人教版高一化学碳族元素复习

人教版高一化学碳族元素复习

第七章 硅和硅酸盐工业复习 本章知识点： 第一节 碳族元素及其化合物 第二节 硅及其化合物、硅酸盐工业简介 第一节 碳族元素、碳及其化合物 内容提要： 一、碳 族 元 素 三、碳 及 其 化 合 物的转化关 系 二、碳 的 单 质 性 质 四、针 对 性 讲 练 一、碳族元素 能形成 +4 价、 +2 价的 化合物 能形成通式为 RH 4 的气 态氢化物 最高价氧化物对应水化物通式为 H 2 RO 3 或 R （ OH ） 4 相似性 递变性 1 、原子结构 最外层都有 4 个电子 。 2 、物性 单质都是固体。 3 、化性 原子结构 单质物性 化性 核 电荷数增加，电子层数增加 原子半径增大 熔 沸点逐渐降低 密度逐渐增大 氢化物稳定性逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱 正二价 化合物的稳定性逐渐增强 正四价 化合物的稳定性逐渐减弱 1. 碳族元素性质的递变规律 元素 性质 碳 (C) 硅 ( Si ) 锗 ( Ge ) 锡 ( Sn ) 铅（ Pb ） 主要化合价 单质色、态 氢化物 RH 4 的稳定性 主要氧化物 最高价氧化物的水化物 化学式 酸碱性 酸性递减 碱性递增（多数有两性） 金属性、非金属性 +2 、 +4 +2 、 +4 +2 、 +4 +4 +2 、 +4 无色或黑色固体 灰黑色固体 灰白色固体 银白色固体 蓝白色固体 逐渐减弱 CO 、 CO 2 SiO 2 GeO GeO 2 SnOSnO 2 PbO 、 PbO 2 H 2 CO 3 H 2 SiO 3 H 4 SiO 4 Ge(OH) 4 Sn(OH) 4 Pb(OH) 4 非金属性递减、金属性递增 学生练习 2 下列关于碳族元素的说法中，错误的是 ( ) A. 它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显 B. 碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱 C ．碳族元素原子的最外层都有 4 个电子 D. 主要化合价有 +2 价和 +4 价，大多数 +2 价化合物稳定 D 3 、锡、铅两种元素的主要化合价是 +2 价和 +4 价，其中 +2 价锡和 +4 价铅的化合物是不稳定的， +2 价锡离子有强还原性， +4 价铅化合物有强氧化性。如 Sn 2+ 比 Fe 2+ 还原性强， PbO 2 比 Cl 2 氧化性强，写出下列反应的化学方程式： ①FeCl 3 溶液滴入 SnCl 2 溶液； ②PbO 2 遇浓盐酸。 答案： ① 2 FeCl 3 +SnCl 2 ＝2 FeCl 2 + SnCl 4 ② PbO 2 +4HCl＝PbCl 2 +2H 2 O+ Cl 2 针对性训练 1 、碳的同素异形体 金刚石 石 墨 C 60 二、碳的单质 二、碳的单质性质 1 、同素异形体 ⑴ 金刚石： 色 _______ 晶体 , 键角 ______ ，硬度 ， 导电 ⑵ 石墨： 色不透明 , 金属光泽 , 滑腻 , 导电 ⑶ 无定形碳：包括炭黑、木炭、活性炭、焦炭 ⑷C60:“ 足球烯”，属 _________ 晶体 无 原子晶体 109 0 28` 高 不 黑 有 能 分子晶体 2 、 3 一氧化碳和二氧化碳 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 化 学 性 质 实验室制法 收 集 方 法 检 验 方 法 工 业 制 法 无色无毒味气体，有毒，难溶于水。 无色略带酸味气体，无毒， 能溶于水，固态时俗称干冰。 1 、可燃性 2 、还原性（跟 Fe 3 O 4 、 CuO 、 H 2 O SiO 2 的反应） 3 、不成盐氧化物 1 、不能燃烧，一般情况下不助燃 2 、氧化性（跟 C 、 Mg 的反应） 3 、酸性氧化物（跟碱反应） HCOOH H 2 O+CO↑ 浓H 2 SO 4 △ CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O 排水法 向上排空气法 点燃后在火焰上罩上干燥的 烧杯和粘有澄清石灰水的烧杯， 出现浑浊 使 澄清石灰水变浑浊 水煤气 : C+H 2 O CO+H 2 高温 煅烧石灰石： CaCO 3 CaO+CO 2 ↑ 高温 针对性训练 反应式 反应生产或实验中的应用 CO 2 + Na 2 O CO 2 + NaOH CO 2 + Ca(OH) 2 CO 2 + CaCO 3 + H 2 O CO 2 + NH 3 + H 2 O CO 2 + NH 3 + NaCl + H 2 O 吸收 CO 2 检验 CO 2 钟乳石的形成 制碳铵 候氏制碱 二、碳及其化合物的转化关系 C CO 2 Na 2 CO 3 NaHCO 3 CO CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 CaC 2 C 2 H 2 O 2 、 HNO 3 等 O 2 、 SiO 2 等 CaO H 2 O Mg NaOH 、 Na 2 O 2 等 C Ca(OH) 2 O 2 等 SiO 2 、 高温等 CO 2 +H 2 O Ca(OH) 2 或 △ H + 或加热 CO 2 +H 2 O NaOH 或加热 Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 H + 写出下列 1~8 的反应式 C CO 2 Na 2 CO 3 NaHCO 3 CO CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 CaC 2 C 2 H 2 1 2 3 4 5 8 7 6 练习： 点击：进入针对性训练 109º28' 金刚石是一种具有 空间网状结构 的 原子晶体 ，在晶体中，每 个碳原子都被相邻的 4 个碳原子包围，处于 4 个碳原子的中心，以 共价键与 4 个碳原子结合。成为 正四面体结构 ，这些正四面体向空 间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（ >3550℃ ） 和沸点（ 4827℃ ）都很高 , 硬度 很大。 金刚石 10 金刚石 5 磷灰石 9 刚玉 4 萤石 8 黄玉 3 方解石 7 石英 2 石膏 6 正长石 1 滑石 硬度 矿物 硬度 矿物 返 回 返 回 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 120 º 共价键 范德华力 石墨是 层状结构 ，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它 3 个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构； 在层与层之间 ， 是以 分子间 作用力 结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的 熔点很高 ( 比金刚石的还要高） , 沸点与金刚石相同 。但由于层与层之间的分子间作用 力很弱，容易滑动，使石墨的 硬度很小 。 石墨 C 60 返 回 双基巩固 第一题 第二题 第三题 第一题 第二题 研究性试题 1 、下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、 和 C 60 的说法中，错误的是 ﹙ ﹚ A 熔点：金刚石＞石墨＞ C 60 B 沸点：金刚石 = 石墨＞ C 60 C 在一定条件下与 O 2 反应生成 CO 2 D 在一定条件下它们可能相互转化 A 返回 一、双基巩固 一、巩固双基 2 、第 ⅣA 族元素中 C 、 Si 、 Ge 、 Sn 的 +4 价化合物是稳定的，而铅的 +2 价化合物是稳定的。 Ge 是一种良好的半导体材料，被广泛应用于电子工业上。它可从煤燃烧的烟道灰中提取。其过程如下：烟道灰 ( 含 GeO 2 ) 锗的氯化物锗酸纯净的锗的氧化物锗。写出 ⑴ 、 ⑵ 、 ⑷ 步反应的化学方程式。 返回 3 、 BGO 是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于锘贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。若知： ① BGO 中，锗处于最高价态； ② 在 BGO 中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层 8 个电子稳定结构； ③BGO 可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在 BGO 晶体的化学式中，这两种氧化物所含的总质量相同。请填空： ⑴ 锗和铋的元素符号分别是＿＿＿和＿＿＿。 ⑵BGO 晶体的化学式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ⑶BGO 晶体中所含铋的氧化物的化学式是＿＿＿＿。 Ge Bi 2Bi 2 O 3 •3GeO 2 或Bi 4 （GeO 4 ） 3 Bi 2 O 3 返回 因为在 BGO 中，锗处于最高价（即 +4 价），其氧化物的化学式可写成 GeO 2 。 而铋的价态跟氯化铋相同，且因为在此化合物中铋具有 8 个电子的稳定结构，可知铋的化合价应是 +3 价，则铋的氧化物的化学式可写成 Bi 2 O 3 ， 又因为在 BGO 中这两种氧化物中氧元素的总质量相同故根据第 ③ 点 可知： BGO 的化学式可写成 2Bi 2 O 3 •3GeO 2 [ 或 Bi 4 （ GeO 4 ） 3 的形式。 返回 解析 研究性试题（题见学案） 1 、课题式课堂是研究性学习的一种方式，其基本教学模式为： 提出课题 —— 确定研究方案 —— 解决问题 —— 总结和评价 证明 CO 有还原实验装置 CuO 澄清石灰水 返回 证明 PbO 中有氧的装置 返回 谢谢光临指导 再见！