第10讲碳 硅及其化合物、无机非金属材料课件-2027届高三上学期化学一轮复习

2027届一轮复习课件轮复习课件 1课时 考点10碳硅及其化合物、无机非金属材料 适用精简高效 1、物理性质 碳：金刚石：无色透明固体 石墨：灰黑色,导体 硅：灰黑半导体 锗Ge 银灰半导体 锡Sn 银白导体 铅 Pb 蓝白导体 考点一碳族元素 2、化学性质 ①最外层均为4e-，得失e-难，易形成共价键，也可形成离子键，如CaC2 ②碳族元素有+2、+4价,Pb以+2价为稳定,其余以+4价稳定 CO、SnCl2具有强还原性，PbO2具有强氧化性 ③酸性：H2CO3>H2SiO3 碱 性：Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4 ④氢化物的稳定性 CH4>SiH4 Sn+2Cl2 SnCl4 Pb+Cl2 PbCl2 PbO2+4HCl(浓)= PbCl2+Cl2↑+2H2O 考点二碳及其化合物 CH4→C → CO、CO2 → H2CO3 → CO32-盐、HCO3-盐 1、存在形态 游离态 金刚石、石墨、无定形碳、炭黑、足球烯C60 化合态 CO、CO2 、H2CO3 、CaCO3、NaHCO3、CaC2 2.碳单质 正四面体 高 大 正六边形 高 小 能 用途 金刚石： 石 墨： 切割刀具、装饰品 作电极、铅笔芯、润滑剂 (3)C60 ①笼状分子，固态时是分子晶体 ②每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键 ③60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．碳的化学性质 （1）碳单质的化学性质 ①与O2反应 O2不足： O2足量： ②与其他物质反应 与CuO反应： 与CO2反应： 与水蒸气反应(制取水煤气): 与浓硫酸反应: 3．碳的氧化物 （1）一氧化碳 ①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，使人中毒的原因是与人体内 结合，缺氧而中毒 ②化学性质 a．可燃性： 可作燃料 b．还原性：与Fe2O3 用于冶炼铁 备注：CO是不成盐氧化物，当引起人体中毒时，酸碱不能解毒。CO2是酸性氧化物，能形成温室效应，但不是大气污染物 血红蛋白 考点二、硅及其化合物 1、硅单质的化学性质 与O2反应： 与Cl2反应： 与氢氟酸反应： 与NaOH溶液反应：_____________________________________。 Si＋4HF══SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O══Na2SiO3＋2H2↑ 2、硅的工业制法和提纯 晶体硅: 带有金属光泽，硬而脆的灰黑色固体,熔点高，硬度大 ① ② ③ 晶体硅的用途 ④制铝合金、铁合金等多种合金 如：含硅元素4%的硅钢具有导磁性 4、二氧化硅 硬度大，熔沸点高，固体，不与水反应 水晶、石英、玛瑙、沙子、硅石、硅藻土、脉石、光导纤维、石英玻璃等主要成分都是SiO2 ①与HF反应 SiO2＋4HF ══SiF4↑＋2H2O ②与碱反应 Na2CO3＋2NaOH = Na2SiO3＋H2O ③与盐反应 Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑ ④与碱性氧化物　　　　　　　 CaO＋SiO2 CaSiO3 （氢氟酸用于雕刻玻璃） 注意：①氢氟酸能腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3 ③ SiO2是H2SiO3酸性氧化物， 不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3 ④水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2 珍珠的主要成分是CaCO3 钻石是金刚石 红、蓝宝石的主要成分是Al2O3 5、硅酸（H2SiO3） ①制备：硅酸盐 + 酸 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(胶体)+Na2CO3 H2SiO3 硅酸凝胶 硅酸干凝胶 “硅胶” 逐渐聚合 干燥脱水 硅胶多孔，吸附水份能力强， 常用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体。 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使紫色石蕊溶液变红色。 硅酸 H2SiO3 原硅酸: H4SiO4 H4SiO4 = H2SiO3＋H2O H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O H2SiO3 == H2O + SiO2 ∆ 6、硅酸盐：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称 硅酸钠(Na2SiO3)是少数 于水的硅酸盐，为白色晶体，其水溶液呈 性，故其水溶液俗称 ,固体称为 易溶 碱 水玻璃 泡花碱 与盐酸反应： Na2SiO3+2HCl+H2O = 2NaCl + H4SiO4↓ Na2SiO3+2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓ 硅酸钠溶液用途：木材等防火剂、肥皂填料及黏胶剂(矿物胶) 氧化物表示法： 活泼金属氧化物·较不活泼金属氧物·xSiO2 ·nH2O 沸石：Na2A12(SiO3)2(OH)4 Na2 O · Al2O3 · 2SiO2· 2H2O KAlSi3O8 K2O· Al2O3 · 6SiO2 正长石 考点三、无机非金属材料 材料 金属材料 :铜、铁、铝等及各种合金 无机非金属材料 传统无机非金属材料 :水泥、玻璃、陶瓷 新型无机非金属材料 (1)高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3 (2)碳纳米材料:富勒烯、碳纳米管、石墨烯 (3)特殊功能的含硅材料 有机高分子材料 天然高分子： 合成高分子： 淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶 塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料 1、传统无机非金属材料—常见硅酸盐材料 硅酸盐材料 水泥 普通玻璃 陶瓷 生产原料 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 陶瓷窑 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 Na2SiO3＋CO2↑ CaSiO3＋CO2↑ 2、新型无机非金属材料 3．特殊功能的含硅材料 ①SiC(俗称金刚砂）具有类似于金刚石的结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料 ②含硅4%硅钢具有很高的导磁性，可用作 变压器的铁芯 ③硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质 4.碳纳米材料 碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景 ①富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其中的C60是富勒烯的代表物。C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代 ④光导纤维成分:超纯石英玻璃（SiO2） ②碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等 ③石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入 经典题1、如图，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B(H2S)、C(FeBr2)、 D(KI -淀粉溶液) 、E(溶有SO2的BaCl2溶液)、F(水)、H(紫色石蕊试液) (1)A是氯气发生装置，其化学反应方程式是： 。 (2)Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是 。 (3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？ 。 (4)实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题： a.怎样证明氯气已充满了整个装置 ； 饱和食盐水 Ⅱ与Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，不能气体流通 观察当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置 b.下列装置中的现象是C ；D ；E 。 (5)G装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳、和氯化氢，写出G中的反应的化学方程式 。装置F的作用是 。 (6)在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是 溶液变蓝 生成白色沉淀 溶液由浅绿色变为深红棕色 向G中提供反应所需的水蒸气 生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水作用生成次氯酸，又起漂白作用，使红色褪去 选项 性质 用途 A 硅酸钠化学性质稳定 制备木材防火剂 B 硅酸溶胶具有吸附水分的能力 硅作半导体的材料 C 二氧化硅硬度大、熔点高 氢氟酸在玻璃上刻花纹 D 焦炭具有可燃性 焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅 经典题2、列物质性质与用途对应关系正确的是(　　) A 2CuO＋Ceq \o(═══,\s\up18(△))2Cu＋CO2↑ CO2＋Ceq \o(═══,\s\up18(高温))2CO C＋H2O(g)eq \o(═══,\s\up18(高温))CO＋H2 C＋2H2SO4(浓)eq \o(═══,\s\up18(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 2C＋O2eq \o(═══,\s\up18(点燃))2CO C＋O2eq \o(═══,\s\up18(点燃))CO2 2CO＋O2eq \o(═══,\s\up18(点燃))2CO2 3CO＋Fe2O3eq \o(═══,\s\up18(高温))2Fe＋3CO2 Si＋O2eq \o(═══,\s\up18(△))SiO2 Si＋2Cl2eq \o(═══,\s\up18(△))SiCl4 SiCl4＋2H2eq \o(═══,\s\up18(高温))Si＋4HCl SiO2＋2Ceq \o(═══,\s\up18(高温))Si＋2CO↑ Si＋2Cl2eq \o(═══,\s\up18(△))SiCl4 玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \o(═══,\s\up18(高温))_______________；CaCO3＋SiO2eq \o(═══,\s\up18(高温))_________________。 材料类别 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 半导体陶瓷 具有电学特性 二氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体 光学材料 具有光学特性 光导纤维 光缆通信、医疗、照明等 生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨骼、人造关节、接骨螺钉 $