高中化学必修一 硅及其化合物.pdf

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1、高中化学必修一高中化学必修一 硅及其化合物硅及其化合物复习重点复习重点1.了解 C,Si 元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解 C,Si 元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.重点物质：碳、硅、CO2、SiO2。、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料知识梳理知识梳理一、碳族元素成员：位于族在元素周期表中的位置（周期、族、原子序数）表示方法：原子结构示意图、电子式原子结构比较相同点：最外层电子数相同，都是个不同点：电子层数不同得失电子，易形成共价键，难形成离子键，最高正价为。，非金属性；氢化物稳定性相似性：，最低价为主要性质递变性：随原子序数递增，元素金属性（CH4可燃，SiH4易自燃

2、）；最高价氧化物对应水化物酸性，Ge(OH)4呈两性。，且自上而下由非金属性向金属性递变比氮族更为明，碱性碳族元素的金属性比同周期氮族元素显。1、碳族元素的主要特征（1）C 是非金属，Si 貌似金属，但大多数情况下显示非金属性，Ge 的金属性比非金属性强，Sn、Pb 都是金属。（2）碳族主要化合价是，除 Pb 的+2 价化合物稳定外，其他元素的价化合物稳定。（3）金刚石、石墨、C60互为（4），金刚石的硬度最大。元素是形成化合物种类最多的元素。含氢量最大（25%）。（5）在所有非金属元素形成的气态氢化物中，（6）硅在地壳中的含量仅次于氧，是良好的半导体材料。2、碳族元素单质的重要性质1C元素符

3、号金刚石颜色状态密度 g/cm3熔沸点导电性不导电导体3.512.25石墨SiGe晶体硅银灰色都是体2.345.357.2811.34银白色蓝白色SnPb较高，无明显规律半导体半导体导体导体二、碳及其化合物二、碳及其化合物1、单质（1）同素异形体金刚石：构型、空间网状结构的晶体。无色透明，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂，不导电。用途：钻具、装饰品。石墨：平面层状正六边形结构，层间以范德华力结合。熔点很高，质软，有滑腻感，电的良导体。用途：润滑剂、电极、铅笔芯、耐火材料。C60：形似足球，俗称“足球烯”，是分子晶体。无定形碳：木炭、活性炭（有吸附性）等，实际是石墨的微小晶体和少量杂质组成。（2）化

4、学性质 氧化性：还原性：（与 O2、浓 H2SO4、CuO、H2O）、2、气态氢化物CH43、一氧化碳 CO（1）物理性质：色味的气体，溶于水，有剧毒（与血红蛋白作用）（2）化学性质：高温下表现出强还原性（与O2、Fe2O3、CuO）、4、二氧化碳 CO2（1）结构：电子式为，结构式为2，空间构型为型。属于由键构成的分子，固态时为晶体。（2）物理性质：色味的气体，溶于水，干冰能升华。（3）化学性质：弱氧化性（Mg、C）、具有酸性氧化物的性质（H2O、NaOH、Ca(OH)2、CaCO3、Ca(ClO)2）（4）制法 工业制法：实验室制法：5、碳酸 H2CO3结构，二元弱酸，不稳定，易分解，具有

5、酸的通性。在化学方程式中写成 CO2和 H2O 的形式，只有作为水解产物时写成H2CO3的分子式。6、碳酸盐（正盐、酸式盐）（1）溶解性正盐溶解度比较酸式盐可溶可溶K+、Na+、NH4+可溶其它思考（2）热稳定性难溶将 CO2通入饱和 Na2CO3溶液中，可以观察到什么现象，写出反应的离子方程式。稳定性类别正盐酸式盐稳定性高温不分解常温稳定，高温分解加热可分解，2003分解产物变化金属氧化物+CO2正盐+CO2+H2O稳定性K+、Na+其它难溶性K+、Na+铵盐（3）相互转化其它 Ca2+、Mg2+等(NH4)2CO3、NH4HCO3加热可分解，100不稳定，常温已分解正盐+CO2+H2ONH

6、3+CO2+H2O减弱7、碳化物（1）SiC，金刚砂，原子晶体。、（2）CaC2、MgC2等，极易水解。电子式为三、硅及其化合物三、硅及其化合物1、硅在地壳中含量仅次于氧居第位。在自然界中以存在，是构成矿物和岩石的。主要成分。（1）结构类似金刚石的晶体，构型，空间网状结构。灰黑色有金属光泽的固体，熔沸点高，硬度大，良好的半导体材料。（2）物理性质（3）化学性质与碳一样，硅最外层有 4 个电子。常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。常温下：Si 2F2 SiF4(g)（与 HF 反应）Si 2Na

7、OH H2O Na2SiO3 2H2高温下：（研细）（易自燃）（4）工业制法工业生产粗硅：一般还原剂的还原性大于还原产物，这是一个特例，可从平衡角度解释。提纯方法：（5）用途：略。2、二氧化硅 SiO2（1）结构：空间网状结构的晶体。1 个 Si 原子 4 个 O 原子形成共价键，1 个 O 原子同 2 个4Si 原子形成共价键。1mol SiO2晶体中约含 4 个 SiO 共价键？构成一个最小的环需要12 个原子。（2）物理性质：也叫硅石，熔沸点高，硬度大。（3）化学性质：二氧化硅的化学性质不活泼，不与水反应，也不与酸（氢氟酸除外）反应，但能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。（与 CaO、NaO

8、H、HF 反应）（4）用途：光导纤维，光学仪器，玻璃原料等。3、硅酸 H2SiO3原硅酸 H4SiO4（1）结构、物理性质：原硅酸是白色胶状沉淀，失水变成硅酸。（2）特性：不溶于水的二元弱酸，分散在水中形成胶体。热分解产物为 SiO2和 H2O（3）制法：思考 1.设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱？4、硅酸盐（1）硅酸钠一般溶于水可溶于水，水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体。用途：制硅酸；粘合剂；耐火材料；防腐剂。（2）硅酸盐硅酸、原硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐，统称硅酸盐。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。例如：硅酸

9、钠镁橄榄石Na2SiO3表示成Na2OSiO2Mg2SiO4表示成2MgOSiO2高岭石Al2Si2O5(OH)4表示成Al2O32SiO22H2O正长石KAlSi3O8表示成K2OAl2O36SiO2表示顺序是：活泼金属氧化物，较活泼金属氧化物，二氧化硅，水。（3）粘土：主要成分属于硅酸盐，可用于制造水泥和陶瓷。四、硅酸盐工业1、水泥5 主要原料：、主要设备：水泥回转窑 普通水泥的主要成分：3CaO SiO2、2CaO SiO2、3CaO Al2O3 性质：具有水硬性（跟水掺和搅拌后容易凝固变硬）加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度 应用：水泥砂浆、混凝土2、玻璃 主要原料：纯碱、石灰石、石英

10、 主要成分：Na2SiO3CaSiO34SiO2、Na2OCaO6SiO2 反应原理：有色玻璃：Co2O3蓝色、Cu2O 红色3、陶瓷 主要原料：粘土 成分：硅酸盐五、无机非金属材料五、无机非金属材料1、材料分为无机非金属材料、金属材料、高分子材料。2、无机非金属材料分为传统无机非金属材料（硅酸盐材料）和新型无机非金属材料。3、新型无机非金属材料具有以下几个方面的特性A、承受高温，B、强度高，C、电学特点，D、光学特性，E、生物功能4、高温结构陶瓷指的是一类物质例如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等。这类陶瓷能经受高温，不怕氧化，耐腐蚀，耐磨损，密度小等优点。是金属材料所不具有的。5、光导纤维简称光纤，是一种能高质量传导光的玻璃纤维，制取的基本原料是 SiO2，它具有通信信息量大，原料来源广，重量小，成本低，性能好，保密性强等特点。六、硅及其化合物之间的相互转化关系六、硅及其化合物之间的相互转化关系6