08.碳族元素其化合物知识框架_.学生版概论.doc

碳族元素 碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。 碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。 碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。 碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。 几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等； 硅：晶体硅，无定形硅。 碳： 在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。 ①燃烧反应 ②与某些氧化物的反应：C＋CO22CO；C＋2CuOCO2↑＋2Cu； C＋H2OCO＋H2（CO、H2的混合气体叫水煤气）； 2C+SiO2Si+2CO↑ ③与某些氧化性酸反应：C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 一氧化碳： 物理性质：不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。 可燃性：（蓝色火焰） 还原性：CO+CuOCO2＋Cu， CO+H2O(g)CO2+H2 二氧化碳： 物理性质：直线型（O＝C＝O）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。 固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。 实验室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。 ①酸性氧化物一酸酐 Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O(用于检验CO2) ②氧化性：CO2＋C2CO；2Mg＋CO22MgO＋C 碳酸盐： ①溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。 ②热稳定性：Na2CO3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐: Na2CO3NaHCO3。 ③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用) 【注】碳酸盐的具体性质详细参看“钠及其化合物”中的钠盐 下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是 往Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀　 ②石墨是导体，晶体硅是半导体 　③制 玻璃过程中发生反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑　④CH4比SiH4稳定 A．①④ B．②③ C．③④ D．①② 已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： 　　C(石墨)＋O2(g) =CO2(g)；△H＝-393.51kJ·mol-1 　　C(金刚石)＋O2(g) =CO2(g)；△H＝-395.41kJ·mol-1”,则下列结论正确的是　　(　　) 　　A.在该条件下金刚石比石墨稳定，等质量时金刚石的能量大于石墨 　　B.金刚石转化为石墨为放热反应 　　C.石墨转化为金刚石为物理变化 D.由于石墨转化为金刚石为吸热反应，因此石墨在任何条件下都不可能转化为金刚石 CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都同属离子型碳化物，判断下列反应产物正确的是 A.ZnC2水解生成乙烷（C2H6） B.Al4C3水解生成丙炔（C3H4） C.Mg2C3水解生成丙炔（C3H4） D.Li2C2水解生成乙烯（C2H4） 将二氧化碳通入下列物质的溶液中不与其反应的是（ ） ①Na2CO3 ②Na2SiO3 ③NaAlO2 ④C6H5ONa ⑤Ca(ClO)2 ⑥CaCl2 ⑦CaCO3 A．①③④⑤⑥ B．①⑥ C．① 　 D．⑥ 硅单质 物理性质：硅在地壳中只有化合态，没有游离态。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。 制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑， 将制得的粗硅，再与C12反应后，得到SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。 Si十2C12SiCl4（气态）、 SiCl4+2H2Si+4HCl。 用途：高纯硅可作半导体材料，晶体硅还可做光电转换材料及制作DNA芯片为代表的生物工程芯片。 化学性质：化学性质不活泼，常温下的相关反应： 酸：S