（江苏专版）高考化学一轮复习 专题三 第十讲 碳、硅及其化合物学案（含解析）-人教版高三全册化学学案VIP免费

碳、硅及其化合物[江苏考纲要求]———————————————————————————————————1．了解碳、硅及其重要化合物的主要性质和重要应用。2．认识物质间转化等方面的实际应用。3．认识碳、硅及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。[教材基础—自热身]1．单质结构、物理性质和用途碳硅元素的存在形式游离态和化合态化合态单质的结构金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构；C60(足球烯)：由多个五边形和六边形构成的分子晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石：熔点高、硬度大；石墨：硬度小、电的良导体晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性用途金刚石用于制造切割刀具，石墨用于制造电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性：碳、硅单质的性质及用途[知能深化—扫盲点]提能点一硅单质的特殊性(1)Si的还原性强于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。(2)非金属单质与碱液反应一般无H2放出，但Si与碱液反应却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。(4)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。[对点练]1．下列关于硅的说法不正确的是()A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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、氧气等非金属反应解析：选C硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，C错误。提能点二硅的工业制法(1)制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。(2)粗硅提纯①Si＋2Cl2=====SiCl4，②SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。(3)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。[对点练]2．(2019·南京一中月考)从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4③SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl关于上述反应的叙述不正确的是()A．①③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅解析：选D在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28g(1mol)硅，均转移4mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同反应器中发生，D错误。[题点全练—过高考]题点一C、Si的性质1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是()A．两者结合形成的化合物是共价化合物B．在自然界中都能以游离态存在C．氢化物的热稳定性比较：CH4SiH4，错误；D项，SiO2不能与水反应，错误。2．常温下，下列不发生反应的物质是()①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅与NaOH溶液A．①②B．③④C．②⑤D．②④解析：选D①中发生反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；Si不与除氢氟酸外的其他酸反应，②不反应，③反应；④中SiO2与Na2CO3反应需要高温，常温下不反应；⑤中发生反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。题点二Si的制取3．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)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制备高纯硅的化学反应方程式：______________________________。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，写出配平的化学反应方程式：___________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若...