碳族元素第一轮复习教案

§7－1碳族元素高考目标要求掌握碳族元素的原子结构、性质的变化规律及在周期表中的位置认识碳、硅的单质及其化合物的性质和用途一、碳族元素原子结构特点及在周期表中的位置1、元素名称、符号6C（碳）14Si（硅）32Ge（锗）50Sn（锡）82Pb（铅）2、原子结构示意简图3、在周期表中的位置【二三四五六周期】ⅣA族4、结构的异同点及递变性相同点：元素原子最外层电子数相同，都是4个电子不同点核电荷数不同（增多）；电子层数不同（增加）；及递变性：原子半径不同（增大）。不易失电子，也不易得电子，化学性质不活泼相似性化合价－4、＋2、＋4；一般以共价键相结合氢化物为RH45、碳族元素化学性质氧化物RO的相似性和递变性RO2H2OH2RO3或H4RO4金属性增强RH4形成渐难、稳定性减弱递变性非金属性减弱H2RO3、H4RO4酸性减弱特性：Si、Ge半导体，Sn、Pb金属性倒置，Pb的＋2价比＋4价稳定。二、碳族元素单质的物理性质及递变性CSiGeSnPb颜色无色或灰黑灰黑色银灰色银白色蓝白色状态固体固体固体固体固体熔点3550/3652℃1410℃937.4℃231.9℃327.5℃沸点4827℃2355℃2830℃2260℃1740（原子晶体）（金属晶体）密度（单位g/cm3）逐渐增大三、碳及其化合物1、碳的单质——碳的几种同素异形体的比较名称金刚石石墨C60晶体结构空间立体网状结构原子晶体片层结构过渡型晶体笼状结构，形似足球分子晶体主要性质熔沸点高、硬度大难溶于任何溶剂不导电熔沸点很高、质软硬度小、有滑腻感能导电有滑腻感、易与金属掺杂形成超导体主要用途钻探机的钻头、刻画玻璃作装饰品高温润滑剂、电极铅笔芯高温润滑剂防火材料⑴碳的化学性质：有可燃性、还原性、氧化性。①可燃性：C＋O2（足量）CO2；2C＋O2（不足）2CO②还原性：2CuO＋CCu＋CO2↑；C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O高温高压C＋H2OCO＋H2高温高压③氧化性：C＋2H2CH4；C＋SiSiC⑵碳的用途：燃料、还原剂、冶炼金属等。2、碳的氧化物——CO和CO2的比较名称一氧化碳（CO）二氧化碳（CO2）物理性质无色、无味、有毒、气体难溶于水，固态为分子晶体无色、略有酸味、无毒、气体，能溶于水，固态分子晶体，俗称干冰化学性质⑴可燃性2CO＋O22CO2⑵还原性CuO＋COCu＋CO2⑶不成盐氧化物⑴不燃烧，一般情况下不助燃⑵氧化性C＋CO22CO2Mg＋CO22MgO＋C⑶酸性氧化物的化学通性实验室制法HCOOHCO↑＋H2OCaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃，检验生成的气体使澄清的石灰水变浑浊或燃着的木条熄灭工业制备水煤气法C＋H2OCO＋H2天然气法CH4＋H2OCO＋3H2煅烧石灰石CaCO3CaO＋CO2↑除去CO、CO2气体中混有的杂质⑴CO中混有CO2通过NaOH溶液的洗气瓶；2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O⑵CO2中混有CO通过灼热的CuO；CuO＋COCu＋CO2⑶CO2混有O2通过灼热的金属铜Cu；2Cu＋O22CuO⑷CO2中混有SO2通过盛有饱和的NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶NaHCO3＋SO2NaHSO3＋CO22KMnO4＋5SO2＋3H2OK2SO4＋2MnSO4＋3H2SO4⑸CO2中混有HCl气体通过盛有饱和的NaHCO3溶液的洗气瓶；NaHCO3＋HClNaCl＋CO2＋H2O⑹CO2中混有H2S可通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶。CuSO4＋H2SCuS↓＋H2SO43、碳酸的正盐和碳酸的酸式盐的比较正盐酸式盐水溶性除K＋、Na＋、NH4＋盐溶于水外其余难溶于水都能溶于水热稳定性较稳定：⑴K2CO3、Na2CO3等活泼金属的盐受热较难分解⑵CaCO3、(NH4)2CO3等盐受热易分解CaCO3CaO＋CO2↑(NH4)2CO32NH3↑＋H2O＋CO2↑受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑Ca(HCO3)2CaCO3＋CO2↑＋H2ONH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑水解可溶性正盐能水解：CO32－＋H2OHCO3－＋OH－（CO32－水解度比HCO3－水解度大）HCO3＋H2OH2CO3＋OH－（HCO3－水解度比CO32－水解度小）与酸反应CO32－＋2H＋H2O＋CO2↑CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑HCO3－＋H＋H2O＋CO2↑（比相应的正盐反应快，耗酸少）与碱反应Na2CO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋2NaOHNaHCO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋NaOH＋H2O2NaHCO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O转化关系HH2O＋CO2或加少量H+固体加热△，溶液加NaOH如：Na2CO3