PDF《碳族元素及其化合物》

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碳族元素及其化合物知识框架.教师版 Page

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13 碳族元素及其化合物 高考怎么考 自检自查必考点 碳族元素

1 碳族元素的特征:碳族元素原子最外层电子数为 4,既不容易失去电子,又不容易得到电子,易形 成共价键,难形成离子键.碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大,熔沸点最高(如金刚石、晶 体硅).

2 碳族元素的化合价:碳族元素的主要化合价有+2,+4,其中铅+2 价稳定,其余元素+4 价稳定.

3 碳族元素的递变规律:从上到下电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引能力减 弱,失电子的能力增强,从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型.其中碳是非金属,锡、铅 是金属,硅、锗是半导体材料.

4 碳族元素在自然界里的存在:自然界里碳有游离态和化合态两种;

硅在地壳里无游离态,主要以含 氧化合物的形式存在.

5 几种同素异形体:碳:金刚石、石墨、C

60、C70 等;

硅:晶体硅,无定形硅. 碳: 在常温下碳很稳定,只在高温下能发生反应,通常表现为还原性. ①燃烧反应 ②与某些氧化物的反应:C+CO2 2CO;

C+2CuO CO2↑+2Cu;

C+H2O CO+H2(CO、H2 的混合气体叫水煤气) ;

2C+SiO2 Si+2CO↑ 毕业班解决方案 一轮复习.碳族元素及其化合物知识框架.教师版 Page

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13 ③与某些氧化性酸反应:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O;

C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 一氧化碳: 物理性质:不溶于水,有毒(CO 和血红蛋白结合, 使血红蛋白无法和 O2 结合, 而使细胞缺氧引起中毒), 但由于 CO 无色无味因此具有更大的危险性. 可燃性: CO + O2 CO2 点燃 (蓝色火焰) 还原性:CO+CuO CO2+Cu, CO+H2O(g) 高温 CO2+H2 二氧化碳: 物理性质:直线型(O=C=O)非极性分子,无色能溶于水,密度大于空气,可倾倒,易液化. 固态 CO2 俗称干冰,能升华,常用于人工降雨. 实验室制法:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O. ①酸性氧化物一酸酐 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(用于检验 CO2) ②氧化性:CO2+C 2CO;

2Mg+CO2 2MgO+C 碳酸盐: ①溶解性:Ca(HCO3)2>

CaCO3;

Na2CO3>

NaHCO3. ②热稳定性:Na2CO3>

CaCO3;

碱金属正盐>

碱金属酸式盐: Na2CO3>

NaHCO3. ③相互转化:碳酸正盐 ???? ? ???? ? 加酸 或加碱 碳酸酸式盐(除杂用) 【注】碳酸盐的具体性质详细参看 钠及其化合物 中的钠盐 例题讲解 【例1】下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是 ①往Na2SiO3 溶液中通入 CO2 产生白色沉淀 ②石墨是导体,晶体硅是半导体 ③制玻璃过程中发生反应:Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑ ④CH4 比SiH4 稳定 A.①④ B.②③ C.③④ D.①② 【解析】①说明酸性 H2CO3>

H2SiO3;

②③不能说明碳比硅的非金属性强. 【答案】A 【例2】已知 25℃、101kPa 下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为: C(石墨)+O2(g) =CO2(g);

H=-393.51kJ・mol-1 毕业班解决方案 一轮复习.碳族元素及其化合物知识框架.教师版 Page

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13 C(金刚石)+O2(g) =CO2(g);

H=-395.41kJ・mol-1 ,则下列结论正确的是 A.在该条件下金刚石比石墨稳定,等质量时金刚石的能量大于石墨 B.金刚石转化为石墨为放热反应 C.石墨转化为金刚石为物理变化 D.由于石墨转化为金刚石为吸热反应,因此石墨在任何条件下都不可能转化为金刚石 【解析】本题考查化学反应中的能量规律及其应用.用下一反应减去上一反应可得:C(金刚石) =C(石墨) H=-1.9kJ・mol-1 ,说明等质量时金刚石的能量大于石墨,A 项错误;