第七章 碳族元素 无机非金属材料

第七章碳族元素无机非金属材料

第一课时碳族元素

一、碳族元素

1．结构特点

包含元素：___ 、____、_____、_____、____，碳族元素的原子最外层均有____个电子，位于元素周期表____ 族

2．主要化合价：碳族元素的主要化合价有____价和_____ 价。其中C、Si、Ge、Sn的_____价化合物稳定，Pb的_____价化合物稳定。3．化合物通式(R代表碳族元素)：氢化物：_______，最高价氧化物：_______，最高价含氧酸：________和_____________ 。4．性质递变规律

(1)碳族元素随核电荷数增大，元素的非金属性逐渐_______，金属性逐渐_______。

(2)单质的密度逐渐______，单质的熔沸点逐渐________。

(3)气态氢化物的稳定性逐渐________。

(4)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐______，碱性逐渐______ 。

特别注意：(1)碳族元素单质的熔沸点大致随核电荷数的增多而降低，这与碱金属相似，但变化实质不同，碱金属全部是金属，熔点随金属键的减弱而降低；而金刚石、晶体硅、锗是原子晶体，其熔点随共价键的减弱而降低。

(2)与同周期的氮族、氧族、卤族元素比较，碳族元素的非金属性都____ 。

练一练：下列关于碳族元素的说法中，错误的是()

A．它们从上到下由非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显B．碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱

C．碳族元素原子的最外层都有4个电子D．主要化合价有＋2价和＋4价，大多数＋2价化合物稳定

二、碳及其化合物

1．碳的同素异形体：碳的同素异形体有_______ 、_____ 、______ 等。

2．碳单质的化学性质

(1)可燃性

(2)还原性：①与CO2反应：CO2＋C△②与H2O反应：H2O＋C高温CO＋H2③与氧化铜反应：CuO＋C △

Cu＋CO2

(3)氧化性C＋2H2高温

CH4

3．碳的氧化物比较

想一想：在下列反应中碳都表现了什么样的性质？

①2CuO＋C △

2Cu＋CO2;②SiO2＋C

高温

Si＋2CO;③SiO2＋3C

高温

SiC＋2CO

方法规律技巧

1．碳酸盐性质的一般规律(1)水溶性：

①含K ＋、Na ＋、NH4＋的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均易溶于水。

②一般地，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3；而可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3。 (2)热稳定性

①一般地，热稳定性顺序为：正盐>酸式盐>碳酸，如Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。 ②可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。 (3)与强酸反应均能产生CO2 (4)与强碱反应生成对应盐

①酸式盐均能与强碱反应，如HCO3－＋OH －===CO32－＋H2O

②含NH4＋的可溶性正盐均与强碱反应，如NH4＋＋OH －===NH3·H2O

③不含NH4＋的可溶性正盐均能与含Ba2＋、Ca2＋的碱反应，如Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH (5)与盐反应，如Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl ；3NaHCO3＋AlCl3===Al(OH)3↓＋3CO2↑＋3NaCl

试题调研 调研一 碳族元素

例1根据碳族元素的相似性与递变性，一般性与特殊性的知识，判断下列说法正确的是( )

A ．CO2、PbO2均为强氧化剂

B ．CO2、PbO2都是弱氧化剂而CO 、PbO 都是还原剂

C ．Sn(OH)4可与NaOH 反应而不和HCl 反应

D ．锗单质的熔点介于Pb 、Si 之间，是半导体材料 牛刀小试1下列有关碳族元素的说法正确的是( )

A ．与其它元素化合时易形成共价化合物

B ．不能形成离子化合物

C ．单质晶体均为原子晶体

D ．它们均以＋4价为稳定价态 调研二 碳的化合物的性质 例2(2009年全国理综Ⅱ)下列叙述中正确的是( )

A. 向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3 饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成

B. 向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2.

C. 等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同

D. 向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出

牛刀小试2某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应时消耗的H ＋和产生CO2的物质的量之比为5∶4，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为( ) A ．1∶2

B ．2∶3

C ．3∶4

D ．4∶5

【解析】 该碳酸盐为MCO 3，其物质的量为x ，碳酸氢盐的化学式为M(HCO 3)2，其物质的量为y ，则由消耗H ＋

和产生CO 2的关系可得：2x ＋2y x ＋2y ＝54，x y ＝2

3

.所以碳酸盐与碳酸氢盐的物质的量之比为2∶3。【答案】 B 调研三 碳及其化合物的转化

例3V 、W 、X 、Y 、Z 是由周期表中1～20号部分元素组成的5种化合物，其中V 、W 、X 、Z 均由两种元素组成。上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。它们之间的反应关系如下图：

(1)5种化合物分别是：V________、W________、X________、Y________、Z________；(填化学式)

(2)由上述5种化合物中的某2种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了5种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是____________________________；(3)V 的电子式是________。

牛刀小试3(2010·长沙质检)化合物A 、B 、C 、D 各由两种元素组成，甲、乙、丙是三种单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下图所示的关系(已知化合物C 是一种有机物)

写出下列物质的化学式：A________，B________，D________，甲________。

课时作业(十七)