碳硅及其化合物

要点探究
一 碳硅 【知识梳理】 1、碳、硅比较
游离态和化合态
化合物 晶体硅 无定形硅
熔点高、硬度大 硬度小、电的良导体
灰黑
金刚石 石墨
半导体
C＋O2(足量)=点==燃==CO2 2C＋O2(不足)=点==燃==2CO
Si＋O2==△===SiO2 Si＋2F2===SiF4
C＋2CuO==△===2Cu＋CO2↑ 2C＋SiO2=高==温==Si＋2CO↑
【知识梳理】
1．SiO2的存在及用途 (1)存在：SiO2广泛存在于自然界中，如硅石、石英、水晶、 玛瑙。 它们的关系为：
无定形
硅石结晶形—石英无具色有透彩明色的环晶带体状或—层—水状晶的
晶体—玛瑙
二、二氧化硅
1、物理性质
SiO2也叫硅石，石英砂、玻璃、沙子的主要 成分也为SiO2， SiO2为坚硬的固体，纯SiO2是 无色透明晶体，称之为水晶熔点高，硬度大， 不溶于水（为原子晶体）。
SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3
Na2CO3＋CO2＋H2O＝ 2NaHCO3
2．二氧化碳和二氧化硅
酸性
酸性 CO2+H2O H2CO3
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O CO2+NaOH===NaHCO3
3．工业生产水煤气的原理用化学方程式表示为_________ ____C_＋__H_2_O______H_2_＋__C_O___。
二
碳和硅的氧化物
1．一氧化碳 (1)物理性质
通常情况下，CO 是无色无味的气体，难溶于水。
(2)化学性质
CO 的化学性质主要表现为可燃性和还原性。 ①CO 燃烧时的火焰呈_淡__蓝__色___，干燥小烧杯罩于火焰之
C＋2H2SO4(浓)==△===CO2↑＋ 2SO2＋2H2O C＋4HNO3(浓)==△===CO2↑＋ 4NO2＋2H2O
Si＋4HF===SiF4↑ ＋2H2↑
【要点深化】 碳、硅的特性
△ C＋2H2SO4(浓)====CO2↑＋2SO2＋2H2O
1．碳和硅在自然界存在形态是什么？ 答：碳在自然界的存在形态有单质和化合态，单质如石墨、 金刚石等，化合态有 CO2、碳酸盐、有机物等；硅在自然界的 存在形态只有化合态，主要以硅酸盐形式存在。 2．硅既能与酸反应，也能与碱反应，是否为两性元素？ 答：硅不是两性元素，因只能与氢氟酸反应。能与碱反应 是硅的特性。
SiO2+ Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑
SiO2+ 2C
Si + 2CO↑
△ H2SiO3 === SiO2 + H2O
光导纤维、化学仪器、 光学仪器、钟表、 电子部件
1. CO为不成盐氧化物，CO2 和 SiO2为酸性氧化物 2. 酸性氧化物一般不和非氧化性酸反应，而
SiO2+4HF == SiF4↑+2H2O 可用于刻蚀玻璃 氢氟酸不能盛放在玻璃器皿中，而应保存在塑料瓶中。
3、二氧化硅的化学性质（与CO2比较）
(2)用途：光导纤维的主要成分是__二__氧_化__硅___，石英可制作石 英玻璃和石英钟。
2．CO2和SiO2的比较
低
高
CO2＋NaOH==NaHCO3 SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O
SiF4↑＋2H2O
玻璃
CO2＋Na2O===Na2CO3
3. 一般酸性氧化物可以和水反应生成对应的酸， 而SiO2和H2O不反应
【要点深化】 1．SiO2的特性
2．CO2与碱、盐的反应
SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑
Ca(ClO)2+CO2+H2O=== CaCO3↓+2HClO
CO2+Na2CO3+H2O=== 2NaHCO3↓
无色无味的气体，无毒，微 溶于水，固态时叫干冰
CO2+H2O
H2CO3
不反应
硬度大，熔沸点高，常 温 下为固体，不溶于水。
上，无水雾，沾有澄清石灰水的烧杯罩上时出现浑浊，此法可
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以检验 CO。
②作为还原剂时，主要应用于高炉炼铁，主要反应为 ____3_C_O_＋__F__e2_O__3 _____3C__O_2_＋__2_F_e_____。
此外 CO 是有毒气体，吸入过量会导致血红蛋白与 CO 结合 而阻碍输氧功能。
二 碳、硅的氧化物
2、组成与结构
Si o
在SiO2的晶体中，每个硅原子 与_4__个氧原子结合，每个氧原子
与___2__个硅原子结合，即SiO2晶 体是由Si和O按__1_：__2__的比例所 组成的___立__体__空_间__网__状_____结构
的晶体。1mol SiO2晶体中含有 __4__molSi—O键。
一
碳和硅
2
ⅣA
3
ⅣA
2C+O2 C+O2
2CO CO2
3C+Fe2O3 2Fe+3CO↑
Si+2F2===SiF4 Si+4HF===SiF4↑+2H2 ↑
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
Si+O2 Si+2H2
SiO2 SiH4
SiO2+2C Si+2CO↑ 半导体材料
计算机芯片 太阳能电池
不反应
SiO2+4HF == SiF4↑+2H2O
CO2+ 2NaOH= Na2CO3+ H2O
SiO2+ 2NaOH= Na2SiO3 + H2O
盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞
CO2+ CaO==CaCO3
CO2+ Na2CO3+ H2O = 2NaHCO3
CO2+C
2CO
SiO2+ CaO
CaSiO3
非金属元素及化合物
碳、硅及其化合物
考纲导学
知识框架
1.碳、硅及其化合物
一、硅 1、物理性质
位于金属与非金
属分界线
原子晶体
Si是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，
硬度大，有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘 体之间，是良好的___半_导__体____材料。
2、组成与结构
在地壳中硅的含量仅次于_氧____，而居第_二___位． 硅在元素周期表位于第__三___周期第_Ⅳ__A__族，位 于_碳___的下方．硅的电子排布式为_1_S_2_2_S_2_2_P_6_3_S_23_P__2 _ 硅单质的结构与金刚石类似，为原子晶体（每个Si原子 分别与另外4个Si原子形成4个共价键，硅与硅之间结合 形成空间网状结构，含正四面体结构。）