第1讲碳、硅及无机非金属材料.docx

《第1讲碳、硅及无机非金属材料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1讲碳、硅及无机非金属材料.docx（23页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、第四章非金属及其化合物第1讲碳、硅及无机非金属材料【2023备考】最新考纲命题统计1掌握碳、硅两种元素单质及其重要化合物的性质及应用。2 .了解碳、硅两种元素单质及其重要化合物的制备方法。3 .了解碳、硅两种元素单质及其重要化合物对环境的影响。软度32I20152016201720182019年份素养落地：从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次地分析、认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体赞赏化学对社会发展的重大贡献；了解二氧化碳对环境的影响，树立低碳绿色可持续发展意识。主干知识如平考向突破考点一碳及其化合物知识梳理J1 .碳(1)存在形式既有游离态又有化合态

2、为同素异形体。结构、物理性质及用途2耙石墨一-O碳单质主要有金刚石、石墨、C60、C70,互碳原子的排列方式：正四面体的空间网状结构一_物理性质：熔点高，硬度大，一不导电1用途：切割刀具碳原子的排列方式：层状结构.一每层为正六边形的平面网状结构物理性质：燔点直,硬度小.能导电一用途：电极、高温涧滑剂、铅镇芯(3)化学性质与(%反应(WS)r.n点燃八IV.X/o一(),(不足)点燃、二2C+O2-2CO高温.2C+Si()2Si+2C()t高温C+H2()(g)-CO+H3C+Fe2O3-=3C()t+2Fc浓硫酸2HS(),(浓)与强氧化CO2a+2S()2+2H2()性酸反应浓硝酸C+4H

3、NC3(浓)=CO2+4NO2t+2H2C)2 .碳的氧化物(C0、CO2)(1)一氧化碳物理性质无色无味的气体，难溶于水，有毒与人体内血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。化学性质a.可燃性：2CO+O2型蟋=2CO2。b.还原性：工业炼铁原理为：Fe2O3+3C0固蛆Fe+3CCh.用途：气体燃料、冶金工业还原剂。(2)二氧化碳物理性质无色、无味的气体，能溶于水(1：1),固态CCh俗称王冰。化学性质-酸性乳化物一I).领化性一Mg2MgCO22Mg()产。一H2O+CO.-H2CO3C少Sb.2NaOH+CO?=NaJCOCH?082(过迫NaOH+CO,=NaHCO敲黑物CaO+CO?=CaC

4、o-半空mCa(CIo)2+CO2+H.O=CaC()J+2HCIOCa(C1O)21CO-(iitICa(),+2CO,+2H,O=Ca(HCO,)j+2HC1OC八C高温CC(2CO用途制饮料、灭火剂、干冰可用于人工降雨，化工原料如制纯碱。CO2在自然界中的循环Co2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。自然界消耗C02的主要反应：a.溶于江水、海水中：CO2+H2OH2CO3；*b.光合作用：6CO2+6H2OSjC6H12O6+6O2；c.岩石的风化：CaCO3+HzO+CO2=Ca(HCO3)2。3 .碳酸弱酸、不稳定。常用CO2+H2O代替H2CO34 .碳酸的酸式盐和正盐的比较(1)在

5、水中的溶解性含K+、Na+sNHi的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度:Ca(HCO3)2CaCO3;可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3NaHCO3o(2)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐酸式盐碳酸，如稳定性：Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐,如CaCOj高温分解,而K2CO?不易分解。其它性质见Na2CO3、NaHCO3o考向突破命题角度1考向一碳及其化合物的性质与应用性质理解与辨析题目设计1 .判断正误(正确的打“J”，错误的打“X”)(1)向空气中排放二

6、氧化碳会形成酸雨(X)(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(X)(3)CO2是一种常用灭火剂，故Na、Mg着火时可用液态二氧化碳灭火(X)(4)碳酸钢可用于胃肠X射线造影检查(X)(5)向CaCI2溶液中通入CO2,无明显现象，若先通入NH3再通C02,溶液会变浑命题角度2浊(J)碳单质的物理性质与用途题目设计2 .将碳单质与其物理性质或用途用短线连接起来金刚石I石墨Ia.质软、能导电可制电极b.作吸附剂、脱色剂活性炭c.熔点高、硬度大制饰品和切削工具d.具仃特殊结构可能成为新型催化剂或催化剂载体提示c一a一d一b考向二二氧化碳与碱、盐反应产物探析命题角度1与碱反应产物判

7、断命题素材Co2与碱反应产物的判断(I)CO2与单一组分反应(如CO2通入NaOH溶液)具体分析过程用数轴表示如下:NaHCOxNa.CO31a2CO3NaHCOt|Naf-NaOH17X-J(OH)CO2过量i：12：1NaOH过后”(COJ(2)Co2与多组分反应如C02通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液,反应的顺序是Ca(OH)2+CO2=CaCO3I+H2O(2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2题目设计3 .标准状况下，将3.361eO2气体通入20Om11.OOmoH1INaOH

8、溶液中，充分反应后溶液中溶质为。提示Na2CO30.05mo1NaHCO30.1mo1命题角度2命题素材CO2与盐溶液反应产物及现象的判断一般从强酸制弱酸的角度去分析。由于碳酸比硅酸、次氯酸、苯酚、A1(OH)3的酸性强，向上述盐溶液中通入CO2可生成对应弱酸。常涉及变化如下：酸性：H2CO3A1(OH)3H2SQ3、HC1OCO2(id)+NaA1O2+2H2O=A1(OH)3I+NaHCO3CO2(少量)+2NaAIo2+3H2O=2A1(OH)3I+Na2CO32CCh(过量)+Ca(C1O)2+2H2O=Ca(HC3)2+2HC10CO2(少量)+Ca(C1O)2+H2O=CaCO31

9、+2HC10/oh(3)酸性：H2CO3(HC1O)-/HCOJCO2+KhcioKHCO3。写出向NaC1O溶液中通入少量Co2反应的离子方程式为。(3)下列离子方程式能发生的是(填字母)。A.HC1O+CO?=C1O+HCO3B.2HC1O+CO3=2C10+CO2t+H2OC.2C10+CO2+H2O=2HC1O+CO?提示ad(2)C10+CO2+H2O=HC1O+HCO3A考向三碳及其化合物与环境题目设计5 .CO2是自然界中碳循环中的重要物质。回答相关问题。(I)CO2的过度排放会导致(填污染名称)。(2)CO2的消除途径主要有：光合作用，溶于水等。室温下CCh饱和溶液的PH=(3

10、)为减缓CCh对环境的污染，下列措施可行的是a.植树造林b.开发新能源减少化石燃料的用量c.利用Co2制造全降解塑料提示(1)温室效应(2)5.6(3)a、b、C考点二硅及其化合物知识梳理1.硅(1)硅的结构与物理性质(2)化学性质在化学反应中性质稳定，一般表现还原性硅一Si+2C1图迪SiChfSSi+2F2=SiF1遛SiJHFSiF1f+2H2tSi+2NaOH+Hq=Na?Si。2也，(3)用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片(4)制备方法制取粗硅：工业上，用焦炭在电炉中还原SKh得到含有少量杂质的粗硅：SiO2+2C=i+2COf。粗硅提纯：Si+2Cb通遢=Sie14,SiC1

11、4+2H2=Si+4HC1o2.二氧化硅存在石英、水晶、玛瑙、沙子(含杂质)等。(2)物理性质熔、沸点高，硬而脆，不溶于水。(3)化学性质与水不反应酸性氧化物1j碳反应(NaOH)-2、a()H一7(),Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应(CaO)Cao+SiOzCaSi()3氧化性一与C反应高温SiO2+2CSi+2C()t与Mg反应高温2MgSiO1j()-Si特性一与HF反应SiO2+4HF=SiF4t+2H2ONa2CO3IiJi1Na2CO3+SiO2特殊反应一与CaCO3反应Na2SiO3-T-CO2tCCCC高温一CCCaCO3SiO2-CaSiO3+C个(4)用途：光导纤维

12、、光学仪器。名师提示你SiCh虽能与HF反应，但不是两性氧化物，是酸性氧化物。SiCh虽是酸肝，但难溶于水，不能直接与水作用制备HzSiChoH2CO3酸性强于H2SiO3,但高温下可发生Na2CO3+SiO2=通=Na2SiO3+CO2t0Si还原性强于C,但高温下可发生2C+SiCh直逼Si+2C0t。3.硅酸更容于水媪酸性比迎还弱：K1NaSio+co+HoS=ESiOjfNaaCO?(S)H5O,6siO升也0可溶性硅酸盐如Na2SiQi与盐酸等反应制得：I国JIfr)I-Na2SiO,+2HCI=HSiOJ+2NaCI(而上、_r硅胶可用作催化剂的教体和袋装食茄、1瓶装药品等的干燥剂

13、4 .硅酸盐硅酸钠白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃,有黏性，水溶液显碱性。与酸性较硅酸强的酸反应用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示硅酸盐的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2QSiQ2,石棉(CaMg3SiQ2)可表示为可表3MgO4Si25 .无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石英、石灰石黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应Na2COs+SiO2=Na2SiO3+CO2t；CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2t0新型无机非金属材料高温结构陶瓷如氮化硅陶瓷、生物陶瓷如氧化铝陶瓷、光导纤维、压电陶瓷等。链接新教材(新教材RJ第二册P285习题变式练)氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，熔点高，硬度大，具有电绝缘性，化学性质稳定，但生产成本高。根据以上描述，氮化硅的晶体类型为晶体。氮化硅的可能用途为a.制作生塌b.用作建筑陶瓷c.制作耐高温轴承d.制作切削刀具氮化硅可由石英、焦炭在