碳硅及其化合物 省赛获奖

高三化学第一轮复习第四章非金属及其化合物一、碳族元素1、名称；符号；位置

第一讲碳、硅及其化合物一、碳族元素2.元素性质比较CSiGeSnPb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⑴、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。⑵、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.碳的单质金刚石石墨C60同素异形体二.碳109º28'

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【讨论】金刚石中C原子杂化、成键数目------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------120º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C60分子结构示意图共价键非极性结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键，60个碳原子构成球形，共32面体，包括12个五边形，20个六边形。

（1）C＋O2＝CO2C＋CO2＝2CO

C＋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2、碳及其化合物的化学性质（2）2CO+O2=2CO2

3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

点燃△

CO2+H2O=H2CO3

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

CO2+Na2O=Na2CO3

CO2+C=2CO

CO2+2Mg=C+2MgO｛酸性氧化物的通性（3）△点燃｛氧化性∶O∶∶C∶∶O∶∶∶CO2电子式（4）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①

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)2CO3②溶解性：（1）只有钾、钠、氨盐可溶.（2）NaHCO3的溶解度小于Na2CO3（5）碳酸盐（2）与酸反应——H++CO32－＝HCO3－

H++HCO3－＝CO2↑+H2O③化学性质（1）热稳定性——正盐＞酸式盐＞酸（3）正盐与酸式盐的转化——Na2CO3-----NaHCO3BaCO3--------Ba(HCO3)2⑴只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。⑵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⑶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。Si109º28'

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↑

Si+2Cl2SiCl4Si+O2SiO2

Si+CSiC高温（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109º28'SiO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。1.物理性质硬度大、熔点高、难溶于水四.二氧化硅2.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。⑴酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应(2)与碱性氧化物化合：SiO2+CaOCaSiO3

SiO2+Na2ONa2SiO3高温高温(3)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？(4)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？(5)弱氧化性：SiO2+2C=Si+2CO↑*(6)与Na2CO3等反应：

SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2↑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：现象结论化学方程式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+2H2O3.不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解

∆H2SiO3==H2O+SiO23、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：试剂二氧化硅氢氧化钠溶液硝酸银晶体氢氟酸浓硫酸氯水试剂瓶细口磨口塞广口瓶棕色细口磨口塞细口橡皮塞棕色广口瓶细口塑料瓶1、实验室有六种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。练习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C3、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C4、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B5、下列物质中不能用化合的方法制得的是（）①SiO2②H2SiO3③Na2O2④FeCl2⑤FeCl3⑥CaSiO3A．①③⑤B．②④⑥C