高考化学总复习 智能考点归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)碳族元素(含方法提示和解析)
碳族元素知识点总结
碳族元素知识点总结碳族元素是元素周期表中的第14组元素,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素具有许多重要的化学和物理性质,对于我们的日常生活和工业发展具有重要意义。
以下是关于碳族元素的几个主要知识点的总结:1.原子结构和电子配置:碳族元素位于周期表的p区,外层电子结构为ns2np2、碳原子的电子配置为1s2 2s2 2p2、在碳族元素中,碳和硅是典型的非金属,锗是半金属,锡是过渡金属,铅是主族金属。
2.原子半径和离子半径:碳族元素的原子半径有增大的趋势。
这是因为随着原子序数的增加,电子层的数量也增加,电子屏蔽效应增强,从而使得原子半径增加。
在同一族元素中,离子半径随着正电荷数的增加而减小。
3.化学反应性:碳族元素的化学反应性有较大差异。
碳和硅都是非金属,具有较高的电负性。
它们能够形成多种化合价的化合物,如碳的四价化合物和硅的四价和六价化合物。
锡和铅具有特殊的价态行为,可以形成多种化合价的化合物。
锡和铅通常表现出二郎功能。
4.晶体结构和物理性质:碳族元素的晶体结构和物理性质有明显的变化。
碳以钻石、石墨和富勒烯等多种晶体结构存在。
钻石具有非常高的硬度,石墨具有良好的导电性和润滑性,富勒烯则具有独特的球形结构。
硅具有金刚石样的晶体结构,可以形成多种晶体相。
锡和铅以金属晶体结构存在,具有良好的导电性和可塑性。
5.化合物和应用:碳族元素形成了众多的化合物,具有重要的应用价值。
最重要的化合物是碳的氧化物,如二氧化碳和一氧化碳。
二氧化碳在大气中起到重要的温室效应,一氧化碳是一种有毒气体。
锗和硅的氧化物是重要的半导体材料。
锡和铅的氧化物具有良好的导电性和光学性能,常用于制备导电玻璃和陶瓷材料。
此外,锡和铅还广泛用于合金制备和防腐剂。
6.生物学意义:碳族元素在生物学中具有重要的意义。
生命体中含有大量的碳和硅。
碳是有机物的组成要素,是地球上生物多样性的基础。
硅在植物细胞壁和一些动物骨骼中起到结构支持的作用。
高三化学期末复习碳族知识点以及典型习题
△碳族元素复习一、要点精讲1、碳族元素的组成和结构①碳族元素包括:碳(C )、硅(Si )、锗(Ge )、锡(Sn )、铅( Pb )5种元素,位于元素周期表的ⅣA 族。
②碳族元素原子最外层有4个电子,其最高正价为+4价,最高价氧化物及其水化物的化学式分别表示为RO 2、H 2RO 3或H 4RO 4或R(OH)4,气态氢化物的化学式表示为RH 4。
随着原子序数的增大,碳族元素的原子半径依次增大。
③碳族元素由于位于活泼的金属向活泼的非金属过渡的中间位置,故在化学反应中不易得到或失去电子,易形成共价键,难形成离子键。
碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中,甲烷中氢元素的质量分数最大;硅在地壳中的含量仅次于氧,其单质的晶体是一种良好的半导体材料。
2、碳族元素性质的递变规律随着原子序数的增大,碳族元素由非金属元素逐渐转变为金属元素,即金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
3、碳族元素的特殊性①碳族元素的主要化合价有+2和+4,其中碳和硅有负价。
碳族元素在化合物中多以+4 价稳定,而铅在化合物中则以+2价稳定。
铅的+4价化合物在化学反应中易得到电子,具有强氧化性,PbO 2+4HCl(浓) PbCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。
而+2价锡的化合物具有较强的还原性,例实验室保存的SnCl 2溶液易被空气氧化,故制时常加入金属锡。
②单质铅的颜色为蓝白色,其熔点比锡高。
铅的金属性比锡强,但铅的金属活动性比 锡弱。
这两者本质上没有矛盾,因金属活动性顺序表中,金属的活泼性是指金属从酸或水中置换H +的能力,因此单质锡的活泼性比单质铅强,表明锡从酸或水中置换出氢气的能力比铅强;而锡元素的金属性比铅弱是指锡元素的原子失去电子的能力比铅元素的原子弱。
4. 硅及其化合物的特性1. Si 的还原性大于C ,但C 却能在高温下还原出Si :↑++CO Si C SiO 222高温2. 非金属单质跟碱液作用一般无2H 放出,但Si 却放出H 2:↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si ↑+↑=+2424H S i F HF Si3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si 能与HF 作用:4. 非金属单质一般为非导体,但Si 为半导体。
高中化学关于碳族元素的疑难点总结-word文档
高中化学关于碳族元素的疑难点总结高中化学关于碳族元素的疑难点总结1、碳族元素的相似性和递变性碳族元素包括(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)等五种元素,位于周期表的第IVA族,其原子最外层上均有4个电子。
碳族元素的原子不容易得、失电子,通常表现为较易形成共价化合物,而较难形成离子化合物。
①那么,碳族元素为何容易形成共价化合物,而不易形成离子化合物呢?原来,碳族元素介于典型金属(IA)和典型非金属(VIIA)的中间,其最外层电子数为4。
因为碳族元素原子的最外层上有4个电子,在化学反应中往往既不容易失去电子形成阳离子,也不容易得到电子形成阴离子,而是以共价键的形式与其他元素结合形成化合物,这就是碳族元素的成键特点。
故碳族元素通常易形成共价化合物,不易形成简单的离子。
当然,我们也不能将这个问题绝对化,一方面说碳族元素不易直接形成离子键,并不是说碳族元素不能存在于离子化合物之中,因为很多碳酸盐及简单的硅酸盐都是离子化合物;另一方面,像铅等原子半径特别大的元素,也可在一定条件下形成简单的阳离子。
②碳族元素的主要化合价有+4价和+2价,其中C、Si、Ge、Sn的+4价化合物比较稳定,而Pb的+2价化合物比较稳定。
??“铅的+2价化合物稳定,而其它碳族元素的+4价化合物稳定”体现出了同一主族元素的一般性与特殊性之间的关系。
2、碳族元素及其单质的一些重要性质①在周期表中从上到下,颜色:碱金属略有加深,卤素依次加深,氧族中氧→硒加深,碳族中分为三截:C→Si加深,Sn→Pb加深;Ge比Si浅,但比Sn深。
熔点、沸点:碱金属依次降低,卤素和氧族依次升高,碳族总体呈降低趋势(熔点:锡比铅低;沸点:锗比硅高)。
②碳是明显的非金属,硅、锗是半导体,锡、铅是明显的金属。
碳、硅虽属非金属,但其熔、沸点明显比卤族、氧族中的非金属要高得多,其原因主要是碳、硅属原子晶体。
【经典范文】化学考前提分小知识点:碳族元素__无机非金属材料
碳族元素无机非金属材料考点1 碳族元素1.碳族元素的化合价碳族元素常见化合价为+2和+4,其中碳、硅、锗、锡的价化合物较稳定,而铅的价化合物稳定。
由氧化还原反应的化合价升降来研究碳族元素的物质,其性质规律如下:(1)碳族元素的单质以为主,如碳、硅都被氧气氧化。
碳作还原剂,温度越高,还原性,高温时碳可还原氧化铜。
锡、铅都能与盐酸反应置换出氢气等。
(2)价化合物有还原性。
如CO高温时能还原某些金属氧化物(Fe2O3、CuO等)。
(3)价化合物有氧化性。
如CO2和碳高温下反应生成CO,PbO2在化学反应中是强氧化剂等。
2.除去CO、CO2气体中混有的杂质(括号内为杂质)(1)CO(CO2) :通过盛有的洗气瓶。
(2)CO2(CO):通过盛放的硬质玻璃官。
(3)CO2(O2):通过盛放的硬质玻璃管。
(4)CO2(SO2):通过或。
(5)CO2(HCl):通过。
(6)CO2(H2S):通过。
[例1](2007年山东)下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥....的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为(填代号)。
能验证CO氧化产物的现象是。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。
此时,活塞a应,活塞b应。
需要加热的仪器装置有(填代号),m中反应的化学方程式为。
(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改改加浓氨水,圆地烧瓶内改加NaOH 固体,E内装有铂铹合金网,按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有:。
②实验中观察到E内有红棕色气体现出,证明氨气具有性。
[解析](1)根据实验要求,A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气,在A中,CO2被氢氧化钠吸收,若要获得纯净干燥的CO,需要选取装置C,证明CO2被除尽,然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气,要验证CO的还原性,需要装有CuO的装置E,验证CO的氧化产物CO2,还需要装置C,最后需要F除去为反应的CO。
化学碳族元素常见考点总结碳的元素
化学碳族元素常见考点总结碳的元素化学碳族元素常见考点总结化学碳族元素常见考点总结化学是一门自然科学,有其严密的逻辑推理。
化学知识渗透在我们身边生活、生产的每一个空间。
那么怎样学好高中化学呢下面为方便大家学习化学,特准备了高一阶段重要知识点总结。
自从人类在地球上出现以后,就和碳有了接触,由于闪电使木材燃烧后残留下来木炭,动物被烧死以后,便会剩下骨碳,人类在学会了怎样引火以后,碳就成为人类永久的“伙伴”了,而因为碳的原子排列结构,使得碳族元素在现代化学中应用特广。
常见问题1:碳族元素问题:碳族元素在周期表中位于容易_____(失去或得到)电子,因而容易形成----化合物。
碳族元素原子次外电子层都为_____(稳定或不稳定)结构。
解答: 难于得和失去电子等等,所以形成共价化合物! 不稳定常见问题2:电冰箱不应放在有煤气或液化气的房间,为什么解答: 煤气和液化气是当今城市居民生活的主要燃料,煤气的成分主要是一氧化碳和氢气,液化气主要成分为丙烷、丁烷等有机化合物,都具有易燃易爆有毒,腐蚀性很强(例如CO等)的特点。
它能够与钢板制作的电冰箱外壳起化学反应,生成化合物形成铁锈,破坏电冰箱的美观,严重的会使电冰箱保温能力变差。
一般情况下,新的电冰箱,外壳虽经油漆保护,如果放置在有煤气或液化气的房间中,少则1—2个月,多则半年或一年,就会锈迹斑斑,十分难看了。
所以电冰箱不能放在有煤气或液化气的房间内。
常见问题3:碳族元素单质的熔沸点变化问题:为什么碳族元素不像卤素和碱金属元素单质的熔沸点变化那样有规律解答: 物质熔沸点的高低,取决于构成该物质的微粒之间的作用力强弱。
卤素单质氟、氯、溴、碘固态时为分子晶体,随着相对分子质量的增大,分子间的作用力——范得华力增强,故熔沸点依次升高;而碱金属Li、Na、K、Ru、Cs属金属晶体,微粒间作用力随原子半径的增大而减小,故熔沸点依次降低;碳组元素的单质中,金刚石和晶体硅属于原子晶体,Ge、Sn、Pb属于金属晶体,两类单质间的熔沸点无明显递变。
2010高考化学第一轮复习讲与练二十五碳族元素旧人教
第40讲碳族元素一、要点精讲1碳族元素的组成和结构①碳族元素包括:碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)5种元素,位于元素周期表的W A族。
②碳族元素原子最外层有4个电子,其最高正价为+4价,最高价氧化物及其水化物的化学式分别表示为RO2、H2RO3或H4RO4或R(OH)4,气态氢化物的化学式表示为RH4。
随着原子序数的增大,碳族元素的原子半径依次增大。
③碳族元素由于位于活泼的金属向活泼的非金属过渡的中间位置,故在化学反应中不易得到或失去电子,易形成共价键,难形成离子键。
碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中,甲烷中氢元素的质量分数最大;硅在地壳中的含量仅次于氧,其单质的晶体是一种良好的半导体材料。
2、碳族元素性质的递变规律随着原子序数的增大,碳族元素由非金属元素逐渐转变为金属元素,即金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
3、碳族元素的特殊性①碳族元素的主要化合价有+2和+4,其中碳和硅有负价。
碳族元素在化合物中多以+4 价稳定,而铅在化合物中则以+2价稳定。
铅的+4价化合物在化学反应中易得到电子,具△有强氧化性,PbO2+4HCI(浓)=PbCl2+Cl2f +2出0。
而+2价锡的化合物具有较强的还原性,例实验室保存的SnCl2溶液易被空气氧化,故制时常加入金属锡。
②单质铅的颜色为蓝白色,其熔点比锡高。
铅的金属性比锡强,但铅的金属活动性比锡弱。
这两者本质上没有矛盾,因金属活动性顺序表中,金属的活泼性是指金属从酸或水中置换H +的能力,因此单质锡的活泼性比单质铅强,表明锡从酸或水中置换出氢气的能力比铅强;而锡元素的金属性比铅弱是指锡元素的原子失去电子的能力比铅元素的原子弱。
二、典例解析【例1】科学家预测,原子序数为114的元素具有相当稳定的同位素,它的位置在第7周期W A族,称为类铅。
高三化学知识点总结c元素
高三化学知识点总结c元素高三化学知识点总结——C元素化学是自然科学的一门重要学科,研究了物质的组成、结构、性质以及各种变化规律等。
在化学的世界里,元素是基本单位,而C元素则是化学中最为重要的元素之一。
本文将为您详细介绍高三化学中与C元素相关的知识点总结。
1. C元素的基本属性C元素位于元素周期表中的第14组,原子序数为6,原子量为12.01。
它是一种非金属元素,外层电子排布为2s²2p²,因此具有四个价电子。
C元素的四个价电子使其具有丰富的化合价和化合态,能够与许多其他元素形成化合物。
2. C元素的同素异形体C元素存在多种同素异形体,其中最常见的有两种:石墨和金刚石。
石墨由层状的碳原子平面堆积而成,具有良好的导电性和润滑性;金刚石则由网状的碳原子构成,是天然界中最硬的物质之一。
3. C元素与氧气的反应C元素与氧气反应生成二氧化碳(CO2)。
当C元素燃烧时,它的化学方程式为C(s) + O2(g) → CO2(g)。
这是一种燃烧反应,也是生物和人类活动中产生大量CO2的主要方式。
4. C元素的有机化合物C元素是有机化合物的基础原子,几乎所有有机物都包含C元素。
有机化合物是指由碳和氢元素组成的化合物,如烃类、醇类、醛类、酮类、羧酸类等。
它们在生物体内起着重要的生命活动调节作用。
5. C元素的重要化合物C元素还形成了许多重要的化合物,如一氧化碳(CO)、氰化物(CN-)和二氧化碳(CO2)等。
一氧化碳是一种无色无味的气体,通常用作燃料和工业原料;氰化物是有毒的无机化合物,常用于电镀和金属提取等工业领域;二氧化碳则是地球大气中重要的温室气体之一。
6. C元素的同素异质体C元素还具有同素异质体,如放射性同位素碳14(14C)。
碳14的半衰期约为5730年,因此可用于研究古代生物化石和古代文物的年代测定。
7. C元素的应用领域C元素在现代社会中具有广泛的应用。
石墨常用于铅笔芯和润滑材料中;金刚石则用于研磨、切割和高科技领域;C元素还是制造石墨烯、有机化学品、塑料、燃料和药物等重要材料和化合物的基础。
高三化学期末复习碳族知识点以及典型习题
△碳族元素复习一、要点精讲1、碳族元素的组成和结构①碳族元素包括:碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅( Pb)5种元素,位于元素周期表的ⅣA族。
②碳族元素原子最外层有4个电子,其最高正价为+4价,最高价氧化物及其水化物的化学式分别表示为RO2、H2RO3或H4RO4或R(OH)4,气态氢化物的化学式表示为RH4。
随着原子序数的增大,碳族元素的原子半径依次增大。
③碳族元素由于位于活泼的金属向活泼的非金属过渡的中间位置,故在化学反应中不易得到或失去电子,易形成共价键,难形成离子键。
碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中,甲烷中氢元素的质量分数最大;硅在地壳中的含量仅次于氧,其单质的晶体是一种良好的半导体材料。
2、碳族元素性质的递变规律随着原子序数的增大,碳族元素由非金属元素逐渐转变为金属元素,即金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
3、碳族元素的特殊性①碳族元素的主要化合价有+2和+4,其中碳和硅有负价。
碳族元素在化合物中多以+4 价稳定,而铅在化合物中则以+2价稳定。
铅的+4价化合物在化学反应中易得到电子,具有强氧化性,PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O。
而+2价锡的化合物具有较强的还原性,例实验室保存的SnCl2溶液易被空气氧化,故制时常加入金属锡。
②单质铅的颜色为蓝白色,其熔点比锡高。
铅的金属性比锡强,但铅的金属活动性比锡弱。
这两者本质上没有矛盾,因金属活动性顺序表中,金属的活泼性是指金属从酸或水中置换H+的能力,因此单质锡的活泼性比单质铅强,表明锡从酸或水中置换出氢气的能力比铅强;而锡元素的金属性比铅弱是指锡元素的原子失去电子的能力比铅元素的原子弱。
4.硅及其化合物的特性1. Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:↑++COSiCSiO222高温2. 非金属单质跟碱液作用一般无2H放出,但Si却放出H2:↑+=++232222HSiONaOHNaOHSi↑+↑=+2424HSiFHFSi3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能与HF作用:4. 非金属单质一般为非导体,但Si为半导体。
高考化学总复习 智能考点归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)碳族元素(含方法提示和解析)
智能考点碳族元素Ⅰ.课标要求通过实验了解硅及其化合物的主要性质,认识其在信息技术、材料科学等领域的应用。
Ⅱ.考纲要求1.了解单质硅及其重要硅的化合物的主要性质及应用3.能综合应用硅及硅的化合物知识Ⅲ.教材精讲1.本考点知识结构2.碳族元素①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)。
②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。
③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。
④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。
⑤几种同素异形体:碳:金刚石、石墨、C60、C70等;硅:晶体硅,无定形硅。
3.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+2CuO CO2↑+2Cu;C+H2O CO+H2O(CO、H2的混合气体叫水煤气);2C+SiO2Si+2CO↑③与氧化性酸反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O4.CO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。
①可燃性②还原性:CO+CuO CO2+Cu,CO+H2O(g)CO2+H2O5.CO2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。
高中化学知识点总结:碳族元素
高中化学知识点总结:碳族元素1.碳及其重要化合物(1)一氧化碳和二氧化碳(2)活性炭的吸附作用及其应用木材干馏所得的固态产物是木炭,木炭由于它的孔隙被干馏时产生的油脂等物质所覆盖,吸附能力较弱,经活化处理增加表面积后就有高的吸附能方。
这种具有高吸收能力的碳,称为活性炭。
活性炭的孔隙多,内表面积大,一般为500rn2/g~l000m2/g。
活性炭属于非极性吸附剂,因此易吸附非极性或弱极性物质。
常见的易被活性炭吸附的物质及应用如下:①有毒的气体(或蒸汽):NO、NO2、Cl2、Br2、C6H6(苯)。
活性炭用于去毒、防毒。
②色素。
活性炭用于溶液脱色(漂白),如制造白糖工业中可用活性炭做脱色剂。
③水中有臭味的物质。
活性炭用于水的除臭净化。
(3)碳及其重要化合物2.硅及其重要化合物(1)硅的存在:自然界中以化合态存在,含量仅次于氧,排第二位,是构成矿物和岩石的主要成分。
(2)硅岛单质:有晶体硅和无定形硅两种同素异形体,晶体硅是原子晶体,类似于金刚石,熔沸点高、硬度大,是良好的半导体。
(3)硅的性质:性质稳定不易与其他物质发生化学反应①Si+O2=SiO2②Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑(4)硅的制备及提纯:SiO2+2C=Si+CO↑ , Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HCl (5)硅的氧化物SiO2:①原子晶体,熔点高、硬度大②酸性氧化物:但不溶于水,也不与水反应SiO 2+CaO CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O③与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O④光导纤维的主要原抖,制造石英玻璃等。
(6)硅及其重要化合物。
2024年高考化学元素周期表知识点总结(2篇)
2024年高考化学元素周期表知识点总结2024年高考化学考试中,元素周期表是一个重要的考点。
掌握元素周期表的基本知识,理解元素周期表的结构和规律,对于解答选择题和计算题等各类试题都至关重要。
下面是2024年高考化学考试的元素周期表知识点总结。
一、元素周期表的分类元素周期表是按照元素的原子序数(即核外电子的数目)和相似性等规律排列的。
在2024年高考中,会考察以下几个方面的分类:1. 元素的主族和副族:元素周期表分为A族(主族)和B族(副族)两大类。
主族元素是周期表的第1A至8A组,副族元素是周期表的1B至8B组。
2. 元素的金属、非金属和类金属:元素周期表中,大多数元素为金属,少数元素为非金属,还有一部分元素是类金属(也称过渡元素)。
3. 元素的周期和组:元素的周期是指横向排列的行数,而元素的组则是指纵向排列的列数。
在元素周期表中,周期从1至7,组从1到18。
二、元素周期表的结构和规律1. 周期表的横向趋势规律:元素周期表的每个周期代表了一层电子壳,周期数越大,电子壳层数越多。
同时,周期表中,原子半径逐渐增大,离原子核越远,电子云也相应扩大。
2. 周期表的纵向趋势规律:元素周期表的每个主族代表了一个电子云中最外层电子的主要能级。
向下排列的元素,原子半径逐渐增大,电子云扩大;而向上排列的元素,原子半径逐渐减小,电子云缩小。
3. 元素周期表的原子半径和电离能规律:元素周期表中,原子半径随着周期数的增加而减小,原子半径随着组数的增加而增大。
电离能则是指原子失去一个电子所需要的能量,电离能随着周期数的增加而增大,电离能随着组数的增加而减小。
4. 元素周期表的化合价规律:元素的化合价一般是由元素的主族和副族决定的。
主族元素的化合价通常等于它们在周期表上的组数;而副族元素的化合价通常等于它们在周期表上的组数减去10。
三、常见元素和其特点以下是一些常见元素和其特点的简要总结:1. 氢(H):最轻的元素,原子量为1。
高中化学碳族元素的知识点总结
高中化学碳族元素的知识点总结碳族元素是周期表中的第14族,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)和麦家(Ja)。
碳族元素具有一些共同的性质和特征,下面将对碳族元素的知识点进行总结。
1.原子结构:碳族元素的原子结构特点是外层电子壳的电子数量为4个。
每个碳族元素的原子内核都有与其电子数相等的质子数,电荷中和,具有相应的原子序数。
电子层的排布为[2,8,4],其中两个内层电子属于填充内层,而最外层电子属于价电子。
2.定位和周期性:碳族元素位于第2周期,是元素周期表中的第14组。
它们具有相似的化学性质,因为它们有相同数量的价电子,并且在化学反应中容易失去或获得4个电子。
3.物理性质:碳族元素的物理性质有一定的规律性。
随着原子序数的增加,原子半径逐渐增加,原子核对外层电子的束缚减弱,电子云容易发生形变。
此外,碳族元素的密度、熔点和沸点也随着原子序数的增加而递增。
4.化学性质:碳族元素的化学性质主要由它们的外层电子配置所决定,其中最外层电子的数量为4个。
碳族元素常发生+4价和-4价两种价态。
在化合物中,它们通常与其他元素形成共价键或离子键。
5.碳的性质:以碳为代表的碳族元素是生命中的基础元素,生物分子的骨架和结构都以碳为主要构成部分。
碳的共有4个价电子,因此形成氧化态及共价化合物较为常见。
碳的同素异形体分子和同系物在化学反应中具有独特的性质和活性。
6.半金属元素:碳族元素中的硅,被认为是一种半金属元素。
硅的特点是中等电负性、半导体特性和热稳定性较好。
硅在电子学和材料科学领域有广泛的应用,如制备半导体器件和太阳能电池。
7.其他碳族元素:除碳和硅外,锡、铅和麥家也是碳族元素。
锡和铅是广泛使用的金属,它们常用于制备合金。
麦家是放射性元素,具有高毒性和放射性衰变的特点。
8.化合物和应用:碳族元素形成的化合物具有多样性和广泛的应用。
例如,碳形成的化合物包括有机化合物(有机化学的基础)、无机化合物(如碳酸盐)和碳化物(如硅碳化物)。
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高考化学总复习智能考点归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)碳族元素(含方法提示和解析)Ⅰ.课标要求通过实验了解硅及其化合物的主要性质,认识其在信息技术、材料科学等领域的应用。
Ⅱ.考纲要求1.了解单质硅及其重要硅的化合物的主要性质及应用3.能综合应用硅及硅的化合物知识Ⅲ.教材精讲1.本考点知识结构2.碳族元素①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)。
②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。
③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。
④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。
⑤几种同素异形体:碳:金刚石、石墨、C60、C70等;硅:晶体硅,无定形硅。
3.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+2CuO CO2↑+2Cu;C+H2O CO+H2O(CO、H2的混合气体叫水煤气);2C+SiO2Si+2CO↑③与氧化性酸反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O4.CO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。
①可燃性②还原性:CO+CuO CO2+Cu,CO+H2O(g)CO2+H2O5.CO2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+C6.碳酸盐①溶解性:Ca(HCO3)2>CaCO3;Na2CO3>NaHCO3。
②热稳定性:Na2CO3>CaCO3;碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na2CO3>NaHCO3。
③相互转化:碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)7.硅①硅在地壳中只有化合态,没有游离态。
其含量在地壳中居第二,仅次于氧,是构成矿物和岩石的主要成分。
②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。
③硅的化学性质不活泼,常温下,只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2=SiF4、Si+4HF=SiF4+2H2↑、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑;在加热条件下,能与氧气、氯气等少数非金属单质化合:Si+O2SiO2。
④制备:在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅:SiO2+2C Si+2CO↑,将制得的粗硅,再与C12反应后,蒸馏出SiCl4,然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。
有关的反应为:Si 十2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。
⑤硅在高新技术中的应用: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。
8.SiO2①SiO2为原子晶体,是一种坚硬难熔的固体,硬度、熔点都很高。
而CO2通常状况下是气体,固体熔点很低。
其差别在于晶体类型不同。
CO2是分子晶体,故熔点很低。
②二氧化硅的化学性质很稳定,不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
由于它是一种酸性氧化物,所以能跟碱性氧化物或强碱反应。
SiO2+CaOCaSiO3、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)③二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。
a.酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸,但二氧化硅却不能直接跟水化合,它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得:首先让SiO2和NaOH(或Na2CO3)在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 ,然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸:Na2SiO3+2HCl ===H2SiO3+2NaCl。
b.酸性氧化物一般不跟酸作用,但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
④光导纤维:从高纯度的SiO2或石英玻璃熔融体中,拉出的直径约100μm的细丝,称为石英玻璃纤维,这种纤维称为光导纤维。
光纤通信是一种新技术,它将光信号在光导纤维中进行全反射传播,取代了电信号在铜线中的传播,达到两地通信的目的。
光纤通信优点:信息传输量大,每根光缆可同时通过10亿路电话;原料来源广;质量轻,每千米27克;不怕腐蚀,铺设方便;抗电磁干扰,保密性好。
⑤石英、水晶及其压电效应石英的主要成分是SiO2,可用来制造石英玻璃。
石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。
纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。
水晶或石英在受压时能产生一定的电场,这种现象被称为“压电效应”。
后来这种“压电效应”被应用在电子工业及钟表工业和超声技术上。
9.硅酸和硅胶①硅酸:硅酸有多种形式,如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。
一般用通式xSiO2·yH2O表示,由于“H2SiO3”分子式最简单,习惯采用H2SiO3作为硅酸的代表。
②硅酸酸性比碳酸还弱,由下列反应可证明:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3③硅胶:刚制得的硅酸是单个小分子,能溶于水,在存放过程中,它会逐渐失水聚合,形成各种多硅酸,接着就形成不溶于水,但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。
如果向硅溶胶中加入电解质,则它会失水转为“硅凝胶”。
把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。
烘干的硅胶是一种多孔性物质,具有良好的吸水性。
而且吸水后还能烘干重复使用,所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。
10.硅及其化合物的“反常”①Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2C Si+2CO↑②非金属单质跟碱液作用一般无H2放出,但Si却放出H2:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑③非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能与HF作用:Si+4HF=SiF4+2H2↑④非金属单质大多为非导体,但Si为半导体。
⑤SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
⑥酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:SiO2+4HF=SiF4+2H2O⑦无机酸一般易溶于水,但H2SiO3难溶于水。
⑧因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通人CO2能发生下列反应:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑也能发生。
⑨Na2SiO3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱,但它却是盐的溶液,并不是碱溶液。
11.硅酸盐①硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,其结构复杂,组成可用氧化物的形式表示。
例如:硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2);镁橄榄石Mg2SiO4(2MgO·SiO2);高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(A12O3·2SiO2·2H2O)②云母、滑石、石棉、高岭石等,它们都属于天然的硅酸盐。
③人造硅酸盐:主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。
④硅酸盐制品性质稳定,熔点较高,难溶于水,有很广泛的用途。
最简单硅酸盐是硅酸钠,其水溶液俗称水玻璃,是一种矿物胶,可作粘合剂,防腐剂。
12.水泥、玻璃、陶瓷①普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3),水泥具有水硬性,水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。
②制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英,主要反应是:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑,玻璃是无固定熔点的混合物。
加入氧化钴后的玻璃呈蓝色,加入氧化亚铜后的玻璃呈红色,普通玻璃一般呈淡绿色,这是因为原料中混有二价铁的缘故。
③制造陶瓷的主要原料是黏土,黏土的主要成分:Al2O3·2SiO2·2H2O。
13.无机非金属材料无机非金属材料包含除传统陶瓷外的各种性能优异的精细陶瓷:耐高温的二氧化锆(ZrO2)陶瓷、高熔点的氮化硅(Si3N4)和碳化硅(SiC)陶瓷;透明的氧化铝、砷化镓(GaAs)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等氧化物或非氧化物陶瓷;生物陶瓷;超细微粉体粒子制造的纳米陶瓷等。
Ⅳ.典型例题例1、在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。
请选用适当的化学试剂和实验用品,用图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
⑴A是制取C02的装置。
写出A中发生反应的化学方程式:________________。
⑵填写表中空格:⑶写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:______________________。
⑷试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:______________________。
【解析】命题意图就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应及对供氧剂信息的理解认识。
实验仪器中的A是二氧化碳发生装置,B、D是除杂装置,C是反应装置,E是收集装置。
本实验可能存在的杂质气体有:制取二氧化碳的是HCl和水,但由于过氧化钠与二氧化碳和水都能反应产生氧气,故水不必除去。
答案:⑴ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑⑵ B 饱和NaHCO3除CO2中的HClC Na2O2粉末反应物D NaOH溶液除去未反应的CO2⑶ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2⑷把E中的导管移出水面,关闭分液漏斗活塞,用姆指堵住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气。
【点评】本题涉及CO2实验室制法,实验室用碳酸钙和盐酸反应指取CO2所得气体中,由于盐酸具有挥发性,所制备气体中含有氯化氢气体和水蒸汽,氯化氢气体也会与过氧化钠反应,因此需要用饱和碳酸钠溶液进行洗气,以除去HCl气体,水蒸汽和CO2气体都会与过氧化钠反应生成氧气,所以不必除去水蒸汽,紧接着,让含有少量水蒸汽的CO2气体通过过氧化钠(过氧化钠是粉末状物质,为了防止被气体吃入导气管,最好是用石棉绒包住过氧化钠)进行反应,然后用氢氧化钠除去位反应的CO2,最后用排水法收集氧气,进行检验。