第一节碳、硅及其化合物明考纲要求理主干脉络1.了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。碳、硅单质的性质及应用1．单质的存在形态、物理性质和用途碳硅存在形态游离态和化合态化合态物理性质金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯半导体材料、太阳能电池和合金材料2．碳和硅的化学性质(1)碳单质的化学性质——还原性。CO――→――→CO2①与O2的反应：O2不足：2C＋O2=====2CO；O2充足：C＋O2=====CO2。②与其他物质的反应：a．与CuO反应：2CuO＋C=====2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；b．与CO2反应：CO2＋C=====2CO；c．与水蒸气反应：C＋H2O(g)=====CO＋H2(制水煤气)；d．与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)=====CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(2)硅的化学性质——还原性。①与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；②与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；1与F2、氢氟酸、NaOH与O2、Cl2等反应③与O2反应：Si＋O2=====SiO2。1.判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2013·广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。()(2)(2013·浙江高考)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体。()(3)(2012·新课标全国卷)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。()(4)(2011·山东高考)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。()(5)(2011·山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在。()(6)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×2．将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。答案：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d3．根据元素周期律，硅的还原性比碳强，但工业上为什么能用焦炭与SiO2反应制取粗硅？提示：工业上制取粗硅的反应为SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，可以从平衡的角度理解，该反应的产物CO是气体，CO不断从反应体系中脱离，从而使反应向正反应方向进行。4．(2013·安徽高考改编)W的一种核素的质量数为28，中子数为14，则W元素是哪种元素？W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，试写出该反应的化学方程式。提示：Si元素，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑5．中学化学中，能和NaOH溶液反应产生H2的非金属单质是什么？提示：Si硅的工业制法1．制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO2＋2C=====Si＋2CO↑2．粗硅提纯(1)Si＋2Cl2=====SiCl4SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl(2)Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl3．注意问题(1)用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。(2)粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。21.半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A．2C＋SiO2=====Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2=====SiCl4D．SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl2．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：――→――→――→――→(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式___________________________________。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式_______________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_____________________________________________________________________________________________________。[答案专区]1.解析：工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2――→粗硅――→SiCl4――→纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。答案：B2.解析：(1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。(2)SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，依据原子守恒，判断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3的反应条件是高温(1357K)，若混入O2，则H2、O2混合加热可能发生爆炸，同...
