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1、1第七章 碳族元素 无机非金属材料第一课时 碳族元素一、碳族元素1结构特点包含元素：_ 、_、_、_、_，碳族元素的原子最外层均有_个电子，位于元素周期表_ 族2主要化合价：碳族元素的主要化合价有_价和_ 价。其中 C、Si、Ge、Sn 的_价化合物稳定，Pb 的_价化合物稳定。3化合物通式(R 代表碳族元素)：氢化物： _，最高价氧化物：_，最高价含氧酸：_和 _ 。4性质递变规律(1)碳族元素随核电荷数增大，元素的非金属性逐渐_，金属性逐渐 _。(2)单质的密度逐渐_，单质的熔沸点逐渐_。(3)气态氢化物的稳定性逐渐_。(4)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐_，碱性逐渐_ 。特别注意： (1
2、)碳族元素单质的熔沸点大致随核电荷数的增多而降低，这与碱金属相似，但变化实质不同，碱金属全部是金属，熔点随金属键的减弱而降低；而金刚石、晶体硅、锗是原子晶体，其熔点随共价键的减弱而降低。(2)与同周期的氮族、氧族、卤族元素比较，碳族元素的非金属性都_ 。练一练：下列关于碳族元素的说法中，错误的是()A它们从上到下由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 价化合物稳定二、碳及其化合物1碳的同素异形体：碳的同素异形体有_ 、_ 、_ 等。2碳单质的化学性质(1)可燃性(2
3、)还原性：与 CO2 反应：CO 2C 2CO 与 H2O 反应：H 2OC 高 温 COH 2与氧化铜反应：CuOC CuCO 2(3)氧化性 C2H 2 高 温 CH43碳的氧化物比较CO CO2氧化物类型 不成盐氧化物 酸性氧化物实验室制法(原理) HCOOH 浓 硫 酸 H2O+CO CaCO32HCl=CaCl 2CO 2H 2O工业制法(原理) H2OC 高 温 COH 2 CaCO3 高 温 CaOCO 2化学性质可燃性 2COO 2=2CO2；还原性 Fe2O33CO=2Fe3CO 2 具有酸性氧化物的通性 与 Na2O2反应：Na 2O22CO 2=2Na2CO3O 2 与
4、Mg 反应：2MgCO 2=2MgOC检验方法 点燃后在火焰上方罩上干燥小烧杯，无水雾出现；而罩上沾有澄清石灰水的烧杯，则出现浑浊 使澄清的石灰水变浑浊，反应方程式为：CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O毒性 剧毒，能与人体内 结合，使人体因缺氧而中毒 毒，是造成_的主要气体想一想：在下列反应中碳都表现了什么样的性质？2CuOC 2CuCO 2;SiO 2C 高 温 Si2CO; SiO 23C 高 温 SiC2CO方法规律技巧1碳酸盐性质的一般规律2(1)水溶性：含 K、Na、NH4 的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均易溶于水。一般地，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解
5、度，如溶解度 Ca(HCO3)2CaCO3；而可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度 Na2CO3NaHCO3。(2)热稳定性一般地，热稳定性顺序为：正盐酸式盐 碳酸，如 Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如 CaCO3 高温分解，而 K2CO3 不易分解。(3)与强酸反应均能产生 CO2(4)与强碱反应生成对应盐酸式盐均能与强碱反应，如 HCO3OH =CO32 H2O含 NH4的可溶性正盐均与强碱反应，如 NH4OH=NH3H2O不含 NH4的可溶性正盐均能与含 Ba2、Ca2的碱反应，如 Na2CO3Ca(OH)2=CaCO3 2NaOH(5)与盐反应，如
6、Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl；3NaHCO3 AlCl3=Al(OH)33CO2 3NaCl试题调研调研一碳族元素例 1 根据碳族元素的相似性与递变性，一般性与特殊性的知识，判断下列说法正确的是()ACO2、PbO2 均为强氧化剂 BCO2、PbO2 都是弱氧化剂而 CO、PbO 都是还原剂CSn(OH)4 可与 NaOH 反应而不和 HCl 反应 D锗单质的熔点介于 Pb、Si 之间，是半导体材料牛刀小试 1 下列有关碳族元素的说法正确的是()A与其它元素化合时易形成共价化合物 B不能形成离子化合物 C单质晶体均为原子晶体 D它们均以4 价为稳定价态调研二碳的化合物的性质例
7、2(2009 年全国理综)下列叙述中正确的是()A. 向含有 CaCO3 沉淀的水中通入 CO2 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入 NaHCO3 饱和溶液，又有 CaCO3 沉淀生成B. 向 Na2CO3 溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的 CO2 与原 Na2CO3 的物质的量之比为 12.C. 等质量的 NaHCO3 和 Na2CO3 分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的 CO2 体积相同D. 向 Na2CO3 饱和溶液中通入 CO2，有 NaHCO3 结晶析出牛刀小试 2 某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应时消耗的 H和产生 CO2 的物质的量之比为 54，该混合
8、物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为()A12 B23 C3 4 D45【解析】该碳酸盐为 MCO3，其物质的量为 x，碳酸氢盐的化学式为 M(HCO3)2，其物质的量为 y，则由消耗 H 和产生 CO2的关系可得： ， .所以碳酸盐与碳酸氢盐的物质的量之比为 23。 【答案】B2x 2yx 2y 54 xy 23调研三碳及其化合物的转化例 3V、W、X、 Y、Z 是由周期表中 120 号部分元素组成的 5 种化合物，其中 V、W、X、Z 均由两种元素组成。上述 5 种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于 35。它们之间的反应关系如下图：(1)5 种化合物分别是：V_、W_、X_、Y_、Z_
9、；(填化学式)(2)由上述 5 种化合物中的某 2 种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了 5 种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是_；(3)V 的电子式是_。牛刀小试 3(2010长沙质检)化合物 A、B 、C、D 各由两种元素组成，甲、乙、丙是三种单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下图所示的关系(已知化合物 C 是一种有机物)3写出下列物质的化学式：A_，B_ ，D_，甲_。课时作业 (十七)一、选择题1下列关于碳族元素的说法中，错误的是()A它们从上到下非金属性向金属性递变的趋势比卤素明显 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
10、电子 D主要化合价有2 价和4 价，大多数2 价化合物稳定2下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素；水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品；高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料AB C D3少量下列物质在试管中加热，最后无固体残留物的是()ANH 4HCO3 BCaCO 3 CFe(OH) 3 DNaHCO 34目前，关于二氧化碳是否为大气污染物有不同的观点。认为“二氧化碳不是大气污染物”的理由是()二氧化碳是重要的化工原料；二氧化碳是植物光合作用的必需原料；二氧化碳是无色、无味、无毒的气体除二氧化碳外，甲烷、一氧化二氮也是温室气体A
11、 B C D5新发现的 114 号元素 X，位于元素周期表第 7 周期A 族，下列关于 X 元素性质的推测，合理的是()AX 是非金属元素 B有稳定的氢化物 XH4 CX 的2 价化合物比4 价化合物稳定 DXO 2 具有强还原性6目前某些保健品中含有锗元素(Ge)，已知锗在周期表中位于第四周期A 族。下列有关锗的叙述正确的是( )A锗的原子序数为 24 B锗可以生成化学式为 Na2GeO4 的盐 C锗的金属活动性比钠强 D单质锗是半导体材料7与下列五项有关的一种元素是()主要化合价是2 价和4 价，其中2 价化合物稳定；处于元素周期表中A 族；不具有同素异形体；不能作半导体材料；蓝白色固体A
12、碳B硅 C锗 D铅8(2010山西省二模) 当下列物质：大理石、钟乳石、锅垢、贝壳、蛋壳，分别滴加醋酸时，会产生相同气体的是()A只有 B只有 C只有 D9下列有关碳的氧化物的叙述中正确的是()A长期盛放 NaOH 溶液的滴瓶不易打开，是因为 NaOH 与瓶中的 CO2 反应导致瓶内气体减少形成负压BCO 气体有毒，是造成煤气中毒的主要原因，在生有炉火的居室中多放几盆水可防止煤气中毒C水滴石穿主要是溶解了 CO2 的雨水与 CaCO3 长期作用生成了可溶性的 Ca(HCO3)2 的缘故D将 CO2 通入 CaCl2 溶液可以产生白色沉淀10下列离子方程式的书写正确的是()ANa 2SiO3 溶
13、液中通入 CO2：Na 2SiO3CO 2H 2O=2Na CO 32 H 2SiO3B饱和 Na2CO3 溶液中通入 CO2：2Na CO 32 CO 2H 2O=2NaHCO3CCaCO 3 与盐酸反应：CO 32 2H =CO2H 2OD碳酸氢钠溶液与氢氧化钙溶液反应：HCO 3 OH =H2OCO 3210 解析 A 应为 SiO32 CO 2H 2O=H2SiO3CO 32 ；Na2CO3 的溶解度要大于 NaHCO3，故 B 中有 NaHCO3 沉淀析出，B 正确；C应为 CaCO32H =Ca2 H 2OCO 2；NaHCO 3 溶液与少量 Ca(OH)2 溶液反应的离子方程式为2OH Ca 2 2HCO 3 =CaCO32H 2OCO 32 ，NaHCO3 溶液与足量 Ca(OH)2 溶液反应的离子方程式为HCO3 OH Ca 2 =H2OCaCO 3，故 D 错误。 答案 B；11将 CO2 通入 NaOH 溶液中，当 CO2 与 NaOH 开始反应时，两者的质量比为 m(CO2)m(NaOH)1115，则下列说法正确的是()A溶液中只有一种阴离子(OH 除外) B溶液中溶质的物质的量之
