碳硅及其化合物 讲义
碳硅及其化合物复习课件
目录
Contents
• 碳硅及其化合物的概述 • 碳硅的化合物 • 碳硅化合物的反应 • 碳硅化合物的合成与制备 • 碳硅化合物在能源领域的应用 • 碳硅化合物的前沿研究与展望
01 碳硅及其化合物的概述
碳硅及其化合物的定 义
碳硅及其化合物是指由碳和硅两 种元素组成的化合物，以及含有
03
合成方法的理论研究
通过计算机模拟和理论计算，深入理解合成反应的机理和动力学过程，
为新型合成方法的开发提供理论支持。
碳硅化合物的新型应用研究
碳硅化合物在新能源领域的应用
碳硅化合物作为优秀的储能材料，在电池、超级电容器等领域具有广泛的应用前景。研究 者们致力于提高其能量密度、循环寿命和安全性。
碳硅化合物在催化领域的应用
碳硅化合物具有优异的催化性能，可用于有机合成、燃料转化等领域。研究者们致力于开 发高效、环保的催化体系。
碳硅化合物在生物医学领域的应用
碳硅化合物具有良好的生物相容性和生物活性，可用于药物输送、组织工程等领域。研究 者们致力于提高其生物利用度和安全性。
碳硅化合物的发展趋势与展望
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，碳硅化合物的 研究将更加深入和广泛。新型合成方法、新型应用领域以及 跨学科交叉研究将成为未来的发展趋势。
二氧化硅是玻璃的主要成分，具有高度透明性和化学稳定性，广泛用于光学、电子 和建筑等领域。
碳硅及其化合物的应用
碳化硅主要用于制造磨料、耐 火材料、陶瓷和高温结构材料等。
二氧化硅主要用于制造玻璃、 陶瓷、涂料、胶粘剂等材料， 也用于电子和光学领域。
硅酸盐是建筑和工程材料的重 要组分，如水泥、混凝土、瓷 砖等。
高考化学一轮复习讲义：《碳、硅及其化合物》人教通用
第一节碳、硅及其化合物1．单质的存在形态、物理性质和用途2．碳和硅的化学性质(1)碳单质的化学性质——还原性。
C ＋2O ――→CO 2、SiO 2O 2(不足) C 0常温下不活泼――→CuO 、浓硫酸O 2(充足)C ＋4O 2①与O 2的反应：O 2不足：2C ＋O 2=====点燃 2CO ；O 2充足：C ＋O 2=====点燃CO 2。
②与其他物质的反应：a ．与CuO 反应：2CuO ＋C=====高温2Cu ＋CO 2↑(可用于金属的冶炼)； b ．与CO 2反应：CO 2＋C=====高温2CO ； c ．与水蒸气反应：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2(制水煤气)； d ．与浓硫酸反应：C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。
(2)硅的化学性质——还原性。
不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化Si①与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；②与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑； ③与O 2反应：Si ＋O 2=====△SiO 2。
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2013·广东高考)高温下用焦炭还原SiO 2制取粗硅。
( )(2)(2013·浙江高考)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体。
( ) (3)(2012·新课标全国卷)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。
( ) (4)(2011·山东高考)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。
( ) (5)(2011·山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在。
( ) (6)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。
( ) 答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×2．将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。
第13讲 碳、硅及其化合物 无机非金属材料-2025年高考化学全国一轮
第13讲碳、硅及其化合物无机非金属材料备考导航复习目标1.了解C 、Si 单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解Si 、SiO 2的结构特点，了解Si 的制备方法。
3.了解硅酸盐工业，了解无机非金属材料和新型无机非金属材料。
复习策略本专题的复习宜采用：1.迁移法。
如晶体硅、二氧化硅属于原子晶体，应具有较高的熔点等；二氧化碳、二氧化硅属于酸性氧化物，能与碱溶液反应生成盐和水。
2.比较法。
如二氧化硅与二氧化碳晶体结构不同，二者物理性质有较大的差异。
3.特殊法。
如硅及其化合物有许多反应是在高温下的固态反应。
又如硅单质及其化合物在生活及高科技发展中起着重要的作用：硅是半导体材料、二氧化硅是制备光导纤维的材料。
4.联系实际法。
如CO 、CO 2与绿色化学；Si 、SiO 2、硅酸盐与无机非金属材料。
以新材料、新技术应用为背景进行命题。
熟记网络课前思考问题1(2021·浙江卷)已知3种共价晶体的熔点数据如下表：共价晶体金刚石碳化硅晶体硅熔点/℃＞355026001415金刚石的熔点比晶体硅高的原因是均为共价晶体，原子半径：C ＜Si(或键长：C—C ＜Si—Si)，键能：C—C ＞Si—Si 。
问题2粗硅提纯的常见方法有哪些？【答案】1.判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)(2020·浙江卷)SiO2可用来制造光导纤维(√)(2)(2019·新课标Ⅲ卷)高纯硅可用于制作光感电池(√)(3)(2021·广东卷)氢氟酸可与SiO2反应，利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品(√)(4)制作钻杆用的SiC增强铝基材料属于复合材料(√)(5)(2019·江苏卷)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋(×)(6)(2020·海南卷)SiO2的熔点比干冰高的原因是SiO2分子间的范德华力大(×)(7)(2018·海南卷)设N A为阿伏加德罗常数的值。
碳硅及其重要化合物
2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体( × ) (2)单质硅常用作半导体材料和光导纤维( × ) (3)硅在自然界中只以化合态的形式存在( √ ) (4)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应( × ) (5)SiO2 不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器( × ) (6)Si→SiO2→H2SiO3 均能进一步转化( × ) (7)不能用 SiO2 与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚 来加热烧碱或纯碱使其熔化( √ )
4．二氧化碳和二氧化硅的性质结构对比 物质 二氧化硅 二氧化碳 空间立体网状结构， 不存 结构 存在单个分子 在单个分子 主要物 硬度大，熔、沸点高，常 熔、沸点低，常温下 理性质 温下为固体，不溶于水 为气体，微溶于水 化 ①与 学 水反 不反应 CO2＋H2OH2CO3 性 应 质
化 学 SiO2＋2NaOH=== 性 ③与 Na2SiO3＋H2O 质 碱反 (盛碱液的试剂瓶用橡胶 应 塞)
解析： 2Al ＋ 6HCl===2AlCl3 ＋ 3H2↑ ， 而 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，不生成 Al(OH)3，A 项不能实现图示 转 化 ； Al(OH)3 ＋ 3HCl===AlCl3 ＋ 3H2O ， Al(OH)3 ＋ NaOH===NaAlO2 ＋ 2H2O ， B 项能实现图示转化； NaHCO3 ＋ HCl===NaCl ＋ H2O ＋ CO2↑ ， NaHCO3 ＋ NaOH===Na2CO3 ＋ H2O，C 项能实现图示转化；(NH4)2CO3＋2HCl===2NH4Cl＋H2O △ ＋CO2↑，(NH4)2CO3＋2NaOH=====Na2CO3＋2NH3↑＋2H2O， D 项能实现图示转化。 答案：A
第1讲碳、硅及其化合物
第1讲碳、硅及其化合物一、碳的单质2①与水反应：CO 2＋H 2OH 2CO 3②与CaO 反应：CO 2＋CaO===CaCO 3③与足量澄清石灰水反应： CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓ ＋H 2O④与Mg 反应：2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C2(2)CO 与N 2的相对分子质量相同，均为28，二者密度与空气密度相差不大，不能用排空气法收集。
(3)实验室制取CO 2时不能用稀硫酸代替稀盐酸，因CaSO 4为微溶性物质，CaSO 4覆盖在石灰石或大理石的表面会阻止反应持续进行。
[思维诊断] 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)12C 、13C 、14C 是碳的三种同素异形体( )(2)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质( ) (3)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应( ) (4)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨( )(5)向Na 2SiO 3溶液中通入CO 2，溶液变浑浊，继续通入CO 2至过量，浑浊消失( ) (6)向Ca(ClO)2溶液中通入CO 2气体，溶液变浑浊，继续通入CO 2至过量，浑浊消失( ) (7)向CaCl 2溶液中通入CO 2，无明显现象，若先通入NH 3再通CO 2，溶液会变浑浊( ) (8)向饱和Na 2CO 3溶液中通入过量的CO 2气体，有晶体析出( )(9)向NaAlO 2溶液中通入CO 2气体，一开始有白色沉淀生成，CO 2过量，沉淀溶解( ) 提示：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)×教材习题创编确定混合气体(CO 、CO 2)中含有CO 气体的实验设计方法按要求回答下列问题： (1)填写下列指定装置的作用 A ：_________________________________________________。
高考化学一轮复习碳硅及其化合物辅导讲义-word
1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途CO2＋H2O H2CO3熟记硅及其化合物的特殊性质题组三硅的制取方法在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有：1.正误判断，正确的打硅酸盐改写成氧化物形式的方法===BaCO3↓＋H2O下列说法正确的是()A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生改变D.反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O3.综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。
如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________(填字母)。
A.可在碱性氧化物中寻找B.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找C.可在具有强氧化性的物质中寻找(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________；该反应为________(填“吸”或“放”)热反应，原因是_________________________________________________________________________________________________。
(3)CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)5]，该物质可用作无铅汽油的防爆剂，是一种浅黄色液体，熔点－20.5 ℃，沸点103 ℃，易溶于苯等有机溶剂，不溶于水，密度1.46～1.52 g·cm－3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9，60 ℃发生自燃，五羰基合铁的制备原理如下：Fe(s)＋5CO(g)200 ℃、20 MPa250 ℃～300 ℃Fe(CO)5(g)①下列说法正确的是________(填字母)。
11第1讲碳硅及其化合物
答案 (1)吸收CO2 (2)点燃 2CO+O2 2CO2 (3)B中无明显现象, 装置C中黑色粉末变成光亮的红色,D中澄清石灰水变浑浊
考点一
题后悟道 确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法
栏目索引
各装置的作用是: A——除去混合气体中的CO2气体
考点一
栏目索引
B——检验混合气体中CO2是否除尽 C——CO还原CuO:CO+CuO Cu+CO2 D——验证CO的氧化产物CO2 E——除去尾气中的CO2气体 F——除去尾气中的CO气体、防止污染环境 确定混合气体中含有CO气体的实验现象是:C中的物质由黑色变成红 色,B中无明显现象,D中的澄清石灰水变浑浊。
5.硅的工业制取及提纯
石英砂
粗硅
涉及的化学方程式:
①SiO2+2C ②Si+2Cl2 ③SiCl4+2H2
Si+2CO↑ SiCl4
Si+4HCl
SiCl4
考点一
栏目索引
高纯硅
考点一
栏目索引
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。 (1)碳单质的化学性质主要表现为还原性,能被氧化剂氧化为+2价或+4 价的化合物 ( √ ) (2)硅的性质很稳定,在常温下不与任何物质反应 ( ✕ ) (3)C60、金刚石、石墨互为同位素 ( ✕ ) (4)SiO2与水反应生成H2SiO3 ( ✕ ) (5)SiO2既能与NaOH(aq)反应又能与HF(aq)反应,故SiO2为两性氧化物 (✕)
失,再加入品红溶液,红色褪去
饱和Na2CO3溶液 Na2SiO3溶液 Ca(ClO)2溶液
D 通入CO2,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊消失, 再加入足量NaOH溶液,又变浑浊
第一讲 碳、硅及其化合物(ppt)
完成Si与下列物质反应的化学方程式: 完成 与下列物质反应的化学方程式: 与下列物质反应的化学方程式
常温可与 2 ,HF ,NaOH 反应; 常温可与F 反应; 加热条件下可与O2,H2 ,Cl2 等物质反 加热条件下可与 应
(2)二氧化硅 ) 结构: 结构: 空间网状结构的原子晶体. 空间网状结构的原子晶体. 化学性质: 化学性质: 酸性氧化物(与碱性氧化物反应,碱反应), 酸性氧化物(与碱性氧化物反应,碱反应), 不溶于水,特殊反应( 与碳反应. 不溶于水,特殊反应(与HF反应 ),与碳反应. 反应 与碳反应 SiO2与碱的反应,说明 与碱的反应,说明NaOH等碱性溶液不使 等碱性溶液不使 用玻璃塞的试剂瓶. 的反应, 用玻璃塞的试剂瓶.SiO2与HF的反应,说明 的反应 氢氟酸不能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶. 氢氟酸不能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶.
3.一氧化碳和二氧化碳的比较 一氧化碳和二氧化碳的比较
(1)一氧化碳 ) 物理性质 五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白 结合血红蛋白), 五色无味气体,剧毒 结合血红蛋白 ,难溶于水 化学性质 ①可燃性 还原性(与 的反应) ②还原性 与Fe304,CuO,H20的反应 , 的反应 ③不成盐氧化物 实验室制法 收集方法:排水法 收集方法 排水法 检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯 点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯, 检验方法 点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水 雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯, 雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊 工业制法主要用途 燃料,还原剂,化工原料 工业制法主要用途:燃料 还原剂, 燃料,
课堂之外
硅的制取 : 在半导体及集成电路的发展史上,硅是 在半导体及集成电路的发展史上, 极其重要的角色,因此研究计算机的地方称为硅谷, 极其重要的角色 , 因此研究计算机的地方称为硅谷 , 集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢? 集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢 高温时 SiO2+2C=Si+2CO↑ 主要副反应为: 主要副反应为:SiO2+3C=SiC+2CO↑ 因此生产的粗硅所含的杂质有 ,Si02,SiC等,它 因此生产的粗硅所含的杂质有C, 等 们都是高熔沸点物质.为了提纯硅采用下列方法: 们都是高熔沸点物质.为了提纯硅采用下列方法: 将制得的粗硅与Cl 作用得到SiCl4 ;SiCl4的沸点很 将制得的粗硅与 2作用得到 可以采用蒸馏的方法反复提纯,直所需的纯度; 低 , 可以采用蒸馏的方法反复提纯 , 直所需的纯度 ; 然后,再用H 还原即可得到纯硅. 然后,再用 2 还原即可得到纯硅.
重要非金属元素—碳硅及其重要化合物(无机化学课件)
硅
在地壳中仅以化合态 存在，含量居第二
原子结构示意图 物理性质
C +6 24
Si +14 2 84
黑色，固体 ，
金属光泽的灰黑色固体，
熔点高，硬度大，有脆 金刚石：硬度大，熔点高， 性，半导体材料
不导电；
主要化合价 主要用途
石墨:熔点高，质软，能导 电
0，+4
0，+4
金刚石，石墨等
硅芯片（半导体），硅 太阳能电池
SiCl4+H2==Si+4HCl（纯硅）
•(一)SiO2
二.硅的化合物
1.存在：
结晶形。例如：玻璃，水晶，玛瑙，石英，硅石，沙子。 无定形。
2.结构
SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的 晶体。不存在SiO2分子，是以Si和O原子构成。通常用SiO2 来表示二氧化硅的组成。 SiO2不是分子式，而是化学式 （晶体中原子个数最简单的整数比）
5、硅酸盐材料的制备： 原料：水泥：石灰石和黏土
玻璃：纯碱，石灰石，石英 陶瓷：黏土Байду номын сангаас
课程小结
1.硅 2.SiO2
存在形式 物理性质 化学性质 制备
存在 结构 物理性质 化学性质
3.硅酸 4.硅酸盐
物理性质 化学性质 用途 硅酸及硅胶的制备
概念 表示形式 常见的硅酸盐及硅酸盐材料 玻璃的制备。
无机化学
H2SiO3 =∆= H2O + SiO2
3.用途
硅胶可用作干燥剂，也可作催化剂的载体
•4.硅酸的制备(强酸制弱酸) 可用可溶性的硅酸钠和其他酸制备，所得溶液凝成硅酸溶胶。
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ 5.硅胶的制备
第四章第1节 碳、硅及其重要化合物(共86张PPT)
追本溯源拓认知
知识点一
碳和硅
1. 单质的存在形态、物理性质和用途
碳 存在形态
游离态和化合态 高
硅
化合态 灰黑
金刚石：熔点 大 、硬度 小 良导体 物理性质 石墨：硬度 金刚石 电的 石墨
、
色固 大 高 体，有金属 光泽、熔点 半导体 、硬度 ，有脆性 材
用作切
2. 化学性质
[特别提醒]
(1)碳单质的化学性质主要表现为还原性，能
[固本自测] 2. 指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～ E选项中选择正确答案填入括号内。 ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O( ) )
高温 ②SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑( 高温 ③SiO2＋2C=====Si＋2CO↑( 高温 ④SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑( ⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O( ) ) )
第四章 非金属及其化合物
第1节 碳、硅及其重要化合物
高考地位：3年11考
考什么
预测指数：★★★
1. 了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然界的存在形式。 2. 了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。 3. 了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。
怎么考 高考对本节内容的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背 景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用，二是以推断题考 查C、Si及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备 为载体，考查实验探究能力。特别注意，Si、SiO2在现代科技 中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。
CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O CaO＋CO2=== CaCO3
SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O 高温 CaO＋SiO2===== CaSiO3 4HF＋SiO2===SiF4↑＋ 2H2O 高温 Na2CO3＋SiO2===== Na2SiO3＋CO2↑
碳硅及其化合物ppt课件
是（ C ）
A.一定没有CO2，肯定有H2 B.一定有CO、 CO2和H2O C.一定有HCl、H2和CO2
D.可能有CO2、NH3和水蒸气
.
由此可见,先后滴入的次序不同,所得气体量不同. 故可用相互滴入法来鉴别Na2CO3和HCl两种无色溶液. 想一想:如维持两种溶液浓度不变,Na2CO3溶液和HCl 溶液均为1L,结果又如何呢？
SiO2与HF的反应是SiO2的特殊性质，并非所有的酸都能反应。
3、NaOH溶液、Na2SiO3溶液和氢氟酸均不应装在玻璃瓶中。 NaOH与SiO2常温下的反应十分缓慢，所以NaOH溶液、 Na2SiO3溶液可以保存在玻璃.瓶中，但不能用磨口的玻璃塞
3.碳族元素与人类健康
SiO2-----在日常生活、生产和科研有着重要的用途，但有时
SiH4
.
H2SiO3
碳元素及其化合物的转化
.
重点、难点剖析
如：SiO2+2C 高温 Si+2CO
2Mg + CO2 点燃 2MgO + C 现象：①Mg条继续燃烧
②放热 ③有黑色和白色固体物质生成
.
3.碳酸盐的性质规律
（1）溶解性规律：如果碳酸正盐的溶解度较大，则酸式盐的 溶解度小（如Na2CO3> NaHCO3);如果碳酸正盐的溶解度小， 则对应的酸式盐的溶解度较大（如CaCO3 < Ca(HCO3)2） （2）稳定性规律：难溶性的碳酸盐及碳酸的酸式盐（包括铵盐） 受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。
CO： (直线型，属极性分子，电子式不要求)
第13讲 碳、硅及其化合物(讲义)(原卷版)
第13讲 碳、硅及其化合物一 碳单质1.存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
碳的还原性CuO ：2CuO ＋C2Cu ＋CO 2↑(冶炼金属)SiO 2：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑(制取粗硅) H 2O ：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2(制取水煤气) 浓H 2SO 4：C ＋2H 2SO 4(浓)CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O浓HNO 3： C ＋4HNO 3(浓)CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O(4)60剂载体。
2．碳的两种常见氧化物 (1)一氧化碳(CO)无色有毒气体，难溶于水，中毒原理是CO 与血红蛋白结合，缺氧中毒。
①可燃性：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，淡蓝色火焰，可作燃料。
①还原性：CO ＋CuO Cu ＋CO 2，用于冶炼金属。
(还原CuO)(2)二氧化碳(CO 2)①物理性质：CO 2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO 2俗称干冰。
①化学性质：与H 2O 、Na 2O 、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg 反应的化学方程式分别为CO 2＋H 2OH 2CO 3、Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O 、 2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。
①CO 2的制法：用大理石与稀盐酸或稀硝酸发生反应的离子方程式：CaCO 3＋2H ＋===Ca 2＋＋CO 2↑＋H 2O 。
(3)CO 、CO 2气体的除杂方法强调：自然界消耗CO 2的主要反应：①溶于江水、海水中：CO 2＋H 2O===H 2CO 3； ①光合作用将CO 2转化为O 2；①岩石的风化：CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2。
3．碳酸(H 2CO 3)弱酸性、不稳定性。
碳酸(H 2CO 3)只能在水中存在。
H 2CO 3在水中与CO 2共存，因此常把CO 2＋H 2O 当碳酸用。
碳、硅及其化合物课件
➢VIA、VIIA族元素非金属性较强，易形成离子 键。与非金属原子之间形成共价键。
➢IVA、VA族元素难于形成离子键，除有N3-外， P、As、Si等均不能形成简单离子，只能形成 共价键。
三、非金属的化学性质
VIA R+ ne- = RnVIIA
表现： 氧化性 非金属性
高温
SiO2+C
Si+2CO↑
粗硅提纯：
Si+2Cl2 △ SiCl4
高温
SiCl4+2H2
Si+4HCl
6、用途
（1）制集成电路、晶体管、硅整流器等半导 体材料
（2）含硅4%的钢可制变压器铁芯 （3）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备
二、二氧化硅
✓1、可分为晶体(石英和水晶)和无定形(硅 藻土)，统称为硅石
练习2：已知X、Y、Z氢化物的稳定性顺序为: XH3 < H2Y < HZ,下列说法中正确的是:
A．原子序数: X > Y > Z B．非金属性: X < Y < Z C．原子半径: X < Y < Z D．离子的还原性: X3- < Y2- < Z-
常见非金属元素在周期表的位置
H
C NO Si S Cl
C Si Ge Sn Pb
一、原子结构 ➢相同点：最外层电子数均为4个 ➢不同点：从C到Pb电子层数、
原子半径依次增大
二、元素性质 ➢共性(相似性):
1、主要化合价为+4、+2； 2、最高价氧化物为XO2型； 3、氢化物为XH4型
➢递变性：
C 单质熔沸点 Si 失电子能力 Ge 得电子能力 Sn 金属性 Pb 非金属性
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碳族元素Ⅰ.课标要求通过实验了解硅及其化合物的主要性质，认识其在信息技术、材料科学等领域的应用。
Ⅱ.考纲要求1.了解单质硅及其重要硅的化合物的主要性质及应用3.能综合应用硅及硅的化合物知识Ⅲ.教材精讲1.本考点知识结构2.碳族元素①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。
碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。
②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。
③碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。
其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。
④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。
⑤几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅。
3.碳在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。
①燃烧反应②与某些氧化物的反应：C＋CO22CO；C＋2CuO CO2↑＋2Cu；C＋H2O CO＋H2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）；2C+SiO2Si+2CO↑③与氧化性酸反应：C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。
①可燃性②还原性：CO+CuO CO2＋Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O直线型（O＝C＝O）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。
固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。
实验室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。
①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O(用于检验CO2)②氧化性：CO 2＋C2CO；2Mg＋CO22MgO＋C6.碳酸盐①溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。
②热稳定性：Na2CO3>CaCO3；碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na2CO3>NaHCO3。
③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)7.硅①硅在地壳中只有化合态，没有游离态。
其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。
②晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。
③硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2＝SiF4、Si+4HF＝SiF4+2H2↑、Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si＋O2SiO2。
④制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2C Si＋2CO↑，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。
有关的反应为：Si十2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。
⑤硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料，晶体硅还可做光电转换材料及制作DNA芯片为代表的生物工程芯片。
①SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。
而CO2通常状况下是气体，固体熔点很低。
其差别在于晶体类型不同。
CO2是分子晶体，故熔点很低。
②二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
由于它是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应。
SiO2+CaOCaSiO3、SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)③二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。
a．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得：首先让SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O，SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl ===H2SiO3+2NaCl。
b．酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HF ＝SiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
④光导纤维：从高纯度的SiO2或石英玻璃熔融体中，拉出的直径约100μm的细丝，称为石英玻璃纤维，这种纤维称为光导纤维。
光纤通信是一种新技术，它将光信号在光导纤维中进行全反射传播，取代了电信号在铜线中的传播，达到两地通信的目的。
光纤通信优点：信息传输量大，每根光缆可同时通过10亿路电话；原料来源广；质量轻，每千米27克；不怕腐蚀，铺设方便；抗电磁干扰，保密性好。
⑤石英、水晶及其压电效应石英的主要成分是SiO2,可用来制造石英玻璃。
石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。
纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。
水晶或石英在受压时能产生一定的电场,这种现象被称为“压电效应”。
后来这种“压电效应”被应用在电子工业及钟表工业和超声技术上。
9．硅酸和硅胶①硅酸：硅酸有多种形式，如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。
一般用通式xSiO2·yH2O表示，由于“H2SiO3”分子式最简单，习惯采用H2SiO3作为硅酸的代表。
②硅酸酸性比碳酸还弱，由下列反应可证明：Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3③硅胶：刚制得的硅酸是单个小分子，能溶于水，在存放过程中，它会逐渐失水聚合，形成各种多硅酸，接着就形成不溶于水，但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。
如果向硅溶胶中加入电解质，则它会失水转为“硅凝胶”。
把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。
烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。
而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。
10.硅及其化合物的“反常”①Si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。
⑤SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
⑥酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HF＝SiF4+2H2O⑦无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。
⑧因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通人CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3，但在高温下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑也能发生。
⑨Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。
11.硅酸盐①硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。
例如：硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2)；镁橄榄石Mg2SiO4(2MgO·SiO2)；高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(A12O3·2SiO2·2H2O)②云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。
③人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。
④硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。
最简单硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂。
12.水泥、玻璃、陶瓷①普通水泥的主要成分是硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3），水泥具有水硬性，水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。
②制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，主要反应是：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，玻璃是无固定熔点的混合物。
加入氧化钴后的玻璃呈蓝色，加入氧化亚铜后的玻璃呈红色，普通玻璃一般呈淡绿色，这是因为原料中混有二价铁的缘故。
③制造陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O。
13.无机非金属材料无机非金属材料包含除传统陶瓷外的各种性能优异的精细陶瓷：耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷；透明的氧化铝、砷化镓（GaAs）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）、氟化镁（MgF2）、氟化钙（CaF2）等氧化物或非氧化物陶瓷；生物陶瓷；超细微粉体粒子制造的纳米陶瓷等。
Ⅳ.典型例题例1、（06全国理综)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。
请选用适当的化学试剂和实验用品，用图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
⑴A是制取C02的装置。
写出A中发生反应的化学方程式：________________。
⑵填写表中空格：Array⑶写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：______________________。
⑷试管F中收集满气体后，下一步实验操作是：______________________。
【解析】命题意图就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应及对供氧剂信息的理解认识。
实验仪器中的A是二氧化碳发生装置，B、D是除杂装置，C是反应装置，E是收集装置。
本实验可能存在的杂质气体有：制取二氧化碳的是HCl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳和水都能反应产生氧气，故水不必除去。
答案：⑴ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑⑵ B 饱和NaHCO3除CO2中的HClC Na2O2粉末反应物D NaOH溶液除去未反应的CO2⑶2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2⑷把E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用姆指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气。
【点评】本题涉及CO2实验室制法，实验室用碳酸钙和盐酸反应指取CO2所得气体中，由于盐酸具有挥发性，所制备气体中含有氯化氢气体和水蒸汽，氯化氢气体也会与过氧化钠反应，因此需要用饱和碳酸钠溶液进行洗气，以除去HCl 气体，水蒸汽和CO2气体都会与过氧化钠反应生成氧气，所以不必除去水蒸汽，紧接着，让含有少量水蒸汽的CO2气体通过过氧化钠（过氧化钠是粉末状物质，为了防止被气体吃入导气管，最好是用石棉绒包住过氧化钠）进行反应，然后用氢氧化钠除去位反应的CO2，最后用排水法收集氧气，进行检验。