1、第九讲 非金属元素(一)氢、氧、碳、硅考点概览考纲要求1.氢单质1.了解氢单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用2.氧和水2.了解氧单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用3.碳及其化合物3.了解单质碳及其重要化合物的主要性质，了解其应用和对环境质量的影响4.硅及其化合物4.了解单质硅及其重要化合物的主要性质，了解其应用和对环境质量的影响氢知识回顾1氢元素的存在与性质(1)存在：宇宙中，氢是最丰富的元素，地球上H主要以_态存在于_和_中。氢元素主要有三种核素：H(氕)、H(氘)、H(氚)。(2)物理性质：H2在通常条件下为无色无味、_溶于水，稍溶于有机溶剂的气体。化合水有机物 不(3)化学通
2、性：在常温下，H2不太活泼，在_下，H2非常活泼，有较强的_性。除稀有气体元素外，几乎所有的元素都能与氢反应生成化合物。非金属元素的氢化物通常称为某化氢，如氯化氢、硫化氢等。2有H2参加或生成的主要反应(1)氢气在加热或高温条件下(点燃或使用催化剂)参与反应，是很好的还原剂。如：N23H2 _；H2S _。催化剂高温高压高温条件还原2NH3H2S(2)卤族单质(X2)在不同条件下与H2反应生成HX：H2X2=2HX(X：F、Cl、Br、I)。(3)氢化物受热分解，如：2HI _；H2S _。(4)常见产生H2的主要反应。铝、锌、镁、铁等金属与盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应。铝与氢氧化钠溶液反应。
3、钠、镁、铝、铁等金属在一定的温度下与水反应。钠与醇反应，如：2Na2CH3OH=_。甲烷高温分解CH4_。电解水2H2O_。I2H2SH22CH3ONaH2C2H22H2O2【例1】H2将是21世纪最理想的能源，其根据不正确的是()A水将成为生产H2的主要原料B在等质量的可燃气体中，H2燃烧时放出的热量最多CH2易液化，方便储存和携带D使用H2作燃料时有助于环境保护解析：A、B、D三项表述正确。选项C错误，因为H2沸点极低、难液化、分子体积小、易泄漏、常温呈气态，不方便携带。答案：C课堂练习1(2011年广东学业水平考试)工业上合成NH3除了需要N2外，一定还需要()AH2BO2CCO2 DC
4、O解析：工业上合成NH3是N2与H2反应。答案：A2H2在Cl2中燃烧的反应为：H2Cl22HCl，反应前后不发生变化的是()A分子数目B物质的种类C物质的总质量D原子数目解析：该反应前后分子数目、原子数目、物质的总质量均不发生变化。答案：ACD氧和水知识回顾1有O2参加或生成的反应(1)非 金 属 与 O2反 应 生 成 非 金 属 氧 化 物，卤 族 单 质(X2)_O2直接反应，硫与氧气反应只生成_，不生成_，氮与氧气在放电条件下反应生成_，不 生 成 _。工 业 使 用 的 氧 气 主 要 来 自 分 离 液 态_。(2)金属与O2反应生成金属氧化物，活泼金属如钠等在空气中燃烧生成过氧
5、化物。Au、Pt不与O2反应。不与SO2SO3NONO2空气 2KCl3O2K2MnO4MnO2O22H2OO24NO22H2OO22HClO23O2COH24HFO22H2O2HClHClO2HNO3NO(2)水参与的非氧化还原反应：水与二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳等酸性氧化物化合成酸。但不能与二氧化硅化合。3臭氧(O3)：有强氧化性，不稳定易分解。在高空能吸收紫外线，减少对人体的伤害，在低空因其强氧化性对人体健康有害。可作_剂、漂白剂。消毒【例2】(2012年广东学业水平考试)下图是产生和收集气体的实验装置，该装置最适合于()A用浓硝酸与Cu反应制取NO2B用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2
6、C用H2O2溶液和MnO2反应制取O2D用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取NH3解析：H2O2在常温和MnO2催化剂作用下生成的O2可用排水法收集。NO2、NH3易溶于水与水反应。用浓盐酸和MnO2反应需在加热条件下进行，且Cl2与水反应。答案：C课堂练习3臭氧(O3)可用于杀菌消毒，下列有关臭氧的说法正确的是()A臭氧的相对分子质量为32B臭氧分子由氧气分子构成C臭氧与氧气互为同分异构体D1个臭氧分子由3个氧原子构成解析：A、B、C三项错误，臭氧的相对分子质量为48，臭氧分子由氧原子组成；臭氧与氧气互为同素异形体。D项正确。答案：D4下列关于水的说法不正确的是()A水由氢元素和氧元素组成B
7、H2O分子由2个氢元素和1个氧元素组成CH2O可以电离出H和OH，所以H2O是电解质D从海水中获得纯净水，可以用蒸馏法制取解析：B项错误，1个H2O分子是由2个氢原子和1个氧原子组成。A、C、D三项正确。答案：B碳及其重要化合物知识回顾1碳单质(1)碳单质的存在形式主要有：金刚石、石墨、足球烯分子(如C60、C9、C120等)，其中能溶于有机溶剂的是_、在死火山口存在较多的是_、能作电极材料的是_。(2)碳单质主要化学性质：碳有较强的还原性，主要有如下反应：碳与石英砂高温反应：SiO22C _。足球烯分子金刚石石墨Si2CO碳与氧化铜反应：2CuOC_。高温下被二氧化碳氧化：CCO2 _。碳被
8、热的浓硫酸氧化：C2H2SO4(浓)_。碳被热的浓硝酸氧化：C4HNO3(浓)_。2CuCO22CO2SO22H2OCO24NO2CO22H2O2CO2、CO比较COCO2物理性质无色无味有毒不溶于水比空气略轻无色无味溶于水(常温11)比空气重熔沸点低化学性质 强还原性不与碱反应弱氧化性与碱反应鉴别燃烧产物使澄清_变浑浊使澄清_变浑浊主要用途 冶金工业作_剂、燃料化工原料、灭火、饮料添加剂、人工降雨石灰水石灰水还原3.碳酸盐(1)常见碳酸盐俗称与主要化学成分：石灰石、蛋壳、贝壳、钟乳石_；纯碱、苏打_；小苏打_；碳铵(氮肥)_；暂 时 硬 水 的 主 要 成 分 _和_；锅垢的主要成分_和_。
9、(2)碳酸氢钠与碳酸钠性质比较。有碳酸盐的通性，两者均与盐酸等反应生成二氧化碳，在反应时耗酸量及生成气体反应速率_。CaCO3Na2CO3NaHCO3NH4HCO3Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2CaCO3Mg(OH)2不同两种盐均能与石灰水或氢氧化钡溶液生成_沉淀。碳酸氢钠能跟氢氧化钠等碱反应，碳酸钠_与碱反应。碳酸钠跟氯化钙或氯化钡溶液反应生成碳酸盐_沉淀，碳酸氢钠跟氯化钙或氯化钡溶液_反应。(3)碳酸及其盐稳定性规律：酸酸式盐正盐，如：H2CO3NaHCO3正盐，如：Ca(HCO3)2CaCO3；特例：NaHCO3Na2CO3。白色不白色 不【例3】下列说法正确的是()AC60、C9
10、0、C120互为同分异构体B金刚石是自然界硬度最大，能导电的碳单质CCO2通入碳酸氢钠溶液中除去碳酸钠杂质D二氧化碳分子是保持干冰化学性质的最小微粒解析：A项错误，C60、C90、C120是单质，不是化合物，它们之间是互为同素异形体关系；B项错误，金刚石不导电；C、D两项正确。答案：CD易错提醒：1.相同条件下酸与碳酸钠反应的反应速率比酸与碳酸氢钠的反应速率小。2除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠可通CO2。3除去碳酸钠中碳酸氢钠杂质时，固体加热、溶液加NaOH。4除去二氧化碳中的氯化氢用饱和碳酸氢钠溶液，不能用碳酸钠溶液。课堂练习5(2012年广东学业水平考试)碳可以多种形式存在。金刚石、C60和石
11、墨()A互为同位素 B为同一物质C互为同素异形体D互为同分异构体解析：金刚石、C60和石墨都是碳单质，互为同素异形体。答案：C6(2011广东化学学业水平考试)打开汽水瓶盖时逸出大量气泡，气泡的主要成分为()AN2 BCO2CO2 DH2解析：打开汽水瓶盖时逸出大量气泡，气泡的主要成分为CO2。答案：B硅及其主要化合物知识回顾1硅单质(1)晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，是_材料。常温_酸碱反应(氢氟酸例外)，加热时能被氧化剂氧化。如：硅与氧气加热反应：SiO2_。(2)硅单质的制备主要反应：SiO2C _(高温隔绝氧气)。半导体不与SiO2Si2CO2SiO2：俗称水晶、石英，是无色晶体，难
12、溶于水，属于_氧化物。(1)主要性质有：SiO2与氢氟酸反应；SiO2与生石灰在高温下反应：SiO2CaO_；SiO2与 强 碱 溶 液 反 应，如：SiO2 2NaOH=_；SiO2在高温条件下与碳酸盐反应，如：SiO2Na2CO3_；SiO2CaCO3 _。酸性CaSiO3Na2SiO3H2ONa2SiO3CO2CaSiO3CO2(2)用途：SiO2用于制晶体硅、光导纤维、玻璃仪器、玻璃原料、建筑材料等。3Na2SiO3的水溶液是无色粘稠碱性液体，俗称“水玻璃”，主要用途可做肥皂填料、耐火材料和建筑材料的_剂等。4硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷都属于硅酸盐材料。防腐【例4】(2012年广东化
13、学学业水平考试)下列材料既含有硅元素又含有氧元素的是()A水泥B晶体硅C沙子D普通陶瓷解析：A、C、D三项符合题意要求，水泥主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙；沙子主要成分是SiO2；普通陶瓷主要成分是硅酸盐，均含有硅元素和氧元素。B项不符合题意，晶体硅只含硅元素。答案：ACD易错提醒：1.电子元件、光电池、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、玛瑙与光导纤维等主要成分是SiO2。课堂练习7(2011年广东化学学业水平考试)玻璃、陶瓷和水泥是三大重要的无机非金属材料，它们的组成成分都含有的元素是()AS BCCSi DO解析：玻璃、陶瓷和水泥都是硅酸盐材料，都含有的元素
14、是Si、O。答案：CD8(2012年广东化学学业水平考试)下列物质的用途不正确的是()A水玻璃可用作木材防火剂B用大量的二氧化硫作食品漂白剂C硅可用于制造太阳能电池D食醋可作食品酸味剂解析：B项错误，二氧化硫不能作食品漂白剂。A、C、D三项正确，水玻璃有耐火和防腐性能，可作木材的防火剂和防腐剂；硅是半导体材料，可用于制造太阳能电池；食醋是人们常用的食品酸味剂。答案：B一、单选题考点一 氢单质1下列物质与H2在不加热条件下能反应的是()AO2BN2CCuO DCl2解析：O2与H2反应需点燃；N2、CuO与H2反应需加热，常温条件下均不反应。Cl2与H2在常温光照条件下能反应。答案：D2X元素最
15、高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物的分子式为()AHX BH2XCXH4 DXH3解析：H3XO4中X元素化合价为5价，故气态氢化物中X元素化合价为3价。答案：D3在SiCl42H2Si4HCl反应中，H2的作用是()AH2作氧化剂，被氧化BH2作氧化剂，被还原CH2作还原剂，被还原DH2作还原剂，被氧化解析：反应中H的化合价由0价升高为1价，H2作还原剂，被氧化。答案：D考点二 绿色化学思想5雷雨天闪电时空气中有臭氧(O3)生成，下列说法中正确的是()AO2和O3互为同位素BO3是由3个氧原子构成的化合物CO2和O3相互转化属于化学变化D等物质的量的O2和O3含有的氧原
16、子数相同解析：O2和O3是两种不同的氧单质分子，相互转化属于化学变化。答案：C6下列物质中氧元素的化合价正确的是()AH2O中氧元素的化合价为1BO2中氧元素的化合价为2CNaOH中氧元素的化合价为1DNa2O中氧元素的化合价为2解析：A、C、D三项中O为2，B中O为0。答案：D7下列能用水鉴别的一组物质是()A溴蒸汽和二氧化氮气体B乙醇和乙酸C氯化铁溶液和氢氧化铁胶体DH2和O2解析：溴蒸汽不与水反应，溶于水后溶液显橙色，二氧化氮与水反应生成硝酸，溶液显无色，溴蒸汽和二氧化氮气体可以用水鉴别。答案：A考点三 碳及其重要化合物9(2012年广东化学学业水平考试)有机化合物中一定含有的元素是()
17、AC BNCS DO解析：有机化合物是含C化合物。答案：A10下列物质能使红墨水褪色的是()A二氧化碳B活性炭CNa2CO3钠溶液D酸化了的Na2SO4溶液解析：活性炭有吸附作用，能吸附色素。答案：B11(2011广东化学学业水平考试)与N2分子含有相同电子数的分子是()AO2 BCOCNO2 DCO2解析：N2分子和CO分子都含有14个电子。答案：B考点四 硅及其重要化合物15下列关于硅的叙述正确的是()A石英玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料制成的B硅是地壳中含量最多的非金属元素C自然界中硅元素的化合物比碳元素的化合物种类多D硅可制备氮化硅、碳化硅等新型无机非金属材料解析：制石英玻璃的原料只
18、有石英，纯碱、石灰石和石英是制普通玻璃原料；硅在地壳中含量次于氧，排第二位；硅元素的化合物少，碳元素能形成大量有机物。答案：D16(2011年广东化学学业水平考试)碳元素可以存在于自然界的多种物质中，这些物质肯定不包括()A石油B石灰石C天然气D石英砂解析：石英砂的主要成分是二氧化硅。答案：D17石英光导纤维的主要成分是()ASi BSiCCSiO2 DNa2SiO3解析：Si是半导体材料；SiC是人造金刚石；SiO2是光导纤维材料；Na2SiO3是水玻璃成分。答案：C二、多选题21保护环境日益引起人们的重视。下列做法有利于保护环境的是()A氢能源代替化石能源B推广使用太阳能电池C电动汽车代替燃油汽车D造纸厂污水直接排放ABC22(2011年广东化学学业水平考试)制造下列文化用品的原料属于有机材料的是()A纸B铅笔芯C橡皮擦D塑料文具盒解析：铅笔芯是石墨，不属于有机材料。答案：ACD23(2011年广东化学学业水平考试)下列关于常见化学物质的应用正确的是()A干冰能用作冷冻剂B氯化钠可用作净水剂C味精可用作食品调味剂D小苏打是一种膨松剂，可用于制作馒头和面包解析：氯化钠可用作食品调味剂，但不可用作净水剂。干冰作为冷冻剂属于物理性质。答案：CD
