高三化學(xué)備考一輪復(fù)習(xí)-碳硅-及其化合物課件

第四章非金屬及其化合物高考第一輪復(fù)習(xí)碳、硅及其化合物CSiGeSnPb原子結(jié)構(gòu)上的不相同點(diǎn)原子結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)原子的最外層有4個(gè)電子①核電荷數(shù)增加②電子層數(shù)增加③原子半徑增大C、Si在其氫化物中顯-4價(jià)，具有較強(qiáng)的還原性考點(diǎn)一碳、硅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素因有親氧性，所以僅有______態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅單質(zhì)主要有____________和__________兩大類?；暇w硅無(wú)定形硅1、碳、硅單質(zhì)的存在形態(tài)一、碳、硅單質(zhì)碳硅結(jié)構(gòu)金剛石：________結(jié)構(gòu)；石墨：層狀結(jié)構(gòu)晶體硅：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石熔點(diǎn)高、硬度大；石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)____，有滑膩感晶體硅為灰黑色固體,有金屬光澤、硬度大、熔點(diǎn)____用途金剛石用作切割刀具；______用作電極、鉛筆芯晶體硅用作________材料、硅芯片和太陽(yáng)能電池網(wǎng)狀軟石墨半導(dǎo)體共價(jià)鍵2．碳、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途比較3.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)碳的化學(xué)性質(zhì)①與非金屬單質(zhì)（O2）反應(yīng)②與氧化物反應(yīng)③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)C+H2O====CO+H2高溫2C+SiO2====Si+2CO↑高溫3C+Fe2O3====Fe+3CO↑高溫C+2H2SO4(濃)====2SO2↑+CO2↑+2H2O?C+4HNO3(濃)====4NO2↑+CO2↑+2H2O?C+O2

CO22C+O2

2CO(2)硅的化學(xué)性質(zhì)①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)②與氫氟酸反應(yīng)③與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑注意：硅單質(zhì)只和HF反應(yīng)，和其他酸不反應(yīng)2．晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：Ⅰ.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；Ⅱ.粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HCl==SiHCl3＋H2；Ⅲ.SiHCl3與過(guò)量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。300℃請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)第Ⅰ步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________。2C+SiO2====Si+2CO↑高溫(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)－84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為_(kāi)_______分餾(或蒸餾)(3)用SiHCl3與過(guò)量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：①裝置B中的試劑是________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是：_______________________________。濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化②反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_______________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是：______________________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_______________________。有灰黑色固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會(huì)軟化③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及_____________________。排盡裝置中的空氣④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是(填寫(xiě)字母代號(hào))________。a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液bd思考：過(guò)量或者少量二氧化碳與次氯酸鈉苯酚鈉溶液的反應(yīng)產(chǎn)物是否不同？-O-+CO2+H2O-OH↓+HCO3-ClO-

+H2O+CO2=HCO3-+HClO注意:

三硅酸難碳酸Na2CO3＋H2SiO3↓Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl酸性太弱，不能使石蕊試液變紅H2SiO3===SiO2＋H2O?課堂·習(xí)題1、為確認(rèn)鹽酸、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，一次實(shí)驗(yàn)即可達(dá)到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請(qǐng)據(jù)此回答：(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為_(kāi)_____。(2)裝置B所盛的試劑是___________________，其作用是________________________。(3)裝置C所盛試劑是_____________，C中反應(yīng)的離子方程式是______________________________。鹽酸飽和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl氣體Na2SiO3溶液SiO32-＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO32-四、硅酸鹽（1）概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。（2）Na2SiO3水溶液俗稱________，常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。硅酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_______________________________________。（3）表示方法：硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜，多用氧化物的形式表示它們的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫(xiě)成Na2O·SiO2，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫(xiě)成______________________。K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O水玻璃Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水

硅及化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系圖1.判斷正誤（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）。（1）

硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在。(

)√（2）

晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大，因此可用于制作半導(dǎo)體材料。(

)×

×

√（5）

硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)。(

)×

×

（7）

水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿。(

)×

課堂·習(xí)題2.下列關(guān)于硅酸的說(shuō)法正確的是()A．硅酸可以通過(guò)SiO2和水的化合反應(yīng)直接制得B．用反應(yīng)Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸是利用了可溶性酸制難溶性酸的性質(zhì)C．因?yàn)楣杷犭y溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)D．硅膠可用作袋裝食品的干燥劑D課堂·習(xí)題3:下列物品或設(shè)備：①水泥路面②門(mén)窗玻璃③水晶鏡片④石英鐘表⑤瑪瑙手鐲⑥硅太陽(yáng)能電池⑦光導(dǎo)纖維⑧計(jì)算機(jī)芯片所用材料為SiO2或要用到SiO2的是(

)A．⑥⑧B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦D．全部C課堂·習(xí)題

c課堂·習(xí)題無(wú)機(jī)非金屬材料一傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料二新型無(wú)機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃硅和二氧化硅新型陶瓷碳納米材料考點(diǎn)二無(wú)機(jī)非金屬材料一傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料陶瓷普通玻璃普通水泥原料___________________________________________主要原料：____________，輔助原料：適量的石膏設(shè)備陶瓷窯________________主要成分含水的鋁硅酸鹽硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)用途建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿、制造玻璃纖維等大量用于建筑和水利工程黏土Na2CO3、CaCO3、石英砂(SiO2)石灰石、黏土玻璃窯水泥回轉(zhuǎn)窯①玻璃生產(chǎn)中的兩個(gè)重要反應(yīng)：注意：②有色玻璃是在普通玻璃的基礎(chǔ)上加入帶顏色的金屬氧化物普通玻璃加熱接近融化迅速冷卻得到鋼化玻璃辨析：普通玻璃、鋼化玻璃、有色玻璃、石英玻璃、有機(jī)玻璃、石英玻璃是一種二氧化硅單一組分的特種工業(yè)技術(shù)玻璃有機(jī)玻璃是聚甲基丙烯酸甲酯，是一種高分子化合物，為熱塑性塑料一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成，具有耐高溫、抗氧化、耐磨蝕等優(yōu)良性能。與金屬材料相比，更能適應(yīng)嚴(yán)酷的環(huán)境，可用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和高溫電極材料等。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷1.Si與SiO2碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)性能碳原子和硅原子通過(guò)共價(jià)鍵連接硬度大砂紙和砂輪的磨料耐高溫高溫抗氧化性能耐高溫半導(dǎo)體材料(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料2.新型陶瓷主要有鈦酸鹽和鋯酸鹽等，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化，可用于濾波器、揚(yáng)聲器、超聲波探傷器和點(diǎn)火器等。壓電陶瓷主要有氧化鋁、氧化釔等氧化物透明陶瓷和氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷，具有優(yōu)異的光學(xué)性能，耐高溫，絕緣性好，可用于高壓鈉燈、激光器和高溫探測(cè)窗等。透明陶瓷超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零，具有超導(dǎo)性，用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域。(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料3、碳納米材料富勒烯由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱,代表物C60開(kāi)啟了碳納米材料研究和應(yīng)用的新時(shí)代碳納米管是由石墨片層卷成的管狀物具有納米尺度直徑，有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能，可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等。石墨烯只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨電阻率低，熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度。應(yīng)用于光電器件、超級(jí)電容器、電池和復(fù)合材料等方面拓展碳纖維碳纖維主要由碳元素組成，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)熱及耐腐蝕、強(qiáng)度大、密度小等特性

C【例題2】現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步離不開(kāi)材料，下列有關(guān)材料的說(shuō)法不正確的是(

)A.“遼寧艦”上用于艦載機(jī)降落的阻攔索是一種特種鋼纜，屬于純金屬材料B.“超輕海綿”使用的石墨烯是新型無(wú)機(jī)非金屬材料C.某品牌手機(jī)使用的麒麟980芯片屬于半導(dǎo)體材料D.“中國(guó)天眼”FAST用到的碳化硅是一種新型陶瓷材料A【例題3】2020年11月“嫦娥五號(hào)”成