碳硅及其化合物

碳、硅及其化合物一、碳族元素1、名称；符号；位置

一、碳族元素2.元素性质比较CSiGeSnPb相似性递变性1、最外层都有4个电子，化合价主要有+4和+2，易形成共价化合物。2、气态氢化物的通式：RH4,3、最高价氧化物通式:RO2,对应的水化物通式为H2RO3或R(OH)4原子结构单质物性单质化性核电荷数增大电子层增多原子半径增大熔沸点降低’特殊:熔点.Pb>Sn单质密度增大非金属性减弱、金属性增强最高价氧化物对应水化物的酸性减弱氢化物的稳定性减弱3、特殊性⑴、碳族元素在化合物中多以＿＿价稳定，而＿＿在化合物中则以＿＿价稳定。⑵、锡的＋2价化合物应具有较强的＿＿＿，铅的＋4价化合物应具有较强的＿＿＿。＋4铅＋2还原性氧化性一、碳族元素碳族元素特点：1、形成化合物最多的一族,5、单质晶体类型最多的一族（了解）分子晶体、原子晶体、金属晶体，过渡晶体2、易形成共价化合物一族3、半导体比较集中的一族4、无机非金属材料比较集中的一族金刚石石墨C60同素异形体二.碳1.碳的单质109º28'

金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，为正四面体立体网状结构，金刚石的熔点（>3550℃）和沸点（4827℃）都很高,硬度很大。金刚石金刚石与石墨晶体结构对比------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------120º共价键范德华力

石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高(比金刚石的还要高）,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。石墨C60分子结构示意图共价键非极性结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键，60个碳原子构成球形，共32面体，包括12个五边形，20个六边形。判断：下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、和C60的说法中，正确的是﹙﹚A它们都是共价化合物

B1mol金刚石和石墨都含有1molC－C键

C在一定条件下与O2反应生成CO2D它们的熔点都很高C碳及其化合物的化学性质记忆大搜索：写出有1、C2、CO3、CO2参与的化学方程式1、C＋O2＝CO2C＋CO2＝2CO

C＋2CuO＝2Cu＋CO2↑C＋H2O(g)=CO+H2C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑

+2H2OC+4HNO3(浓)=CO2↑

+4NO2↑

+2H2OC+SiO2=Si+CO↑点燃△△△△△高温2、2CO+O2=2CO2

3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

点燃△

CO2+H2O=H2CO3

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

CO2+Na2O=Na2CO3

CO2+C=2CO

CO2+2Mg=C+2MgO｛酸性氧化物的通性3、△点燃｛氧化性∶O∶∶C∶∶O∶∶∶CO2电子式CO2的实验室制法CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O原理:装置:除杂:

块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。用饱和NaHCO3溶液除HCl,用浓硫酸等干燥.验满:用燃着的木条,熄灭.或用湿润的蓝色石蕊试纸,使之变红.检验:使澄清石灰水变浑浊①

分类正盐如Na2CO3、MgCO3、CaCO3

酸式盐如NaHCO3、Ca(HCO3)2

碱式盐：铜绿Cu2(OH)2CO3

碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3②溶解性：（1）只有钾、钠、氨盐可溶.（2）NaHCO3的溶解度小于Na2CO33)碳酸盐（2）与酸反应——H++CO32－＝HCO3－

H++HCO3－＝CO2↑+H2O思考：鉴定CO32-、HCO3-

下列说法是否正确：

A、某溶液中加氯化钡有白色沉淀，白色沉淀中加稀盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体，则一定有碳酸根。错，可能是SO32-

③化学性质（1）热稳定性——正盐＞酸式盐＞酸B、某溶液中加氢氧化钡有白色沉淀，白色沉淀中加稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体，则一定有碳酸根。该说法对吗?

错，可能是HCO3-C、某溶液中加氯化钙有白色沉淀，白色沉淀中加稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体，则一定有碳酸根。该说法对吗?

对

（4）正盐与酸式盐的转化——Na2CO3-----NaHCO3BaCO3--------Ba(HCO3)2写出相互转化的化学方程式：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2OBaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2Ba(HCO3)2+2NaOH=BaCO3↓+Na2CO3+2H2O△2、在同温同压下，把5L空气和5L二氧化碳混合，并使之在高温下与足量的焦炭反应。若氧气和二氧化碳最后全部转化为一氧化碳，则反应后气体中一氧化碳的体积分数约是（）A、60%B、64%C、70%D、75%1、某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量的盐酸反应，消耗的H+和产生CO2

的物质的量之比为5∶3，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为()A4∶3B4∶1C2∶3D2∶1BD跟踪训练⑴只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。⑵两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。三、硅1、晶体硅的结构、存在和物性⑶主要物理性质灰黑色硬而脆有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大

硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的结构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体。Si109º28'

晶体硅的晶体结构与金刚石相似，也是由一个硅原子与4个硅原子结合形成正四面体，许多这样的正四面体向周围空间延伸形成空间网状的结构。但由于硅原子半径比碳原子半径大，所以，其熔沸点要比金刚石低，硬度要比金刚石小。2、晶体结构3.硅的化学性质

常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。Si+2F2==SiF4Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑

Si+2Cl2SiCl4Si+O2SiO2

Si+CSiC高温（1）常温下能发生的反应（2）高温下能发生的反应4.硅的工业制取二氧化硅

焦炭

1.晶体结构109º28'SiO四.二氧化硅在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟4个氧原子结合，同时每个氧原子跟两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1：2的比例所组成的立体网状结构的晶体。它的熔点（1723℃）沸点（2230℃）高，硬度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。2.物理性质物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水.四.二氧化硅3.化学性质有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石英(水晶或玛瑙)，天然二氧化硅叫硅石。⑴酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应与碱性氧化物化合：SiO2+CaOCaSiO3

SiO2+Na2ONa2SiO3高温高温与碱反应：SiO2+2NaOH

=

Na2SiO3+H2O

注意：盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，不能用玻璃塞。为什么？四.二氧化硅(2)与HF反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（用于雕刻玻璃）注意：一般用塑料试剂瓶盛氢氟酸，不能用玻璃试剂瓶。为什么？(3)弱氧化性：SiO2+2CSi+2CO↑高温高温高温*(4)与Na2CO3等反应：

SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑试剂二氧化硅氢氧化钠溶液硝酸银晶体氢氟酸浓硫酸氯水试剂瓶细口磨口塞广口瓶棕色细口磨口塞细口橡皮塞棕色广口瓶细口塑料瓶

实验室有六种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。练习五.硅酸（H2SiO3）

H2SiO3是SiO2的对应水化物（SiO2

是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。1.制法——可溶性硅酸盐与酸反应：现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生

a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

用H2CO3可制得H2SiO3

，可证明H2SiO3

的酸性比H2CO3

。SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

SiO32-+2H+==H2SiO3↓写出硅酸钠溶液与盐酸反应的离子方程式写出硅酸钠溶液通入二氧化碳的化学方程式和离子方程式弱2.酸性太弱只能与强碱发生中和反应

H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O3.不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解

∆H2SiO3==H2O+SiO2