碳及其化合物PPT课件

.,1,高一化学新授课,课件,.,2,第七章硅和硅酸盐工业复习,知识点：第一节碳族元素及其化合物,第二节硅及其化合物、硅酸盐工业简介,.,3,第一节碳族元素、碳及其化合物,内容提要：,碳族元素,碳及其化合物的转化关系,酸式盐性质的一般规律,一氧化碳和二氧化碳,碳酸正盐和酸式碳酸盐,碳及其化合物中的其它知识点,.,4,一、碳族元素,.,5,能形成+4价、+2价的化合物,能形成通式为RH4的气态氢化物,最高价氧化物对应水化物通式为H2RO3或R（OH）4,相似性,递变性,1、原子结构,最外层都有4个电子。,2、物性,单质都是固体。,3、化性,原子结构,单质物性,化性,核电荷数增加，电子层数增加,原子半径增大,熔沸点逐渐降低,密度逐渐增大,氢化物稳定性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,正二价化合物的稳定性逐渐增强,正四价化合物的稳定性逐渐减弱,.,6,二、碳及其化合物的转化关系,C,CO2,Na2CO3,NaHCO3,CO,CaCO3,Ca(HCO3)2,CaC2,C2H2,O2、HNO3等,O2、SiO2等,CaO,H2O,Mg,NaOH、Na2O2等,C,Ca(OH)2,O2等,SiO2、高温等,CO2+H2O,Ca(OH)2或,H+或加热,CO2+H2O,NaOH或加热,Ca(OH)2,Ca(OH)2,H+,.,7,三、酸式盐性质的一般规律,1、在水中的溶解性（与正盐比较）：,2、与酸或碱反应：,3、对热的稳定性：,一般来说，正盐较难溶于水时，酸式盐较易溶于水，如CaCO3难溶于水，Ca（HCO3）2易溶于水。但应注意NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。,强酸的酸式盐只与碱反应而不与酸反应；弱酸的酸式盐与足量强碱反应生成正盐，与足量强酸反应生成弱酸。,如：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,一般来说，热稳定性大小的顺序是：,正盐酸式盐多元酸（盐的阳离子相同，成盐的酸相同。）,.,8,四、一氧化碳和二氧化碳,无色无毒味气体，有毒，难溶于水。,无色略带酸味气体，无毒，能溶于水，固态时俗称干冰。,1、可燃性,2、还原性（跟Fe3O4、CuO、H2OSiO2的反应）,3、不成盐氧化物,1、不能燃烧，一般情况下不助燃,2、氧化性（跟C、Mg的反应）,3、酸性氧化物（跟碱反应）,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,排水法,向上排空气法,点燃后在火焰上罩上干燥的烧杯和粘有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊,使澄清石灰水变浑浊,.,9,五、碳酸正盐和酸式碳酸盐,除钾盐、钠盐、铵盐易溶于水外，其余都不溶于水,都溶于水,较稳定：,K2CO3、Na2CO3受热难分解,CaCO3、（NH4）2CO3受热易分解,受热易分解:,（鉴别固体碳酸盐、碳酸氢盐的方法）,可溶性正盐水解：,同阳离子、同物质的量浓度时HCO3-水解程度比CO32-小,CO32-+H+=CO2+H2O,CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O,HCO3-+H+=CO2+H2O,相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH（苛化法制烧碱的原理）,NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O,Na2CO3,NaHCO3,CO2+H2O,加热或加NaOH,.,10,六、碳及其化合物中的其它知识点,1、COX中气体杂质的除去方法（1）CO中混有CO2：（2）CO2中混有CO：（3）CO2中混有SO2、HCl：2、碳酸正盐热稳定性的比较：,通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。,通过硬质玻璃管中灼热的CuO。,通过盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。,一般来说：M2CO3MCO3M代表碱金属，M代表碱土金属,.,11,碳的同素异形体,金刚石,石墨,C60,晶体结构动画,晶体硅及其二氧化硅,晶体硅,二氧化硅,.,12,10928,金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以共价键与4个碳原子结合。成为正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（3550）和沸点（4827）都很高,硬度很大。,金刚石,返回,.,13,返回,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,.,14,C60,返回,.,15,Si,10928,晶体硅,返回,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。,.,16,二氧化硅,返回,10928,180,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。,Si,O,.,17,思考题A：,第一题,第二题,第三题,第四题,第一题,第二题,第三题,第四题,思考题B：,.,18,1、下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、和C60的说法中，错误的是A熔点：金刚石石墨C60B沸点：金刚石=石墨C60C在一定条件下与O2反应生成CO2D在一定条件下它们可能相互转化,A,返回,思考题A：,.,19,2、锡、铅两种元素的主要化合价是+2价和+4价，其中+2价锡和+4价铅的化合物是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅化合物有强氧化性。如Sn2+比Fe2+还原性强，PbO2比Cl2氧化性强，写出下列反应的化学方程式：FeCl3溶液滴入SnCl2溶液；PbO2遇浓盐酸。答案：,2FeCl3+SnCl22FeCl2+SnCl4,PbO2+4HClPbCl2+2H2O+Cl2,返回,.,20,3、BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于锘贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。若知：BGO中，锗处于最高价态；在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8个电子稳定机构；BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含的总质量相同。请填空：锗和铋的元素符号分别是和。BGO晶体的化学式是。BGO晶体中所含铋的氧化物的化学式是。,Ge,Bi,2Bi2O33GeO2或Bi4（GeO4）3,Bi2O3,返回,.,21,因为在BGO中，锗处于最高价（即+4价），其氧化物的化学式可写成GeO2。而铋的价态跟氯化铋相同，且因为在此化合物中铋具有8个电子的稳定结构，可知铋的化合价应是+3价，则铋的氧化物的化学式可写成Bi2O3，又因为在BGO中这两种氧化物中氧元素的总质量相同故根据第点可知：BGO的化学式可写成2Bi2O33GeO2或Bi4（GeO4）3的形式。,返回,.,22,返回,4、将nmol木炭粉和1molFeO在反应器中混合，隔绝空气加强热。（1）可能发生的反应有：FeO+C=Fe+CO2FeO+C=2Fe+CO2FeO+CO=Fe+CO2_。(2)若n1/2，充分反应后，反应器中的固体物质是_，气体产物是_。（3）n4充分反应后，反应器中的固体物质是_，气体产物是_。（4）若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是_。（5）若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n值为_。,CO2+C=2CO,(2)解析:在上述4个反应方程式中,计算时可用的方程为:FeO+C=Fe+CO2FeO+C=2Fe+CO2由于为1mol,C为nmol,当n1/2时,碳少量应按式计算。所以固体物质是Fe和FeO，气体物质是CO2。,Fe和FeO,CO2,(3)当n1时碳过量，应按式计算。所以n4时，固体产物是Fe和C，气体产物是CO。,Fe和C,CO,(4)当1/2n1时，反应按式进行，气体产物是CO2和CO的混合物,1/2n1,(5)设混合气体中CO、CO2物质的量均为x，则FeO+C=Fe+CO2FeO+C=2Fe+CO2111211XXX2XXX即X+2X=1X=1/3moln=2Xn=2/3,2/3,.,23,第二节硅及其化合物、硅酸盐工业简介,内容提要：,硅及其化合物的转化关系,二氧化硅和二氧化碳的比较,二氧化硅和晶体硅的比较,硅及其化合物中的其它知识点,硅酸盐工业简介,.,24,一、硅及其化合物的转化关系,Si,O2,SiO2,HF,或F2,SiF4,NaOH,Na2SiO3,C,SiC,HF,NaOH,或Na2CO3,CaCO3,CaSiO3,C,H2SiO3,NaOH,H+或CO2,或CaO,.,25,二、二氧化硅和二氧化碳的比较,都是酸性氧化物，如都能与强碱、CaO反应,原子晶体,分子晶体,熔沸点高，硬度大，不溶于水。,熔沸点低，硬度小，能溶于水。,不与水反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,不反应,SiO2在高温下与固体Na2CO3反应。,CO2可与Na2SiO3水溶液反应。,.,26,三、二氧化硅和晶体硅的比较,都是原子晶体,熔点都很高，硬度都很大。,常温下化学性质都不活泼。,氧化物,单质,不导电,半导体,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,Si+4HF=SiF4+2H2,不反应,Si+2F2=SiF4,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,.,27,四、硅及其化合物中的其它知识点,1、盛碱液和水玻璃的试剂瓶不能用磨口玻璃塞塞，应用橡胶塞塞。,2、硅及其化合物与F2、HF等反应生成SiF4，这是硅的“亲氟性”，根据这种性质可理解氢氟酸不能盛放在玻璃器皿中。,4、用氧化物形式表示硅酸盐的方法：,表示成氧化物形式的顺序是：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水,例如：高岭石Al2（Si2O5）（OH）4表示成氧化物的方法是：,Al2O3,2,SiO2,2H2O,.,28,五、硅酸盐工业简介,粘土、石灰石,石灰石、纯碱、石英,粘土,水泥回转窑,玻璃窑,复杂的物理化学变化,复杂的物理化学变化,3CaOSiO22CaOSiO23CaOSiO2,Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,高温,高温,高温,.,29,思考题B:,1、用过量的砂、纯碱和生石灰熔化生成（）水泥玻璃瓷器混凝土一种硅酸盐产品ABCD2、实验室有下列试剂：NaOH溶液水玻璃Na2S溶液澄清石灰水NH4CL溶液Na2CO3溶液浓H2SO4，其中必须用带胶塞的试剂瓶保存的是（）ABCD,B,D,返回,.,30,3、下列物质的晶体或分子空