤素单质的制备和性质 3. 卤化氢的制备和性质的递变规律 4. 氯的含氧酸及其盐的性质和递变规律 5. 臭氧、过氧化氢分子的结构和性质 6. 硫化氢和多硫化氢的性质、金属硫化 物的溶解性 7. 硫酸分子的结构、硫酸及其盐的性质 8. 亚硫酸及其盐、硫代硫酸盐、过二硫 酸盐、焦硫酸盐的性质
卤素无机化学课件
碘等元素。
03
卤素也存在于一些矿物中，如氟石（CaF2）、石盐
（NaCl）等。
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5
卤素化合物种类及应用
金属卤化物
如氯化钾、氯化钠等盐类，用 、漂白等领域。
卤化氢
氢氟酸、氢氯酸、氢溴酸、氢 碘酸等，在化工、医药等领域 有广泛应用。
等领域的应用。同时，也介绍多卤化物的一些重要反应，如亲核取代反
应、消除反应等。
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06
卤素在无机合成中应用
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氟化反应
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氟化氢的制备
01
通过硫酸与氟化钙反应得到氟化氢。
氟化物的合成
02
利用氟化氢或其盐类与金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐等反应
，生成相应的氟化物。
氟化有机物的合成
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07
实验部分：卤素相关实验操作与注意事项
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实验一：制备氯气并验证其性质
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• 实验目的：掌握氯气的制备方法，了解其性质及 应用。
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实验一：制备氯气并验证其性质
实验步骤
1. 在实验室中搭建制备氯气的装置。
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2. 将浓盐酸与二氧化锰混合，加热反应制取氯气。
04
卤素氧化物和含氧酸
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卤素氧化物
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一氧化卤
卤素与氧直接结合形成的化合物，如Cl2O、Br2O、I2O等。
二氧化卤
卤素与两个氧原子结合形成的化合物，如ClO2、BrO2等。部分 二氧化卤具有强氧化性。
其他卤素氧化物
天津大学无机化学课件0绪论52页PPT文档
(介观)
宏观
由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。
哪些是关键性的问题呢？
化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之，
化学已成为中心科学，与21世纪科学）都有关。
8
1、化学研究的对象
原子 atom
5
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3 怎样学习化学
6
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
化学研究的物质 一般是指实物
具体地 说物质 包括实 物和场
具有静止质量、体积、占有空间的
实物 物体。如书桌、铁、木材、水、空
气等。
场 没有静止质量、体积、不占有空间。
如电场、磁场、光、声音。
7
物质结构层次：
质子
夸克
原子核
中子 电子
原子 (离子)
纳米 材料
宇宙
(宇观)
分子
单质 化合物
星体
微观 当今化学发展的趋势大致是:
2）化学物质（chemical substance） 不包括物质的另 一基本形态---场。化学研究的是以间断形式存在的物质形 态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究 范畴。
3）组成（form）包括定性组成和定量组成。弄清物 质的定性组成应确证它含有哪些元素，物质的定量组成包 括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。
1学时 3学时
第11章 卤素和氧族元素 2
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第11章卤素和氧族元素
HBNU-Liujy
4. 卤素的用途 氟用于制备六氟化铀(UF6)，它是富集核燃料的重要化合物。含 氟化合物的应用在20世纪有了显著发展，聚四氟乙烯[-(CF2CF2)n-]是耐高温绝缘材料，氟化烃可做血液的临时代用品，以 挽救病人的生命。 氯是一种重要的工业原料。主要用于合成盐酸、聚氯乙烯、漂 白粉、农药、有机溶剂、化学试剂等，氯也用于自来水消毒， 但近年来逐渐改用臭氧或二氧化氯作消毒剂，因为发现氯能与 水中所含的有机烃形成致癌的卤代烃。 溴用于染料、感光材料、药剂、农药、无机溴化物和溴酸盐的 制备，也用于军事上制造催泪性毒剂。 碘和碘化钾的酒精溶液(碘酒) 用作消毒剂，碘仿(CHI3)用作防 腐剂。碘化物是重要的化学试剂，也用于防治甲状腺肿大，食 用盐中加入的是KIO3。碘化银用于制造相底片和人工降雨。 15 第11章卤素和氧族元素
1.36 3.16 1.08 2.96 0.535 2.66
HBNU-Liujy
第11章卤素和氧族元素
1.单质的物理性质 元素
物态(298K,1atm) 颜色 熔点/K 沸点/K 溶解度/(mol·L-1,293K) X-的水合能/(kJ·mol-1) 密度/(g/ml)
氟 g
氯 g
溴 l
碘 s
淡黄色 黄绿色 红棕色 紫黑色 53 38 172 265.8
Chapter 11 Halogen and oxygen(卤素与氧族) Content 11.1 P elements 11.2 Halogen 11.3 Oxygen
（完整版）无机化学（天津大学版）
（完整版）⽆机化学（天津⼤学版）第⼀章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）⽤于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。
2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想⽓体状态⽅程pV = nRT6.理想⽓体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νBB8.反应进度（ξ）表⽰化学反应进⾏程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。
随着反应的进⾏，任⼀化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，⽽与状态变化的途径⽆关。
10.热和功体系和环境之间因温差⽽传递的热量称为热。
除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。
11.热⼒学能（U）体系内部所含的总能量。
12.能量守恒定律孤⽴体系中能量是不会⾃⽣⾃灭的，它可以变换形式，但总值不变。
13.热⼒学第⼀定律封闭体系热⼒学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W< 0, ΔU < 0。
14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下⽓体：纯⽓体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。
溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1标准态下17.标准摩尔⽣成焓（）最稳定的单质─────—→单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）⼀般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(⽣成物) + Σνi(反应物)第⼆章化学反应的⽅向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积内反应进⾏程度随时间的变化率，即：2.活化分⼦：具有等于或超过E c能量（分⼦发⽣有效碰撞所必须具备的最低能量）的分⼦。
第11章 卤素和氧族元素 习题参考答案
第11章 卤素和氧族元素 习题参考答案1. 解：(1) 2NaCl + 2H2O 电解2↑+Cl2↑(2)2Br−+Cl22 + 2Cl−;3 Br2+3CO32−−+ BrO3−+3CO2↑;5Br−+ BrO3−+ 6H+2+3H2O2. 解：(1) 2Br−+Cl22+ 2Cl−(2) 6Ca(OH) 2(热) +6Cl2 Ca(ClO3)2+ 5 CaCl2+ 2H2O(3) I2+ 2HClO32+ 2HIO3(4) 4KClO4+KCl3. 解：（1）以食盐为基本原料制备Cl2、NaOH、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、HClO4；2NaCl + 2H2O 电解2↑+Cl2↑Cl2 + 2NaOH(冷) NaClO + NaCl + H2O2Cl2 + 2Ca(OH)2(冷) 2 + CaCl2 + 2H2O3Cl2 + 6KOH(热) KClO3 + 5KCl + 3H2O4KClO3 3KClO4 + KClKClO4 + H2SO4(浓) 减压蒸馏4 + HClO4（2）以萤石(CaF2)为基本原料制备F2。
CaF2 + H2SO4(浓) CaSO4 +2HF↑KOH + 2HF KHF2 + H2O2KHF2电解2↑+ F2↑(3) 2KI+Cl2I2+ KCl3I2 KIO3 + 5KI + 3H2O4. 解：（1）Cl2 + 2KOH(冷) KClO + KCl + H2O（2）3Cl2 + 6KOH(热) KClO3 + 5KCl + 3H2O（3）KClO3 KCl+3Cl2↑+ 3H2O（4）2KClO3 2KCl+ 3O2↑（5）I2+ 5H2O23+ 4H2O（6）KClO 3+6KI+ 3H 2SO 4KCl+3I 2+ 3K 2SO 4+ 3H 2O5. 解：（1）FeCl 3与Br 2水能共存。
因 \E (BrO 3−/Br 2) = 1.5V > \E (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V ，所以FeCl 3和Br 2不会发生氧化还原反应，也不发生其它反应，故能共存。
无机化学课件-卤素
工业应用
卤素化合物在化学工业中用于制造塑料、颜料和涂料等产品。
风险评估
某些卤素化合物具有毒性和环境危害，需要进行风险评估和监测。
卤素的物理和化学性质
1 物理性质
卤素以固体、液体或气体 的形式存在，具有特性
卤素具有强氧化性，能与 其他元素形成各种化合物。
卤素在化学反应中可以与 金属、非金属和有机物发 生反应。
卤素的用途和应用
消毒和漂白
氯和溴广泛用于水处理、游泳 池消毒和漂白剂制备。
火焰抑制剂
无机化学课件-卤素
卤素是化学元素周期表中的一组元素，包括氟、氯、溴、碘和砹。
卤素的概述和定义
卤素是一组具有共同特征的非金属元素，它们都属于同一族，并且具有类似 的化学性质。 卤素的特征包括低电离能、高电负性、剧毒性和高反应性。
卤素家族的元素特征
• 氟：最轻的卤素，高度反应性，广泛应用于冶金、制药和化学工业。 • 氯：常见的卤素，用于消毒、漂白和制造塑料等多个领域。 • 溴：液体卤素，用于火焰抑制剂和药物制剂。 • 碘：紫黑色晶体，用于消毒、治疗甲状腺问题和染料制造。 • 砹：最重的卤素，放射性元素，用于医疗和科学研究。
卤素化合物的制备和反应
1
制备方法
卤素化合物通常可以通过元素间的反应制备，如氢氟酸和氯化钠的反应制备氟化 钠。
2
典型反应
卤素化合物可以参与取代反应、氧化还原反应和酸碱反应等多种化学反应。
3
应用与研究
卤素化合物的制备和反应在材料科学、药物研究和有机合成等领域具有重要意义。
卤素化合物的应用和风险
医药应用
溴化合物常用于火焰抑制剂， 用于减少火灾的危险性。