2019高考化学一轮复习 第10章 碳族元素 无机非金属材料学案 新人教版.doc

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：. Si O2 Ca(HCO3)2 CaCO3 SiC C CO2 Na2CO3 SiO2 CO Fe MgO NaHCO3【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A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XCX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（ ）AC60是一种新型的化合物 BC60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 DC60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A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 ( )A. C60是一种新型的化合物，有着重要的应用 B. C60是碳的一种同素异形体C. C60分子中含有离子键 D. C60的相对分子质量为720 g / mol5下列元素的最高氧化物对应水化物中酸性最弱的是 ( )A. SiB. PC. SD. Br6不能通过化合反应来制取的物质是 ( )A. SiCl4B. H2SiO3C. Na2O2D. CaSiO37下列变化属于氧化还原反应的是 ( )A. 石灰石煅烧生成CO2和CaO B. 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 ( )A. SO2B. CO2C. COD. H2S课外作业1下列物质中熔点最高的是 ( )A. CsClB. SiO2C. CO2D. Ar2下列各组酸的强弱比较中，正确的是 ( )A. H3PO4H2CO3H2SiO3 B. H2CO3H2SiO3H3PO4C. H2SiO3H3PO4H2CO3 D. H2SiO3H2CO3H3PO43下列化学方程式中，正确的是 ( )A. Na2CO3H2SiO3Na2SiO3CO2H2OB. CSiO2CO2SiC. SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2D. COCuOCuCO24下列离子方程式正确的是 ( )A. 向石灰石中加稀硫酸 CaCO32H+Ca2+H2OCO2B. 向澄清石灰水中通入过量二氧化碳Ca(OH)22CO2Ca2+2C. 氯化氢通过饱和小苏打溶液 H+H2OCO2D. 向碳酸氢钙溶液中加足量烧碱溶液 Ca2+OH- CaCO3H2O5只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、Ba(HCO3)2四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C. 2 mol / L 盐酸 D. 2 mol / 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CO键。7SiO2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1：1 B物质的量比为2：1C质量比为4：1 D质量比为2：12现有下列五个转化：Na2CO3Na2SiO3；CuSO4CuCl2；SiO2H2SiO3；CuOCu(OH)2；Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2，其中不可能通过一步反应实现的是 （ ）A只有和 B只有和 C和 D和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.“911”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 （ ）A8，3 B5，8 C3，8 D5，5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 ( )A. MgOSiO2 B. 2MgOSiO2C. MgO2SiO2 D. MgO3SiO2 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48.3%的是 ( )A. 3CaOSiO2 B. CaOSiO2C. 2CaOSiO2 D. 3CaOAl2O36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7A、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AB。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。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。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。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）写出实验中有关反应的化学方程式，并计算x的值。8A、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：A D： A B： 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BC n【巩固练习】课堂反馈：1.B 2.C 3.D 4.B 5.A 6.B 7.CD 8.C课外作业:1.B 2.A 3.CD 4.C 5.D6.A； C ；同素异形体；2mol 2mol 1.5mol极性键 非极性分子 O=C=O 分子晶体 4 4NA7. 酸性；不能；硅；原硅；木塞或胶；2NaOHSiO2Na2SiO3H2O；SiO24HFSiF42H2O8.4、1、1、23:1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C2.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.BC 2.B 3.AD 4.BD 5.BC 6.B课外作业:1.B 2.B 3.C 4.D 5.B 6.B7由题意可知，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；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） 0.04mol 0.02mol0.02mol 0.02mol故x=0.448。（1）Mg （2）Si的质量分数为36.8%（3），x=0.448l。8. (1) SiO2；CaSiO3；Na2SiO3；Si；H2SiO3(或H4SiO4)(2) 2CSiO22COSi； SiO2CaCO3(固)CaSiO3CO2