碳族元素第一輪復(fù)習(xí)教案

§7－1碳族元素高考目標(biāo)要求掌握碳族元素的原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的變化規(guī)律及在周期表中的位置認(rèn)識(shí)碳、硅的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)和用途一、碳族元素原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在周期表中的位置1、元素名稱(chēng)、符號(hào)6C（碳）14Si（硅）32Ge（鍺）50Sn（錫）82Pb（鉛）2、原子結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖3、在周期表中的位置【二三四五六周期】ⅣA族4、結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)及遞變性相同點(diǎn)：元素原子最外層電子數(shù)相同，都是4個(gè)電子不同點(diǎn)核電荷數(shù)不同（增多）；電子層數(shù)不同（增加）；及遞變性：原子半徑不同（增大）。不易失電子，也不易得電子，化學(xué)性質(zhì)不活潑相似性化合價(jià)－4、＋2、＋4；一般以共價(jià)鍵相結(jié)合氫化物為RH45、碳族元素化學(xué)性質(zhì)氧化物RO的相似性和遞變性RO2H2OH2RO3或H4RO4金屬性增強(qiáng)RH4形成漸難、穩(wěn)定性減弱遞變性非金屬性減弱H2RO3、H4RO4酸性減弱特性：Si、Ge半導(dǎo)體，Sn、Pb金屬性倒置，Pb的＋2價(jià)比＋4價(jià)穩(wěn)定。二、碳族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)及遞變性CSiGeSnPb顏色無(wú)色或灰黑灰黑色銀灰色銀白色藍(lán)白色狀態(tài)固體固體固體固體固體熔點(diǎn)3550/3652℃1410℃937.4℃231.9℃327.5℃沸點(diǎn)4827℃2355℃2830℃2260℃1740（原子晶體）（金屬晶體）密度（單位g/cm3）逐漸增大三、碳及其化合物1、碳的單質(zhì)——碳的幾種同素異形體的比較名稱(chēng)金剛石石墨C60晶體結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)原子晶體片層結(jié)構(gòu)過(guò)渡型晶體籠狀結(jié)構(gòu)，形似足球分子晶體主要性質(zhì)熔沸點(diǎn)高、硬度大難溶于任何溶劑不導(dǎo)電熔沸點(diǎn)很高、質(zhì)軟硬度小、有滑膩感能導(dǎo)電有滑膩感、易與金屬摻雜形成超導(dǎo)體主要用途鉆探機(jī)的鉆頭、刻畫(huà)玻璃作裝飾品高溫潤(rùn)滑劑、電極鉛筆芯高溫潤(rùn)滑劑防火材料⑴碳的化學(xué)性質(zhì)：有可燃性、還原性、氧化性。①可燃性：C＋O2（足量）CO2；2C＋O2（不足）2CO②還原性：2CuO＋CCu＋CO2↑；C＋4HNO3（濃）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O高溫高壓C＋H2OCO＋H2高溫高壓③氧化性：C＋2H2CH4；C＋SiSiC⑵碳的用途：燃料、還原劑、冶煉金屬等。2、碳的氧化物——CO和CO2的比較名稱(chēng)一氧化碳（CO）二氧化碳（CO2）物理性質(zhì)無(wú)色、無(wú)味、有毒、氣體難溶于水，固態(tài)為分子晶體無(wú)色、略有酸味、無(wú)毒、氣體，能溶于水，固態(tài)分子晶體，俗稱(chēng)干冰化學(xué)性質(zhì)⑴可燃性2CO＋O22CO2⑵還原性CuO＋COCu＋CO2⑶不成鹽氧化物⑴不燃燒，一般情況下不助燃⑵氧化性C＋CO22CO2Mg＋CO22MgO＋C⑶酸性氧化物的化學(xué)通性實(shí)驗(yàn)室制法HCOOHCO↑＋H2OCaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O收集方法排水法向上排空氣法檢驗(yàn)方法點(diǎn)燃，檢驗(yàn)生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁或燃著的木條熄滅工業(yè)制備水煤氣法C＋H2OCO＋H2天然氣法CH4＋H2OCO＋3H2煅燒石灰石CaCO3CaO＋CO2↑除去CO、CO2氣體中混有的雜質(zhì)⑴CO中混有CO2通過(guò)NaOH溶液的洗氣瓶；2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O⑵CO2中混有CO通過(guò)灼熱的CuO；CuO＋COCu＋CO2⑶CO2混有O2通過(guò)灼熱的金屬銅Cu；2Cu＋O22CuO⑷CO2中混有SO2通過(guò)盛有飽和的NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗氣瓶NaHCO3＋SO2NaHSO3＋CO22KMnO4＋5SO2＋3H2OK2SO4＋2MnSO4＋3H2SO4⑸CO2中混有HCl氣體通過(guò)盛有飽和的NaHCO3溶液的洗氣瓶；NaHCO3＋HClNaCl＋CO2＋H2O⑹CO2中混有H2S可通過(guò)盛有CuSO4溶液的洗氣瓶。CuSO4＋H2SCuS↓＋H2SO43、碳酸的正鹽和碳酸的酸式鹽的比較正鹽酸式鹽水溶性除K＋、Na＋、NH4＋鹽溶于水外其余難溶于水都能溶于水熱穩(wěn)定性較穩(wěn)定：⑴K2CO3、Na2CO3等活潑金屬的鹽受熱較難分解⑵CaCO3、(NH4)2CO3等鹽受熱易分解CaCO3CaO＋CO2↑(NH4)2CO32NH3↑＋H2O＋CO2↑受熱易分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑Ca(HCO3)2CaCO3＋CO2↑＋H2ONH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑水解可溶性正鹽能水解：CO32－＋H2OHCO3－＋OH－（CO32－水解度比HCO3－水解度大）HCO3＋H2OH2CO3＋OH－（HCO3－水解度比CO32－水解度小）與酸反應(yīng)CO32－＋2H＋H2O＋CO2↑CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑HCO3－＋H＋H2O＋CO2↑（比相應(yīng)的正鹽反應(yīng)快，耗酸少）與堿反應(yīng)Na2CO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋2NaOHNaHCO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋NaOH＋H2O2NaHCO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O轉(zhuǎn)化關(guān)系HH2O＋CO2或加少量H+固體加熱△，溶液加NaOH如：Na2CO3