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1、- 1 -2011高考化学专题讲练系列：第二十讲 碳族元素 无机非金属材料碳族元素【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。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
2、。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。 碳族元素 新型无机非金属材料基础练习1. 碳族元素位于元素周期表 族，包括 、 、 、 、 在元素周期表中的位置（周期、族、原子序数） 表示方法：原子结构示意图Si 原子结构相同点：最外层电子数相同，都是 个不同点： 电子层数不同 相似性： 得失电子，易形成键，难形成键，最高正价为，最低负价为。 递变性：随原子序数递增，元素金属性，非金属性；主要性质氢化物稳定性（CH4可燃，SiH4易自燃）；最高价氧化物对应水化物酸性，碱性，Ge(OH)4呈两性。碳族元素的金属性比同周期氮族元素，且自上而下由非金属性向金属性递变比氮族更为明显。2碳所
3、形成的单质 金刚石： 构型、空间网状结构的 晶体。无色透明，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂，不导电。石墨：层状结构，层间以 结合。熔点很 ，质软，有滑腻感，电的良导体。C60：形似足球，俗称足球烯， 晶体。三者互称 3硅及其化合物硅在地壳中含量仅次于 ，居第 位。在自然界中以 存在结构类似金刚石的 晶体， 构型，空间网状结构。化学性质：与NaOH溶液反应 二氧化硅SiO2 溶于水，因此制H2SiO3的方程式为 与NaOH溶液反应 与HF溶液反应 硅酸盐 硅酸钠：可溶于水，水溶液俗称 ，是一种无色粘稠的液体。在空气中变质的方程式 ;硅酸盐 硅酸盐种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。硅酸
4、钠Na2SiO3 镁橄榄石Mg2SiO4 普通水泥的主要成分： 制玻璃的反应原理： 参考答案碳族元素1. 碳族元素位于元素周期表第A族，包括 C Si Ge Sn Pb 在元素周期表中的位置（周期、族、原子序数） 表示方法：原子结构示意图Si 比较原子结构相同点：最外层电子数相同，都是4 个不同点：电子层数不同相似性：不易 得失电子，易形成共价键，难形成离子键，最高正价为+4价，最低负价为4价主要性质 递变性：随原子序数递增，元素金属性增强，非金属性减弱；氢化物稳定性减弱（CH4可燃，SiH4易自燃）；最高价氧化物对应水化物酸性减弱，碱性增强，Ge(OH)4呈两性。碳族元素的金属性比同周期氮族
5、元素弱，且自上而下由非金属性向金属性递变比氮族更为明显。2碳所形成的单质 金刚石：正四面体构型、空间网状结构的原子晶体。无色透明，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂，不导电。石墨：层状结构，层间以共价键结合。熔点很 高 ，质软，有滑腻感，电的良导体。C60：形似足球，俗称足球烯，分子晶体。三者互称同素异形体3硅及其化合物硅在地壳中含量仅次于氧，居第二位。在自然界中以二氧化硅、硅酸盐等存在，结构类似金刚石的原子晶体，正四面体构型，空间网状结构。化学性质：与NaOH溶液反应 2Si + 2NaOH + H2O= Na2SiO3 + 2H2二氧化硅SiO2 难溶于水，因此制H2SiO3的方程式为Na2Si
6、O3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 与NaOH溶液反应SiO2 + 2NaOH =Na2SiO3 + H2O 与HF溶液反应SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O硅酸盐 硅酸钠：可溶于水，水溶液俗称水玻璃，是一种无色粘稠的液体。在空气中变质的方程式Na2SiO3 + CO2 + 2H2O = Na2CO3 + H4SiO4硅酸盐 硅酸盐种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。硅酸钠Na2SiO3 Na2O SiO2 镁橄榄石Mg2SiO4 2MgO SiO2 普通水泥的主要成分：3CaO SiO2 2CaO SiO2 2CaO Al2O3 制玻璃的反应原理：
7、SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2一、选择题 1、原始大气是还原性的，含但不含，今天地球上的大气却具有氧化性。试推测在还原性大气向氧化性大气转变的过程中，大部分的游离氧来源于 （ ）A大量的火山喷发 B强紫外线使水分解而释放出和C远古时代绿色植物的光合作用D火山熔岩流入水体中，使水在高温下分解2、以下说法正确的是 （ ）A纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料B绿色食品是指不含任何化学物质的食品C生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气D光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的3、下列物质有固定熔点的是（ ）A钢化玻
8、璃 B过磷酸钙 C消石灰 D水玻璃4、绿柱石又称为绿宝石，其主要成分为，也可以用二氧化硅和金属氧化物的形式表示，则n为（ ）A1 B2 C3 D45、下列叙述中的四种非金属元素，所形成的气态氢化物的稳定性最差的是（ ）A构成矿物质和岩石的主要元素B形成化合物种类最多的元素C空气中质量分数最高的元素D单质在常温下呈液态的元素二、选择题 6、最近，科学家研究制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状的结构，下列关于的说法错误的是（ ）A是由60个碳原子构成的分子，相对分子质量是720B、石墨、金刚石都是碳的同分异构体C是一种新型的化合物，粒子间存在范德华力D将在超导、材料科学等领域有重要的应用价值7
9、、工业上制取金刚砂的化学反应方程式如下：。在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂物质的量之比为（ ）A1：2 B2：1 C5：3 D3：58、下列离子方程式不正确是（ ）A石英与烧碱溶液反应B向澄清的石灰水中通入过量的C向小苏打溶液中加入过量的石灰水D向水玻璃中加入过量盐酸9、下列说法摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是（ ）A铅笔芯的原料是重金属铅，儿童在使用时不可能用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒B一氧化碳有毒，生有煤炉的居室，可放置数盆清水，这样可有效地吸收一氧化碳，防止煤气中毒C“汽水”浇灌植物有一定的道理，其中二氧化碳的缓释，有利于作物的光合作用D硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯
10、片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”10、将二氧化碳通入下列物质的溶液中不与其反应的是（ ） A B C D11、下列盛放试剂的方法正确的是（ ）A氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中B汽油或煤油放存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中C碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中D氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中12、纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余固体质量为原试样质量的一半时，碳酸氢钙的分解率是 （ ）A50% B75% C92.7% D100%13、第三周期元素R，它的原子核外最外层达到饱和所需电子数是最内层电子数的正整数倍，且小于次处层电子数的，则关
11、于R的判断正确的是（ ）A常温时，能稳定存在的R的氧化物都能与烧碱溶液反应BR的最高正价氧化物对应的水化物为强酸CR的单质在固态时，均属于分子晶体DR的气态氢化物在常温下都能稳定存在14、下面是某环境监测兴趣小组的同学描绘的南京市中心新街口地区空气中含量变化曲线，横坐标表示北京时间0时到24时，纵坐标表示CO含量，你认为比较符合实际的是（ ）15、请据图8-1回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况？（实验装置里的空气足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响） （ ）AA处上升，B处下降BA、B两处都下降CA处下降，B处上升DA、B两处
12、都不变 16、（8分）在没有现成的气体发生器的情况下，请你选用图8-2中的部分仪器，装配成一个简易并且能随用、随关、随停的气体发生装置。（1）应用的仪器是_(填入仪器的编号)。（2）若用上述装置制取气体，而实验室只有稀、浓、水、纯碱、块状石灰石，比较合理的方案应选用的药品是_。17、 在半导体工业中，有一道工序叫烧氢。烧氢的工艺流程如图8-3所示。工作时，是将石英管D出口处氢气点燃。半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件拉至冷却区，冷却后取出。烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含氢量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度。试回答下列问题。（1）装置B的作用是_；B中发生反应的化学方程式是_。（2）装置C中的物质是_；
