碳硅及其化合物学习教案

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1、会计学1碳硅及其化合物碳硅及其化合物第一页，共31页。导入在半导体行业有这样(zhyng)一句行话：“从沙滩到用户”，你是如何理解的？（必修1P81第9题）写出有关(yugun)的反应方程式！第2页/共31页第二页，共31页。正四面体(zhn s min t)正六边形软1.碳单质碳单质(1)碳单质的同素异形体有那些？碳单质的同素异形体有那些？(2)结构结构(jigu)金刚石：金刚石：空间网状结构空间网状结构(jigu)；石墨：；石墨：平面平面 层状结构层状结构(jigu)。(3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质高、质 ，有滑腻感。，有滑腻感

2、。第3页/共31页第三页，共31页。1 1、金刚石晶体、金刚石晶体(jngt)(jngt)中中,C,C采取什么杂化方式？每采取什么杂化方式？每个个C C与多少个与多少个C C成键？形成的空间结构是什么？每个成键？形成的空间结构是什么？每个C C周围紧周围紧邻的邻的C C有多少个？最小有多少个？最小C C环由多少环由多少C C组成？它们是否在同一平组成？它们是否在同一平面内？每个碳原子被多少个环共用？面内？每个碳原子被多少个环共用？2 2、金刚石中，、金刚石中，C C数与数与CCCC键数比为多少键数比为多少3 3、1212克金刚石中克金刚石中CCCC键数为多少键数为多少NANA？选3 P68第4

3、页/共31页第四页，共31页。C采取sp3杂化，以共价键跟相邻4个C形成正四面体，且在中心。正四面体向空间延伸成立体网状。所有的CC键长、键角相等(xingdng)最小的碳环6个C组成，不在同一平面内；每个C参与了4条CC键的形成，在每条键中的贡献只有一半，故C与CC键数之比为1:(4)=1：2第5页/共31页第五页，共31页。18010928SiO共价键2、二氧化硅(r yng hu gu)的结构知识(zh shi)拓展利用金刚石的结构(jigu)来推断Si、SiO2的空间结构(jigu)第6页/共31页第六页，共31页。1、在SiO2中每个Si周围(zhuwi)紧邻的O有 个每个O周围(z

4、huwi)紧邻的Si有 个在SiO2中Si与O个数之比是 .2、SiO2中每个Si连接有 个共价键,每个O连接有 个共价键？Si个数与SiO共价键个数之比 .O个数与SiO之比 .思考(sko)交流SiO2结构特征知识(zh shi)2、原子晶体结构交流讨论421:2421:41:21个Si和4个O形成4个共价键，每个Si周围结合4个O，每个O跟2个Si相结合，Si和O按1:2组成的立体网状。最小碳环由6个Si和6个O组成的12元环1mol SiO2中含4mol SiO键第7页/共31页第七页，共31页。高温高压高温高压金刚石的人工合成金刚石的人工合成(rn n h chn)(rn n h c

5、hn)石墨石墨(shm)(shm)金刚石金刚石科学(kxu)视野第8页/共31页第八页，共31页。在石墨在石墨(shm)(shm)晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为 ，每个，每个C C完全拥有完全拥有C CC C数为数为 。石墨中石墨中C CC C夹角夹角(ji jio)(ji jio)为：为：1200 1200，C CC C键长：键长：1.42 1.42101010 m10 m层间距：层间距：3.35 3.35 10 1010 m10 m空间层状结构空间层状结构空间结构俯视图空间结构俯视图石墨石墨(shm)(shm)晶体结

6、构晶体结构混合型晶体混合型晶体21.5知识拓展选3 P76第9页/共31页第九页，共31页。1 1 石墨石墨(shm)(shm)为什么很软？为什么很软？2 2 石墨石墨(shm)(shm)的熔点为什么很高（高于金刚石）？的熔点为什么很高（高于金刚石）？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动滑动(hudng)(hudng)，所以石墨很软。，所以石墨很软。石墨各层均为平面石墨各层均为平面(pngmin)(pngmin)网状结构，碳原子网状结构，碳原子之间存在很之间存在很强的共价键（大强的共价键（大键），故熔沸点很高。键），故熔沸点很高。思考探究

7、第10页/共31页第十页，共31页。与氧化物反应(fnyng)CH2O(g)COH2与强氧化(ynghu)性酸反应C2H2SO4(浓)CO22SO22H2OC4HNO3(浓)CO24NO22H2OCuO：SiO2：H2O：2CuOC2CuCO2(冶炼(ylin)金属)SiO22CSi2CO(制取粗硅)(制取水煤气)(4)主要化学性质还原性可燃性第11页/共31页第十一页，共31页。2.一氧化碳一氧化碳(1)物理性质：无色物理性质：无色(w s)气体，有毒，难溶于水。气体，有毒，难溶于水。(2)化学性质化学性质还原性还原性高炉(gol)炼铁（必修2P89）：第12页/共31页第十二页，共31页。

8、3.二氧化碳二氧化碳(CO2)碳酸碳酸(tn sun)的酸酐。的酸酐。（1）电子式、结构式、空间构型、化学键类型（）电子式、结构式、空间构型、化学键类型（2015年全国一卷年全国一卷37题（题（3）(2)物理性质：一种无色、无味的气体，能溶于水，固态物理性质：一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰，易升俗称干冰，易升华，工业上做制冷剂。华，工业上做制冷剂。（3）干冰的晶胞（选修）干冰的晶胞（选修3P66）第13页/共31页第十三页，共31页。(5)CO2在自然界中的循环CO2的主要来源(liyun)：大量含碳燃料的燃烧。自然界消耗CO2的主要反应：a.溶于江水、海水中：CO2H2O

9、H2CO3；b.光合作用将CO2转化为O2；c.岩石的风化：CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2。(4)化学性质(huxu xngzh)：与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式。第14页/共31页第十四页，共31页。5.碳酸的酸式盐和正盐碳酸的酸式盐和正盐(zhn yn)的比较的比较(1)在水中的溶解性在水中的溶解性一般来说，在相同温度(wnd)下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3NaHCO3。第15页/共31页第十五页，共31页。(2)热稳定性一 般 来 说，热

10、 稳 定 性 顺 序 为 正 盐 酸 式 盐 碳 酸，如 稳 定 性Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温(gown)分解，而K2CO3不易分解。(3)水溶液酸碱性强弱物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液NaHCO3溶液。第16页/共31页第十六页，共31页。4.碳酸碳酸(H2CO3)二元弱酸。二元弱酸。弱酸性、不稳定性。碳酸弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。只能在水中存在。H2CO3在水中与在水中与CO2共存共存(gngcn)，因此常把，因此常把CO2H2O当碳酸用。当碳酸用。设计实验证明乙酸、碳酸

11、和苯酚溶液(rngy)的酸性强弱（选修5P60）第17页/共31页第十七页，共31页。确定混合气体(CO、CO2)中含有(hn yu)CO气体的实验设计方法答案(d n)按要求回答下列问题(wnt)(1)填写下列指定装置的作用A：。B：。E：。F：。除去混合气体中的CO2气体检验混合气体中CO2是否除尽除去尾气中的CO2气体除去尾气中的CO气体、防止污染环境问题探究第18页/共31页第十八页，共31页。(2)写出C中的化学方程式：_。(3)确定混合气体(qt)中含有CO气体(qt)的实验现象：_。B中无明显现象，C中的物质(wzh)由黑色变成红色，D中的澄清石灰水变浑浊第19页/共31页第十九

12、页，共31页。(4)写出除去下列气体中混有的杂质(括号(kuho)内为杂质)可采取的方法：CO(CO2)：_。CO2(CO)：_。通过(tnggu)盛有浓NaOH溶液的洗气瓶通过(tnggu)盛放灼热CuO的硬质玻璃管当堂练习大本80页第20页/共31页第二十页，共31页。问题问题(wnt)(wnt)二二1.1.说出你知道的说出你知道的SiSi单质以及他们之间的关系。单质以及他们之间的关系。2.2.找出找出SiSi单质的制备过程和精炼，单质的制备过程和精炼，写出化学方程式。写出化学方程式。3 3、找出、找出SiSi的在自然界中的存在形式（的在自然界中的存在形式（），地壳中含量（），地壳中含量（

13、），描述物理性质，描述物理性质，(宏观辨识）宏观辨识）4 4、写出、写出SiSi（NaOH NaOH、HFHF、F2,O2,H2 CL2F2,O2,H2 CL2）5 5、列举生活中的硅的用途、列举生活中的硅的用途(宏观辨识）宏观辨识）（8181页页 9 9）硅及无机硅及无机(wj)非金属材料非金属材料第21页/共31页第二十一页，共31页。问题三问题三1.SiO21.SiO2的结构，晶体类型，物质分类，的结构，晶体类型，物质分类，SiO2SiO2的存在形式、用途，（的存在形式、用途，（7575页）页）2 2、列举生活中的、列举生活中的SiO2(SiO2(宏观宏观(hnggun)(hnggun)

14、辨识）辨识）3 3、写出、写出SiO2SiO2能发生的反应（能发生的反应（NaOHHFNaOHHF，），）4 4、解释实验室盛装、解释实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶不能用（溶液的试剂瓶不能用（）塞，应该用（）塞，应该用（）塞。）塞。5 5、设计实验证明、设计实验证明SiO2SiO2属于酸性氧化物，用方程式表示。属于酸性氧化物，用方程式表示。第22页/共31页第二十二页，共31页。问题四问题四1.1.找出硅酸胶体的制备，操作，方程式。找出硅酸胶体的制备，操作，方程式。2.2.找出硅胶的制备过程，硅胶的用途。找出硅胶的制备过程，硅胶的用途。3 3、水玻璃的制备及用途、水玻璃的制备及用途4

15、4、硅酸盐的通性，改写、硅酸盐的通性，改写,硅酸钠写成盐的形式，写成氧化物的形式，硅酸钠写成盐的形式，写成氧化物的形式，5 5、硅酸盐工业产品、硅酸盐工业产品(chnpn)(chnpn)，找出对应的原料，主要反应，设备，找出对应的原料，主要反应，设备第23页/共31页第二十三页，共31页。问题五问题五1.1.找出硅酸胶体的制备，操作，方程式。找出硅酸胶体的制备，操作，方程式。2.2.找出硅胶的制备过程，硅胶的用途。找出硅胶的制备过程，硅胶的用途。3 3、水玻璃的制备及用途、水玻璃的制备及用途4 4、硅酸盐的通性、硅酸盐的通性(tn xn)(tn xn)，改写，改写,硅酸钠写成盐的形式，写成氧化

16、物的形式，硅酸钠写成盐的形式，写成氧化物的形式，5 5、硅酸盐工业产品，找出对应的原料，主要反应，设备、硅酸盐工业产品，找出对应的原料，主要反应，设备6 6、必修一、必修一 81 81页练习页练习 5 5、9.9.第24页/共31页第二十四页，共31页。问题五问题五1.1.找出硅酸胶体的制备，操作，方程式。找出硅酸胶体的制备，操作，方程式。2.2.找出硅胶的制备过程，硅胶的用途。找出硅胶的制备过程，硅胶的用途。3 3、水玻璃的制备及用途、水玻璃的制备及用途4 4、硅酸盐的通性，改写、硅酸盐的通性，改写,硅酸钠写成盐的形式，写成氧化物的形式，硅酸钠写成盐的形式，写成氧化物的形式，5 5、硅酸盐工

17、业、硅酸盐工业(gngy)(gngy)产品，找出对应的原料，主要反应，设备产品，找出对应的原料，主要反应，设备6 6、必修一、必修一8181页练习页练习5 5、9.9.第25页/共31页第二十五页，共31页。问题问题(wnt)(wnt)五五1.20181.2018三、三、2828（1 1）、津、津、7 7 江苏江苏 3 3、浙江、浙江4 4月月19192017 2017 卷二、卷二、26 26 京京 10 10、卷卷3 73 7、川川 1 1、20162016卷三、卷三、7 7 川、川、1 1 20152015卷二、卷二、7 7 山东山东 12 12、安徽、安徽 9 9、2525第26页/共3

18、1页第二十六页，共31页。1.下列(xili)有关硅及其化合物的叙述错误的是 A.SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2SO3H2SiO3(2017北京理综，10D)B.SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维(2017江苏，3C)C.HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2016全国卷，7D)D.石英砂可用于生产单晶硅(2016海南，4C)当堂(dn tn)练习第27页/共31页第二十七页，共31页。C.向Na2SiO3溶液(rngy)中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO32H=H2SiO32Na(2016江苏，5D)2.下列说法正确的是 A.硅胶作袋装食品的干

19、燥剂的过程(guchng)中没有发生化学变化(2016四川理综，1B)第28页/共31页第二十八页，共31页。3.2017全国卷，26(1)(2)(3)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品(yngpn)中钙含量的过程如图所示：回答下列问题(wnt)：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，还可使用_代替硝酸。将Fe2氧化(ynghu)为Fe3双氧水第29页/共31页第二十九页，共31页。(2)沉淀(chndin)A的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_。SiO2SiO24HF=SiF42H2O(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀(chndin)B的主要成分为_、_(填化学式)。防止胶体生成(shn chn)，易沉淀分离Fe(OH)3Al(OH)3第30页/共31页第三十页，共31页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第31页/共31页第三十一页，共31页。