高三化学一轮复习学案第十章 碳族元素 无机非金属材料 Word版含答案.docx

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高三化学一轮复习学案第十章碳族元素无机非金属材料Word版含答案

第十章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。

教与学方案笔记与反思

【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）：

。

2.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：

。

3.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）2CaCO3

SiCCCO2Na2CO3

SiO2COFeMgONaHCO3

【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X

C．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:

。

【巩固练习】

课堂反馈

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（）

AC60是一种新型的化合物，有着重要的应用BC60是碳的一种同素异形体

CC60分子中含有离子键DC60的相对分子质量为720g/mol

5．下列元素的最高氧化物对应水化物中酸性最弱的是

ASiBPCSDBr

6．不能通过化合反应来制取的物质是

ASiCl4BH2SiO3CNa2O2DCaSiO3

7．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

ASO2BCO2CCODH2S

课外作业

1．下列物质中熔点最高的是

ACsClBSiO2CCO2DAr

2．下列各组酸的强弱比较中，正确的是

AH3PO4＞H2CO3＞H2SiO3BH2CO3＞H2SiO3＞H3PO4

CH2SiO3＞H3PO4＞H2CO3DH2SiO3＞H2CO3＞H3PO4

3．下列化学方程式中，正确的是

ANa2CO3＋H2SiO3＝Na2SiO3＋CO2↑＋H2O

BC＋SiO2

CO2↑＋Si

CSiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑

DCO＋CuO

Cu＋CO2↑

4．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＋CO2

B向澄清石灰水中通入过量二氧化碳CaOH2＋2CO2＝Ca2+＋2

C氯化氢通过饱和小苏打溶液

＋H+＝H2O＋CO2

D向碳酸氢钙溶液中加足量烧碱溶液Ca2+＋

＋OH＝CaCO3＋H2O

5．只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、BaHCO32四种无色

溶液区别开来，这种试剂是）

A氢氧化钠溶液B澄清石灰水

C2mol/L盐酸D2mol/L硫酸

6．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。

7．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）：

。

8．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。

第十章碳族元素无机非金属材料

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。

教与学方案笔记与反思

【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:

。

【巩固练习】

课堂反馈

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：

1

C．质量比为4：

1D．质量比为2：

1

2．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⑤

3．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

子是（）

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

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．5，5

课外作业

1.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

2．镁橄榄石Mg2SiO4可以用下列哪一种氧化物形式表示

AMgO·SiO2B2MgO·SiO2

CMgO·2SiO2DMgO·3SiO2

3．二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

4．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

5．下列化合物中，氧化钙的质量分数为483%的是

A3CaO·SiO2BCaO·SiO2

C2CaO·SiO2D3CaO·Al2O3

6．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

7．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。

8．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：

AD：

AB：

第十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]CD

2.[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

【巩固练习】

课堂反馈：

1.B2.C3.D4.B5.A6.B7.CD8.C

课外作业:

1.B2.A3.CD4.C5.D

6.ⅣA；·C·；

；同素异形体；2mol2mol1.5mol

¨

极性键非极性分子O==C==O分子晶体44NA

7.酸性；不能；硅；原硅；；木塞或胶；2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O；

SiO2＋4HF＝SiF4＋2H2O

8.4、1、1、2

3:

1

第二课时硅二氧化硅无机非金属材料

【参考答案】

【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]C

2.[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：

【巩固练习】

课堂反馈:

1.BC2.B3.AD4.BD5.BC6.B

课外作业:

1.B2.B3.C4.D5.B6.B

7．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）

0.04mol0.02mol

0.02mol0.02mol

故x=0.448。

（1）Mg

（2）Si的质量分数为36.8%

（3）

，

，x=0.448l。

8.1SiO2；CaSiO3；Na2SiO3；Si；H2SiO3或H4SiO4

22C＋SiO2

2CO↑＋Si；SiO2＋CaCO3（固）

CaSiO3＋CO2↑