高考化学一轮复习 第4章 非金属元素及其重要化合物 第13讲 碳、硅及 ...VIP免费

第四章非金属元素及其重要化合物[考纲解读]1.了解常见非金属元素C、Si、Cl、S、N的单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。第13讲碳、硅及其重要化合物一、碳、硅单质1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途碳硅存在形态01游离态和化合态化合态结构金刚石：02空间网状结构；石墨：层状结构晶体硅：与03金刚石类似的空间结构同素异形体金刚石、石墨、C6004晶体硅、无定形硅物理性质金刚石：熔点05高、硬度06大；石墨：硬度07小、电的良导体、有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点08较高用途金刚石用作切割刀具，09石墨用作电极、铅笔芯、高温润滑剂10半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2．碳和硅的化学性质碳硅与单质反应氧气不足生成01CO，氧气足量生成02CO2与氧气、氟气、氯气反应生成03SiO2、04SiF4、SiCl4与氧化物反应与CuO反应：052CuO＋C=====△2Cu＋CO2；与CO2反应：06C＋CO2=====高温2CO；与水蒸气反应：07C＋H2O(g)=====高温CO＋H2与FeO反应：Si＋2FeO=====高温SiO2＋2Fe与酸反应与浓硫酸反应08C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋不能被浓硫酸、浓硝酸氧化，但可与氢氟酸反应：10Si＋2H2O与浓HNO3反应09C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O4HF===SiF4↑＋2H2↑3．硅的工业制法及提纯石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl4――→③氢气高温高纯硅反应①：01SiO2＋C=====高温Si＋2CO↑。反应②：02Si＋2Cl2=====△SiCl4。反应③：03SiCl4＋2H2=====高温Si＋4HCl。二、碳、硅的氧化物1．一氧化碳(1)物理性质01无色气体，02有毒，03难溶于水。(2)化学性质①燃烧：2CO＋O2=====点燃2CO2，04淡蓝色火焰(空气中燃烧)。②还原Fe2O3：05Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2(冶炼金属)。2．二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构01空间网状结构，02不存在单个分子03存在单个CO2分子主要物理性质硬度04大，熔、沸点05高，常温下为06固体，07不溶于水熔、沸点08低，常温下为气体，09可溶于水化①与水不反应10CO2＋H2OH2CO3学性质反应②与碱性氧化物反应如与CaO反应：11SiO2＋CaO=====高温CaSiO3如与Na2O反应：12Na2O＋CO2===Na2CO3③与碱(NaOH)反应13SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用14橡胶塞)CO2少量：15CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2过量：16CO2＋NaOH===NaHCO3④与酸反应只与氢氟酸反应：17SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐三、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1．硅酸(H2SiO3)2．硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐组成的表示方法通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为01K2O·Al2O3·6SiO2。(3)硅酸钠①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称02水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②与酸性较硅酸强的酸反应与CO2水溶液反应的化学方程式Na2SiO3＋H2O＋CO2===03Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。3．无机非金属材料(1)传统无机非金属材料①三种硅酸盐工业生产的比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土01纯碱、石灰石和石英黏土主要成分3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·Al2O302Na2SiO3，CaSiO3，SiO2硅酸盐生产条件高温②主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑材料，也广泛应用于生活中。(2)新型无机非金属材料①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。③压电陶瓷：具有压电效应。1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)硅在自然界中以游离态和化合态的形式存在。(×)错因：硅在自然界中只以化合态的形式存在。(2)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料。(×)错因：晶体硅不是因为其熔点高、硬度大而作半导体材料，是因为其导电性介于导体和绝缘体之间。(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维。(×)错因：Si不...