高三化学碳族元素

《高三化学碳族元素》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

碳族元素无机非金属材料第一课时碳族元素【考纲要求】1.掌握碳族元素在元素周期表中的特殊位置导致性质上的特殊性。2.能熟练运用碳族元素原子结构的递变规律解释其性质的递变规律3.掌握CO2与CO、CO2与SiO2、NaHCO3与Na2CO3这三组物质在物理性质、化学性质、制法、用途等方面的不同。4．自主建立碳族元素的知识网络。教与学方案【自学反馈】一、概念辨析1.碳族元素：（1）在周期表中的位置（由原子结构中的决定）。（2）包含元素的名称、符号、原子结构简图、原子半径、化合价等比较元素名称元素符号原子结构简图原子半径化合价单质性质变化碳硅锗锡铅 （3）相似性：、（4）递变性：。（5）特殊性：难形成离子化合物，易形成共价化合物。（6）用原子结构知识解释（3）（4）（5）：。1.碳单质：（1）同素异形体：；无定形碳：。（2）性质：稳定性，比如；还原性：；可燃性：；弱氧化性：。2.含碳化合物：（1）CO2：物理性质；化学性质；实验室制法：原料、原理、装置、步骤。（2）CO：物理性质；化学性质； 实验室制法：原料、原理、装置；（3）碳酸正盐：稳定性、溶解性；（4）酸式盐：稳定性、溶解性；（5）其它含碳化合物、有机化合物、金属碳化物候氏制碱法的主要反应中用到上述哪些物质中的哪些性质？。二、碳元素知识网络：写出化学方程式实现下列转化：.SiO2Ca(HCO3)2CaCO3SiCCCO2Na2CO3SiO2COFeMgONaHCO3 【例题解析】[例1]门捷列夫在19世纪中叶，曾根据他所发现的周期律，预言过第四周期第ⅣA族元素X（当时称为类硅）。下列有关类硅的元素性质，不正确的是（）A.XH4不稳定，但有强还原性B．可用焦炭在高温下从XO2中冶炼XC．X单质的熔点比硅高D.X(OH)4的酸性比H2SiO3强解题思路:。易错点:。[例2]最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60，下列说法正确的是（）A．C60是一种新型的化合物B．C60和石墨都是碳的同素异形体C．与C60结构类似的还有C60分子D．C60的相对分子质量是720g/mol解题思路:。易错点:。【考题再现】1.等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原来的8/9（同温同压），则反应后所得混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为A.3:4:1B．3:3:2C．6:7:3D.6:9:0 思维方法:。展望高考:2.将足量的CO2通入含有KOH和Ca(OH)2各0.1mol的混合稀溶液中，试作出生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2气体的体积(V)的关系图：思维方法:。展望高考:【针对训练】A．基础训练1．下列各组物质中，不属于同素异形体的是()A.金刚石、石墨B.水、重水C.氧气、臭氧D.晶体硅、无定形硅2．下列物质中，能直接用作半导体材料的是()A.金刚石B.石墨C.晶体硅D.水晶3．下列叙述能确定是ⅣA族元素的是()A.原子核外有4个电子B.有+2和+4两种化合价C.易形成共价化合物D.原子最外层有4个电子 4．近年科学家制得一种新的分子，它类似足球的空心结构，化学式为C60。下列说法中正确的是()A.C60是一种新型的化合物，有着重要的应用B.C60是碳的一种同素异形体C.C60分子中含有离子键D.C60的相对分子质量为720g/mol5．下列元素的最高氧化物对应水化物中酸性最弱的是()A.SiB.PC.SD.BrB.提高训练6．不能通过化合反应来制取的物质是()A.SiCl4B.H2SiO3C.Na2O2D.CaSiO37．下列变化属于氧化还原反应的是()A.石灰石煅烧生成CO2和CaOB.纯碱、石灰石、石英共熔制玻璃C.硅与氢氧化钠溶液反应D.过氧化钠吸收CO2放出氧气8．下列大气污染物中，能跟人体血红蛋白结合而引起中毒的气体()A.SO2B.CO2C.COD.H2S C.能力训练9．下列物质中熔点最高的是()A.CsClB.SiO2C.CO2D.Ar10．下列各组酸的强弱比较中，正确的是()A.H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3B.H2CO3＞H2SiO3＞H3PO4C.H2SiO3＞H3PO4＞H2CO3D.H2SiO3＞H2CO3＞H3PO411．下列化学方程式中，正确的是()A.Na2CO3＋H2SiO3＝Na2SiO3＋CO2↑＋H2OB.C＋SiO2CO2↑＋SiC.SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑D.CO＋CuOCu＋CO2↑12．下列离子方程式正确的是()A.向石灰石中加稀硫酸CaCO3＋2H+＝Ca2+＋H2O＋CO2B.向澄清石灰水中通入过量二氧化碳Ca(OH)2＋2CO2＝Ca2+＋2C.氯化氢通过饱和小苏打溶液＋H+＝H2O＋CO2D.向碳酸氢钙溶液中加足量烧碱溶液Ca2+＋＋OH-＝CaCO3¯＋H2O 13．只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、Ba(HCO3)2四种无色溶液区别开来，这种试剂是()A.氢氧化钠溶液B.澄清石灰水C.2mol/L盐酸D.2mol/L硫酸D.奥赛一瞥14．碳族元素位于周期表中的第族，碳原子的电子式是，硅的原子结构示意图是，C60、金刚石和石墨等由碳元素形成的性质不同的单质，是碳的。在质量均为12克且均由12C形成的C60、金刚石、石墨的单质中，含有的共价键的物质和量分别是、、；CO2是含有键的分子(填“非极性”或“极性”)，其结构式是，形成的晶体是晶体，在高温高压等特殊条件下，可将CO2转化为硬度超过SiO2的晶体，则在这样的晶体中与一个C原子紧邻的氧原子有个，在44克该晶体中含有个C—O键。15．SiO2属_______性氧化物，它__________直接跟水化合成对应的酸，但它是_________酸的酸酐。实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞，而常用橡皮塞是因为（用化学方程式表示）___________________________；玻璃瓶也不能盛装氢氟酸，是因为（用化学方程式表示）： 。16．配平下列化学方程式,标出电子转移方向和数目：Mg＋SiO2＝Mg2Si＋MgO该反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是。第七章碳族元素无机非金属材料第一课时碳族元素【例题解析】1.[解析]门捷列夫指的类硅，依据其在周期表中的位置，应该是锗（Ge）。根据同一主族元素性质的递变规律，已不稳定，应更不稳定，但还原性会更强，所以A项正确。碳比锗活泼，焦炭在高温下可把中的Ge还原出来，B项也对。C、D两项均违反了同一主族元素性质从上到下的递变规律）[答案]CD2.[解析]误选D的原因是对相对分子质量和摩尔质量的单位混淆不清。误选A的原因是单质与化合物的概念不清。同一种元素组成性质不同的几种 单质，例如：、、金刚石、石墨等都是碳元素的同素异形体[答案]BCn[考题再现]1.A2.V【针对训练】1.B2.C3.D4.B5.A6.B7.CD8.C9.B10.A11.CD12.C13.D14.ⅣA；·C·；；同素异形体；2mol2mol1.5mol¨极性键非极性分子O==C==O分子晶体44NA15.酸性；不能；硅；原硅；；木塞或胶；2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O；SiO2＋4HF＝SiF4＋2H2O16.4、1、1、23：1 第二课时硅二氧化硅无机非金属材料【考纲要求】1.掌握硅和二氧化硅的结构、物理性质、化学性质、用途和制法，能从数学立体几何知识的角度理解硅和二氧化硅的晶体结构。2.了解硅酸盐工业的含义和原理，掌握水泥和玻璃的工业制法，化学成分和化学反应原理。3.了解无机非金属材料结构和性质特征以及它们的特殊用途。教与学方案【自学反馈】一、硅及其化合物1.硅：（1）硅元素在自然界的存在形态；（2）晶体结构、键角、键能；（3）物理性质；（4）化学性质：常温下、、加热时；工业制法；高纯硅的制取。2.二氧化硅：（1）在自然界的存在形式；（2）晶体结构；（3）物理性质； （4）化学性质、、；（5）用途。3.硅酸：（1）组成；（2）特性；（3）制法。4.硅及其化合物的性质及转变关系如图5.硅酸盐：（1）Na2SiO3：俗称、用途。（2）硅酸盐工业：水泥：原料；化学组成；加入石膏的作用；具有水硬性的原因。玻璃：原料；反应原理、； 化学成分；特种玻璃的制备方法和用途。陶瓷：原料、种类。（3）硅酸盐组成的表示方法二、无机非金属材料1.分类：（1）传统：；（2）新型：；2.特性：（1）、（2）、（3）、（4）；3.高温结构陶瓷：（1）优点、（2）种类：氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷；4．光导纤维：（1）成分、（2）特点、（3）用途。.【例题解析】[例1]药爆炸的瞬间，可以产生400000atm的超高压和5000℃的超高温，完全能达到石墨转化成金刚石的条件，你认为将炸药放在水槽内的最主要原因是（）A．形成高压条件B．吸热降低温度C．防止碳粉燃烧D．溶解爆炸产生的气体 解题思路:。易错点:。[例2]原硅酸的分子结构为，它在水溶液中不稳定，通常在分子间脱水缩聚成网状大分子，这样的缩聚硅酸用通式表示，若n为1.5，则其缩聚物的化学式为。已知某缩聚硅酸中硅元素的质量分数为40.6%，该缩聚硅酸的化学式为_________；其分子结构式为__________；与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________。解题思路:。易错点:。【考题再现】1.氮化铝(AlN)耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO下列叙述正确的是（）A．在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂B．上述反应中每生成2molAlN，N2得到3mol电子C．氮化铝中氮元素的化合价为-3价D．氮化铝晶体属于分子晶体思维方法:。展望高考: 2．矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。此处所指的风化作用是指矿物一水和二氧化碳同时作用的过程。例如钾长石（KalSi3O8）风化生成高岭土[Al2Si2O5（OH）4]，此反应的离子方程式为2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K++2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5（OH）4这个反应能够发生的原因是：。思维方法:。展望高考:【针对训练】A．基础训练1．有一粗铝内含Fe和Si，取等质量样品两份，分别投入稀盐酸和稀强碱中，放出等物质的量的气体，则Fe和Si的关系为（）A．物质的量比为1：1B．物质的量比为2：1C．质量比为4：1D．质量比为2：12．现有下列五个转化：①Na2CO3→Na2SiO3；②CuSO4→CuCl2；③SiO2→H2SiO3；④CuO→Cu(OH)2；⑤Ca3(PO4)2→Ca(H2PO4)2，其中不可能通过一步反应实现的是（）A．只有①和②B．只有③和④C．②③和④D．②③④和⑤3．某溶液中含有ClO-、SiO32-、AlO2-、S2-等四种离子，若向其中加入过量的盐酸溶液，微热并搅拌，再加入过量NaOH溶液，溶液中大量减少的阴离子() A．ClO-、B.SiO32-、C.AlO2-、D.S2-4．下列说法正确的是（）A．二氧化硅溶于水显微酸性B．从碳到铅，气态氢化物稳定性越来越弱C．碳族元素不能形成离子化合物D．硅跟氢氧化钠溶液反应中，硅作还原剂，水作氧化剂B.提高训练5.新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温重要主要条件下进行，在合成工艺中必须注意（）A．通入充足氧气B.避免与氧气接触C.可在氮气氛中合成D.通入少量氧气6.“9•11”事件给纽约带来了一场严重的环境灾难——石棉污染，容易使石棉吸入者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为：Ca2MgxSiyO22（OH）2，x、y的值分别是（）A．8，3B．5，8C．3，8D．5，5C.能力训练7.常温下不能和单质硅反应的试剂是()A.氢氟酸B.浓硝酸C.氢氧化钾溶液D.氟气8．镁橄榄石Mg2SiO4可以用下列哪一种氧化物形式表示()A.MgO·SiO2B.2MgO·SiO2C.MgO·2SiO2D. MgO·3SiO29．二氧化硅是酸性氧化物是因为()A.硅是非金属B.它是非金属氧化物C.二氧化硅能跟氢氧化钠反应生成盐和水D.它的对应水化物是弱酸，能溶于水10．下列叙述中，错误的是()A.硅在地壳中的含量仅次于氧，居第二位B.硅是构成矿物和岩石的主要元素C.硅和锗相似，是良好的半导体材料D.硅的化学性质不活泼，常温下与氧气、酸、碱都不反应11．下列化合物中，氧化钙的质量分数为48.3%的是()A.3CaO·SiO2B.CaO·SiO2C.2CaO·SiO2D.3CaO·Al2O312．关于氮化硅陶瓷的性能，下列说法不正确的是()A.是一种超硬物质，本身具有润滑性且耐磨损B.抗腐蚀能力强，不与任何酸反应C.耐高温，不易传热 D.高温时也能抗氧化，且能抗冷热冲击D.奥赛一瞥13．A、B为两种单质，常温下均为固体。在元素周期表中，A、B两种元素同周期且原子半径A>B。分别取三份完全相同的质量均为1.520g的A、B混合物粉末进行如下实验。①向第一份试样中加入过量的盐酸，充分反应后放出0.896L气体（标准状况，下同），还余下0.560g残渣。②向第二份试样中加入过量的10%的NaOH溶液，充分反应后放出0.896L气体，还余下0.960g残渣。③将第三份试样隔绝空气加强热后，生成一种固体。冷却后，在隔绝空气的条件下加入足量稀盐酸，该固体全部溶解，产生xL气体。（1）单质A是___________。（2）混合物中B的质量分数为_______________。（3）写出实验③中有关反应的化学方程式，并计算x的值。14．A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种元素，它们能发生如下图所示的变化。且该元素的单质(用R表示)能与强碱溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。(1)写出这五种物质的化学式：A、B、C、D、E。 (2)写出下列反应的化学方程式：A®D：A®B：第二课时硅二氧化硅无机非金属材料【例题解析】1.[解析]炸药放入水槽内沉入水下固然可以形成一定压力，但比之于40000atm便显得微不足道；吸热降温又不利于金刚石的合成；溶解爆炸气体则明显不合理[答案]C2.[解析及答案]依据通式和含硅40.6%，列出下述算式求n值，，解，故化学式为，分子结构式为：，它是二元酸，与NaOH反应生成盐：[考题再现]1.C2.碳酸的酸性比原硅酸强，由较强的酸可以制较弱的酸【针对训练】 1.BC2.B3.AD4.BD5.BC6.B7.B8.B9.C10.D11.B12.B13．由题意可知，②中0.56g单质与NaOH反应产生的为，只能是Si而不是Al，，恰好产生；①中，0.96g单质产生，则应为Mg，因为，符合，故A为Mg，B为Si。（2）Si的质量分数为（3）0.04mol0.02mol0.02mol0.02mol故x=0.448。（1）Mg（2）Si的质量分数为36.8%（3），，x=0.448l。14.(1)SiO2；CaSiO3；Na2SiO3；Si；H2SiO3(或H4SiO4)(2)2C＋SiO22CO↑＋Si；SiO2＋CaCO3(固)CaSiO3＋CO2↑