高三化学碳和硅人教实验版知识精讲.doc

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1、高三化学碳和硅人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：碳和硅1、碳族元素2、碳及其化合物3、硅及其化合物二.重点、难点1、掌握碳的同素异形体的结构、化学性质、物理性质及用途。2、掌握二氧化碳的性质、制取和用途，掌握碳酸、碳酸盐的一些性质。3、掌握硅、二氧化硅的空间结构和化学性质。4、掌握硅酸、硅酸盐的化学性质。三.复习过程（一）碳族元素1、组成和结构特点（1）碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素，位于元素周期表的IVA族。（2）碳族元素原子最外层有4个电子，在化学反应中不易得到或失去电子，易形成共价键。主要化合价有＋2和＋4价，其

2、中碳和硅有负价。碳族元素在化合物中多以＋4价稳定，而铅在化合物中则以＋2价稳定。碳族元素中碳元素形成的单质（金刚石）硬度最大；碳元素形成的化合物种类最多；在所有非金属形成的气态氢化物中，CH4中氢元素的质量分数最大；12C是元素相对原子质量的标准原子；硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体是一种良好的半导体材料。2、性质的递变规律随着原子序数的增大，碳族元素的原子半径依次增大，由非金属元素逐渐转变为金属元素，即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强；气态氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增

3、强。（二）碳及其化合物1、碳单质（1）碳的同素异形体金刚石石墨足球烯晶体类型原子晶体过渡性晶体分子晶体微粒间作用力共价键层内共价键，层间范德华力范德华力熔沸点很高很高低溶解性一般不溶难溶易溶于有机溶剂硬度最大质软很小导电性不导电导电不导电（2）碳的化学性质常温下碳的性质稳定，在加热、高温或点燃时常表现出还原性，做还原剂，温度越高，还原性越强，高温时的氧化产物一般为一氧化碳。用心爱心专心C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2H2O＋2SO2↑C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O2、二氧化碳（1）物理性质：无色略带酸味气体，无

4、毒，能溶于水（1:1），固体时俗称干冰，大量排放会导致温室效应。（2）实验室制法：原理：装置：除杂：通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶收集：向上排空气法检验：将气体先通入品红溶液中，如果品红溶液不褪色（说明不是二氧化硫），再通入澄清石灰水中，如果石灰水变浑浊，则证明为二氧化碳气体。（3）化学性质：CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O（用于二氧化碳气体的检验）2CO2＋Ca（OH）2＝Ca（HCO3）2CO2＋NH3＋NaCl＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl（侯氏制碱法）2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O23、碳酸盐

5、（1）碳酸钠和碳酸氢钠的比较用心爱心专心溶解性不同：一般情况下，所有的钾盐、钠盐和铵盐是可溶的，所有的酸式盐是可溶的，正盐的溶解度小于酸式盐的溶解度，但碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。热稳定性不同：一般情况下，难溶的正盐和酸式盐受热易分解，可溶性碳酸盐稳定不易分解。与酸反应的剧烈程度不同：两者都能与强酸（H＋）反应产生CO2，但反应的剧烈程度不同，根据反应的剧烈程度可鉴别两者。可溶性盐的水解程度不同：相同浓度的正盐溶液的pH值大于酸式盐溶液的pH值。与碱反应不同：弱酸的酸式盐可与碱反应生成正盐。与盐反应不同：碳酸钠可与氯化钙或氯

6、化钡反应生成难溶性碳酸盐，但碳酸氢钠不反应。（2）碳酸根和碳酸氢根的检验CO32—的检验方法：向待检溶液中滴加过量的CaCl2溶液。若生成白色沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸。若白色沉淀又溶解，且生成无色、无味的气体，则检得溶液中有CO32—。HCO3—的检验方法：向待检溶液中滴加足量的Ca2＋或Ba2＋的可溶性盐溶液。若无明显现象，再向溶液中加入足量的酸（如盐酸、硝酸、醋酸等）溶液。若溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液中有HCO3—。（三）硅及其化合物1、硅（1）存在：硅在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态形式存在。注意：在自然界中

7、硅无游离态，氧有游离态，但不能说硅的非金属性比氧强。（2）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，是原子晶体，其结构类似于金刚石。在晶体里，每个硅原子都被相邻的4个硅原子包围，处于4个硅原子的中心，以共价键跟这4个硅原子结合，成为正四面体结构，这些正四面体结构向空间发展，构成空间网状晶体，其中键角为109°28＇，键长为2.35×10－10m（比金刚石的大，是因为碳原子半径比硅原子半径小的缘故）。晶体硅熔点、沸点较高，但比金刚石的熔点、沸点低。（3）化学性质（不活泼）常温下：Si＋2F2＝SiF4（气）Si＋4HF＝Si

8、F4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑（氧化剂：H2O，还原剂：Si）用心爱心专心高温下：Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4Si＋2H2SiH4（4）制备：粗硅是电炉里用碳还原SiO2而制得的：Si