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

1、第七章碳族元素成员： 位于族一、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、电子式比较原子结构相同点：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

2、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元素符号CSiGeSnPb金刚石石墨晶体硅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，无明显规律导电性二、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

3、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

4、）化学性质： 弱氧化性 具有酸性氧化物的性质思考将a mol CO2通入含b mol Ca(OH)2的澄清石灰水中，讨论当ab为何值时，（1）产物为CaCO3和H2O，ab ；（2）产物为CaCO3、Ca(HCO3)2和H2O， ；（3）产物为Ca(HCO3)2，ab 。（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+

5、其它难溶性酸式盐K+、Na+其它Ca2+、Mg2+等铵盐(NH4)2CO3、NH4HCO3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

6、、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：（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SiO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

7、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