碳、硅及其重要化合物

【考試要點】一、碳單質(zhì)及其性質(zhì)二、一氧化碳和二氧化碳的比較三、二氧化碳實驗室制法四、碳酸鹽及碳酸氫鹽的性質(zhì)分析五、硅及其化合物的性質(zhì)、用途六、硅及二氧化硅的結(jié)構(gòu)七、無機非金屬材料碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!1、結(jié)構(gòu)：在元素周期表中，碳族元素最外層電子數(shù)為4，既不容易得到電子，又不易失去電子。一、碳族元素的主要特征

C、Si、Ge、Sn、Pb2、碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性(1)相似性：①碳族元素原子結(jié)構(gòu)最外層都為4個電子②最高正價為+4、負價為-4③非金屬元素可形成氣態(tài)氫化物RH4④非金屬元素最高價氧化物對應的水化物為H2RO3，其水溶液呈弱酸性。碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!(2)遞變性：①周期表中從上到下，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱金屬性逐漸增強。②非金屬與H2化合能力逐漸減弱，生成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱。③最高價氧化物對應的水化物，其溶液酸性逐漸減弱，而堿性逐漸增強。碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!練習1.下列屬于同素異形體的是①金剛石和C60②O2和O3③冰和干冰④H2O和H2O2⑤相對原子質(zhì)量為12的碳原子和相對原子質(zhì)量為14的碳原子⑥Br2和I2A.只有①②B.①②④C.①②③④D.①②③④⑥解析：首先滿足是單質(zhì)，其次要滿足由同種元素組成，故答案為A。碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!（1）一氧化碳化學性質(zhì)（用方程式表示）CO_____________________（淡藍色火焰）

________________________________CuO

Fe2O3

還原性可燃性

2CO+O22CO2

點燃CuO+COCu+CO2

△Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

△無色、無味、難溶于水、有毒的氣體。碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!（3）CO和CO2的性質(zhì)比較氧化物一氧化碳二氧化碳物理性質(zhì)無色無味氣體，有毒，難溶于水無色無味氣體，無毒，能溶于水，固態(tài)時俗稱干冰

化學性質(zhì)（1）可燃性（2）還原性（與Fe3O4、CuO、H2O的反應）

（1）不能燃燒，一般情況下不助燃（2）氧化性（與C的反應）（3）酸性氧化物（與堿的反應）實驗室制法CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O收集方法_______（或排飽和________溶液法）檢驗方法

點燃后在火焰上方罩上蘸有____________的燒杯，出現(xiàn)渾濁無色、無味氣體使澄清的石灰水________排水法排空氣法（NaHCO3）澄清石灰水變混濁碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!四、硅1、存在和狀態(tài)：2、化學性質(zhì)：(1)常溫下不活潑：①Si+2F2=SiF4②Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑以化合態(tài)存在(2)加熱時：Si+O2==SiO2Si+2H2===SiH4高溫3、工業(yè)制粗硅：粗硅提純：Si+2Cl2===SiCl4高溫SiCl4+2H2===4HCl+Si（純硅）高溫SiO2+2C===Si+2CO↑高溫粗硅碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!3.二氧化硅（1）存在形態(tài)天然SiO2存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形，統(tǒng)稱________。________、________的主要成分都是SiO2。（2）結(jié)構(gòu)①SiO2晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如下圖所示，是四面體結(jié)構(gòu)硅石

石英水晶

SiOOOO②晶體中每個Si原子周圍有___氧原子，每個氧原子周圍有____Si原子，化學式為_____。晶體中無SiO2分子，6克的二氧化硅中含有

Si—O鍵4個

2個

SiO2

0.4mol

（3）主要用途①信息高速公路的骨架——光導纖維；②石英坩堝、石英玻璃、石英鐘表等；③電子工業(yè)的重要部件、光學儀器；④工藝飾

碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!水玻璃的防火實驗（教材65頁）“取兩個小木條或濾紙，分別放入蒸餾水和Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干后，同時分別在酒精燈外焰點燃”。這個實驗設(shè)計有何特點？請說出其控制實驗條件的思路。

采用對比實驗，將蘸有蒸餾水（空白實驗）和Na2SiO3飽和溶液的小木條，分別放置在酒精燈外焰處，排除Na2SiO3溶液防火實驗中水的影響，以證明Na2SiO3可以防火。碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!例3、下列關(guān)于碳族元素的說法正確的是（）A、單質(zhì)都是無色晶體B、單質(zhì)中硅單質(zhì)熔點最高

C、碳族元素形成的化合物種類最多D、在化合物中最穩(wěn)定的化合價都是+4價C例4、下列說法正確的是（）A、二氧化硅溶于水顯酸性B、二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C、因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強D、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸B碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!二、碳的多樣性與同素異形體

1.同素異形體：由同一種________組成的________不同的幾種單質(zhì)。

元素

性質(zhì)如：O2和O3；白磷和紅磷、S2和S8等石墨、金剛石、C60、C70等都是碳的同素異形體H2、D2、T2是否屬于同素異形體？

2.C、CO、CO2的相互轉(zhuǎn)化（能寫反應方程式）碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!練習2.（2009年安徽卷）石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料（結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示），可由石墨剝離而成，具有極好的應用前景。下列說法正確的是A.石墨烯與石墨互為同素異形體B.0.12g石墨烯中含6.02×1022個碳原子C.石墨烯是一種有機物D.石墨烯中碳原子間以共價鍵結(jié)合AD碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!（2）CO2的化學性質(zhì)（用方程式表示）CO2具有酸性氧化物的通性。

③實驗室制取原理：____________________________。④用途：滅火、制冷劑、人工降雨、制尿素、光合作用等。CO2

與H2O反應

與堿（NaOH）反應

與堿性氧化物反應

（CaO）

與Na2O2反應

CaCO3

與某些鹽反應

____________________________________________________________________________________________________________________________________NaClOCaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O

CO2（少量）+2NaOH=Na2CO3+H2O

CO2（足量）+NaOH=NaHCO3

CO2+CaO=CaCO3

CO2+CaCO3+H2O=Ca（HCO3）2

CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+2HClO

CO2+H2OH2CO3

2Na2O2+2CO2

2Na2CO3+O2

碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!①溶解性規(guī)律：三、碳酸鹽性質(zhì)規(guī)律②穩(wěn)定性：③酸式鹽與堿反應時的產(chǎn)物要根據(jù)相對用量判斷。一般來說酸式碳酸鹽的溶解度比正鹽的溶解度大，但Na2CO3的溶解度大于NaHCO3。難溶性的碳酸鹽、酸式鹽受熱易分解；可溶性的碳酸鹽較穩(wěn)定，受熱難分解。NaHCO3與少量Ca（OH）2反應NaHCO3與過量Ca（OH）2反應碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!五、二氧化硅1、物理性質(zhì)：2、化學性質(zhì)：(1)酸性氧化物(2)常溫與氫氟酸、強堿反應4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O難溶于水、熔點高、硬度大(3)高溫時：SiO2+CaO===CaSiO3高溫Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高溫CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高溫盛堿液的試劑瓶不能用玻璃塞碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!六、硅酸及硅酸鹽：(1)硅酸：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4↓H4SiO4=H2SiO3+H2O(2)硅酸鹽：①除鉀、鈉、銨的硅酸鹽易溶于水其余不溶于水②水玻璃：Na2SiO3的水溶液原硅酸偏硅酸（硅酸）用作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓由金屬、硅、氧組成的化合物的總稱碳、硅及其重要化合物共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!（3）組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成，表示順序為：活潑金屬的氧化物·較活潑金屬的氧化物·二氧化硅·水。例如：硅酸鈉（Na2SiO3）________;普通玻璃（Na2CaSi6O14）___________。長石（K2Al2Si6O16）

。黏土（H4Al2Si2O9）

。Na2O·SiO2

Na2O·CaO·6SiO2

K2O·Al2O3·6SiO2

Al2O3·2SiO