人教高中化学第四章 第1讲.doc

第1讲　碳、硅及其重要化合物
【2020·备考】
最新考纲：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及重要化合物的制备方法。4.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识碳、硅及其化合物的多样性，并对物质进行分类。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.科学精神与社会责任：了解二氧化碳对环境的影响，具有可持续性发展意识，绿色低碳的生活方式；赞赏碳、硅单质及其化合物对社会发展的重大贡献。
考点一　碳、硅单质及氧化物
(频数：★☆☆　难度：★☆☆)
名师课堂导语 本考点在高考中考查力度不大，复****时关注碳同素异形体的不同用途，二氧化碳对环境的影响；硅、二氧化硅的性质用途是考查重点，特别是硅、二氧化硅的特性，要特别关注。
一、对比掌握：碳、硅单质的性质与用途
1.碳、硅单质的存在形式
碳
硅
存在形式
既有游离态，又有化合态
因有亲氧性，所以仅有化合态
单质
金刚石、石墨、C60等同素异形体
晶体硅和无定形硅两大类
2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途
(1)碳、硅单质的结构
金刚石：空间网状结构；
石墨：层状结构；
晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构。
(2)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：
(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。
(2)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。
3.碳、硅单质的化学性质——还原性
(1)碳的化学性质
①
②
③
(2)硅的化学性质
①与氢***酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
②与NaOH溶液反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
③与O2反应：Si＋O2SiO2。
4.硅的工业制法
工业上常用焦炭在电炉中还原SiO2得到粗硅，但反应需隔绝空气(或O2)，生成的是CO而不是CO2。
二、碳、硅的氧化物
1.CO的性质
(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水。能使人中毒的原因是其与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。
(2)化学性质
①可燃性：2CO＋O22CO2。
②还原性：CO还原Fe2O3的反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
2.二氧化碳与二氧化硅的比较
(1)物理性质
①熔、沸点：CO2的熔、沸点比SiO2的熔、沸点低。
②溶解性：CO2能溶于水，SiO2不溶于水。
(2)化学性质
物质
二氧化碳
二氧化硅
与水反应
CO2＋H2OH2CO3
不反应
与酸反应
不反应
氢***酸用于刻蚀玻璃：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
与碱反应(如NaOH)
CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH===NaHCO3
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)
与盐反应(如Na2CO3)
CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
与碱性氧化物反应
与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3
与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3
与碳反应
C＋CO22CO
2C＋SiO2Si＋2CO↑
(3)主要用途
CO2：化工原料、灭火剂、光合作用。干冰用作制冷剂，人工降雨。
SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。
(1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。
(2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是***氧化物。
(3)在实验室用启普发生器制取CO2，引导分析启普发生器的工作原理。
【课堂拓展】
晨记：硅及其化合物的特殊性质
物质
一般规律
硅及其化合物的特性
Si
硅还原性强于碳
2C＋SiO2Si＋2CO↑
非金属单质与强碱溶液反应一般不产生H2
硅可与强碱溶液反应产生H2
非金属单质一般不与非氧化性酸反应
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
非金属单质一般为绝缘体
硅为半导体
SiO2
酸性氧化物一般与水反应生成相应酸
SiO2不溶于水，也不与水反应
酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性强于H2SiO3，故可发生反应Na2Si