硅酸盐的水解演示教学.ppt

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1、硅酸盐的水解14－1碳族元素碳C单质石墨，金刚石，C60，C70无机化合物CO2，白云石MgCa(CO3)2，石灰石、大理石、方解石CaCO3有机化合物动植物体，煤，石油，天然气碳元素是构成有机物骨架的元素硅Si以Si－O－Si键存在，丰度排第2位存在于水晶、石英、SiO2和其它硅酸盐矿物中硅元素是构成无机物骨架的元素锗Ge锗石矿Cu2S·FeS·GeS2锡Sn锡石矿SnO2,云南个旧称为锡都铅Pb方铅矿PbS14－1碳单质及其化合物1碳的同素异形体14－1－1碳元素的单质（1）金刚石原子晶体，硬度最大，熔点（3823K）最高的单

2、质，化学性质很稳定。碳原子sp3等性杂化，无离域电子，不导电。金刚石的晶体结构（2）石墨硬度较小，熔点较高，表现出一定程度的化学活性。碳原子以sp2杂化，形成片层结构。1碳的同素异形体每个碳原子的未参与杂化的p电子，形成大键。这些离域电子使得石墨具有良好导电性。层间的分子间力很弱，所以层间易于滑动，故石墨质软具有润滑性。可制作电极、热电偶、坩锅、铅笔芯等。14－1－1碳元素的单质（3）碳原子簇C60室温下为分子晶体，具有较高的化学活性。60个碳原子构成近似于球形的32面体，即由12个正五边形和20个正六边形组成，相当于截角正20面体。1碳的同素异

3、形体每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻三个碳原子相连，未参加杂化的p轨道在C60的球面形成大键。14－1－1碳元素的单质C60分子(富勒烯)的结构（3）碳原子簇1985年，C60的发现是人类对碳认识的新阶段，是科学上的重要发现。美国科学家Curl和Smalley教授及英国科学家Kroto教授为此获得1996年诺贝尔化学奖。1碳的同素异形体14－1－1碳元素的单质思考题：根据C60的结构，12个五边形，20个六边形，试计算一个C60分子中，有多少个单键和双键？2碳单质的还原性14－1－1碳元素的单质该反应可以看作是下列两反应差的2C+O22CO（b）

4、2Zn+O22ZnO（d）可通过各反应的△rGmθ随温度T的变化来说明。在冶金工业上，焦炭用来还原金属氧化物，如：ZnO+CZn(g)+CO(g)该反应为何在1200K温度下进行？产物为什么是CO，而不是CO2？根据ΔrGmθ=ΔrHmθ–TΔrSmθ，作ΔrGmθ随温度T的变化曲线，是斜率为-ΔrSmθ的直线。C+O2CO2(a)ΔrSmθ=2.9J·K-1·mol-12C+O22CO(b)ΔrSmθ=178.8J·K-1·mol-12CO+O22CO2(c)ΔrSmθ=-173.0J·K-1·mol-12Zn+O22ZnO(d)ΔrSmθ=-2

5、01J·K-1·mol-114－1－1碳元素的单质2碳单质的还原性2碳单质的还原性14－1－1碳元素的单质△rGmθ/kJ·mol－1在(d)(b)两线交点所对应的温度T1≈1200K下，反应(d)和反应(b)的相等，反应(1)的＝0当T>T1时，碳还原氧化锌的反应就可自发进行。ΔrGmθΔrGmθ14－1－1碳元素的单质2碳单质的还原性△rGmθ/kJ·mol－1当T>T2时，产物为CO2，而不是CO。1一氧化碳14－1－2碳的含氧化合物（1）实验室制备：方法一：将甲酸滴加到热浓硫酸中，HCOOHCO+H2OCO气体在水中的溶解度很小，从水中

6、逸出。方法二：草酸晶体与浓硫酸共热，H2C2O4CO2+CO+H2O生成的混合气体通过固体NaOH，吸收掉CO2和少量的水汽得到纯净的CO。（2）工业制备：将空气和水蒸气交替通入红热炭层，通入空气时：2C+O2=2CO△rHmθ=-221.04kJ·mol-1得到的气体的体积组成为：CO：CO2：N2=25：4：70（发生炉煤气）1一氧化碳通入水蒸气时的反应：C+H2O=CO+H2△rHmθ=131.30kJ·mol-1得到的混合气体的体积组成为：CO：CO2：H2=40：5：50（水煤气）14－1－2碳的含氧化合物14－1－2碳的含氧化合物1一氧

7、化碳（2）工业制备：思考题：为什么制水煤气要将空气和水蒸气交替通入红热炭层？提示：因为通入水蒸气时，体系吸收热量，温度降低，交替通入氧气才可以维持反应体系的温度。（3）CO的分子轨道式：1一氧化碳一个σ键两个π键(含一个配位键)14－1－2碳的含氧化合物（4）性质1）在高温下，CO能与许多过渡金属反应生成金属羰基配位化合物，例如Fe(CO)5。1一氧化碳3）剧毒14－1－2碳的含氧化合物2）还原剂微量的CO通入PdCl2溶液中，会使溶液变黑，可鉴定CO：CO+PdCl2+H2OPd+CO2+2HCl2二氧化碳CO2为非极性分子，分子结构为直线形C原

8、子为sp等性杂化，2个键，两个C、O之间的化学键有一定的三键性质。14－1－2碳的含氧化合物:O—C—O:.......