人教版高中化學(xué)必修1第四章非金屬及其化合物基礎(chǔ)課時1碳硅及其重要化合物課件可修改版

人教版高中化學(xué)必修1第四章非金屬及其化合物基礎(chǔ)課時1碳硅及其重要化合物課件1.了解碳元素、硅元素的單質(zhì)的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解碳元素、硅元素的單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。[最新考綱]考點一碳、硅及其氧化物的性質(zhì)1.碳、硅元素的存在形態(tài)[知識梳理·固考基](1)碳元素在自然界中既有______態(tài)又有____態(tài)。碳的同素異形體有_______、______、無定形碳、____等。(2)硅元素在地殼中的含量占第二位，僅次于___元素，全部以_____態(tài)存在，是一種親___元素，單質(zhì)硅有_____和________兩種。游離化合金剛石石墨C60氧化合氧晶體無定形2.碳、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途的比較

碳硅結(jié)構(gòu)金剛石：__________結(jié)構(gòu)石墨：______結(jié)構(gòu)晶體硅：與_______類似的__________結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石熔點高、硬度___石墨熔點高、質(zhì)__，有滑膩感晶體硅為____色固體，有金屬光澤、硬度___、熔點___用途金剛石用于制造切割刀具，石墨用作_____、鉛筆芯晶體硅用作______材料，制造硅芯片和硅太陽能電池空間網(wǎng)狀層狀金剛石空間網(wǎng)狀大軟灰黑大高電極半導(dǎo)體提醒：①碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)相似。②12C、13C、14C是碳的三種同位素而非同素異形體。③同素異形體之間的轉(zhuǎn)化為化學(xué)變化，但不是氧化還原反應(yīng)。3.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)碳的化學(xué)性質(zhì)(2)硅的化學(xué)性質(zhì)及制?、倥c氫氟酸反應(yīng)：_______________________。②與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；③與O2反應(yīng)：________________。④工業(yè)制法：用焦炭和二氧化硅在電爐中反應(yīng)得到粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑4.二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳結(jié)構(gòu)_____________結(jié)構(gòu)，不存在單個分子存在單個分子主要物理性質(zhì)硬度___，熔、沸點___，常溫下為____體，不溶于水熔、沸點___，常溫下為氣體，微溶于水空間立體網(wǎng)狀大高固低化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)不反應(yīng)②與酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：___________________________不反應(yīng)③與堿反應(yīng)_____________________________(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)CO2少量：______________________________、CO2過量：________________________CO2＋H2O

H2CO3SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OCO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3化學(xué)性質(zhì)④與鹽反應(yīng)如與Na2CO3反應(yīng)：_______________________________________如與Na2SiO3反應(yīng)：______________________________________________或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤與堿性氧化物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：________________________如與Na2O反應(yīng)：________________________用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件制飲料、制碳酸鹽SiO2＋Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3CaSiO3Na2O＋CO2===Na2CO31.(RJ必修1·P8110改編)下列關(guān)于碳、硅的敘述正確的是(

)A.碳、硅都是ⅣA族元素，它們在自然界中都以化合態(tài)形式存在B.二氧化碳、二氧化硅的物理性質(zhì)相似C.二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽D.高純度的二氧化硅用于制造半導(dǎo)體材料答案C2.(LK必修1·P714改編)用墨書寫的字畫可以久不變色，說明碳單質(zhì)在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上利用高溫下焦炭與水蒸氣反應(yīng)制取水煤氣，化學(xué)方程式為_______________________，說明碳單質(zhì)高溫下具有較強(qiáng)的_______。還原性×√×√√題組一碳、硅單質(zhì)的性質(zhì)1.下列說法正確的是(

)[題組精練·提考能]A.焦炭具有還原性，高溫下能將二氧化硅還原為硅B.晶體硅用于制作半導(dǎo)體材料是因其熔點高、硬度大C.硅主要以單質(zhì)、氧化物、硅酸鹽的形式存在于自然界中D.高純硅可以制作太陽能電池，其工作原理與原電池相同A2.下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是(

)A.其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng)B.其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應(yīng)C.其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸D.碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)解析CO不溶于水，不能生成相應(yīng)的酸，也不能與NaOH溶液反應(yīng)；SiO2不溶于水，也不能生成相應(yīng)的酸；碳有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅有晶體硅和無定形硅等，所以兩種元素共有多種單質(zhì)。答案B【練后歸納】非金屬單質(zhì)硅的特殊性非金屬的一般規(guī)律硅的特性硅還原性強(qiáng)于碳非金屬與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)一般不產(chǎn)生H2硅可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑非金屬一般不與非氧化性酸反應(yīng)Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑一般非金屬單質(zhì)為絕緣體硅為半導(dǎo)體，常用于電子部件題組二性質(zhì)迥異的氧化物(CO2、SiO2)3.(2015·陜西質(zhì)檢)下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是(

)A.都是共價化合物B.SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨C.都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D.都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)解析SiO2和CO2中都只含有共價鍵，均為共價化合物，A項正確；干冰升華吸熱，可用于人工降雨，B項正確；SiO2不溶于水且與水不反應(yīng)，C項錯誤；SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽，CO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，D項正確。C4.用四種溶液進(jìn)行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是(

)選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁飽和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁澄清石灰水解析由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，因而會析出NaHCO3晶體，A項正確；B項，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色；D項，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。答案B解析氫氟酸能與玻璃中的SiO2反應(yīng)，A正確；SiO2不能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，B錯誤；高溫下NaOH能與瓷坩堝中的SiO2反應(yīng)，C正確；沙子的主要成分是SiO2，與碳反應(yīng)時得到的是CO，D正確。B【反思?xì)w納】SiO2的特殊性拓展：根據(jù)SiO2性質(zhì)的一般性與特殊性完成下列表格(其中括號內(nèi)為要除去的雜質(zhì))。可供選擇的試劑：A.鹽酸B.氫氧化鈉溶液C.氧氣D.水E.二氧化碳可選用的操作：①水洗②加熱③高溫灼燒④過濾⑤結(jié)晶

粉末狀混合物選擇的試劑選用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)

BDAA④④⑤④④②考點二

硅酸、硅酸鹽、無機(jī)非金屬材料1.硅酸[知識梳理·固考基]難碳酸Na2CO3＋H2SiO3↓Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl2.硅酸鹽(1)Na2SiO3水溶液俗稱________，常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。(2)硅酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。(3)硅酸鹽組成的表示：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為__________，石棉(CaMg3Si4O12)可表示為_________________。水玻璃Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO23.常見無機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。①常見硅酸鹽材料比較

水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料主要設(shè)備陶瓷窯生產(chǎn)條件高溫石灰石、黏土純堿、石灰石和石英黏土水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯②玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)：_________________________________；________________________________。(2)新型無機(jī)非金屬材料①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強(qiáng)的抗化學(xué)侵蝕性和電絕緣性等。②生物陶瓷：對機(jī)體無排異反應(yīng)，不會引起代謝作用異常。③壓電陶瓷：具有壓電效應(yīng)。提醒：①氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結(jié)構(gòu)，切不可認(rèn)為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。②玻璃中含有二氧化硅，因此氫氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。③NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。④硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液稱為泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液。硅膠(mSiO2·nH2O)是一種很好的無毒干燥劑。1.(LK必修1·P1131改編)世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說：“至少在距今3000年以前，中國就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝嘘P(guān)于普通玻璃的敘述中，正確的是(

)A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽材料B.玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C.制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英D.普通玻璃的成分主要是Na2O、CaO和SiO2答案C2.(RJ必修1·P814改編)賞心悅目的雕花玻璃是用________對玻璃進(jìn)行刻蝕而成，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ____________________________。氫氟酸4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O氫氟酸Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑非極性鍵極性鍵題組一硅酸、硅酸鹽1.下列有關(guān)說法中正確的是(

)[題組精練·提考能]A.硅酸是二元弱酸，能使紫色石蕊變紅色B.硅膠就是硅酸形成的液溶膠C.SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中D.硅酸對熱很穩(wěn)定解析硅酸難溶于水，不能使指示劑變色，A錯誤；硅膠是固體，B錯誤；SiO2可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)但不與弱堿溶液反應(yīng)，C正確；硅酸受熱易分解，D錯誤。答案C2.分別向Na2SiO3溶液中加入下列物質(zhì)，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是(

)A.K B.稀鹽酸C.CaCl2溶液 D.KNO3溶液解析鹽酸與Na2SiO3反應(yīng)生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中，B錯誤；CaCl2與Na2SiO3反應(yīng)生成硅酸鈣，該物質(zhì)不溶于水也不溶于NaOH溶液。答案C3.和田玉在我國至少有7000年的歷史，也稱為軟玉，是我國玉文化的主體。和田玉是一種具有鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鈣鎂硅酸鹽，某種和田玉的化學(xué)成分為Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.其化學(xué)式改寫為氧化物的形式為2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB.它能夠抵抗任何酸堿的腐蝕C.其中鐵元素的化合價為＋3D.其中鐵元素的化合價為＋2解析假設(shè)和田玉中鐵元素的化合價為＋x，根據(jù)化合物中各元素的正、負(fù)化合價的代數(shù)和為零，可得：(＋2)×2＋(＋2)×3＋(＋x)×2＋(＋4)×8＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，即x＝2，所以將其化學(xué)式改寫為氧化物的形式為2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O。硅酸鹽一般耐酸堿的腐蝕，但不是所有的酸堿都不能腐蝕它，如氫氟酸可以和其中的硅反應(yīng)生成SiF4氣體，濃硝酸可以將其中所含的Fe2＋氧化成Fe3＋。答案D【思維建?！客黄平忸}障礙、理清解題思路(1)在復(fù)雜硅酸鹽中，對于變價元素，應(yīng)先確定其化合價，再寫其氧化物。依據(jù)就是化合物中各元素正、負(fù)化合價代數(shù)和為零原則，一般地，Si為＋4，O為－2，H為＋1，其他金屬為常見價態(tài)，以此確定變價元素的化合價。(2)改寫氧化物的模式通常為“堿性氧化物·兩性氧化物·酸性氧化物·水”，通常情況下前面的堿性氧化物若有多個，按其金屬活動性排列，“兩性氧化