2021高考化学一轮复习专题4第1讲碳硅及其化合物学案新人教版

高考化学一轮复习专题：

第1讲碳、硅及其化合物

[考纲要求]

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、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。4.了解碳、硅的单质及其重要化合物的制备方法。

考点一

碳、硅及其氧化物

1.碳、硅元素在自然界的形态

(1)碳元素在自然界中既有______态又有______态。碳的同素异形体有________、______、无定形碳、______等。

(2)硅元素在地壳中的含量占第二位，仅次于____元素，全部以______态存在，单质硅有______和________两种。

2．碳、硅单质的结构及物理性质和用途比较

碳硅

结构金刚石：________结构

石墨：____结构

晶体硅：与________类似的

________结构

物理性质

金刚石熔点高、硬度____

石墨熔点高、质____，有滑腻感

晶体硅为____色固体，有金属光

泽、硬度____、熔点____

用途金刚石用于制造切割刀具，石墨用

作____、铅笔芯

晶体硅用作______材料，制造硅芯

片和硅太阳能电池

(1)碳的化学性质

(2)硅的化学性质

①与氢氟酸反应：____________________。

②与NaOH溶液反应：

Si＋2NaOH＋H2O===__________________。

③与O2反应：________________。

(3)硅的工业制法

用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为____________________。

4．二氧化碳和二氧化硅

(1)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体( )

(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CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失( )

(6)单质硅常用作半导体材料和光导纤维( )

(7)硅在自然界中只以化合态的形式存在( )

(8)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应( )

(9)SiO2不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器( )

(10)Si→SiO 2→H 2SiO 3均能进行一步转化( )

(11)不能用SiO 2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( )

(12)石英砂可用于生产单晶硅( ) [重点提醒]

1．SiO 2和CO 2都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水；CO 2与水反应生成碳酸，但SiO 2

不溶于水，故不能用SiO 2与水反应制备硅酸。

2．不能依据反应SiO 2＋Na 2CO 3=====高温

Na 2SiO 3＋CO 2↑来说明SiO 2对应的水化物(即H 2SiO 3)的酸性比H 2CO 3强。

对点速练

练点一 碳及其化合物的性质应用

1．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是(

)

石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料 石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性

纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢

材料

B ．上述三种物质与金刚石互为同素异形体

C ．石墨炔孔径略大于H 2分子的直径，可作H 2的提纯薄膜

D ．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同

2．碳及其化合物与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中正确的是( ) A ．12

C 、13

C 、14

C 、C 60、石墨烯、金刚石都是碳的同素异形体，用途广泛 B ．用二氧化碳合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以实现“碳”的循环利用 C ．石墨烯和碳纤维都是新型有机高分子材料

D ．碳纳米管是一种有机合成纤维，其比表面积大，可用作新型储氢材料 3．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)写出下列装置的作用：

A ：________________________________________________________________________。

B ：________________________________________________________________________。 E ：________________________________________________________________________。 F ：________________________________________________________________________。 (2)

写

出

C

中

的

化

学

方

程

式

：

________________________________________________________________________。

(3)确定混合气体中含有

CO

气体的实验现象：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 练点二 硅及其化合物性质应用

4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是( )

A ．高纯度的硅广泛用于制作计算机

B ．硅可由二氧化硅还原制得

C ．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应

D ．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅

5．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：

SiO 2――→①C 高温Si(粗)――→②HCl 300 ℃SiHCl 3――→③过量H 21 000～1 100 ℃Si(纯)

下列说法正确的是( )

A ．步骤①的化学方程式为SiO 2＋C=====高温

Si ＋CO 2↑

B ．步骤①②③中每生成或反应1 mol Si ，转移4 mol 电子

C ．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D ．SiHCl 3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl 4(沸点为67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl 3