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

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

‎【2019最新】精选高考化学一轮复习 第10章 碳族元素 无机非金属材料学案 新人教版 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 19 / 19‎ 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）： ‎ ‎ 。‎ 1. 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： 。‎ 2. 含碳化合物：‎ ‎ （1）CO2：物理性质 ；‎ 19 / 19‎ ‎ 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 ‎ 19 / 19‎ ‎ 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ⅣA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X C．X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（ ）‎ A．C60是一种新型的化合物 B．C60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 D．C60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 ‎ 19 / 19‎ ( ) ‎ ‎ 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ⅣA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 / mol ‎5．下列元素的最高氧化物对应水化物中酸性最弱的是 ( ) ‎ A. Si B. P C. S D. Br ‎6．不能通过化合反应来制取的物质是 ( ) 19 / 19‎ ‎ A. SiCl4 B. H2SiO3 C. Na2O2 D. CaSiO3‎ ‎7．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. SO2 B. CO2 C. CO D. H2S 课外作业 ‎1．下列物质中熔点最高的是 ( ) ‎ A. CsCl B. SiO2 C. CO2 D. Ar ‎2．下列各组酸的强弱比较中，正确的是 ( ) ‎ A H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3 B H2CO3＞H2SiO3＞H3PO4.. ‎ C H2SiO3＞H3PO4＞H2CO3 D H2SiO3＞H2CO3＞H3PO4.. ‎3．下列化学方程式中，正确的是 ( ) ‎ A Na2CO3＋H2SiO3＝Na2SiO3＋CO2↑＋H2O. 19 / 19‎ B C＋SiO2CO2↑＋Si. ‎ C SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑. ‎ D CO＋CuOCu＋CO2↑. ‎4．下列离子方程式正确的是 () ‎ A 向石灰石中加稀硫酸 CaCO3＋2H+＝Ca2+＋H2O＋CO2. B 向澄清石灰水中通入过量二氧化碳 CaOH2＋2CO2＝Ca2+＋2.() ‎ C 氯化氢通过饱和小苏打溶液 ＋H+＝H2O＋CO2. ‎ D 向碳酸氢钙溶液中加足量烧碱溶液 Ca2+＋＋OH ＝CaCO3＋H2O.-¯ ‎5．只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、BaHCO32四种无色() 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 、‎ 19 / 19‎ ‎ 、 ；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C—O键。‎ ‎7．SiO2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】‎ 19 / 19‎ ‎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 、‎ ‎ 、‎ 19 / 19‎ ‎ ；‎ ‎（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： ；‎ 19 / 19‎ ‎ （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 19 / 19‎ 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2：1‎ C．质量比为4：1 D．质量比为2：1‎ ‎2．现有下列五个转化：①Na2CO3→Na2SiO3；②CuSO4→CuCl2；‎ ‎③SiO2→H2SiO3；④CuO→Cu(OH)2；⑤Ca3(PO4)2→Ca(H2PO4)2，其中不 可能通过一步反应实现的是 （ ）‎ A．只有①和② B．只有③和④ C．②③和④ D．②③④和⑤‎ 19 / 19‎ ‎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.“9•11”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 （ ）‎ A．8，3 B．5，8 C．3，8 D．5，5‎ 课外作业 19 / 19‎ ‎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. MgO·SiO2 B. 2MgO·SiO2‎ ‎ C. MgO·2SiO2 D. MgO·3SiO2 ‎ ‎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. 3CaO·SiO2 B. CaO·SiO2‎ 19 / 19‎ ‎ C 2CaO·SiO2 D 3CaO·Al2O3.. ‎6．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 ‎7．A、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A>B。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。‎ ‎①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。‎ ‎②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。‎ ‎③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③中有关反应的化学方程式，并计算x的值。‎ ‎8．A、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2RO3和氢气。()(Na) 19 / 19‎ (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： ‎ 19 / 19‎ ‎ 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.D 19 / 19‎ ‎6.ⅣA； ·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 4NA ‎7. 酸性；不能；硅；原硅；；木塞或胶；2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O；‎ SiO2＋4HF＝SiF4＋2H2O ‎8. 4、1、1、2‎ ‎3:1‎ 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]C ‎2.[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 19 / 19‎ 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.B ‎7．由题意可知，②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；①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 0.02mol ‎0.02mol 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) 2C＋SiO22CO↑＋Si； SiO2＋CaCO3(固)CaSiO3＋CO2↑ ‎ 19 / 19‎