PPT《第八章 卤素》

2 化学性质 1. 与金属的反应 但是 F2 与Cu,Ni,Mg 作用时,由于金属表面生成一薄层致密的氟化物保护膜而中止反应. 所以 F2 可储存在 Cu, Ni, Mg 或其合金制成的容器中. Cl2 Cl2 可与各种金属作用,有的需要加热. Cd + Cl2 ―― CdCl

2 2 Cr +

3 Cl2 ――

2 CrCl3 (紫色)

2 Ag + Cl2 ――

2 AgCl 但干燥的 Cl2 不与 Fe 反应. 因此 Cl2 可储存在铁罐中. Br2 和I2 Br2 和I2 常温下只能与活泼金属作用,与不活泼金属只有在加热条件下反应. 2. 与H2 的反应 F2 与H2 的混合物将发生爆炸反应,无法控制. 常温下 Cl2 与H2 缓慢反应,但有强光照射时,将发生链反应导致爆炸 Cl2 + H2 ――

2 HCl h? 这是一个复杂反应,其基元步骤为 ? 产生能量高、反应活性极强的自由基 Cl . Cl2 + H2 ――

2 HCl h? (1) ? Cl Cl ――

2 Cl ? ? h? (2) Cl + H2 ―― HCl + H ? ? (3) H + Cl2 ―― HCl + Cl ? ? 这类反应叫做链反应,进行速率相当快. H2 和Cl2 的混合物在强光照射下发生爆炸,就是链反应的结果. (2) Cl + H2 ―― HCl + H ? ? 反应(1)称为链引发,产生自由基,引起反应. (1) ? Cl Cl ――

2 Cl ? ? h? (3) H + Cl2 ―― HCl + Cl ? ? 反应(2),(3)称为链传递. (2) Cl + H2 ―― HCl + H ? ? (1) ? Cl Cl ――

2 Cl ? ? h? (3) H + Cl2 ―― HCl + Cl ? ? 反应(2),(3)反复多次进行 ? 由自由基变成新的自由基并生成产物,速率极快. (2) Cl + H2 ―― HCl + H ? ? (1) ? Cl Cl ――

2 Cl ? ? h? (3) H + Cl2 ―― HCl + Cl ? ? 自由基与自由基相撞,可能使自由基消失 这一步骤称之为链终止. Cl + Cl ―― Cl2 ? ? H + H ―― H2 ? ? Cl + H ―― HCl ? ? Br2,I2 与H2 的反应一般需要加热. Br2 + H2 ――

2 HBr I2 + H2 ――

2 HI 但高温下 HBr 不稳定,易分解,HI 更易分解. 所以 Br2,I2 与H2 的反应进行得不完全. 3. 与H2 以外非金属反应 F2 可与除 O2,N2,He,Ne 外的所有非金属作用,直接化合成高价氟化物. 低温下可与 C,Si,S,P 猛烈反应. 加温时可以与 Xe 反应生成 Xe 的氟化物,如Xe + F2 ―― XeF2 一定条件下,还可以得到 XeF4 或XeF6 Cl2 也能与大多数非金属单质直接作用. 但不及 F2 的反应激烈. Cl2 过量时,产物为深红色发烟液体二氯化硫 S + Cl2 ―― SCl2

2 S + Cl2 ―― S2Cl2 Cl2 与硫单质作用,生成红中带黄色、有恶臭气味的液体一氯化硫 Cl2 过量时,产物为淡黄色固体五氯化磷

2 P +

5 Cl2 ――

2 PCl5 Cl2 与磷单质作用,生成无色发烟液体三氯化磷

2 P +

3 Cl2 ――

2 PCl3 Br2 和I2 与非金属的反应不如 F2,Cl2 激烈,且不能将非金属氧化到最高氧化数. Br2 和I2 与磷作用的产物分别为发烟液体 PBr3 和红色固体 PI3. 4. 与水的反应

2 F2 +

2 H2O ――

4 HF + O2 这个反应的可能性,可以从电极电势数据看出: E ?(F2 / F-) = 2.87 V E ?(O2 / H2O)= 1.23 V 从热力学角度来看, E ?(Cl2 / Cl-) = 1.36 V 氯气与水反应 E ? = 0.54 V,反应可能进行. 但从动力学上看,反应速率过慢,所以氯气氧化水的反应实际上不能发生. 氯气在水中发生歧化反应 Cl2 + H2O ―― HCl + HClO 该反应受温度和体系的 pH 的影响很大 Cl2 +

2 OH- ―― Cl- + ClO- + H2O

3 Cl2 +

6 OH- ――

5 Cl- + ClO3- +

3 H2O 在酸中发生逆歧化反应. 在碱中发生歧化反应. Br2 和I2 一般歧化成 -1 氧化态和 +

5 氧化态. 尤其 I2 更易歧化成 +

5 氧化态. E ? B 歧化反应的可能性从下面元素电势图中(可以看出 IO3?――― IO? ――― I2 ――― I? 0.15 V 0.43 V 0.54 V 0.21 V BrO3? ――― BrO?――― Br2 ――― Br? 0.53 V 0.46 V 1.07 V 0.52 V 也是由于动力学的原因,Br2 不能将水氧化. 8. 1.