2019-2020年高考化學(xué) 從七個角度對常見氣體進行的總共27種分類及其意義.doc

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2019-2020年高考化學(xué) 從七個角度對常見氣體進行的總共27種分類及其意義 一、根據(jù)氣體的組成元素多少分類 1、單一元素組成的氣體 （1）單一元素組成的氣體的分類： ①同核單原子分子的氣體：稀有氣體（He 、Ne 、Ar 、Kr 、Xe 、Rn）。 ②同核雙原子分子的氣體：H2（H2 、H2、H2 ）、 N2 、O2 、F2 、Cl2 （Cl2 、Cl2）。 ③異核雙原子分子： H H ， HH ，HH ； ClCl 。 ④同核三原子分子的氣體：O3 、 H3（新合成）。 ⑤同核四原子分子的氣體：N4（新合成）。 （2）研究單一元素氣體的組成意義： ①高考考點：阿伏加德羅常數(shù)考點經(jīng)常涉及氣體分子的組成 例1：判斷題：1摩爾任何氣體單質(zhì)分子的原子數(shù)都是2NA。（） 解析：1摩爾稀有氣體單質(zhì)分子的原子數(shù)都是NA，1摩爾雙原子氣體單質(zhì)分子的原子數(shù)都是2NA，1摩爾臭氧氣體單質(zhì)分子的原子數(shù)都是3NA ，所以該判斷題錯誤。 例2：32克氧氣和32克臭氧含有的分子數(shù)相同。（） 解析：32克氧氣和32克臭氧含有的氧元素的質(zhì)量相同，氧原子數(shù)相同，都是2NA個；但是它們所含的O2 、O3的物質(zhì)的量不同、分子數(shù)不同，同溫同壓下的體積不同。 規(guī)律1：等質(zhì)量的同素異形體（紅磷和白磷、金剛石和石墨、氧氣和臭氧）含有的原子個數(shù)相同。 規(guī)律2：等質(zhì)量的同分異構(gòu)體（丁烷和2-甲基丙烷）含有的原子個數(shù)相同。 規(guī)律3：等質(zhì)量的同最簡式物質(zhì)（甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖）的原子個數(shù)相同。 ②高考考點：純凈物、混合物的判斷 例題：判斷題：H2 、HH混合是純凈物，而O2 、O3 混合是混合物。（√） 解析：H2 、H2、H2 、HH 、 HH 、HH 這6種單質(zhì)混合在一起，因其化學(xué)性質(zhì)相同，仍然定義為純凈物，同理Cl2 、Cl2 、 ClCl這3種單質(zhì)混合在一起，仍然定義為純凈物。同素異形體（O2 和O3 ；N2 和N4 ；H2 和H3 ）是同一種元素形成的不同單質(zhì)的互稱，單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不相同，所以同素異形體混合形成的是混合物。 ③高考考點：同位素知識點：不同的同位素原子究竟能構(gòu)成幾種單質(zhì)分子 例1：Cl 、Cl能構(gòu)成的雙原子分子有 種。 例2：H 、H、16O 、18O能構(gòu)成的水分子有 種。 答案：例1：3 ；例2：6 。 2、兩種元素組成的氣體 （1）兩種元素組成的氣體分類：氧化物和氫化物 ①氣態(tài)氧化物分類：二價氧化物（CO 、NO）和四價氧化物（CO2 、NO2 、 SO2）。 研究氣態(tài)氧化物分類的意義：氣態(tài)氧化物中非氧元素化合價相同，氧化物的性質(zhì)相似，具體如下：ⅰ、二價氧化物（CO 、NO）都是不成鹽氧化物，都能使血紅蛋白失去載氧能力，人吸入會中毒。ⅱ、四價氧化物（CO2 、NO2 、 SO2）中CO2 、 SO2 是成鹽氧化物中的酸性氧化物，并且都能使澄清石灰水變渾濁。 ②氣態(tài)氫化物分類：按照化學(xué)式中氫元素的位置分為兩類，一類氫元素在左、一類氫元素在右。 研究氣態(tài)氫化物分類的意義：同類氣態(tài)氫化物的性質(zhì)（溶解性）相似，具體如下： ⅰ、氫元素在左的氣態(tài)氫化物有：HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S ，共性（溶解性）：溶于水都呈酸性，其中HF 、HCl 、HBr、 HI在空氣中都形成白色酸霧。 注意：這里的“氫化物”實質(zhì)上是非金屬與氫氣化合的產(chǎn)物的簡稱，并非科學(xué)意義上的氫化物NaH。ⅱ、氫元素在右的氣態(tài)氫化物有：NH3 和烴分子（含碳原子個數(shù)少于等于4個烷烴、烯烴、炔烴），共性（溶解性）：所有的氣態(tài)烴都不溶于水。 3、三種元素組成的氣體 ⑴三種元素組成的氣體分類：鹵代烴（CH3Cl：一氯代甲烷）和醛類（HCHO：甲醛）。 ⑵研究三種元素組成的氣體的意義：高考考點：氣體摩爾體積的應(yīng)用考查了烴的衍生物的狀態(tài) 例1：判斷題：標準狀況下，1摩爾任何甲烷與氯氣光照反應(yīng)的產(chǎn)物的體積是22.4升。（） 解析：甲烷與氯氣光照反應(yīng)的產(chǎn)物有五種：CH3Cl（g）、CH2Cl2（l）、CHCl3（l）、CCl4（l）、HCl（g），其中CH3Cl（g）和HCl（g）是氣體，在標準狀況下的物質(zhì)的量為1摩時的體積是22.4升。 例2：判斷題：標準狀況下，1摩爾乙醛的體積是22.4升。（） 解析：在醛類中，只有甲醛是氣體，在標準狀況下，1摩爾甲醛的體積是22.4升。 二、根據(jù)氣體分子的電子數(shù)和相對分子質(zhì)量兩個角度分類 4、根據(jù)氣體分子的電子數(shù)分類 （1）、電子數(shù)為10（Ne）的分子構(gòu)成的氫化物氣體： HF NH3 CH4 意義（氫化物水溶液酸堿性的遞變規(guī)律）：按照氫化物中非氫元素的質(zhì)子數(shù)由大到小順序氫化物的水溶液酸堿性遞變規(guī)律：酸性→堿性→中性。 （2）、電子數(shù)為14的分子構(gòu)成的氣體：N2 CO C2H2 意義1：電子數(shù)相同結(jié)構(gòu)相似：分子內(nèi)都含有三鍵（氮氮三鍵、碳氧雙鍵和一個配位鍵、碳碳叁鍵）。 意義2：1摩爾N2 和1摩爾CO具有相同的分子個數(shù)、原子個數(shù)、質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)、質(zhì)量。 5、根據(jù)相對分子質(zhì)量分類 （1）、相對分子質(zhì)量為28的分子構(gòu)成的氣體：N2 、CO 、C2H4 （2）、相對分子質(zhì)量為44的分子構(gòu)成的氣體：N2O 、CO2 、 C3H8 意義：在同溫同壓下，質(zhì)量相同的N2O和CO2 氣體的體積相同。 三、根據(jù)氣體分子的極性分類 6、極性分子構(gòu)成的氣體：HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S、NH3 、CO 、NO、 NO2 、SO2 意義：根據(jù)相似相溶原理，極性分子易溶于極性溶劑中，HCl 和NH3極易溶于水，可以用來做噴泉實驗。 注意1：CO 、NO不溶于水。 注意2：存在溶解平衡的氣體：SO2 。有關(guān)化學(xué)方程式：SO2 + H2OH2SO3 注意3：發(fā)生岐化反應(yīng)的氣體：NO2 。有關(guān)化學(xué)方程式：3NO2 + H2O =2 HNO3 +NO 注意4：溶于水發(fā)生電離溶液呈酸性的氣體：HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S。 有關(guān)電離方程式：HCl=H+ + Cl- ；HBr=H+ + Cl- ；HI=H+ + I- ；HFH+ +F- ； H2SH+ +HS- ；HS- H+ + S2- 。 注意5：溶于水發(fā)生電離溶液呈堿性的氣體：NH3 。 有關(guān)電離方程式：NH3 +H2ONH3 H2ONH+OH- 7、非極性分子構(gòu)成的氣體：H2 、N2 、O2 、F2 、Cl2 、CH4 、C2H4 、C2H2 、CO2 意義：根據(jù)相似相溶原理，非極性分子不易溶于極性溶劑（水）中，大多數(shù)非極性分子的氣體不溶于水，例如：H2 、N2 、CH4 、C2H4 、C2H2 。 注意1：O2能溶于水，1體積水溶解的氧氣不到1體積。 注意2：存在溶解平衡的氣體：Cl2 和CO2 。 有關(guān)化學(xué)方程式：Cl2 +H2OHCl +HClO ,CO2 + H2OH2CO3 注意3：與水強烈反應(yīng)的氣體（反常）：F2 。有關(guān)化學(xué)方程式：2F2 +2H2O=4HF+O2 ↑ 四、根據(jù)物理性質(zhì)分類（顏色、氣味、密度、溶解性、露點、毒性） 8、根據(jù)顏色分類： （1）、有顏色的氣體：F2 （淡黃綠色）、Cl2 （黃綠色）、NO2（紅棕色）。 （2）、氣體本身無色，遇到空氣中的氧氣變色紅棕色（NO2）的氣體：NO 。 意義：高考考點：氣體鑒別、作為無機框圖題的題眼、解題的突破口。 9、根據(jù)氣味分類 （1）、無味的氣體：H2 、N2 、O2 、CH4 、C2H4 、C2H2 、CO2 （2）、有刺激性氣味的氣體：F2 、Cl2 、O3 、NO2 、SO2 、HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S、NH3 （3）、有特殊氣味的氣體：H2S（臭雞蛋氣味的氣體）、NH3 意義：高考考點：氣體鑒別；緊急自救：氯氣中毒可以吸入氨氣解毒。 10、根據(jù)密度分類 （1）、密度比空氣密度小的氣體（氣體分子的相對分子質(zhì)量小于29）：H2 、CH4 、C2H2 、NH3 （2）、密度接近空氣密度的氣體（氣體分子的相對分子質(zhì)量接近29）：N2 、C2H4 、NO （3）、密度比空氣密度大的氣體（氣體分子的相對分子質(zhì)量大于29）：O2 、CO2 、F2 、Cl2 、O3 、NO2 、SO2 、HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S 意義：根據(jù)氣體密度的大小，決定實驗室收集該氣體的方法。密度比空氣密度小的氣體用向下排空氣法收集，密度比空氣密度大的氣體用向上排空氣法收集，密度接近空氣密度的氣體不能用排空氣法收集。 規(guī)則：同溫同壓下密度之比等于摩爾質(zhì)量之比，摩爾質(zhì)量與相對分子質(zhì)量數(shù)值相等，比較密度大小實際上就是比較相對分子質(zhì)量的大小，組成空氣的成分氣體分子的平均相對分子質(zhì)量是29。 11、根據(jù)溶解性分類 （1）、不溶于水的氣體：H2 、N2 、CH4 、C2H4 、C2H2 、CO 、NO （2）、能溶于水的氣體：O2 、CO2 、Cl2、 、H2S 、SO2 （3）、極易溶于水的氣體：NO2 、HF 、HCl 、HBr、 HI 、NH3 。 意義： ◆極易溶于水的氣體的尾氣可以考慮用水吸收法處理，采用防倒吸裝置。 ◆不溶于水的氣體用排水法收集。 ◆能溶于水的氣體用排相對應(yīng)的飽和溶液的方法收集：CO2—飽和碳酸氫鈉溶液；H2S—飽和硫氫化鈉溶液；SO2—飽和的亞硫酸氫鈉溶液；Cl2—飽和食鹽水。 ◆極易溶于水的氣體的既不能用排水法收集也不能用排飽和溶液的方法收集，只能用排空氣法收集或者采用排有機難揮發(fā)性液體的方法收集。 12、根據(jù)露點分類：易液化的氣體：Cl2、、NO2 、SO2 、NH3 。 意義：鑒別氣體，利用液化分離氣體，液NH3做致冷劑。 13、根據(jù)毒性分類 （1）、沒有毒的氣體：H2 、N2 、CH4 、C2H4 、C2H2 、O2 、CO2 、NH3 。 （2）、有毒的氣體：F2 、Cl2 、O3 、NO 、NO2 、SO2 、H2S 、CO 意義：有毒氣體的制備和性質(zhì)實驗應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進行。 五、根據(jù)化學(xué)性質(zhì)的分類（酸堿性、氧化還原性、絡(luò)合性、熱穩(wěn)定性、特性） 14、根據(jù)水溶液的酸堿性分類 （1）、水溶液呈酸性的氣體：F2 、Cl2 、CO2 、NO2 、SO2 、HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S ①溶于水電離呈酸性的氣體：HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S ②與水發(fā)生置換反應(yīng)溶液呈酸性的氣體：F2 ，化學(xué)方程式：2F2+2H2O=4HF+O2 ↑ ③與水發(fā)生歧化反應(yīng)溶液呈酸性的的氣體：Cl2 、NO2 。 化學(xué)方程式：Cl2 +H2O=HCl+HClO ；3NO2+2H2O=2HNO3+NO ④與水發(fā)生化合反應(yīng)溶液呈酸性的的氣體：CO2 、SO2 。 化學(xué)方程式：CO2 +H2OH2CO3 ；SO2 +H2OH2SO3 （2）水溶液呈堿性的氣體：NH3，化學(xué)方程式：NH3+H2ONH3 H2O （3）根據(jù)氣體水溶液的酸堿性進行分類的意義： ①高考考點：判斷氣體能否共存，為混合氣體的成分推斷提供解題依據(jù)。 因為酸堿性而不能共存的氣體有：NH3與HF（HCl 、HBr、 HI 、H2S）。 ②使澄清石灰水變渾濁的氣體：CO2 、SO2 、HF ，其中CO2 、SO2過量后渾濁又變澄清。 ③使紫色石蕊試液變紅色的氣體：CO2 、SO2 、HF 、HCl 、HBr、 HI 、H2S ④能和硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的氣體： Cl2 、HCl（白色），HBr（淺黃色），HI（黃色），H2S（黑色），NH3（褐色）。 ⑤為選擇干燥劑提供依據(jù)： ⅰ、能用濃硫酸干燥的氣體：中性和酸性氣體（不與濃硫酸反應(yīng)的氣體）H2 、O2、Cl2 、CO2 、SO2 、HF 、HCl 。 ⅱ、能用堿石灰干燥的氣體：中性和堿性氣體（不與堿石灰反應(yīng)的氣體）H2 、O2、NH3 。 ⅲ、能用氯化鈣干燥的氣體：（不與氯化鈣反應(yīng)的氣體）H2 、CH4 、C2H4 、C2H2 、O2 、Cl2 、NO 、NO2 、SO2 （氨氣與氯化鈣發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)：CaCl2 +8NH3 =CaCl2 8NH3） 15、根據(jù)氧化還原性分類： （1）、根據(jù)氧化還原性對氣體的分類： ①氧化性為主的氣體：F2 、Cl2 、NO2 、O3 、O2 ②還原性為主的氣體：HI 、H2S 、H2 、CO 、NH3 、HBr ③在與水的反應(yīng)中既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的氣體：Cl2 、NO2 ④遇到強氧化劑呈還原性，遇到強還原劑呈氧化性的氣體：SO2 、NO ⑤利用強氧化性漂白的氣體有：Cl2 、O3（氧化漂白、永久漂白） （2）根據(jù)氧化還原性對氣體分類的意義： ①判斷氣體能否共存提供依據(jù)；因為發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存的氣體組有：H2 和F2 ，H2S 和SO2 ，Cl2 和H2S ，Cl2 和HI，Cl2 和HBr，NO和O2 。 ②為選擇干燥劑提供依據(jù)：濃硫酸具有強氧化性，不能干燥還原性氣體：HBr、 HI 、H2S ③使溴水和高錳酸鉀溶液褪色的氣體：H2S 、SO2（還原性氣體），C2H4 、C2H2（不飽和氣體）。 ④使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{色的氣體：Cl2 、O3 、NO2（氧化性氣體）。 ⑤能還原氧化銅的氣體：H2 、CO 、NH3 ，有關(guān)化學(xué)方程式：H2+CuOH2O+Cu；CO +CuOCO2+Cu；2NH3+3CuO3Cu+N2 +3H2O ⑥氫氣用于高純硅的制備，有關(guān)化學(xué)方程式：2H2+SiCl4Si +4HCl 16、根據(jù)絡(luò)合性分類：能發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的氣體有：CO 、NO 、NH3 （1）、CO 、NO 與血紅蛋白中的亞鐵離子發(fā)生絡(luò)合能力比氧分子強，使血紅蛋白失去載氧能力，人吸入會中毒。 （2）、NH3與AgOH 、Cu(OH)2 、Zn(OH)2發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使沉淀發(fā)生溶解。 （3）、NH3與CaCl2發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成CaCl2 8NH3，所以實驗室不能用CaCl2來干燥NH3 。 意義：解釋一些化學(xué)現(xiàn)象。 17、根據(jù)熱穩(wěn)定性分類：受熱不穩(wěn)定的氣體有：HI 、H2S；意義：研究可逆反應(yīng)時經(jīng)常用到該知識點，NH4I的連續(xù)兩次分解反應(yīng)的平衡計算問題。 18、特性：SO2使品紅溶液褪色，加熱、時間久了顏色又會出現(xiàn)，褪色的機理是SO2與品紅溶液發(fā)生化合反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的無色化合物，在加熱條件下或者長時間放置，該產(chǎn)物分解，放出SO2，品紅溶液顏色重新出現(xiàn)。 六、根據(jù)氣體的制備反應(yīng)原理對氣體進行分類 19、利用氧化還原反應(yīng)原理制備的氣體：H2 、NO 、NO2 、SO2 、Cl2 、O2 （1）、利用非氧化性強酸的還原反應(yīng)制備的氣體：H2 ； 有關(guān)化學(xué)方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑ （2）、利用氧化性強酸的還原反應(yīng)制備的氣體：NO 、NO2 、SO2 有關(guān)化學(xué)方程式：Cu+4HNO3（濃）=Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O；3Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O ；Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2 ↑+2H2O （3）、利用還原性酸的氧化反應(yīng)制備的氣體：Cl2 ； 有關(guān)化學(xué)方程式：MnO2+4HCl（濃）MnCl2 +Cl2↑+2H2O （4）、利用分解反應(yīng)制備的氣體：O2 ； 有關(guān)化學(xué)方程式：2KMnO4K2MnO4+MnO2 +O2 ↑ ，2H2O2 2H2O+O2 ↑ 20、利用復(fù)分解反應(yīng)原理制備的氣體：CO2 、NH3 、H2S、SO2 、HCl、HF、HBr 、HI （1）、強酸和弱酸鹽的復(fù)分解反應(yīng)制備的氣體：CO2 、H2S、SO2 ； 有關(guān)化學(xué)方程式：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2 ↑ ；2HCl+FeS=FeCl2+H2S↑；H2SO4 +Na2SO3 =Na2SO4+ H2O+SO2 ↑ （2）、難揮發(fā)性酸和揮發(fā)性酸對應(yīng)的鹽的復(fù)分解反應(yīng)制備的氣體：HCl 、HF 、HBr 、HI 有關(guān)化學(xué)方程式：H2SO4(濃)+CaF2=CaSO4+2HF↑；H2SO4(濃)+2NaClNa2SO4+2HCl ↑ H3PO4（濃）+NaBrNaH2PO4+HBr ↑；H3PO4（濃）+KIKH2PO4+HI ↑ （3）、鹽和堿的復(fù)分解反應(yīng)制備的氣體：NH3 ； 有關(guān)化學(xué)方程式：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O 21、利用脫羧反應(yīng)原理制備的氣體：CH4 ； 有關(guān)化學(xué)方程式：CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4 ↑ 22、利用乙醇與濃硫酸在170℃的條件下發(fā)生消去反應(yīng)制備的氣體：C2H4 有關(guān)化學(xué)方程式：CH3CH2OH CH2=CH2 ↑ +H2O 23、利用水解反應(yīng)原理制備的氣體：C2H2 有關(guān)化學(xué)方程式：CaC2 +2H2O→Ca(OH)2 +C2H2 ↑ 七、根據(jù)氣體的制備實驗裝置進行分類 24、用制氫型裝置來制備的氣體：H2 、NO 、NO2 、SO2 、CO2 、H2S 、HF ； 反應(yīng)特點：固+液→氣， 儀器類型：制氫氣的簡易裝置（廣口瓶、帶有長頸漏斗和導(dǎo)氣管的雙口塞）。 25、可以用啟普發(fā)生器制備的氣體：H2 、CO2 、H2S； 反應(yīng)特點：固+液→氣，塊狀不溶于水的固體和液體常溫下反應(yīng)，反應(yīng)不放熱，生成的氣體不溶于水或微溶于水。 儀器類型：啟普發(fā)生器，結(jié)構(gòu)：球型漏斗、葫蘆形容器、帶有導(dǎo)氣管的單口塞。 26、用制氯型裝置制備的氣體：SO2 、Cl2 、HCl 、HBr 、HI； 反應(yīng)特點：固+液氣 ， 儀器類型：制氯型裝置：鐵架臺、酒精燈、鐵圈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、帶有分液漏斗和導(dǎo)氣管的雙口塞。 27、用制氧型裝置制備的氣體：NH3 、O2 、CH4 、HCl ； 反應(yīng)特點：固+固氣， 儀器類型：制氧型裝置（酒精燈、硬質(zhì)試管、鐵夾、帶有導(dǎo)氣管的單口塞）。 根據(jù)氣體的制備實驗裝置進行分類意義：根據(jù)藥品不同，選擇不同的制備裝置。 例1：制備二氧化硫：原料給出銅和濃硫酸，選擇制氯型裝置；原料給出亞硫酸鈉和稀硫酸，選擇制氫型裝置。 例2：制備氯化氫：原料給出氯化鈉和濃硫酸，選擇制氯型裝置；原料給出氯化鈉和硫酸氫鈉，選擇制氧型裝置；原料給出濃鹽酸和濃硫酸，將分液漏斗中的濃硫酸滴入到濃鹽酸表面，快速產(chǎn)生氯化氫（原因有二條：濃硫酸溶于鹽酸產(chǎn)生大量的熱，相當于給鹽酸加熱，促進了鹽酸揮發(fā)產(chǎn)生氯化氫氣體；濃硫酸有吸水性，使鹽酸的濃度增大，揮發(fā)產(chǎn)生氯化氫氣體）。 例3：制備氨氣：原料給出氯化銨和消石灰，用制氧型裝置；原料給出氨水和堿石灰，將分液漏斗中的氨水滴入到堿石灰表面，快速產(chǎn)生氨氣（原因有三條：堿石灰溶于氨水放熱，相當于給氨水加熱，促進氨水揮發(fā)；堿石灰溶于氨水，氫氧根濃度增大，氨水的電離平衡向左移動，促使氨氣揮發(fā)；堿石灰中的氧化鈣與水反應(yīng)，使得氨水中的溶劑減少，氨水的濃度增大，促進了氨氣的揮發(fā)。）。