高中化学竞赛辅导讲座碳族元素.ppt

化学竞赛辅导讲座 第一节碳 1 碳的同位素 1 12C 原子量的相对标准 2 14C 形成 由中子和14N在宇宙射线影响下形成14N 1n 14C 1H2 半衰期 14C 14N 5685years 2 同素异形体 1 金刚石和石墨谁的熔点高 为什么 2 石墨为什么有导电性 3 金刚石和石墨谁更稳定 燃烧热分别为 397 27394 38kJ mol 4 石墨和金刚石的用途 3 活性炭的吸附物理吸附 化学吸附 均为放热反应 后者大于前者 第二节碳的化合物 1 CO Carbonmonoxide 讨论 CO是否是甲酸的酸酐或酸性氧化物 2 等电子体 CO N2 CN NO 写出各自的电子结构式 用分子轨道理论解释其中的化学键 3 主要化学性质 I 作为一种配体 能与一些有空轨道的金属原子或离子形成配合物 如 Fe CO 5 Ni CO 4 Cr CO 6 问题 为什么CO比N2更容易参加反应 CO为什么对人体有毒 CO如何被吸收 Cu NH 2CH3COO CO NH3 Cu NH3 2 CH3COO CO II 还原性 CO PdCl2 H2O CO2 Pd 2HClCO 2Ag NH3 2OH 2Ag CO2 4NH3 H2O 检验CO iii 与非金属作用 CO 2H2 CH3OHCO 3H2 CH4 H2OCO Cl2 COCl2 2 CO2 Carbondioxide 1 结构 等电子体 CO2N3 NO2 N2O OCN 2个 2 化学性质 CO2 g 2Mg S 2MgO S C s CO2 M OH 2 MCO3 H2O M Ca Ba MgO s C s Mg g CO g 2000K Al2O3 l C s 2Al g 3CO g 2300K 注 高温条件生成CO 3 碳酸 Carbonicacid CO2 H2O H2CO3K 1 8X10 3CO2 H2O H HCO3 K 4 2X10 7相加得 H2CO3 H HCO3 K 2 4X10 4 4 碳酸 氢 盐 1 同条件下 碳酸钠的溶解度略大于碳酸氢钠 WHY 2 向饱和碳酸钠溶液中通入CO2 有何现象发生 3 NaHCO3溶液为什么显碱性 用具体数据说明 已知 K1 4 2 10 7 K2 5 6 10 11Kw 10 14 水解平衡常数 电离平衡常数 水解趋势大于电离的趋势 Kw K1 2 4 10 8 K2 5 6 10 11 4 已知 a 0 20mol LCaCl2溶液与等体积0 20mol LNa2CO3溶液混合 沉淀为 b 0 20mol LMgCl2溶液与等体积0 20mol LNa2CO3溶液混合 沉淀为 5 等电子体 CO32 NO3 BO33 BF3 Sp2杂化 第三节碳的卤化物和硫化物 1 四卤化碳 F2 CCl2F2 CF4 Cl23Cl2 CS2 CCl4 S2Cl2 问题 CCl4为什么不能作为Na的灭火剂 4Na CCl4 4NaCl C Freon CClnF4 n COX2 X F Cl Br 2 硫化物 写出下列反应的方程式 1 CS2 Na2S 2 BaCS3 HCl 3 Na2S2 CS2 第四节硅 1 性质 Si 4OH SiO44 2H2SiO44 4H2O Si OH 4 4OH Si 4HF aq SiF4 2H2Si s O2 g SiO2 s G 805kJ 2 制备 SiO2 2C s Si s 2CO g H 690kJ S 0 361kJ K SiO2 CaC2 Si Ca 2COSiH4 Si 2H2 第五节硅化氢和卤化物 1 硅烷 Mg2Si 4HCl SiH4 2MgCl2SiCl4 LiAlH4 SiH4 LiCl AlCl3SiH4 2O2 SiO2 2H2O 2 卤化硅 1 SiF4 SiO2 4HF SiF4 2H2O300 350 CBaSiF6 BaF2 SiF4 g SiF4 2F SiF62 H 130 5kJNa2SiF6 2H2O 2NaF SiO2 4HF SiF62 1 杂化形式 sp3d2 2 等电子体 AlF63 PF6 SF6 问题 为什么SiF4易水解 而CF4不易水解 2 SiCl4 SiCl4 2H2O SiO2 4HCl 不可逆 SiO2 2C 2Cl2 iCl4 2CO 第六节二氧化硅和硅酸盐 1 SiO2 Silica SiO2 s 4HX g SiX4 g 2H2OHF G 92 82kJHCl G 138 87kJ 存在 用途 刚玉 宝石 翡翠 光纤 石英表 思考 说明下列反应能够发生的理由或条件或用途 1 SiO2 2OH SiO32 H2O 2 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 3 SiO2 Na2SO4 Na2SiO3 SO3 4 2KNO3 SiO2 K2SiO3 NO NO2 2 5 SiO2 CaO CaSiO3 2 硅酸及其盐 1 硅酸的种类 H2SiO3SiO2 H2O偏 正 硅酸H4SiO4SiO2 2H2O正 原 硅酸H6Si2O72SiO2 3H2OH4Si3O83SiO2 2H2OH2Si2O52SiO2 H2O二偏硅酸 H2SiO3特点 1 二元弱酸 K1 4 2 10 10K2 10 12 2 弱酸易发生缩合反应 下页 4HClO4 P4O10 4HPO3 2Cl2O7 极难缩合 H2SO4强酸 难缩合 H2S2O7 焦硫酸 H3PO4中强酸 可缩合 Hn 2PnO3n 1 n聚磷酸 H4SiO4弱酸 易缩合 2 硅酸盐 水玻璃 waterglass 硅酸钠的水溶液 SiO32 2H H2SiO3 胶体或凝胶 SiO32 2CO2 2H2O H2SiO3 2HCO3 SiO32 2NH4 H2SiO3 2NH3 7Sn Pb 1 PbO2 强氧化剂 PbO2 4HCl PbCl2 Cl2 2H2O5PbO2 2Mn2 4H 5Pb2 2MnO4 2H2O 2 Pb3O4 类似Fe3O4 I4O9 思考 分别写出Pb3O4 Fe3O4与浓盐酸反应的方程式 3 硫化物 SnS 2H 3Cl SnCl3 H2SSnS S22 SnS32 SnS2 4H 6Cl SnCl62 2H2SSnS2 S22 SnS32 3SnS2 6OH 2SnS32 Sn OH 62 PbS 2H 4Cl PbCl42 H2S 3PbS 2NO3 8H 3Pb2 3S 2NO 4H2O PbS为半导体材料 S过剩为p型 Pb过剩为n型 4 卤化物 SnCl2 H2O Sn OH Cl HCl2Fe3 Sn2 2Fe2 Sn4 2Hg2 Sn2 2Cl Hg2Cl2 Sn4 Hg2Cl2 Sn2 2Hg Sn4 2Cl 2Sn2 O2 4H 2Sn4 2H2OSn4 Sn 2Sn2 SnCl2 SnCl4 PbCl2 无PbCl4 易形成SnCl3 SnCl62 PbCl42 PbCl64 11mol LHCl