2022届高考化学一轮复习-第1节-碳族元素-碳元素单质及其化合物课件-人教大纲版2

第七章碳族元素第一节碳族元素碳元素单质及其化合物复习目标展示1．了解碳族元素的相似性和递变性、熟记特殊性。2．掌握碳元素的几种同素异形体及其物理特性。3．理解C、CO的还原性及其应用，并能够熟练掌握CO2的性质及制法。第一页，编辑于星期一：九点三十七分。第一页，编辑于星期一：十二点五十一分。第一页，编辑于星期四：一点四十三分。第一页，编辑于星期四：十九点五十六分。知识点1碳族元素问题1：结合元素周期律(表)的知识，如何理解ⅣE元素的结构与性质1.在元素周期表中的位置位于元素周期表的第

族。包括碳（

）、硅（

）、锗（

）、锡（

）、铅（

）5种元素。2.相似性（1）都有

、

价（+2价的硅不稳定）。（2）氢化物RH4及卤化物RX4均为正四面体，为

分子。（3）都有RO、RO2两种氧化物。（4）RH4、R单质及+2价化合物（CO、Sn2+）有

。ⅣACSiGeSnPb+4+2非极性还原性第二页，编辑于星期一：九点三十七分。第二页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二页，编辑于星期四：一点四十三分。第二页，编辑于星期四：十九点五十六分。3.递变性（1）（2）从C到Pb，对应氢化物稳定性依次

。（3）从C到Pb，最高价氧化物对应的水化物的酸性依次

。减弱减弱4.特殊性（1）C、Si、Ge、Sn的+4价稳定，Pb的

价稳定，

价的铅有极强的氧化性。在碳氢化合物和硅烷中碳和硅均呈负价。（2）原子晶子：金刚石、晶体Si、SiO2；半导体材料：Si、Ge。+2+4【思维延伸】（1）最高正价与最低负价绝对值相等的元素不一定是ⅣA族元素，也可能是H元素。（2）单质最硬、形成化合物种类最多的元素是碳元素。碳元素单质及其氧化物第三页，编辑于星期一：九点三十七分。第三页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三页，编辑于星期四：一点四十三分。第三页，编辑于星期四：十九点五十六分。名称金刚石石墨C60(C70)晶体结构正四面体，立体网状结构，原子晶体平面正六边形的层状结构，混合型晶体笼状结构，形似足球，分子晶体主要性质熔、沸点很高，硬度大，难溶于溶剂，不导电熔点很高，质软，有滑腻感，导电可与金属掺杂形成超导体主要用途钻具、装饰品润滑剂、电极、铅笔芯、耐火材料高温润滑剂、耐热和防火知识点2碳元素单质及其氧化物问题2：碳元素有几种同素异形体？怎样鉴别CO与CO2？5.碳的同素异形体第四页，编辑于星期一：九点三十七分。第四页，编辑于星期一：十二点五十一分。第四页，编辑于星期四：一点四十三分。第四页，编辑于星期四：十九点五十六分。6.碳单质的性质第五页，编辑于星期一：九点三十七分。第五页，编辑于星期一：十二点五十一分。第五页，编辑于星期四：一点四十三分。第五页，编辑于星期四：十九点五十六分。7．CO与CO2的比较第六页，编辑于星期一：九点三十七分。第六页，编辑于星期一：十二点五十一分。第六页，编辑于星期四：一点四十三分。第六页，编辑于星期四：十九点五十六分。【思维延伸】

(1)最近又发现了C70、C90等许多C元素的同素异形体。(2)C与SiO2的反应属于同主族元素单质间的置换反应，是制取粗硅的反应。(3)CO主要用于冶金工业作还原剂；CO2用作致冷剂、光合作用、人工降雨。第七页，编辑于星期一：九点三十七分。第七页，编辑于星期一：十二点五十一分。第七页，编辑于星期四：一点四十三分。第七页，编辑于星期四：十九点五十六分。考点1CO2与碱（盐）的反应（碳酸盐及碳酸氢盐的转化)1．与碱的反应

若碱中的阳离子是Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋等，则会生成碳酸盐沉淀，继而碳酸盐溶解又转化成碳酸氢盐。第八页，编辑于星期一：九点三十七分。第八页，编辑于星期一：十二点五十一分。第八页，编辑于星期四：一点四十三分。第八页，编辑于星期四：十九点五十六分。2．与盐的溶液反应

反应的实质H2CO3的酸性比某些酸的酸性强。常见的有：第九页，编辑于星期一：九点三十七分。第九页，编辑于星期一：十二点五十一分。第九页，编辑于星期四：一点四十三分。第九页，编辑于星期四：十九点五十六分。(1)H2S、H2SO3、H2CO3都是二元弱酸，与碱反应情况用数轴表示(以H2CO3为例)如下：注意：“CO2+H2O”相当于H2CO3；“SO2+H2O”相当于H2SO3。（2）Al（OH）3不溶于H2CO3，因此无论CO2量多少，与反应只生成Al（OH）3。（Al（OH）3相当于“HAlO2+H2O”）要点深化第十页，编辑于星期一：九点三十七分。第十页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十页，编辑于星期四：一点四十三分。第十页，编辑于星期四：十九点五十六分。【例1】(2009·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∶2C．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晶体析出第十一页，编辑于星期一：九点三十七分。第十一页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十一页，编辑于星期四：一点四十三分。第十一页，编辑于星期四：十九点五十六分。解析：本题考查碳酸盐与碳酸氢盐之间的转化问题。在含有碳酸钙沉淀的溶液中通入二氧化碳恰好生成碳酸氢钙，其与碳酸氢钠混合不发生反应，不会生成碳酸钙沉淀，A项错误；碳酸钠与盐酸反应是分步反应，等物质的量的氯化氢与碳酸钠反应只生成碳酸氢钠，不能生成二氧化碳：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3，B项错误；等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应：Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O，第十二页，编辑于星期一：九点三十七分。第十二页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十二页，编辑于星期四：一点四十三分。第十二页，编辑于星期四：十九点五十六分。产生的二氧化碳在同条件下体积比为84∶106=42∶53，C项错误；向碳酸钠饱和溶液中通入足量二氧化碳，生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠的溶解度，且溶剂减少、生成溶质质量增多，故析出碳酸氢钠晶体，Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓，D项正确。答案：D第十三页，编辑于星期一：九点三十七分。第十三页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十三页，编辑于星期四：一点四十三分。第十三页，编辑于星期四：十九点五十六分。变式训练1.（2010·原创题）2009年12月19日哥本哈根气候国际会议在争吵中结束了，会议争论了“减少碳排放问题”。减少碳排放就是减少CO2的排放。下列有关CO2的说法正确的是（）A.哥本哈根会议上之所以提出减少CO2的排放问题，是因为CO2

是一种大气污染物B.将CO2通入NaOH溶液中反应的实质是OH-结合了H2CO3电离出的H+，破坏了H2CO3的电离平衡C.将CO2通入Na2SiO3溶液中至过量，溶液会变澄清D.少量CO2通入过量苯酚钠溶液中，产物有苯酚和Na2CO3第十四页，编辑于星期一：九点三十七分。第十四页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十四页，编辑于星期四：一点四十三分。第十四页，编辑于星期四：十九点五十六分。解析：CO2会产生温室效应，使气候变暖，这是提出减碳排放问题的原因，A项不正确；CO2通入a2SiO3溶液中，一定会产生浑浊，因为生成了不溶性的H2SiO3，所以C项不正确；D项中产物应是苯酚和NaHCO3。答案：B第十五页，编辑于星期一：九点三十七分。第十五页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十五页，编辑于星期四：一点四十三分。第十五页，编辑于星期四：十九点五十六分。考点2CO、CO2性质的应用1．CO的还原性(1)CO能与许多金属氧化物反应，生成金属单质和CO2(2)CO能与H2O(g)反应制取H2CO＋H2O(g)CO2＋H22．CO2与部分碱反应先生成沉淀，后沉淀溶解3．除去CO、CO2气体中混有的杂质(括号内为杂质)(1)CO(CO2)：通过盛有NaOH溶液的洗气瓶。(2)CO2(CO)：通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管。(3)CO2(O2)：通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管。(4)CO2(SO2)：通过饱和的NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液。(5)CO2(HCl)：通过饱和的NaHCO3溶液。(6)CO2(H2S)：通过CuSO4溶液。第十六页，编辑于星期一：九点三十七分。第十六页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十六页，编辑于星期四：一点四十三分。第十六页，编辑于星期四：十九点五十六分。【例2】（2009·高考题改编）下列是中学化学中常见物质间的反应转化关系图，其中部分产物已略去。已知：A、D是单质，且C、E、G中均含有A单质中的元素，B、F、H中均含有D单质中的元素；常温下，除C、E外其他物质均为固体。试回答下列问题：（1）写出下列物质的化学式：A

，H

。（2）写出下列变化的化学方程式：E→G

，D→F

，E→A

。CH2SiO3

第十七页，编辑于星期一：九点三十七分。第十七页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十七页，编辑于星期四：一点四十三分。第十七页，编辑于星期四：十九点五十六分。（3）B的用途（至少说出一种）

。思路点拨：单质A与B高温下反应生成单质D与气态化合物C，C可与氧气反应生成E，推测E一定为非金属氧化物，而E又能与Mg反应生成单质A，推测E为CO2，则A为单质碳。CO2与Na2O2反应生成Na2CO3，因为单质D能与NaOH反应，而固态单质能与NaOH反应者，在中学阶段只有Al与Si，Al不能由碳单质与化合物反应制得，所以推断D为Si，则B为SiO2，F为Na2SiO3。而Na2SiO3能与E（CO2）、H2O反应生成Na2CO3与H2SiO3，H2SiO3受热分解生成B。制造光导纤维第十八页，编辑于星期一：九点三十七分。第十八页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十八页，编辑于星期四：一点四十三分。第十八页，编辑于星期四：十九点五十六分。高分解密：在复习中，一要培养整体思维能力。综合分析问题中各条信息，综合判断，不要着眼于局部限制。二要敢于迁移创新，学会类推。三要学会寻找突破点，如本题中Mg与氧化物E反应可生成A单质，就可推测E为CO2，A为C。知识支持：碳及化合物的知识网络第十九页，编辑于星期一：九点三十七分。第十九页，编辑于星期一：十二点五十一分。第十九页，编辑于星期四：一点四十三分。第十九页，编辑于星期四：十九点五十六分。变式练习2.(2010·模拟题)将足量的CO2不断通入KOH、制Ca(OH)2、KAlO2

的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为()第二十页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十页，编辑于星期四：十九点五十六分。解析：通入CO2后发生的反应依次为：CO2＋Ca(OH)2CaCO3＋H2O；CO2＋2KOHK2CO3＋H2O；CO2＋2KAlO2＋3H2OK2CO3＋2Al(OH)3↓；CO2＋K2CO3＋H2O2KHCO3；CO2＋CaCO3＋H2OCa(HCO3)2。所以，随着CO2的通入，先生成CaCO3，沉淀的量保持一段时间不变，然后又继续生成Al(OH)3沉淀，然后又保持一段时间不变，接着沉淀逐渐溶解一部分，最后剩下的就是Al(OH)3，对照题图可知选项C正确。答案：C第二十一页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十一页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十一页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十一页，编辑于星期四：十九点五十六分。客观题以考查碳族元素的相似性、递变性、CO和CO2的性质，碳酸盐及碳酸氢盐的相互转化为主。【考题一】(2010·改编题)下列关于碳族元素的叙述中错误的是()A．与其他元素化合时易形成共价化合物，也能形成离子化合物B．碳族元素形成化合物时的最高价均为＋4价C．碳的氧化物(CO2)和硅的氧化物(SiO2)都是酸性氧化物，均不能与酸反应D．碳族元素是形成化合物最多的一族元素审题视点：以元素周期律(表)的知识为指导，相似性和递变性为思维切入点，同时还要注意到特殊性。第二十二页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十二页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十二页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十二页，编辑于星期四：十九点五十六分。思维导图标准答案：C高分解密对于肯定结论要采用举反例的方法，如C项所述“均不能与酸反应”，举出SiO2能与HF反应就可判断该肯定说法是错误的；对于可能的结论要采用举正例的方法，如A项所述“易形成……，也能形成离子化合物”，举出CaC2即可判断A项正确。第二十三页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十三页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十三页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十三页，编辑于星期四：十九点五十六分。主观题主要考查有关碳族元素的无机推断题，与碳有关的探究性实验题、与碳族元素有关的综合计算题等知识。

【考题二】

(12分)工业上利用焦炭和水蒸气反应制水煤气，某兴趣小组让水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去)第二十四页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十四页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十四页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十四页，编辑于星期四：十九点五十六分。回答下列问题：(1)盛浓H2SO4的装置用途是

，盛NaOH溶液的装置用途是

。(2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是

，所发生反应的化学方程式是

。(3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是

，

其目的是______________________。(4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：g—ab

。除去水蒸气除去CO2

氧化铜(或CuO)无水硫酸铜(CuSO4)检验H2Okj—hi—cd(或dc)—fe—lm第二十五页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十五页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十五页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十五页，编辑于星期四：十九点五十六分。(5)能证明混合气中含有CO的实验依据是________________________________________________________________________。(6)能证明混合气中含有H2的实验依据是________________________________________________________________________。原混合气中的CO2已除去，与CuO反应后生成的气体能使澄清石灰水变浑浊原混合气中的H2O已除去，与CuO反应后生成的气体能使白色的无水CuSO4变蓝第二十六页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十六页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十六页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十六页，编辑于星期四：十九点五十六分。作答与批改实录第二十七页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十七页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十七页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十七页，编辑于星期四：十九点五十六分。题后反思化学实验有多种形式，可以是基本操作、物质制备、性质检验、还可以对实验进行设计和评价，解答时关键是明确实验目的，找到解题的方法。点评水蒸气通过灼热的焦炭后，生成气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气，而本题检验CO和H2的方法是检验CO和H2的氧化产物CO2和H2O，因此为了防止一开始带出的CO2和水蒸气的干扰，必须在CO和H2还原CuO之前除尽CO2和水蒸气。第二十八页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十八页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十八页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十八页，编辑于星期四：十九点五十六分。点拨(1)水蒸气高温和炭反应中生成CO和H2是水煤气的成分，其中含有CO2和水对CO和H2的检验能形成干扰，实验时必须除去。(2)物质检验时应考虑顺序。第二十九页，编辑于星期一：九点三十七分。第二十九页，编辑于星期一：十二点五十一分。第二十九页，编辑于星期四：一点四十三分。第二十九页，编辑于星期四：十九点五十六分。1．(5分)(2010·改编题)对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是()A．SiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键，但二者晶体类型不同B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2，但Si无＋2价解析：A项中SiO2、CO2均为共价化合物，原子间以共价键结合；B项中C、Ge的次外层电子数分别为2、18；C项CO2、SiO2均可与CaO反应生成对应的盐。答案：B第三十页，编辑于星期一：九点三十七分。第三十页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三十页，编辑于星期四：一点四十三分。第三十页，编辑于星期四：十九点五十六分。2．(5分)(2010·陕西延安中学月考)如图中M、N为含X元素的常见化合物。则X元素为()A．Fe或CB.Cu或FeC．N或SD.C或Al解析：置换反应：Fe＋CuCl2Cu＋FeCl2或C＋2CuO2Cu＋CO2↑；化合反应：2FeCl2＋Cl22FeCl3,2FeCl3＋Fe3FeCl2或CO2＋C2CO,2CO＋O22CO2；2Fe＋3Cl2

2FeCl3,2C＋O22CO。高温点燃点燃答案：A第三十一页，编辑于星期一：九点三十七分。第三十一页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三十一页，编辑于星期四：一点四十三分。第三十一页，编辑于星期四：十九点五十六分。3．(5分)(2010·模拟题)干冰可作为冰淇淋携带过程中的保温剂。某人回家后将干冰放在密封的瓶中保存在冰箱里。关于此举动以下说法正确的是()A．可增强冰箱的制冷效果，是节能的好方法B．冰箱内温度低，便于干冰的保存，以利重复利用C．干冰易升华，放在密封的瓶中会因体积膨胀而发生爆炸D．干冰易与冰箱内的食物发生化学反应，影响食物的营养价值解析：干冰放在密封的瓶中即使放在冰箱中，干冰也会升华，使瓶内气体压强急剧增大，瓶会爆炸。答案：C第三十二页，编辑于星期一：九点三十七分。第三十二页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三十二页，编辑于星期四：一点四十三分。第三十二页，编辑于星期四：十九点五十六分。4．(5分)(2010·福州一中期中考题)往含0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通

入气体为8.96L(标准状况)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子物质的量之和与通入CO2气体的体积关系正确

的图象是(气体的溶解和离子的水解都忽略不计)()第三十三页，编辑于星期一：九点三十七分。第三十三页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三十三页，编辑于星期四：一点四十三分。第三十三页，编辑于星期四：十九点五十六分。解析：本题涉及许多个反应Ba(OH)2＋CO2BaCO3↓＋H2O①2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O②BaCO3＋H2O＋CO2Ba(HCO3)3③Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3④当未通CO2气体时，溶液中离子的物质的量为0.2molNa＋，0.1molBa2＋，0.4molOH－；当通入2.24LCO2时，发生反应①，此时溶液中离子的物质的量为0.2molNa＋，0.2molOH－；当通入4.48LCO2时，发生反应②，此时溶液中离子的物质的量为0.2molNa＋，0.1molCO-；当通入6.72LCO2时，发生反应④，此时溶液中离子的物质的量为0.2molNa＋，0.2molHCO；当通入8.96LCO2时，发生反应③，此时溶液中离子的物质的量为0.2molNa＋，0.1molBa2＋，0.4molHCO。答案：C第三十四页，编辑于星期一：九点三十七分。第三十四页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三十四页，编辑于星期四：一点四十三分。第三十四页，编辑于星期四：十九点五十六分。5．(10分)(2010·泰安一中期中考题)用白云石(CaCO3·MgCO3)为主要原料生产碱式碳酸镁和无水氯化镁的流程如下：(1)回答下列问题：①“灰浆”中除水和MgO外，主要成分还有_________________________________________________。②从MgCl2晶体得到无水MgCl2的操作为

。Ca(OH)2[或Ca(OH)2和Mg(OH)2]将MgCl2·6H2O晶体在干燥的HCl气流中加热第三十五页，编辑于星期一：九点三十七分。第三十五页，编辑于星期一：十二点五十一分。第三十五页，编辑于星期四：一点四十三分。第