2011届化学高三一轮复习20 碳族元素 无机非金属材料 旧人教版

用心 爱心 专心 1 碳族元素碳族元素 无机非金属材料无机非金属材料 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 硅 二氧化硅 无机非金属材料 考纲要求 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 碳族元素碳族元素 新型无机非金属材料基础练习新型无机非金属材料基础练习 1 碳族元素位于元素周期表碳族元素位于元素周期表 族 包括族 包括 在元素周期表中的位置 周期 族 原子序数 在元素周期表中的位置 周期 族 原子序数 表示方法 原子结构示意图表示方法 原子结构示意图 Si 原子结构原子结构相同点 最外层电子数相同 都是相同点 最外层电子数相同 都是 个个 不同点 电子层数不同不同点 电子层数不同 相似性 相似性 得失电子 易形成得失电子 易形成键 难形成键 难形成键 最高键 最高 正价为正价为 最低负价为 最低负价为 主要性质主要性质 递变性 随原子序数递增 元素金属性递变性 随原子序数递增 元素金属性 非金属性 非金属性 氢化物 氢化物 稳定性稳定性 CH4可燃 可燃 SiH4易自燃 易自燃 最高价氧化物对应水化 最高价氧化物对应水化 物酸性物酸性 碱性 碱性 Ge OH 4呈两性 呈两性 碳族元素的金属性比同周期氮族元素碳族元素的金属性比同周期氮族元素 且自上而下由非金属性向金属性递 且自上而下由非金属性向金属性递 变比氮族更为明显 变比氮族更为明显 2 碳所形成的单质 碳所形成的单质 金刚石 金刚石 构型 空间网状结构的构型 空间网状结构的 晶体 无色透明 熔沸点高 硬度大 难溶晶体 无色透明 熔沸点高 硬度大 难溶 于溶剂 不导电 于溶剂 不导电 石墨 层状结构 层间以石墨 层状结构 层间以 结合 熔点很结合 熔点很 质软 有滑腻感 电的良导体 质软 有滑腻感 电的良导体 C60 形似足球 俗称形似足球 俗称 足球烯足球烯 晶体 晶体 三者互称三者互称 3 硅及其化合物 硅及其化合物 硅硅在地壳中含量仅次于在地壳中含量仅次于 居第 居第 位 在自然界中以位 在自然界中以 存在存在 结构结构类似金刚石的类似金刚石的 晶体 晶体 构型 空间网状结构 构型 空间网状结构 化学性质 与化学性质 与 NaOH 溶液反应溶液反应 二氧化硅二氧化硅 SiO2 溶于水 因此制溶于水 因此制 H2SiO3 3的方程式为的方程式为 比较比较 用心 爱心 专心 2 与与 NaOH 溶液反应溶液反应 与与 HF 溶液反应溶液反应 硅酸盐硅酸盐 硅酸钠 可溶于水 水溶液俗称硅酸钠 可溶于水 水溶液俗称 是一种无色粘稠的液体 是一种无色粘稠的液体 在空气中变质的方程式在空气中变质的方程式 硅酸盐硅酸盐 硅酸盐种类很多 结构复杂 常用氧化物的形式来表示组成 硅酸盐种类很多 结构复杂 常用氧化物的形式来表示组成 硅酸钠硅酸钠 Na2SiO3 镁橄榄石镁橄榄石 Mg2SiO4 普通水泥的主要成分 普通水泥的主要成分 制玻璃的反应原理 制玻璃的反应原理 参考答案参考答案 一 碳族元素 1 碳族元素位于元素周期表第第 A 族 包括 C Si Ge Sn Pb 在元素周期表中的位置 周期 族 原子序数 表示方法 原子结构示意图 Si 原子结构相同点 最外层电子数相同 都是4 个 不同点 电子层数不同 相似性 不易不易 得失电子 易形成共价共价键 难形成离子离子键 最高正价为 4 价价 最低负价为 4 价价 主要性质 递变性 随原子序数递增 元素金属性增强增强 非金属性减弱减弱 氢化物稳定 性减弱减弱 CH4可燃 SiH4易自燃 最高价氧化物对应水化物酸性 减弱减弱 碱性增强增强 Ge OH 4呈两性 碳族元素的金属性比同周期氮族元素弱弱 且自上而下由非金属性向金属性递变比 氮族更为明显 2 碳所形成的单质 金刚石 正四面体正四面体构型 空间网状结构的原子原子晶体 无色透明 熔沸点高 硬度大 难溶于 溶剂 不导电 石墨 层状结构 层间以共价键共价键结合 熔点很 高高 质软 有滑腻感 电的良导体 C60 形似足球 俗称 足球烯 分子分子晶体 三者互称同素异形体同素异形体 3 硅及其化合物 硅在地壳中含量仅次于氧氧 居第二二位 在自然界中以二氧化硅 硅酸盐等二氧化硅 硅酸盐等存在 结构类似金刚石的原子原子晶体 正四面体正四面体构型 空间网状结构 化学性质 与 NaOH 溶液反应 2Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 2 二氧化硅 SiO2 难难溶于水 因此制 H2SiO3的方程式为 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 3 与 NaOH 溶液反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 与 HF 溶液反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 硅酸盐 硅酸钠 可溶于水 水溶液俗称水玻璃水玻璃 是一种无色粘稠的液体 在空气中变质的方程式 Na2SiO3 CO2 2H2O Na2CO3 H4SiO4 4 比较 用心 爱心 专心 3 硅酸盐 硅酸盐种类很多 结构复杂 常用氧化物的形式来表示组成 硅酸钠 Na2SiO3 Na2O SiO2 镁橄榄石 Mg2SiO4 2MgO SiO2 普通水泥的主要成分 3CaO SiO2 2CaO SiO2 2CaO Al2O3 制玻璃的反应原理 SiO2 Na2CO3 高温 Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3 高温 CaSiO3 CO2 一 选择题一 选择题 1 原始大气是还原性的 含 2 CO但不含 2 O 今天地球上的大气却具有氧化性 试推测 在还原性大气向氧化性大气转变的过程中 大部分的游离氧来源于 A 大量的火山喷发 B 强紫外线使水分解而释放出 2 O和 2 H C 远古时代绿色植物的光合作用 D 火山熔岩流入水体中 使水在高温下分解 2 以下说法正确的是 A 纳米材料是一种称为 纳米 的新物质制成的材料 B 绿色食品是指不含任何化学物质的食品 C 生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气 D 光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的 3 下列物质有固定熔点的是 A 钢化玻璃 B 过磷酸钙 C 消石灰 D 水玻璃 4 绿柱石又称为绿宝石 其主要成分为 1862 OSiAlBen 也可以用二氧化硅和金属氧 化物的形式表示 则 n 为 A 1 B 2 C 3 D 4 5 下列叙述中的四种非金属元素 所形成的气态氢化物的稳定性最差的是 A 构成矿物质和岩石的主要元素 B 形成化合物种类最多的元素 C 空气中质量分数最高的元素 D 单质在常温下呈液态的元素 二 选择题二 选择题 6 最近 科学家研究制得一种新的分子 60 C 它具有空心的类似足球状的结构 下列关 于 60 C的说法错误的是 A 60 C是由 60 个碳原子构成的分子 相对分子质量是 720 B 60 C 石墨 金刚石都是碳的同分异构体 C 60 C是一种新型的化合物 粒子间存在范德华力 用心 爱心 专心 4 D 60 C将在超导 材料科学等领域有重要的应用价值 7 工业上制取金刚砂的化学反应方程式如下 CO2SiCC3SiO2 温温 在这个氧 化还原反应中 氧化剂和还原剂物质的量之比为 A 1 2 B 2 1 C 5 3 D 3 5 8 下列离子方程式不正确是 A 石英与烧碱溶液反应OHSiO OH2SiO 2 2 32 B 向澄清的石灰水中通入过量的 2 CO 32 HCO OHCO C 向小苏打溶液中加入过量的石灰水 2 323 2 3 2 22COOHCaCOOHCaHCO D 向水玻璃中加入过量盐酸 442 2 3 2SiOHOHSiOH 9 下列说法摘自某科普杂志 你认为无科学性错误的是 A 铅笔芯的原料是重金属铅 儿童在使用时不可能用嘴吮咬铅笔 以免引起铅中毒 B 一氧化碳有毒 生有煤炉的居室 可放置数盆清水 这样可有效地吸收一氧化碳 防止煤气中毒 C 汽水 浇灌植物有一定的道理 其中二氧化碳的缓释 有利于作物的光合作用 D 硅的提纯与应用 促进了半导体元件与集成芯片业的发展 可以说 硅是信息技术 革命的催化剂 10 将二氧化碳通入下列物质的溶液中不与其反应的是 32CO Na 32SiO Na 22AlO Na ONaHC 56 2 ClOCa 2 CaCl 3 COCa A B C D 11 下列盛放试剂的方法正确的是 A 氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中 B 汽油或煤油放存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中 C 碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中 D 氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中 12 纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解 当剩余固体质量为原试样质量的一半时 碳酸 氢钙的分解率是 A 50 B 75 C 92 7 D100 13 第三周期元素 R 它的原子核外最外层达到饱和所需电子数是最内层电子数的正整 数倍 且小于次处层电子数的 4 3 则关于 R 的判断正确的是 A 常温时 能稳定存在的 R 的氧化物都能与烧碱溶液反应 用心 爱心 专心 5 B R 的最高正价氧化物对应的水化物为强酸 C R 的单质在固态时 均属于分子晶体 D R 的气态氢化物在常温下都能稳定存在 14 下面是某环境监测兴趣小组的同学描绘的南京市中心新街口地区空气中CO含量变 化曲线 横坐标表示北京时间 0 时到 24 时 纵坐标表示 CO 含量 你认为比较符合实际的是 15 请据图 8 1 回答 经数小时后 U 形管 A B 两处的液面会出现下列哪种情况 实 验装置里的空气足以维持实验期间小白鼠的生命活动 瓶口密封 忽略水蒸气和温度变化对 实验结果的影响 A A 处上升 B 处下降 B A B 两处都下降 C A 处下降 B 处上升 D A B 两处都不变 16 8 分 在没有现成的 2 CO气体发生器的情况下 请你选用图 8 2 中的部分仪器 装 配成一个简易并且能随用 随关 随停的 2 CO气体发生装置 用心 爱心 专心 6 1 应用的仪器是 填入仪器的编号 2 若用上述装置制取 2 CO气体 而实验室只有稀 42SO H 浓 3 HNO 水 纯碱 块 状石灰石 比较合理的方案应选用的药品是 17 在半导体工业中 有一道工序叫烧氢 烧氢的工艺流程如图 8 3 所示 工作时 是 将石英管 D 出口处氢气点燃 半导体硅片 焊片和金属零件从石英管口送入加热区 在氢气 还原气氛中加热使焊片熔化 将单晶硅与金属零件焊接在一起 焊接后再将零件拉至冷却区 冷却后取出 烧氢工艺中的氢气纯度要求极高 工业氢气虽含氢量达 99 9 但仍含有极微 量的水蒸气和氧气 所以点燃氢气前应检验氢气的纯度 试回答下列问题 1 装置 B 的作用是 B 中发生反应的化学方程式是 2 装置 C 中的物质是 C 的作用是 3 点燃氢气前将 E 带导管胶塞 接在 D 的出口处 目的是 4 装置 A 是安全瓶 可以防止氢气燃烧回火 引起爆炸 其中填充大量纯铜屑的作 用是 18 1 绿色植物可以通过 作用吸收 2 CO 可以通过 作用将 2 CO释放到大气中 2 人类活动可以由多种途径增加大气中的 2 CO 请写出下列会产生 2 CO的化学方程 式 石灰窑生产石灰 煤炭燃烧 汽油燃烧 用心 爱心 专心 7 19 锡 铅两种元素的主要化合价是 2 价和 4 价 其中 2 价锡元素和 4 价铅元素的 化合物均是不稳定的 2 价锡元素有强还原性 4 价铅元素的化合物有强氧化性 例如 2 Sn还原性比 2 Fe还原性强 2 PbO的氧化性比 2 Cl的氧化性强 根据以上的叙述 回答 有关的问题 1 写出下列反应的化学方程式 氯气与锡共热 氯气与铅共热 2 PbO与浓盐酸共热 2 能说明 2 Sn还原性比 2 Fe还原性强的离子方程式为 3 43O Fe可以写成 32O FeFeO 若把它看作一种盐时 又可写成 22 FeOFe 据 化合价规律和这种书写方法 可将 43O Pb用上述氧化物形式表示 其化学式可写成 若看成盐时可写成 20 10 分 氮化硅是一种高温陶瓷材料 它的硬度大 熔点高 化学性质稳定 工业 上普遍采用高纯硅与纯氮在 1300 反应获得氮化硅 1 根据性质 推测氮化硅属于 晶体 2 根据性质 推测氮化硅陶瓷的用途是 填序号 A 制汽轮机叶子 B 制有色玻璃 C 制永久性模具 D 制造柴油机 3 根据化合价规律 推测氮化硅的化学式为 4 氮化硅陶瓷抗腐蚀性强 除氢氟酸外 它不与其他无机酸反应 试写出该陶瓷被 氢氟酸腐蚀的化学方程式 5 现用四氯化硅和氮气在氢气保护下加强热反应 可得较高纯度的氮化硅 反应的 化学方程式为 21 由主要成分是碳酸钡 碳酸钙组成的矿石样品 某课处活动小组欲从该样品中分 离出碳酸钡 尽可能除去 2 Ca 供实验参考的数据见下表 分离要求 原料是矿石 试剂只有水 不能再用其他试剂 要求将矿石经四步反应或操 作后得到较纯净的碳酸钡 如图 8 4 所示 用心 爱心 专心 8 试回答下列问题 1 在括号中填入实验的条件或方式 2 在方框中填入对应物质的化学式 a b 3 写出有关反应的化学方程式 ba 3 BaCOc 22 材料科学是近年来与化学有关的科学研究的热点 某新型无机非金属材料 K 由两 种非金属元素组成 它是一种超硬物质 具有耐磨 耐腐蚀 抗冷热冲击 抗氧化的特性 它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的 图 8 5 虚线框外为其生产过程 线框内的其 它转化是为探究 C 的组成而设 G F H 均为难溶于水的白色固体 图中 C M K 均含 A 元 素 其余物质均为中学化学中常见的物质 请回答下列问题 1 指出 K 可能所属的晶体类型 K 晶体中 A 原子周围化学键的键角均相等 键角值为 2 写出化学式 化合物 C 化合物 F 3 写出反应的离子反应方程式 4 写出反应 的化学方程式 23 在 25 时 kPa101条件下 将 2 15LO通入 10LCO 和 2 H的混合气中 使其完全 燃烧 干燥后 恢复至原来的温度和压强 1 若剩余气体的体积是 15L 则原 CO 和 2 H的混合气中 V CO L 2 HV L 2 若剩余气体的体积是 aL 则原 CO 和 2 H的混合气中 2 HVCOV 3 若剩余气体的体积是 aL 则 a 的取值范围是 用心 爱心 专心 9 24 将 W g 木炭与 2 agO同时装入一个装有压力表体积不变的密闭容器中 压力表所示 压强为 0 P 高温下容器中木炭与 2 O均完全反应后恢复到原温度 压力表的示数为 0 PPP 试求 1 当 W 取值发生变化时 反应后压强 P 也发生变化 P 的最大值 以 0 P表示 是 2 以 W 表示满足题设条件的 a 的取值范围 3 在题设条件下 W a P 0 P之间必须满足函数系 W f a 0 P P 写出该函数表达 式 参考答案参考答案 1 C 植物的光合作用吸收 2 CO放出 2 O 2 D 纳米 nm 是一长度单位 污染少或无污染的食品称绿色食品 生物固氮通过 根瘤菌进行 3 C 纯净物才有固定熔沸点 水玻璃是 32SiO Na的水溶液 4 C 依改写规则 1862 OSiAlBen可写成 232 6SiOOAlnBeO 5 A 四种非金属元素依次为 Si C N Br 非金属性最差的是 Si 6 BC 60 C是由碳原子构成的分子 它与石墨 金刚石互称为同素异形体 7 A 在中 2C 原子被氧化作还原剂 一个 C 原子被还原作氧化剂 8 C 3 HCO 少定 2 OHCa 多变 中和一个 3 HCO只需一个 OH 9 CD 铅笔芯的原料是石墨 水不能吸收 CO CO 不溶于水 常温下也不与水反应 10 D 发生 强酸制弱酸 反应 生成 3 HCO而反应 11 D HF 腐蚀玻璃 浓硝酸 汽油 煤油腐蚀橡皮 碱性溶液可与 2 SiO作用生成 32SiO Na使瓶塞与瓶口粘结 12 D 62 22 100 323 OHCOCaCOHCOCa 剩余固体 3 CaCO大于原试样质 用心 爱心 专心 10 量的一半 需再发生 23 COCaOCaCO 高温 即 23 HCOCa全部分解 13 A R 最外层达饱和所需电子数可能为 2 4 或 6 又因小于68 4 3 故 R 可能是 Si或 S 14 B CO 主要来源于煤 石油及含碳元素的物质的燃烧和汽车尾气的排放 根据人 们的活动规律 早晨和晚上 CO 含量应较低 15 C 小白鼠吸收容器中的氧气 呼出 2 CO 被集气瓶中的NaOH吸收 造成集气 瓶中压强 两集气瓶是连通的 压强相等 减小 所以 U 形和 B 处液面上升 A 处液面下 降 16 1 a c d e 2 水 浓 3 HNO 块状石灰石 17 1 除去氧气 CuOOCu2 2 2 OHCuHCuO 22 2 2 无水 2 CaCl 或碱石灰 吸收水蒸气 3 检验氢气纯度 4 大量的铜屑可以吸收热量 降低温度 18 1 光合 呼吸 2 CaOCOCaCO 23 高温 22 COOC 点燃 OHCOOHC 222188 1816252 点燃 19 1 42 2SnClClSn 22 PbClClPb OH