碳和硅及其化合物剖析.docx

精品文档 精品文档 PAGE PAGE17 精品文档 PAGE 碳、硅及无机非金属材料 [考纲要求] 1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以新材料、新技术为背景考查 C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。 【知识梳理，问题深入】 考点一 碳、硅单质的存在与性质 1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途 (1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因为，所以仅有碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。  态。 (2)单质的结构、物理性质与用途比较 结构 物理性质 用途  碳 金刚石：空间网状结构石墨： 层状结构 金刚石熔点高、硬度大石墨熔 点高、质软，有滑腻感 金刚石用作切割刀具， 石墨用 作电极、铅笔芯  硅 晶体硅：与金刚石类似的空间 网状结构 晶体硅为灰黑色固体， 有金属 光泽、硬度大、熔点高 晶体硅用作半导体材料、 硅芯 片和硅太阳能电池 2.碳、硅单质的化学性质 (1)碳单质的化学性质 常温下____(填“不”或“很”  )活泼，在高温条件下有强  ________性。 ①可燃性：  . ②还原性  :  . a．与CO2反应的化学方程式： _______________________________________； b．与水蒸气反应的化学方程式： _______________________________________； c．与浓H2SO4反应的化学方程式： _______________________________________； 硅单质的化学性质 常温下化学性质不活泼，但能与 ________、________、________反应。 ①与烧碱反应的离子方程式： ___________________________________________________。 ②加热时与 O2、Cl2等非金属单质反应，其化学方程式为 ________________________________。 深入问题 1．从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？ 2.如何说硅单质既具有非金属性，又具有一定的金属性？用方程式说明 3.硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。 不要混淆二氧化硅和硅的用途 用于制作光导纤维的是 SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 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；宝石的主要成分是Al2O3。 题组训练  1 题组一 新材料、新技术下 C、Si的考查 1．下列关于硅的说法中，不正确的是  (  ) ．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 2．石墨烯的结构示意图如图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是 ( ) ．石墨烯可导电，说明它是电解质 B．石墨烯、金刚石、 C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质 C．由于C(石墨，s)===C(金刚石，s) H＝1.9kJmol· －1 知金刚石比石墨烯稳定 D．尽量使用含 12 13 6 6 【变试题】下列物质：①H3O+②晶体硅 ③金刚石④CH4⑤NH4+⑥CHCl3⑦NH3，其中晶 体或分子的空间结构均不属于正四面体的是 （ ） A.①③⑤ B.②④⑥ C.①⑥⑦ D.①⑤⑦ 题组二 工业制取高纯硅 3．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下： ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 ⅱ.粗硅与干燥 HCl气体反应制得 SiHCl3： 300℃ Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2 .SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅 已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。 请回答下列问题： (1)第ⅰ步制备粗硅的化学反应方程式为 ________。 (2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的 SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点 57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_______。 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去 )： ①装置B中的试剂是_______。 装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 _____________________________。 ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________________， 装置D不能采用普通玻璃管