内容发布更新时间 : 2024/5/18 13:48:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。

一、碳、硅单质及其重要化合物的性质 1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途

(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。

(2)单质的结构、物理性质与用途比较

结构 碳 金刚石：空间网状结构 石墨：层状结构 金刚石熔点高、硬度大 石墨熔点高、质软，有滑腻感 金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯 硅 晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高 晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池 物理性质 用途

2.碳、硅单质的化学性质

碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。

???与非金属单质反应??F：Si＋2F===SiF

(2)Si?△??Cl：Si＋2Cl=====SiCl

??与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF↑＋2H↑

△

O2：Si＋O2=====SiO2

2

2

4

2

24

2

4

【特别提醒】熟记硅及其化合物的特殊性质 1．硅单质的特殊性

高温

(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑；

(2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3

＋2H2↑；

(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； (4)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。 2．含硅化合物的特殊性

(1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3；

(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O； (3)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；

(4)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3＋CO2＋高温

H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑也能发生。

3．二氧化碳和二氧化硅的比较

物质 结构

二氧化硅 立体网状结构，不存在单个分二氧化碳 存在单个CO2分子

子 主要物理性质 ①与水反应 源学科网]硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 [来源学科网][来熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 CO2＋H2O不反应 O2少量：CO2＋H2CO3 不反应 只与氢氟酸反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ②与酸反应 化学性质 科网ZXXK][来源学③与碱反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) 2NaOH===Na2CO3＋H2O、CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3 如与Na2SiO3反应：如与Na2CO3反应：SiO2＋④与盐反应 高温Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 ⑤与碱性氧化 物反应 如与CaO反应：SiO2＋高温CaO=====CaSiO3 光导纤维、光学仪器、电子部件 如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3 制饮料、制碳酸盐 用途

4.硅酸和硅酸钠 (1)硅酸

硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。 △

①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=====SiO2＋H2O。

②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 ③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 (2)硅酸钠(Na2SiO3)

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式： 与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。

与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 二、硅酸盐及无机非金属材料 1．硅酸盐

(1)概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。

(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成Na2O·SiO2，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O。

2．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。 ①常见硅酸盐材料比较

生产原料 主要设备 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 玻璃 纯碱、石灰石、石英 玻璃熔窑 陶瓷 黏土 陶瓷窑 高温高温

②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。

(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 三、碳、硅转化关系的应用 1．碳及其化合物的转化关系图

2．硅及其化合物的转化关系图

高频考点一 对比掌握碳、硅单质、氧化物的性质和用途 例1．下列对于碳和硅的叙述中，正确的是( ) A．其氧化物都能与NaOH溶液反应 B．其单质在加热时都能跟O2反应 C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素共有两种单质

【变式探究】二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是( )

①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ④Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑ ⑤SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑

a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b．反应②中SiO2表现出氧化性

c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性

d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理 e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 A．ace B．bde C．cde D．ab

高频考点二 CO2与盐或碱溶液反应的规律

高温

高温高温