专题09 碳、硅及其重要化合物（考点突破）-2020年领军高考化学培优补差必练

专题09 碳、硅及其重要化合物 考点一　碳及其重要化合物 1.碳单质 存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。 2.碳的氧化物(CO和CO2) (1)一氧化碳的性质及应用 ①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是与人体内血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。 ②化学性质及应用(写出有关化学方程式) a.可燃性：2CO＋O22CO2，可作燃料。 b.还原性：CO还原Fe2O3的反应为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，可用于冶炼金属。 (2)CO2在自然界中的循环 ①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。 ②自然界消耗CO2的主要反应： a.溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3； b.光合作用将CO2转化为O2； c.岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。 3.碳酸(H2CO3) 弱酸、不稳定。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。 4.碳酸的酸式盐和正盐的比较 (1)在水中的溶解性 ①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。 ②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。 (2)热稳定性 一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。 (3)水溶液酸碱性 物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。 例1硅作为一种新型能源被广泛开发利用，下列关于其有利因素的说法中，不正确的是(　　) A.硅燃烧的产物对环境产生的污染，容易得到有效控制 B.由Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－858.6 kJ·mol－1可知，硅燃烧放出的热量多 C.自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅 D.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一 例2 (2018·南昌一模)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。 (1)以浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的________性。 (2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为__________________________。 (3)按照气体从左到右的方向制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。 (4)按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为________，后面装置C的作用为_________________。 (5)反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和________、________等。 (6)制取SiH2Cl2的新方案是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350 ℃反应生成SiCl4，然后再与HCl在250～260 ℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，结果会__________ _____________________________________________(用化学方程式表示)。 考点二　硅及其重要化合物、无机非金属材料 一、硅单质 1.存在 硅单质主要有晶体和无定形两大类。 2.物理性质 带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。 3.化学性质 (1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为： 与氟：Si＋2F2===SiF4； 与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； 与碱：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si＋O2SiO2。 二、二氧化硅 1.存在 自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。 2.物理性质 熔点高，硬度大，难溶于水。 3.结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。 4.化学性质 SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。 (1)SiO2可以与