化学2012年学业水平测试第九讲非金属元素(一)氢、氧、碳、硅

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1、1了解常见氢单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用。 2了解常见氧单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用。 3了解常见碳单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用和对环境质量的影响。 4了解常见硅单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用和对环境质量的影响。,一、氢单质 1氢的存在与性质 (1)存在：宇宙中，氢是最丰富的元素。地球上氢主要以_态存在于_和_中。氢主要有三种核素：H(氕)、H(D、氘)、H(T、氚)。 (2)物理性质：氢在通常条件下为无色无味、不溶于水，稍溶于有机溶剂的气体。 (3)化学通性：在常温下，氢比较不活泼，但在_下，氢是非常活泼的。除稀有气体元素外，几乎所有的元素都能与

2、氢生成化合物。非金属元素的氢化物通常称为某化氢，如氯化氢、硫化氢等。,1(1)化合 水 有机物 (3)高温,2有H2参加或生成的主要反应 (1)氢气在加热或高温条件下 (点燃或使用催化剂) 参与反应，是很好的还原剂。如： N23H2 _。 H2S _。 (2)卤族单质(X2)在不同条件下与H2反应生成HX： H2X22HX(X：F、Cl、Br、I) (3)氢化物受热分解如： 2HI _； H2S _。,2(1)2NH3 H2S (3)I2H2 SH2,(4)常见产生H2的主要反应 铝、锌、镁、铁等金属与非氧化性酸反应。 铝与氢氧化钠溶液反应。 钠、镁、铝、铁等金属在一定的温度下与水反应 。 电

3、解水：2H2O _。 注意：适用于实验室等少量氢气的制取；是未来清洁能源来源。,2H2O2,二、氧和水 1有O2参加或生成的反应 (1)非金属与O2反应生成非金属氧化物， 卤族单质(X2) _O2直接反应， 硫与氧气反应只生成_，氮与氧气放电条件下反应生成_。 (2)氧气的实验室制备反应：氯酸钾热分解(二氧化锰催化)：2KClO3 _；高锰酸钾加热分解：2KMnO4 _。 (3)常见产生O2的分解反应 过氧化氢分解(二氧化锰催化)： 2H2O2 _。,1(1)不与 SO2 NO (2)2KCl3O2 K2MnO4MnO2O2 (3)2H2OO2,2有关水的反应 (1)水在氧化还原反应中的作用

4、水作氧化剂，如：水与碳在高温下反应 CH2O _。 水作还原剂，如：2F22H2O_。 水既作氧化剂又作还原剂：2H2O _。 水既不作氧化剂也不作还原剂。如： Cl2H2O_。 3NO2H2O_。 (2)水参与的非氧化还原反应：水与二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳等酸性氧化物化合成酸，但不能与二氧化硅化合。,2(1)COH2 4HFO2 2H2O2 HClHClO 2HNO3NO,三、碳及其化合物 1碳单质 (1)碳单质的存在形式主要有：金刚石型、石墨型、球碳分子型(又称足球烯如C60、C90、C120等)，其中能作电极材料的是_。 碳的化合物数量最多。 (2)碳单质有较强的还原性：完成下列主要

5、反应方程式： 碳与石英砂高温反应：SiO22C _。 碳与氧化铜反应：2CuOC _。 高温下被二氧化碳氧化：CCO2 _。 碳被热的浓硫酸氧化：C2H2SO4 _。 碳被热的浓硝酸氧化：C4HNO3(浓) _。,1(1)石墨 (2)Si2CO 2CuCO2 2CO 2SO22H2OCO2 4NO2CO22H2O,2CO2、CO比较,2石灰水 还原,3.碳酸盐 (1)常见碳酸盐俗称与主要化学成分：石灰石、蛋壳、贝壳、钟乳石_；纯碱、苏打_ ；小苏打_；碳铵_(氮肥)；草木灰的主要成分_；暂时硬水的主要成分_和_ ；锅垢的主要成分_和_。 (2)碳酸氢钠与碳酸钠性质比较 都能与盐酸等反应生成二氧

6、化碳，在反应时耗酸量及生成气体反应速率_。 两种盐均能与石灰水或氢氧化钡溶液生成_沉淀。,3(1)CaCO3 Na2CO3 NaHCO3 NH4HCO3 K2CO3 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 CaCO3 Mg(OH)2 (2)不同 白色,碳酸氢钠能跟氢氧化钠等碱反应，碳酸钠_与NaOH反应。 碳酸钠跟氯化钙或氯化钡溶液反应生成碳酸盐_沉淀，碳酸氢钠跟氯化钙或氯化钡溶液_反应。 (3)碳酸及其盐稳定性规律： 酸正盐，如：Ca(HCO3)2CaCO3；特例：NaHCO3Na2CO3。,不 白色 不,特别提示：1.自然现象中石灰岩洞和钟乳石形成、岩石的风化主要是碳酸钙转化为碳酸氢钙，石

7、笋形成是碳酸氢钙转化为碳酸钙。 2相同条件下酸与碳酸钠反应的反应速率比酸与碳酸氢钠的反应速率小。 3除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠通CO2。 4除去碳酸钠中碳酸氢钠杂质时，固体加热，溶液加NaOH。 5除去二氧化碳中的氯化氢用饱和碳酸氢钠溶液，不用碳酸钠溶液。,四、硅及其化合物 1硅单质 (1)晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，_材料。常温_酸碱反应(氢氟酸例外)，加热时能被氧化剂氧化。 (2)硅单质的制备主要反应：SiO22C _ (高温隔绝氧气)。 2SiO2：是无色晶体，难溶于水，属于_氧化物，用于制光导纤维、玻璃仪器、玻璃原料、建筑材料等。 3H2SiO3(硅酸)、H4SiO4(原硅酸)：均

8、难溶于水，H4SiO4易失水生成H2SiO3，它们受热脱水生成硅胶(SiO2)用作_剂和催化剂载体。,1(1)半导体 不与 (2)Si2CO 2.酸性 3.干燥,4Na2SiO3的水溶液是无色黏稠碱性液体，俗称“水玻璃”，主要用途可作肥皂填料、耐火材料和建筑材料的_剂等。 特别提示：1.电子元件、光电池、芯片等主要成分是Si。 2水晶石、水晶玻璃、石英砂、石英玻璃、硅藻土、玛瑙与光导纤维等主要成分是SiO2 。 5硅酸盐及其工业 性质特征：性质_，熔点_，大都_溶于水。 主要原料：黏土(Al2O32SiO22H2O)、石英(SiO2)和长石(钾长石(KAlSi3O8)K2OAl2O36SiO2

9、或钠长石Na2OAl2O36SiO2、高岭土Al2Si2O5(OH)4 Al2O32SiO22H2O)。 主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等。,4.防腐 5.稳定 较高 难,水泥和玻璃的生产：,注意：硅在地壳中的含量排第二位，仅次于氧元素。,石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英 3CaOSiO2、2CaO SiO2、3CaOAl2O3 Na2OCaO 6SiO2,氢能源,H2将是21世纪最理想的能源，其根据不正确的是( ) A水将成为生产H2的主要原料 B在等质量的可燃气体中，H2燃烧时放出的热量最多 CH2易液化，方便储存和携带 D使用H2作燃料时有助于环境保护

10、 解析： 选项A、B、D表述正确。选项C错误。因为H2沸点极低、难液化、分子体积小、易泄漏、常温呈气态，不方便携带。 答案：C,碳及其化合物,金刚石、石墨和碳60的性质有所不同，原因是( ) A构成原子不同 B各自的原子排列方式不同 C具有不同的几何外形 D硬度不同 解析：金刚石、石墨和碳60都是由C原子构成，A错；性质不同应该是结构不同，故B正确；C、D明显错。 答案：B,在大气层中，因CO2量不断增加，引起“温室效应”。造成CO2量增加的主要原因是( ) A动、植物的呼吸作用造成的 B实验室排出的CO2多了 C森林等缘化地带被破坏，自然界吸收CO2的能力下降。 D大量燃烧含碳的矿物燃料 解

11、析：空气组成中，CO2占有0.03%体积，人吸入O2，呼出CO2；绿色植物在光照条件下，吸收CO2进行光合作用，故A明显不合题意；B显然也不对；石油、煤等自然资源的开发利用产生了大量CO2，所以造成温室效应是CD。 答案：CD,硅及其化合物,(2011年汕头市学业水平测试模拟)关于硅及其化合物的叙述中，不正确的是( ) A水玻璃可作粘合剂及耐火材料 B硅可做半导体材料 C二氧化硅是光导纤维的原料 D氮化硅陶瓷是做电子元件的材料 解析：氮化硅(Si3N4)陶瓷因其熔点高，对于金属及氧化物熔体具有相当的高温稳定性，越来越多被应用于热工各个领域，如陶瓷烧成、以及高温轴承等，故D错；A、B、C明显正确

12、。 答案：D,一、单项选择 1氢能源是21世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。下列关于能源的说法错误的是( ) A科学家研制出一种可将水分解成氢气和氧气的催化剂，这将使大量获得氢能源成为可能 B利用氢能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境 C为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气 D石油作为重要的可再生能源应该被尽量地利用,解析：石油是不可再生能源，D明显错。 答案：D,2下列物质不能用来制备O2的是( ) AKClO3 BH2O CH2O2 D稀HNO3,解析：KClO3可以在MnO2作催化剂时加热分解；H2O可以电解得到O2；H2O2可以在MnO

13、2催化下快速分解得O2，除了MnO2还有CuO、Cr2O3等金属氧化物或碱性溶液等均能使H2O2快速分解；浓HNO3分解得NO2、O2混合气体，稀HNO3不分解。 答案：D,3下列有关臭氧的说法错误的是( ) A氧气与臭氧是两种不同的单质 B臭氧具有强氧化性，可以作脱色剂、消毒剂 C臭氧在高压放电条件下可由氧气制备 D臭氧对人有利无害,解析：臭氧层中含有大量的臭氧。臭氧可以吸收紫外线，是人类和生物的保护伞，在高空臭氧吸收紫外线，可以减少对人和生物的伤害，但在低空层臭氧氧化性强，会对人和生物造成伤害。 答案：D,4(2011年广东学业水平测试)碳元素可以存在于自然界的多种物质中，这些物质肯定不包

14、括( ) A石油 B石灰石 C天然气 D石英砂,解析：石英砂主要成分为SiO2；故答案选D。 答案：D,5下列应用体现了碳的导电性的有( ) A铅笔芯中含有碳 B干电池中用石墨棒作电极 C用墨书写的书画年长日久也不变色 D用炭取暖,解析：干电池中用石墨棒作电极，显然是利用碳的导电性，故选B。 答案：B,6(2011年揭阳市学业水平测试模拟)硅元素在材料领域中扮演着重要角色。下列叙述正确的是( ) A硅酸钠可用作木材的防火涂料 B石英晶体的主要成分为硅酸盐 C半导体材料的成分是二氧化硅 D光导纤维的成分是硅单质,解析：石英晶体的主要成分为二氧化硅，B错；半导体材料的成分是晶体硅，C错；光导纤维的成分是二氧化硅，D错；故