高中化学 第七章 碳族元素 无机非金属材料 单元综合学案 人教版第一册

用心 爱心 专心1 第七章第七章碳族元素碳族元素 成员 位于族 一 碳族元素一 碳族元素 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 电子式 原子结构相同点 最外层电子数相同 都是个 不同点 电子层数不同 相似性 得失电子 易形成键 难形成键 最高正价为 最低价为 主要性质 递变性 随原子序数递增 元素金属性 非金属性 氢 化物稳定性 CH4可燃 SiH4易自燃 最高价氧化物 对应水化物酸性 碱性 Ge OH 4呈两性 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变比 氮族更为明显 1 碳族元素的主要特征 1 C 是非金属 Si 貌似金属 但大多数情况下显示非金属性 Ge 的金属性比非 金属性强 Sn Pb 都是金属 2 碳族主要化合价是 除 Pb 的价化合物稳定外 其他元素的价化合物稳定 3 金刚石 石墨 C60互为 金刚石的硬度最大 4 元素是形成化合物种类最多的元素 5 在所有非金属元素形成的气态氢化物中 含氢量最大 25 6 硅在地壳中的含量仅次于氧 是良好的半导体材料 2 碳族元素单质的重要性质 CSi 元素符号 金刚石石墨晶体硅 GeSnPb 颜色银灰色银白色蓝白色 状态都是 体 密度 g cm33 512 252 345 357 2811 34 熔沸点较高 无明显规律 比较 用心 爱心 专心2 导电性 二 碳及其化合物二 碳及其化合物 1 单质 1 同素异形体 金刚石 构型 空间网状结构的晶体 无色透明 熔沸点高 硬度大 难溶于溶剂 不导电 用途 钻具 装饰品 石墨 结构 层间以结合 熔点很高 质软 有滑腻感 电的良导体 用途 润滑剂 电极 铅笔芯 耐火材料 C60 形似足球 俗称 足球烯 晶体 无定形碳 木炭 活性炭 有吸附性 等 实际是石墨的微小晶体和少量杂质组成 2 化学性质 氧化性 还原性 2 气态氢化物 CH4 甲烷的化学性质将在有机化学中复习 3 一氧化碳 CO 1 物理性质 色 味的气体 溶于水 有剧毒 与血红蛋白作用 2 化学性质 高温下表现出强还原性 4 二氧化碳 CO2 1 结构 电子式为 结构式为 空间构型为型 属于由键构成的分子 固态时为晶体 2 物理性质 色 味的气体 溶于水 干冰能升华 3 化学性质 弱氧化性 具有酸性氧化物的性质 用心 爱心 专心3 思考将 a mol CO2通入含 b mol Ca OH 2的澄清石灰水中 讨论当 a b 为何值时 1 产物为 CaCO3和 H2O a b 2 产物为 CaCO3 Ca HCO3 2和 H2O 3 产物为 Ca HCO3 2 a b 4 制法 工业制法 实验室制法 5 碳酸 H2CO3 结构 二元弱酸 不稳定 易分解 具有酸的通性 6 碳酸盐 正盐 酸式盐 1 溶解性 正盐溶解度比较酸式盐 K Na NH4 其它 思考将 CO2通入饱和 Na2CO3溶液中 可以观察到什么现象 写出反应的离子方程式 2 热稳定性 类别稳定性分解产物 稳定性 变化 正盐K Na 其它难溶性 酸式盐K Na 其它 Ca2 Mg2 等 铵盐 NH4 2CO3 NH4HCO3 用心 爱心 专心4 思考分别在 80 和 120 条件下使 NH4 2CO3 NH4HCO3完全分解 求所得混合气体的 平均分子量 3 相互转化 7 碳化物 1 SiC 金刚砂 晶体 2 CaC2 MgC2等 极易水解 电子式为 三 硅及其化合物三 硅及其化合物 1 硅在地壳中含量仅次于氧居第 位 在自然界中以 存在 是构成矿 物和岩石的主要成分 1 结构类似金刚石的 晶体 构型 空间网状结构 2 物理性质灰黑色有金属光泽的固体 熔沸点高 硬度大 良好的半导体材料 3 化学性质 常温下 硅的化学性质不活泼 除 外 硅不跟其他物质 如氧 气 氯气 硫酸 硝酸等起反应 在加热条件下 硅能跟一些非金属反应 常温下 高温下 4 工业制法 工业生产粗硅 提纯方法 用心 爱心 专心5 5 用途 略 2 二氧化硅 SiO2 1 结构 空间网状结构的 晶体 1 个 Si 原子同 个 O 原子形成共价键 1 个 O 原子同 个 Si 原子形成共价键 1mol SiO2晶体中约含 个 Si O 共价键 构成一个最小的环需要 个原子 2 物理性质 也叫硅石 熔沸点高 硬度大 3 化学性质 二氧化硅的化学性质不活泼 不与水反应 也不与酸 氢氟酸除外 反应 但能与碱性氧化物或强碱反应生成盐 4 用途 光导纤维 光学仪器 玻璃原料等 3 硅酸 H2SiO3 原硅酸 H4SiO4 1 结构 物理性质 原硅酸是白色胶状沉淀 失水变成硅酸 2 特性 不溶于水的二元弱酸 分散在水中形成胶体 热分解产物为 SiO2和 H2O 3 制法 思考1 如何由二氧化硅制得硅酸 2 设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱 4 硅酸盐一般 溶于水 1 硅酸钠可溶于水 水溶液俗称 是一种无色粘稠的液体 用途 2 硅酸盐 硅酸 原硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐 统称硅酸盐 硅酸盐是构成 用心 爱心 专心6 地壳岩石的主要成分 种类很多 结构复杂 常用氧化物的形式来表示组成 例如 硅酸钠Na2SiO3表示成 镁橄榄石Mg2SiO4表示成 高岭石Al2Si2O5 OH 4表示成 正长石KAlSi3O8表示成 3 粘土 主要成分属于硅酸盐 可用于制造和 四 硅酸盐工业四 硅酸盐工业 1 水泥 主要原料 主要设备 普通水泥的主要成分 性质 具有性 跟水掺和搅拌后容易凝固变硬 加入石膏的作用 应用 水泥砂浆 混凝土 2 玻璃 主要原料 主要成分 反应原理 有色玻璃 Co2O3色 Cu2O色 3 陶瓷 主要原料 粘土 成分 硅酸盐 五 无机非金属材料五 无机非金属材料 1 材料分为 2 无机非金属材料分为传统无机非金属材料 硅酸盐材料 和新型无机非金属材料 3 新型无机非金属材料具有以下几个方面的特性 A B C D E 4 高温结构陶瓷指的是一类物质例如氧化铝陶瓷 氮化硅陶瓷