碳族元素复习专题发言

碳族元素高考复习方案

资中县龙结中学化学组 罗凯（执笔）

一.考纲要求

(一).考点

1.掌握碳族元素在元素周期表中的特殊位置导致性质上的特殊性。 2.能熟练运用碳族元素原子结构的递变规律解释其性质的递变规律 3.掌握CO2与CO、CO2与SiO2、NaHCO3与Na2CO3这三组物质在物理性质、 化学性质、制法、用途等方面的不同。

4.掌握硅和二氧化硅的结构、物理性质、化学性质、用途和制法，能从数学 立体几何知识的角度理解硅和二氧化硅的晶体结构。

5.了解硅酸盐工业的含义和原理，掌握水泥和玻璃的工业制法，化学成分和 化学反应原理。

6.了解无机非金属材料结构和性质特征以及它们的特殊用途。 7.了解碳的氧化物对大气的污染及其防治。 8.自主建立碳族元素的知识网络。 (二).考查角度

选择题中往往考查CO2是二元弱酸的酸酐与碱反应产物的比例等。碳族元 素单质金刚石、石墨、晶体硅的性质对比也是考查的重点，C、CO、CO2的性质及转化往往在综合题中考查。原子晶体SiO2的特殊性以及传统无机非金属材料的成分的考查，新型无机非金属材料的特性往往在选择题中以识记的形式考查。 二.命题趋向与应试策略

1.近几年碳族元素高考分值分布 近几年碳族元素在高考理综化学卷所占分值 全国1 全国2 四川 重庆 总分 200929(1),(4)②，8,6分 6，6分 6，6分，27年 (5)5分 26(2),4分，分 29(4)，3分 20087，6分 8，6分，27(2)，3分 延考：11，29(3)，2分 25年 6分，分 26(1),2分 2007 年 2006年 28，15分 28(1),3分，(2),9分 6，6分，27(1)，2分 8，6分 41分 2.各地典型高考真题 如：（2009年四川省高考理综卷第6题）开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是（ ）

(A)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 (B)C60属于原子晶体，用于制造纳米材料

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(C)纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 (D)单晶硅常用于制造光导纤维 该题目即考查了新型无机非金属材料的用途、碳素元素中重要单质及化合物的晶体结构、性质和用途。

又如：2008年普通高等学校招生全国统一考试(全国I)理科综合能力测试第7题：下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是（ ）

（A）SiO2 CsCl CBr4 CF2 （B）SiO2 CsCl CF4 CBr4

（C）CsCl SiO2 CBr4 CF4 （D）CF4 CBr4 CsCl SiO2

该题考到了常见物质晶体类型的判断及性质比较，其中碳族元素中学习的SiO2即是一种非常重要的晶体，历年来在高考中再现几率较大，如关于SiO2的晶体类型判断，从而判断其熔沸点的高低，考查SiO2的晶体结构，从而计算一定量的SiO2中所含硅氧共价键的数目等。因此，要求考生必须熟记SiO2等晶体的类型、结构、性质及用途。

2008年普通高等学校招生全国统一考试（全国Ⅱ）理科综合能力测试第八题：对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是（ ）

(A)SiO2和CO2中，Si和O，C和O之间都是共价键。

(B)C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8 。 (C)CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应。 (D)该族元素的主要化合价是＋4和＋2。

该题考查了如何利用元素周期规律解决碳族元素在性质上的相似性和递变性问题。

（2002年全国理综，6）以下说法正确的是（ ） A.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料 B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品

C.生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气 D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的

解析：此题考查了常见化学用语的含义。纳米材料是指构成物质的微粒直径在10－7 m~10－9 m之间的一类物质的总称，并不是一种新的物质。任何食品从化学组成上分析，都是由化学物质构成的，如大米里的主要成分就有淀粉。生物固氮就是某些植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为可被植物吸收的化合态氮的过程，并不是植物直接吸收氮气。

(2000年全国，4)石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（ ）

A.有放射性 B.易燃、易爆 C.能导电 D.有剧毒

分析：石墨的放射性极弱，虽易燃，但不易爆，无毒，这些性质都不能使输电线、电厂设备损坏。惟一能使输电线、电厂设备损坏的因素是因为石墨具有导电性，引起输电线，电厂短路，造成设备损坏，因此答案为C选项。 （2007年高考广东化学卷）下列说法正确的是( ) (A)硅材料广泛应用于光纤通讯

(B)工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 (C)水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 (D)粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

此题考查了碳族元素中一些重要单质及化合物的用途。

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2006年重庆理科综合试卷第8题

能正确表示下列反应的化学方程式是（ ） (A)黄铁矿煅炼：2FeS2+5O2

FeO+4SO2

CaSiO3

(B)石英与石灰石共熔：SiO2+CaO

(C)氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O

(D)氯气与石灰乳反应：2Cl2+2Ca(OH) 2=CaCl2+CaClO2+2H2O

此题考到了碳族元素中一些重要物质相关的化学方程式的记忆和书写，尤其是化工理论有关的方程，如制普通玻璃的反应原理，单质硅的制取和提纯等。

（2006年广东理科综合卷第3题）下列表述正确的是（ ）

①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅。 ②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐。

③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料。 ④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛。

⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能。 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤ 这道题目也对碳族元素中的常见的硅，二氧化硅及硅酸盐材料的用途等进行了考查。

2006年天津理科综合第28题（19分）晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：

300℃ ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

②粗硅与干燥HCL气体反应制得SiHCL3：Si+3HCL SiHCL3+H2

③SiHCL3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅 已知SiHCL3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。 请回答下列问题：

（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。 （2）粗硅与HCL反应完全后，经冷凝得到的SiHCL3（沸点33.0℃）中含有少量SiCL4（沸点57.6℃）和HCL（沸点－84.7℃），提纯SiHCL3采用的方法为： 。

（3）用SiHCL3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）

①装置Ｂ中的试剂是 ，装置Ｃ中的烧瓶需要加热，

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其目的是： 。

②反应一段时间后，装置Ｄ中观察到的现象是 ，装置Ｄ不能采用普通玻璃管的原因是 ，装置Ｄ中发生反应的化学方程式为 。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是

ａ.碘水 ｂ.氯水 ｃ.NaOH溶液 ｄ.KSCN溶液 ｅ.Na2SO3溶液 此题对化工生产中粗硅的制取及提纯进行了探究性实验，这类题型是近年来高考化学中的一个重要命题方向，要求培养学生将理论联系实际的能力，培养学生积极思考问题的能力，培养学生动手实验的能力，它将书本上的知识和生产生活联系起来，尤其是一些重要的化工生产经常在考试中出现，如工业上制备硫酸、氯碱工艺中电解饱和食盐水等都是近几年高考中的热点。本题是一道综合能力较强的实验题，分值较重，共19分，难度适中，有几个小空考查的知识都很基础，并且多次再现，得10分左右比较容易。还原法制粗硅，方程比较重要，是要求学生熟记的知识，分馏法是一种利用液态混合物质沸点不同而将其分离的一种常用方法，溶液中亚铁离子的检验属于中学常考的几种离子检验的实验之一，试剂B是对于实验室常见制气实验的除杂、干燥的考查，结合以往知识，不难填对浓硫酸。此题难度主要在于几个文字填空，如现象、原因的描述，要求学生既要对实验原理做出合理分析和判断，又要有语言组织能力，并能用精炼的化学用语有针对的回答，由于学生平时对化学用语掌握不够牢固，语言文字能力不强，造成很多学生想得出，但是写不出，即使写的出，用语也不准确，口水话多，关键词语欠缺，因此易丢分，解决此类问题，今后还需要求学生对基本概念和化学用语熟记和分清，并尽量答对属于得分点的关键字句，当然，适当的练习也是必不可少。

3.分析热点，把握高考命题趋势

历年来，碳、硅等元素知识都是非金属元素命题热点之一，但高考对碳族元素知识进行单独考查的题目出现比较少，常与晶体、元素周期律、非金属元素知识、离子方程式及实验内容结合在一起，注重考查学生创新思维能力及理论联系实际的能力。又由于本章知识与日常生产、生活实际（如“温室效应”、“光合作用”等）联系较广，故以信息题的方式考查本章知识也是近年来高考的一个方向。其主要热点是：①金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质比较；②碳和一氧化碳的还原性，一氧化碳和二氧化碳的制取、收集、检验与鉴别；③二氧化碳与氢氧化钠、二氧化硅与碳等反应产物的确定及计算；④典型碳酸盐的性质及应用；⑤化工理论在硅酸盐工业实际中的应用；⑥推测新型无机非金属材料的结构特点或分析其用途。题目类型既有考查目的比较明确具体的选择题，又有与基本理论、其他元素化合物知识糅合在一起的推断题、实验题或计算题。从高考命题的变化趋势来看，与碳的化合物知识有关的温室效应、生物化学将成为理科综合科目高考命题的焦点问题。

今后高考命题的方向是：与基本理论、其他元素化合物知识相联系进行考查。C单质及其化合物在生活及高科技的发展中起着重要作用，在高考中将会有所体现，以Si为载体，反映新材料、新技术的知识将被移植到命题范围内，考查学生接受新信息的能力，2009年高考虽单独对本专题考点不多，但Si、CO2的相

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