第九节碳硅及其重要化合物精选文档.ppt

《第九节碳硅及其重要化合物精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九节碳硅及其重要化合物精选文档.ppt（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第九节碳硅及其重要化合物第九节碳硅及其重要化合物本讲稿第一页，共十八页 1 1、结构：在元素周期表中，碳族元素最外层电、结构：在元素周期表中，碳族元素最外层电子数为子数为4 4，既不容易得到电子，又不易失去电子。，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一、碳族元素的主要特征 C、Si、Ge、Sn、Pb2 2、碳族元素性质的相似性和递变性、碳族元素性质的相似性和递变性(1)(1)相似性：相似性：碳族元素原子结构最外层都为碳族元素原子结构最外层都为4 4个电子个电子最高正价为最高正价为+4+4、负价为、负价为-4-4非金属元素可形成气态氢化物非金属元素可形成气态氢化物RHRH4

2、4非金属元素最高价氧化物对应的水化物非金属元素最高价氧化物对应的水化物为为H H2 2RORO3 3 ，其水溶液呈弱酸性。，其水溶液呈弱酸性。本讲稿第二页，共十八页(2)(2)递变性：递变性：周期表中从上到下，原子半径逐渐增大，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。非金属性逐渐减弱金属性逐渐增强。非金属与非金属与H H2 2化合能力逐渐减弱，生成的化合能力逐渐减弱，生成的 气态氢化物稳定性逐渐减弱。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。性逐渐减弱，而碱性逐渐增强。本讲稿第三页，共

3、十八页二、碳的多样性与同素异形体二、碳的多样性与同素异形体 1.同同素素异异形形体体：由由同同一一种种_组组成成的的_不不同同的的几种几种单质单质。元素元素 性质性质 如：如：O2和和O3；白磷和红磷、；白磷和红磷、S2和和S8等等石墨、金刚石、石墨、金刚石、C60、C70等都是碳的同素异形体等都是碳的同素异形体H2、D2、T2是否属于同素异形体？是否属于同素异形体？2.C、CO、CO2的相互的相互转转化（能写反化（能写反应应方程式）方程式）本讲稿第四页，共十八页 练练习习1.下下列列属属于于同同素素异异形形体体的的是是金金刚刚石石和和C60 O2和和O3冰冰和和干干冰冰 H2O和和H2O2

4、相相对对原原子子质质量量为为12的的碳碳原原子子和和相相对对原原子子质质量量为为14的碳原子的碳原子 Br2和和I2 A.只有只有 B.C.D.解解析析：首首先先满满足足是是单单质质，其其次次要要满满足足由由同同种种元元素素组组成成，故故答答案案为为A。本讲稿第五页，共十八页练习练习2.（2009年安徽卷）石墨年安徽卷）石墨烯烯是由碳是由碳原子构成的原子构成的单层单层片状片状结结构的新材料构的新材料（结结构示意构示意图图如下如下图图所示），所示），可由石墨剥离而成，具有极好可由石墨剥离而成，具有极好的的应应用前景。下列用前景。下列说说法正确的是法正确的是 A.石墨石墨烯烯与石墨互与石墨互为为同

5、素异形体同素异形体 B.0.12 g石墨石墨烯烯中含中含6.021022个碳原子个碳原子 C.石墨石墨烯烯是一种有机物是一种有机物 D.石墨石墨烯烯中碳原子中碳原子间间以共价以共价键结键结合合AD本讲稿第六页，共十八页（1）一氧化碳）一氧化碳 化学性质（用方程式表示）化学性质（用方程式表示）CO _（淡蓝色火焰）（淡蓝色火焰）_ _ CuO Fe2O3 还原性还原性可燃性可燃性 2CO+O2 2CO2 点燃点燃CuO+CO Cu+CO2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 无色、无味、难溶于水、有毒的气体。无色、无味、难溶于水、有毒的气体。本讲稿第七页，共十八页（2）CO2的化学性的化学性质

6、质（用方程式表示）（用方程式表示）CO2具有酸性氧化物的通性。具有酸性氧化物的通性。实验室制取原理：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。用途：灭火、制冷剂、人工降雨、制尿素、光合作用等。CO2 与与H2O反反应应 与碱（与碱（NaOH）反应）反应 与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应 （CaO）与与Na2O2反反应应 CaCO3 与某些与某些盐反应盐反应 _ _ _ _ _ _ NaClOCaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O CO2（少量少量）+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2（足量足量）+NaOH=NaHCO3 CO2+CaO=CaCO3 C

7、O2+CaCO3+H2O=Ca（HCO3）2 CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+2HClO CO2+H2O H2CO3 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 本讲稿第八页，共十八页（3）CO和和CO2的性的性质质比比较较氧化物 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 无色无味气体，有毒，难溶于水无色无味气体，无毒，能溶于水，固态时俗称干冰 化学性质（1）可燃性（2）还原性（与Fe3O4、CuO、H2O的反应）（1）不能燃烧，一般情况下不助燃（2）氧化性（与C的反应）（3）酸性氧化物（与碱的反应）实验室制法CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O收集方法_（或排饱和_溶液法）检验

8、方法 点燃后在火焰上方罩上蘸有_的烧杯，出现浑浊无色、无味气体使澄清的石灰水_排水法排水法 排空气法排空气法（NaHCO3）澄清石灰水澄清石灰水 变混浊变混浊 本讲稿第九页，共十八页 溶解性溶解性规规律：律：三、碳酸盐性质规律三、碳酸盐性质规律 稳稳定性：定性：酸式酸式盐盐与碱反与碱反应时应时的的产产物要根据相物要根据相对对用量判断。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

9、难分解。定，受热难分解。NaHCO3与少量与少量Ca（OH）2反应反应NaHCO3与过量与过量Ca（OH）2反应反应本讲稿第十页，共十八页四、硅四、硅1 1、存在和状态：、存在和状态：2 2、化学性质：、化学性质：(1)(1)常温下常温下不活泼不活泼：Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2Si+2KOH+HSi+2KOH+H2 2O=KO=K2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2以化合态存在以化合态存在(2)(2)加热时：加热时：Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 2Si+2HSi+2H2 2=SiH=SiH

10、4 4高温高温3 3、工业制粗硅：、工业制粗硅：粗硅提纯：粗硅提纯：Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4高温高温SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=4HCl+Si（纯硅）（纯硅）高温高温SiOSiO2 2+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO高温高温粗硅粗硅本讲稿第十一页，共十八页五、二氧化硅五、二氧化硅1 1、物理性质：、物理性质：2 2、化学性质：、化学性质：(1)(1)酸性氧化物酸性氧化物(2)(2)常温与氢氟酸、强碱反应常温与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO4HF+SiO2 2=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O2NaOH+SiO2NaOH+SiO2

11、 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O难溶于水、熔点高、硬度大难溶于水、熔点高、硬度大(3)(3)高温时：高温时：SiOSiO2 2+CaO=CaSiO+CaO=CaSiO3 3高温高温NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2高温高温CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2高温高温盛碱液的试剂瓶不能盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞用玻璃塞本讲稿第十二页，共十八页 3.二氧化硅二氧化硅 （1）存在形态）存在形态天然天然SiO2存在形态有结晶形和无定形，统称存在形态有

12、结晶形和无定形，统称_。_、_的主要成分都是的主要成分都是SiO2。（2）结构）结构SiO2晶体的基本结构单元如下图所示，是四面体结构晶体的基本结构单元如下图所示，是四面体结构硅石硅石 石英石英 水晶水晶 Si O O O O 晶晶体体中中每每个个Si原原子子周周围围有有_氧氧原原子子，每每个个氧氧原原子子周周围围有有_Si原原子子，化化学学式式为为_。晶晶 体体 中中 无无 SiO2分分 子子，6克克 的的 二二 氧氧 化化 硅硅 中中 含含 有有 SiO键键4个个 2个个 SiO2 0.4mol （3）主要用途）主要用途 信息高速公路的骨架信息高速公路的骨架光导纤维；光导纤维；石英坩埚、石

13、英玻璃、石英钟表等；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；电子工业的重要部件、光学仪器；工艺饰工艺饰 本讲稿第十三页，共十八页六、硅酸及硅酸盐：六、硅酸及硅酸盐：(1)(1)硅酸：硅酸：NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3+H+H4 4SiOSiO4 4H H4 4SiOSiO4 4=H=H2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(2)(2)硅酸盐：硅酸盐：除钾、钠、铵的硅酸盐易溶于水其余不溶于水除钾、钠、铵的硅酸盐易溶于水其余不溶于水水玻璃：水玻璃：Na Na2 2SiOSiO3 3的水溶液的水溶液原

14、硅酸原硅酸偏硅酸（硅酸）偏硅酸（硅酸）用作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。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由金属、硅、氧组成的化合物的总称本讲稿第十四页，共十八页水玻璃的防火实验（教材水玻璃的防火实验（教材65页）页）“取两个小木条或滤纸，分别放入蒸馏水和取两个小木条或滤纸，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液饱和溶液中，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外焰点燃”。这个实验设计有何特点？请说出其控制实验条件。这个实验设计有

15、何特点？请说出其控制实验条件的思路。的思路。采用对比实验，将蘸有蒸馏水（空白实验）和采用对比实验，将蘸有蒸馏水（空白实验）和Na2SiO3饱和饱和溶液的小木条，分别放置在酒精灯外焰处，排除溶液的小木条，分别放置在酒精灯外焰处，排除Na2SiO3溶液防溶液防火实验中水的影响，以证明火实验中水的影响，以证明Na2SiO3可以防火。可以防火。本讲稿第十五页，共十八页（3）组组成的表示成的表示通通常常用用二二氧氧化化硅硅和和金金属属氧氧化化物物的的形形式式表表示示其其组组成成，表表示示顺顺序序为为：活活泼泼金属的氧化物金属的氧化物较较活活泼泼金属的氧化物金属的氧化物二氧化硅二氧化硅水。例如：水。例如：

16、硅酸硅酸钠钠（Na2SiO3）_;普通玻璃（普通玻璃（Na2CaSi6O14）_。长石（长石（K2Al2Si6O16）。黏土（黏土（H4Al2Si2O9）。Na2OSiO2 Na2OCaO6SiO2 K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O 本讲稿第十六页，共十八页例例3 3、下列关于碳族元素的说法正确的是（、下列关于碳族元素的说法正确的是（）A A、单质都是无色晶体、单质都是无色晶体B B、单质中硅单质熔点最高、单质中硅单质熔点最高C C、碳族元素形成的化合物种类最多、碳族元素形成的化合物种类最多D D、在化合物中最稳定的化合价都是、在化合物中最稳定的化合价都是+4+4价价C

17、 C例例4 4、下列说法正确的是、下列说法正确的是 （）A A、二氧化硅溶于水显酸性、二氧化硅溶于水显酸性B B、二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸、二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C C、因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二、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氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D D、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸B B本讲稿第十七页，共十八页例例5 5、已知天然气的主要成分、已知天然气的主要成分CHCH4 4是一种会产生温室效应是一种会产生温室效应的气体。等物质的量的的气体。等物质的量的CHCH4 4和和COCO2 2产生的温室效应，前者产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述：大。下面是有关天然气的几种叙述：天然气与煤、天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；柴油相比是较清洁的能源；等质量的等质量的CHCH4 4和和COCO2 2产生产生的温室效应也是前者大；的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的因之一。其中正确的 A A、是、是 B B、只有、只有 C C、是、是和和D D、只有、只有C本讲稿第十八页，共十八页