高三化学一轮复习课件第七章第七章第一节

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1、第七章第七章 碳族元素碳族元素 无机非金属材料无机非金属材料20082008届高考化学一轮复习届高考化学一轮复习第一节第一节 碳族元素碳族元素1 1、了解碳的单质及其氧化物、了解碳的单质及其氧化物的性质。的性质。2、了解常见碳酸盐的性质及用途了解常见碳酸盐的性质及用途。考纲要求考纲要求一、碳族元素一、碳族元素1 1、碳族元素位于周期表的、碳族元素位于周期表的 族族, ,包括包括 ，原原 子结构相同点是子结构相同点是 ，不同，不同 点是点是 ，碳碳C 、硅、硅 Si 、锗、锗Ge 、锡、锡 Sn、铅铅Pb A核电荷数增多，电子层数递增核电荷数增多，电子层数递增最外层有最外层有4 4个电子个电子+

2、2 、+42 2、碳族元素的主要化合价碳族元素的主要化合价 ，碳硅还有，碳硅还有 价价。 碳、硅、锗、锡的碳、硅、锗、锡的 价化合物是价化合物是 稳定的，而铅的稳定的，而铅的 价化合物是稳定的。价化合物是稳定的。 - 4+4+2 课本上说课本上说“碳、硅、锗、锡的碳、硅、锗、锡的+4+4价化合价化合物是稳定的，而铅的物是稳定的，而铅的+2+2价化合物是稳定的。价化合物是稳定的。”根据上一句话判断：锡的根据上一句话判断：锡的+2+2价化合物（如价化合物（如SnClSnCl2 2）应具有较强的应具有较强的 性，铅的性，铅的+4+4价化合物价化合物( (如如PbO2)应具有较强的应具有较强的 性。性

3、。理解理解:还原还原氧化氧化元素符号元素符号CSiGeSnPb原子序数原子序数原子半径的变化原子半径的变化 金属性与非金属金属性与非金属性的变化趋势性的变化趋势 最高正价最高正价 最高价氧化物最高价氧化物 最高价氧化物的最高价氧化物的水化物的化学式水化物的化学式及酸碱性强弱及酸碱性强弱 氢化物的化学式氢化物的化学式及稳定性强弱及稳定性强弱 逐逐 渐渐 增增 大大非金属性减弱、金属性增强非金属性减弱、金属性增强酸性减弱、碱性增强酸性减弱、碱性增强稳稳 定定 性性 减减 弱弱 614325082+4 +4 +4 +4 +4CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2 H2CO3 H2SiO3 G

4、e(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4 CH4 SiH4 3、碳族元素的比较、碳族元素的比较4 4、碳族元素单质的物理性质、碳族元素单质的物理性质 碳碳 硅硅 锗锗 锡锡 铅铅颜色颜色金刚石：无色金刚石：无色石墨：灰黑石墨：灰黑灰黑灰黑色色银灰银灰色色银白银白色色蓝白蓝白色色熔沸点熔沸点密度密度 导电性导电性金刚石：不导电金刚石：不导电石墨：导电石墨：导电半导半导体体半导半导体体导体导体 导体导体总趋势：小总趋势：小 大大高高 低低 较低较低 更低更低5 5、碳族元素特殊性碳族元素特殊性(1)(1)形成化合物最多的一族形成化合物最多的一族(2)(2)单质晶体类型最多的一族单质晶体类型最多

5、的一族分子晶体、原子分子晶体、原子晶体晶体、(过渡晶体过渡晶体) 、金属晶体金属晶体(3)(3)易形成共价化合物一族易形成共价化合物一族(4)(4)半导体比较集中的一族半导体比较集中的一族(5)硅在地壳中的含量居第二位硅在地壳中的含量居第二位,仅次于氧。仅次于氧。(6)(6)在所有非金属气态氢化物中，甲烷分子中在所有非金属气态氢化物中，甲烷分子中氢元素的质量分数最大。氢元素的质量分数最大。二、碳的性质二、碳的性质1 1、碳的同素异形体碳的同素异形体 分子结构：分子结构：C60金刚石金刚石石墨石墨关于关于 C C6060(1)(1)发现：发现：19851985年，科学家用激光束照射石墨得灰色气年

6、，科学家用激光束照射石墨得灰色气体，用有机溶剂萃取得体，用有机溶剂萃取得n n200200的大量簇分子，含的大量簇分子，含6060个个碳的分子比较多。碳的分子比较多。(2)(2)合成：将几十伏的电流电压加在两根碳棒上，当两合成：将几十伏的电流电压加在两根碳棒上，当两根碳棒距离很小时，就会产生电弧放电导致短路，产生根碳棒距离很小时，就会产生电弧放电导致短路，产生的碳烟中含有大量的的碳烟中含有大量的C C6060, ,再用有机溶剂萃取碳烟。再用有机溶剂萃取碳烟。(3)(3)结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原子结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键，只跟相

7、邻的三个碳原子形成共价键，6060个碳原子构成球个碳原子构成球形，共形，共3232面体，包括面体，包括1212个五边形，个五边形，2020个六边形。个六边形。(4)(4)性质：性质：C C6060掺杂钾、铷等有超导性，超导起始温度掺杂钾、铷等有超导性，超导起始温度达到达到18K18K。北大和科学院合作制得。北大和科学院合作制得RbRb3 3C C6060，超导起始温，超导起始温度高达度高达28K28K，领先于世界先进水平。，领先于世界先进水平。(5)(5)成果：最大的足球烯单晶的直径仅为成果：最大的足球烯单晶的直径仅为6mm6mm，浙江大，浙江大学的科学家制取直径为学的科学家制取直径为1.31

8、.3的高品质单晶，走在世界的高品质单晶，走在世界前列。前列。 1996年的诺贝尔授予罗伯特、克罗特和斯莫利等三年的诺贝尔授予罗伯特、克罗特和斯莫利等三位科学家，表彰他们有关富勒烯的发现、制备和性质研位科学家，表彰他们有关富勒烯的发现、制备和性质研究。究。关于关于 (1)(1)发现：知道了发现：知道了C C6060的制备以后，人们的注意力全部的制备以后，人们的注意力全部集中在观察碳灰上，而日本科学家饭岛澄男却仔细集中在观察碳灰上，而日本科学家饭岛澄男却仔细观察了放电后在阳极上产生的沉淀物，是他意外发观察了放电后在阳极上产生的沉淀物，是他意外发现了纳米碳管。现了纳米碳管。(2)什么是纳米碳管？什么

9、是纳米碳管？ 石墨有层状结构，可以看作是由原子纸一层一石墨有层状结构，可以看作是由原子纸一层一层堆叠而成。若将一层或几层这样的原子纸卷成圆层堆叠而成。若将一层或几层这样的原子纸卷成圆筒形状，就是纳米碳管。中科院解思深教授制得筒形状，就是纳米碳管。中科院解思深教授制得0.5nm碳管，麻省理工学院秦禄昌博士制得最小的纳碳管，麻省理工学院秦禄昌博士制得最小的纳米碳管米碳管0.4nm。(3)(3)应用前景广泛应用前景广泛3 3、单质的化学性质、单质的化学性质C + O2（充足）（充足） = CO2点燃点燃2C + O2（不足）（不足） 2CO点燃点燃 C + 2CuO = CO2+ 2CuC+2H2S

10、O4（浓）（浓）= 2SO2+ CO2+ 2H2O（常温下化学性质稳定）（常温下化学性质稳定）(1)(1)较强的还原性较强的还原性( (加热或点燃加热或点燃) ) 与与O2 ；CuO ；H2O ；SiO2 ；CO2；浓浓H2SO4等的反应等的反应C+H2O（气）（气）=CO+H2 高温高温CO+H2O(气气) = CO2+H2高温高温C + CO2 = 2CO2C+SiO2=Si+2CO高温高温（）（）较弱的氧化性较弱的氧化性C +Si SiC（金刚砂）（金刚砂）高温高温 还原性：还原性：C+2H2=CH4(反应困难)SiC三、一氧化碳和二氧化碳三、一氧化碳和二氧化碳 COCO2 实验室实验室

11、制法制法收集方法收集方法检验方法检验方法 用途用途工业制法工业制法 无色、有毒，难溶于水无色、有毒，难溶于水无色、无毒、能溶于水无色、无毒、能溶于水1、可燃性、可燃性2、还原性、还原性3、不成盐氧化物、不成盐氧化物1、氧化性、氧化性HCOOH H2O+CO 浓浓H2SO4 CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2+ H2O排水法排水法向上排空气法向上排空气法点燃后在火焰上罩上干燥的烧点燃后在火焰上罩上干燥的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯，杯和蘸有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊出现浑浊使澄清石灰水变浑浊使澄清石灰水变浑浊物理性质物理性质化学性质化学性质 燃料、还原剂燃料、还原剂、化工原料化工原料灭火剂

12、、致冷剂、人工降雨、灭火剂、致冷剂、人工降雨、饮料、制纯碱、尿素饮料、制纯碱、尿素2、酸性氧化物、酸性氧化物煅烧石灰石煅烧石灰石焦炭通过高温水蒸气焦炭通过高温水蒸气一氧化碳的化学性质一氧化碳的化学性质2232COOCOCuOCOFe OCOH O(g)二氧化碳的化学性质二氧化碳的化学性质2222222232232COH OCONaOHCO2NaOHCOCa(ClO )H OCOCaCOH OCONaClNHH OC + CO2 = 2COCO2+2Mg=C+2MgO点燃点燃四、碳酸正盐和酸式碳酸盐四、碳酸正盐和酸式碳酸盐 碳酸盐碳酸盐CO32 碳酸氢盐碳酸氢盐HCO3热稳热稳定性定性与酸与酸反

13、应反应与与碱碱反应反应转化转化关系关系除钾盐、钠盐、铵盐易溶于除钾盐、钠盐、铵盐易溶于水外，其余都不溶于水水外，其余都不溶于水都溶于水都溶于水较稳定K2CO3、Na2CO3受热难分解受热难分解CaCO3、（、（NH4）2CO3受热易分解受热易分解受热易分解受热易分解CO32- +2H+=CO2+H2OCaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O CO32- + 2H+ =CO2 + H2OHCO3- + H+ = CO2+ H2O相同条件下放出相同条件下放出CO2的速度的速度NaHCO3比比Na2CO3快快Na2CO3+Ca(OH)2= CaCO3+2NaOHNaHCO3 + NaOH = Na

14、2CO3+H2ONaHCO3+Ca(OH)2(足量）足量）2NaHCO3 = Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3NaHCO3CO2+H2O加热或加加热或加 NaOHNaHCO3+Ca(OH)2(少量）少量）NaHCO3 + Ca(OH)2 =CaCO3 + NaOH + H2O2NaHCO3 + Ca(OH)2 =CaCO3 + Na2CO3 + H2O水溶水溶性性五、五、CO3 32-2- 、HCO3 3- -的的检验检验、CO3 32-2-的检验的检验向待测溶液中滴加过量的向待测溶液中滴加过量的Ca2或或Ba2 的可溶性盐的可溶性盐溶液溶液CaCl2、Ca(NO3)2、BaCl2、B

15、a(NO3)2，若，若生成白色沉淀，再加入生成白色沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸稀盐酸或稀硝酸，若白色沉，若白色沉淀溶解且生成无色无味的气体，则溶液中有淀溶解且生成无色无味的气体，则溶液中有CO32-2-。、HCO3-的检验的检验向待测溶液中滴加过量的向待测溶液中滴加过量的Ca2或或Ba2 的可溶性盐的可溶性盐溶液溶液 CaCl2、Ca(NO3)2、BaCl2、Ba(NO3)2，若若无明显现象，再加入无明显现象，再加入稀盐酸或稀硝酸稀盐酸或稀硝酸，若生成无色无，若生成无色无味的气体，则溶液中有味的气体，则溶液中有HCO3-。1 1、在水中的溶解性（与正盐比较）、在水中的溶解性（与正盐比较）2 2、

16、与酸或碱反应、与酸或碱反应 3 3、对热的稳定性、对热的稳定性一般来说，正盐较难溶于水时，酸式盐较易溶于水，一般来说，正盐较难溶于水时，酸式盐较易溶于水，如如CaCOCaCO3 3难溶于水，难溶于水，CaCa（HCOHCO3 3）2 2易溶于水。易溶于水。但应注意但应注意NaHCONaHCO3 3的溶解度比的溶解度比NaNa2 2COCO3 3小。小。 强酸的酸式盐只与碱反应而不与酸反应；强酸的酸式盐只与碱反应而不与酸反应；弱酸的酸式盐与强碱反应生成正盐，与强酸反应生弱酸的酸式盐与强碱反应生成正盐，与强酸反应生成弱酸。成弱酸。 一般是：一般是：正盐酸式盐多元酸正盐酸式盐多元酸（盐的阳离子相同，

17、成盐的酸相同。）（盐的阳离子相同，成盐的酸相同。）七七、CO2与与NaOH溶液反应产物的确定及计算溶液反应产物的确定及计算2NaOH+ CO2=Na2CO3NaOH+ CO2=NaHCO3Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3解题方法见考点二解题方法见考点二碳及其化合物的碳及其化合物的转化转化关系关系CCO2Na2CO3NaHCO3COCaCO3Ca(HCO3)2CaC2C2H2O2、H2SO4等等O2、SiO2等等CaOH2OMgNaOH、Na2O2等等CCa(OH)2O2SiO2、高温等高温等CO2+H2OCa(OH)2或或H+或加热或加热CO2+H2ONaOH或加热或加热Ca(O

18、H)2Ca(OH)2H+练习练习1.1.下列气态氢化物中，稳定性最差的是下列气态氢化物中，稳定性最差的是 A.CHA.CH4 4 B.SiH B.SiH4 4 C.H C.H2 2S D.PHS D.PH4 42. 下列说法中，正确的是下列说法中，正确的是 A.碳是非金属元素，所以碳单质都是绝缘体碳是非金属元素，所以碳单质都是绝缘体 B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间硅的导电性介于金属和绝缘体之间 C.锗的非金属性比金属性强锗的非金属性比金属性强 D.锗不存在气态氢化物锗不存在气态氢化物BB D3.3.课本上说课本上说“碳、硅、锗、锡的碳、硅、锗、锡的+4+4价化合物是稳定的，价化合物是稳定的

19、，而铅的而铅的+2+2价化合物是稳定的。价化合物是稳定的。”(1)(1)根据上一句话判断：锡的根据上一句话判断：锡的+2+2价化合物价化合物( (如如SnClSnCl2 2) )应具应具有较强的有较强的 性，铅的性，铅的+4+4价化合物应具有较强的价化合物应具有较强的 性。性。(2)(2)Fe3O4可以写成可以写成FeOFe2O3的形式，根据化合价规律的形式，根据化合价规律和这种书写方法，若将和这种书写方法，若将PbPb3 3O O4 4用上述形式表示，其化学式用上述形式表示，其化学式可写为可写为 。(3)PbO(3)PbO2 2与浓盐酸可发生氧化还原反应生成与浓盐酸可发生氧化还原反应生成Cl

20、Cl2 2，该反，该反应的化学方程式为应的化学方程式为 。还原还原氧化氧化2PbOPbO2PbO2+4HCl(浓浓)=PbCl2+Cl2+2H2O4. 4. 最近科学家制得一种新的分子，它具有空最近科学家制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为心的类似足球状结构，化学式为C C6060下列说法中，下列说法中，正确的是正确的是 A. CA. C6060是一种新型的化合物是一种新型的化合物 B. CB. C6060和石墨都是碳的同素异形体和石墨都是碳的同素异形体 C. CC. C6060中含有离子键中含有离子键 D. CD. C6060的式量为的式量为720720B D5 5、下列对

21、碳的同素异形体：金刚石、石墨、下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、 和和C C6060的说法中，错误的是的说法中，错误的是 A A、熔点：金刚石石墨熔点：金刚石石墨C C6060 B B、沸点：金刚石沸点：金刚石= =石墨石墨C C6060 C C、在一定条件下与在一定条件下与O O2 2反应生成反应生成COCO2 2 D D、在一定条件下它们可能相互转化在一定条件下它们可能相互转化A6 6、阅读下列材料，回答有关的问题：锡、铅两种元素阅读下列材料，回答有关的问题：锡、铅两种元素的主要化合价是的主要化合价是+2+2价和价和+4+4价，其中价，其中+2+2价锡元素和价锡元素和+4+4价铅价铅元素

22、的化合物均不稳定，元素的化合物均不稳定，+2+2价锡离子有强还原性，价锡离子有强还原性，+4+4价价铅元素的化合物有强氧化性。例如：铅元素的化合物有强氧化性。例如：SnSn2+2+还原性比还原性比FeFe2+2+还还原性强原性强 ，PbOPbO2 2的氧化性比的氧化性比ClCl2 2氧化性强。氧化性强。(1)(1)写出下列反应的化学方程式。写出下列反应的化学方程式。 氯气跟锡共热：氯气跟锡共热：_； 氯气跟铅共热：氯气跟铅共热：_；二氧化铅跟浓盐酸共热：二氧化铅跟浓盐酸共热：_。(2)(2)能说明能说明SnSn2+2+还原性比还原性比FeFe2+2+还原性强的离子方程式是：还原性强的离子方程式是： _。Sn+2Cl2=SnCl4Pb+Cl2=PbCl2PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2+2H2OSn2+2 Fe3+= Sn4+2Fe2+