第15章碳族元素

第十五章碳族元素

一、选择题

1 下列金属单质中，熔点最低的是（）

a. Cu

b. Zn

c. Na

d. Ga

2 下列物质在水中溶解度最小的是: （）

a. Na2CO3

b. NaHCO3

c. Ca(HCO3)2

d. KHCO3

3 与Na2CO3溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是: （）

a. Al3+

b. Ba2+

c. Cu2+

d. Hg2+

4 下列物质中还原性最强的是: （）

a. GeH4

b. AsH3

c. H2Se

d. HBr

5 下列金属中，与硝酸反应得到产物价态最高的是: （）

a. In

b. Tl

c. Sb

d. Bi

6 下列化学式中代表金刚砂的是: （）

a. Al2O3

b. CaC2

c. SiO2

d. SiC

二、填空题

1 溶解度：Na2CO3——NaHCO3，其原因为————。

2 Pb3O4俗称——，与HNO

3 作用时，铅有——生成，有——生成。

3 将HClO4, H2SiO4, H2SO4, H3PO4按酸性由高到低排列顺序为——。

4 硼砂的化学式为，其为——元碱。

5 水玻璃的化学式为——，硅酸盐水泥的主要成分是——。

三、解答题：

1 碳和硅为同族元素，为什么碳的氢化物种类比硅的氢化物种类多得多？

答：碳在第二周期，硅位于第三周期，C 的半径比Si 的半径小得多，同时，C 的电负性比Si 大，使C—C 键比Si—S 健，C—H 键比Si—H 键的健能大得多。C 可形成稳定的长链化合物而S 则不能。另外，由于C 的半径小而使p 轨道能够重叠形成C—C 多重健而Si—Si 则很难。

2 为什么CCl4遇水不水解，而SiCl4, BCl3, NCl3却易水解？

答：C 为第二周期元素只有2s、2p 轨道可以成键。最大配位数为4，CCl4无空轨道，不可以接受水的配位，因而不水解。S i为第三周期元素，形成SiCl4后还有空的3d 轨道，

d 轨道接受水分于中氧原子的孤对电子，形成配位键而发生水解。BCl3分子中，B

虽无空的价层d 轨道，但B 有空的p 轨道，可以接受电子对因而易水解。NCl3 无

空的d 轨道或空的p 轨道，但分子中N 原子尚有孤对电子可以向水分子中氢配位

而发生水解。

3 硅单质虽可有类似于金刚石结构，但其熔点、硬度却比金刚石差得多，请解释原答：Si 和C 单质都可采取sp3 杂化形成金刚石型结构，但Si 的半径比C 大得多，因此Si—Si 键较弱, 键能低，使单质硅的熔点、硬度比金刚石低得多。

4 如何配制SnCl2溶液?

答：将SnCl2加入一定量水中充分搅拌后，再边搅拌边滴加稀盐酸至沉淀消失后并稍过量。再加少许锡粒。加入过量的盐酸是为抑制SnCl2 的水解。向配好的溶液中加少量Sn 粒，防止SnCl2被氧化。

碳族元素专题

第三讲碳族元素 1.碳族元素 （1）碳族元素位于周期表的第族，包括C、Si、Ge、Sn、Pb等五种元素，其原子的最外电子层上都有个电子。在化学反应中，碳族元素的原子电子既难得到电子，又难电子，因此，碳族元素难以形成离子化合物，容易形成化合物。（2）碳族元素的最高正化合价是价，最低负化合价是价，其化合价的特点是最高正化合价与最低负化合价的绝对值。碳族元素（用R表示）的气 态氢化物可表示为RH 4，最高价氧化物的化学式可以表示为R0 2 ，其对应水化物可表示为 价或。其他常见的价态还有＋2价等。 2.硅及其化合物 （1）硅在地壳中的含量仅次于，居第二位。在自然界中，没有态的硅，只有以化合态存在的硅，如二氧化硅、硅酸盐等，是构成矿物和岩石的主要成分。（2）单质硅有和两种。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似于，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，是良好的材料。在工业上，用在高温下还原的方法可制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为。将粗硅提纯后，可以得到高纯硅。 （3）在常温下，硅的化学性质不活泼，除、和外，硅不与其他物质如氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应；在加热的条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时研细的硅粉在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热，反应式为。 （4）硅的用途非常广泛，作为良好的半导体材料，硅可以用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池。此外，硅的合金用途也很广，如含硅4%（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15%（质量分数）左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。 （5）天然Si0 2也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。Si0 2 是氧化物，常温时化学性 质不活泼，除外Si0 2 也不与一般的强酸反应，但能与反应，烧碱溶液不能放在带玻璃塞的试剂瓶中，其原因是（用化学方程式表示）； 高温时，Si0 2能与碱性氧化物反应，如Si0 2 跟CaO反应的化学方程式为。 （6）二氧化硅对应的水化物是或。但二氧化硅不能和水反应，硅酸只能通过与酸反应制取。硅酸不溶于水，是一种弱酸，其酸性比碳酸还弱。说明这一结论的化学方程式为： （7）石英的主要成分是。较纯净的石英可以用来制造石英玻璃。透明的石英晶体就是水晶，水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。玛瑙是含有杂质的，它可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。二氧化硅的用途很广泛，目前已被广泛使用的高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。 3.硅酸盐工业、无机非金属材料 （1）硅酸盐材料是以含硅物质为原料，经加热制成的，如水泥、、等，在生产、生活中有着广泛的应用。 （2）水泥以和为原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入石膏，并研成细粉就得到普通水泥。普通水泥的主要成分是、硅酸二钙、等。水泥具有水硬性，是非常重要的建筑材料。水泥、沙子和水的混合物叫做水泥砂浆，水泥、

第15章碳族元素

第15章 碳族元素习题 1．选择题 15-1 在下列物质中，熔点最高的是……………………………………………..( ) （A ）4SiF （B ）4SnCl （C ）3AlCl （D ）KCl 15-2 下列物质中热稳定性最高的是…………………………………………….( ) （A ）23)Mg(HCO （B ）3MgCO （C ）32CO H （D ）3CaCO 15-3 能与碳酸钠溶液作用，生成沉淀，而此沉淀又能溶于氢氧化钠溶液的是( ) （A ）3AgNO （B ）2FeCl （C ）3AlCl （D ）23)Ba(NO 15-4 下列化合物中，不水解的是……………………………………………….( ) （A ）4SiCl ； （B ）4CCl ； （C ）3BCl ； （D ）5PCl 15-5 下列各对物质中，中心原子的轨道杂化类型不同的是………………….( ) （A ）4CH 与4SiH ； （B ）+O H 3与3NH ； （C ）4CH 与+ 4NH ； （D ）4CF 与4SF 。 15-6 下列物质在水中溶解度最小的是………………………………………….( ) （A ）32CO Na ； （B ）3NaHCO ； （C ）3CaCO ； （D ）3KHCO 15-7 下列分子中，偶极矩不为零的是………………………………………….( ) （A ）3BCl ； （B ）4SiCl ； （C ）5PCl ； （D ）2SnCl 。 15-8 与32CO Na 溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是…………………………..( ) （A ）+3Al ； （B ）+2Ba ； （C ）+2Cu ； （D ）+Ag 15.9 碳化铝固体与水作用产生的气体是……………………………………….( ) （A ）22H C ； （B ）COOH CH 3; （C ）2CO ； （D ）4CH 15-10 下列物质中还原性最强的是…………………………………………( ) （A ）4GeH ； （B ）3AsH ； （C ）Se H 2； （D ）HI 15-11 能与CO 生成较稳定配合物的是…………………………………..( ) （A ）Fe 3+； （B ）Fe 2+； （C ）Fe ； （D ）Mg 2+

碳族和硼族元素练习

碳族和硼族元素练习 一、选择题 ( 共17题 34分 ) 1. (7643)与Na 2CO 3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是……………………（ ） (A) Mg 2+，Al 3+，Co 2+，Zn 2+ (B) Fe 3+，Co 2+，Ni 2+，Cu 2+ (C) Mg 2+，Mn 2+，Ba 2+，Zn 2+ (D) Mg 2+，Mn 2+，Co 2+，Ni 2+ 2. (7462)下列说法不正确的是…………………………………………………………… （ ） (A) SiCl 4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟” (B) NF 3因会水解，不能与水接触 (C) SF 6在水中是稳定的 (D) PCl 5不完全水解生成POCl 3 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是……………………………………………（ ） (A) PbSO 4 + H 2O = PbO 2 + 4H + + SO -24+ 2e (B) Pb + SO -24 = PbSO 4 + 2e (C) PbSO 4 + 2e = Pb + SO -24 (D) PbO 2 + 4H + + SO - 24 + 2e = PbSO 4 + 2H 2 O 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO 2(s) + 2H 2(g)Sn(s) + 2H 2O(g) K c = CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g) K c = 因此下列反应SnO 2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO 2(g) 的K c 值………………………（ ） (A) (B) (C) (D) 5. (7476)分离SnS 和PbS ，应加的试剂为…………………………………………………（ ） (A) 氨水 (B) 硫化钠 (C) 硫酸钠 (D) 多硫化铵 6. (7475)鉴别Sn 4+和Sn 2+ 离子，应加的试剂为……………………………………………（ ） (A) 盐酸 (B) 硝酸 (C) 硫酸钠 (D) 硫化钠(过量) 7. (7466)下列分子中，C 与O 之间键长最短的是…………………………………………（ ） (A) CO (B) Ni(CO)4 (C) CO 2 (D) CH 3COOH 8. (7363)将过量SiF 4通入NaOH 溶液中，主要产物是……………………………………（ ） (A) H 4SiO 4，NaF (B) Na 2SiO 3，NaF (C) Na 2SiO 3，Na 2SiF 6 (D) SiO 2，HF 9. (4370)下列说法不正确的是………………………………………………………… （ ） (A)HCO 3- 可通过氢键形成双聚离子 (B) NaHCO 3的热稳定性不如NaCO 3高 (C) BeCO 3在热水中就可发生分解 (D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO 32- 的几何构型是……………………………………………………… （ ） (A) 平面三角形 (B) 三角锥形 (C) T 形 (D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na 2S 溶液生成硫代酸盐的是…………………………（ ） (A) SnS (B) SnS 2 (C) PbS (D) Bi 2S 3 12. (1456) 试判断 Ge 、Sn 、Pb 分别与浓HNO 3作用时，正确的说法是………………（ ） (A) 三元素都被氧化成 +2价 (B) 三元素都被氧化成 +4价 (C) Ge 和Sn 被氧化成 +4价，但Pb 却被氧化成 +2价 (D) Ge 被氧化成 +4价，但Sn 和Pb 只却被氧化成 +2价 13. (1451) IVA 族元素从Ge 到Pb ；下列性质随原子序数的增大而增加的是…………（ ） (A) +2氧化态的稳定性 (B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点 (D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在B 2分子中存在的化学键是………………（ ）

碳族元素知识点

碳族元素 13.1 碳族元素通性 周期表中第ⅣA族包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）五种元素，统称碳族元素。其中碳（C）、硅（Si）是非金属元素，锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）是金属元素。本族元素基态原子的价电子层结构是ns2np2，主要氧化数+4和+2。 碳原子的价电子层结构是2s22p2，在化合物中一般多显+4，也可显+4到-4之间的任意氧化数。在化合物中，C能以sp、sp2、sp3杂化轨道相互结合或与其他原子结合。C-C、C-H、C-O键的键能大，稳定性高，奠定了含碳有机物结构复杂、数量庞大的基础。 硅原子的价电子层结构是3s23p2，化合物中一般显+4价。Si-Si键不稳定，但硅氧键很稳定，所以硅的化合物中硅氧键占很大比例。锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）中，随着原子序数的增大，稳定氧化态逐渐由+4变为+2，这是由于ns2电子对随n的增大逐渐稳定的结果。 锡一般以+2价的形式存在于离子化合物中。铅则以+4价氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中。+4价的铅由于惰性电子对效应，具有很强的氧化性。 碳主要以煤、石油、天然气等有机物存在。硅主要以硅酸盐的形式存在于土壤和泥沙中，自然界也存在石英矿。碳、硅在地壳中的丰度分别为0.023%，25.90%，碳是组成生物界的主要元素，硅是组成地球矿物界的主要元素。硅在地壳中的含量仅次于氧，分布很广。硅有很强的亲氧性，自然界中基本不存在游离态的硅，一般以硅的含氧化合物，如SiO2、硅酸盐等形式存在。锗、锡、铅主要以硫化物和氧化物的形式存

在。． 13.2 碳及其化合物 单质 碳有三种同素异形体金刚石、石墨、和球碳。 金刚石：具有四面体结构。每个碳以sp杂化，与相邻四个3 金刚石晶体中碳碳键很碳原子结合成键，是典型原子晶体。没有自由电子金刚所有价电子都参与了共价键的形成，强，主要用而且不导电。石硬度最大，在所有单质中熔点最高，它还用于制作首饰等高档装于制造钻探用钻头和磨削工具，饰品。σ3个碳原子形成杂化轨道与相邻的的石墨：具有层状结构。层内每个碳原子都是以sp2轨道相互平行重叠，形p轨道，在同层中与相邻

第16章 碳族元素习题解答

第16章 碳族元素习题解答 1．下图为碳元素部分不同存在形态物质之间的转化图，请写出具体的反应方程式。 解 4 CO(g ) + Ni(s ) → Ni(CO)4(g ) CO(g ) + Cl 2(g ) → COCl 2(g ) CO(g ) + S(s ) → COS(g ) HCOOH(l ) ?? →?42SO H CO(g ) + H 2O(l ) CO 2(g ) + 2 Ca(s ) → C(s ) + 2 CaO(s ) 2 CO(g ) + O 2(g ) → 2 CO 2(g ) CO(g ) + 2 H 2(g) ?? →?catalyst CH 3OH(l ) 2 C(s ) + O 2(g ) → 2 CO(g ) C(s ) + O 2(g ) → CO 2(g ) Na 2C 2(s ) + 2 H 2O(l ) → 2 NaOH(aq ) + C 2H 2(g ) 2 C 2H 2(g ) + 5 O 2(g ) → 4 CO 2(g ) + 2 H 2O(l ) Al 4C 3(s ) + H 2O(l ) → 3 CH 4(g ) + 4 Al(OH)3(s ) CH 4(g ) + 2 O 2(g ) → CO 2(g ) + 2 H 2O(l ) CH 4(g ) + 4 S(l ) → CS 2(g ) + 2 H 2S(g ) CS 2(g ) + 3 Cl 2(g ) → CCl 4(g ) + S 2Cl 2(l ) CS 2(g ) + S 2Cl 2(l ) → CCl 4(g ) + 6 S(s ) CH 4(g ) + NH 3(g ) → HCN(g ) + 3 H 2(g ) HCN(aq ) + H 2O(l ) → H 3O +(aq ) + CN -(aq ) Ca(OH)2(aq ) + CO 2(g ) → CaCO 3(s ) + H 2O(l ) CaCO 3(s ) + 2 HCl(aq ) → CaCl 2(aq ) + H 2O(l ) + CO 2(g ) CaCO 3(s ) + H 2O(l ) + CO 2(g ) → Ca(HCO 3)2(aq )

碳族元素性质

碳族元素 1、碳族元素的通性 碳原子结构及特性 碳族元素中，碳、硅是非金属，其余三种是金属，由于硅、锗的金属性和非金属性均不强，也有人称其为“准金属”。 碳族元素的外层电子构型为ns 2np2 碳族元素的基本性质 碳族元素的电负性大，要失去价电子层上的1-2 个p 电子成为正离子是困难，它们倾向于将s 电子激发到p 轨道而形成较多的共价键，所以碳和硅的常见氧化态为+IV。 第一电离能在同组元素中，由上而下随着原子半径的增大，电离能减小，元素的金属性依次增强。 电子亲和能在同族元素中，自上而下原子半径逐渐增大，原子核对外来电子的吸引力逐渐减弱，自上而下，电子亲和能呈减小趋势。可能是Sn 的原子半径相对较小，外层电子云的密度小，对外来一个电子的排斥作用反而比Ge 大，因而得到一个电子放出的的能量较大。

金刚石，晶体硅都为原子晶体，锗、锡、铅都为金属晶体。 碳元素的性质 碳的成键特征 ①以sp、sp2、sp3 三种杂化态与H、O、Cl、N 等非金属原子形成共价化合物，C—C、C—H、C—O 键的键能分别为331 KJ·mol-1、415 KJ·mol-1、343 KJ·mol-1, 键能越大，稳定性越高。因此，C、H、O 三种能形成数百万种的有机化合物，其中碳的氧化数从+4 变到-4 ②以碳酸盐的形式存在。硅的成键特征 ①以硅氧四面体的形式存在，如石英和硅酸盐矿中。 ②Si—Si、Si—H、Si—O 键的键能分别为197 KJ·mol-1、320 KJ·mol-1、386 KJ·mol-1，除Si—O 键，前两者的键能分别小于C—C、C—H，因此Si、H、O 虽可以形成一些类似于C、H、O 形成的有机物，但数量有限 碳和硅可以用sp、sp2和sp3杂化轨道形成1 到4 个σ键，但Si sp 和sp2态不稳sp、定。碳的原子半径小，还能形成pπ—pπ键，所以碳能形成多重键碳的原子半径小， 锡铅的成键特征 ①以+2 氧化态的形式存在于离子化合物中 ②以+4 氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中。其中由于ns 电子对随n 增大（惰电子效应），铅在化合物中呈+2 氧化态的趋势增强，因此+4 氧化态的铅具有强的氧化性。

碳族元素

第十四章 碳族元素 Chapter 14 The Carbon Family Elements Carbon (C) Silicon (Si) Germanium (Ge) Stannum (Sn) Plumbum (Pb) §14-1 碳及其化合物 Carbon and its Compounds 一、General Properties 1．根据σ键的数目，碳可采取sp 、sp 2、sp 3杂化，其最大配位数为4 2．由于碳—碳单键的键能特别大，所以C －C 键非常稳定,具有形成均键(homochains)的 倾向 C －C N －N O －O F －F E (kJ·mol -1) 374 250 210 159 实 例 H 3C －CH 3 H 2N －NH 2 HO －OH 从碳到氮的单键键能的突减，是由于N 2分子中氮原子之间非键电子对排斥的缘故。 二、The Simple Substance 1．在第二周期中，氟、氧和氮都以双原子分子存在：F 2、O 2和N 2；而碳存在多聚物，其理由为：O 2和N 2的多重键要比σ单键（均键）强得多 如： , E (kJ·mol -1) 494 ＞ 210 + 210 , 946 ＞ 250 + 250 而： E (kJ·mol -1) 627 ＜ 374 + 374 即C 2分子中的多重键比均链中的两个σ单键之和小，所以碳往往形成多原子均键，虽然在星际空间存在有C 2(g)分子。 2．Allotropes: diamond 、graphite 、fullerene (C 60、C 70)、carbin (carbon fibers) (1) 熵 S carbin ＞S graphite ＞S diamond (2) d C-C (nm): diamond ＞ graphite ＞ benzene ＞ ethylene ＞ carbin ＞ acethylene (3) C graphite → C diamond ?r H m ＞0，?r S m ＜0 根据平衡，需要高压Pa 100.1106109?-?，(because of the insignificant reduction of volume)，升高温度不利于平衡的移动，但为了达到该过程可以接受 的速率，反应温度大约在2000℃，近来已发明一种低压生产金刚石的方法：把金刚石晶种（seed ）放在气态碳氢化合物（甲烷methane ，ethane ）中，温度升高到1000℃，可以得到金刚石粉末或者crystal whiskers (4) C 60 由12个正五边形和20个正六边形组成，每个碳原子以sp 3、sp 2杂化轨道与 相邻的三个碳原子相连，使∠CCC 小于120?而大于109?28'，形成曲面，剩余的p 轨道在C 60球壳的外围和内腔形成球面π键，从而具有芳香性。 O N N N N N C C C C C O O O

无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1)

第十五章 碳族元素 1．碳单质有哪些同素异形体？其结构特点及物理性质如何？ 答：碳单质有三种同素异形体：石墨，金刚石和C 60。结构分为层状，网状和球状，见教材p730-732。物理性质主要是石墨能导电，金刚石硬度大，C 60有超导性。 2．实验室里如何制取二氧化碳气体？工业如何制取二氧化碳气体？ 答：实验室法：O H CO CaCl HCl 2CaCO 2223+↑+=+ 工业法： CaCO 3 CaO CO 3．图15－6中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。 答：是一种必然。 在Ellingham 图中，以ΔrG θ=ΔrH θ－TΔrS θ作ΔrG θ－T 图，斜率为ΔrS θ，截距为ΔrH θ。 反应：22CO O C =+ ΔrS θ≈ 0，所以为一直线 反应：22CO 2O CO 2=+ ΔrS θ< 0，直线上斜 反应：CO 2O C 22=+ ΔrS θ> 0，直线下斜 所以三线相交于一点是必然的。 3.分别向0.20mol·dm -3的Mg 2+和Ca 2＋的溶液中加入等体积的0.20mol·dm -3的Na 2CO 3溶液，产生沉淀的情况有何不同，试讨论其规律性。 答：有CaCO 3沉淀，也有MgCO 3沉淀。 沉淀： CaCO 3 MgCO 3 Mg(OH)2 K sp 2.9×10－9 3.5×10－8 1.8×10－11 溶液中122L mol 1.02 1 20.0]Mg []Ca [-++?=?== 加入Na 2CO 3后溶液浓度为0.1mol/L 。 溶液中- 23CO []计算： 31[] 4.2210OH mol L ---= = = =?? ∵ -- +=+OH HCO O H CO 32_23 0.1-x x x

碳族元素和硼族元素

碳族元素和硼族元素 第1题(共6分) 实验室制备少量硅一般采用镁粉还原SiO2的方法，然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂质。某同学在进行上述操作时，在制得的产品中加HCl洗涤时突然起火。 (1)请用化学方程式解释： ①稀盐酸洗涤产品可除去哪些主要杂质? ②为什么加HCl洗涤时突然起火? (2)请设计一个实验来验证你的解释。(不必画出装置图，也不必指出具体化学药品，不要写方程式，只要 简明指出方法。) 1．(共6分) (1) ① 2HCl+MgO H2O+MgCl2 2HCl+Mg H2↑+MgCl2 ② SiO2+4Mg Mg2Si +2MgO Mg2Si+4HCl SiH4+2MgCl2 SiH4+2O2SiO2+2H2O (2) 在N2保护下(或惰性气体)，对硅烷气体进行检验。 SiH4+2KMnO4H2+K2SiO3+2MnO2↓+ H2O (不要求) (方程式各1分，检验1分) 第2题(8分) C60的发现开创了国际科学的一个新领域，除C60分子本身具有诱人的性质外，人们发现它的金属掺杂体系也往往呈现出多种优良性质，所以掺杂C60成为当今的研究热门领域之一。经测定C60晶体为面心立方结构，晶胞参数a=1420pm。在C60中掺杂碱金属钾能生成盐，假设掺杂后的K+填充C60分子堆积形成的全部八面体空隙，在晶体中以K+和C60－存在，且C60－可近似看作与C60分子半径相同的球体。已知C的范德华半径为170pm，K+的离子半径133pm。 11-1 掺杂后晶体的化学式为；晶胞类型为； 如果为C60－顶点，那么K+所处的位置是；处于八面体空隙中心的K+到最邻近的C60－中心的距离是pm。 11-2 实验表明C60掺杂K+后的晶胞参数几乎没有发生变化，试给出理由。 11-3 计算预测C60球内可容纳的掺杂原子的半径。 第11题(8分) 11-1 KC60面心立方晶胞体心和棱心710pm (各1分,共4分) 11-2 C60分子形成面心立方最密堆积,由其晶胞参数可得C60分子的半径：

碳族元素-教案

第1-3课时 教师活动学生活动设计意图【提问】有人提出：现代化学 是以碳和硅为首的化学，你知道哪些有关碳和硅及其化合物的知识？（见附1）举例。 引入课题， 激发学生求知 欲。 【板书】 第一节碳族元素 一、碳族元素 1．结构特点 【提问】画出C、Si的原子结构示意图和电子式，比较它们的相似与不同。 【讲解】对学生的回答给予正确的评价，重复正确答案后板书。 【板书】相似点：最外层4e。 不同点：核电荷数、电子层数、 原子半径。一学生到黑板板书，其 余在笔记本上写。 比较C、Si原子结构的异同。 使学生明确碳 族元素原子结构特点。 续表 教师活动学生活动设计意图 【板书】2．性质变化规律 指导学生阅读课本1～2页，总结规律，填写下表： 【投影】（见附2） 【组织讨论】从物质结构角度分析金刚石比晶体硅的熔点高的原因？ 阅读课文，总结规律， 填表。 讨论后回答： 都为原子晶体，但碳原 子半径比硅的小，碳原子间 键长比硅的短，键能比硅的 大，所以熔点高。 认识碳族 元素，掌握碳族 元素原子结构 与性质变化的 关系。 明确物质 结构与物理性 质的关系。 【讲解】下面我们通过实 验比较碳和硅的非金属性强弱。 【实验】Mg2Si和盐酸反应 【板书】 观察、比较硅烷、甲烷 的稳定性，确定非金属性碳 比硅强。 比较硅烷 和甲烷的稳定 性，验证非金属 性碳比硅强。

Mg2Si+4HCl=SiH4↑ +2MgCl2 SiH4+2O2=SiO2+2H2O （自然） 【展示】金刚石、石墨图 片，C60结构图片，硅、锡、铅实物样品。【讲解】碳族元素从上到下由非金属递变为金属的趋势非常明显。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4价稳定，而+4价的Pb有强氧化性，Pb 的+2价稳定。观察、记忆： C、Si：非金属 Ge：金属性比非金属 性强 Sn、Pb：金属 直观了解碳族元素。 【板书】 二、碳及其化合物的性质【讲解】碳族元素的代表 物之一——碳及其化合物的知识我们已经学习过一部分，下面分别讨论和总结：CH4、C、CO、CO2的氧化性和还原性——从碳的化合价分析；CO2、Na2CO3的化学性质——从物质类别分析。【投影小结】（见附3）分组讨论、总结： 一组：CH4、C 二组：CO、CO2 三组：Na2CO3 （举出反应实例） 总结碳及 其无机化合物 性质。 续表 教师活动学生活动设计意图 【实验】将CO2通入澄清石灰水中，当出现大量沉淀时暂停实验。 继续通入CO2至沉淀完全溶解。练习：将a mol CO2通入含b mol Ca(OH)2的澄清石灰水中，讨论a∶b为何值时： 产物为CaCO3、H2O______ 产物为Ca(HCO3)2______ 产物为CaCO3、Ca(HCO3)2、观察，写出有关化学方程式：CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O 观察，写出有关化学方程式： CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2 （一学生黑板板书） 练习、讨论。 a∶b=1∶1 a∶b=2∶1 1∶1＜a∶b＜2∶1 使学生明确CO2与碱反应可以得到正盐或酸式盐。定量讨论CO2与碱反应。

无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1)

无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1) https://www.wendangku.net/doc/ea2706647.html,work Information Technology Company.2020YEAR

第十五章 碳族元素 1．碳单质有哪些同素异形体其结构特点及物理性质如何 答：碳单质有三种同素异形体：石墨，金刚石和C 60。结构分为层状，网状和球状，见教材p730-732。物理性质主要是石墨能导电，金刚石硬度大，C 60有超导性。 2．实验室里如何制取二氧化碳气体工业如何制取二氧化碳气体 答：实验室法：O H CO CaCl HCl 2CaCO 2223+↑+=+ 工业法： CaCO 3 CaO CO 3．图15－6中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。 答：是一种必然。 在Ellingham 图中，以ΔrG θ=ΔrH θ－TΔrS θ作ΔrG θ－T 图，斜率为ΔrS θ，截距为ΔrH θ。 反应：22CO O C =+ ΔrS θ≈ 0，所以为一直线 反应：22CO 2O CO 2=+ ΔrS θ< 0，直线上斜 反应：CO 2O C 22=+ ΔrS θ> 0，直线下斜 所以三线相交于一点是必然的。 3.分别向·dm -3的Mg 2+和Ca 2＋的溶液中加入等体积的·dm -3的Na 2CO 3溶液，产生沉淀的情况有何不同，试讨论其规律性。 答：有CaCO 3沉淀，也有MgCO 3沉淀。 沉淀： CaCO 3 MgCO 3 Mg(OH)2 K sp ×10－9 ×10－8 ×10－11 溶液中122L mol 1.02 120.0]Mg []Ca [-++?=?== 加入Na 2CO 3后溶液浓度为L 。 溶液中- 23CO []计算：

硼族和碳族元素习题

一、选择题 1 硼的独特性质表现在: (D) (A) 能生成正氧化态化合物如BN,其它非金属则不能 (B) 能生成负氧化态化合物,其它非金属则不能 (C) 能生成大分子 (D) 在简单的二元化合物中总是缺电子的 2 二氧化硅: (A) (A) 与NaOH共熔反应生成硅酸钠(B) 是不溶于水的碱性氧化物 (C) 单质是分子晶体,与CO2晶体相似(D) 属AB2型的化合物,晶体结构属CaF2型 3 CO与金属形成配合物的能力比N2强的原因是: (D) (A) C原子电负性小易给出孤对电子 (B) C原子外层有空d轨道易形成反馈键 (C) CO的活化能比N2低 (D) 在CO中由于C-←O+配键的形成,使C原子负电荷偏多,加强了CO 与金属的配位能力 6 下列无机酸中能溶解酸性氧化物SiO2的是: (C) (A) HCl (B) H2SO4(浓) (C) HF (D) HNO3(浓) 7 下列元素性质最相似的是: (A) (A) B和Al (B) B和Si (C) B和Mg (D) B和C 二、简答题: 1 为什么SiCl4水解而CCl4不水解? 要点：SiCl4具有空的3d轨道可接受H2O:中的孤电子对而水解，CCl4无空的价轨道不能接受H2O:中的孤电子对，因此不能水解. 2 为什么说H3BO3是一个一元弱酸? 要点：H3BO3是一个一元弱酸，它的酸性是由于B的缺电子性而加合了来自H2O中氧原子上的孤电子对成配键，而释放出H+，使溶液的[H+]大于[OH-]的结果： B(OH)3 + H2O ←→B(OH)4- + H+ 3、等电子原理是什么？与CO互为等电子体的有哪些？与CO2互为等电子体的有哪些？要点：核外电子总数相等的分子或离子; N2, NO+; NO2+ ,N2O,N3- 三、推断题 14mg某黑色固体A，与浓NaOH共热时产生无色气体B 22.4ml(标况下)。A燃烧的产物为

第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案

第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案 1. （1）解： NH 4 (NH 4)2SO 4HSO 4(NH 4)2Cr 2O 2O 3 + N 2 O （2）解： 2KNO 32 + O 2Cu(NO 3) 222 2AgNO 3 2．解：(1) 5NO 2-+ 2MnO 4- + 6H 5NO 3- + 2Mn 2+ + 3H 2O 3NO 2-+ Cr 2O 27 + 8H + →3NO 3- +2Cr 3+ +7H 2O (2) 2NO 2- + 2I - + 4H +2NO↑+ I 2 + 2H 2O (3) HNO 2+NH 2+ 2H 2O 3．解：（1） NH 4(NH 4)2SO 产生白色沉淀(BaSO 4) （2） KNO KNO 产生蓝色溶液(N 2O 3)、红棕色气体(NO 2) （3） AsCl BiCl SbCl 产生黄色沉淀（As 2S 3） Sb 2S 3）产生黑色沉淀（Bi 2S 3） 4．解：（1）S + 2HNO 3(浓) H 2SO 4 + 2NO↑ （2）4Zn + 10HNO 3(很稀) 4Zn(NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2 O （3）3CuS + 8HNO 3 3Cu(NO 3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H 2O （4）PCl 5+4H 2H 3PO 4+ 5HCl

（5）2AsO 33- + 3H 2S + 6H As 2S 3↓ + 6H 2O （6）AsO 43- + 2I - + 5H +H 3AsO 3 + I 2 + H 2O （7）2Mn 2+ + 5NaBiO 3 + 14H 2MnO 4- + 5Bi 3+ + 5Na + + 7H 2O （8）Sb 2S 3 + 3S 2-2SbS 33- 5．解：（1） NH 4 NH 3 O 2 Pt NO O 2 NO O 2H 2(Fe) N 2 2 2 NH 3 43 H 2SO 4( H 2SO 2 3 NH 3 （2） AsCl H 2As 23 2Na 3AsS 3 H 3AsO 3 H 4 2S(HCl)2S 5 Na 3AsS 4 （3） Na 3SbO Sb(OH) 3 SbOCl 2S 2S Na 3SbS 3 （4） 3 43) 3)3 Bi(OH)BiONO 3 6．解：A 是AsCl 3，B 是AgCl ，C 是[Ag(NH 3)2]Cl ，D 是As 2S 3，E 是(NH 4)3AsS 4，F 是As 2S 5，G 是H 2S 。有关反应式如下：

碳族元素(教案)

碳族元素（教案） 第七章第一节碳族元素 【教学目标】 按课程标准的要求并结合本节学习内容，从“知识与技能”，“过程与方法”，“情感态度与价值观”等三个方面确定以下教学目标。 1．通过学习碳族元素的名称、元素符号、在周期表中的位置，碳族元素的原子结构特征及相似性和递变性、成键特点，碳族元素及其有关化合物的性质递变规律（金属性、非金属性、最高价氧化物的水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性）等知识，学习了解碳族元素的性质及其递变规律。 2．在学习过程中，帮助学生近一步了解运用元素周期律知识学习同主族元素性质及其递变规律的方法；培养学生的归纳思维能力、自学能力。 3．培养和锻炼学生的协作交流、语言表达能力，让学生体验学习的乐趣。 【教学重点】碳族元素性质递变规律；碳族元素的成键特点。 【课型及课时】新课。1课时。 【教学过程】 ▓教师活动1。创设教学情景： ①童话故事（青蛙和鱼）。给予学生学习方法的启示。 ②展示一组碳族元素家族的图片。激发学生学习的兴趣和积极性。 ▓教师活动2。提出问题： 展示一幅元素周期表后提出问题：今天我们要学习的碳族元素家族中的大多数元素及其化合物与日常生活、工农业生产、现代科学技术有着密切的联系，例如，收音机、电视机、计算机等电子产品与晶体硅有非常密切的关系。同学们在前面已经学习了一个金属族（碱金属）两个非金属族（卤族和氧族），知道了这些元素族的一些性质都呈现规律性的变化［例如：碱金属（P36）、卤族（P71）的熔点、沸点、颜色、状态、密度以及主要化学性质（如金属性、非金属性的递变规律）］。那么： 问题1.碳族元素是否也会似碱金属元素、卤族元素等，随原子序数的递增元素性质呈现规律性变化？为什么？ 问题2.具体是一些什么样的变化？（本节要学习的内容）。

碳族元素 碳及其化合物

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 2.二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 S i F HF Si 3. 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 ↑++2322 32CO 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 O H Si ① O 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：

碳族和硼族元素练习

碳族和硼族元素练习 一、选择题( 共17题34分) 1. (7643)与Na2CO3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是……………………（） (A) Mg2+，Al3+，Co2+，Zn2+ (B) Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+ (C) Mg2+，Mn2+，Ba2+，Zn2+ (D) Mg2+，Mn2+，Co2+，Ni2+ 2. (7462)下列说法不正确的是……………………………………………………………（） (A) SiCl4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟”(B) NF3因会水解，不能与水接触 (C) SF6在水中是稳定的(D) PCl5不完全水解生成POCl3 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是……………………………………………（） (A) PbSO4 + H2O = PbO2 + 4H+ + SO-24+ 2e-(B) Pb + SO-24= PbSO4 + 2e- (C) PbSO4 + 2e-= Pb + SO-24(D) PbO2 + 4H+ + SO-24+ 2e-= PbSO4 + 2H2O 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO2(s) + 2H2(g)Sn(s) + 2H2O(g) K c= 21.0 CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) K c= 0.0340 因此下列反应SnO2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO2(g) 的K c值………………………（） (A) 21.0 (B) 0.714 (C) 0.0243 (D) 21.1 5. (7476)分离SnS和PbS，应加的试剂为…………………………………………………（） (A) 氨水(B) 硫化钠(C) 硫酸钠(D) 多硫化铵 6. (7475)鉴别Sn4+和Sn2+离子，应加的试剂为……………………………………………（） (A) 盐酸(B) 硝酸(C) 硫酸钠(D) 硫化钠(过量) 7. (7466)下列分子中，C与O之间键长最短的是…………………………………………（） (A) CO (B) Ni(CO)4(C) CO2(D) CH3COOH 8. (7363)将过量SiF4通入NaOH溶液中，主要产物是……………………………………（） (A) H4SiO4，NaF (B) Na2SiO3，NaF (C) Na2SiO3，Na2SiF6(D) SiO2，HF 9. (4370)下列说法不正确的是…………………………………………………………（） (A)HCO3-可通过氢键形成双聚离子(B) NaHCO3的热稳定性不如NaCO3高 (C) BeCO3在热水中就可发生分解(D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO32-的几何构型是………………………………………………………（） (A) 平面三角形(B) 三角锥形(C) T形(D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na2S溶液生成硫代酸盐的是…………………………（） (A) SnS (B) SnS2(C) PbS (D) Bi2S3 12. (1456) 试判断Ge、Sn、Pb 分别与浓HNO3作用时，正确的说法是………………（） (A) 三元素都被氧化成+2价(B) 三元素都被氧化成+4价 (C) Ge和Sn被氧化成+4价，但Pb却被氧化成+2价 (D) Ge被氧化成+4价，但Sn和Pb只却被氧化成+2价 13. (1451) IV A族元素从Ge到Pb；下列性质随原子序数的增大而增加的是…………（） (A) +2氧化态的稳定性(B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点(D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在B2分子中存在的化学键是………………（） (A) 三中心二电子键(B) 一个σ键 (C) 二个单电子π键(D) 一个σ键和一个π键

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 2 2CO ；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 2 Si+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 2O 2.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 2O 3.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 ＋C 4.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)

碳族和硼族元素练习题

碳族和硼族元素练习 (C) BeCO 3 在热水中就可发生分解 (D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO 32 的几何构型是 (A) 平面三角形 (B) 三角锥形 (C) T 形 (D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na 2S 溶液生成硫代酸盐的是 ......................... ( (A) SnS (B) SnS 2 (C) PbS (D) Bi 2S 3 12. (1456) 试判断 Ge 、Sn 、Pb 分别与浓HNO 3作用时，正确的说法是 ................... ( (A) 三元素都被氧化成 +2 价 (B) 三元素都被氧化成 +4 价 (C) Ge 和 Sn 被氧化成 +4 价，但 Pb 却被氧化成 +2 价 (D) Ge 被氧化成 +4 价，但 Sn 和 Pb 只却被氧化成 +2 价 13. (1451) IVA 族元素从Ge 到Pb ;下列性质随原子序数的增大而增加的是 ............... ( (A) +2 氧化态的稳定性 (B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点 (D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在 B 2分子中存在的化学键是 ........... ( (A) 三中心二电子键 15. (4403) BF 3通入过量的 Na 2CO 3溶液，得到的产物是 ........................ ( ) 一、选择题 ( 共 17 题 34 分 ) 1. (7643)与Na 2CO 3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是 ........... (A) Mg 2+，Al 3+，Co 2+，Zn 2+ (B) Fe 3+，Co 2+，Ni 2+，Cu 2+ (C) Mg 2+，Mn 2+， Ba 2+，Zn 2+ (D) Mg 2+，Mn 2+，Co 2+，Ni 2+ 2. (7462)下列说法不正确的是 ................ (A) SiCl 4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟” (C) SF 6 在水中是稳定的 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是??… (A) PbSO 4 + H 2O = PbO 2 + 4H + + SO 2 4 2 (C) PbSO 4 + 2e = Pb + SO 24 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO 2(s) + 2H 2(g)Sn(s) + 2H 2O(g) CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g) (B) NF 3 因会水解，不能与水接触 (D) PCl 5不完全水解生成 POCl 3 2 (B) Pb + SO 2 4 = PbSO 4 + 2e (D) PbO 2 + 4H + + SO 24 + 2e = PbSO 4 + 2H 2O + 2e K c = 21.0 K c = 0.0340 因此下列反应 SnO 2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO 2(g)的 K c 值??… (A) 21.0 (B) 0.714 (C) 0.0243 (D) 21.1 5. (7476)分离SnS 和PbS,应加的试剂为 .................... (A) 氨水 (B) 硫化钠 (C) 硫酸钠 6. (7475)鉴别Sn 4+和Sn 2+离子，应加的试剂为 ................ (A) 盐酸 (B) 硝酸 (C) 硫酸钠 (D) 多硫化铵 7. (7466)下列分子中， C 与 O 之间键长最短的是 (A) CO 8. (7363)将过量SiF 4通入NaOH 溶液中，主要产物是 (A) H 4SiO 4， NaF (B) Na 2SiO 3， NaF (C) Na 2SiO 3， Na 2SiF 6 (B) Ni(CO) 4 (C) CO 2 (D) 硫化钠 (过量 ) ...... ( (D) CH 3COOH ........ ( 9. (4370)下列说法不正确的是 ......................................... (A) HCO 3 可通过氢键形成双聚离子 (B) NaHCO 3 的热稳定性不如 ) (D) SiO 2，HF ) NaCO 3 高 ) ) ) ) (C) 二个单电子 键 (D) 一个 键和一个 键 (B) 一个 键