高中化学考点精讲-碳族元素
《高一化学碳族元素》PPT课件

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
石墨 120º 共价键 范德华力
- - -- -- -- -- -- ---- ---- -- -- -- -- -- - -
- - -- ----------------- ------ ----------------- -- - -
递变性
原子结构 单质物性 化学性质
核
电 荷
原
数子
增半
加径
,增
电 子
大
层
数
增
加
熔密 沸度 点逐 逐渐 渐增 降大 低
最 高 价 氧 氢化 化物 物对 稳应 定水 性化 逐物 渐的 减酸 弱性 逐 渐 减 弱
碳族元素性质的递变规律
元素 性质 主要化合价 单质色、态
氢化物RH4的稳定性 主要氧化物
最高价氧化 化学式 物的水化物
- - - -- ------------------------------------- -- -- - ----------------
课堂练习
1.某金属氧化物A,金属在A中显+2价和+4价两种化合价, 已知1molA和含HCl 8mol的浓盐酸恰好完全反应生成PbCl2、 Cl2和H2O。试解答:
(1)写出A的化学式____P_b__3O__4 __。
(2)写出A与浓盐酸反应的
化学方程式__P_b_3_O_4_+_8_H__C_l_=_=_3_P__b_C_l_2+__C_l_2↑_+_4_H__2_O__。
酸性递减
Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4 碱性递增(多数有两性)
碳族元素知识点总结

碳族元素知识点总结碳族元素是元素周期表中的第14组元素,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素具有许多重要的化学和物理性质,对于我们的日常生活和工业发展具有重要意义。
以下是关于碳族元素的几个主要知识点的总结:1.原子结构和电子配置:碳族元素位于周期表的p区,外层电子结构为ns2np2、碳原子的电子配置为1s2 2s2 2p2、在碳族元素中,碳和硅是典型的非金属,锗是半金属,锡是过渡金属,铅是主族金属。
2.原子半径和离子半径:碳族元素的原子半径有增大的趋势。
这是因为随着原子序数的增加,电子层的数量也增加,电子屏蔽效应增强,从而使得原子半径增加。
在同一族元素中,离子半径随着正电荷数的增加而减小。
3.化学反应性:碳族元素的化学反应性有较大差异。
碳和硅都是非金属,具有较高的电负性。
它们能够形成多种化合价的化合物,如碳的四价化合物和硅的四价和六价化合物。
锡和铅具有特殊的价态行为,可以形成多种化合价的化合物。
锡和铅通常表现出二郎功能。
4.晶体结构和物理性质:碳族元素的晶体结构和物理性质有明显的变化。
碳以钻石、石墨和富勒烯等多种晶体结构存在。
钻石具有非常高的硬度,石墨具有良好的导电性和润滑性,富勒烯则具有独特的球形结构。
硅具有金刚石样的晶体结构,可以形成多种晶体相。
锡和铅以金属晶体结构存在,具有良好的导电性和可塑性。
5.化合物和应用:碳族元素形成了众多的化合物,具有重要的应用价值。
最重要的化合物是碳的氧化物,如二氧化碳和一氧化碳。
二氧化碳在大气中起到重要的温室效应,一氧化碳是一种有毒气体。
锗和硅的氧化物是重要的半导体材料。
锡和铅的氧化物具有良好的导电性和光学性能,常用于制备导电玻璃和陶瓷材料。
此外,锡和铅还广泛用于合金制备和防腐剂。
6.生物学意义:碳族元素在生物学中具有重要的意义。
生命体中含有大量的碳和硅。
碳是有机物的组成要素,是地球上生物多样性的基础。
硅在植物细胞壁和一些动物骨骼中起到结构支持的作用。
高一化学碳族元素人教版知识精讲

高一化学碳族元素人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容:碳族元素二. 知识目标:掌握碳族元素原子结构特点;能推断出碳族元素单质及化合物性质的变化规律;加深对典型碳族元素单质及其化合物的化学性质的理解。
三. 能力目标:比较碳族元素与卤族、氧族元素、氮族元素性质的相似性和递变性以及对碳及其化合物化学性质讨论,培养学生抽象概括形成规律性认识的能力。
通过实验培养学生观察能力、思维能力。
使学生掌握非金属元素单质及其化合物性质的学习方法。
四. 德育目标:通过对弱酸的酸式盐化学性质的讨论,对学生进行辩证唯物主义教育。
重点:碳族元素性质的递变规律。
碳及其化合物的化学性质。
难点:碳酸的酸式盐与强酸和强碱的反应。
五. 知识分析:(一)碳族元素1. 结构特点画出C、Si的原子结构示意图和电子式,比较它们的相似与不同。
比较C、Si原子结构的异同。
相似点:最外层4e 。
不同点:核电荷数、电子层数、原子半径 性质上:相似性:易形成共价键,难形成离子键,最高价4递变性:随原子序数的递增,元素由非金属性到金属性递变的趋势很明显 2. 碳族元素的性质及递变规律(二)硅1. 硅的存在:在自然界中,没有游离态的硅。
2. 硅的物理性质:晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体。
晶体硅的熔点、沸点都很高,硬度也很大。
3. 碳和硅性质上的相似性和递变性(三)二氧化硅1. 2SiO 与2CO 的比较(一)2与2的化学性质比较(二)2. 硅酸盐的表示(用2及金属氧化物的形式)硅酸钠 3NaSiO )(22SiO O Na ⋅ 镁橄榄石 42SiO Mg )2(2SiO MgO ⋅高岭石 4522))((OH O Si Al )22(2232O H SiO O Al ⋅⋅【典型例题】[例1] 如果发现的新元素位于第7周期,ⅣA 族,关于该新元素X 的下列说法错误的是( )A. X 的2+价化合物比4+价化合物稳定B. 2XO 具有强氧化性C. X 原子的核电荷数可能是114D. X 为非金属,它有稳定的氢化物精析:可推知X 元素的金属性比铅还强,一定为金属,D 项是错的。
碳族化学知识点总结

碳族化学知识点总结
1.碳的化学性质
碳是自然界中广泛存在的元素,常见的存在形式有石墨、金刚石和富勒烯等。
在化合价态上,碳可以形成C4+、C3+、C2+和C-4等多种氧化态,这使得碳能够形成多种不同的化合物。
碳最为重要的化合物就是有机物,通过碳的共价键形成了许多复杂的有机分子,包括烃类、醇类、醛酮类、酸类等等。
因此有机化学是碳化学的一个重要分支,对于探索碳的化学性质和应用具有极为重要的意义。
2.硅的化学性质
硅是地壳中第二丰富的元素,它也拥有和碳相似的化学性质。
在自然界中,硅以SiO2的形式存在,它是一种常见的无机化合物,常用来制备其他硅化合物。
硅也能够形成C4+、C3+、C2+甚至C-4的氧化态,因此和碳一样,硅也能够形成多种化合物,比如硅烷、硅醇、硅酸等。
此外,硅还可以与氧形成硅-氧链或硅-氧环,从而形成无机硅化合物。
硅的这些性质使得它在材料科学、半导体行业以及生物医学领域具有广泛的应用。
3.锗、锡和铅的化学性质
锗、锡和铅在地壳中的含量逐渐递减,它们的化学性质也逐渐向金属方向发展。
锗和硅相似,它可以形成多种氧化态的化合物,并且能够与氧、氮、硫等元素形成多种化合物。
锡和铅则更具有金属特性,它们都能够形成阳离子,并且和其他元素形成多种化合物,比如氧化物、硫化物、氯化物等。
锡和铅也广泛应用于材料科学、化工、医学等领域。
总而言之,碳族元素拥有丰富的化合价态和多样的化学性质,这使得它们在自然界和工业生产中都具有广泛的应用价值。
希望上述知识点能够对学习碳族化学的同学有所帮助。
高中化学碳和硅的知识点介绍

高中化学碳和硅的知识点介绍(一)碳族元素1、组成和结构特点(1)碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素,位于元素周期表的IVA族。
(2)碳族元素原子最外层有4个电子,在化学反应中不易得到或失去电子,易形成共价键。
主要化合价有+2和+4价,其中碳和硅有负价。
碳族元素在化合物中多以+4价稳定,而铅在化合物中则以+2价稳定。
碳族元素中碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的化合物种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中,CH4中氢元素的质量分数最大;12C是元素相对原子质量的标准原子;硅在地壳中的含量仅次于氧,其单质晶体是一种良好的半导体材料。
2、性质的递变规律随着原子序数的增大,碳族元素的原子半径依次增大,由非金属元素逐渐转变为金属元素,即金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱;最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
(二)碳及其化合物1、碳单质(1)碳的同素异形体金刚石石墨足球烯晶体类型原子晶体过渡性晶体分子晶体微粒间作用力共价键层内共价键,层间范德华力范德华力熔沸点很高很高低溶解性一般不溶难溶易溶于有机溶剂硬度最大质软很小导电性不导电导电不导电(2)碳的化学性质常温下碳的性质稳定,在加热、高温或点燃时常表现出还原性,做还原剂,温度越高,还原性越强,高温时的氧化产物一般为一氧化碳。
溶解性不同:一般情况下,所有的钾盐、钠盐和铵盐是可溶的,所有的酸式盐是可溶的,正盐的溶解度小于酸式盐的溶解度,但碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
热稳定性不同:一般情况下,难溶的正盐和酸式盐受热易分解,可溶性碳酸盐稳定不易分解。
与酸反应的剧烈程度不同:两者都能与强酸(H+)反应产生CO2,但反应的剧烈程度不同,根据反应的剧烈程度可鉴别两者。
可溶性盐的水解程度不同:相同浓度的正盐溶液的pH值大于酸式盐溶液的pH值。
与碱反应不同:弱酸的酸式盐可与碱反应生成正盐。
与盐反应不同:碳酸钠可与氯化钙或氯化钡反应生成难溶性碳酸盐,但碳酸氢钠不反应。
【高中化学】详细解析高中化学关于碳族元素的疑难点

【高中化学】详细解析高中化学关于碳族元素的疑难点碳族元素疑难点解析1、碳族元素的相似性和递变性碳族元素包括(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)等五种元素,位于周期表的第IVA族,其原子最外层上均有4个电子。
碳族元素的原子不容易得、失电子,通常表现为较易形成共价化合物,而较难形成离子化合物。
①那么,碳族元素为何容易形成共价化合物,而不易形成离子化合物呢?原来,碳族元素介于典型金属(IA)和典型非金属(VIIA)的中间,其最外层电子数为4。
因为碳族元素原子的最外层上有4个电子,在化学反应中往往既不容易失去电子形成阳离子,也不容易得到电子形成阴离子,而是以共价键的形式与其他元素结合形成化合物,这就是碳族元素的成键特点。
故碳族元素通常易形成共价化合物,不易形成简单的离子。
当然,我们也不能将这个问题绝对化,一方面说碳族元素不易直接形成离子键,并不是说碳族元素不能存在于离子化合物之中,因为很多碳酸盐及简单的硅酸盐都是离子化合物;另一方面,像铅等原子半径特别大的元素,也可在一定条件下形成简单的阳离子。
②碳族元素的主要化合价有+4价和+2价,其中C、Si、Ge、Sn的+4价化合物比较稳定,而Pb的+2价化合物比较稳定。
??“铅的+2价化合物稳定,而其它碳族元素的+4价化合物稳定”体现出了同一主族元素的一般性与特殊性之间的关系。
2、碳族元素及其单质的一些重要性质①在周期表中从上到下,颜色:碱金属略有加深,卤素依次加深,氧族中氧→硒加深,碳族中分为三截:C→Si加深,Sn→Pb加深;Ge比Si浅,但比Sn深。
熔点、沸点:碱金属依次降低,卤素和氧族依次升高,碳族总体呈降低趋势(熔点:锡比铅低;沸点:锗比硅高)。
②碳是明显的非金属,硅、锗是半导体,锡、铅是明显的金属。
碳、硅虽属非金属,但其熔、沸点明显比卤族、氧族中的非金属要高得多,其原因主要是碳、硅属原子晶体。
卤族,氧族中的非金属通常属于分子晶体,据此便可解释有关熔、沸点的递变现象。
碳族元素知识点总结
族元素1.复习重点1.碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价; 2.碳族元素的性质及其递变规律; 3.碳和硅的性质、用途。
碳1.C在常温下碳很稳定,只在高温下能发生反应,通常表现为还原性。
①燃烧反应②与某些氧化物的反应:C +CO 22CO ;C +2CuO CO 2↑+2Cu ;C +H 2O CO +H 2O (CO 、H 2的混合气体叫水煤气); 2C+SiO 2Si+2CO↑③与氧化性酸反应:C +2H 2SO 4(浓)CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O ; C +4HNO 3(浓)CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O2.CO不溶于水,有毒(CO 和血红蛋白结合,使血红蛋白无法和O 2结合,而使细胞缺氧引起中毒),但由于CO 无色无味因此具有更大的危险性。
①可燃性②还原性:CO+CuO −→−∆CO 2+Cu ,CO+H 2O(g)CO 2+H 2O3.CO 2直线型(O =C =O )非极性分子,无色能溶于水,密度大于空气,可倾倒,易液化。
固态CO 2俗称干冰,能升华,常用于人工降雨。
实验室制法:CaCO 3+2HCl =CaCl 2+CO 2↑+H 2O 。
①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O(用于检验CO 2)②氧化性:CO 2+C −−→−高温2CO ;2Mg +CO 2−−→−点燃2MgO +C4.碳酸盐①溶解性:Ca(HCO 3)2>CaCO 3;Na 2CO 3>NaHCO 3。
②热稳定性:Na 2CO 3>CaCO 3;碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na 2CO 3>NaHCO 3。
③相互转化:碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)硅1.晶体硅的物理性质灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
它的结构类似于金刚石,熔点和沸点都很高,硬度也很大。
它的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
2、硅的化学性质1.在常温下,硅的化学性质不活泼。
碳族元素知识点总结
碳族元素知识点总结碳族元素的化学性质碳族元素的化学性质主要表现为它们的共价化合物。
由于这些元素外层电子结构的相似性,它们通常都具有4个价电子。
因此,这些元素可以形成类似的共价键结构,比如碳的四价、硅的四价等。
碳族元素共有6个电子,其中4个价电子。
另外2个电子则位于轨道的内层能级。
碳族元素形成的共价化合物具有一些共同的特点。
首先,它们的共价化合物通常是非极性分子,具有较强的共价键而不具有明显的电性差异。
其次,这些元素形成的化合物多为四配位结构,如CH4、SiH4、GeH4等。
此外,由于这些元素的大部分化合物都是非金属,因此它们的氧化状态多为正的。
碳族元素的物理性质碳族元素的物理性质也有很多共同之处。
首先,这些元素在常温下大多呈非金属性质,如碳为固体,硅为固体,锗为固体,锡为固液混合体,铅为液体。
此外,碳族元素的硬度逐渐增加,从碳的较硬的金刚石到锡、铅的较软的性质。
另外,碳族元素的密度也逐渐增加,从碳的2.26g/cm³到铅的11.34g/cm³。
此外,这些元素的熔点和沸点也随着原子序数的增加而增加,硅的熔点为1414℃,铅的熔点为327.5℃。
碳族元素的地球化学意义碳族元素具有重要的地球化学意义。
首先,碳族元素在地壳中广泛分布,如硅占地壳质量的27%。
其次,碳族元素在地球的物质循环中起着重要作用,如碳的存在形式有石墨、石英、石英等。
此外,碳族元素还是地壳中一些矿物的主要成分,如石英、硅铁矿等。
除了在地壳中的分布之外,碳族元素还在地球的化学演化中发挥重要作用。
如碳的生物地球化学循环和碳酸盐的形成等。
此外,碳族元素还在地球的构造和动力地质学过程中发挥着重要作用。
碳族元素的应用碳族元素在工业上有着重要的应用。
首先,碳族元素大多可以形成不同种类的化合物,这些化合物具有重要的工业用途。
比如碳的金刚石和石墨在工业上有着广泛的应用,锡在锡制品和合金中有重要的应用。
其次,这些元素的化合物也在冶金和材料领域有着广泛的应用。
第一节碳族元素-高一化学课件(优秀版)
单质的性质
颜色、状态 密度 熔点
g·cm-3
金刚石:无色固体 石墨:灰黑色固体
晶体硅:灰黑色固体
3.51 2.25
2.32
银灰色固体
5.35
银白色固体
7.28
蓝白色固体
11.34
OC 3550 3652 1410
937.4
231.9
327.5
沸点 OC 4827 4827 2355 2830 2260 1740
金
刚
石
石
墨
一、碳族元素及化合物
元素符号及名称 原子序数
原子半径( nm)
C、碳 6
0.077
Si、硅 Ge、锗 Sn、锡 Pb、铅
14
32
50 82
0.117 0.122 0.141 0.175
电子层结构
主要化合价 最高价氧化物 化学式
最高价氧化物对应 的水化物的化学式 气态氢化物 化学式
24
284
28184 2 8 18 18 4 2 8 1832 18 4
+2 ,+4 +2,+4 +2, +4 +2 ,+4 +2 ,+4
CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2
H2CO3 H2SiO3 Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4
CH4 SiH4
—
—
—
碳族元素单质的性质
元素 符号
C
阅读第一节
洁心与大熊在进入高中的第一天相识,两人都是大个子,分座位的时候,老师让男女生各排一队,一队一个次第走到座位上,最后一排有六张桌子,洁心谦虚地站到一个比自己矮一点 点的女生前面,与大熊成了同桌
第十五章碳族元素ppt课件
2019/5/29 8
原子晶体,C:sp3等 性杂化,所有价电子都 参与了共价键的形成, 晶体中没有自由电子, 因此不导电。室温下对 所有化学试剂显惰性。
用途:钻石、装饰品, 钻头,磨削工具。
2019/5/29 9
2019/5/29 10
石墨晶体
混合型晶体-原子晶体、分子晶体、金属晶体。
2019/5/29 13
制备:用纯石墨做电极, 在氦气氛中放电,电弧中 产生的碳烟沉积在水冷反 应器内壁,此碳烟中有C60、 C70等碳原子簇。
用途:超导体(嵌入碱 金属)、有机软铁磁体、 光学材料、功能高分子材 料、生物活性材料等。
2019/5/29 14
碳纳米管
2019/5/29 15
无定形碳
实验室:CaCO3+2HCI
CO2↑+CaCI2+H2O
2019/5/29 25
结构:
∶C
O∶ 与N2是等电子体(14个电子)
CO :[KK(2s )2(*2s )2(2py )2(2pz )2(2px )2 ]
思考题:O和C的电负性差值较大(3.44-2.25=0.89), 但CO分子的偶极矩却很小(0.12D),说明原因。
2019/5/29 34
工业上PbO2主要用于制造铅蓄电池(正极) 电极反应
负:PbSO4+2е-=Pb+SO42- (ψθ=-0.356V) 正:PbO2+SO42- +4H++2е-=PbSO4+2H2O
(ψθ=1.69V)
总反应:
PbO2+Pb+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
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高中化学58个考点精讲21、碳族元素.碳及其化合物1.复习重点1.碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价;2.碳族元素的性质及其递变规律;3.碳和硅的性质、用途。
2.难点聚焦专题三二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较(见表7—7)3 硅及其化合物的特性高温也能发生。
1. Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:↑SiO22Si++COC210. Na 2SiO 3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)俗称泡花碱,但它却是盐的溶液,并不是碱溶液。
2. 非金属单质跟碱液作用一般无2H 放出,但Si 却放出H 2:↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si ↑+↑=+2424H S i F HF Si3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si 能与HF 作用:4. 非金属单质一般为非导体,但Si 为半导体。
5. SiO 2是的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备H 2SiO 3。
6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO 2的却很高。
7. 酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO 2能跟HF 作用:↑+↑=+24224H SiF HF SiO8. 无机酸一般易溶于水, 却难溶于水。
9. 因H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3,所以在Na 2SiO 3溶液中通入CO 2能发生下列反应:32322232CO Na SiO H O H CO SiO Na +↓=++, 但在高温下↑++232232CO SiO Na SiO CO Na 高温4 硅与碱溶液的反应特点硅与强碱溶液反应的实质是什么?究竟哪种物质是氧化剂?根据化学方程式:↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si进行分析,似乎NaOH 和O H 2都是氧化剂,其实不然。
上述反应实际分两步进行↑+∆+244224H SiO H O H Si ①O H SiO Na NaOH SiO H 2324432+=+ ②其中反应①为氧化还原反应,反应②为非氧化还原反应。
合并①②两式得总反应方程式。
其中NaOH 既不是氧化剂,也不是还原剂,只是反应物、起氧化作用的只是H 2O 。
所以H 2O 是①式的氧化剂,也是总反应的氧化剂。
为表示反应的实质(或要求标出电子转移方向和数目时),可写成:O H H SiO Na O H NaOH Si 223223242+↑+=++11.碳及其化合物的知识网络C a (H C O 3)2 CO 2 CaCO 3 C 2CO 有机物NH 4HCO 3 CH 4 H 2CO 3 Na 2CO 3 NaHCO 3 不完全燃烧 O 2(不足) O 2 (不足) ①O 2 ②CuO 炽热的碳NH 3·H 2O O 2 (点燃)△ H 2O CaO Mg (点燃) NaOH H 2O NaOH H + C a (O H )2 ①高温②H + Ca 2+ CO 2 、H 2O △ C a (O H )2 CO 2 (水)①OH ― ②加热硅及其化合物的知识网络3.例题精讲[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F 2→I 2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SiH 4。
磷的蒸气和氢气能起反应生成气态氢化物PH 3,但相当困难。
在加热时硫蒸气能跟氢气化合生成气态氢化物H 2S 。
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:SiH 4<PH 3<H 2S <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。
2SiO 3CO 2,H 2O NaOH H 2SiO 3 2 CaSiO 3H 4SiO 4O (自燃) Cl 2 (高温①CaO(△) ②CaCO 3 (△) Ca 2+ -H 2O[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异形体C.C60中含离子键D.C60的式量是720分析: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=720。
解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=720g/mol。
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′。
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③720g/mol④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:Na2SiO3+2H2O+CO2==Na2CO3+H4SiO4↓C.高温时如下反应可以进行:SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2↑但因为CO2成气态逸出,并不说明硅酸比碳酸强,硅酸和碳酸酸性强弱的比较是指在水溶液中的情况。
D.SiO2可以溶于氢氟酸中,这是SiO2的一个重要特性。
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O 答案:B[例8]碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是: [ ]A.①③②B.②③①C.③①②D.②①③分析:此题是给出新情境的信息迁移题。
给出的新情境,是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构;此题的考查内容,是化学键与晶体结构。
所列三种晶体均是原子晶体,结构相似,晶体内的结合力是呈空间网状的共价键:共价键键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键共价键键能:C—C键>C—Si键>Si—Si键共价键键长越短,键能越大,则原子晶体的熔点越高。
所以三者的熔点由高到低的顺序是:金刚石、碳化硅、晶体硅。
答案:A[例9]物质A是一种高熔点化合物,不溶于硫酸,硝酸等强酸。
A与纯碱熔融反应,生成化合物B,同时放出气体C;把气体C通过B的溶液中,则得到化合物D;D在干燥空气中转变为化合物E;将E加热又得到化合物A。
试写出A、B、C、D、E的化学式:A____、B____、C____、D____、E____。
分析:此题应根据对实验现象的分析,得出结论。
A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物,它能与纯碱熔融反应,而且放出气体C,可初步判断A可能是SiO2,B可能是Na2SiO3,C可能是CO2。
若把CO2通过Na2SiO3溶液中,会得到胶状沉淀H4SiO4,H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3,H2SiO3只有加热才能生成SiO2。
这些都是与题目所给出的实验现象相符合,这就证实A确实是SiO2。
A判断出来了,其它物质的推断就迎刃而解。
答案:A:SiO2、B:Na2SiO3、C:CO2、D:H4SiO4、E:H2SiO3[例10]下列关于二氧化硅的说法是否正确?简释理由。
A.二氧化硅分子是由1个硅原子和两个氧原子构成;B.二氧化硅又叫硅酐;C.二氧化硅与水化合生成对应水化物硅酸;D.二氧化硅为酸酐与碱反应不与酸反应;E.二氧化硅与碳酸钠反应生成CO2,所以硅酸酸性比碳酸强。