通用版高中化学二轮复习专题课件碳、硅及其化合物

碳、硅及其化合物考向分析

本节高考重点考查：

(1)C、Si及其化合物主要性质、应用；

(2)有关环境污染问题。题型以选择题、推断题为主，难度为低中档题。预测2013年会以新材料、新科技为背景在C、Si及其主要化合物性质应用方面进行命题。因此平时复习注意关注与C、Si有关的新材料、新科技。课堂练习：

(2009·广东理基)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(

)①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

A．①②B．②③

C．①④D．③④1、物理性质

Si是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的__________材料。2、组成与结构硅在地壳中硅的含量仅次于_____，而居第____位．硅在元素周期表位于第_____周期第_____族，位于____的下方．硅单质的结构与金刚石类似，为原子晶体（每个Si原子分别与另外4个Si原子形成4个共价键，硅与硅之间结合形成空间网状结构，含正四面体结构。）半导体氧二三ⅣA碳位于金属与非金属分界线原子晶体知识点一：碳和硅的单质3、硅的化学性质常温下，硅的化学性质不活泼，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，硅能跟一些非金属反应。碳与硅的化学性质比较化学性质碳(主要有+2、+4价）硅（主要+4价）还原性与非金属反应与氧化物反应与酸反应与Ｈ2O或碱反应C+O2(足量)===CO2点燃2C+O2(不足)===2CO点燃Si+O2===SiO2△Si+2Cl2===SiCl4△Si+C===SiC高温Si+2F2===SiF4（常温）C+CuO==Cu+CO2↑△2C+SiO2==Si+2CO↑高温Si+2FeO==2Fe+SiO2

高温C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O△C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O△与HNO3、H2SO4等不反应Si+4HF==SiF4↑+2H2↑C+H2O===CO+H2高温Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑化学性质碳硅氧化性制取用途C+2H2==CH4高温C+Si==SiC高温3C+CaO==CaC2+CO↑高温Si+2H2==SiH4高温(SiH4不稳定,在空气中自燃)(1)粗硅制取

SiO2+2C==Si

(粗)+2CO↑高温高温(2)粗硅提纯

Si

(粗)

+2Cl2==SiCl4SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl△集成电路、半导体晶体管及芯片、光电池等等2.能置换水中的氢的非金属单质为C;4.能与碱反应生成氢气的固体单质有Al和Si推断题的题眼5.非金属单质一般为绝缘体，但硅作为半导体材料，而石墨为电的良导体。非金属单质一般熔沸点，硬度小，但硅、金刚石熔沸高其中金刚石为硬度最大的物质。非金属单质一般不能和非氧化性酸反应，而Si不但能和HF反应，且能放出氢气。【答案】

(1)√

(2)×

(3)√

(4)×练习：下列关于硅的说法中不正确的是（）A、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽B、硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D、加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等反应练习：若把4.2g的硅和9.2g的钠同时投入适量的水中，充分反应，能收集到氢气（标准状况）的体积是（）A、22.4LB、11.2LC、5.6LD、2.8LCB1、物理性质

SiO2也叫硅石，石英砂、玻璃、沙子的主要成分也为SiO2，SiO2为坚硬的固体，纯SiO2是无色透明晶体，称之为水晶,熔点高，硬度大，不溶于水（为原子晶体）。知识点二：碳和硅的氧化物2、组成与结构在SiO2的晶体中，每个硅原子与___个氧原子结合，每个氧原子与_____个硅原子结合，即SiO2晶体是由Si和O按_______的比例所组成的_________________结构的晶体。1molSiO2晶体中含有____molSi—O键。421：2立体空间网状4Sio3、二氧化硅的化学性质（与CO2比较）物质CO2(酸性氧化物)SiO2(酸性氧化物)与水反应与酸反应不反应与碱反应与酸性氧化物反应与盐反应CO2+H2OH2CO3CO2+2OH-=CO32-+2H2OCO2+OH-=HCO3-CO2+CaO

=CaCO3

CO2+H2O+Na2SiO3==Na2CO3

+H2SiO3↓SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+2OH-==SiO32-+H2OSiO2+CaO

==CaSiO3

高温SiO2+Na2CO3

===Na2SiO3

+CO2↑高温不反应(故不能直接与水反应制硅酸)3、二氧化硅的化学性质（与CO2比较）物质CO2(酸性氧化物)SiO2(酸性氧化物)制法CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑用途灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等H2SiO3===SiO2+H2O△光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件1.CO为不成盐氧化物，2.酸性氧化物一般不和非氧化性酸反应，而CO2和SiO2为酸性氧化物SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

3.一般酸性氧化物可以和水反应生成对应的酸，而SiO2和H2O不反应可用于刻蚀玻璃练习：下列对有关化学反应过程或实验现象的解释中,正确的是()A.在高温条件下,C能置换出SiO2中的Si,说明C的氧化性强于SiB.酸雨的形成是由于雨水中溶有CO2C.长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开,主要是因为

NaOH吸收了CO2所致D.”水滴石穿”是溶解了CO2的雨水长期与CaCO3作用生成了Ca(HCO3)2之故D思考1.氢氟酸如何保存？2.为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？氢氟酸不能盛放在玻璃器皿中，而应保存在塑料瓶中。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,生成的具有粘性，久置使瓶塞打不开知识点三：碳酸和硅酸1.H2CO3弱酸性，不稳定，一般写作CO2+H2O2.H2SiO3物理性质：化学性质

a.弱酸性：

b.不稳定性：

c.制备：2HCl+Na2SiO3=H2SiO3

↓

+2NaCl

2CO2+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+H2OH2SiO3SiO2+H2O难溶于水的透明的胶状固体酸性比碳酸更弱(3)用途硅胶可作干燥剂、催化剂的载体1.无机酸一般易溶于水，而硅酸却难溶于水。2.碳酸酸性大于硅酸CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3水溶液中SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

高温条件下分析：在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，因此发生了反应生成了硅酸沉液，在高温重要条件下，生成的二氧化碳离开了反应体系而使反应进行到底（化学平衡）。知识点四：硅酸盐（1）硅酸盐：硅酸盐是由

组成的化合物的总称，是构成地壳岩的主要成分。（2）硅酸钠的水溶液俗称

，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂和耐火材料。（3）硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示硅酸盐的组成。

例：Na2SiO3

可表示为Na2O·SiO2长石KAlSi3O8

可表示为

。K2O·Al2O3·6SiO2硅、氧和金属水玻璃1.硅酸盐写法与氧化物写法中的各元素化合价保持一致，原子个数比相等氧化物的顺序为：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水3.氧化物之间以·隔开，系数配置出现分数时化为整数。4.硅酸盐组成的表示方法采用的是氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式出现的，而是以种种结构复杂的盐存在着的。练习：把下列式子改写成氧化物的形式，请填入横线上：①硅酸钙：CaSiO3②高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4③滑石：Mg3(Si4O10)(OH)2④钙沸石：Ca(Al2Si3O7)(OH)6CaO·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·4SiO2·H2OCaO·Al2O3·3SiO2·3H2O

(判一判)下列说法是否正确(填“√”或“×”) (1)SiO2是沙子、石英、玛瑙的主要成分(

) (2)玻璃、石英玻璃、水泥均是硅酸盐材料(

) (3)SiO2是酸性氧化物，不能与任何酸反应(

) (4)SiO2与CO2是同族元素的氧化物，化学性质相同(

) (5)CO2通入硅酸钠溶液中，有白色沉淀生成，说明酸性H2CO3>H2SiO3(

) 【答案】

(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√知识点五：新型无机非金属材料1.硅酸盐工业玻璃主要原料主要反应产品成分主要原料产品成分水泥陶瓷原料：黏土

纯碱、石灰石、石英SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑

SiO2Na2SiO3Ca

CO3

黏土、石灰石硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙2.新型无机非金属材料的各类和用途材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受主高温，强度大氮化硅陶瓷汽轮机叶片，轴承，永久性模具半导体材料具有光学特性氧化锡陶瓷集成电路的半导体材料光学材料具有光学特性光导纤维光缆通信，医疗，照明等生物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造骨，人造关节，接骨螺钉有关材料分类正确的是A.硅酸盐材料属于新型无机非金属材料B.高温结构陶瓷属于新型无机金属材料，属于结构材料C.新型无机非金属材料包括半导体材料，光导纤维，氧化铝陶瓷等D.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，但不是高温结构材料练习：练习：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练习：下列物质中不能用化合的方法制得的是（）①SiO2②H2SiO3③Na2O2④FeCl2⑤FeCl3⑥CaSiO3A．①③⑤B．②④⑥C．②D．②和④C练习：磷酸钙是陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可用于制造人造骨骼，这是利用这类材料的（）

A．耐高温的特性 B．电学特性

C．光学特性 D．生物功能D1.熔沸点 一般情况下，非金属单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质，所以可用金刚石制作钻头和切割工具。2．导电性 一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨是电的良导体，所以晶体硅可作半导体材料，石墨可作电极。碳、硅及其化合物的特性与应用

3．SiO2作为酸性氧化物的特性

(1)一般情况下，只有碱性氧化物与酸反应，酸性氧化物只与碱反应，不与酸反应，但SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，所以不能用玻璃容器盛放氢氟酸，而用氢氟酸刻蚀玻璃。

(2)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2＋H2OH2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。5．硅酸和硅酸盐的溶解性 一般情况下，大多数酸溶于水，如盐酸、醋酸、碳酸，但硅酸却不