化学一轮总复习碳硅及其化合物.pptx

热点知点知识剖析剖析碳、硅及其化合物知碳、硅及其化合物知识涉及面广，涉及面广，实际应用性用性强，主要的知，主要的知识点是金点是金刚石、石墨、晶体硅、石、石墨、晶体硅、CO、CO2、SiO2、H2SiO3等物等物质的的结构与性构与性质。高考。高考试题中常与物中常与物质结构、元素周期律、构、元素周期律、非金属元素知非金属元素知识、离子方程式及、离子方程式及实验等内容等内容结合，从新能源、新材料、新技合，从新能源、新材料、新技术等方面考等方面考查创新思新思维能力及理能力及理论联系系实际的的综合能力。合能力。在复在复习中要注重理中要注重理论指指导，运用物，运用物质结构和构和化学反化学反应原理等知原理等知识找出各知找出各知识点之点之间的的联系，并且要同工系，并且要同工农业生生产、日常生活中的材、日常生活中的材料料问题和和环保保问题的的应用用联系起来。系起来。基基础知知识回回顾一、一、单质碳的性碳的性质1.同素异形体同素异形体金刚石：原子晶体金刚石：原子晶体石墨：混合晶体石墨：混合晶体C60、C70：分子晶体：分子晶体*(3)氧化性氧化性 C+2H2 =CH42.化学性质化学性质(1)可燃性可燃性 C+O2=CO2点燃点燃2C+O2（不足）（不足）=2CO点燃点燃(2)还原性还原性 C+2CuO=2Cu+CO2C+H2O=CO+H2（水煤气）（水煤气）高温高温4CO2+4NO2+2H2OC+HNO3（浓）（浓）=.高温高压高温高压二、二、碳的氧化物的碳的氧化物的对比比COCO2物理物理性质性质无色无味，难溶无色无味，难溶于水，有毒于水，有毒无色无味，可溶于水无色无味，可溶于水化学化学性质性质(1)可燃性：可燃性：2CO+O2=2CO2(2)还原性还原性(高温下高温下)：.CO+Fe2O3=.A (炼铁炼铁)CO+CuOCu+CO2(1)跟水反应：跟水反应：CO2+H2O H2CO3 H+HCO-3(2)酸性氧化物：酸性氧化物：CO2+CaO=CaCO3，CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O(3)氧化性：氧化性：CO2+C=2COCO2+2Mg=2MgO+C点燃点燃 点燃点燃3+3CO22FeCOCO2制制取取方方法法CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（实验室）（实验室）CaCO3 =高温高温CaO+CO2(工业工业)三、三、碳酸碳酸盐和酸式和酸式盐的性的性质1.水溶性：正水溶性：正盐除除钾、钠、铵盐易溶于水外，易溶于水外，其余均不溶于水；酸式其余均不溶于水；酸式盐都溶于水。都溶于水。2.热稳定性：正定性：正盐大于酸式大于酸式盐。3.相互相互转化：正化：正盐酸式酸式盐的离子反的离子反应：CO2-3+CO2+H2O=。酸式酸式盐正正盐的离子反的离子反应：HCO-3+OH-=或加或加热分解。分解。H2O+CO2-32HCO-3四、四、硅及其化合物硅及其化合物1.硅的硅的结构及性构及性质（1）晶体）晶体结构：正四面体型空构：正四面体型空间网状网状结构，原构，原子晶体。子晶体。（2）主要性）主要性质物理性物理性质：熔点高，硬度大，具有金属光：熔点高，硬度大，具有金属光泽、半半导体，只能以化合体，只能以化合态存在于自然界。存在于自然界。化学性化学性质：在常温下，除与在常温下，除与F2、HF和和强碱溶液反碱溶液反应外，硅外，硅不易和其他物不易和其他物质反反应。SiCl4+2H2=Si+4HClSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2加热条件下，能与一些物质反应。加热条件下，能与一些物质反应。Si+O2=SiO2Si的制备：的制备：SiO2+2C=Si(粗硅）粗硅）+2CO高温高温Si+2Cl=2SiCl4，高温高温高温高温2.二氧化硅二氧化硅（1）存在广泛存在于自然界中（沙子、石英、）存在广泛存在于自然界中（沙子、石英、水晶的主要成分均是二氧化硅）。水晶的主要成分均是二氧化硅）。（2）物理性）物理性质纯SiO2是无色透明的晶体，硬是无色透明的晶体，硬度大、沸点高。度大、沸点高。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，与与CaO反反应 SiO2+CaO=CaSiO3。和和氢氟酸反氟酸反应（腐（腐蚀玻璃）玻璃）在高温下，可与在高温下，可与Na2CO3、CaCO3等碳酸等碳酸盐反反应。（4）用途沙子用于建筑，石英用于制造玻璃，）用途沙子用于建筑，石英用于制造玻璃，纯SiO2用于制造光学器材和光用于制造光学器材和光导纤维。（3）化学性质）化学性质酸性氧化物酸性氧化物与与NaOH反应反应高温高温五、五、硅酸硅酸盐（1）硅酸硅酸钠大多数硅酸大多数硅酸盐不溶于水，化学性不溶于水，化学性质稳定。定。但硅酸但硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称可溶于水，其水溶液俗称“水玻水玻璃璃”，可作黏合，可作黏合剂、防腐、防腐剂、防火、防火剂。普通玻璃普通玻璃 普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥陶瓷陶瓷主要主要原料原料纯碱、石纯碱、石灰石、石灰石、石英英石灰石、黏土、石灰石、黏土、适量的石膏等适量的石膏等含铝、硅酸盐材料含铝、硅酸盐材料的黏土的黏土主要主要成分成分及及用途用途硅酸盐；硅酸盐；各种用途各种用途的玻璃制的玻璃制品品硅酸盐；重要建硅酸盐；重要建筑材料筑材料硅酸盐；应用于生硅酸盐；应用于生活领域，工业、农活领域，工业、农业、航天、电子、业、航天、电子、原子能等领域原子能等领域（2）硅酸盐产品）硅酸盐产品六、六、碳族元素碳族元素1.碳族元素包括碳、硅、碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅。在周期。在周期表中位于第表中位于第A族，因族，因为最外最外层电子都有子都有4个个电子，所以容易形成共价化合物。碳族元素子，所以容易形成共价化合物。碳族元素的化合价主要有的化合价主要有+2价和价和+4价，其中价，其中铅的的+2价价稳定。碳族元素定。碳族元素(用用R表示表示)的气的气态氢化物化物为RH4，最高价氧化物的水化物，最高价氧化物的水化物为H2RO3或或H4RO4。2.随着核随着核电荷数的荷数的递增，碳族元素的金属性增增，碳族元素的金属性增强，非金属性减弱；气，非金属性减弱；气态氢化物的化物的稳定性减定性减小，最高价氧化物的水化物酸性减弱，碱性小，最高价氧化物的水化物酸性减弱，碱性增增强。重点知重点知识归纳一、一、碳及其化合物碳及其化合物转化关系化关系2.碳酸的碳酸的电离平衡及跟碱的反离平衡及跟碱的反应：H2CO3 H+HCO-3HCO-3 H+CO2-31.正盐与酸式盐相互转化：正盐与酸式盐相互转化：碳酸碳酸碳酸碳酸 氢盐氢盐盐酸性条件盐酸性条件(H+)碱性条件碱性条件(OH-)或或(加热加热)碱少时碱少时(酸过量酸过量)生成酸式盐，碱过量生成酸式盐，碱过量(酸少酸少)生成正盐。生成正盐。二、二、二氧化硅与二氧化碳二氧化硅与二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅结构特点结构特点由二氧化碳分子由二氧化碳分子构成构成由氧原子与硅原子由氧原子与硅原子构成网状结构构成网状结构物理性质物理性质熔、沸点低、可熔、沸点低、可溶于水溶于水坚硬难熔的坚硬难熔的固体、不溶于水固体、不溶于水CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅CO2+H2O=H2CO3不反应不反应CaO+CO2=CaCO3不反应不反应*4HF+SiO2=SiF4+2H2O用途用途制饮料、制制饮料、制碳酸盐碳酸盐光导纤维、光学仪器、光导纤维、光学仪器、电子部件电子部件存在存在空气空气岩石、砂石、岩石、砂石、水晶、硅藻土水晶、硅藻土高温高温CaO+SiO2=CaSiO3三、三、硅及其化合物的特性硅及其化合物的特性1.非金属非金属单质一般不跟非氧化性酸反一般不跟非氧化性酸反应，但但Si能与能与HF反反应。2.非金属非金属单质跟碱溶液反跟碱溶液反应一般无一般无H2放放出，但出，但Si却能生成却能生成H2。3.非金属非金属单质一般一般为非非导体，但体，但Si为半半导体。体。4.SiO2是酸性氧化物，但它不溶于水，是酸性氧化物，但它不溶于水，不能直接与不能直接与H2O反反应制制备H2SiO3。5.酸性氧化物一般不与酸反酸性氧化物一般不与酸反应，但，但SiO2能与能与HF反反应。6.无机酸一般易溶于水，但无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶溶于水。于水。CO2通入通入Ca(OH)2饱和溶液和溶液产生生CaCO3沉淀，沉淀，过量量CO2时沉淀将溶解成沉淀将溶解成Ca(HCO3)2，水玻璃中，水玻璃中(考查碳的化合物性质考查碳的化合物性质)向下列溶向下列溶液中通入过量液中通入过量CO2，最终出现浑浊的是，最终出现浑浊的是()A.饱和石灰水饱和石灰水B.水玻璃水玻璃C.BaCl2溶液溶液 D.氯化钙饱和溶液氯化钙饱和溶液而氯化钙溶液和而氯化钙溶液和BaCl2溶液与溶液与CO2不反应。不反应。Na2SiO3+2CO2+2H2O2NaHCO3+H2SiO3，B方法指方法指导：运用：运用“强酸制弱酸酸制弱酸”原理：原理：强酸制弱酸原理是指酸制弱酸原理是指强酸可与弱酸酸可与弱酸盐发生复生复分解反分解反应的原理；的原理；这一一规律也有例外，律也有例外，如如H2S+CuSO4CuS+H2SO4，这是因是因为生成的生成的CuS极极难溶于水的溶于水的缘故。故。CO2气体气体通入通入CaCl2溶液中，是不能溶液中，是不能产生沉淀的，生沉淀的，这是由于碳酸是弱酸，不能与是由于碳酸是弱酸，不能与强酸酸盐反反应生生成成强酸：酸：HCl。（考（考查硅的化合物性硅的化合物性质）浓硝酸、硝酸、水、水、王水、王水、氢氟酸、氟酸、氢氧化氧化钾溶液溶液中，能与二氧化硅起化学反中，能与二氧化硅起化学反应的是的是()A.B.C.D.SiO2为为酸酸性性氧氧化化物物，SiO2不不溶溶于于水水，也也不不与与水水反反应应，不不与与HNO3、HCl等等酸酸发生反应，但能与强碱和发生反应，但能与强碱和HF发生反应。发生反应。方方法法指指导导：二二氧氧化化硅硅具具有有酸酸性性氧氧化化物物的的通通性性，能能跟跟碱碱和和碱碱性性氧氧化化物物反反应应，不不能能跟跟酸酸反反应应，但但氢氢氟氟酸酸例例外外。要要注注意意物物质质的的共共性性和和特殊性。特殊性。C