高中化學(xué)必修一硅及其化合物

1、高中化學(xué)必修一 硅及其化合物復(fù)習(xí)重點(diǎn)1.了解C,Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2. 了解C,Si元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。3.重點(diǎn)物質(zhì)：碳、硅、CO2、SiO2。、硅酸、硅酸鹽、無機(jī)非金屬材料知識(shí)梳理一、碳族元素成員： 位于 族在元素周期表中的位置（周期、族、原子序數(shù)）表示方法：原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子式比較原子結(jié)構(gòu)相同點(diǎn)：最外層電子數(shù)相同，都是個(gè)不同點(diǎn)：電子層數(shù)不同相似性：得失電子，易形成共價(jià)鍵，難形成離子鍵，最高正價(jià)為，最低價(jià)為。主要性質(zhì) 遞變性：隨原子序數(shù)遞增，元素金屬性，非金屬性；氫化物穩(wěn)定性（CH4可燃，SiH4易自燃）；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性，堿性，Ge

2、(OH)4呈兩性。碳族元素的金屬性比同周期氮族元素，且自上而下由非金屬性向金屬性遞變比氮族更為明顯。1、碳族元素的主要特征（1）C是非金屬，Si貌似金屬，但大多數(shù)情況下顯示非金屬性，Ge的金屬性比非金屬性強(qiáng)，Sn、Pb都是金屬。（2）碳族主要化合價(jià)是，除Pb的+2價(jià)化合物穩(wěn)定外，其他元素的價(jià)化合物穩(wěn)定。（3）金剛石、石墨、C60互為，金剛石的硬度最大。（4）元素是形成化合物種類最多的元素。（5）在所有非金屬元素形成的氣態(tài)氫化物中，含氫量最大（25%）。（6）硅在地殼中的含量僅次于氧，是良好的半導(dǎo)體材料。2、碳族元素單質(zhì)的重要性質(zhì)元素符號(hào)CSiGeSnPb金剛石石墨晶體硅顏色銀灰色銀白色藍(lán)白色狀

3、態(tài)都是 體密度g/cm33.512.252.345.357.2811.34熔沸點(diǎn)較高，無明顯規(guī)律導(dǎo)電性不導(dǎo)電導(dǎo)體半導(dǎo)體半導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)體二、碳及其化合物1、單質(zhì)（1）同素異形體金剛石： 構(gòu)型、空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。無色透明，熔沸點(diǎn)高，硬度大，難溶于溶劑，不導(dǎo)電。用途：鉆具、裝飾品。石墨：平面層狀正六邊形結(jié)構(gòu)，層間以范德華力結(jié)合。熔點(diǎn)很高，質(zhì)軟，有滑膩感，電的良導(dǎo)體。用途：潤滑劑、電極、鉛筆芯、耐火材料。C60：形似足球，俗稱“足球烯”，是分子晶體。 無定形碳：木炭、活性炭（有吸附性）等，實(shí)際是石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)組成。（2）化學(xué)性質(zhì) 氧化性： 還原性： （與O2、濃H2SO4、CuO、H2O）

4、、 、 2、氣態(tài)氫化物CH4 3、一氧化碳CO（1）物理性質(zhì)： 色 味的氣體， 溶于水，有劇毒（與血紅蛋白作用）（2）化學(xué)性質(zhì)：高溫下表現(xiàn)出強(qiáng)還原性（與O2、Fe2O3、CuO） 、 4、二氧化碳CO2 （1）結(jié)構(gòu)：電子式為，結(jié)構(gòu)式為，空間構(gòu)型為型。屬于由鍵構(gòu)成的分子，固態(tài)時(shí)為晶體。（2）物理性質(zhì)： 色 味的氣體， 溶于水，干冰能升華。（3）化學(xué)性質(zhì)： 弱氧化性（Mg、C） 、 具有酸性氧化物的性質(zhì)（H2O、NaOH、Ca(OH)2、CaCO3、Ca(ClO)2） （4）制法 工業(yè)制法： 實(shí)驗(yàn)室制法： 5、碳酸H2CO3 結(jié)構(gòu)，二元弱酸，不穩(wěn)定，易分解，具有酸的通性。在化學(xué)方程式中寫成CO2和

5、H2O的形式，只有作為水解產(chǎn)物時(shí)寫成H2CO3的分子式。6、碳酸鹽（正鹽、酸式鹽）（1）溶解性正鹽溶解度比較酸式鹽K+、Na+、NH4+可溶可溶其它難溶可溶思考將CO2通入飽和Na2CO3溶液中，可以觀察到什么現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的離子方程式。（2）熱穩(wěn)定性類別穩(wěn)定性分解產(chǎn)物穩(wěn)定性變化正鹽K+、Na+高溫不分解穩(wěn)定性減弱其它難溶性常溫穩(wěn)定，高溫分解金屬氧化物+CO2酸式鹽K+、Na+加熱可分解，200正鹽+CO2+H2O其它Ca2+、Mg2+等加熱可分解，100正鹽+CO2+H2O銨鹽(NH4)2CO3、NH4HCO3不穩(wěn)定，常溫已分解NH3+CO2+H2O（3）相互轉(zhuǎn)化7、碳化物（1）SiC，金剛

6、砂，原子晶體。、（2）CaC2、MgC2等，極易水解。電子式為。三、硅及其化合物1、硅在地殼中含量僅次于氧居第 位。在自然界中以 存在，是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。（1）結(jié)構(gòu)類似金剛石的 晶體， 構(gòu)型，空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（2）物理性質(zhì)灰黑色有金屬光澤的固體，熔沸點(diǎn)高，硬度大，良好的半導(dǎo)體材料。（3）化學(xué)性質(zhì)與碳一樣，硅最外層有4個(gè)電子。常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)，如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等起反應(yīng)。在加熱條件下，硅能跟一些非金屬反應(yīng)。常溫下： （與HF反應(yīng)）高溫下：（研細(xì)）（易自燃） （4）工業(yè)制法工業(yè)生產(chǎn)粗硅：一般還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，這是一個(gè)特例，可

7、從平衡角度解釋。提純方法： （5）用途：略。2、二氧化硅SiO2 （1）結(jié)構(gòu)：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的 晶體。1個(gè)Si原子4個(gè)O原子形成共價(jià)鍵，1個(gè)O原子同2個(gè)Si原子形成共價(jià)鍵。1mol SiO2晶體中約含4個(gè)SiO共價(jià)鍵？構(gòu)成一個(gè)最小的環(huán)需要12個(gè)原子。（2）物理性質(zhì)：也叫硅石，熔沸點(diǎn)高，硬度大。（3）化學(xué)性質(zhì)：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與水反應(yīng)，也不與酸（氫氟酸除外）反應(yīng)，但能與堿性氧化物或強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽。（與CaO、NaOH、HF反應(yīng)） （4）用途：光導(dǎo)纖維，光學(xué)儀器，玻璃原料等。3、硅酸H2SiO3 原硅酸H4SiO4（1）結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)：原硅酸是白色膠狀沉淀，失水變成硅酸。（2）特性：不溶

8、于水的二元弱酸，分散在水中形成膠體。熱分解產(chǎn)物為SiO2和H2O （3）制法： 思考1.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較硅酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱？ 4、硅酸鹽一般 溶于水（1）硅酸鈉可溶于水，水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無色粘稠的液體。用途：制硅酸；粘合劑；耐火材料；防腐劑。（2）硅酸鹽硅酸、原硅酸及其縮水結(jié)合而成的各種酸所對(duì)應(yīng)的鹽，統(tǒng)稱硅酸鹽。硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用氧化物的形式來表示組成。例如：硅酸鈉Na2SiO3表示成Na2OSiO2鎂橄欖石Mg2SiO4表示成2MgOSiO2高嶺石Al2Si2O5(OH)4表示成Al2O32SiO22H2O正長石KAlSi3O8表示

9、成K2OAl2O36SiO2表示順序是：活潑金屬氧化物，較活潑金屬氧化物，二氧化硅，水。（3）粘土：主要成分屬于硅酸鹽，可用于制造水泥和陶瓷。四、硅酸鹽工業(yè)1、水泥 主要原料： 、 主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯 普通水泥的主要成分：3CaO SiO2、2CaO SiO2、3CaO Al2O3 性質(zhì)：具有水硬性（跟水摻和攪拌后容易凝固變硬） 加入石膏的作用：調(diào)節(jié)水泥的硬化速度 應(yīng)用：水泥砂漿、混凝土2、玻璃 主要原料：純堿、石灰石、石英 主要成分：Na2SiO3CaSiO34SiO2、Na2OCaO6SiO2 反應(yīng)原理： 有色玻璃：Co2O3藍(lán)色、Cu2O紅色3、陶瓷 主要原料：粘土 成分：硅酸鹽五、無機(jī)非金屬材料1、材料分為無機(jī)非金屬材料、金屬材料、高分子材料。2、無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料（硅酸鹽材料）和新型無機(jī)非金屬材料。3、新型無機(jī)非金屬材料具有以下幾個(gè)方面的特性A、承受高溫，B、強(qiáng)度高，C、電學(xué)特點(diǎn)，D、光學(xué)特性，E、生物功能4、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷指的是一類物質(zhì)例如氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等。這類陶瓷能經(jīng)受