第四章 非金属及其化合物 第1讲碳、硅及非金属材料 第1课时 2025届高三化学一轮复习

第四章 非金属及其重要化合物 第一讲 碳、硅及无机非金属材料 第一课时 1 目录 CONTENTS 碳单质 01 碳的氧化物 02 2 碳单质 3 1.金刚石 一、碳单质 4 1.金刚石 ②每个碳原子都采取_______; sp3杂化 ③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为_________. 109°28' ④晶体中最小的碳环由___个碳组成，且_____同一平面内； 6 不在 ⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半， 故C原子与C—C键数之比为： 1 ：（ ）= 1：2 ①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有　　个 4 结构分析 一、碳单质 5 1.金刚石 结构分析 ⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数___　 8 ⑧12g 金刚石含有_____个C原子 含有_____ 个C-C键 NA ⑥每个碳原子可形成　　　个六元环,每个C-C键可以形成　 个六元环。 12 6 2NA 一、碳单质 6 熔点______，硬度______，不导电 1.金刚石 物理性质 高 大 一、碳单质 7 2.石墨 结构分析 ①所有碳原子均采取_______，形成____________结构 ②碳原子与碳碳键个数比为________. sp2杂化 平面六元并环 金刚石碳原子均采取_______，形成____________结构 sp3杂化 三维骨架 2︰3 金刚石中碳原子与碳碳键个数比为________. 1︰2 质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为_______ 两者碳碳键的个数比为_______ 1︰1 4︰3 一、碳单质 8 2.石墨 结构分析 ③石墨晶体是层状结构 ④层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm， 说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的 各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软 一、碳单质 9 石墨结构中未参与杂化的p轨道 ⑤石墨有类似金属晶体的导电性。 有一个未参与杂化的2p电子,所有的p轨道相互平行而且相互重叠（即形成π键）,使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动, 由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。 石墨的导电性只能沿石墨平面方向 2.石墨 结构分析 一、碳单质 10 2.石墨 物理性质 熔点______，硬度______，_____导电 高 小 能 一、碳单质 11 3.C60 结构分析 C60分子结构示意图 共价键 非极性 碳原子的排列方式：“足球”状分子，由正五边形和正六边形排列而成 一、碳单质 12 一、碳单质 3.C60 结构分析 60个碳原子构成球形，共32面体， 包括12个五边形，20个六边形。 ②每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键. ①笼状分子，固态时是分子晶体. 物理性质 不导电 13 常温下，稳定。高温时，一般表现还原性。 O2足量: O2不足: 点燃 C＋O2 === CO2 点燃 2C＋O2 === 2CO 与O2反应 3.碳的化学性质 一、碳单质 CuO: (冶炼金属) SiO2+2C === Si+2CO↑ 高温 2CuO+C == 2Cu+CO2↑ SiO2: (制取粗硅) H2O: (制取水煤气) C＋H2O(g)=== CO+H2 高温 与氧化物反应 14 一、碳单质 3.碳的化学性质 与强氧化性酸反应 C+2H2SO4(浓)== CO2↑+2SO2↑+2H2O C+4HNO3(浓)== CO2↑+4NO2↑+2H2O 15 碳的氧化物 16 二、碳的氧化物 1.二氧化碳 二氧化碳分子的结构 中心 CO2分子 结构分析 17 二、碳的氧化物 1.二氧化碳 微粒间作用力 空间特点 举例 分子密堆积 分子非密堆积 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子 数小于12个，空间利用率 范德华力 范德华力和氢键 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 结构分析 18 二、碳的氧化物 1.二氧化碳 化学性质 CO2(少量)＋2NaOH = Na2CO3＋H2O CO2(过量)＋NaOH = NaHCO3 CO2＋H2OH2CO3 Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量) = H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量) =H2SiO3↓＋2NaHCO3 19 二、碳的氧化物 1.二氧化碳 化学性质 Na2O＋CO2 = Na2CO3 2Na2O2＋2CO2 = 2Na2CO3+O2 20 二、碳的氧化物 2.一氧化碳 _______色气体，_______毒，_______溶于水。 物理性质 无 有 难 化学性质 ②还原性 ①可燃性 点燃 2CO＋O2 === 2 CO2 21 CO＋CuOeq \o(=====,\s\up15(△))Cu＋CO2 $$