【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第1節(jié) 碳族元素 碳元素單質(zhì)及其化合物課件 大綱人教

第七章碳族元素第一節(jié)碳族元素碳元素單質(zhì)及其化合物復(fù)習(xí)目標(biāo)展示1．了解碳族元素的相似性和遞變性、熟記特殊性。2．掌握碳元素的幾種同素異形體及其物理特性。3．理解C、CO的還原性及其應(yīng)用，并能夠熟練掌握CO2的性質(zhì)及制法。知識(shí)點(diǎn)1碳族元素問(wèn)題1：結(jié)合元素周期律(表)的知識(shí)，如何理解ⅣE元素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.在元素周期表中的位置位于元素周期表的第

族。包括碳（

）、硅（

）、鍺（

）、錫（

）、鉛（

）5種元素。2.相似性（1）都有

、

價(jià)（+2價(jià)的硅不穩(wěn)定）。（2）氫化物RH4及鹵化物RX4均為正四面體，為

分子。（3）都有RO、RO2兩種氧化物。（4）RH4、R單質(zhì)及+2價(jià)化合物（CO、Sn2+）有

。ⅣACSiGeSnPb+4+2非極性還原性3.遞變性（1）（2）從C到Pb，對(duì)應(yīng)氫化物穩(wěn)定性依次

。（3）從C到Pb，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性依次

。減弱減弱4.特殊性（1）C、Si、Ge、Sn的+4價(jià)穩(wěn)定，Pb的

價(jià)穩(wěn)定，

價(jià)的鉛有極強(qiáng)的氧化性。在碳?xì)浠衔锖凸柰橹刑己凸杈守?fù)價(jià)。（2）原子晶子：金剛石、晶體Si、SiO2；半導(dǎo)體材料：Si、Ge。+2+4【思維延伸】（1）最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值相等的元素不一定是ⅣA族元素，也可能是H元素。（2）單質(zhì)最硬、形成化合物種類最多的元素是碳元素。碳元素單質(zhì)及其氧化物名稱金剛石石墨C60(C70)晶體結(jié)構(gòu)正四面體，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子晶體平面正六邊形的層狀結(jié)構(gòu)，混合型晶體籠狀結(jié)構(gòu)，形似足球，分子晶體主要性質(zhì)熔、沸點(diǎn)很高，硬度大，難溶于溶劑，不導(dǎo)電熔點(diǎn)很高，質(zhì)軟，有滑膩感，導(dǎo)電可與金屬摻雜形成超導(dǎo)體主要用途鉆具、裝飾品潤(rùn)滑劑、電極、鉛筆芯、耐火材料高溫潤(rùn)滑劑、耐熱和防火知識(shí)點(diǎn)2碳元素單質(zhì)及其氧化物問(wèn)題2：碳元素有幾種同素異形體？怎樣鑒別CO與CO2？5.碳的同素異形體6.碳單質(zhì)的性質(zhì)7．CO與CO2的比較【思維延伸】

(1)最近又發(fā)現(xiàn)了C70、C90等許多C元素的同素異形體。(2)C與SiO2的反應(yīng)屬于同主族元素單質(zhì)間的置換反應(yīng)，是制取粗硅的反應(yīng)。(3)CO主要用于冶金工業(yè)作還原劑；CO2用作致冷劑、光合作用、人工降雨。考點(diǎn)1CO2與堿（鹽）的反應(yīng)（碳酸鹽及碳酸氫鹽的轉(zhuǎn)化)1．與堿的反應(yīng)

若堿中的陽(yáng)離子是Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋等，則會(huì)生成碳酸鹽沉淀，繼而碳酸鹽溶解又轉(zhuǎn)化成碳酸氫鹽。2．與鹽的溶液反應(yīng)

反應(yīng)的實(shí)質(zhì)H2CO3的酸性比某些酸的酸性強(qiáng)。常見的有：(1)H2S、H2SO3、H2CO3都是二元弱酸，與堿反應(yīng)情況用數(shù)軸表示(以H2CO3為例)如下：注意：“CO2+H2O”相當(dāng)于H2CO3；“SO2+H2O”相當(dāng)于H2SO3。（2）Al（OH）3不溶于H2CO3，因此無(wú)論CO2量多少，與反應(yīng)只生成Al（OH）3。（Al（OH）3相當(dāng)于“HAlO2+H2O”）要點(diǎn)深化【例例1】】(2009··全國(guó)國(guó)理理綜綜Ⅱ)下列列敘敘述述中中正正確確的的是是()A．向含含有有CaCO3沉淀淀的的水水中中通通入入CO2至沉沉淀淀恰恰好好溶溶解解，，再再向向溶溶液液中加加入入NaHCO3飽和和溶溶液液，，又又有有CaCO3沉淀淀生生成成B．向向Na2CO3溶液液中中逐逐滴滴加加入入等等物物質(zhì)質(zhì)的的量量的的稀稀鹽鹽酸酸，，生生成成的的CO2與原原Na2CO3的物物質(zhì)質(zhì)的的量量之之比比為為1∶∶2C．等等質(zhì)質(zhì)量量的的NaHCO3和Na2CO3分別別與與足足量量鹽鹽酸酸反反應(yīng)應(yīng)，，在在同同溫溫同同壓下，生成的的CO2體積相同D．向Na2CO3飽和溶液中通通入CO2，有NaHCO3晶體析出解析：本題考查碳酸酸鹽與碳酸氫氫鹽之間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化問(wèn)題。在在含有碳酸鈣鈣沉淀的溶液液中通入二氧氧化碳恰好生生成碳酸氫鈣鈣，其與碳酸酸氫鈉混合不不發(fā)生反應(yīng)，，不會(huì)生成碳碳酸鈣沉淀，，A項(xiàng)錯(cuò)誤；；碳酸鈉與鹽鹽酸反應(yīng)是分分步反應(yīng)，等等物質(zhì)的量的的氯化氫與碳碳酸鈉反應(yīng)只只生成碳酸氫氫鈉，不能生生成二氧化碳碳：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；等等質(zhì)量的碳酸酸鈉和碳酸氫氫鈉分別與足足量鹽酸反應(yīng)應(yīng)：Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O，產(chǎn)生的二氧化化碳在同條件件下體積比為為84∶106=42∶∶53，C項(xiàng)錯(cuò)誤；向向碳酸鈉飽和和溶液中通入入足量二氧化化碳，生成碳酸氫鈉，由由于碳酸氫鈉鈉溶解度小于于碳酸鈉的溶溶解度，且溶劑減少、生生成溶質(zhì)質(zhì)量量增多，故析析出碳酸氫鈉鈉晶體，Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓，D項(xiàng)正確確。答案：D變式訓(xùn)訓(xùn)練1.（（2010··原創(chuàng)創(chuàng)題））2009年年12月19日日哥本本哈根根氣候候國(guó)際際會(huì)議議在爭(zhēng)爭(zhēng)吵中中結(jié)束了了，會(huì)會(huì)議爭(zhēng)爭(zhēng)論了了“減減少碳碳排放放問(wèn)題題”。。減少少碳排排放就就是減減少CO2的排放放。下下列有有關(guān)CO2的說(shuō)法法正確確的是是（））A.哥哥本哈哈根會(huì)會(huì)議上上之所所以提提出減減少CO2的排放放問(wèn)題題，是是因?yàn)闉镃O2是一種種大氣氣污染染物B.將將CO2通入NaOH溶溶液中中反應(yīng)應(yīng)的實(shí)實(shí)質(zhì)是是OH-結(jié)合了了H2CO3電離出的H+，破壞壞了H2CO3的電離離平衡衡C.將將CO2通入Na2SiO3溶液中中至過(guò)過(guò)量，，溶液液會(huì)變變澄清清D.少少量CO2通入過(guò)過(guò)量苯苯酚鈉鈉溶液液中，，產(chǎn)物物有苯苯酚和和Na2CO3解析：CO2會(huì)產(chǎn)生溫室室效應(yīng)，使使氣候變暖暖，這是提提出減碳排排放問(wèn)題的的原因，A項(xiàng)不正確確；CO2通入a2SiO3溶液中，一一定會(huì)產(chǎn)生生渾濁，因因?yàn)樯闪肆瞬蝗苄缘牡腍2SiO3，所以C項(xiàng)項(xiàng)不正確；；D項(xiàng)中產(chǎn)產(chǎn)物應(yīng)是苯苯酚和NaHCO3。答案：B考點(diǎn)2CO、CO2性質(zhì)的應(yīng)用用1．CO的的還原性(1)CO能與許多多金屬氧化化物反應(yīng)，，生成金屬屬單質(zhì)和CO2(2)CO能與H2O(g)反反應(yīng)制取H2CO＋H2O(g)CO2＋H22．CO2與部分堿反反應(yīng)先生成成沉淀，后后沉淀溶解解3．除去CO、CO2氣體中混有有的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為為雜質(zhì))(1)CO(CO2)：通過(guò)盛盛有NaOH溶液的的洗氣瓶。。(2)CO2(CO)：：通過(guò)盛放放灼熱CuO的硬質(zhì)質(zhì)玻璃管。。(3)CO2(O2)：通過(guò)盛盛放灼熱銅銅網(wǎng)的硬質(zhì)質(zhì)玻璃管。。(4)CO2(SO2)：通過(guò)飽飽和的NaHCO3溶液或酸性性KMnO4溶液。(5)CO2(HCl)：通過(guò)飽飽和的NaHCO3溶液。(6)CO2(H2S)：通過(guò)過(guò)CuSO4溶液。【例2】（（2009·高考題題改編）下下列是中學(xué)學(xué)化學(xué)中常常見物質(zhì)間間的反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖圖，其中部部分產(chǎn)物已已略去。已已知：A、、D是單質(zhì)質(zhì)，且C、、E、G中均均含有A單單質(zhì)中的元元素，B、、F、H中中均含有D單質(zhì)中的的元素；常溫下下，除C、、E外其他他物質(zhì)均為為固體。試回答下列列問(wèn)題：（1）寫出出下列物質(zhì)質(zhì)的化學(xué)式式：A，H。（2）寫出出下列變化化的化學(xué)方方程式：E→G，D→F，E→A。CH2SiO3（3）B的用途途（至少少說(shuō)出一一種）。思路點(diǎn)撥撥：?jiǎn)钨|(zhì)A與與B高溫溫下反應(yīng)應(yīng)生成單單質(zhì)D與與氣態(tài)化化合物C，C可可與氧氣反反應(yīng)生成成E，推推測(cè)E一一定為非非金屬氧氧化物，，而E又又能與Mg反應(yīng)應(yīng)生成單質(zhì)質(zhì)A，推推測(cè)E為為CO2，則A為為單質(zhì)碳碳。CO2與Na2O2反應(yīng)生成成Na2CO3，因?yàn)閱螁钨|(zhì)D能能與NaOH反反應(yīng)，而而固態(tài)單單質(zhì)能與與NaOH反應(yīng)應(yīng)者，在中中學(xué)階段段只有Al與Si，Al不能能由碳單單質(zhì)與化化合物反反應(yīng)制得得，所以推斷斷D為Si，則則B為SiO2，F(xiàn)為Na2SiO3。而Na2SiO3能與E（CO2）、H2O反應(yīng)生成Na2CO3與H2SiO3，H2SiO3受熱分解生成B。制造光導(dǎo)纖維維高分解密：在復(fù)習(xí)中，一一要培養(yǎng)整體體思維能力。。綜合分析問(wèn)問(wèn)題中各條信信息，綜合判判斷，不要著著眼于局部限限制。二要敢敢于遷移創(chuàng)新新，學(xué)會(huì)類推推。三要學(xué)會(huì)會(huì)尋找突破點(diǎn)點(diǎn)，如本題中中Mg與氧化化物E反應(yīng)可可生成A單質(zhì)質(zhì)，就可推測(cè)測(cè)E為CO2，A為C。知識(shí)支持：碳及化合物的的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)變式練習(xí)2.(2010·模擬題題)將足量的CO2不斷通入KOH、制Ca(OH)2、KAlO2的混合溶液中中，生成沉淀淀與通入CO2的量的關(guān)系可可表示為()解析：通入CO2后發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)依次為：CO2＋Ca(OH)2CaCO3＋H2O；CO2＋2KOHK2CO3＋H2O；CO2＋2KAlO2＋3H2OK2CO3＋2Al(OH)3↓；CO2＋K2CO3＋H2O2KHCO3；CO2＋CaCO3＋H2OCa(HCO3)2。所以，隨著著CO2的通入，先生生成CaCO3，沉淀的量保保持一段時(shí)間間不變，然后后又繼續(xù)生成成Al(OH)3沉淀，然后又又保持一段時(shí)時(shí)間不變，接接著沉淀逐漸漸溶解一部分分，最后剩下的就是Al(OH)3，對(duì)照題圖可可知選項(xiàng)C正正確。答案：C客觀題以考查碳族元元素的相似性性、遞變性、、CO和CO2的性質(zhì)，碳酸酸鹽及碳酸氫氫鹽的相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為主?！究碱}一】(2010·改編題)下列關(guān)于碳族族元素的敘述述中錯(cuò)誤的是是()A．與其他元元素化合時(shí)易易形成共價(jià)化化合物，也能能形成離子化化合物B．碳族元素素形成化合物物時(shí)的最高價(jià)價(jià)均為＋4價(jià)價(jià)C．碳的氧化化物(CO2)和硅的氧化化物(SiO2)都是酸性氧氧化物，均不能與酸反應(yīng)應(yīng)D．碳族元素素是形成化合合物最多的一一族元素審題視點(diǎn)：以元素周期期律(表)的的知識(shí)為指導(dǎo)導(dǎo)，相似性和和遞變性為思思維切入點(diǎn)，，同時(shí)還要注注意到特殊性性。思維導(dǎo)圖標(biāo)準(zhǔn)答案：C高分解密對(duì)于肯定結(jié)論論要采用舉反反例的方法，，如C項(xiàng)所述述“均不能與與酸反應(yīng)”，，舉出SiO2能與HF反應(yīng)應(yīng)就可判斷該該肯定說(shuō)法是是錯(cuò)誤的；對(duì)對(duì)于可能的結(jié)結(jié)論要采用舉舉正例的方法法，如A項(xiàng)所所述“易形成成……，也能能形成離子化化合物”，舉舉出CaC2即可判斷A項(xiàng)項(xiàng)正確。主觀題主要考考查有有關(guān)碳碳族元元素的的無(wú)機(jī)機(jī)推斷斷題，，與碳碳有關(guān)關(guān)的探探究性性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)題、、與碳碳族元元素有有關(guān)的的綜合合計(jì)算算題等等知識(shí)識(shí)。【考題題二】】(12分)工業(yè)上上利用用焦炭炭和水水蒸氣氣反應(yīng)應(yīng)制水水煤氣氣，某某興小組讓水蒸氣通過(guò)灼熱的焦炭后，流出氣體的主要成分是CO和H2，還有CO2和水蒸氣等。請(qǐng)用下圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明上述混合氣中有CO和H2。(加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去)回答下下列問(wèn)問(wèn)題：：盛NaOH溶液的裝置用途是

。(2)儀器器B中中需加加入試試劑的的名稱稱(或或化學(xué)學(xué)式)是，所發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)的化化學(xué)方方程式式是。(3)儀器器C中中需加加入試試劑的的名稱稱(或或化學(xué)學(xué)式)是，其其目(4)按按氣氣流流方方向向連連接接各各儀儀器器，，用用字字母母表表示示接接口口的的連連接接順順序序：：g——ab。除去去水水蒸蒸氣氣除去去CO2氧化化銅銅(或或CuO)無(wú)水水硫硫酸酸銅銅(CuSO4)檢驗(yàn)驗(yàn)H2Okj——hi——cd(或或dc)——fe——lm(5)能能證證明明混混合合氣氣中中含含有有CO的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)依依據(jù)據(jù)是是______________________________________________________________________(6)能證明混合氣中含有H2的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是________________________________________________________________________。原混混合合氣氣中中的的CO2已除去，，與CuO反應(yīng)應(yīng)后生成成的氣體體能使澄澄清石灰灰水變渾渾濁原混合氣氣中的H2O已除去去，與CuO反作答與批批改實(shí)錄錄題后反思思化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)有多種種形式，，可以是是基本操操作、物物質(zhì)制備備、性質(zhì)質(zhì)檢驗(yàn)、、還可以以對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)和評(píng)評(píng)價(jià)，解解答時(shí)關(guān)關(guān)鍵是明明確實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康模?，找到解解題的方方法。點(diǎn)評(píng)水蒸氣通通過(guò)灼熱熱的焦炭炭后，生生成氣體體的主要要成分是是CO和和H2，還有CO2和水蒸氣氣，而本本題檢驗(yàn)驗(yàn)CO和和H2的方法是是檢驗(yàn)CO和H2的氧化產(chǎn)產(chǎn)物CO2和H2點(diǎn)撥(1)水水蒸氣高高溫和炭炭反應(yīng)中中生成CO和H2是水煤氣氣的成分分，其中中含有CO2和水對(duì)CO和H2的檢驗(yàn)?zāi)苣苄纬筛筛蓴_，實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)必必須除去去。(2)物物質(zhì)檢驗(yàn)驗(yàn)時(shí)應(yīng)考考慮順序序。1．(5分)(2010·改改編題)對(duì)于ⅣⅣA族元元素，下下列敘述述中不正正確的是是()A．SiO2和CO2中，Si和和O、、C和和O之之間都都是共共價(jià)鍵鍵，但但二者者晶體體類型不同同B．C、Si和和Ge的最C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)D．該該族元元素的的主要要化合合價(jià)是是＋4和＋＋2，，但Si無(wú)無(wú)＋2價(jià)解析：：A項(xiàng)中中SiO2、CO2均為共共價(jià)化化合物物，原原子間間以共共價(jià)鍵鍵結(jié)合合；B項(xiàng)中中C、、Ge的次次外層層電子子數(shù)分分別為為2、、18；C項(xiàng)CO2、SiO2均可與與CaO反應(yīng)應(yīng)生成成對(duì)應(yīng)應(yīng)的鹽鹽。答案：：B2．(5分分)(2010·陜陜西延延安中中學(xué)月月考)如圖圖中M、N為含含X元元素的的常見化合合物。。則X元素素為()A．Fe或或CB.Cu或或FeC．N或SD.C或Al解析：：置換反反應(yīng)：：Fe＋CuCl2Cu＋＋FeCl2或C＋＋2CuO2Cu＋CO2↑；化化合反反應(yīng)：：2FeCl2＋Cl22FeCl3,2FeCl3＋Fe3FeCl2或CO2＋C2CO,2CO＋O22CO2；2Fe＋＋3Cl22FeCl3,2C＋O高溫點(diǎn)燃點(diǎn)燃答案：：A3．(5分分)(2010·模模擬題題)干干冰可可作為為冰淇淇淋攜攜帶過(guò)過(guò)程中中的保保溫劑劑。某人回回家后后將干干冰放放在密密封的的瓶中中保存存在冰冰箱里里。關(guān)關(guān)于此此舉動(dòng)以下下說(shuō)法法正確確的是是()A．可可增強(qiáng)強(qiáng)冰箱箱的制制冷效效果，，是節(jié)節(jié)能的的好方方法B．冰冰箱內(nèi)內(nèi)溫度度低，，便于于干冰冰的保保存，，以利利重復(fù)復(fù)利用用C．干干冰易易升華華，放放在密密封的的瓶中中會(huì)因因體積積膨脹脹而發(fā)發(fā)生爆爆炸D．干干冰易易與冰冰箱內(nèi)內(nèi)的食食物發(fā)發(fā)生化化學(xué)反反應(yīng)，，影響響食物物的營(yíng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)價(jià)值解析：：干冰放放在密密封的的瓶中中即使使放在在冰答案：C4．(5分分)(2010·福福州一一中期期中考考題)往含含0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持持續(xù)穩(wěn)定地地通入CO2氣體，當(dāng)通通入氣體為8.96L(標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀況)時(shí)時(shí)立即停止止，則這一一過(guò)程中，，溶液中離子子物質(zhì)的量量之和與通通入CO2氣體的體積積關(guān)系正確確的圖象是(氣體的溶溶解和離子子的水解都都忽略不計(jì)計(jì))()解析：本題涉及許許多個(gè)反應(yīng)應(yīng)Ba(OH)2＋CO2BaCO3↓＋H2O①①2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O②②BaCO3＋H2O＋CO2Ba(HCO3)3③Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3④當(dāng)未通CO2氣體時(shí)，溶溶液中離子子的物質(zhì)的的量為0.2molNa＋，0.1molBa2＋，0.4molOH－；當(dāng)通入2.24LCO2時(shí)，發(fā)生反反應(yīng)①，此此時(shí)溶液中中離子的物物質(zhì)的量為0.2molNa＋，0.2molOH－；當(dāng)通入4.48LCO2時(shí)，發(fā)生反反應(yīng)②，此此時(shí)溶液中中離子的物物質(zhì)的量為0.2molNa＋，0.1molCO-；當(dāng)通入6.72LCO2時(shí)，發(fā)生反反應(yīng)④，此此時(shí)溶液中中離子的物物質(zhì)的量為0.2molNa＋，0.2molHCO；；當(dāng)通入8.96LCO2時(shí)，發(fā)生反反應(yīng)③，此此時(shí)溶液中中離子的物物質(zhì)的量為為0.2molNa＋，0.1molBa2＋＋，0.4molHCO。。答案案：：C5．．(10分分)(2010··泰泰安安一一中中期期中中考考題題)用用白白云云石石(CaCO3·MgCO3)為主主要要原原料料生生產(chǎn)產(chǎn)堿堿式式碳碳酸酸鎂鎂和和無(wú)無(wú)水水氯氯化化鎂鎂的的流流程程如如下下：：(1)回回答答下下列列問(wèn)問(wèn)題題：：①““灰灰漿漿”_________________________________________________。②從MgCl2晶體得到無(wú)水MgCl2的操作為

。Ca(OH)2[或或Ca(OH)2和Mg(OH)2]將MgCl2·6H2O晶晶體體在在干干燥燥的的HCl氣氣流流中中加加熱熱(2)為為探探究究所所制制得得