碳硅及其重要化合物.ppt
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1、碳硅及其重要化合物1现在学习的是第1页,共47页碳族元素碳族元素2现在学习的是第2页,共47页一、碳族元素一、碳族元素1 1、名称;符号;位置、名称;符号;位置现在学习的是第3页,共47页一、碳族元素一、碳族元素2.2.元素性质比较元素性质比较C SiGe Sn Pb相似性相似性 递变性递变性1、最外层都有、最外层都有4个个电子,化合价主电子,化合价主要有要有+4和和+2,易,易形成共价化合物。形成共价化合物。2、气态氢化物的、气态氢化物的通式:通式:RH4,3、最高价氧化物、最高价氧化物通式通式:RO2,对应的对应的水化物通式为水化物通式为H2RO3或或R(OH)4原子结构原子结构单质物性单
2、质物性单质化性单质化性核核电电荷荷数数增增大大电电子子层层增增多多原原子子半半径径增增大大熔熔沸沸点点降降低低特特殊殊:熔熔点点.PbSn单单质质密密度度增增大大非非金金属属性性减减弱弱、金金属属性性增增强强最最高高价价氧氧化化物物对对应应水水化化物物的的酸酸性性减减弱弱氢氢化化物物的的稳稳定定性性减减弱弱现在学习的是第4页,共47页3 3、特殊性、特殊性碳族元素在化合物中多以价稳定,而在化碳族元素在化合物中多以价稳定,而在化合物中则以价稳定。合物中则以价稳定。4铅铅2一、碳族元素一、碳族元素例例例例1 1、资料上说:资料上说:“碳、硅、锗、锡的碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳价化合物是稳定的
3、定的,而铅的,而铅的+2价化合物是稳定的价化合物是稳定的”。(1)根据上一句话判断:锡的)根据上一句话判断:锡的+2价化合物(价化合物(SnCl2)应该具)应该具有较强的有较强的_性,铅的性,铅的+4价化合物(价化合物(PbO2)应该具)应该具有较强的有较强的_性。性。(2 2)PbO2与浓盐酸可发生氧化还原反应生成与浓盐酸可发生氧化还原反应生成ClCl2 2,该反应的化该反应的化学方程式为学方程式为还还 原原氧化氧化PbO2+4HCl(浓浓)=PbCl2+Cl2+2H2O现在学习的是第5页,共47页4.碳族元素特点:碳族元素特点:(1)、形成化合物最多的一族、形成化合物最多的一族,(2)、单
4、质晶体类型最多的一族、单质晶体类型最多的一族分子晶体、原子晶体、金属晶体,混合晶体分子晶体、原子晶体、金属晶体,混合晶体(3)、易形成共价化合物一族、易形成共价化合物一族(4)、半导体比较集中的一族、半导体比较集中的一族(5)、无机非金属材料比较集中的一族、无机非金属材料比较集中的一族现在学习的是第6页,共47页碳碳7现在学习的是第7页,共47页金刚石金刚石石墨石墨C60同素异同素异形体形体碳碳(一一).碳的单质碳的单质C20、C40、C70。现在学习的是第8页,共47页10928 金刚石是一种具有金刚石是一种具有空间网状结构空间网状结构的的原子晶体原子晶体,为,为正四面体立体网正四面体立体网
5、状结构状结构,金刚石的熔点(,金刚石的熔点(3550)和沸点()和沸点(4827)都很高)都很高,硬度硬度很很大。大。金刚石金刚石金刚石与石墨晶体结构对比金刚石与石墨晶体结构对比现在学习的是第9页,共47页-120共价键共价键范德华力范德华力 石墨是石墨是层状结构层状结构,在每一层内,碳原子排成六边形,每个碳原子,在每一层内,碳原子排成六边形,每个碳原子与其它与其它3个碳原子以共价键结合,形成平面的网状结构;个碳原子以共价键结合,形成平面的网状结构;在层与层之间在层与层之间,是以是以分子间作用力分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合,使石结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结
6、合,使石墨的墨的熔点很高熔点很高(比金刚石的还要高)比金刚石的还要高),沸点与金刚石相同沸点与金刚石相同。但由于层与层。但由于层与层之间的分子间作用力很弱,容易滑动,使石墨的之间的分子间作用力很弱,容易滑动,使石墨的硬度很小硬度很小。石墨石墨现在学习的是第10页,共47页C C6060分子结构示意图分子结构示意图共共价价键键非极性非极性结构:笼状分子,固态时是分子晶体,每个碳原子只结构:笼状分子,固态时是分子晶体,每个碳原子只跟相邻的跟相邻的三个三个碳原子形成共价键,碳原子形成共价键,6060个碳原子构成个碳原子构成球形,共球形,共3232面体,包括面体,包括1212个五边形,个五边形,202
7、0个六边形。个六边形。现在学习的是第11页,共47页补充:碳及其化合物补充:碳及其化合物H2CO3:OCOHOC OHOCO2:(直线型,属极性分子,电子式不要求直线型,属极性分子,电子式不要求)(直线型,属非极性分子,电子式要求直线型,属非极性分子,电子式要求)CH4:HHHHC(正四面体,属非极性分子,电正四面体,属非极性分子,电子式要求子式要求)CO:12现在学习的是第12页,共47页判断:下列对碳的同素异形体:金刚石、石判断:下列对碳的同素异形体:金刚石、石墨、墨、和和C60的说法中,正确的是的说法中,正确的是 A 它们都是共价化合物它们都是共价化合物 B 1mol金刚石和石墨都含有金
8、刚石和石墨都含有1molCC键键 C 在一定条件下与在一定条件下与O2反应生成反应生成CO2 D 它们的熔点都很高它们的熔点都很高C13现在学习的是第13页,共47页2 2、碳的化学性质、碳的化学性质C+O2 =CO2 点燃点燃 2C+O2=2CO 点燃点燃 C+2CuO=CO2+2Cu可燃性、弱氧化性、较强还原性可燃性、弱氧化性、较强还原性与非金属单质化合:与非金属单质化合:H2、O2还原金属氧化物、非金属氧化物还原金属氧化物、非金属氧化物 与强氧化剂反应,如浓与强氧化剂反应,如浓H2SO4、浓、浓HNO3 C+H2O=CO+H2(水煤气水煤气),用合成氨制氢气,用合成氨制氢气高温高温 2C
9、+SiO2=2CO +Si高温高温 C+2H2SO4(浓浓)=2SO2+CO2+2H2O C+4HNO3(浓浓)=4NO2+CO2+2H2O14现在学习的是第14页,共47页(1)COCO:极性分子极性分子物理性质:物理性质:无色无味、难溶于水,无色无味、难溶于水,有毒有毒(CO和血红蛋白结和血红蛋白结合,使血红蛋白无法和合,使血红蛋白无法和O2结合,而使细胞缺氧结合,而使细胞缺氧引起中毒)引起中毒)化学性质:化学性质:(还原性)(还原性)2CO+O2 2CO2(淡蓝色火焰)(淡蓝色火焰)点燃3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe(炼铁)(炼铁)高温1 1、如何检验、如何检验COCO气体?气体?
10、2 2、写出生成、写出生成COCO的化学反应方程式的化学反应方程式应用:应用:a作燃料,作燃料,b除去除去CO(二二).碳的氧化碳的氧化物物15现在学习的是第15页,共47页(2)CO2:物理性质物理性质物理性质物理性质:无色无味、微溶于水,无色无味、微溶于水,无毒无毒,不支持燃烧,不支持燃烧化学性质:化学性质:化学性质:化学性质:氧化性:氧化性:CO2+C 2CO高温COCO2 2+2Mg 2MgO+C+2Mg 2MgO+C点燃酸性氧化物通性:酸性氧化物通性:2NaOH十十CO2Na2CO3十十H2O (用于吸收用于吸收CO2)Ca(OH)2十十CO2CaCO3十十H2O (用于检验用于检验
11、CO2)CO2与碱溶液反应时,随着反应物量的比例不同,产物不同:与碱溶液反应时,随着反应物量的比例不同,产物不同:CO2十十2NaOH(过量过量)=Na2CO3十十H2OCO2十十NaOH(不足量不足量)NaHCO3 Na2CO3(饱和饱和)+CO2+H2O=2NaHCO3 思考思考:1.在饱和在饱和Na2CO3溶液中通溶液中通CO2的现象的现象?侯氏制碱法的原侯氏制碱法的原理是什么理是什么?2.在澄清石灰水中通足量的在澄清石灰水中通足量的CO2的图象如何的图象如何,产生同样的产生同样的沉淀通入的沉淀通入的CO2一样吗一样吗,如何求解如何求解16现在学习的是第16页,共47页(3)二氧化碳的制
12、法二氧化碳的制法:工业制法工业制法 CaCO3=CaO+CO2 高温高温 实验室制法实验室制法 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 用途用途:灭火剂、制纯碱、汽水、制冷剂、灭火剂、制纯碱、汽水、制冷剂、人工降雨人工降雨等等17现在学习的是第17页,共47页CO2的实验室制法的实验室制法CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O原理原理:装置装置:除杂除杂:块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备,当制取气体的量不多时,可用启普发生器制备,当制取气体的量不多时,也可采用简易装置。也可采用简易装置。用饱和用饱和NaH
13、CONaHCO3 3溶液除溶液除HCl,HCl,用浓硫酸等干燥用浓硫酸等干燥.验满验满:用燃着的木条用燃着的木条,熄灭熄灭.或用湿润的蓝色石蕊试纸或用湿润的蓝色石蕊试纸,使之使之变红变红.检验检验:使澄清石灰水变浑浊使澄清石灰水变浑浊18现在学习的是第18页,共47页小结:一氧化碳与二氧化碳的比较小结:一氧化碳与二氧化碳的比较 一氧化碳一氧化碳 二氧化碳二氧化碳物理性质物理性质无色、无味、有毒、无色、无味、有毒、难溶于水难溶于水无色、无味、能溶于水、固态无色、无味、能溶于水、固态称干冰称干冰化学性质化学性质1、可燃性、可燃性1、不能燃烧、不助燃、不能燃烧、不助燃2、还原性、还原性2、氧化性、氧
14、化性3、不成盐氧化物、不成盐氧化物3、酸性氧化物、酸性氧化物实验室制法实验室制法 略略CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O工业制法工业制法 高温高温 C+H2O=CO+H2 高温高温 CaCO3=CaO+CO219现在学习的是第19页,共47页1、碳酸碳酸:不稳定易分解的易挥发二元弱酸不稳定易分解的易挥发二元弱酸,可使指示剂变色可使指示剂变色常见的不稳定酸有:常见的不稳定酸有:H2CO3、H2SO3、HClO、HNO3、H2SiO3等,其中等,其中:a.a.H2CO3极不稳定极不稳定;b.b.光照能加快光照能加快HClO、HNO3的分解的分解;c.c.H2SiO3受热时才分解。受热
15、时才分解。常见的酸性比碳酸弱的酸(或酚)有:常见的酸性比碳酸弱的酸(或酚)有:HClO、H2SiO3、C6H5OH、Al(OH)3等等常见的反应有:常见的反应有:CO2+H2O+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClOCO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+2H2 SiO3CO2+H2O+C6H6ONa C6H5OH +NaHCO3CO2+2NaAlO2+3H2O=2 Al(OH)3+Na2CO3(三三).碳酸和碳酸和碳酸盐碳酸盐20现在学习的是第20页,共47页 分类分类 正盐如正盐如Na2CO3、MgCO3、CaCO3 酸式盐如酸式盐如NaHCO3、Ca(HCO3)2 碱式盐:铜绿碱
16、式盐:铜绿Cu2(OH)2CO3 碱式碳酸镁碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3溶解性:溶解性:(1)只有钾、钠、氨盐可溶)只有钾、钠、氨盐可溶.(2)NaHCO3的溶解度小于的溶解度小于Na2CO3(三三).碳酸和碳酸和碳酸盐碳酸盐2 2、碳酸盐、碳酸盐现在学习的是第21页,共47页(2)与酸反应)与酸反应H+CO32HCO3 H+HCO3CO2+H2O思考:鉴定思考:鉴定CO32-、HCO3-下列说法是否正确:下列说法是否正确:A、某溶液中加氯化钡有白色沉淀,白色沉淀中加稀盐、某溶液中加氯化钡有白色沉淀,白色沉淀中加稀盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体,则一定有碳酸根。酸有能使澄清石灰水变浑浊的
17、气体,则一定有碳酸根。错,可能是错,可能是SO32-化学性质化学性质(1)热稳定性)热稳定性 正盐正盐 酸式盐酸式盐 酸酸现在学习的是第22页,共47页B、某溶液中加氢氧化钡有白色沉淀,白色沉淀中加、某溶液中加氢氧化钡有白色沉淀,白色沉淀中加稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体,稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体,则一定有碳酸根。该说法对吗则一定有碳酸根。该说法对吗?错,可能是错,可能是HCO3-C、某溶液中加氯化钙有白色沉淀,白色沉淀中加、某溶液中加氯化钙有白色沉淀,白色沉淀中加稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体,稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体,则一
18、定有碳酸根。该说法对吗则一定有碳酸根。该说法对吗?对对 现在学习的是第23页,共47页练习、将足量练习、将足量CO2通人通人KOH和和Ca(OH)2的混合稀溶的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量(液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入)和通入CO2体积(体积(y)的关系正确的是(的关系正确的是()A B C DD现在学习的是第24页,共47页25现在学习的是第25页,共47页硅硅26现在学习的是第26页,共47页只有化合态,只有化合态,无游离无游离态态;在地壳中含量居;在地壳中含量居第第二位二位。两种同素异形体:晶两种同素异形体:晶体硅和无定形硅。体硅和无定形硅。一、晶体硅一、晶体硅1 1、晶体硅
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