高中化学高考总复习专项突破《碳、硅及其化合物-无机非金属材料》重难点考点名师归纳汇编含解析.docx

精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -,名校名师举荐 ,专题十六碳、硅及其化合物无机非金属材料考纲展现命题探究考点一碳、硅单质的性质1 碳、硅元素的原子结构与存在2 碳、硅单质的性质物质碳硅颜色、状态无色 金刚石 或黑色 石墨 固体有金属光泽的灰黑色固体熔点 3550 金刚石 、3652 3697 石墨 1410物理沸点 48272355性质3.51 金刚石 、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结密度 g/cm 32 25 石墨 2.32 2.34可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -,名校名师举荐 ,溶解性难溶于一般溶剂难溶于一般溶剂硬度硬度很大硬度较大续表物质碳硅可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结与非金属单质反应与氧化物反应化学性质与酸反应与水或碱反应点燃C O2=CO2点燃2C O2=2CO高温C 2CuO=C=O2 2Cu高温3C Fe2O3=3CO2Fe电炉2C SiO2=2CO Si与浓硫酸、浓硝酸反应：C 2H2SO4 浓 =CO2 2SO2 2H2OC 4HNO3 浓=CO2 4NO2 2H2 O与碱不反应高温C H2Og=CO H2学霸巧学卡Si O2=SiO2Si 2F2=SiF4与 FeO反应：高温Si 2FeO=S=iO2 2Fe只与氢氟酸反应：Si 4HF=SiF 4 2H2与 NaOH溶液反应：Si 2NaOH H2 O=N2aSiO3 2H2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结硅的仍原性比碳的强，但碳能置换出SiO2 中的硅。这是由于碳元素和硅元素位于元素周期表中第A 族，碳的原子半径比硅的小，失电子才能比硅的弱，所以硅的仍原性比碳的高温强。但反应2C SiO2=Si 2CO是在高温条件下进行的，且生成物CO为气体，从反应电炉体系中逸出，有利于反应向右进行。3 硅的工业制法(1) 制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中仍原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。高温SiO2 2C=S=i 2CO。(2) 粗硅提纯高温Si 2Cl 2=SiCl 4，2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -,名校名师举荐 ,高温SiCl 4 2H2=Si 4HCl。250300 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Si 3HCl=Cu粉或 Ag粉SiHCl 3 H2，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11001200 SiHCl 3H2=Si 3HCl。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结晶体硅用途：作半导体材料，制芯片，制太阳能电池。学霸巧学卡(1) 用焦炭仍原SiO2，产物是CO而不是 CO2。(2) 粗硅中含碳等杂质， 与 Cl 2 反应生成的SiCl 4 中也含 CCl4 等杂质，经过分馏提纯SiCl 4后，再用H2 仍原，得到高纯度硅。1. 思维辨析(1) 晶体硅熔点高、硬度大，所以可用于制作半导体材料。(2) 甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结丁丁下转化关系：甲 乙甲丙。如甲为焦炭，就丁可能是O2。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 高温下用焦炭仍原SiO2 制取粗硅。 (4) 常温下硅既不能与强酸反应也不能与强碱反应。(5) 加热到肯定温度，硅能与氧气、氯气等非金属反应。(6) 晶体硅可用作光导纤维材料。答案1 ×2 3 4 ×5 6 ×2以下关于碳、硅的表达正确选项A碳、硅都是A 族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在B二氧化碳、二氧化硅的物理性质相像 C二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成相应的盐 D高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料答案C解析碳元素的存在既有游离态也有化合态，A 项错误。用于制造半导体材料的物质应是晶体硅，应选C。 考法综述 结合生活和生产实际，考查硅的用途和制单质硅的原理，同学们需记得硅的主要物理性质、化学性质及硅的工业制法。命题法 1硅的主要性质和用途典例 1某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -,名校名师举荐 ,素A在自然界中只以化合态的形式存在B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与酸反应 D气态氢化物比甲烷稳固 解析 由已知信息可知该非金属元素为硅。硅剧烈亲氧， 在自然界硅元素是以氧化物或复杂硅酸盐形式存在，不存在单质硅，A 正确。硅单质能用作半导体材料而不能用作光导纤维，制造光导纤维是用二氧化硅，B 错误。SiO2 能与氢氟酸反应： SiO2 4HF=SiF4 2H2O，C错误。非金属性：C>Si ，故 SiH4 的稳固性弱于甲烷，D 错误。 答案 A【解题法】硅的特性归纳总结一般规律硅及其化合物特性高温可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结硅仍原性大于碳非金属与强碱溶液反应一般不产生H22CSiO2=Si 2CO硅可与强碱溶液反应产生H2：Si 2NaOH H2O=N2aSiO3 2H2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结非金属一般不与非氧化性酸反应Si 4HF=SiF4 2H2一般非金属单质为绝缘体硅为半导体，常用于电子部件命题法 2硅的工业制备典例 2硅在的壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答以下问题：11810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是 。(2) 陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产一般玻璃的主要原料有 。(3) 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电 弧 炉 流化床反应器发生的主要反应16001800 SiO2 2C= 250300 Si 2CO可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Si 3HCl=SiHCl 3 H24可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -,名校名师举荐 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结仍原炉11001200 SiHCl 3H2=Si 3HCl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为 。碳化硅又称 ，其晶体结构与 相像。在流化床反应的产物中，SiHCl 3 大约占85%，仍有SiCl 4、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl 3 的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 。物质SiSiCl4SiHCl3SiH 2Cl 2SiH 3ClHClSiH 4沸点/ 235557.631.88.2 30.4 84.9 111.9SiHCl 3 极易水解，其完全水解的产物为 。 解析 3 比较 SiHCl 3、SiCl 4、SiH2Cl 2、SiH3Cl的沸点，可得常温下SiHCl 3、SiCl 4为液体， SiH2Cl 2、 SiH3Cl 为气体，沉降、冷凝得到SiHCl 3、SiCl 4 的混合液体，用蒸馏可分 离二者。 SiHCl 3 中，把硅考虑为4 价，就氢为 1 价，氯是 1 价， SiHCl 3 水解时， 1 价氢仍原水中 1 价的氢，生成氢气。 答案 1 含有硅、碳的铁合金 或硅铁 (2) 石英砂、纯碱和石灰石高温(3) SiO 2 3C=S=iC 2CO金刚砂金刚石 或单晶硅 精馏 或蒸馏 H2SiO3 或 H4SiO4 、H2、HCl【解题法】纯硅制备常用方程式归纳总结(1) 高温下用碳仍原二氧化硅制得粗硅：高温SiO22C=S=i 粗 2CO(2) 粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3：300 Si 3HCl =SiHCl 3 H2(3) 粗硅与干燥Cl 2 反应制得SiCl 4：高温Si 粗 2Cl 2=SiCl 4(4) SiHCl3 与过量 H2 在 10001100 反应制得纯硅：高温SiHCl 3 H2=Si 3HCl(5) SiCl4 与过量 H2 在高温下反应制得纯硅：高温SiCl 4 2H2=Si 4HCl(6) SiHCl3、 SiCl 4 能与 H2O剧烈反应：SiHCl 3 3H2O=H2SiO33HCl H2SiCl 4 3H2O=H2 SiO3 4HCl(7) SiH 4在空气中易自燃：5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -,名校名师举荐 ,SiH 4 2O2=SiO2 2H2O1在给定条件下，以下选项中所示的物质间转化均能一步实现的是Cl 2H2A粗硅 SiCl 4 Si高温高温盐酸电解B MgOH2MgCl2aq Mg盐酸蒸发C Fe2O3 FeCl3aq 无水 FeCl 3NH3 ·H2O蔗糖可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D AgNO3aq答案AAgNH 3 2OHaq Ag可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结高温高温解析2Cl 2 Si 粗=SiCl 4， SiCl 4 2H2=Si 纯 4HCl， A 项正确。电解MgCl23溶液不能得到Mg，应电解熔融的MgCl2， B 项错误。 FeCl3 溶液在蒸发过程中，Fe水解生成FeOH3，同时生成的HCl 挥发，水解平稳不断向右移动，故得不到无水FeCl3， C 项错误。蔗糖不能发生银镜反应，D 项错误。2某化学家指出Si 与 NaOH溶液的反应， 第一是 Si 与 OH反应，生成 SiO4 ，然后 SiO444快速水解生成H4SiO4，以下有关说法正确选项A原硅酸钠 Na4SiO4 能快速水解，且水解后呈碱性，故Na4SiO4 为弱电解质 B石英玻璃、一般玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C 2HCl Na2SiO3=H2SiO3 2NaCl 说明 Cl 的非金属性大于Si D半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指：将二氧化硅制成晶体硅答案D4解析A 项， Na4SiO4 在水溶液里完全电离，所以Na4SiO4 为强电解质， Na4SiO4 是强碱弱酸盐，溶液中SiO4 快速水解导致溶液呈碱性，错误。B 项，石英玻璃的主要成分是二氧化 硅，所以石英玻璃不属于硅酸盐，一般玻璃、陶瓷、水泥的主要成分都是硅酸盐，这三种物质属于传统硅酸盐产品，错误。 C 项，该反应说明 HCl 的酸性大于 H2SiO3 的，但 HCl 不是 Cl 的最高价氧化物的水化物，所以该反应不能说明 Cl 的非金属性大于 Si 的，错误。 D 项，沙子的主要成分是二氧化硅， 硅芯片的主要成分是硅， 二氧化硅被焦炭仍原生成粗硅， 粗硅再提纯得到纯硅， 所以半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指： 将二氧化硅制成晶体硅， 正确。6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载