高三一輪復(fù)習(xí)_碳硅及其化合物

1、 高三第一輪總復(fù)習(xí)高三第一輪總復(fù)習(xí) 14 14講講 碳和硅及其化合物碳和硅及其化合物一、碳族元素一、碳族元素1 1、名稱；符號；位置、名稱；符號；位置碳族元素特點(diǎn)：碳族元素特點(diǎn)：1、形成化合物最多的一族、形成化合物最多的一族,2、單質(zhì)晶體類型最多的一族、單質(zhì)晶體類型最多的一族分子晶體、原子晶體、金屬晶體，過渡晶體分子晶體、原子晶體、金屬晶體，過渡晶體3、易形成共價化合物一族、易形成共價化合物一族4、半導(dǎo)體比較集中的一族、半導(dǎo)體比較集中的一族5、無機(jī)非金屬材料比較集中的一族、無機(jī)非金屬材料比較集中的一族一、碳族元素一、碳族元素2.2.元素性質(zhì)比較元素性質(zhì)比較C SiGe Sn Pb相似性相似性

2、遞變性遞變性1、最外層都有、最外層都有4個電子，化合價個電子，化合價主要有主要有+4和和+2，易形成共價化合易形成共價化合物。物。2、氣態(tài)氫化物、氣態(tài)氫化物的通式：的通式：RH4,3、最高價氧化、最高價氧化物通式物通式:RO2,對對應(yīng)的水化物通式應(yīng)的水化物通式為為H2RO3或或R(OH)4原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)單質(zhì)物性單質(zhì)物性單質(zhì)化性單質(zhì)化性核電荷數(shù)增大電子層增多核電荷數(shù)增大電子層增多原子半徑增大原子半徑增大熔沸點(diǎn)降低熔沸點(diǎn)降低特殊特殊:熔點(diǎn)熔點(diǎn).PbSn單質(zhì)密度增大單質(zhì)密度增大非金屬性減弱、金屬性增強(qiáng)非金屬性減弱、金屬性增強(qiáng)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱氫化物的穩(wěn)

3、定性減弱氫化物的穩(wěn)定性減弱2 2、下列氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定的是、下列氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定的是( )( ) PH3 B. H2SC. HCl D. SiH4碳及其化合物碳及其化合物石墨：石墨：C60：金剛石：金剛石：碳及其化合物碳及其化合物( (續(xù)續(xù)) )H2CO3：OCOHOC OHOCO2：(直線型，屬極性分子，電子式不要求直線型，屬極性分子，電子式不要求)(直線型，屬非極性分子，電子式要求直線型，屬非極性分子，電子式要求)CH4：HHHH C(正四面體正四面體，屬非極性分子，屬非極性分子，電子式要求電子式要求)CO：硅硅及其化合物及其化合物二氧化硅二氧化硅晶晶體：體：晶晶體硅：體硅：H2SiO

4、3：HOSi OHOSiH4：HHHHSi(正四面體正四面體，屬非極性分子，屬非極性分子，電子式要求電子式要求)H4SiO4：HOSi OHHOOH硅硅及其化合物及其化合物( (續(xù)續(xù)) )判斷：下列對碳的同素異形體：金剛石、石判斷：下列對碳的同素異形體：金剛石、石墨、墨、 和和C60的說法中，正確的是的說法中，正確的是 A 它們都是共價化合物它們都是共價化合物 B 1mol金剛石和石墨都含有金剛石和石墨都含有1molCC鍵鍵 C 在一定條件下與在一定條件下與O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2 D 它們的熔點(diǎn)都很高它們的熔點(diǎn)都很高C碳及其化合物的化學(xué)性質(zhì)記憶大搜索：記憶大搜索：寫出有寫出有1、C 2、C

5、O 3、CO2參與的化學(xué)方程式參與的化學(xué)方程式碳碳及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 Ca(HCO3) 2C CH4CaCO3CO2CaC2HCOOHCOCS2C2H4C2H2SiCH2C2O4H2CO31、CO2CO2 CCO22CO C2CuO2CuCO2 CH2O(g)=CO+H2C+2H2SO4(濃濃)=CO2 +2SO2 +2H2OC+4HNO3(濃濃)=CO2 +4NO2 +2H2OC+SiO2=Si+CO點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫高溫硅硅及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 SiF4Si Na2SiO3SiO2CaSiO3SiCl4SiH4H2SiO3

6、SiOSiO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 32.2.注重注重COCO2 2和和SiOSiO2 2性質(zhì)比較性質(zhì)比較 重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析 現(xiàn)象：現(xiàn)象：Mg條繼續(xù)燃燒條繼續(xù)燃燒 放熱放熱 有黑色和白色固體物質(zhì)生成有黑色和白色固體物質(zhì)生成 SiO2+2C Si+2CO高溫高溫如：如：2Mg + CO2 2MgO + C點(diǎn)燃點(diǎn)燃碳元素及其化合物的轉(zhuǎn)化碳元素及其化合物的轉(zhuǎn)化 2、2CO+O2=2CO2 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 CO2+H2O=H2CO3 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+C=2CO

7、CO2+2Mg=C+2MgO酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性3、點(diǎn)燃點(diǎn)燃氧化性氧化性 O C O CO2電子式電子式CO2的實驗室制法的實驗室制法CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+ H2O原理原理: :裝置裝置: :除雜除雜: : 塊狀塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器制備，當(dāng)制取氣體的量不多時，可用啟普發(fā)生器制備，當(dāng)制取氣體的量不多時，也可采用簡易裝置。也可采用簡易裝置。用飽和用飽和NaHCONaHCO3 3溶液除溶液除HCl,HCl,用濃硫酸等干燥用濃硫酸等干燥. .驗滿驗滿: :用燃著的木條用燃著的木條, ,熄滅熄滅.

8、.或用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙或用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙, ,使之變紅使之變紅. .檢驗檢驗: :使澄清石灰水變渾濁使澄清石灰水變渾濁 分類分類 正鹽如正鹽如Na2CO3、MgCO3、CaCO3 酸式鹽如酸式鹽如NaHCO3、Ca(HCO3)2 堿式鹽：銅綠堿式鹽：銅綠Cu2(OH)2CO3 堿式碳酸鎂堿式碳酸鎂Mg2(OH)2CO3溶解性：溶解性：（1）碳酸鹽只有鉀、鈉、氨鹽可溶）碳酸鹽只有鉀、鈉、氨鹽可溶.（2）NaHCO3的溶解度小于的溶解度小于Na2CO33)3)碳酸鹽碳酸鹽 3. 3.碳酸鹽的性質(zhì)規(guī)律碳酸鹽的性質(zhì)規(guī)律 CaCO3考慮：考慮：NaHCO3在溶于水或處于熔融狀態(tài)（常壓）時，都存在在

9、溶于水或處于熔融狀態(tài)（常壓）時，都存在的離子是（的離子是（ ）（已知碳酸氫鈉的熔點(diǎn)高于其分解溫度）（已知碳酸氫鈉的熔點(diǎn)高于其分解溫度）A. B. C. D. NaNa+ + H H+ + HCOHCO3 3- - COCO3 32-2- C（1 1）溶解性規(guī)律：）溶解性規(guī)律：如果碳酸正鹽的溶解度較大，則酸式鹽的如果碳酸正鹽的溶解度較大，則酸式鹽的溶解度?。ㄈ缛芙舛刃。ㄈ鏝a2CO3 NaHCO3);如果碳酸正鹽的溶解度小，如果碳酸正鹽的溶解度小，則對應(yīng)的酸式鹽的溶解度較大（如則對應(yīng)的酸式鹽的溶解度較大（如CaCO3 Ca(HCO3)2）（2 2）穩(wěn)定性規(guī)律：）穩(wěn)定性規(guī)律：難溶性的碳酸鹽及碳酸的

10、酸式鹽（包括銨鹽）難溶性的碳酸鹽及碳酸的酸式鹽（包括銨鹽）受熱易分解；可溶性的碳酸鹽較穩(wěn)定，受熱難分解。受熱易分解；可溶性的碳酸鹽較穩(wěn)定，受熱難分解。（2）與酸反應(yīng)）與酸反應(yīng)H+CO32HCO3 H+HCO3CO2+H2O思考：鑒定思考：鑒定CO32-、HCO3- 下列說法是否正確：下列說法是否正確： A、某溶液中加氯化鋇有白色沉淀，白色沉淀中、某溶液中加氯化鋇有白色沉淀，白色沉淀中加稀鹽酸有能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則一加稀鹽酸有能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則一定有碳酸根。定有碳酸根。 錯，可能是錯，可能是SO32- 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)（1）熱穩(wěn)定性）熱穩(wěn)定性 正鹽正鹽 酸式鹽酸式鹽 酸酸B

11、、某溶液中加、某溶液中加Ba(OH)2有白色沉淀，白色沉淀有白色沉淀，白色沉淀中加稀鹽酸有無色無味的能使澄清石灰水變渾濁中加稀鹽酸有無色無味的能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則一定有碳酸根。該說法對嗎的氣體，則一定有碳酸根。該說法對嗎? 錯，可能是錯，可能是HCO3-C、某溶液中加、某溶液中加CaCl2有白色沉淀，白色沉淀中加有白色沉淀，白色沉淀中加稀鹽酸有無色無味的能使澄清石灰水變渾濁的氣稀鹽酸有無色無味的能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則一定有碳酸根。該說法對嗎體，則一定有碳酸根。該說法對嗎? 對對 （4）正鹽與酸式鹽的轉(zhuǎn)化）正鹽與酸式鹽的轉(zhuǎn)化 Na2CO3-NaHCO3 BaCO3-Ba(HCO

12、3)2寫出相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：寫出相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OBaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2 Ba(HCO3)2+2NaOH=BaCO3+Na2CO3+2H2O跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練4、將足量、將足量CO2通人通人KOH和和Ca（OH）2的混合稀溶的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（n）和通入）和通入CO2體積體積（y）的關(guān)系正確的是（）的關(guān)系正確的是（ ） A B C DD只有化合態(tài)，只有化合態(tài)，無游無游離態(tài)離態(tài)；在地殼中含量；在地殼中含量居居第二位第二位。兩種同素異形體

13、：晶兩種同素異形體：晶體硅和無定形硅。體硅和無定形硅。三、硅三、硅1 1、晶體硅的結(jié)構(gòu)、存在和物性、晶體硅的結(jié)構(gòu)、存在和物性 主要物理性質(zhì)主要物理性質(zhì)灰黑色灰黑色 硬而脆硬而脆 有金屬光澤的固體有金屬光澤的固體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高 硬度大硬度大硅單質(zhì)有晶體和無定形兩種，晶體硅的結(jié)硅單質(zhì)有晶體和無定形兩種，晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，都是具有正四面體結(jié)構(gòu)的立構(gòu)跟金剛石相似，都是具有正四面體結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。Si10928 晶體硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，也是晶體硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，也是由一個硅原子與由一個硅原子與4個硅原子結(jié)合形成個硅原子結(jié)合形成正四面體，許多這樣

14、的正四面體向正四面體，許多這樣的正四面體向周圍空間延伸形成空間網(wǎng)狀周圍空間延伸形成空間網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。但由于的結(jié)構(gòu)。但由于硅原子半硅原子半徑比碳原子半徑大徑比碳原子半徑大，所以，所以，其其熔沸點(diǎn)要比金剛石低，熔沸點(diǎn)要比金剛石低，硬度要比金剛石小。硬度要比金剛石小。2 2、晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)3.3.硅的化學(xué)性質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì) 常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)（如外，硅不跟其他物質(zhì)（如氧氣、氯氣、氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等硫酸、硝酸等）起反應(yīng)。在加熱條件下，能跟）起反應(yīng)。在加熱條件下，能跟一些非金屬反應(yīng)。一些非金屬反應(yīng)。 Si+2F

15、2= SiF4 Si+4HF= SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2Cl2 SiCl4 Si+O2 SiO2 Si+C SiC高溫高溫（1）常溫下能發(fā)生的反應(yīng)）常溫下能發(fā)生的反應(yīng)（2）高溫下能發(fā)生的反應(yīng)）高溫下能發(fā)生的反應(yīng)1.1.晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)10928SiO四四. .二氧化硅二氧化硅在二氧化硅晶體中，一個硅原子跟在二氧化硅晶體中，一個硅原子跟4個氧原子結(jié)合，同時每個氧個氧原子結(jié)合，同時每個氧原子跟兩個硅原子結(jié)合。實際上原子跟兩個硅原子結(jié)合。實際上，二氧化硅晶體是由硅原子和氧，二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子按原子按1 ：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的

16、晶體的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。它的熔點(diǎn)。它的熔點(diǎn)（1723）沸點(diǎn)（）沸點(diǎn)（2230）高，硬度大，不導(dǎo)電，難溶于一些常）高，硬度大，不導(dǎo)電，難溶于一些常見的溶劑。見的溶劑。2. 2. 物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水.四四. .二氧化硅二氧化硅3. 3. 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)有晶體和無定形兩大類。晶體二氧化硅叫石英有晶體和無定形兩大類。晶體二氧化硅叫石英(水晶水晶或瑪瑙或瑪瑙)，天然二氧化硅叫硅石。，天然二氧化硅叫硅石。酸性氧化物：但是不溶于水，也不與水反應(yīng)酸性氧化物：但是不溶于水，也不與水反應(yīng)與堿性氧化物化合與堿性氧化物化合：SiO2+C

17、aO CaSiO3SiO2+Na2O Na2SiO3高溫高溫高溫高溫與堿反應(yīng)：與堿反應(yīng)：SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O 注意：盛堿溶液的試劑瓶一般用橡膠塞，不能用玻璃注意：盛堿溶液的試劑瓶一般用橡膠塞，不能用玻璃塞。為什么？塞。為什么？四四. .二氧化硅二氧化硅(2)與與HF反應(yīng)：反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4+2H2O（用于雕刻玻璃）（用于雕刻玻璃）注意：一般用塑料試劑瓶盛氫氟酸，不能用玻璃注意：一般用塑料試劑瓶盛氫氟酸，不能用玻璃試劑瓶。為什么？試劑瓶。為什么？(3)弱氧化性：弱氧化性：SiO2 + 2C Si + 2CO高溫高溫高溫高溫高溫高溫*(4)與與Na2CO3

18、等反應(yīng)：等反應(yīng)： SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2試劑試劑二氧化硅二氧化硅氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液硝酸銀晶體硝酸銀晶體 氫氟酸氫氟酸濃硫酸濃硫酸 氯水氯水試劑瓶試劑瓶細(xì)口磨口塞細(xì)口磨口塞廣口瓶廣口瓶棕色細(xì)口磨口塞棕色細(xì)口磨口塞細(xì)口橡皮塞細(xì)口橡皮塞棕色廣口瓶棕色廣口瓶細(xì)口塑料瓶細(xì)口塑料瓶 1 1、實驗室有六種試劑，根據(jù)它們各自的性、實驗室有六種試劑，根據(jù)它們各自的性質(zhì)，必須選擇適當(dāng)?shù)脑噭┢渴⒎?，請在對?yīng)的各質(zhì)，必須選擇適當(dāng)?shù)脑噭┢渴⒎?，請在對?yīng)的各種試劑瓶和所裝試劑之間進(jìn)行連線。種試劑瓶和所裝試劑之間進(jìn)行連線。2、關(guān)于硅的

19、化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是、關(guān)于硅的化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是（ ） A常溫時不和任何酸反應(yīng)常溫時不和任何酸反應(yīng) B常溫時硅與鹵素單質(zhì)均不反應(yīng)常溫時硅與鹵素單質(zhì)均不反應(yīng) C單質(zhì)硅比金剛石熔點(diǎn)低單質(zhì)硅比金剛石熔點(diǎn)低 D單質(zhì)硅比碳的非金屬性強(qiáng)單質(zhì)硅比碳的非金屬性強(qiáng)C3、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上進(jìn)、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上進(jìn)行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質(zhì)是（行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質(zhì)是（ ）A燒堿燒堿 B純堿純堿 C氫氟酸氫氟酸 D鹽酸鹽酸C五五. .硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） H2SiO3是是SiO2的對應(yīng)水化物（的對應(yīng)水化物（

20、 SiO2 是是H2SiO3的酸酐），是一種不溶性酸，是一種白的酸酐），是一種不溶性酸，是一種白色固體，其酸性比色固體，其酸性比H2CO3還弱。還弱。1.制法制法可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)：可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)：現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論化學(xué)化學(xué)方程方程式式滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 a、Na2SiO3溶液呈堿性，溶液呈堿性，b、可溶性硅酸、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸。鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸。Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3

21、用用H2CO3可制得可制得H2SiO3 ，可證明，可證明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3 。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3寫出硅酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)的離子方程式寫出硅酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)的離子方程式寫出硅酸鈉溶液通入二氧化碳的化學(xué)方程式和離子方程式寫出硅酸鈉溶液通入二氧化碳的化學(xué)方程式和離子方程式弱弱2.2.酸性太弱酸性太弱 只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng) H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O3.3.不穩(wěn)定不穩(wěn)定（比（比H H2 2COCO3 3穩(wěn)定），受熱易分解穩(wěn)定），受熱易分解 H2SiO3 = H2O + SiO23、硅酸鈉（、硅酸鈉（Na2SiO3），俗名叫泡花堿，白色固），俗名叫泡花堿，白色固體，易溶體，易溶 于水，其水溶液俗名叫水玻璃。于水，其水溶液俗名叫水玻璃。2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定1、由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。、由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。六、硅酸鹽六、硅酸鹽 水玻璃是無色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕