高考复习硅及其重要化合物课件.ppt

高考复习硅及其重要化合物1. 元素存在元素存在: 碳碳: 硅硅:一、碳、硅的比较既有游离态,又有化合态.以化合态为主.在地壳中主要形成石灰岩和碳酸盐等矿物; 大气中的二氧化碳; 有机物.只以化合态存在.主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，为什么？在地壳中的含量仅次于氧,排在第二位.亲氧性硅的特性：2. 原子结构原子结构: 碳碳: 硅硅: 最外层均有4个电子,在反应中既难失去又难得到电子,化学性质不活泼.+ 642C+142 84Si在周期表中的位置：C：A Si: A化合价：C：+4 +2 Si: +4一、碳、硅的比较3. 物理性质物理性质: 碳碳 硅硅无色透明晶体.硬度最大,熔点很高.有晶体和无定形两种.金刚石:石墨:无定形碳:深灰色、有金属光泽、不透明、质软的片状固体. 有优良的导电性.疏松多孔,具有吸附能力.晶体硅带有金属光泽的灰黑色固体, 熔点高、硬度大、有脆性.特性: 良好的半导体材料.金刚石、硅为什么有相似之处？一、碳、硅的比较10928 金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以共价键与4个碳原子结合。

成为正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构金刚石的熔点（3550）和沸点（4827）都很高,硬度很大金刚石4、晶体结构金刚石、硅为什么有相似之处？ 晶体硅的结构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体Si10928 晶体硅的晶体结构也是由一个硅原子与4个硅原子结合形成正四面体，许多这样的正四面体向周围空间延伸形成空间网状的结构但由于硅原子半径比碳原子半径大，所以，其熔沸点要比金刚石低，硬度要比金刚石小4、晶体结构金刚石、硅为什么有相似之处？- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 120共价键范德华力 石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力结合的。

由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高 (比金刚石的还要高） ,沸点与金刚石相同但由于层与层之间的分子间作用力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小石墨石墨石墨的晶体结构及性质4、晶体结构5. 化学性质化学性质: 碳碳: 常温下,不活泼.1.与O2:C+O2(充足)=CO2点燃2C+O2(不足)=2CO点燃2.与某些氧化物:2CuO+C=2Cu+CO2高温2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2高温碳在参与化学反应时，一般表现还原性举例说明3.与氧化性酸:一、碳、硅的比较C + 2H2SO4(浓）= CO2 + 2SO2 + 2H2O 常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应在加热条件下，能跟一些非金属（如氧气、氯气等）反应1）常温下能发生的反应 Si+2F2= SiF4 Si+4HF= SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2（2）高温下能发生的反应 Si+2Cl2 SiCl4 Si+O2 SiO2（3）特性: 具有亲氧性.5. 化学性质: 硅: 一、碳、硅的比较碳碳硅硅与与O2与碱与碱 溶液溶液与水与水蒸气蒸气与与F2、HF能反应，且产物CO、CO2常温下为气体能反应，产物SiO2常温下为固体Si + 2OH- + H2O =SiO32- + 2H2C + H2O(g) = CO + H2高温Si+2F2= SiF4 Si+4HF= SiF4+2H2一、碳、硅的比较碳、硅单质的特性碳、硅单质的特性1 1、硅硅不不活活泼泼，但但自自然然界界无无游游离离态态，通通常常以以二二氧氧化化硅硅和和硅硅酸酸盐盐形式存在。

形式存在硅的亲氧性）（硅的亲氧性）2 2、一一般般情情况况下下，非非金金属属元元素素单单质质的的熔熔沸沸点点低低，硬硬度度小小，但但硅硅、金金刚刚石石熔熔沸沸点点高高，硬硬度度大大，其其中中金金刚刚石石为为硬硬度度最最大大的的物物质质（与晶体结构有关）（与晶体结构有关）3 3、一一般般情情况况下下，非非金金属属元元素素单单质质为为绝绝缘缘体体，但但硅硅为为半半导导体体、石墨石墨为导体一、碳、硅的比较碳、硅单质的特性碳、硅单质的特性4 4、硅硅的的还还原原性性比比碳碳强强，而而碳碳在在高高温温下下能能从从二二氧氧化化硅硅中中还还原原出出硅 2C + SiO2C + SiO2 2 = Si + CO= Si + CO5 5、非非金金属属单单质质与与强强碱碱溶溶液液一一般般不不生生成成氢氢气气，而而硅硅与与NaOHNaOH等等强强碱溶液反应产生氢气碱溶液反应产生氢气 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2高温一、碳、硅的比较碳、硅单质的特性碳、硅单质的特性6 6、一一般般情情况况下下，非非金金属属元元素素单单质质不不与与非非氧氧化化性性酸酸反反应应，而而硅硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成 Si+4HF= SiFSi+4HF= SiF4 4+2H+2H2 27 7、一一般般情情况况下下，非非常常活活泼泼金金属属（NaNa、K K等等）才才能能置置换换水水中中的的氢，但氢，但 C + HC + H2 2O(g) = CO + HO(g) = CO + H2 2 Si+2NaOH+H Si+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2高温练习1 1、下列关于硅的说法不正确的是：、下列关于硅的说法不正确的是：A A、硅硅是是非非金金属属元元素素，它它的的单单质质是是灰灰黑黑色色有有金金属属关关泽的固体泽的固体B B、硅硅的的导导电电性性能能介介于于金金属属和和绝绝缘缘体体之之间间，是是良良好好的半导体材料的半导体材料C C、硅硅的的化化学学性性质质不不活活泼泼，常常温温下下不不与与任任何何物物质质起起反应反应D D、加加热热到到一一定定温温度度时时，硅硅能能与与氢氢气气、氧氧气气等等非非金金属反应。

属反应C练习2 2、硅及其化合物的应用范围很广下列说法正确的是、硅及其化合物的应用范围很广下列说法正确的是 ( () ) A A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C C反反应应：SiSi2NaOH2NaOHH H2 2O O = = NaNa2 2SiOSiO3 32H2H2 2中中，SiSi为为还原剂，还原剂，NaOHNaOH和和H H2 2O O为氧化剂为氧化剂 D D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅A6 6、硅的工业制法、硅的工业制法高温在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅 SiO2 2C Si（粗硅）2CO与氯反应：Si 2Cl2 SiCl4(温度为400500)生成的SiCl4液体通过蒸馏，除去其中的硼、砷等杂质然后用氢气还原：SiCl4 2H2 Si 4HCl高温液体1一氧化碳（不成盐氧化物）(1)物理性质： 色气体， 毒， 溶于水(2)化学性质燃烧： .还原Fe2O3： .无有不做还原剂二、碳、硅的氧化物.酸性氧化物的性质酸性氧化物的性质: (1)与碱与碱: (2)与水与水: (3)与碱性氧化物与碱性氧化物:.弱氧化性弱氧化性:.特性特性:CO2+ CaO = CaCO3CO2 + 2NaOH = Na2CO3+H2OCO2+ H2O = H2CO3CO2+C=2CO高温2Mg + CO2=2MgO+C点燃不燃烧,也不支持燃烧.2、二氧化碳（CO2） (1)与碱与碱: (2)与水与水: (3)与碱性氧化物与碱性氧化物:.弱氧化性弱氧化性:.特性特性: SiO2 + 2NaOH= Na2SiO3+H2O不反应2C + SiO2=2CO+Si高温SiO2 + CaO=CaSiO3高温.酸性氧化物的性质:用什么试剂瓶来装氢氟酸？酸中只与HF(氢氟酸)反应. SiO2+4HF=SiF4+2H2O3、二氧化硅4二氧化碳和二氧化硅的比较物物质质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳结结构构 结结构，构，不存在不存在单单个分子个分子存在存在单单个个CO2分子分子主要物理主要物理性性质质硬度硬度 ，熔、沸点，熔、沸点 ，常温下，常温下为为 体，不溶体，不溶于水于水熔、沸点熔、沸点 ，常温，常温下下为为气体，微溶于水气体，微溶于水化化学学性性质质与水与水反反应应与酸与酸反反应应只与只与氢氢氟酸反氟酸反应应：空间网状立体大高固低SiO24HF = SiF42H2O不反应不反应原子晶体分子晶体13页 二氧化硅的晶体结构模型二氧化硅的晶体结构模型每个每个Si原子周围结合原子周围结合 个个O原子原子,成为成为 结构结构;每个每个O原子跟原子跟 个个Si原子结合原子结合,成为成为 结构结构.晶体中晶体中Si、O原子原子的个数比为的个数比为 .18010928SiO共价键421:2正四面体直线型物物质质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化学学性性质质与碱与碱(NaOH)液反液反应应 (盛碱盛碱液的液的试剂试剂瓶用瓶用 塞塞)与与盐盐反反应应如与如与Na2CO3反反应应：如与如与Ca(ClO)2反反应应：与碱与碱性氧化性氧化物反物反应应如与如与CaO反反应应：如与如与Na2O反反应应：用途用途光光导纤维导纤维、光学、光学仪仪器、器、电电子部件子部件制制饮饮料、制碳酸料、制碳酸盐盐SiO22NaOH = Na2SiO3H2OCO22NaOH = Na2CO3H2O或CO2NaOH = NaHCO3Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClONa2SiO3CO2橡胶2二氧化碳和二氧化硅的比较具有酸性氧化物的通性利用SiO2的难挥发性 1、SiO2既能和酸(氢氟酸)反应，又能和碱反应，它是两性氧化物吗？提示：不是，与酸(氢氟酸)反应时，生成的SiF4不属于盐所以SiO2是酸性氧化物试剂二氧化硅氢氧化钠溶液硝酸银晶体 氢氟酸浓硫酸 氯水试剂瓶细口磨口塞广口瓶棕色细口磨口塞细口橡皮塞棕色广口瓶细口塑料瓶 2、实验室有六种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。

三、硅酸和硅酸盐1硅酸(1)物理性质硅酸 溶于水，其酸性比碳酸 ，硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色不弱不能(2)硅酸的化学性质硅酸不稳定，受热易分解： .硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为 .硅酸在水中易聚合形成胶体硅胶吸附水分能力强，常用作 H2SiO32NaOH = Na2SiO32H2O干燥剂2硅酸钠少数几种可溶性的硅酸盐(1)物理性质白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性(2)化学性质水解显 性水玻璃碱与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别。