高考化学知识清单11 碳、硅及其重要的化合物- 高考化学 复习知识清单.docxVIP

PAGE PAGE 1 知识清单11 碳、硅及其重要的化合物 知识点01单质碳的结构和性质 知识点03二氧化碳的结构、性质和制备 知识点05二氧化硅的结构和性质 知识点02一氧化碳的结构、性质和制备 知识点04单质硅的结构和性质 知识点06硅酸和硅酸盐的性质和应用 知识点01 单质碳的结构和性质 一、单质碳的结构和性质 1．碳元素的存在形态 （1）游离态：金刚石、石墨 （2）化合态：二氧化碳、碳酸钠、淀粉、纤维素 2．碳元素的作用 （1）形成化合物种类最多的元素 （2）构成生物体的基本元素 （3）构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素 3．碳的三种同素异形体 名称 金刚石 石墨 碳六十 结构图示 晶体类型 共价晶体 混合型晶体 分子晶体 杂化方式 sp3 sp2 sp2 共价键数 4 1.5 90个键30个键 最小碳环 六元环 六元环 五元环 4．几种常见的碳单质的用途 （1）木 炭：制黑火药 （2）活性炭：防毒面具 （3）石 墨：制作电极 （4）焦 炭：冶炼金属 （5）金刚石：切割玻璃 （6）炭 黑：制造油墨 5．化合价：最高正价为+4，最低负价为－4 6．碳的还原性 （1）可燃性：CCOCO2 （2）与氧化物的反应 ①Ceq \o(→,\s\up7(H2O、CO2、SiO2),\s\do5(高温))CO ②Ceq \o(→,\s\up7(CuO、Fe2O3等),\s\do5(高温))CO2或CO（碳过量） （3）与氧化性酸的反应 ①浓硝酸：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O ②浓硫酸：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 易错点：碳的同素异形体的易错点 （1）木炭、焦炭、活性炭、炭黑中含有少量的杂质，不是碳单质，不属于碳的同素异形体。 （2）同素异形体之间的转化为化学变化，但是元素的化合价没有变化，不属于氧化还原反应。 （3）石墨中含有大键，碳碳键的键长比金刚石中的短，键能大，熔点比金刚石的高。 （4）虽然C60中的碳碳键的键长比金刚石中的短，但是金刚石的熔点比C60的高，因为C60属于分子晶体，而金刚石属于共价晶体。 【典例01】美国科学家制成了用C60作车轮的“纳米汽车”（如图所示），每辆“纳米汽车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米。“纳米汽车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法不正确的是（ ）。 A．C60属于新型无机非金属材料 B．C60可以在一定条件下转化为金刚石，且发生物理变化 C．C60与碳纳米管互为同素异形体 D．用激光笔照射该“纳米汽车”分散在蒸馏水中形成的分散系，光线通过时出现明亮的光路 【解析】选B。常见的无机非金属材料如氮化硅、晶体硅、二氧化硅、C60等，其中C60为新型无机非金属材料，故A正确；有新物质生成是化学变化，C60和金刚石属于不同物质，所以C60在一定条件下转化为金刚石是化学变化，故B错误；C60与碳纳米管均是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故C正确；胶体具有丁达尔效应，该分散系为胶体，所以具有丁达尔效应，故D正确。 【典例02】（2023·广西防城港一模）中科大陈乾旺教授等人发明合成金刚石的新方法，其化学原理为： ①8Na+6CO2C（金刚石）+C（石墨）+4Na2CO3 该方法比1955年人工首次制得金刚石的旧方法容易得多，其化学原理是： ②C（石墨）C（金刚石） 以下表述中正确的是（ ）。 A．新法①利用的是化学变化，旧法②利用的是物理变化 B．在反应①中，利用了金属钠的还原性 C．在反应①中每生成12g金刚石需要消耗23g金属钠 D．在反应①和②中，金刚石都是还原产物 【解析】选B。化学变化中有新物质生成，方法①和②都发生了化学变化，故A错误；反应①中，Na元素的化合价由0升高为+1价，则Na为该反应中的还原剂，体现其还原性，故B正确；由反应可知，12g金刚石为1mol，消耗8molNa，Na的质量为8mol×23g/mol＝184g，故C错误；因反应②中没有元素的化合价变化，则不属于氧化还原反应，故D错误。 知识点02 一氧化碳的结构、性质和制备 二、一氧化碳的结构和性质 1．结构 （1）结构式：，电子式： （2）化学键 ①按共用电子对来源：共价键和配位键 ②按电子云重叠程度：2个键1个键 2．毒性：与血红蛋白（Hb）通过配位键结合，使其失去携氧功能，同NO （1）提供孤电子对的原子：C （2）配合物稳定性：Hb·CO＞Hb·O2，Hb·CO＞Hb·NO 3．还原性（高温还原剂） （1）可燃性：COCO2 ①蓝色火焰：CO燃烧 ②淡蓝色火焰：氢气、甲烷、酒精燃烧、硫在空气中燃烧 ③蓝紫色火焰：硫在纯氧中燃烧 ④