高中化学必修1第四章非金属及其化合物基础课时1碳硅及其重要化合物市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx

,考点一,考点二,基础课时,1,碳、硅及其主要化合物,复习课,第1页,1,.,了解碳元素、硅元素单质主要性质及应用。,2.,了解碳元素、硅元素主要化合物主要性质及应用。,3.,了解碳元素、硅元素单质及其主要化合物对环境质量影响。,最新考纲,第2页,考点一碳、硅及其氧化物性质,1,.,碳、硅元素存在形态,知识梳理,固考基,(1),碳元素在自然界中现有,_,态又有,_,态。碳同素异形体有,_,、,_,、无定形碳、,_,等。,(2),硅元素在地壳中含量占第二位，仅次于,_,元素，全部以,_,态存在，是一个亲,_,元素，单质硅有,_,和,_,两种。,游离,化合,金刚石,石墨,C,60,氧,化合,氧,晶体,无定形,第3页,2,.,碳、硅单质结构、物理性质与用途比较,碳,硅,结构,金刚石：,_,结构,石墨：,_,结构,晶体硅：与_类似_结构,物理性质,金刚石熔点高、硬度,_,石墨熔点高、质,_,，有滑腻感,晶体硅为,_,色固体，有金属光泽、硬度,_,、熔点,_,用途,金刚石用于制造切割刀具，石墨用作,_,、铅笔芯,晶体硅用作,_,材料，制造硅芯片和硅太阳能电池,空间网状,层状,金刚石,空间网状,大,软,灰黑,大,高,电极,半导体,第4页,提醒：,碳单质结构不一样造成物理性质不一样，但化学性质相同。,12,C,、,13,C,、,14,C,是碳三种同位素而非同素异形体。,同素异形体之间转化为化学改变，但不是氧化还原反应。,第5页,3,.,碳、硅单质化学性质,(1),碳化学性质,第6页,(2),硅化学性质及制取,第7页,与氢氟酸反应：,_,。,与,NaOH,溶液反应：,Si,2NaOH,H,2,O=Na,2,SiO,3,2H,2,；,与,O,2,反应：,_,。,工业制法：,用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应化学方程式为,_,。,Si,4HF=SiF,4,2H,2,第8页,第9页,4,.,二氧化碳和二氧化硅比较,物质,二氧化硅,二氧化碳,结构,_,结构，不存在单个分子,存在单个分子,主要物理性质,硬度,_,，熔、沸点,_,，常温下为,_,体，不溶于水,熔、沸点,_,，常温下为气体，微溶于水,空间立体网状,大,高,固,低,第10页,化,学,性,质,与水反应,不反应,与酸反应,只与氢氟酸反应：,_,_,不反应,与碱反应,_,_(盛碱液试剂瓶用橡胶塞),CO2少许：_,_、,CO2过量：_,_,CO,2,H,2,O,H,2,CO,3,SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,SiO,2,2NaOH=Na,2,SiO,3,H,2,O,CO,2,2NaOH=Na,2,CO,3,H,2,O,CO,2,NaOH=NaHCO,3,第11页,化,学,性,质,与盐反应,如与,Na,2,CO,3,反应：,_,_,_,如与,Na,2,SiO,3,反应：,_,_,_,或,Na,2,SiO,3,2H,2,O,2CO,2,(,足量,)=H,2,SiO,3,2NaHCO,3,与碱性氧化物反应,如与,CaO,反应：,_,_,如与,Na,2,O,反应：,_,_,用途,光导纤维、光学仪器、电子部件,制饮料、制碳酸盐,SiO,2,Na,2,SiO,3,CO,2,Na,2,SiO,3,H,2,O,CO,2,(,不足,)=H,2,SiO,3,Na,2,CO,3,CaSiO,3,Na,2,O,CO,2,=Na,2,CO,3,第12页,第13页,1.,(RJ,必修,1P,81,10,改编,),以下关于碳、硅叙述正确是,(,),A.,碳、硅都是,A,族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在,B.,二氧化碳、二氧化硅物理性质相同,C.,二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与,NaOH,溶液反应生成对应盐,D.,高纯度二氧化硅用于制造半导体材料,答案,C,第14页,2.,(LK,必修,1P,71,4,改编,),用墨书写字画能够久不变色，说明碳单质在常温下性质,稳定,，工业上利用高温下焦炭与水蒸气反应制取水煤气，化学方程式为,_,，说明碳单质高温下含有较强,_,。,还原性,第15页,第16页,题组一碳、硅单质性质,1.,以下说法正确是,(,),题组精练,提考能,A.,焦炭含有还原性，高温下能将二氧化硅还原为硅,B.,晶体硅用于制作半导体材料是因其熔点高、硬度大,C.,硅主要以单质、氧化物、硅酸盐形式存在于自然界中,D.,高纯硅能够制作太阳能电池，其工作原理与原电池相同,A,第17页,2.,以下关于碳和硅叙述中，正确是,(,),A.,其氧化物都能与,NaOH,溶液反应,B.,其单质在加热时都能跟,O,2,反应,C.,其氧化物都能溶于水生成对应酸,D.,碳和硅两种元素共有两种单质,解析,CO,不溶于水，不能生成对应酸，也不能与,NaOH,溶液反应；,SiO,2,不溶于水，也不能生成对应酸；碳有金刚石、石墨、,C,60,等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有各种单质。,答案,B,第18页,【练后归纳】,非金属单质硅特殊性,非金属普通规律,硅特征,硅还原性强于碳,非金属与强碱溶液反应普通不产生H2,硅可与强碱溶液反应产生,H,2,：,Si2NaOHH,2,O=Na,2,SiO,3,2H,2,非金属普通不与非氧化性酸反应,Si4HF=SiF,4,2H,2,普通非金属单质为绝缘体,硅为半导体，惯用于电子部件,第19页,题组二性质迥异氧化物,(CO,2,、,SiO,2,),3.,(,陕西质检,),以下关于,SiO,2,和,CO,2,叙述中不正确是,(,),A.,都是共价化合物,B.SiO,2,可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨,C.,都能溶于水且与水反应生成对应酸,D.,都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应,解析,SiO,2,和,CO,2,中都只含有共价键，均为共价化合物，,A,项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，,B,项正确；,SiO,2,不溶于水且与水不反应，,C,项错误；,SiO,2,与强碱溶液反应生成硅酸盐，,CO,2,与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，,D,项正确。,C,第20页,4.,用四种溶液进行试验，下表中,“,操作及现象,”,与,“,溶液,”,对应关系错误是,(,),选项,操作及现象,溶液,A,通入,CO,2,，溶液变浑浊,饱和,Na,2,CO,3,溶液,B,通入,CO,2,，溶液变浑浊，继续通,CO,2,至过量，浑浊消失,Na,2,SiO,3,溶液,C,通入,CO,2,，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去,Ca(ClO),2,溶液,D,通入,CO,2,，溶液变浑浊，继续通,CO,2,至过量，浑浊消失，再加入足量,NaOH,溶液，又变浑浊,澄清石灰水,第21页,解析,因为,Na,2,CO,3,溶解度大于,NaHCO,3,溶解度，,Na,2,CO,3,CO,2,H,2,O=2NaHCO,3,，因而会析出,NaHCO,3,晶体，,A,项正确；,B,项，,CO,2,Na,2,SiO,3,H,2,O=Na,2,CO,3,H,2,SiO,3,，,CO,2,Na,2,CO,3,H,2,O=2NaHCO,3,，,H,2,SiO,3,与,CO,2,不反应，浑浊不会消失；,C,项，,CO,2,Ca(ClO),2,H,2,O=CaCO,3,2HClO,，溶液变浑浊后加入品红溶液，被,HClO,氧化褪色；,D,项，首先,CO,2,Ca(OH),2,=CaCO,3,H,2,O,，继续通,CO,2,，生成可溶于水,Ca(HCO,3,),2,，再加入足量,NaOH,，则：,2NaOH,Ca(HCO,3,),2,=CaCO,3,Na,2,CO,3,2H,2,O,，溶液又变浑浊。,答案,B,第22页,解析,氢氟酸能与玻璃中,SiO,2,反应，,A,正确；,SiO,2,不能将太阳能转化为电能，,B,错误；高温下,NaOH,能与瓷坩埚中,SiO,2,反应，,C,正确；沙子主要成份是,SiO,2,，与碳反应时得到是,CO,，,D,正确。,B,第23页,【反思归纳】,SiO,2,特殊性,第24页,拓展：,依据,SiO,2,性质普通性与特殊性完成以下表格,(,其中括号内为要除去杂质,),。,可供选择试剂：,A.,盐酸,B.,氢氧化钠溶液,C.,氧气,D.,水,E.,二氧化碳,可选取操作：,水洗,加热,高温灼烧,过滤,结晶,粉末状混合物,选择试剂,选取操作,(1),CaCO,3,(SiO,2,),(2),NaCl(SiO,2,),(3),SiO,2,(Fe,2,O,3,),(4),SiO,2,(CaCO,3,),(5),SiO,2,(NH,4,Cl),B,D,A,A,第25页,考点,二,硅酸、硅酸盐、无机非金属材料,1,.,硅酸,知识梳理,固考基,难,碳酸,Na,2,CO,3,H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,2HCl=H,2,SiO,3,2NaCl,第26页,2,.,硅酸盐,(1)Na,2,SiO,3,水溶液俗称,_,，惯用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。,(2),硅酸钠溶液在空气中易变质，反应化学方程式为,_,。,(3),硅酸盐组成表示：通惯用二氧化硅和金属氧化物组合形式表示硅酸盐组成：如硅酸钠,(Na,2,SiO,3,),可表示为,_,，石棉,(CaMg,3,Si,4,O,12,),可表示为,_,。,水玻璃,Na,2,SiO,3,H,2,O,CO,2,=Na,2,CO,3,H,2,SiO,3,Na,2,OSiO,2,CaO3MgO4SiO,2,第27页,3,.,常见无机非金属材料,(1),传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。,常见硅酸盐材料比较,水泥,玻璃,陶瓷,生产原料,主要设备,陶瓷窑,生产条件,高温,石灰石、黏土,纯碱、石灰石和石英,黏土,水泥回转窑,玻璃窑,第28页,玻璃生产中两个主要反应：,_,；,_,。,(2),新型无机非金属材料,高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷含有较高硬度和耐磨性、较强抗化学侵蚀性和电绝缘性等。,生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引发代谢作用异常。,压电陶瓷：含有压电效应。,第29页,提醒：,氧化物形式只表示硅酸盐组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成。,玻璃中含有二氧化硅，所以氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。,NaOH,溶液能够用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞玻璃瓶。,硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶,(,m,SiO,2,n,H,2,O),是一个很好无毒干燥剂。,第30页,1.(LK必修1P1131改编)世界著名科技史教授、英国剑桥大学李约瑟博士考证说：“最少在距今3 0以前，中国就已经使用玻璃了。”以下关于普通玻璃叙述中，正确是(),A.,玻璃是人类最早使用硅酸盐材料,B.,玻璃在加热熔化时有固定熔点,C.,制普通玻璃原料主要是纯碱、石灰石和石英,D.,普通玻璃成份主要是,Na,2,O,、,CaO,和,SiO,2,答案,C,第31页,2.,(RJ,必修,1P,81,4,改编,),赏心悦目标雕花玻璃是用,_,对玻璃进行刻蚀而成，其反应化学方程式为,_,。,氢氟酸,4HF,SiO,2,=SiF,4,2H,2,O,第32页,氢氟酸,Mg,2,Si,4HCl=2MgCl,2,SiH,4,非极性键,极性键,第33页,题组一硅酸、硅酸盐,1.,以下相关说法中正确是,(,),题组精练,提考能,A.,硅酸是二元弱酸，能使紫色石蕊变红色,B.,硅胶就是硅酸形成液溶胶,C.SiO,2,能溶解在,NaOH,溶液中但不能溶解在氨水中,D.,硅酸对热很稳定,解析,硅酸难溶于水，不能使指示剂变色，,A,错误；硅胶是固体，,B,错误；,SiO,2,可与强碱溶液反应但不与弱碱溶液反应，,C,正确；硅酸受热易分解，,D,错误。,答案,C,第34页,2.,分别向,Na,2,SiO,3,溶液中加入以下物质，能生成不溶于,NaOH,溶液白色沉淀是,(,),A.K B.,稀盐酸,C.CaCl,2,溶液,D.KNO,3,溶液,解析,盐酸与,Na,2,SiO,3,反应生成硅酸可溶解在,NaOH,溶液中，,B,错误；,CaCl,2,与,Na,2,SiO,3,反应生成硅酸钙，该物质不溶于水也不溶于,NaOH,溶液。,答案,C,第35页,3.和田玉在我国最少有7 0历史，也称为软玉，是我国玉文化主体。和田玉是一个含有链状结构含水钙镁硅酸盐，某种和田玉化学成份为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，以下相关叙述正确是(),A.,其化学式改写为氧化物形式为,2CaO3MgOFe,2,O,3,8SiO,2,H,2,O,B.,它能够抵抗任何酸碱腐蚀,C.,其中铁元素化合价为,3,D.,其中铁元素化合价为,2,第36页,解析,假设和田玉中铁元素化合价为,x,，依据化合物中各元素正、负化合价代数和为零，可得：,(,2),2,(,2),3,(,x,),2,(,4),8,(,2),22,(,1),2,0,，即,x,2,，所以将其化学式改写为氧化物形式为,2CaO3MgO2FeO8SiO,2,H,2,O,。硅酸盐普通耐酸碱腐蚀，但不是全部酸碱都不能腐蚀它，如氢氟酸能够和其中硅反应生成,SiF,4,气体，浓硝酸能够将其中所含,Fe,2,氧化成,Fe,3,。,答案,D,第37页,【思维建模】,突破解题障碍、理清解题思绪,(1),在复杂硅酸盐中，对于变价元素，应先确定其化合价，再写其氧化物。依据就是化合物中各元素正、负化合价代数和为零标准，普通地，,Si,为,4,，,O,为,2,，,H,为,1,，其它金属为常见价态，以此确定变价元素化合价。,(2),改写氧化物模式通常为,“,碱性氧化物,两性氧化物,酸性氧化物,水,”,，通常情况下前面碱性氧化物若有多个，按其金属活动性排列，,“,两性氧化物,”,即,Al,2,O,3,，,“,酸性氧化物,”,即,SiO,2,，水放在最终。注意严格遵照原物质原子个数比。,第38页,题组二无机非金属材料,4.,(,山东济宁一模，,4),以下关于无机非金属材料说法中不正确是,(,),A.,传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料,B.,新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料许多缺点,C.,高温结构材料含有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,D.,传统无机非金属材料和新型无机非金属材料主要成份都是硅酸盐,第39页,解析,无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指我们常说硅酸盐材料，包含玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型含有特殊结构和特殊功效非硅酸盐型材料。新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，含有许多优良性能，如耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、含有压电效应、含有生物功效等。,答案,D,第40页,5.,材料与化学亲密相关，表中对应关系错误是,(,),解析,A,项，刚玉主要化学成份为三氧化二铝，而金刚石主要化学成份为碳。,答案,A,材料,主要化学成份,A,刚玉、金刚石,三氧化二铝,B,大理石、石灰石,碳酸钙,C,普通水泥、普通玻璃,硅酸盐,D,沙子、石英,二氧化硅,第41页,6.,以下说法正确是,(,),A.,水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品,B.,陶瓷是人类应用很早硅酸盐材料,C.,陶瓷坩埚可加热熔融烧碱,D.,高纯硅可用于制光导纤维,解析,沙子主要成份为,SiO,2,不属于硅酸盐，,A,错；陶瓷中含有,SiO,2,高温下与烧碱反应，,C,错；制备光导纤维材料为,SiO,2,不是硅，,D,错。,答案,B,第42页,【易错警示】,(1),不要混同二氧化硅和硅用途,用于制作光导纤维是,SiO,2,，用于制作半导体材料、计算机芯片是晶体硅。,(2),熟悉几个常见饰品主要成份,水晶、石英、玛瑙主要成份是,SiO,2,；珍珠主要成份是,CaCO,3,；钻石是金刚石；宝石主要成份是,Al,2,O,3,。,第43页,