2014高三《《碳、硅及其化合物》总复习

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1、2013为梦想奋斗《碳、硅及其化合物》总复习⒈本考点知识结构：⒉碳族元素：①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。③碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金

2、属，硅、锗是半导体材料。④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。⑤几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅。元素CSiGeSnPb单质颜色状态无色固体或黑色固体无色到棕色固体灰白色晶体银白色晶体蓝白色晶体与H2化合的难易程度在高温下化合在高温下化合不能直接化合不能直接化合不能直接化合氢化物CH4SiH4——————分解温度℃800450——————最高价氧化物CO2SiO2GeO2SnO2PbO2最高价氧化物对应水化物H2

3、CO3H2SiO3H4SiO4Ge（OH）4Sn（OH）4Pb（OH）4142013为梦想奋斗最高价氧化物对应水化物的酸碱性————酸性逐渐减弱————→⒊碳：（1）物理性质：碳元素形成的同素异形体由于碳原子的排列方式不同，导致物理性质有较大的差别。（2）化学性质：在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。①燃烧反应：C+O2CO2；2C+O22CO②与某些氧化物的反应：C＋CO22CO；C＋2CuOCO2↑＋2Cu；C＋H2OCO＋H2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）；2C+SiO2Si+2CO↑③与

4、氧化性酸反应：C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O▲碳的同素异形体的比较同素异形体金刚石石墨C60晶体结构正四面体，空间网状结构的原子晶体平面层状正六边形结构，层与层之间以分子间作用力结合分子内碳碳之间以共价键结合成空心笼状结构，由20个六边形和12个五边形构成的20面体主要物理性质熔沸点高、硬度极大，难溶于溶剂，不能导电、无色透明的晶体熔点很高，深灰色、质软有滑腻感，易导电的片状固体灰黑色固体物理性质不同的原因结构不同，碳原子的排列方式不同化学性质相同

5、用途钻具、装饰品电极、润滑剂、耐火材料超导、磁性、光学、催化、材料、生物方面有优异的性能注意：碳元素不仅可以形成多种同素异形体，而且还可以形成多种无机化合物和有机化合物，是形成化合物种类最多的元素。例题1：（1）质量相等的石墨与足球烯（C60）所含质子数（）A．前者多B.相等C.后者多D.无法确定（2）设计一个实验证明金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的。答案：（1）B（2）分别将三种物质在氧气充足的条件下燃烧，若三者产生的都是无色无味的气体且将所得气体通入澄清石灰水中，若气体都使澄清的石灰水变浑浊，则说明它们都是由碳

6、元素组成的。解析：（1）等质量的石墨与足球烯含有相同物质的量碳原子，所含质子数也相等⒋硅：①硅在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅。硅元素在地壳中的存在形式：SiO2、硅酸盐。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。142013为梦想奋斗硅在自然界中的存在较特殊，硅的活泼性较差，在常温下，与空气中的（CO2，O2，H2O，N2）不反应，但硅只有化合态。②单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的

7、半导体材料。③硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2＝SiF4、Si+4HF＝SiF4+2H2↑、Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si＋O2SiO2，Si+2Cl2SiCl4，Si+2H2SiH4。④制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑（制粗硅，隔绝空气条件进行，C过量），将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si十2C1

8、2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。⑤硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料，晶体硅还可做光电转换材料及制作DNA芯片为代表的生物工程芯片。▲硅及其化合物的“反常”⑴非金属单质一般为非导体，如硫，但Si却为半导体；非金属氧化物一般为分子晶体，而SiO2却为原子晶体。⑵非金属单质与碱反应一般是非金属既作