人教版高中化学教案 选修二 3.1 无机非金属材料的主角-硅

专题4.1 无机非金属材料的主角-硅讲案（含解析） 复习目标： 1、掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系。 2、了解硅酸盐工业，新型无机非金属材料的特性及其应用。 基础知识回顾： 一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途 1、存在形态 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。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。 2、单质的性质与用途比较 碳 硅 结构 金刚石：空间网状 结构 石墨： 层状结构的晶体 晶体硅：空间网状结构 物理性质 金刚石熔点高、硬度大 石墨熔点高、质软，有滑腻感 晶体硅硬度大、熔点高 化 学 性 质 与非金属 单质反应 与O2反应：C＋O2=CO2(完全燃烧), 2C＋O2=2CO(不完全燃烧) 与O2、Cl2反应： Si+O2=SiO2 Si+2Cl2=SiCl4 与氧化物 反应 与CuO,SiO2反应C＋2CuO=2Cu＋CO2↑ C+SiO2=Si+2CO↑ 与酸反应 与浓H2SO4、浓HNO3反应： 与氢氟酸的反应： C＋2H2SO4(浓)=CO2↑＋2SO2↑＋2H2O， C＋4HNO3(浓)=CO2↑＋4NO2↑＋2H2O Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑ 与碱反应 Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑ 3、碳、硅元素的单质及其化合物的特殊性 ①一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 ②一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 ③一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2C =Si＋2CO↑，FeO＋C = Fe＋CO↑。 ④硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 ⑤一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。 ⑥一般情况，碱性氧化物＋酸=盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。 ⑦一般情况，非常活泼金属(Na、K等)才能够置换出H2O中的氢，但C＋H2O(g)=CO+ H2