非金属元素-云阳凤鸣中学.DOCVIP

第一部分 非金属元素 第三章 碳族元素 高考说明 1．了解碳元素的单质及某些氧化物、氢化物、碳酸盐的性质。2．了解碳的氧化物对大气的污染及其防治；初步了解粉尘对环境及人类健康的影响。3．掌握碳族元素在周期表中的位置及与其性质的关系。 4．了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用。 考纲解读 1.Si和SiO2的结构和性质，CO2和SiO2物理性质差异的主要原因。2.C、CO、CO2的性质及主要用途，粉尘对环境的影响。3.碳酸盐、碳酸氢盐的性质，碳酸根离子的检验4.硅酸及常见硅酸盐的性质5.常见的硅酸盐产品的特性与应用 命题预测 本专题知识涉及面广，实际应用性强，命题方向比较灵活，今后高考命题的方向是：与基本理论、其他元素化合物知识糅合在一起，进行学科知识的综合考查。碳单质及其化合物在生活及高科技的发展中起着重要作用，其应用点较多，在以后的高考中将会有所体现。当今人们对材料技术的关注，超过了以往任何一个时期、反映新材料、新技术的知识将被移植到命题范围内，考查学生接受新信息的能力，这将是命题的趋势 一、知识网络1.碳及其化合物的知识网络 2.硅及其化合物的知识网络 二、基础知识碳族元素 元 素 性质 碳（C） 硅（Si） 锗（Ge） 锡（Sn） 铅（Pb） 主化合价 +2，（+4）① (+4) +2,(+4) +2,(+4) (+2),+4 单质色态 无色或黑色固 灰黑色固态 灰白色固态 银白色固态 蓝白色固态 氢化物RH4稳定性 稳定性逐渐减弱 主要氧化物 CO、CO2 SiO2 GeO、GeO2 SnO、SnO2 PbO、PbO2 最高氧化物的水化物 化学式 H2CO3 H2SiO、H4SiO4 Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4 酸碱性 酸性递碱 碱性递增（多为两性） 金属性、非金属性 非金属递减、金属性递增 ①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。 ②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。 ③碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。 ④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在⑤几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅.单质(碳在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。 碳单质常温下性质很稳定。碳的同素异形体化学性质相似。 (1)可燃性：C+O2(足)CO2；2C+O2(不足)2CO (2)高温下，与氢、硫、硅等发生化合反应：C+2SCS2 (3)高温下，与钙、铁、铝、硅的氧化物发生反应，生成碳化物或还原出金属单质。 CaO+3CCaC2+CO↑CuO+CCu+CO↑ 2CuO+C2Cu+CO2↑ (4)高温下，某些氧化物的反应C＋CO22CO；C＋2CuOCO2↑＋2Cu；2C+SiO2Si+2CO↑ C＋H2OCO＋H2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）； (5)与氧化性酸发生反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2OC+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 硅 硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。单质构成的晶体属于原子晶体，具有正四面体空间网状结构结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼是良好的半导体①硅在地壳中只有化合态，没有游离态。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。②晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。③硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2＝SiF4、Si+4HF＝SiF4+2H2↑、Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si＋O2SiO2。 ④制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si十2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。⑤硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料CO 不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2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