碳,氮两元素比较

三比较攻克碳族元素之一

（碳与硅的比较）在碳族元素的学习中，有三个重要的知识点需要同学们额外的重视。展开来就是碳与硅的性质（比较）、一氧化碳与二氧化碳的性质（比较）以及（二氧化碳与）二氧化硅的性质（比较）。碳元素及其重要化合物的性质相信大家都比较熟悉，在学习硅的过程中我们就是要利用同族元素性质的相似性，在对碳熟悉的层次上运用比较、辨析的方法快速掌握硅元素的性质。我们将用三个专题来系统地介绍碳族元素的学习，在陆续的三个专题中同学们可以体会到比较法应用到学习中的优厚之处。大思路通过碳来学习硅，这是整体思路。总的说来，像碳一样硅原子最外层有四个电子，但是由于硅原子比碳原子多一个电子层，半径比较大。硅元素的非金属性比碳元素弱。常温下，硅的化学性质比较稳定，但能与氟气、氢氟酸反应。Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2T在一定条件下能够与氢氧化钠、氯气、氧气反应。Si+O2点燃Si+2C12-^SiCLSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2T硅的工业制法：用焦炭在高温下还原SiO可制得含有少量杂质的粗硅:高ifiTSiO+2C Si+2COt2有趣的是，尽管单质硅的性质比较稳定，但是自然界中的硅元素并不以游离态的硅存在，只以化合态存在。因此，科学家认为在地球形成时代温度很高，硅与其他元素形成化合物，这些化合物又十分稳定。所以硅在自然界中以化合态存在。下面的表格我们了运用比较的方法，把碳和硅从原子半径、成键特征、化学性质、用途等方面进行了详细比较，这样有利于同学们把前后知识联系起来。希望同学们能仔细阅读思考一下。

碳硅原子半径相对较小相对较大晶体硅的结构与金刚石结构成键特征难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合。相似，是具有正四面体型结构的原子晶体。化学性质AC+O点燃COSi+O——SiO22222C+O点燃2COSi+2F=SiF与单质2 4反应2Si+2H高温SiH（不稳C+2S（g）高温CS22 4定）C+2CuO高温COT+2Cu2与氧化3C+FeO高温3COT+2Fe2 3Si+2FeO高温SiO+2Fe还物反应2C+SiO电炉2COT+Si2原2性2C+SiO高温2COT+SiC2A 木C+4HNO（浓）COT+4NOT+2HO不与HNO、HSO等反3 2 43 222与酸反应，但有：应A 木C+2HSO（浓）COT+2SOT+2HOSi+4HF二SiFT+2HT4 22 4 222与水或碱溶液C+HO（g）高温CO+H22Si+2NaOH+HO=NaSiO+2HT2 2 3 2反应与CaO反应3C+CaO高温CaC+COT2用途做还原剂、吸附剂等做半导体材料等体验1下列关于碳族元素的说法正确的是[]单质都是无色晶体单质中硅单质熔点最高碳族元素形成的化合物种类最多在化合物中最稳定的化合价都是+4价体验思路：对选项A：在碳族元素所形成的单质中，只有金刚石为无色晶体，故A是错的。对选项B：在碳族元素形成的单质中，金刚石、晶体硅为原子晶体，金刚石的熔点比晶体硅高。本族单质的熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同，卤族单质熔点从F—I22依次升高，碳族元素单质由C—Pb熔点呈降低趋势，故B项是错误的。对选项C：碳族元素位于周期表中部，易形成共价化合物特别是碳元素是构成种类繁多的有机物的最重要元素。对选项D：Pb的稳定价态为+2,故选项D也是错误的。体验过程：答案：C体验2如果发现114号新元素（位于第7周期IVA族），下列有关X可能具有的性质合理的是[]。X是非金属元素X的+2价化合物比+4价化合物稳定XO2具有强氧化性X有稳定的气态氢化物体验思路：根据碳族元素性质递变规律，可推知114号元素的金属性比铅还强，一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同，即为+2价，所以X0比XO2稳定。恥离子易得电子变成X2+，所以XO2具有强氧化性。X是金属元素，不可能存在稳定的气态氢化物。体验过程：答案：BC体验3碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是：[]A．①③② B．②③①C．③①② D．②①③体验思路：此题是给出新情境的信息迁移题。给出的新情境，是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构；此题的考查内容，是化学键与晶体结构。所列三种晶体均是原子晶体，结构相似，晶体内的结合力是呈空间网状的共价键：共价键键长：C—C键VC—Si键VSi—Si键共价键键能：C—C键〉C—Si键〉Si—Si键共价键键长越短，键能越大，则原子晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的顺序是：金刚石、碳化硅、晶体硅。体验过程：答案：A小结：硅的特性：高温 .Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2C Si+2COT非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H22Si+2NaOH+HO二NaSiO+2HT Si+4HF二SiFT+2HT2 2 3 2 4 2非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。实践1汽车在行驶过程中排放的尾气是城市污染的主要原因之一。为减少城市的大气污染,在汽车发动机和排气管之间装配了催化转换器，催化转换器中装有铂（Pt）、铑（Rh）或过渡金属氧化物等作催化剂。催化转换器必须具备以下性能：即适用的操作温度范围广，耐机械性冲击。因此，能作为催化剂的载体的材料是（ ）聚四氟乙烯（塑料王） B.石墨C.AlO D.晶体硅23实践2我国科学家合成出世界上最细的碳纳米管，直径仅有0.5nm，它的直径与C分子直径36相当，十分接近0.4nm理论极限值，这项成果获取2002年度国家自然科学二等奖。已知C是由正五边形和正六边形构成的足球状分子，在多面体中，棱边数=顶点数+36面数－2。根据以上信息，下列有关推断不正确的是 （ ）碳纳米管与金刚石互为同素异形体碳纳米管属于高分子化合物每个C分子中有18个双键36C分子中有12个正五边形，8个正六边形构成36实践题答案实践1指点迷津由题意可知催化剂为金属氧化物，操作温度范围广、耐机械性冲击，再题中提供的几个选项中的物质，Al0是一种硬度大，耐高温材料，所以应选C23实践略解：答案：C实践2指点迷津由题意不难看出，碳纳米管与金刚石都是由碳元素组成的不同的单质，所以A正确；B显然是错误的，碳纳米管是单质，而不是化合物。至于C、D答案正确与否不是看看就能得出的。设：C中正五边形和正六边形的个数分别为x、y个3612X（5x+6y）=36+x+y-22x=1211y=82X（5x+6y）=2（3X36）11双键数：2（4X36）-2（3X36）=18（按每碳原子用四个电子成键数减去边数），所以C、D答案正确，本题应选B实践略解：答案：B专题练习下列关于硅的说法不正确的是硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属反应能证明金刚石和石墨属于同素异形体的事实是都具有较高的熔点都难溶于一般的溶剂在O里充分燃烧都只生成CO在一定条件下，金刚石和石墨可以相互转化已知金刚砂SiC是原子晶体，则①金刚石②晶体硅③SiC,三者的熔沸点高低顺序正确的是A.①，③〉② B.③，②〉①C.②＞©＞③ D.③＞©＞②4．下列反应中，还原产物与被氧化的物质其物质的量之比最大的是（）A.C与SiO2制金刚砂 B•硝酸工业尾气吸收C•燃烧黄铁矿（Fes?） D大苏打（海波）与盐酸TOC\o"1-5"\h\z5．下列物质属于原子晶体的化合物是 （）A.金刚石 B•二氧化硅 C.C D•干冰606．（2000年高考全国卷）石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨 （ ）A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒下列变化属于氧化还原反应的是 （）A.石灰石煅烧生成CO和CaO B.纯碱、石灰石、石英共熔制玻璃2C.硅与氢氧化钠溶液反应 D.过氧化钠吸收CO放出氧气2有一粗铝内含Fe和Si,取等质量样品两份，分别投入稀盐酸和稀强碱中，放出等物质的量的气体，则Fe和Si的关系为 （ ）A.物质的量比为1：1 B•物质的量比为2：1C.质量比为4：1 D•质量比为2：1碳族元素位于周期表中的第 族，碳原子的电子式是 ，硅的原子结构示意图是 ，C、金刚石和石墨等由碳元素形成的性质不同的单质，是碳60的 。在质量均为12克且均由12C形成的C、金刚石、石墨的单质中，含60有的共价键的物质的量分别是 、 、 ；CO是含有 键的2分子（填“非极性”或“极性”），其结构式是 ，形成的晶体是 晶体，在高温高压等特殊条件下，可将CO转化为硬度超过SiO的晶体，则在这样的晶体中与22一个C原子紧邻的氧原子有 个，在44克该晶体中含有 个C—O键。（NA表示阿伏加德罗常数值）A、B为两种单质，常温下均为固体。在元素周期表中，A、B两种元素同周期且原子半径A>B。分别取三份完全相同的质量均为1.520g的A、B混合物粉末进行如下

实验。向第一份试样中加入过量的盐酸，充分反应后放出0.896L气体（标准状况，下同）还余下0.560g残渣。向第二份试样中加入过量的10%的NaOH溶液，充分反应后放出0.896L气体，还余下0.960g残渣。将第三份试样隔绝空气加强热后，生成一种固体。冷却后，在隔绝空气的条件下加入足量稀盐酸，该固体全部溶解，产生xL气体。（1）单质A是