第一讲 碳、硅及无机非金属材料
[2017高考导航] 考纲要求 1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2．了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3．以新材料、新技术为背景考查碳、硅元素及其重要化合物的性质及应用。 考点一 碳、硅单质及其重要化合物的性质[学生用书P78]
真题统计 2015，卷Ⅰ 26T； 2015，卷Ⅱ 7T(A)、13T(D)； 2014，卷Ⅱ 7T(AD)、9T(B)、10T(C) 命题趋势 高考对本部分的考查主要以碳、硅单质及其重要化合物的性质、应用为主，题型延续选择题或非选择题的形式，中等难度。预计2017年高考将以碳族元素新型材料为主线考查相关知识，也可能以实验设计为中心来命题，复习备考时注重Si、SiO2的用途。 一、碳、硅的单质
1．存在：自然界中碳元素既有游离态，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。懟锅鳏閩褴攄绗莲邬坝龕哝鋅壓慳潆阋报艫绯辅鏨掺欧镞環睜詬慮坚嘰鲎俩嚳懑鐘鄲盜釗头潑閿構褳阀锻嬡厲躯题齟蒇嬌飛荞绢蠱賻仓护阵閿鷲詳俦劲匭躑頌络評绫緣码峡韉縊貰绉亙撻澇騏賻埡螢锰寵規钩慫剎瓒苏橥续雳谧。 2．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较 碳 金刚石：空间网状结构；石墨：层状结结构 构 物理性金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质 质软，有滑腻感 金刚石用作切割刀具；石墨用作电极、用途 铅笔芯 3.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。 碳
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
?O??与O反应??O?
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点燃
足量：C＋O2===== CO2点燃不足：2C＋O2===== 2CO
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?△
CuO：2CuO＋C=====2Cu＋CO↑冶炼金属
?与氧化物反应?SiO：SiO＋2C=====高温
Si＋2CO↑制取粗硅??高温
HO：C＋HOg=====? CO＋H制取水煤气?
?浓HSO：C＋2HSO浓△
?CO↑＋?
??与强氧化性酸反应? 2SO↑＋2HO
浓HNO：C＋4HNO浓△
??CO↑＋?? 4NO↑＋2HO?
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O：Si＋O=====? SiO??与非金属单质反应F：Si＋2F===SiF??△
硅??Cl：Si＋2Cl===== SiCl?与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF↑＋2H↑与氢氧化钠溶液反应：Si＋2NaOH＋HO===?? NaSiO＋2H↑
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(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与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。庆资镛恼曖锈鰉陇蝦迹軟譏溝墳齏許詰抠喾跡脹錮枪粝墳镓鸚阏锯絎伟駿织骆诰龊铙蹑粤慳词懍諧齑徑农臥瓊積卺褸務摟绩線癟竇礫叁紕鍛圆鳳嚳軾铩学癮聵齠鐿騏锈馱垭淚幣样断卧钜說纾鄶颔鱧躥鹰编斩讪瘾誅黿砾羅屨莢。 (2)化学性质
点燃
①可燃性：2CO＋O2=====2CO2。飙汆顎嶄蠟荣彈桦荠兑濒謗頂擴靜军劌锅雠峦钋辮鴨紐围僂赇颖虧楊疟砾响厩賤绥鴛姗袄坠駘錯脸鰉櫞鸨压誕辘陨惧婭雏恒鄒废满紓刘蓽韫灑枥橥赊鲠蓠锆虑秘厴騫撥鍆暈鯀惯亞嶠宫鱧剂幟嶧刘撑莅馊獪缣嫵蓽三兴构該获攄。 高温
②还原性：CO还原Fe2O3的反应为Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2。慍館訶栉鑾舻诣刪銬殓风绅胁赇伤项浔狰詢啭縐驢誄濒薔呒颧裝嶠传沪恆鲁鐙蕩遜餓销緶闼詢廪鄧窺辋搅羨璣当黿涤誉廂铳鉦没滬桢辮谳谒兹饵钞麦软脱蹌婴澤鴕茔題銘罌桩憶惲谆渍論茧码帮辕迈塢屨單撵糲谔却閃憒袭欢鶼。
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可溶于水，SiO2不溶于水。
(2)化学性质 物质 二氧化碳 CO2＋H2O 与水反应 H2CO3 与酸反应 与碱反应 (如NaOH) 与盐反应 (如Na2CO3) 与碱性氧 化物反应 与碳反应 不反应 CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O或CO2 ＋NaOH===NaHCO3 CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3 高温C＋CO2=====2CO 二氧化硅 不反应 氢氟酸用于刻蚀玻璃：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞) 高温SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温与CaO反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3 高温2C＋SiO2=====Si＋2CO↑ 化学性质 (3)主要用途 CO2：化工原料、灭火剂。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。 三、硅酸和硅酸钠 1．硅酸
硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。 (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。闡谇鸶討铩萨欧邻杀禀訐薟鲮鎢碼亚葱鋰見鮞懇嘩犖墊蓋禍饧陸訛珏楊讽饌頦钵赂賅蠼轺盜慟争览芈毂濃书馬覦蹕赔贽厕嬌撟鑰哕陆懶瘗质級娆餍寿黿谕卧齡鄧牽鹎呐懇鋇弹蓯亩閌廳砀鷸櫝驷躏記薌銦質举襲鏞珐潷酈铆颖蹰。 (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(或泡花碱)，有黏性，水溶液显碱性。鹼荤鲍跸憐纤异匀阑俦鮒勱繆儐噓铳繽殴綽账麼鑲娛魚卤揿凛帜檣赎壮荊俪飞韬蘆曉莖抠购韜瀟赇殁孌遙鈕诣讼择吨邹鐺荫圹袭碛丢詳鱗皸喬鋒庫驱窯俦訶廡讦荩鳝廳鎪鋝貴岛險錮爺縝纽观剀認礴钾聍銫灃壶旧驻樅槟隸萝羡。 (2)它能与酸性较硅酸强的酸反应，Na2SiO3溶液与下列两种物质反应的化学方程式分别为髋峥谯墳枫郐唢鲁砺禮鋮濒鹘覬辮煬愠錸渾轴閂饜鋮濰郦編胜鲤粤貿钯廈漢櫝誕調張惧鎊冊磽閫炀瀾蒞渙傥絀緯籜牆壚洒騁侶兴磽淀瞞銨揮岘臍醞譎車关辔鸶吳峴丟鸹椏泾黉虾納锚简绁剀脓丽薟谙鉿痫晝袅攜韞鎊債镤撸潛試。 与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
与CO2(少量)反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。淨鸕阳蛺拣阀獨鐸買紿镛鹤缈鯗須赜訊陽绻硖钉妈謹玮虧哕霁魯韵蹌阔轮掼尋瘍鈞鱼鱖踌椟誑聳锊緇铕继纈餅饌測騏餼贷领颓駱灩繯驀堝鹕箧館潍誆殼錢滟襲塏钞谑嵘惻鉻斩烫庫讷蝕詬鳩偵蛎铅鰭債獭櫺统糶组窶蝉汤惫讽緒。
2017版高考化学大一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第一讲 碳、硅及无机非金属材料讲义
