高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平測試課件--第九講_非金屬元素一_氫、氧、碳、硅

1、第九講第九講 非金屬元素（一）氫、非金屬元素（一）氫、氧、碳、硅氧、碳、硅1了解常見氫單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用。2了解常見氧單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用。3了解常見碳單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用和對環(huán)境質(zhì)量的影響。4了解常見硅單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用和對環(huán)境質(zhì)量的影響。一、氫單質(zhì)1氫的存在與性質(zhì)(1)存在：宇宙中，氫是最豐富的元素。地球上氫主要以_態(tài)存在于_和_中。氫主要有三種核素：H(氕)、H(D、氘)、H(T、氚)。 (2)物理性質(zhì)：氫在通常條件下為無色無味、不溶于水，稍溶于有機(jī)溶劑的氣體。(3)化學(xué)通性：在常溫下，氫不活潑，但在_下

2、，氫是非常活潑的。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫，如氯化氫、硫化氫等。高溫化合水 有機(jī)物2有H2參加或生成的主要反應(yīng)(1)氫氣在加熱或高溫條件下 (點(diǎn)燃或使用催化劑) 參與反應(yīng)，是很好的還原劑。如：N23H2 _。H2S _。(2)鹵族單質(zhì)(X2)在不同條件下與H2反應(yīng)生成HX：H2X22HX(X：F、Cl、Br、I)(3)氫化物受熱分解如： 2HI _；H2S _。高溫、高壓催化劑= = = SH22NH3H2SI2H2(4)常見產(chǎn)生H2的主要反應(yīng)鋁、鋅、鎂、鐵等金屬與非氧化性酸反應(yīng)。鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。鈉、鎂、鋁、鐵等金屬在一定的溫度

3、下與水反應(yīng) 。電解水：2H2O _。注意：適用于實(shí)驗(yàn)室等少量氫氣的制?。皇俏磥砬鍧嵞茉磥碓?。=通電 2H2O2二、氧和水1有O2參加或生成的反應(yīng)(1)非金屬與O2反應(yīng)生成非金屬氧化物， 鹵族單質(zhì)(X2) _O2直接反應(yīng)， 硫與氧氣反應(yīng)只生成_，氮與氧氣放電條件下反應(yīng)生成_。(2)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制備反應(yīng)：氯酸鉀熱分解(二氧化錳催化)：2KClO3 _；高錳酸鉀加熱分解：2KMnO4 _。(3)常見產(chǎn)生O2的分解反應(yīng)過氧化氫分解(二氧化錳催化)：2H2O2 _。2H2OO2= =MnO2 不與 SO2NO2KCl3O2K2MnO4MnO2O22有關(guān)水的反應(yīng)(1)水在氧化還原反應(yīng)中的作用水作氧化劑，如

4、：水與碳在高溫下反應(yīng)CH2O _。水作還原劑，如：2F22H2O_。水既作氧化劑又作還原劑：2H2O _。水既不作氧化劑也不作還原劑。如：Cl2H2O_。3NO2H2O_。(2)水參與的非氧化還原反應(yīng)：水與二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳等酸性氧化物化合成酸，但不能與二氧化硅化合。=通電 COH24HFO22H2O2HClHClO2HNO3NO三、碳及其化合物1碳單質(zhì)(1)碳單質(zhì)的存在形式主要有：金剛石型、石墨型、球碳分子型(又稱足球烯如C60、C90、C120等)，其中能作電極材料的是_。 碳的化合物數(shù)量最多。(2)碳單質(zhì)有較強(qiáng)的還原性：完成下列主要反應(yīng)方程式：碳與石英砂高溫反應(yīng)：SiO22C

5、_ _ _。碳與氧化銅反應(yīng)：2CuOC _ _。高溫下被二氧化碳氧化：CCO2 _ _。碳被熱的濃硫酸氧化：C2H2SO4 _ _。 碳被熱的濃硝酸氧化：C4HNO3(濃) _ _。= =電爐 = = Si2CO2CuCO2 2CO 2SO22H2OCO2 4NO2CO22H2O石墨2CO2、CO比較COCO2物理性質(zhì)1.無色無味有毒2不溶于水3比空氣略輕1.無色無味2溶于水(常溫11)3比空氣重化學(xué)性質(zhì)1.強(qiáng)還原性2不與堿反應(yīng)1.弱氧化性2與堿反應(yīng)鑒別燃燒產(chǎn)物使澄清石灰水變渾濁使澄清_變渾濁主要用途冶金工業(yè)作_劑、燃料化工原料、滅火、飲料添加劑、人工降雨 石灰水還原3.碳酸鹽(1)常見碳酸鹽

6、俗稱與主要化學(xué)成分：石灰石、蛋殼、貝殼、鐘乳石_；純堿、蘇打_ ；小蘇打_；碳銨_(氮肥)；草木灰的主要成分_；暫時(shí)硬水的主要成分_和_ ；鍋垢的主要成分_和_。(2)碳酸氫鈉與碳酸鈉性質(zhì)比較 都能與鹽酸等反應(yīng)生成二氧化碳，在反應(yīng)時(shí)耗酸量及生成氣體反應(yīng)速率_。兩種鹽均能與石灰水或氫氧化鋇溶液生成_沉淀。 CaCO3 Na2CO3NaHCO3 NH4HCO3K2CO3 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 CaCO3 Mg(OH)2 不同 白色碳酸氫鈉能跟氫氧化鈉等堿反應(yīng)，碳酸鈉_與NaOH反應(yīng)。碳酸鈉跟氯化鈣或氯化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鹽_沉淀，碳酸氫鈉跟氯化鈣或氯化鋇溶液_反應(yīng)。(3)碳酸及其

7、鹽穩(wěn)定性規(guī)律： 酸酸式鹽正鹽，如： H2CO3NaHCO3正鹽，如：Ca(HCO3)2CaCO3；正鹽為可溶物時(shí)：NaHCO3Na2CO3。 不 白色 不特別提示：1.自然現(xiàn)象中石灰?guī)r洞和鐘乳石形成、巖石的風(fēng)化主要是碳酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣，石筍形成是碳酸氫鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。2相同條件下酸與碳酸鈉反應(yīng)的反應(yīng)速率比酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)速率小。3除去碳酸氫鈉溶液中的碳酸鈉通CO2。4除去碳酸鈉中碳酸氫鈉雜質(zhì)時(shí)，固體加熱，溶液加NaOH。5除去二氧化碳中的氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，不用碳酸鈉溶液。四、硅及其化合物1硅單質(zhì)(1)晶體硅是有金屬光澤的灰黑色固體，_材料。常溫_酸堿反應(yīng)(氫氟酸例外)，加熱時(shí)能被氧

8、化劑氧化。(2)硅單質(zhì)的制備主要反應(yīng)：SiO22C _ (高溫隔絕氧氣)。2SiO2：是無色晶體，難溶于水，屬于_氧化物，用于制光導(dǎo)纖維、玻璃儀器、玻璃原料、建筑材料等。3H2SiO3(硅酸)、H4SiO4(原硅酸)：均難溶于水，H4SiO4易失水生成H2SiO3，它們受熱脫水生成硅膠(SiO2)用作_劑和催化劑載體。=電爐 半導(dǎo)體不與 Si2CO 酸性 干燥4Na2SiO3的水溶液是無色黏稠堿性液體，俗稱“水玻璃”，主要用途可作肥皂填料、耐火材料和建筑材料的_劑等。特別提示：1.電子元件、光電池、芯片等主要成分是Si。2水晶石、水晶玻璃、石英砂、石英玻璃、硅藻土、瑪瑙與光導(dǎo)纖維等主要成分是S

9、iO2 。5硅酸鹽及其工業(yè)性質(zhì)特征：性質(zhì)_，熔點(diǎn)_，大都_溶于水。主要原料：黏土(Al2O32SiO22H2O)、石英(SiO2)和長石(鉀長石(KAlSi3O8)K2OAl2O36SiO2或鈉長石Na2OAl2O36SiO2、高嶺土Al2Si2O5(OH)4 Al2O32SiO22H2O)。主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、磚瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等。防腐 穩(wěn)定 較高 難水泥和玻璃的生產(chǎn)：水泥玻璃(普通)原料_設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐反應(yīng)復(fù)雜的物理化學(xué)變化Na2CO3SiO2=Na2SiO3CO2CaCO3SiO2=CaSiO3CO2主要成分_特性水硬性(加石膏調(diào)節(jié)硬化速度)玻璃態(tài)物質(zhì)

10、(在一定溫度范圍內(nèi)軟化)非晶體注意：硅在地殼中的含量排第二位，僅次于氧元素。石灰石、粘土 純堿、石灰石、石英3CaOSiO22CaO SiO2 Na2OCaO 6SiO23CaOAl2O3氫能源 H2將是21世紀(jì)最理想的能源，其根據(jù)不正確的是()A水將成為生產(chǎn)H2的主要原料B在等質(zhì)量的可燃?xì)怏w中，H2燃燒時(shí)放出的熱量最多CH2易液化，方便儲存和攜帶D使用H2作燃料時(shí)有助于環(huán)境保護(hù)解析： 選項(xiàng)A、B、D表述正確。選項(xiàng)C錯(cuò)誤。因?yàn)镠2沸點(diǎn)極低、難液化、分子體積小、易泄漏、常溫呈氣態(tài)，不方便攜帶。答案：C碳及其化合物 金剛石、石墨和碳60的性質(zhì)有所不同，原因是()A構(gòu)成原子不同B各自的原子排列方式不

11、同C具有不同的幾何外形D硬度不同解析：金剛石、石墨和碳60都是由C原子構(gòu)成，A錯(cuò)；性質(zhì)不同應(yīng)該是結(jié)構(gòu)不同，故B正確；C、D明顯錯(cuò)。答案：B硅及其化合物 (2011年汕頭市學(xué)業(yè)水平測試模擬)關(guān)于硅及其化合物的敘述中，不正確的是()A水玻璃可作粘合劑及耐火材料B硅可做半導(dǎo)體材料C二氧化硅是光導(dǎo)纖維的原料D氮化硅陶瓷是做電子元件的材料解析：氮化硅(Si3N4)陶瓷因其熔點(diǎn)高，對于金屬及氧化物熔體具有相當(dāng)?shù)母邷胤€(wěn)定性，越來越多被應(yīng)用于熱工各個(gè)領(lǐng)域，如陶瓷燒成、以及高溫軸承等，故D錯(cuò)；A、B、C明顯正確。答案：D一、單項(xiàng)選擇1氫能源是21世紀(jì)極具開發(fā)前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環(huán)使用。下列關(guān)

12、于能源的說法錯(cuò)誤的是()A科學(xué)家研制出一種可將水分解成氫氣和氧氣的催化劑，這將使大量獲得氫能源成為可能 B利用氫能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境C為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價(jià)的氫氣D石油作為重要的可再生能源應(yīng)該被盡量地利用解析：石油是不可再生能源，D明顯錯(cuò)。答案：D2下列物質(zhì)不能用來制備O2的是()AKClO3BH2OCH2O2 D稀HNO3解析：KClO3可以在MnO2作催化劑時(shí)加熱分解；H2O可以電解得到O2；H2O2可以在MnO2催化下快速分解得O2，除了MnO2還有CuO、Cr2O3等金屬氧化物或堿性溶液等均能使H2O2快速分解；濃HNO3分解得NO2、O

13、2混合氣體，稀HNO3不分解。答案：D3下列有關(guān)臭氧的說法錯(cuò)誤的是()A氧氣與臭氧是兩種不同的單質(zhì)B臭氧具有強(qiáng)氧化性，可以作脫色劑、消毒劑C臭氧在高壓放電條件下可由氧氣制備D臭氧對人有利無害解析：臭氧層中含有大量的臭氧。臭氧可以吸收紫外線，是人類和生物的保護(hù)傘，在高空臭氧吸收紫外線，可以減少對人和生物的傷害，但在低空層臭氧氧化性強(qiáng)，會對人和生物造成傷害。答案：D4(2011年廣東學(xué)業(yè)水平測試)碳元素可以存在于自然界的多種物質(zhì)中，這些物質(zhì)肯定不包括()A石油 B石灰石C天然氣 D石英砂解析：石英砂主要成分為SiO2；故答案選D。答案：D5下列應(yīng)用體現(xiàn)了碳的導(dǎo)電性的有()A鉛筆芯中含有碳B干電池中用石墨棒作電極C用墨書寫的書畫年長日久也不變色D用炭取暖解析：干電池中用石墨棒作電極，顯然是利用碳的導(dǎo)電性，故選B。答案：B6(2011年揭陽市學(xué)業(yè)水平測試模擬)硅元素在材料領(lǐng)域中扮演著重要角色。下列敘述正確的是()A硅酸鈉可用作木材的防火涂料B石英晶體的主要成分為硅酸鹽C半導(dǎo)體材料的成分是二氧化硅D光導(dǎo)纖維的成分是硅單質(zhì)解析：石英晶體的主要成分為二氧化硅，B錯(cuò)；半導(dǎo)體材料的成分是晶體硅，C錯(cuò)；光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅，D錯(cuò)；故本題正確選項(xiàng)為A