高中化学 第4章 第1节 课时1 单质硅与二氧化硅教案 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1化学教案VIP免费

课时1单质硅与二氧化硅目标与素养：1.掌握Si、SiO2的性质。(宏观辨识)2.认识Si和SiO2在生产中的应用。(社会责任)一、单质硅与半导体材料1．半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料，最早使用的半导体材料是锗，现在使用最广泛的半导体材料是硅。2．硅元素的存在在地壳里，硅的含量仅次于氧，全部以化合态存在，主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐。3．单质硅(1)硅的同素异形体有：晶体硅和无定形硅。(2)物理性质：晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。(3)化学性质：加热条件下与O2反应的化学方程式为Si＋O2=====SiO2。(4)制备：用焦炭还原SiO2的化学方程式为2C＋SiO2=====Si＋2CO↑。(5)用途①硅：制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。②硅合金：a．含硅4%的钢可制造变压器铁芯。b．含硅15%左右的钢具有耐酸性，可制造耐酸设备。碳在自然界中有稳定的单质，硅却没有，能否说明硅的化学性质比碳活泼？【提示】不能。对比硅和碳的化学性质可知硅的活泼性不如碳的活泼性强。二、二氧化硅与光导纤维1．二氧化硅(SiO2)(1)存在：沙子、石英的主要成分，透明的石英晶体俗称水晶。(2)结构：由硅原子和氧原子构成。(3)物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水。(4)化学性质(用化学方程式填空)微点拨：(1)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟氢氟酸反应。2．光导纤维(1)主要成分：SiO2。(2)用途：光纤通讯、能量传输、信息处理。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硅在自然界中以游离态和化合态形式存在。()(2)地壳中含量第一和第二的两种元素的单质在加热条件下可以反应，故该反应吸热。()(3)工业制粗硅的反应为SiO2＋C=====Si＋CO2。()(4)1molSiO2中含有6.02×1023个SiO2分子。()(5)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2．下列物质属于半导体材料的是()A．金刚石B．晶体硅C．石墨D．铁丝[答案]B3．石英、光导纤维的主要成分是()A．SiB．SiCC．SiO2D．Na2SiO3[答案]C单质硅的特点1.硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。2．非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。3．Si的还原性强于C，但C能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。4．非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si能与强碱溶液反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。【典例1】下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是()A．氧化物都能与碱溶液反应B．单质在加热时都能与氧气反应C．碳和硅两种元素都有能导电的单质D．常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼A[碳的氧化物有CO和CO2，CO不能与碱溶液反应。]1．下列物质中不能与硅发生化学反应的是()A．NaOH溶液B．F2C．O2D．浓硝酸[答案]D2．工业上用焦炭与SiO2反应可制得粗硅，反应的化学方程式为____________________________________________________。要用粗硅制备纯硅原理：在高温下让粗硅与Cl2反应，其产物在高温下被氢气还原，请写出上述过程中有关反应的化学方程式________________________，____________________________________________________。[答案]2C＋SiO2=====Si＋2CO↑Si＋2Cl2=====SiCl4SiCl4＋2H2=====Si＋4HClCO2、SiO2的性质比较CO2SiO2不同点熔沸点低高状态气态无色晶体与水反应CO2＋H2OH2CO3不反应与酸反应不反应只与氢氟酸反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O相同点与碱性氧化物反应CO2＋CaO===CaCO3CaO＋SiO2=====CaSiO3与碱反应CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O氧化性CO2＋C=====2COSiO2＋2C=====Si＋2CO↑【典例2】下列说法中，正确的是()A．SiO2和CO2均由分子直接构成B．CO2、SiO2都是酸性氧化物，不与任何酸反应C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．CO2、SiO2都属于酸性氧化物，因而均可由CO2、SiO2与水反应制得相应的酸C[SiO2直接由硅原子、氧原子构成，CO2是由CO2分子构成，A错；SiO2能与氢氟酸反应，B错；CO2、SiO2与CaO反应分别生成...