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1、第1讲无机非金属材料的主角硅考点一碳、硅单质1碳、硅元素在自然界中的存在形态(1)碳：既有游离态又有化合态。(2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。2碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)答案：(1)(2)(3)(4)(5)3化学性质碳硅1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)碳的几种单质性质不同的原因主要是由于其结构不同()(2)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体()(3)硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体()(4)硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料()(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应()(6)加热到一定温度时，硅能与氯气
2、、氧气等非金属反应()2从元素周期表的位置看，碳和硅均为A族元素，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？3用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。提示：1.(1)(2)(3)(4)(5)(6)2没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。3SiO22CSi2COSi2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(纯)4HCl1硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法中正确的是()A硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅B硅
3、相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料C存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞D硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本原料解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A不正确；C不正确，应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅，答案选B。答案：B2.石墨烯的结构示意图如右图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是()A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)H1.9 kJmol1知金刚石比石墨烯稳定D尽量使用含6C的产
4、品，减少使用含6C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨解析：“石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A项错；石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨转化为金刚石的H0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石低，因而石墨烯稳定，C项错；6C和6C都是碳元素，D项错。答案：B碳、硅单质的特殊性1一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。2一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。3Si
5、的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：SiO22CSi2CO。4非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。5非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟HF作用：Si4HF=SiF42H2。6一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：CH2O(g)H2CO。3多晶硅、导电玻璃(玻璃上镀金属)是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl3，可燃)还原法是当前制高纯硅的主要方法，其生产流程如图所示：(1)下列判断正确的是
6、_(填序号)。A高纯度石英砂能用作制造CPU的半导体材料B石英砂在高温下与焦炭反应生成粗硅和二氧化碳C利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃D硅性质稳定，不能溶解在任何酸或碱溶液中(2)整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_。(3)该工艺流程可循环利用的物质是_。解析：(1)选项A，石英砂的主要成分是SiO2，SiO2能制造光导纤维等，但它不是半导体，不能用于制造CPU。选项B，由于SiO2与C在高温下反应时，C是过量的，所以其产物为CO。选项C，Si
7、O2在高温下与CaCO3、Na2CO3反应可制得玻璃。选项D，Si性质稳定，但它能溶解在氢氟酸和NaOH溶液中。(2)SiHCl3中H为1价，H2O中的H为1价，二者发生氧化还原反应生成H2：SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2。 因为SiHCl3、H2在O2中都能燃烧，所以混有O2时易引起爆炸。(3)粗硅与HCl反应的化学方程式为Si(粗) 3HCl(g)=SiHCl3(l)H2(g)；SiHCl3制备高纯硅的反应为SiHCl3H2Si(纯)3HCl，可知反应产生的H2是反应的反应物，反应产生的HCl是反应的反应物，所以H2、HCl是可循环利用的物质。答案：(1)C(2)SiHCl
8、33H2O=H2SiO33HClH2O2与SiHCl3、H2混合可能引起爆炸(3)H2和HCl考点二碳、硅的氧化物1CO的性质(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是：与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。(2)化学性质可燃性：2COO22CO2还原性：CO还原Fe2O3的反应为Fe2O33CO2Fe3CO2。2CO2与SiO2的比较(1)物理性质熔沸点：CO2的熔沸点比SiO2的熔沸点低。溶解性：CO2可溶于水；SiO2不溶于水。(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较物质二氧化碳二氧化硅化学性质与水反应CO2H2OH2CO3不反应与酸反应不反应氢氟酸用于刻蚀玻璃，反应为Si
9、O24HF=SiF42H2O与碱反应(如NaOH)CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH= NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)化学性质与盐反应(如Na2CO3)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2与碱性氧化物反应与Na2O反应：CO2Na2O=Na2CO3与CaO反应：SiO2CaOCaSiO3与碳反应CCO22CO2CSiO2Si2CO(3)主要用途CO2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。1判断正误(
10、正确的打“”，错误的打“”)(1)CO2不支持燃烧是相对的()(2)CO和CO2是碳的两种氧化物，二者均是温室气体()(3)酸性氧化物都只能与碱反应不能与酸发生反应()(4)工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应方程式为SiO2CSiCO2()(5)不能用SiO2与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化()2指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在AE选项中选择正确答案填入括号内。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()(3)SiO22CSi2CO()(4)SiO23CSiC2CO()(5)SiO24HF=Si
11、F42H2O()A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B氧化性C酸性氧化物的通性D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E未参加氧化还原反应3有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？提示：1.(1)(2)(3)(4)(5)2(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A3该看法是错误的。SiO2和碱溶液反应体现了SiO2为酸性氧化物的性质，但SiO2与氢氟酸反应时并没有生成盐，另外其他酸难与SiO2反应，故SiO2不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。1下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()ACO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐BCO2和SiO2与水
12、反应分别生成相应的酸CCO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物DCO2和SiO2都是由相应的分子组成的答案：A2下列说法正确的是()二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应根据反应SiO2CaCO3CaSiO3CO2可推知硅酸酸性比碳酸强二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸二氧化硅常被用来制造光导纤维ABC D解析：SiO2能与氢氟酸反应，高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强。答案：C3在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质，a溶液焰色为黄色。据此填空：据此填写：(1)B的化学式是_，目前在现代通讯方面B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是_
