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  • 2021-05-13 发布

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

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‎【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