大單元二 第五章 第25講 碳、硅 無機非金屬材料-2025年高中化學大一輪復習講義人教版_第1頁
大單元二 第五章 第25講 碳、硅 無機非金屬材料-2025年高中化學大一輪復習講義人教版_第2頁
大單元二 第五章 第25講 碳、硅 無機非金屬材料-2025年高中化學大一輪復習講義人教版_第3頁
大單元二 第五章 第25講 碳、硅 無機非金屬材料-2025年高中化學大一輪復習講義人教版_第4頁
大單元二 第五章 第25講 碳、硅 無機非金屬材料-2025年高中化學大一輪復習講義人教版_第5頁
已閱讀5頁,還剩5頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

第25講碳、硅無機非金屬材料[復習目標]1.了解碳、硅及其化合物的組成和成鍵特點。2.了解碳、硅兩種元素單質及其重要化合物的性質及應用,能用化學方程式表示其主要化學性質。3.了解無機非金屬材料的組成、分類及其應用價值??键c一碳族元素碳1.碳族元素(1)碳、硅、鍺、錫、鉛均屬于第ⅣA族元素,又稱碳族元素,其價層電子排布式為________。(2)碳單質的存在形式有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯,它們互為____________。2.金剛石、石墨、C60的物理性質金剛石石墨C60晶體類型共價晶體混合型晶體分子晶體物理性質熔點高,硬度大,不導電熔點高,硬度____,____導電熔點低,不導電主要用途鉆石制作,切割工具,鉆探機的鉆頭等做電極、潤滑劑、鉛筆芯廣泛應用于超導、醫(yī)學領域3.CO2在自然界中的循環(huán)(1)CO2的主要來源:大量含碳燃料的燃燒。(2)自然界消耗CO2的主要反應:①溶于江水、海水中:CO2+H2OH2CO3;②光合作用將CO2轉化為O2;③巖石的風化:CaCO3+H2O+CO2=____________。1.金剛石、石墨、C60都是由碳元素組成的單質()2.水墨畫可長久保存不變色是因為在常溫下碳的化學性質不活潑()3.二氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅,說明二氧化碳具有酸性()4.低碳環(huán)保中的“碳”是指二氧化碳()5.石墨轉變?yōu)榻饎偸姆磻獙儆谘趸€原反應()6.向空氣中排放二氧化碳會形成酸雨()7.向CaCl2溶液中通入CO2氣體,溶液變渾濁,繼續(xù)通入CO2至過量,渾濁消失()8.向氨化的飽和食鹽水中通入足量的CO2氣體,會析出晶體()1.中國力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和,關于碳及其化合物,下列說法不正確的是()A.金剛石和石墨是碳元素的兩種不同單質,二者互稱為同素異形體B.在100kPa時,1mol石墨轉變?yōu)榻饎偸?.895kJ的熱量,故金剛石比石墨穩(wěn)定C.考古時常用于測定文物年代的是碳元素的一種核素eq\o\al(14,6)C,該核素的中子數(shù)為8D.引起溫室效應的氣體之一CO2中含極性共價鍵2.中國努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的CO2,反應過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.捕捉室中NaOH溶液噴成霧狀有利于吸收CO2B.環(huán)節(jié)a中物質分離的基本操作是蒸發(fā)結晶C.反應過程中CaO和NaOH是可循環(huán)的物質D.可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2考點二硅及其重要化合物1.硅的存在自然界中硅元素僅有________,在地殼中含量僅次于____,主要以________和________的形式存在。2.硅單質(1)常溫下不活潑,一般不與其他物質反應,但可以與氟、氫氟酸、堿反應。反應的化學方程式分別為與F2:________________________________________________________________________;與HF:________________________________________________________________________;與NaOH:______________________________________________________________。(2)在加熱的條件下可以與氧氣、氯氣等反應。(3)粗硅的制?。篲_________________________________________________________。(4)硅單質的用途①良好的半導體材料;②硅太陽能電池;③計算機芯片。3.二氧化硅(1)物理性質:硬度____,熔、沸點____,常溫下為固體,不溶于水。(2)化學性質SiO2為酸性氧化物,是硅酸的酸酐。①SiO2可以與堿反應,生成硅酸鹽,如與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為___________________________________________________________________________________________。②在高溫條件下可以與碳酸鹽反應,如與碳酸鈣反應的化學方程式為__________________________________________________________________________________________________。③在高溫條件下,能夠與堿性氧化物反應,如與氧化鈣反應的化學方程式為______________________________________________。④常溫下與氫氟酸反應的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________,可用于刻蝕玻璃。(3)用途:____________、光學儀器、電子部件。4.硅酸(H2SiO3)5.硅酸鹽(1)硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱,是構成地殼巖石的主要成分。(2)硅酸鈉:硅酸鈉溶液俗稱水玻璃,溶液呈堿性,是無色黏稠液體,常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料。(3)硅酸鹽寫成氧化物形式的順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水,不同氧化物間以“·”隔開。如,石棉(CaMg3Si4O12)用氧化物的形式表示為____________________。1.晶體硅熔點高、硬度大,故可用于制作半導體材料()2.非金屬性:C>Si,則熱穩(wěn)定性:CH4>SiH4()3.SiO2是酸性氧化物,可溶于強堿(NaOH),不溶于任何酸()4.硅酸鈉的水溶液俗稱“水玻璃”,是一種建筑行業(yè)常用的黏合劑()5.SiO2能與HF反應,因此可用HF刻蝕玻璃()6.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠()7.石英是良好的半導體材料,可以制成光電池,將光能直接轉化成電能()8.工業(yè)上制取粗硅的反應是SiO2+Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si+CO2↑()9.因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應放出二氧化碳,所以硅酸酸性比碳酸強()一、硅及其重要化合物轉化關系落實1.將Si、SiO2、SiF4、H2SiO3、Na2SiO3填在下面空白處。2.寫出圖中序號對應的化學方程式。①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________;④________________________________________________________________________;⑤________________________________________________________________________;⑥________________________________________________________________________;⑦________________________________________________________________________;⑧________________________________________________________________________;⑨________________________________________________________________________。二、工業(yè)制取高純硅問題分析3.清華大學等重點高校為解決中國“芯”——半導體芯片,成立了“芯片學院”。某小組擬在實驗室制造硅,其流程如圖:制造原理:2Mg+SiO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO+Si;除雜原理:Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑,MgO+2HCl=MgCl2+H2O。下列說法正確的是()A.操作1、操作2均為過濾B.SiO2、SiH4均含有共價鍵,等質量的二者分子數(shù)之比為8∶15C.點燃石英砂和鎂粉的混合物發(fā)生的副反應為2Mg+Sieq\o(=,\s\up7(△))Mg2SiD.當有2mol電子轉移時,能生成14gSi4.晶體硅是一種重要的非金屬原料,由粗硅制備純硅的主要步驟如下:①粗硅與干燥的HCl氣體反應制得SiHCl3:Si(粗)+3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3+H2;②經(jīng)過純化的SiHCl3與過量H2在1000~1100℃下反應制得純硅?;卮鹣嚓P問題:(1)粗硅與HCl氣體反應完全后,經(jīng)冷凝得到SiHCl3(沸點為33℃),只含有少量SiCl4(沸點為57.6℃)和HCl(沸點為-84.7℃),提純SiHCl3的方法為_______________________________。(2)用SiHCl3與過量H2反應制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置已略去):①在加熱D裝置前應先打開A裝置中分液漏斗的活塞,目的是_______________________________________________________________________________________________________。②C裝置中燒瓶需要加熱,采用的方法是___________________________________________。三、硅膠多硅酸鹽結構的理解5.硅膠吸附劑的結構示意圖如圖所示,常用作干燥劑。在其中添加CoCl2可使其指示吸水量的多少來決定硅膠是否失效,原理為CoCl2(藍色)+6H2O=CoCl2·6H2O(粉紅色),失效的硅膠可加熱再生,下列說法錯誤的是()A.當硅膠變粉紅色說明硅膠失效了B.SiO2是酸性氧化物,硅膠可干燥HF和Cl2等酸性氣體C.失效的硅膠再生時加熱的溫度不宜過高D.當硅膠遇到大量的水分子時,與硅羥基形成了過多氫鍵從而失去吸附力6.形式多樣的硅酸鹽是無機礦物的重要基石。SiOeq\o\al(4-,4)是一種四面體形的離子(屬于硅酸根離子),其結構可用圖a表示,硅原子位于該四面體體心,四個氧原子各占一個頂點。圖b和圖c則是復合硅酸根離子中的兩個實例,均為無支鏈的單環(huán)狀,分別由數(shù)個硅氧四面體a通過共用氧原子的形式構成。(1)b的化學式為______________。(2)若一個單環(huán)狀離子中Si原子數(shù)為n(n≥3),則其化學式為____________。(3)綠柱石是鈹、鋁的此類硅酸復鹽,其化學式中含6個硅原子,該復鹽的化學式是______________________________________________________________________________??键c三無機非金屬材料1.傳統(tǒng)無機非金屬材料——常見硅酸鹽材料硅酸鹽材料水泥普通玻璃陶瓷生產(chǎn)原料黏土主要設備水泥回轉窯玻璃窯陶瓷窯玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應:Na2CO3+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))____________________________________________________________;CaCO3+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))____________________________________________________________。2.新型無機非金屬材料(1)高溫結構陶瓷,如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。(2)碳納米材料①類型:富勒烯、碳納米管、石墨烯等。②用途:在能源、信息、醫(yī)藥等領域有廣闊的應用前景。(3)特殊功能的含硅材料①碳化硅為共價晶體,具有類似金剛石的結構,可用作磨料。②含硅元素4%的硅鋼具有導磁性。1.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽()2.碳化硅俗稱金剛砂,它可用于高溫結構陶瓷的制作()3.壓電陶瓷能實現(xiàn)機械能與電能的相互轉化()4.石墨烯的電阻率低,熱導率也低()5.冰壺主材料花崗巖屬于無機非金屬材料(2022·遼寧,1A)()一、傳統(tǒng)無機非金屬材料1.水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領域,是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工藝流程:下列說法正確的是()A.原材料稻殼灰價格低廉,且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟價值B.操作A與操作B完全相同C.該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變D.反應器中發(fā)生的反應為氧化還原反應2.世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋、混凝土、7000多塊鋁板和1200多塊玻璃等建成。(1)鋁板易被燒堿腐蝕,玻璃易被氫氟酸腐蝕,原因分別為___________________________、_____________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________________。制備普通玻璃的主要反應的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________________(任寫一個)。(3)石英玻璃化學穩(wěn)定性強、膨脹系數(shù)小,是一種特殊玻璃,石英玻璃的主要成分是________(填化學式)。(4)要將NaOH高溫熔化,下列坩堝中可選用的是________(填字母)。A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝二、新型無機非金屬材料3.新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學、材料科學研究的國際熱點課題。其結構模型如圖所示:下列有關說法正確的是()A.石墨烯是一種新型化合物B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C.二者和石墨都是碳的同素異形體D.氧化石墨烯具有一定的親水性4.氮化硅可用作高溫結構陶瓷復合材料,在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領域有著廣泛的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示:其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題:(1)石英砂不能與堿性物質共同存放,以NaOH為例,用化學方程式表示其原因:_________________________________________________________________________________________________

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論