高三一轮复习-碳、硅及其化合物.ppt

碳 硅复习课 一 碳族元素 1 名称 符号 位置 一 碳族元素 2 元素性质比较 C Si Ge Sn Pb 相似性递变性 1 最外层都有4个电子 化合价主要有 4和 2 易形成共价化合物 2 气态氢化物的通式 RH4 3 最高价氧化物通式 RO2 对应的水化物通式为H2RO3或R OH 4 原子结构 单质物性 单质化性 核电荷数增大电子层增多 原子半径增大 熔沸点降低 特殊 熔点 Pb Sn 单质密度增大 非金属性减弱 金属性增强 最高价氧化物对应水化物的酸性减弱 氢化物的稳定性减弱 3 特殊性 碳族元素在化合物中多以 价稳定 而 在化合物中则以 价稳定 锡的 2价化合物应具有较强的 铅的 4价化合物应具有较强的 4 铅 2 还原性 氧化性 一 碳族元素 碳族元素特点 1 形成化合物最多的一族 2 单质晶体类型最多的一族 分子晶体 原子晶体 金属晶体 过渡晶体 3 易形成共价化合物一族 4 半导体比较集中的一族 5 无机非金属材料比较集中的一族 1 下列关于碳族元素的叙述中 正确的是 A 最外层上有2个电子B 主要化合价均为 2 4C 稳定化合价均为 4D 容易形成离子化合物 随堂检测 2 下列气态氢化物最不稳定的是 PH3B H2SC HClD SiH4 B D 金刚石石墨C60 同素异形体 二 碳 1 碳的单质 109 28 金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体 为正四面体立体网状结构 金刚石的熔点 3550 和沸点 4827 都很高 硬度很大 金刚石 金刚石与石墨晶体结构对比 120 共价键 范德华力 石墨是层状结构 在每一层内 碳原子排成六边形 每个碳原子与其它3个碳原子以共价键结合 形成平面的网状结构 在层与层之间 是以分子间作用力结合的 由于同一层的碳原子以较强共价键结合 使石墨的熔点很高 比金刚石的还要高 沸点与金刚石相同 但由于层与层之间的分子间作用力很弱 容易滑动 使石墨的硬度很小 石墨 判断 下列对碳的同素异形体 金刚石 石墨 和C60的说法中 正确的是 A它们都是共价化合物B1mol金刚石和石墨都含有1molC C键C在一定条件下与O2反应生成CO2D它们的熔点都很高 C 1 C O2 CO2C CO2 2COC 2CuO 2Cu CO2 C H2O g CO H2C 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2OC 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H2OC SiO2 Si CO 点燃 高温 相关反应 2 2CO O2 2CO23CO Fe2O3 2Fe 3CO2 点燃 CO2 H2O H2CO3CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2OCO2 Na2O Na2CO3CO2 C 2COCO2 2Mg C 2MgO 酸性氧化物的通性 3 点燃 氧化性 CO2电子式 CO2的实验室制法 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 原理 装置 除杂 块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备 当制取气体的量不多时 也可采用简易装置 用饱和NaHCO3溶液除HCl 用浓硫酸等干燥 验满 用燃着的木条 熄灭 或用湿润的蓝色石蕊试纸 使之变红 检验 使澄清石灰水变浑浊 分类正盐如Na2CO3 MgCO3 CaCO3酸式盐如NaHCO3 Ca HCO3 2碱式盐 铜绿Cu2 OH 2CO3碱式碳酸镁Mg2 OH 2CO3 溶解性 1 只有钾 钠 氨盐可溶 2 NaHCO3的溶解度小于Na2CO3 3 碳酸盐 2 与酸反应 H CO32 HCO3 H HCO3 CO2 H2O思考 鉴定CO32 HCO3 化学性质 1 热稳定性 正盐 酸式盐 酸 4 正盐与酸式盐的转化 Na2CO3 NaHCO3BaCO3 Ba HCO3 2写出相互转化的化学方程式 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO32NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2OBaCO3 CO2 H2O Ba HCO3 2Ba HCO3 2 2NaOH BaCO3 Na2CO3 2H2O 只有化合态 无游离态 在地壳中含量居第二位 两种同素异形体 晶体硅和无定形硅 三 硅 1 晶体硅的结构 存在和物性 主要物理性质灰黑色硬而脆有金属光泽的固体熔点 沸点高硬度大 硅单质有晶体和无定形两种 晶体硅的结构跟金刚石相似 都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体 Si 109 28 晶体硅的晶体结构与金刚石相似 也是由一个硅原子与4个硅原子结合形成正四面体 许多这样的正四面体向周围空间延伸形成空间网状的结构 但由于硅原子半径比碳原子半径大 所以 其熔沸点要比金刚石低 硬度要比金刚石小 2 晶体结构 3 硅的化学性质 常温下 化学性质不活泼 除氟气 氢氟酸和强碱外 硅不跟其他物质 如氧气 氯气 硫酸 硝酸等 起反应 在加热条件下 能跟一些非金属反应 Si 2F2 SiF4Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 1 常温下能发生的反应 2 高温下能发生的反应 1 晶体结构 109 28 Si O 四 二氧化硅 在二氧化硅晶体中 一个硅原子跟4个氧原子结合 同时每个氧原子跟两个硅原子结合 实际上 二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1 2的比例所组成的立体网状结构的晶体 它的熔点 1723 沸点 2230 高 硬度大 不导电 难溶于一些常见的溶剂 2 物理性质 物理性质 硬度大 熔点高 难溶于水 四 二氧化硅 3 化学性质 有晶体和无定形两大类 晶体二氧化硅叫石英 水晶或玛瑙 天然二氧化硅叫硅石 酸性氧化物 但是不溶于水 也不与水反应 与碱反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 注意 盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞 不能用玻璃塞 为什么 四 二氧化硅 2 与HF反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 用于雕刻玻璃 注意 一般用塑料试剂瓶盛氢氟酸 不能用玻璃试剂瓶 为什么 2 关于硅的化学性质的叙述中 正确的是 A 常温时不和任何酸反应B 常温时硅与卤素单质均不反应C 单质硅比金刚石熔点低D 单质硅比碳的非金属性强 C 3 玻璃的主要成分之一是二氧化硅 能在玻璃上进行蚀刻 将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 A 烧碱B 纯碱C 氢氟酸D 盐酸 C 五 硅酸 H2SiO3 H2SiO3是SiO2的对应水化物 SiO2是H2SiO3的酸酐 是一种不溶性酸 是一种白色固体 其酸性比H2CO3还弱 1 制法 可溶性硅酸盐与酸反应 滴入酚酞后溶液变为红色 再滴入稀盐酸 溶液红色变浅至无色 同时有白色胶状沉淀产生 a Na2SiO3溶液呈碱性 b 可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 用H2CO3可制得H2SiO3 可证明H2SiO3的酸性比H2CO3 SiO32 H2O CO2 CO32 H2SiO3 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 SiO32 2H H2SiO3 写出硅酸钠溶液与盐酸反应的离子方程式 写出硅酸钠溶液通入二氧化碳的化学方程式和离子方程式 弱 2 酸性太弱只能与强碱发生中和反应H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 3 不稳定 比H2CO3稳定 受热易分解 3 硅酸钠 Na2SiO3 俗名叫泡花碱 白色固体 易溶于水 其水溶液俗名叫水玻璃 2 结构复杂 一般不溶于水 化学性质很稳定 1 由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 六 硅酸盐 水玻璃是无色粘稠的液体 不能燃烧 不易被腐蚀 热稳定性强 可用作肥皂填料 木材 织物的防腐剂和防火剂 建筑 纸张的黏胶剂 2 氧化物化学式法 金属氧化物 二氧化硅 水 1 盐化学式法 如 Na2SiO3 CaSiO3 K2SiO3等 4 硅酸盐组成的表示方法 滑石 3MgO 4SiO2 H2O 云母 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 沸石 Na2O Al2O3 3SiO2 2H2O 石棉 3MgO CaO 4SiO2 高岭石 黏土 Al2O3 2SiO2 2H2O 如 六 硅酸盐 4 下列说法正确的是 A SiO2溶于水显酸性 B CO2通入水玻璃可以得到原硅酸 C 由Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强D SiO2是酸性氧化物 它不溶于任何酸 B 5 下列物质中不能用化合的方法制得的是 SiO2 H2SiO3 Na2O2 FeCl2 FeCl3 CaSiO3A B C D 和 C 6 下列变化中 不可能通过一步反应实现的是 A SiO2 Na2SiO3B SiO2 H2SiO3C CuSO4 CuCl2D Cu OH 2 CuO B 5 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 高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅 同时得到一种可燃性气体 粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3 Si 3HClSiHCl3 H2 SiHCl3与过量的H2在1100 1200 的温度下反应制得纯硅 已知SiHCl3能与水剧烈反应 在空气中易自燃 请回答 1 第一步制取粗硅的化学方程式为 2 粗硅与HCl气体反应完全后 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 实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示 加热和夹持装置略去 装置B中的试剂是 装置