備戰(zhàn)2024年高考化學(xué)精準(zhǔn)復(fù)習(xí)講義第15講 碳族元素及其化合物（解析板）

備戰(zhàn)2024年高考化學(xué)精準(zhǔn)復(fù)習(xí)講義第15講碳族元素及其化合物（解析板）（考試時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）一、選擇題（共10小題，每小題3分，共30分）1.碳族元素中，哪個(gè)元素在自然界中存在最廣泛？2.CO和CO2在化學(xué)性質(zhì)上的主要區(qū)別是什么？3.碳的同素異形體中，硬度最大的是哪個(gè)？4.常溫下，碳族元素的單質(zhì)呈什么狀態(tài)？5.在碳族元素中，哪個(gè)元素的化合物具有最高的熔點(diǎn)？6.碳族元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是什么？7.碳族元素中，哪個(gè)元素的非金屬性最強(qiáng)？8.碳族元素中，哪個(gè)元素的金屬性最強(qiáng)？9.碳族元素的氫化物中，哪個(gè)最穩(wěn)定？10.碳族元素的氧化物中，哪個(gè)具有最強(qiáng)的還原性？二、填空題（共5小題，每小題4分，共20分）11.碳族元素的通性是__________________。12.碳族元素中，非金屬性最強(qiáng)的元素是_________，金屬性最強(qiáng)的元素是_________。13.碳的同素異形體主要有_________、_________和_________。14.CO2和SiO2在化學(xué)性質(zhì)上的主要區(qū)別是__________________。15.碳族元素的氫化物中，最穩(wěn)定的是_________，最不穩(wěn)定的是_________。三、解答題（共3小題，每小題10分，共30分）16.描述碳族元素的原子結(jié)構(gòu)和電子排布。17.解釋碳族元素的非金屬性和金屬性的變化規(guī)律。18.比較CO和CO2的化學(xué)性質(zhì)，并給出原因。四、計(jì)算題（共2小題，每小題10分，共20分）19.計(jì)算CO和CO2的摩爾質(zhì)量，并解釋它們?cè)诨瘜W(xué)性質(zhì)上的差異。20.計(jì)算碳族元素中，C、Si、Ge、Sn和Pb的原子半徑，并解釋它們的變化規(guī)律。五、實(shí)驗(yàn)題（共5小題，每小題6分，共30分）21.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用化學(xué)方法區(qū)分CO和CO2。22.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用物理方法區(qū)分碳的同素異形體。23.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定碳族元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性。24.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較碳族元素的氫化物的穩(wěn)定性。25.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較碳族元素的氧化物的還原性。八、簡(jiǎn)答題（共5小題，每小題6分，共30分）26.簡(jiǎn)述碳族元素的電子排布特點(diǎn)。27.簡(jiǎn)述碳族元素的非金屬性和金屬性的變化規(guī)律。28.簡(jiǎn)述碳的同素異形體的性質(zhì)和用途。29.簡(jiǎn)述CO和CO2的化學(xué)性質(zhì)及其差異。30.簡(jiǎn)述碳族元素的氫化物和氧化物的性質(zhì)。九、計(jì)算題（共3小題，每小題10分，共30分）31.計(jì)算碳族元素中，C、Si、Ge、Sn和Pb的原子半徑，并解釋它們的變化規(guī)律。32.計(jì)算CO和CO2的摩爾質(zhì)量，并解釋它們?cè)诨瘜W(xué)性質(zhì)上的差異。33.計(jì)算碳族元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性。十、實(shí)驗(yàn)題（共5小題，每小題6分，共30分）34.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用化學(xué)方法區(qū)分CO和CO2。35.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用物理方法區(qū)分碳的同素異形體。36.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定碳族元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性。37.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較碳族元素的氫化物的穩(wěn)定性。38.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較碳族元素的氧化物的還原性。十一、論述題（共3小題，每小題10分，共30分）39.論述碳族元素的電子排布特點(diǎn)及其對(duì)元素性質(zhì)的影響。40.論述碳族元素的非金屬性和金屬性的變化規(guī)律及其原因。41.論述碳的同素異形體的性質(zhì)、用途及其相互轉(zhuǎn)化。十二、案例分析題（共3小題，每小題10分，共30分）42.分析CO和CO2在環(huán)境中的作用和影響。43.分析碳族元素的氫化物和氧化物的性質(zhì)及其在工業(yè)上的應(yīng)用。44.分析碳的同素異形體在材料科學(xué)中的應(yīng)用和前景。十三、創(chuàng)新題（共3小題，每小題10分，共30分）45.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，利用碳族元素的氫化物制備新型材料。46.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，利用碳族元素的氧化物制備新型催化劑。47.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，利用碳的同素異形體制備新型能源材料。十四、綜合題（共3小題，每小題10分，共30分）48.綜合論述碳族元素的電子排布、非金屬性和金屬性、同素異形體、氫化物和氧化物的性質(zhì)及其應(yīng)用。49.綜合分析碳族元素在環(huán)境保護(hù)和資源利用中的作用和前景。50.綜合論述碳族元素在材料科學(xué)、能源領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和前景。十五、探究題（共3小題，每小題10分，共30分）51.探究碳族元素的電子排布特點(diǎn)對(duì)元素性質(zhì)的影響。52.探究碳族元素的非金屬性和金屬性的變化規(guī)律及其原因。53.探究碳的同素異形體的性質(zhì)、用途及其相互轉(zhuǎn)化。一、選擇題答案：1.C2.B3.A4.D5.C6.B7.A8.D9.B10.A二、填空題答案：11.碳12.CO213.金剛石14.CO15.SiO216.H2CO317.Sn18.PbO219.GeS2三、計(jì)算題答案：20.原子半徑：C<Si<Ge<Sn<Pb變化規(guī)律：隨著原子序數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大。四、簡(jiǎn)答題答案：26.碳族元素的電子排布特點(diǎn)：最外層電子數(shù)為4，具有相似的化學(xué)性質(zhì)。27.碳族元素的非金屬性和金屬性的變化規(guī)律：從上到下，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。28.碳的同素異形體的性質(zhì)和用途：金剛石硬度大，用于切割和磨削；石墨導(dǎo)電性好，用于電極和潤(rùn)滑劑。29.CO和CO2的化學(xué)性質(zhì)及其差異：CO具有還原性，可燃性；CO2不具有還原性，不可燃。30.碳族元素的氫化物和氧化物的性質(zhì)：氫化物穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱；氧化物酸性從上到下逐漸增強(qiáng)。五、實(shí)驗(yàn)題答案：31.實(shí)驗(yàn)方案：用澄清石灰水檢驗(yàn)CO2，用灼熱的CuO檢驗(yàn)CO。32.實(shí)驗(yàn)方案：用導(dǎo)電性區(qū)分石墨和金剛石。33.實(shí)驗(yàn)方案：用pH試紙測(cè)定碳族元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性。六、論述題答案：39.碳族元素的電子排布特點(diǎn)及其對(duì)元素性質(zhì)的影響：最外層電子數(shù)為4，具有相似的化學(xué)性質(zhì)，如形成+4和4的化合物。40.碳族元素的非金屬性和金屬性的變化規(guī)律及其原因：從上到下，原子半徑增大，核外電子層數(shù)增多，非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)。41.碳的同素異形體的性質(zhì)、用途及其相互轉(zhuǎn)化：金剛石硬度大，用于切割和磨削；石墨導(dǎo)電性好，用于電極和潤(rùn)滑劑。金剛石和石墨在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。七、案例分析題答案：42.CO和CO2在環(huán)境中的作用和影響：CO是有毒氣體，可導(dǎo)致中毒；CO2是溫室氣體，導(dǎo)致全球變暖。43.碳族元素的氫化物和氧化物的性質(zhì)及其在工業(yè)上的應(yīng)用：氫化物如CH4是重要的燃料；氧化物如SiO2用于制造玻璃和陶瓷。44.碳的同素異形體在材料科學(xué)中的應(yīng)用和前景：金剛石用于制造高性能刀具；石墨用于制造電極和潤(rùn)滑劑。八、創(chuàng)新題答案：45.實(shí)驗(yàn)方案：利用碳族元素的氫化物制備新型材料，如CH4轉(zhuǎn)化為高性能陶瓷。46.實(shí)驗(yàn)方案：利用碳族元素的氧化物制備新型催化劑，如SiO2用于催化裂化。47.實(shí)驗(yàn)方案：利用碳的同素異形體制備新型能源材料，如石墨烯用于超級(jí)電容器。九、綜合題答案：48.碳族元素的電子排布、非金屬性和金屬性、同素異形體、氫化物和氧化物的性質(zhì)及其應(yīng)用：碳族元素具有相似的電子排布，非金屬性和金屬性從上到下變化，同素異形體具有不同的性質(zhì)和用途，氫化物和氧化物在工業(yè)上有重要應(yīng)用。49.碳族元素在環(huán)境保護(hù)和資源利用中的作用和前景：碳族元素的環(huán)境污染問題及治理方法，碳族元素的資源利用和可持續(xù)發(fā)展。50.碳族元素在材料科學(xué)、能源領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和前景：碳族元素在材料科學(xué)中的新應(yīng)用，如石墨烯；在能源領(lǐng)域中的新應(yīng)用，如燃料電池；在工業(yè)生產(chǎn)中的新應(yīng)用，如催化裂化。十、探究題答案：5