高中化学58个考点精讲21、碳族元素.碳及其化合物
12碳族元素、碳元素单质及化合物
碳族元素、碳元素单质及化合物一、碳族元素碳族元素位于元素周期表 族，包括 、 、 、 、在元素周期表中的位置（周期、族、原子序数）表示方法：原子结构示意图Si原子结构相同点：最外层电子数相同，都是 个 不同点：电子层数不同相似性： 得失电子，易形成 键，难形成键，最高正价为，最低负价为。
主要性质递变性：随原子序数递增，元素金属性 ，非金属性；氢化物稳定性（CH 4可燃，SiH 4易自燃）；最高价氧化物对应水化物酸性 ，碱性 ，Ge(OH)4呈两性。
碳族元素的金属性比同周期氮族元素 ，且自上而下由非金属性向金属性递变比氮族更为明显。
二、碳所形成的单质性质 1. 碳所形成的单质金刚石： 构型、空间网状结构的 晶体。
无色透明，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂，不导电。
用途： 石墨：层状结构，层间以 结合。
熔点很 ，质软，有滑腻感，电的良导体。
用途：C 60：形似足球，俗称"足球烯"， 晶体。
用途： 三者互称 2.碳的化学性质完全燃烧 ①可燃性 不完全燃烧比较与CO2反应与CuO 反应②还原性 与H2O 反应与SiO2反应 与浓H2SO4反应3.碳的氧化物比较三、碳的氧化物1. 碳族元素的化合价常见化合价为+2和+4价，其中碳、硅、锗、锡的+4价化合物较稳定，而铅的+2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性质，其相知规律如下：（1）单质以还原性为主。
如碳做还原剂，温度越高，还原性越强，高温时候可还原氧化铜；铅、锡都能与盐酸反应置换出氢气等。
（2）+2价化合物有还原性。
如一氧化碳高温时能还原某些金属氧化物（氧化铁、氧化铜）等。
（3）+4价化合物只有氧化性。
如二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，二氧化铅在化学反应中是强氧化剂等。
2.碳族元素的主要特征碳族元素由于位于周期表的第ⅣA族，易形成共价化合物（特别是碳和硅）。
碳元素形成的单质（金刚石）硬度最大；碳元素形成的化合物种类最多；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；碳-12是核素相对原子质量的标准院子；硅在地壳中含量仅次于氧，其单质晶体是一种良好的半导体材料。
高考化学 58个考点精讲 考点21 碳族元素 碳及其化合物
考点21碳族元素.碳及其化合物1．复习重点1．碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价；2．碳族元素的性质及其递变规律；3．碳和硅的性质、用途。
2．难点聚焦专题三二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较（见表7—7）3 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 SiF 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。
5. SiO 2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H 2SiO 3。
6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO 2的却很高。
7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO 2能跟HF 作用：↑+↑=+24224H SiF HF SiO 8. 无机酸一般易溶于水， 却难溶于水。
9. 因H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3，所以在Na 2SiO 3溶液中通入CO 2能发生下列反应：32322232CO Na SiO H O H CO SiO Na +↓=++，但在高温下↑++232232CO SiO Na SiO CO Na 高温也能发生。
10. Na 2SiO 3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）俗称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。
4 硅与碱溶液的反应特点硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学方程式：↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si进行分析，似乎NaOH 和O H 2都是氧化剂，其实不然。
上述反应实际分两步进行↑+∆+244224H SiO H OH Si ①O H SiO Na NaOH SiO H 2324432+=+ ②其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应。
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。
高一化学碳族元素及碳和碳的化合物通用版知识精讲
高一化学碳族元素及碳和碳的化合物通用版【本讲主要内容】碳族元素及碳和碳的化合物1. 碳及其化合物的性质；2. 碳族元素的性质及其递变规律【知识掌握】【知识点精析】一. 碳及其化合物的性质1. 碳单质的化学性质碳在常温下不活泼，但在高温下可与O2以及一些氧化物反应。
如： C +O22CO2 2C+O22COC+CO22CO，C+H2O CO+H2。
3CO+Fe2O33CO2+2Fe2. CO ：无色无味有毒气体，不溶于水，易燃烧，具有还原性。
（1）可燃性：2CO+O22CO2（2）还原性：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 CO+H2O CO2+H23. CO 2：电子式，结构式O C O，CO2固态时称为干冰，大气中CO2含量过高会造成温室效应。
（1）酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性cO 2+H2O H2CO3CO 2+2NaOH Na2CO3+H2O; CO2+NaOH NaHCO3CO 2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O， 2CO2+Ca（OH）2Ca（HCO3）2（2）弱氧化性C+CO22CO（3）其他2CO 2+2Na2O22Na2CO3+O2 CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3CO 2+2NaClO+H2O Na2CO3+2HClO氧化物CO CO2物理性质无色、无味气体，难溶于水无色略带酸味气体，无毒能溶于水固态时俗称干冰化学性质①可燃性②还原性（与Fe2O3、CuO、H2O反应）③不成盐氧化物①不能燃烧②氧化性（与C、Mg的反应）③酸性氧化物实验室制法略CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃后再在火焰上面罩上沾有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊使澄清的石灰水浑浊工业制法C+H2O CO+H2CaCO3CaO+CO2↑ 4. 碳酸二元弱酸，酸性比HClO强、比CH3COOH弱；不稳定，易分解。
5. 碳酸盐＝（1）水溶性：酸式盐易溶于水，正盐除易溶于水外，其余不溶于水。
碳族元素碳及其化合物
碳族元素碳及其化合物碳族元素是指位于元素周期表第14族的元素，包括碳(C)，硅(Si)，锗(Ge)，锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素在自然界中广泛存在，具有重要的地球化学和生物化学意义。
碳是最为重要的碳族元素，因为它是生命的基础，能形成无数种具有复杂结构的有机化合物。
1.碳的性质碳是一种非金属元素，具有原子序数6和相对原子质量12.01、它的外层电子构型为2s22p2，因此能形成四个共价键。
碳具有非常高的熔点和沸点，以及很高的硬度。
它可以形成纯净的晶体结构，比如钻石和石墨。
2.碳的化合物碳可以与其他元素形成大量的化合物，包括有机化合物和无机化合物。
有机化合物是以碳为主要成分的化合物，它们在自然界和生命体系中广泛存在。
有机化合物包括烷烃、烯烃、炔烃、醇、酮、酸、酯等等。
无机化合物则是碳与非金属元素和金属元素形成的化合物，比如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和碳酸盐。
3.碳的地球化学意义碳是地球上最常见的元素之一，它在地壳中的储量很大。
地球上大部分的有机物质也含有碳，包括化石燃料、生物质和土壤有机质。
碳的循环在地球上起着重要的作用，包括碳的释放和吸收过程。
人类活动导致大量的碳排放，加速了全球变暖和气候变化。
4.碳在生物化学中的作用碳是生命体系中最为重要的元素，它构成了所有有机化合物，包括蛋白质、核酸、脂质和碳水化合物。
这些化合物在生物机体的结构和功能中起着重要的作用。
碳还参与能量代谢过程中的碳循环，包括光合作用和细胞呼吸。
5.碳的应用由于碳形成的有机化合物种类繁多，碳化合物在工业和生活中有广泛的应用。
有机化合物被用于制造塑料、橡胶、纤维和药物等。
碳纳米管和石墨烯等碳材料也具有重要的应用潜力，可用于电子器件、储能材料和生物传感器等。
此外，碳的同位素碳-14也被广泛应用于射击物体的定年和环境探测。
总结：碳族元素是地球上最重要的元素之一，在地球化学和生物化学中起着关键的作用。
碳的化合物形式多样，有机化合物是生命体系中的基本组成部分。
考点21碳族元素碳及其化合物
考点21碳族元素碳及其化合物碳（Carbon）是第14号元素，在元素周期表中位于第2周期、14族。
碳是一种非金属元素，原子序数为6，是自然界中最丰富的元素之一，也是生命体中存在最多的元素之一、碳具有丰富的化学性质和形成化合物的能力，因此具有广泛的应用。
碳的基本性质：1.原子结构：碳原子的原子核周围有6个电子，分布在两个能级上，第一能级上有2个电子，第二能级上有4个电子。
碳原子的电子排布为1s22s22p2，其中2p2的两个电子构成了碳原子的共有电子对。
2. 原子半径：碳原子的共有电子对可以与其他原子的电子对进行共价结合，形成化学键。
碳原子的共价半径为77 pm。
3.化合价：碳原子的化合价为4，即一个碳原子可以形成4个共价键。
这使得碳原子能够与其他元素形成多种多样的化合物。
碳的化合物：碳的化合物非常多样，其中最简单的是与碳原子形成单一共价键的化合物。
例如，甲烷（CH4）是由一个碳原子和四个氢原子形成的化合物。
甲烷是天然气的主要成分之一，也是一种重要的燃料和化学原料。
除了甲烷，碳还能形成许多其他的化合物，如乙烷（C2H6）、乙炔（C2H2）等。
这些化合物在能源、化工、材料等领域有着广泛的应用。
碳族元素的共同性质：除了碳，碳族元素还包括硅（Silicon）、锗（Germanium）、锡（Tin）、铅（Lead）等元素。
这些元素都具有相似的电子结构和化学性质：1.四个共价键：碳族元素的原子外层都有四个电子，因此它们都能够形成四个共价键。
2.价态变化：由于碳族元素具有4个共价键的能力，在不同的化合物中它们的价态可能有所不同。
例如，碳可以形成-4价的甲烷，也可以形成+4价的二氧化碳。
3.相似的化学性质：碳族元素都具有相似的化学性质，例如对氧化剂的反应性较弱，容易与氧化还原反应中电子亲和力较低的元素结合。
碳族元素及其化合物的应用：1.碳的应用：碳是材料工程领域最重要的元素之一，它能够形成多种多样的材料，如金刚石和石墨。
碳族元素PPT课件
易后期的分离提纯。
缺点：单壁碳纳米管的纯度
较低、易粘结。
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有机气体催化裂解
催化裂解法是目前应用最 广、最易实现大规模生产的 一种制备方法。在此法中化 学气相沉积法应用最广。一 般采用铁、钴、镍及合金做 催化剂，粘土、硅酸盐、氧 化铝做载体，低碳烃如乙炔、 甲烷、丙烯等做碳源、氮气、 氢气、氨气等做稀释气在高 温的气流炉中进行，有时候 还采用等离子加强或微波辅 助的方法来保持碳原子的均 匀分布。
在所有物质中，它的硬度最大。物质硬度刻画法规定，以金刚 石硬度为10来度量其它物质的硬度。（Cr为9、Fe为4.5、Pb为 1.5、钠为0.4等）
金刚石对所有的化学试剂都显惰性，但在空气中加热到1100K
左右时能燃烧成CO2
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金刚石俗称钻石，除用 作装饰品外，主要用于 制造钻探用钻头和磨削 工具，重要现代工业原 料，价格十分昂贵。
1. 它的配位数仅限于4 2. 碳的成键能力最强 3. 原子间能形成多重键
目前全世界已经发现的化合物种类达400多万中，不含碳 的化合物不超过10万种
110多种元素，碳是地球上化合物种类最多的元素
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硅的丰度为27.7%，第二位
地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2，占地壳 总质量87%。硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界。
碳是组成生物界的主要元素，硅是构成地球上矿物界 的主要元素
锗是暗灰色、重而软金属，晶态锗也是重要半导体材料
锡是银白色金属，质软无毒，耐腐蚀，延展性好
锡有三种同素异形体——灰锡，白锡和脆锡；是金属型晶体 常温下，锡表面生成一层保护膜 低于－48℃时，白锡会转变成粉末状的灰锡
碳族元素知识归纳
碳族元素知识归纳一、碳及其化合物二、硅及其化合物三、碳及其化合物的反应方程式（1）碳单质的反应C+2CuO2Cu+CO2↑（2）CO的有关反应（3）CO2有关反应①酸性氧化物的通性：CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+NaOH=NaHCO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（澄清石灰水变浑浊，类似SO2）CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（浑浊消失）Na2CO3（饱和）+CO2+H2O=2NaHCO3↓（析出晶体） CO2+H2O+NH3=NH4HCO3 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO（漂白原理或漂白粉失效的原因）②侯氏制碱法：CO2+NaCl+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl（饱和食盐水中）③与水解呈碱性的盐的作用：CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 H2O+CO2+C6H5ONa→C6H5OH+NaHCO3④CO2参与的氧化还原反应：2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2(OH)2CO3（铜生锈的反应） 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2⑤产生CO2的反应：人和动物的呼吸作用，产生CO2气体有机物燃烧产生CO2气体：xCO2+ H2O 碳酸盐或酸式碳酸盐热分解产生CO2气体:CaCO3CaO+CO2↑2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 碳酸盐或酸式碳酸盐与酸反应产生CO2气体:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 碳与浓H2SO4、浓HNO3反应产生CO2气体。
制玻璃的两个主要反应产生CO2气体:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CO还原氧化物均产生CO2气体。
碳族元素知识点总结
族元素1．复习重点1．碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价； 2．碳族元素的性质及其递变规律； 3．碳和硅的性质、用途。
碳1.C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 ＋CO 22CO ；C ＋2CuO CO 2↑＋2Cu ；C ＋H 2O CO ＋H 2O （CO 、H 2的混合气体叫水煤气）； 2C+SiO 2Si+2CO↑③与氧化性酸反应：C ＋2H 2SO 4（浓）CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ； C ＋4HNO 3（浓）CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O2.CO不溶于水，有毒(CO 和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O 2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 −→−∆CO 2＋Cu ，CO+H 2O(g)CO 2+H 2O3.CO 2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CO 2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。
实验室制法：CaCO 3＋2HCl ＝CaCl 2＋CO 2↑＋H 2O 。
①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2＋CO 2＝CaCO 3↓＋H 2O(用于检验CO 2)②氧化性：CO 2＋C −−→−高温2CO ；2Mg ＋CO 2−−→−点燃2MgO ＋C4.碳酸盐①溶解性：Ca(HCO 3)2>CaCO 3；Na 2CO 3>NaHCO 3。
②热稳定性：Na 2CO 3>CaCO 3；碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na 2CO 3>NaHCO 3。
③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)硅1.晶体硅的物理性质灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。
它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
2、硅的化学性质1．在常温下，硅的化学性质不活泼。
高一碳及其化合物的知识点
高一碳及其化合物的知识点随着科技的不断发展，我们对于化学的了解也越来越多。
而高一阶段的学习重点之一就是碳及其化合物。
碳是元素周期表中的第六个元素，其在自然界中广泛存在，以其独特的化学性质而被广泛运用于各个领域。
本文将为大家详细介绍高一碳及其化合物的一些重要知识点。
一、碳的特性及基本性质碳原子的结构非常独特，它有着四个完全相同的配对电子，使其能够与其他非金属元素形成共价键。
碳的电负性较小，稳定性较高，能够形成多种不同的化合物。
另外，碳还有着很强的自组装能力，能够形成各种复杂的有机分子。
碳在自然界中广泛存在，如煤炭、石油、天然气等均是碳的存储形式。
此外，碳还是生命的基础，所有有机物都含有碳元素，因此碳也被称为有机化学的基础。
二、碳的同素异形体碳的同素异形体是指具有相同分子式但结构不同的有机化合物。
常见的碳同素异形体有链状异构体和环状异构体。
链状异构体是指由相同个数的碳原子组成，但它们的结构不同，如正丁烷和异丁烷。
环状异构体则是指由相同个数的碳原子形成一个或多个环状结构，如环己烷和苯。
三、碳的卤素衍生物卤素衍生物是指由碳链上的氢原子被卤素原子（氟、氯、溴、碘）取代的有机化合物。
卤素衍生物在生活中有着重要的应用，如医药、农药、染料等。
值得注意的是，随着卤素的原子序数逐渐增加，卤素衍生物的活性也逐渐下降。
四、碳的官能团官能团是指影响有机化合物化学性质的特殊原子团，常常决定了有机化合物的特性。
常见的官能团有羟基、醛基、酮基、羧基等。
官能团的引入可以增加有机化合物的性质多样性和反应活性，扩大了其应用领域。
五、碳的环状化合物环状化合物是指由碳原子形成一个或多个环状结构的有机化合物。
环状化合物有着特殊的稳定性和反应性质。
其中，芳香烃是含有苯环结构的有机化合物，具有良好的稳定性和饱和性。
芳香烃在许多领域有着重要的应用，如染料、涂料、医药等。
六、碳的生物化合物生物化合物是指存在于生物体内或由生物体合成的有机化合物。
生物化合物在我们日常生活中无处不在，如脂肪、蛋白质、糖类等。
碳族及其化合物知识归纳总结
碳族及其化合物知识归纳总结一、碳族元素结构和性质递变规律碳硅锗锡铅元素的非金属性和金属最高价氧化物对应的水二、碳和硅的化学性质比较三、CO2与SiO2的性质比较补记：1、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_____________的洗气瓶中。
（2）CO2（CO）：通过盛放_____________的硬质玻璃管中。
（3）CO2（O2）：通过盛有_____________的硬质玻璃管中。
（4）CO2（SO2）：通过盛有________或_______的洗气瓶中。
（5）CO2（HCl）：通过盛有_____________的洗气瓶中。
（6）CO2（H2S）：通过盛有_____________的洗气瓶中。
2、碳酸盐性质的一般规律（1）溶解性规律：碱金属的正盐的溶解度大于酸式盐（如：Na2CO3___NaHCO3）；碱土金属（第ⅡA族）的正盐溶解度小于酸式盐（如：CaCO3___Ca(HCO3)2）（2）稳定性：难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热不易分解；一般而言，稳定性大小顺序为正盐大于酸式盐。
（3）酸式盐与碱反应时产物要根据相对量判断。
如在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：Ca(HCO3)2+NaOH（少量）=Ca(HCO3)2+2NaOH（过量）=（4）CO32-，HCO3-的检验①CO32-的检验方法：向待检验溶液中滴加过量的BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加入稀HNO3，白色沉淀又溶解，且生成无色、无味气体，则测得溶液中有CO32-。
②HCO3-的检验方法：向待检验溶液中滴加过量的BaCl2溶液，若无明显现象，再向溶液中滴加足量的酸（如稀HNO3），溶液中逸出无色、无味的气体，则测得溶液中有HCO3-四、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：高温也能发生。
SiO22CSi++CO↑22. 非金属单质跟碱液作用一般无H放出，但Si却放出H2：2↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si 能与HF 作用： ↑+↑=+2424H SiF HF Si4. 非金属单质一般为非导体，但Si 为半导体。
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。
高一化学碳族元素及碳和碳的化合物通用版知识精讲
高一化学碳族元素及碳和碳的化合物通用版【本讲主要内容】碳族元素及碳和碳的化合物1. 碳及其化合物的性质；2. 碳族元素的性质及其递变规律【知识掌握】【知识点精析】一. 碳及其化合物的性质1. 碳单质的化学性质碳在常温下不活泼，但在高温下可与O2以及一些氧化物反应。
如： C +O22CO2 2C+O22COC+CO22CO，C+H2O CO+H2。
3CO+Fe2O33CO2+2Fe2. CO ：无色无味有毒气体，不溶于水，易燃烧，具有还原性。
（1）可燃性：2CO+O22CO2（2）还原性：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 CO+H2O CO2+H23. CO2：电子式，结构式O C O，CO2固态时称为干冰，大气中CO2含量过高会造成温室效应。
（1）酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性cO2+H2O H2CO3CO2+2NaOH Na2CO3+H2O; CO2+NaOH NaHCO3CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O， 2CO2+Ca（OH）2Ca（HCO3）2（2）弱氧化性C+CO22CO（3）其他2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2 CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3CO2+2NaClO+H2O Na2CO3+2HClO一氧化碳和二氧化碳的比较氧化物CO CO2物理性质无色、无味气体，难溶于水无色略带酸味气体，无毒能溶于水固态时俗称干冰化学性质①可燃性②还原性（与Fe2O3、CuO、H2O反应）③不成盐氧化物①不能燃烧②氧化性（与C、Mg的反应）③酸性氧化物实验室制法略CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃后再在火焰上面罩上沾有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊使澄清的石灰水浑浊工业制法C+H2O CO+H2CaCO3CaO+CO2↑4. 碳酸二元弱酸，酸性比HClO强、比CH3COOH弱；不稳定，易分解。
5. 碳酸盐＝（1）水溶性：酸式盐易溶于水，正盐除易溶于水外，其余不溶于水。
高一化学碳族元素
（J.J.Berzelius）在瑞典制得。
碳族元素的几种单质
锗(Ge) 主要性质和用途：
熔点为937.5 ℃,沸点为2 830 ℃，密度为5.323 g/cm3(20 ℃)。超纯锗是银白色、脆的类 金属元素。在空气和水中稳定， 不跟酸（硝酸除外）和碱反应。 用于半导体、合金和红外装置 用的特种玻璃。
碳族元素的几种单质
• 硅(Si)
• 性质：熔点为1410 ℃，沸点为2
355 ℃，密度为2.329 g/cm3(20 ℃)。超纯半导体晶体是蓝灰色， 用碳还原砂子得到的无定形硅为 黑色。不跟氧气、水、酸（HF除 外）反应，但溶于热碱。用于制 半导体、合金和聚合物。
• 用途：用于制半导体、合金和聚
合物。
巩固训练
• 1、下列各级物质中既不是同素异形体，又不是同位素的是
（C ） A 金刚石和石墨； B 37Cl和35Cl；
C H2和D2；
D O2和O3。
• 2、下列关于碳族元素性质的叙述正确的是（ B ）
①随原子序数的增加单质的熔点逐渐升高；②单质中硅的熔点
碳族元素
序言
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碳纳米管是目前人类制成的最细的管子，
其粗细不超过头发的万分之一。
绚丽多彩的碳材料--碳纳米管
• 科学家发现，碳纳米管具有强度高、韧性好、重量轻、性能稳定、
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高中化学58个考点精讲21、碳族元素.碳及其化合物1．复习重点1．碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价；2．碳族元素的性质及其递变规律；3．碳和硅的性质、用途。
2．难点聚焦3 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高温也能发生。
10. Na 2SiO 3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）俗称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。
②.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.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。
⑤. SiO 2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H 2SiO 3。
⑥. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO 2的却很高。
⑦. 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO 2能跟HF 作用：↑+↑=+24224H SiF HF SiO⑧. 无机酸一般易溶于水， 却难溶于水。
⑨. 因H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3，所以在Na 2SiO 3溶液中通入CO 2能发生下列反应：32322232CO Na SiO H O H CO SiO Na +↓=++，但在高温下↑++232232CO SiO Na SiO CO Na 高温4 硅与碱溶液的反应特点硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学方程式：↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si进行分析，似乎NaOH 和O H 2都是氧化剂，其实不然。
上述反应实际分两步进行↑+∆+244224H SiO H O H Si ①O H SiO Na NaOH SiO H 2324432+=+ ②其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应。
合并①②两式得总反应方程式。
其中NaOH 既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物、起氧化作用的只是H 2O 。
所以H 2O 是①式的氧化剂，也是总反应的氧化剂。
为表示反应的实质（或要求标出电子转移方向和数目时），可写成：O H H SiO Na O H NaOH Si 223223242+↑+=++11．碳及其化合物的知识网络硅及其化合物的知识网络3．例题精讲 C a (H C O 3)2 CO 2 CaCO 3 C 2CO 有机物NH 4HCO 3 CH 4 H 2CO 3 Na 2CO 3 NaHCO 3 不完全燃烧 O 2(不足) O 2 (不足) ①O 2 ②CuO 炽 热的碳NH 3·H 2O O 2 (点燃)△ H 2O CaO Mg (点燃)NaOH H 2O NaOHH ＋ C a (O H )2 ①高温②H + Ca 2＋ CO 2 、H 2O △ C a (O H )2 CO 2 (水)①OH ― ②加热2SiO 3 CO 2,H 2O NaOH H 2SiO 3 2 CaSiO 3 H 4SiO 4Cl 2 (3 ①CaO(△) ②CaCO 3 (△) Ca 2＋ -H 2O[例1]下列关于碳族元素的说法正确的是 [ ]A．单质都是无色晶体B．单质中硅单质熔点最高C．碳族元素形成的化合物种类最多D．在化合物中最稳定的化合价都是+4价分析：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F2→I2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。
答案：C[例2] 通过硅、磷、硫、氯与氢气反应的情况及氢化物的稳定性说明它们非金属性的强弱，并用原子结构理论加以解释。
分析：元素非金属性越强，越容易与氢气发生反应，生成的气态氢比物越稳定。
比较硅、磷、硫、氯与氢气反应的难易程度，就可以得知它们非金属性的强弱。
答案：硅只有在高温下才能跟氢起反应生成气态氢化物SiH4。
磷的蒸气和氢气能起反应生成气态氢化物PH3，但相当困难。
在加热时硫蒸气能跟氢气化合生成气态氢化物H2S。
氯气跟氢气在光照或点燃时就能发生爆炸而化合，生成气态氢化物HCl。
这几种氢化物稳定性由小到大的顺序是：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl。
由以上事实可知非金属性由弱到强的顺序是Si＜P＜S＜Cl。
根本原因在于：硅、磷、硫、氯核外电子层数相同，随原子序数的递增最外层电子数逐渐增加，原子半径递减，核对外层电子引力增强，元素的非金属性也就逐渐增强。
[例3] 最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说法正确的是 [ ]A．C60是一种新型的化合物B．C60和石墨都是碳的同素异形体C．C60中含离子键D．C60的式量是720分析：足球烯C60是课本正文中未曾学到过的，但只要明确单质、化合物、同素异形体、化学键、式量的概念，对各选项进行认真辩析，不难作答。
C60是由同种元素（碳）组成的纯净物，属于单质；碳原子之间以共价键相结合；C60和石墨都是由碳元素形成的不同单质，都是碳的同素异形体，C60的式量=12×60=720。
解题方法为概念辩析法。
答案：BD[例4] 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 [ ]。
A．X是非金属元素B．X的+2价化合物比+4价化合物稳定分析：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XO比XO2稳定。
X4+离子另得电子变成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。
答案：BC[例5]近年来，科学家在氦的气氛中给石墨电极通电，石墨挥发，在其挥发的黑烟中发现了C60，它与金刚石互称①。
它是一种具有空心类似足球状结构的新分子，碳原子之间存在②键，它的摩尔质量是③，而金刚石是一种④结构的⑤晶体，碳原子间通过⑥键结合，含有碳原子构成的环，则最小环上有⑦（填数字）个碳原子，每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是⑧（填角度）。
分析：从C60分子组成便知，它是由碳元素组成的一种单质，与金刚石互为同素异形体。
在分子中，碳原子与碳原子之间以共价键结合，它的摩尔质量可由化学式求，即12×60＝720g/mol。
金刚石是一种正四面体型空间网状结构，晶体中一个碳原子位于正四面体中心，四个碳原子以共价键与它结合，分别位于正四面体的四个顶点上。
形成最小的环，含的碳原子数必须通过平时分析教材中插图或模型而知，键角为109°28′。
本题着重考学生同素异形体概念及培养三维空间思维能力。
答案：①同素异形体②共价③720g/mol④空间网状⑤原子⑥共价⑦6⑧109°28′。
[例6]二氧化硅的熔沸点较高的原因是 [ ]A．二氧化硅中，硅氧原子个数之比为1∶2B．二氧化硅晶体是立体网状的原子晶体C．二氧化硅中，SI-O键的键能大D．二氧化硅晶体中原子以共价键相结合分析：此题难度不大，但涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。
二氧化硅熔沸点较高的原因，是由于其晶体里SI-O键的键能很高，并形成了一种立体网状的原子晶体，熔融它需消耗较多的能量。
所以，本题应选B、C两个选项。
答案：BC[例7]下列说法正确的是 [ ]A．二氧化硅溶于水显酸性B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸分析：此题是关于硅及其化合物性质的选择题，宜采用筛选法。
A．SiO2很难溶于水，无法显酸性。
B．原硅酸酸性比碳酸弱，CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）会发生强酸制取弱酸的复分解反应：Na2SiO3＋2H2O＋CO2==Na2CO3＋H4SiO4↓C．高温时如下反应可以进行：SiO2＋Na2CO3==Na2SiO3＋CO2↑但因为CO2成气态逸出，并不说明硅酸比碳酸强，硅酸和碳酸酸性强弱的比较是指在水溶液中的情况。
D．SiO2可以溶于氢氟酸中，这是SiO2的一个重要特性。
SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O 答案：B[例8]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．①③②B．②③①C．③①②D．②①③分析：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＜C—Si键＜Si—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。
答案：A[例9]物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸，硝酸等强酸。
A与纯碱熔融反应，生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通过B的溶液中，则得到化合物D；D在干燥空气中转变为化合物E；将E加热又得到化合物A。
试写出A、B、C、D、E的化学式：A____、B____、C____、D____、E____。
分析：此题应根据对实验现象的分析，得出结论。
A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物，它能与纯碱熔融反应，而且放出气体C，可初步判断A可能是SiO2，B可能是Na2SiO3，C可能是CO2。
若把CO2通过Na2SiO3溶液中，会得到胶状沉淀H4SiO4，H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3，H2SiO3只有加热才能生成SiO2。
这些都是与题目所给出的实验现象相符合，这就证实A确实是SiO2。
A判断出来了，其它物质的推断就迎刃而解。
答案：A：SiO2、B：Na2SiO3、C：CO2、D：H4SiO4、E：H2SiO3[例10]下列关于二氧化硅的说法是否正确？简释理由。
A．二氧化硅分子是由1个硅原子和两个氧原子构成；B．二氧化硅又叫硅酐；C．二氧化硅与水化合生成对应水化物硅酸；D．二氧化硅为酸酐与碱反应不与酸反应；E．二氧化硅与碳酸钠反应生成CO2，所以硅酸酸性比碳酸强。
分析：判断是非题，一般属于概念性知识多，判断的正确率决定于掌握知识的正确性和完整性。