碳族元素典型例题

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1、碳族元素典型例题[例1]下列关于碳族元素的说法正确的是[]A.单质都是无色晶体B.单质中硅单质熔点最高C.碳族元素形成的化合物种类最多D.在化合物中最稳定的化合价都是+4价分析:对选项A:在碳族元素所形成的单质中,只有金刚石为无色晶体,故A是错的。对选项B:在碳族元素形成的单质中,金刚石、晶体硅为原子晶体,金刚石的熔点比晶体硅高。本族单质的熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同,卤族单质熔点从F2→I2依次升高,碳族元素单质由C→Pb熔点呈降低趋势,故B项是错误的。对选项C:碳族元素位于周期表中部,易形成共价化

2、合物特别是碳元素是构成种类繁多的有机物的最重要元素。对选项D:Pb的稳定价态为+2,故选项D也是错误的。答案:C[例2]通过硅、磷、硫、氯与氢气反应的情况及氢化物的稳定性说明它们非金属性的强弱,并用原子结构理论加以解释。分析:元素非金属性越强,越容易与氢气发生反应,生成的气态氢比物越稳定。比较硅、磷、硫、氯与氢气反应的难易程度,就可以得知它们非金属性的强弱。答案:硅只有在高温下才能跟氢起反应生成气态氢化物SiH4。磷的蒸气和氢气能起反应生成气态氢化物PH3,但相当困难。在加热时硫蒸气能跟氢气化合生成气态氢化

3、物H2S。氯气跟氢气在光照或点燃时就能发生爆炸而化合,生成气态氢化物HCl。这几种氢化物稳定性由小到大的顺序是:SiH4<PH3<H2S<HCl。由以上事实可知非金属性由弱到强的顺序是Si<P<S<Cl。根本原因在于:硅、磷、硫、氯核外电子层数相同,随原子序数的递增最外层电子数逐渐增加,原子半径递减,核对外层电子引力增强,元素的非金属性也就逐渐增强。[例3]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,化学式为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

4、异形体C.C60中含离子键D.C60的式量是7析:足球烯C60是课本正文中未曾学到过的,但只要明确单质、化合物、同素异形体、化学键、式量的概念,对各选项进行认真辩析,不难作答。C60是由同种元素(碳)组成的纯净物,属于单质;碳原子之间以共价键相结合;C60和石墨都是由碳元素形成的不同单质,都是碳的同素异形体,C60的式量=12×60=7题方法为概念辩析法。答案:BD[例4]如果发现114号新元素(位于第7周期IVA族),下列有关X可能具有的性质合理的是[]。A.X是非金属元素B.X的+2价化合物比+4价化合

5、物稳定C.XO2具有强氧化性D.X有稳定的气态氢化物分析:根据碳族元素性质递变规律,可推知114号元素的金属性比铅还强,一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同,即为+2价,所以XO比XO2稳定。X4+离子另得电子变成X2+,所以XO2具有强氧化性。X是金属元素,不可能存在稳定的气态氢化物。答案:BC[例5]近年来,科学家在氦的气氛中给石墨电极通电,石墨挥发,在其挥发的黑烟中发现了C60,它与金刚石互称①。它是一种具有空心类似足球状结构的新分子,碳原子之间存在②键,它的摩尔质量是③,而金刚石是一种④结构的⑤晶

6、体,碳原子间通过⑥键结合,含有碳原子构成的环,则最小环上有⑦(填数字)个碳原子,每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是⑧(填角度)。分析:从C60分子组成便知,它是由碳元素组成的一种单质,与金刚石互为同素异形体。在分子中,碳原子与碳原子之间以共价键结合,它的摩尔质量可由化学式求,即12×60=7mol。金刚石是一种正四面体型空间网状结构,晶体中一个碳原子位于正四面体中心,四个碳原子以共价键与它结合,分别位于正四面体的四个顶点上。形成最小的环,含的碳原子数必须通过平时分析教材中插图或模型而知,键角为109°28′

7、。本题着重考学生同素异形体概念及培养三维空间思维能力。答案:①同素异形体②共价③7mol④空间网状⑤原子⑥共价⑦6⑧109°28′。[例6]二氧化硅的熔沸点较高的原因是[]A.二氧化硅中,硅氧原子个数之比为1∶2B.二氧化硅晶体是立体网状的原子晶体C.二氧化硅中,Si-O键的键能大D.二氧化硅晶体中原子以共价键相结合分析:此题难度不大,但涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。二氧化硅熔沸点较高的原因,是由于其晶体里Si-O键的键能很高,并形成了一种立体网状的原子晶体,熔融它需消耗较多的能量。所以,本题应选B、C两

8、个选项。答案:BC[例7]下列说法正确的是[]A.二氧化硅溶于水显酸性B.二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸分析:此题是关于硅及其化合物性质的选择题,宜采用筛选法。A.SiO2很难溶于水,无法显酸性。B.原硅酸酸性比碳酸弱,CO2通入水玻璃(Na2SiO3溶液)会发生强酸制取弱酸的复分解反应:Na2SiO

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