碳、硅及其重要化合物.ppt
五、硅及其化合物的性质、用途,1、结构：在元素周期表中，碳族元素最外层电子数为4，既不容易得到电子，又不易失去电子。,一、碳族元素的主要特征,C、Si、Ge、Sn、Pb,2、碳族元素性质的相似性和递变性,(1)相似性：,碳族元素原子结构最外层都为4个电子,最高正价为+4、负价为-4,非金属元素可形成气态氢化物RH4,非金属元素最高价氧化物对应的水化物 为H2RO3 ，其水溶液呈弱酸性。,(2)递变性：,周期表中从上到下，原子半径逐渐增大， 非金属性逐渐减弱金属性逐渐增强。,非金属与H2化合能力逐渐减弱，生成的 气态氢化物稳定性逐渐减弱。,最高价氧化物对应的水化物，其溶液酸 性逐渐减弱，而碱性逐渐增强。,二、碳的多样性与同素异形体,1.同素异形体：由同一种_组成的_不同的几种单质。,元素,性质,如：O2和O3；白磷和红磷、S2和S8等,石墨、金刚石、C60、C70等都是碳的同素异形体,H2、D2、T2是否属于同素异形体？,2.C、CO、CO2的相互转化（能写反应方程式）,练习1.下列属于同素异形体的是金刚石和C60 O2和O3冰和干冰 H2O和H2O2 相对原子质量为12的碳原子和相对原子质量为14的碳原子 Br2和I2 A.只有 B. C. D.,解析：首先满足是单质，其次要满足由同种元素组成，故答案为A。,练习2.（2009年安徽卷）石墨烯是由碳 原子构成的单层片状结构的新材料 （结构示意图如下图所示）， 可由石墨剥离而成，具有极好 的应用前景。下列说法正确的是 A.石墨烯与石墨互为同素异形体 B.0.12 g石墨烯中含6.021022个碳原子 C.石墨烯是一种有机物 D.石墨烯中碳原子间以共价键结合,AD,（1）一氧化碳 化学性质（用方程式表示）,无色、无味、难溶于水、有毒的气体。,（2）CO2的化学性质（用方程式表示） CO2具有酸性氧化物的通性。,实验室制取原理：_。 用途：灭火、制冷剂、人工降雨、制尿素、光合作用等。,CO2（少量）+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2（足量）+NaOH= NaHCO3,CO2+CaO =CaCO3,CO2+CaCO3+H2O=Ca（HCO3）2,CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+2HClO,（3）CO和CO2的性质比较,排水法,排空气法,（NaHCO3）,澄清石灰水,变混浊,溶解性规律：,三、碳酸盐性质规律,稳定性：,酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。,一般来说酸式碳酸盐的溶解度比正盐的溶解度大，但Na2CO3的溶解度大于NaHCO3。,难溶性的碳酸盐、酸式盐受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。,NaHCO3与少量Ca（OH）2反应,NaHCO3与过量Ca（OH）2反应,四、硅,1、存在和状态：,2、化学性质：,(1)常温下不活泼：,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4 +2H2,Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2,以化合态存在,(2)加热时：,3、工业制粗硅：,五、二氧化硅,1、物理性质：,2、化学性质：,(1)酸性氧化物,(2)常温与氢氟酸、强碱反应,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O,难溶于水、熔点高、硬度大,(3)高温时：,盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞,3.二氧化硅 （1）存在形态 天然SiO2存在形态有结晶形和无定形，统称_。_、_的主要成分都是SiO2。 （2）结构 SiO2晶体的基本结构单元如下图所示，是四面体结构,硅石,石英,水晶,晶体中每个Si原子周围有_氧原子，每个氧原子周围有_Si原子，化学式为_。晶体中无SiO2分子，6克的二氧化硅中含有 SiO键,4个,2个,SiO2,0.4mol,（3）主要用途 信息高速公路的骨架光导纤维； 石英坩埚、石英玻璃、石英钟表等； 电子工业的重要部件、光学仪器；工艺饰,六、硅酸及硅酸盐：,(1)硅酸：,Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H4SiO4,H4SiO4 = H2SiO3 + H2O,(2)硅酸盐：,除钾、钠、铵的硅酸盐易溶于水其余不溶于水,水玻璃： Na2SiO3的水溶液,原硅酸,偏硅酸（硅酸）,用作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。,Na2SiO3 + CO2 + 2H2O = Na2CO3 + H4SiO4,由金属、硅、氧组成的化合物的总称,水玻璃的防火实验（教材65页） “取两个小木条或滤纸，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干后，同时分别在酒精灯外焰点燃”。这个实验设计有何特点？请说出其控制实验条件的思路。,采用对比实验，将蘸有蒸馏水（空白实验）和Na2SiO3饱和溶液的小木条，分别放置在酒精灯外焰处，排除Na2SiO3溶液防火实验中水的影响，以证明Na2SiO3可以防火。,（3）组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，表示顺序为：活泼金属的氧化物较活泼金属的氧化物二氧化硅水。例如： 硅酸钠（Na2SiO3）_; 普通玻璃（Na2CaSi6O14）_。 长石（K2Al2Si6O16） 。 黏土（H4Al2Si2O9） 。,Na2OSiO2,Na2OCaO6SiO2,K2OAl2O36SiO2,Al2O32SiO22H2O,例3、下列关于碳族元素的说法正确的是（ ） A、单质都是无色晶体 B、单质中硅单质熔点最高 C、碳族元素形成的化合物种类最多 D、在化合物中最稳定的化合价都是+4价,C,例4、下列说法正确的是 （ ） A、二氧化硅溶于水显酸性 B、二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸 C、因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二 氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强 D、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸,B,例5、已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体。等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述：天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的 A、是 B、只有 C、是和D、只有,C,
