2019高考化學一輪復習 第10章 碳族元素 無機非金屬材料學案 新人教版.doc
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第 十 章 碳族元素 無機非金屬材料第一課時 碳族元素【考綱要求】1.掌握碳族元素在元素周期表中的特殊位置導致性質上的特殊性。 2.能熟練運用碳族元素原子結構的遞變規(guī)律解釋其性質的遞變規(guī)律3.掌握CO2與CO、CO2與SiO2、NaHCO3與Na2CO3這三組物質在物理性質、化學性質、制法、用途等方面的不同。4自主建立碳族元素的知識網絡。 教與學方案 筆記與反思 【自學反饋】一、概念辨析1. 碳族元素:(1)在周期表中的位置 (由原子結構中的 決定)。(2)包含元素的名稱、符號、原子結構簡圖、原子半徑、化合價等比較元素名稱 元素符號 原子結構簡圖 原子半徑 化合價 單質性質變化 碳 硅 鍺 錫 鉛(3)相似性: 、(4)遞變性: 。(5)特殊性:難形成離子化合物,易形成共價化合物。(6)用原子結構知識解釋(3)(4)(5): 。2. 碳單質:(1)同素異形體: ;無定形碳: 。 (2)性質:穩(wěn)定性 ,比如 ;還原性: ;可燃性: ;弱氧化性: 。3. 含碳化合物: (1)CO2:物理性質 ; 化學性質 ; 實驗室制法:原料 、原理 、裝置 、步驟 。 (2)CO:物理性質 ; 化學性質 ; 實驗室制法:原料 、原理 、裝置 ;(3)碳酸正鹽:穩(wěn)定性 、 溶解性 ;(4)酸式鹽:穩(wěn)定性 、 溶解性 ;(5)其它含碳化合物、有機化合物、金屬碳化物候氏制堿法的主要反應中用到上述哪些物質中的哪些性質? 。二、碳元素知識網絡:寫出化學方程式實現下列轉化:. Si O2 Ca(HCO3)2 CaCO3 SiC C CO2 Na2CO3 SiO2 CO Fe MgO NaHCO3【例題解析】例1 門捷列夫在19世紀中葉,曾根據他所發(fā)現的周期律,預言過第四周期第A族元素X(當時稱為類硅)。下列有關類硅的元素性質,不正確的是( )A.XH4不穩(wěn)定,但有強還原性 B可用焦炭在高溫下從XO2中冶煉XCX單質的熔點比硅高 D.X(OH)4的酸性比H2SiO3強 解題思路: 。易錯點: 。例2 最近,科學家研制得一種新的分子,它具有空心的類似足球狀結構,分子式為C60,下列說法正確的是( )AC60是一種新型的化合物 BC60和石墨都是碳的同素異形體C與C60結構類似的還有C60分子 DC60的相對分子質量是720g/mol解題思路: 。易錯點: 。【鞏固練習】課堂反饋1下列各組物質中,不屬于同素異形體的是 ( ) A. 金剛石、石墨 B. 水、重水C. 氧氣、臭氧 D. 晶體硅、無定形硅2下列物質中,能直接用作半導體材料的是 ( )A. 金剛石 B. 石墨C.晶體硅 D. 水晶3下列敘述能確定是A族元素的是 ( )A. 原子核外有4個電子 B. 有+2和+4兩種化合價C. 易形成共價化合物 D. 原子最外層有4個電子4近年科學家制得一種新的分子,它類似足球的空心結構,化學式為C60。下列說法中正確的是 ( )A. C60是一種新型的化合物,有著重要的應用 B. C60是碳的一種同素異形體C. C60分子中含有離子鍵 D. C60的相對分子質量為720 g / mol5下列元素的最高氧化物對應水化物中酸性最弱的是 ( )A. SiB. PC. SD. Br6不能通過化合反應來制取的物質是 ( )A. SiCl4B. H2SiO3C. Na2O2D. CaSiO37下列變化屬于氧化還原反應的是 ( )A. 石灰石煅燒生成CO2和CaO B. 純堿、石灰石、石英共熔制玻璃C. 硅與氫氧化鈉溶液反應 D. 過氧化鈉吸收CO2放出氧氣8下列大氣污染物中,能跟人體血紅蛋白結合而引起中毒的氣體 ( )A. SO2B. CO2C. COD. H2S課外作業(yè)1下列物質中熔點最高的是 ( )A. CsClB. SiO2C. CO2D. Ar2下列各組酸的強弱比較中,正確的是 ( )A. H3PO4H2CO3H2SiO3 B. H2CO3H2SiO3H3PO4C. H2SiO3H3PO4H2CO3 D. H2SiO3H2CO3H3PO43下列化學方程式中,正確的是 ( )A. Na2CO3H2SiO3Na2SiO3CO2H2OB. CSiO2CO2SiC. SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2D. COCuOCuCO24下列離子方程式正確的是 ( )A. 向石灰石中加稀硫酸 CaCO32H+Ca2+H2OCO2B. 向澄清石灰水中通入過量二氧化碳Ca(OH)22CO2Ca2+2C. 氯化氫通過飽和小蘇打溶液 H+H2OCO2D. 向碳酸氫鈣溶液中加足量燒堿溶液 Ca2+OH- CaCO3H2O5只用一種試劑就能將Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、Ba(HCO3)2四種無色溶液區(qū)別開來,這種試劑是 ( )A. 氫氧化鈉溶液 B. 澄清石灰水C. 2 mol / L 鹽酸 D. 2 mol / L 硫酸6碳族元素位于周期表中的第 族,碳原子的電子式是 ,硅的原子結構示意圖是 ,C60、金剛石和石墨等由碳元素形成的性質不同的單質,是碳的 。在質量均為12克且均由12C形成的C60、金剛石、石墨的單質中,含有的共價鍵的物質和量分別是 、 、 ;CO2是含有 鍵的 分子(填“非極性”或“極性”),其結構式是 ,形成的晶體是 晶體,在高溫高壓等特殊條件下,可將CO2轉化為硬度超過SiO2的晶體,則在這樣的晶體中與一個C原子緊鄰的氧原子有 個,在44克該晶體中含有 個CO鍵。7SiO2屬_性氧化物,它_直接跟水化合成對應的酸,但它是_酸的酸酐。實驗室里盛放堿液的玻璃試劑瓶不能用玻璃塞,而常用橡皮塞是因為(用化學方程式表示)_;玻璃瓶也不能盛裝氫氟酸,是因為(用化學方程式表示): 。8配平下列化學方程式,標出電子轉移方向和數目: Mg SiO2 Mg2Si MgO該反應中,氧化產物與還原產物的物質的量之比是 。第 十 章 碳族元素 無機非金屬材料第二課時 硅 二氧化硅 無機非金屬材料【考綱要求】1.掌握硅和二氧化硅的結構、物理性質、化學性質、用途和制法,能從數學立體幾何知識的角度理解硅和二氧化硅的晶體結構。 2.了解硅酸鹽工業(yè)的含義和原理,掌握水泥和玻璃的工業(yè)制法,化學成分和化學反應原理。 3.了解無機非金屬材料結構和性質特征以及它們的特殊用途。 教與學方案 筆記與反思 【自學反饋】一、硅及其化合物1. 硅:(1)硅元素在自然界的存在形態(tài) ;(2)晶體結構 、鍵角 、鍵能 ;(3)物理性質 ;(4)化學性質:常溫下 、 、加熱時 ;工業(yè)制法 ;高純硅的制取 。2.二氧化硅:(1)在自然界的存在形式 ;(2)晶體結構 ;(3)物理性質 ;(4)化學性質 、 、 ;(5)用途 。3.硅酸:(1)組成 ;(2)特性 ;(3)制法 。4. 硅及其化合物的性質及轉變關系如圖5.硅酸鹽:(1)Na2SiO3:俗稱 、用途 。(2)硅酸鹽工業(yè):水泥:原料 ;化學組成 ; 加入石膏的作用 ; 具有水硬性的原因 。玻璃:原料 ; 反應原理 、 ; 化學成分 ; 特種玻璃的制備方法和用途 。陶瓷:原料 、種類 。(3)硅酸鹽組成的表示方法 二、無機非金屬材料1. 分類:(1)傳統(tǒng): ; (2)新型: ;2.特性:(1) 、(2) 、 (3) 、(4) ; 3.高溫結構陶瓷:(1)優(yōu)點 、 (2)種類:氧化鋁陶瓷 、氮化硅陶瓷 ;4光導纖維:(1)成分 、(2)特點 、(3)用途 。.【例題解析】 例1 藥爆炸的瞬間,可以產生400000atm的超高壓和5000的超高溫,完全能達到石墨轉化成金剛石的條件,你認為將炸藥放在水槽內的最主要原因是 ( )A形成高壓條件 B吸熱降低溫度C防止碳粉燃燒 D溶解爆炸產生的氣體解題思路: 。易錯點: 。例2 原硅酸的分子結構為,它在水溶液中不穩(wěn)定,通常在分子間脫水縮聚成網狀大分子,這樣的縮聚硅酸用通式表示,若n為1.5,則其縮聚物的化學式為。已知某縮聚硅酸中硅元素的質量分數為40.6%,該縮聚硅酸的化學式為_;其分子結構式為_;與NaOH溶液反應的化學方程式為_。解題思路: 。易錯點: ?!眷柟叹毩暋空n堂反饋1有一粗鋁內含Fe和Si,取等質量樣品兩份,分別投入稀鹽酸和稀強堿中,放出等物質的量的氣體,則Fe和Si的關系為 ( )A物質的量比為1:1 B物質的量比為2:1C質量比為4:1 D質量比為2:12現有下列五個轉化:Na2CO3Na2SiO3;CuSO4CuCl2;SiO2H2SiO3;CuOCu(OH)2;Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2,其中不可能通過一步反應實現的是 ( )A只有和 B只有和 C和 D和3某溶液中含有ClO-、SiO32-、AlO2-、S2-等四種離子,若向其中加入過量的鹽酸溶液,微熱并攪拌,再加入過量NaOH溶液,溶液中大量減少的陰離子是 ( )A ClO-、 B.SiO32-、 C.AlO2-、 D.S2-4下列說法正確的是( )A二氧化硅溶于水顯微酸性B從碳到鉛,氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越來越弱C碳族元素不能形成離子化合物D硅跟氫氧化鈉溶液反應中,硅作還原劑,水作氧化劑5.新型無機材料碳化鈦(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等稱為非氧化物陶瓷,合成這些物質需在高溫重要主要條件下進行,在合成工藝中必須注意 ( )A通入充足氧氣 B.避免與氧氣接觸C.可在氮氣氛中合成 D.通入少量氧氣6.“911”事件給紐約帶來了一場嚴重的環(huán)境災難石棉污染,容易使石棉吸入者患肺癌。已知石棉是硅酸鹽礦物,某種石棉的化學式可表示為:Ca2MgxSiyO22(OH)2 ,x、y的值分別是 ( )A8,3 B5,8 C3,8 D5,5課外作業(yè)1.常溫下不能和單質硅反應的試劑是 ( )A. 氫氟酸 B. 濃硝酸C. 氫氧化鉀溶液 D. 氟氣2鎂橄欖石Mg2SiO4可以用下列哪一種氧化物形式表示 ( )A. MgOSiO2 B. 2MgOSiO2C. MgO2SiO2 D. MgO3SiO2 3二氧化硅是酸性氧化物是因為 ( )A. 硅是非金屬 B. 它是非金屬氧化物C. 二氧化硅能跟氫氧化鈉反應生成鹽和水D. 它的對應水化物是弱酸,能溶于水4下列敘述中,錯誤的是 ( )A. 硅在地殼中的含量僅次于氧,居第二位B. 硅是構成礦物和巖石的主要元素C. 硅和鍺相似,是良好的半導體材料D. 硅的化學性質不活潑,常溫下與氧氣、酸、堿都不反應5下列化合物中,氧化鈣的質量分數為48.3%的是 ( )A. 3CaOSiO2 B. CaOSiO2C. 2CaOSiO2 D. 3CaOAl2O36關于氮化硅陶瓷的性能,下列說法不正確的是 ( ) A. 是一種超硬物質,本身具有潤滑性且耐磨損 B. 抗腐蝕能力強,不與任何酸反應 C. 耐高溫,不易傳熱D. 高溫時也能抗氧化,且能抗冷熱沖擊7A、B為兩種單質,常溫下均為固體。在元素周期表中,A、B兩種元素同周期且原子半徑AB。分別取三份完全相同的質量均為1.520g的A、B混合物粉末進行如下實驗。向第一份試樣中加入過量的鹽酸,充分反應后放出0.896L氣體(標準狀況,下同),還余下0.560g殘渣。向第二份試樣中加入過量的10%的NaOH溶液,充分反應后放出0.896L氣體,還余下0.960g殘渣。將第三份試樣隔絕空氣加強熱后,生成一種固體。冷卻后,在隔絕空氣的條件下加入足量稀鹽酸,該固體全部溶解,產生xL氣體。(1)單質A是_。(2)混合物中B的質量分數為_。(3)寫出實驗中有關反應的化學方程式,并計算x的值。8A、B、C、D、E五種物質中均含有同一種元素,它們能發(fā)生如下圖所示的變化。且該元素的單質(用R表示)能與強堿溶液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣。(1) 寫出這五種物質的化學式:A 、B 、C 、D 、E 。(2) 寫出下列反應的化學方程式:A D: A B: 第 十 章 碳族元素 無機非金屬材料第一課時 碳族元素【例題解析】1.解析 門捷列夫指的類硅,依據其在周期表中的位置,應該是鍺(Ge)。根據同一主族元素性質的遞變規(guī)律,已不穩(wěn)定,應更不穩(wěn)定,但還原性會更強,所以A項正確。碳比鍺活潑,焦炭在高溫下可把中的Ge還原出來,B項也對。C、D兩項均違反了同一主族元素性質從上到下的遞變規(guī)律)答案CD 2. 解析 誤選D的原因是對相對分子質量和摩爾質量的單位混淆不清。誤選A的原因是單質與化合物的概念不清。同一種元素組成性質不同的幾種單質,例如:、金剛石、石墨等都是碳元素的同素異形體答案BC n【鞏固練習】課堂反饋:1.B 2.C 3.D 4.B 5.A 6.B 7.CD 8.C課外作業(yè):1.B 2.A 3.CD 4.C 5.D6.A; C ;同素異形體;2mol 2mol 1.5mol極性鍵 非極性分子 O=C=O 分子晶體 4 4NA7. 酸性;不能;硅;原硅;木塞或膠;2NaOHSiO2Na2SiO3H2O;SiO24HFSiF42H2O8.4、1、1、23:1第二課時 硅 二氧化硅 無機非金屬材料【參考答案】【例題解析】1.解析 炸藥放入水槽內沉入水下固然可以形成一定壓力,但比之于40000atm便顯得微不足道;吸熱降溫又不利于金剛石的合成;溶解爆炸氣體則明顯不合理 答案C2.解析及答案 依據通式和含硅40.6%,列出下述算式求n值,解,故化學式為,分子結構式為:,它是二元酸,與NaOH反應生成鹽:【鞏固練習】課堂反饋:1.BC 2.B 3.AD 4.BD 5.BC 6.B課外作業(yè):1.B 2.B 3.C 4.D 5.B 6.B7由題意可知,中0.56g單質與NaOH反應產生的為,只能是Si而不是Al,恰好產生;中,0.96g單質產生,則應為Mg,因為,符合,故A為Mg,B為Si。(2)Si的質量分數為(3) 0.04mol 0.02mol0.02mol 0.02mol故x=0.448。(1)Mg (2)Si的質量分數為36.8%(3),x=0.448l。8. (1) SiO2;CaSiO3;Na2SiO3;Si;H2SiO3(或H4SiO4)(2) 2CSiO22COSi; SiO2CaCO3(固)CaSiO3CO2- 配套講稿:
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