高中化学硅

第七章硅一、考纲要求1.掌握碳族元素的原子结构特点和性质递变规律。2.认识硅及其重要化合物的性质和用途，初步了解硅和二氧化硅的晶体结构以及与性质的关系。3.了解水泥、玻璃的主要成分和简单生产原理。二、知识结构1.元素性质碳（C）硅（Si）锗（Ge）锡（Sn）铅（Pb）主化合价+2，（+4）①(+4)+2,(+4)+2,(+4)(+2),+4单质色态无色或黑色固态灰黑色固态灰白色固态银白色固态蓝白色固态氢化物RH4稳定性稳定性逐渐减弱主要氧化物CO、CO2SiO2GeO、GeO2SnO、SnO2PbO、PbO2最高氧化学式H2CO3H2SiO、H4SiO4Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4化物的水化物酸碱性酸性递碱碱性递增（多为两性）金属性、非金属性非金属递减、金属性递增2.碳的氧化物性质、结构比较。碳的氧化物COCO2电子式、结构式——：..o：：..c：：..o：o=c=o分子极性极性分子非极性分子氧化物类型不成盐氧化物酸性氧化物物理性质无色气体难溶于水，有毒无色气体，能溶于水，无毒化学性质跟碱反应一般不反应典型酸酐、与碱反应跟O2反应可燃性2CO+O2点燃2CO2——氧化—还原性还原性：Fe2O3+3CO　　　　2Fe+3CO2氧化性但不强C+CO2　　　　2CO用途气体燃料，还原剂灭火剂、致冷剂、纯碱三、知识点、能力点提示1.碳族元素的特点1)碳族元素处于元素周期表的中间位置，获电子或失电子能力都较差，常温下，化学性质都不活泼。2)碳族元素重要性质:①化合价。在化合物中除硅表现+4价外，其余表现+2价和+4价。在与氢形成化合物中，碳和硅表现-4价。②C、Si、Ge、Sn、Pb随核电荷数增加，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，其变化趋势比氮族元素更为明显。锗的金属性明显地强于非金属性。③最高价氧化物的水化物的酸碱性随元素核电荷增加酸性减弱，碱性增强。④气态氢化物的稳定性，随元素核电荷增加而逐渐减弱。⑤碳族元素正4价化合物比正二价化合物稳定，但铅的正二价化合物比较稳定，如PbSO4.2.硅和硅的化合物1)组成和结构。①硅的单质构成的晶体属于原子晶体，具有正四面体空间网状结构。与金钢石比较，性质相似，又有差异。②SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1∶2比率组成，属于原子晶体。具有立体网状结构。2)重要性质物理性质①Si、SiO2、H2SiO3、H4SiO4均难溶于水。②Si、Ge是良好的半导体。化学性质硅的重要反应：①Si+2F2SiF4↑②Si+O2　　　　SiO2二氧化硅的重要反应：①SiO2+2CSi+2CO(制粗硅)［SiCl4+2H2　　　　Si+4HCl］(制纯硅)②SiO2+CaO　　高温　　CaSiO3③SiO2+CaCO3　　高温　　CaSiO3+CO2(除脉石造渣)④SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(腐蚀玻璃)⑤SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(刻画玻璃)⑥SiO2+3C　　高温　　SiC+2CO↑(制金钢砂)硅酸、硅酸钠的重要反应Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaClNa2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3H2SiO3　　　　SiO2+H2O3.硅酸盐工业①硅酸盐工业概念；②制水泥的重要原料；③制玻璃主要原料、主要反应，玻璃种类及用途。4.硅和硅的化合物的转变关系。5.硅及其重要化合物间的转化关系。四、能力训练(一)选择题：1.下列各组物质中，晶体类型相同且熔点高低比较正确的是()A.硅、铝合金＞铝B.SiO2＞CO2C.NaCl＞CCl4D.I2＞Br2知识点：晶体类型及性质能力点：记忆能力，应用能力2.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来试剂是()A.苛性钠溶液B.水C.氢氟酸D.稀盐酸知识点：硅及其化合物性质能力点：再现能力、分析能力3.将石墨置于熔融的钾或气态钾中，石墨会吸收钾而形成称为钾石墨的物质，其组成是C8K、C24K、C36K、C48K和C60K。在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。在钾石墨中，钾元素处于石墨层中间，因而石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述中正确的是()A.钾石墨是一类离子化合物B.钾石墨导电性比石墨强C.钾石墨与水相遇不发生任何反应D.题干所举出的5种钾石墨属于同素异形体知识点：离子化合物的性质能力点：综合推理能力4.下列物质有固定熔点是()A.玻璃B.水泥C.水玻璃D.Na2O·SiO2知识点：熔点定义能力点：理解能力5.下列叙述中非金属元素，其气态氢化物最稳定()A.构成矿物和岩石的主要元素B.空气中含量最多的元素C.单质在常温下呈液态的元素D.地壳中含量最多的元素知识点：气态氢化物比较能力点：记忆、理解能力6.CaC2和MgC2都是离子化合物，下列叙述中正确的是()A.MgC2和CaC2都能跟水反应生成乙炔B.C22-的电子式为［:C......C:］2-C.CaC2在水中以Ca2+和C22-形式存在D.MgC2的熔点低，可能在100℃以下知识点：由CaC2的一些性质，类推出MgC2的性质。能力点：培养学生知识的迁移能力。7.某些保健品中有锗元素(Ge)，它在周期表的第四周期IVA族。有关锗叙述正确的是()A.锗原子序数为34B.Ge可以生成化学式为Na2GeO3的盐C.锗的金属活泼性应比铝强D.单质锗是半导体知识点：元素周期律、氧族元素性质能力点：理解能力、分析能力8.把7.4gNa2CO3·10H2O和NaHCO3组成混合物溶于水，配成100mL溶液，其［Na+］＝0.6mol/L；若把等质量的混合物加热到恒重，残留物的质量是()A.5.28gB.4.22gC.3.18gD.2.12g知识点：NaHCO3和Na2CO3能力点：记忆能力、计算能力9.在下列反应里，氧化剂和还原剂物质的量比与质量比一致的是()A.Cl2+H2OHClO+HClB.H2S+SO2S↓+H2OC.SiO2+C高温SiC+CO↑D.Si+O2SiO2知识点：方程式配平、氧化还原定义能力点：理解能力、应用能力10.不加任何试剂就可将①Na2SiO3②Na2SO4③CaCl2④KCl⑤Ba(NO3)2五种溶液鉴别出来，其鉴别检出顺序是()A.③④⑤①②B.③①⑤②④C.①③④②⑤D.③②①④⑤知识点：沉淀、气体能力点：实验能力、发散思维能力11.若发现114号新元素X，它的最外层有四个电子，则下列有关它的叙述中，正确的是()A.X有稳定的气态氢化物XH4B.X的最高正价氧化物是XO2C.X应为非金属元素D.X的低价氧化物是酸性氧化物知识点：元素周期表，氧族元素能力点：理解能力、想象思维能力1996年的诺贝尔化学奖授予了致力研究碳的球状问题结构的三位化学家。碳的球状结构，就是富勒烯家族的由若干个碳原子组成的比较稳定的笼状结构分子，其典型代表为C60。已测知其球状分子结构的表面上存在有共轭双键(由一个单键隔开的两个双键)。试根据以上叙述回答12、13两小题。12.C60与金刚石、石墨互为()A.同分异构体B.同系物C.碳的同位素D.碳的同素异形体知识点：同分异构体、同位素、同系物、同素异形体的概念。能力点：知识再现能力。13.C60晶体存在的作用力有()①离子键；②非极性键；③极性键；④范德华力；⑤不饱和键。A.①、②、⑤B.②、④、⑤C.②、③、④D.④、⑤知识点：离子键，极性键、非极性键、范德华力的概念。能力点：记忆能力、理解能力14.下列说法正确的是()A.二氧化硅是原子晶体，不存在单个分子，“SiO2”表示的是晶体中硅、氧原子的最简个数比而不是一个分子组成。B.石英玻璃的膨胀系数是普通玻璃的1/18，故不能用于制造耐高温化学仪器C.工业上用碳还原二氧化硅制粗硅，在反应中氧化剂与还原剂质量比是5∶2D.二氧化硅熔沸点比二氧化碳高，是由于Si—O键比C—O键的键能大。知识点：二氧化硅性质能力点：记忆能力、发散思维能力15.由元素X形成两种氧化物A和B，已知A中含X42.86%，B中含X27.27%，若A分子式为XO，则B分子式为()A.XO3B.X2OC.X2O3D.XO2知识点：氧化物能力点：计算能力、分析能力16.四氯化硅结构和四氯化碳类似，对其性质判断①四氯化硅是分子晶体；②常温下为液态；③四氯化硅沸点较低；其中正确的是()A.只有①B.①③C.②③D.①②③知识点：晶体类型和结构能力点：迁移能力、联想能力17.将24g石英和80g石灰石在高温下充分反应，反应后放出气体在标况时的体积是()A.8.96LB.17.92LC.4.48LD.11.2L知识点：石英性质能力点：计算能力18.某种H2和CO的混合气体。其密度为同条件下O2密度的1/2。将3.2g这种混合气体充入一盛有足量的Na2O2的密闭容器中，再通入足量O2，并用电火花点燃使其充分反应。最后容器中固体的质量增加了()A.3.2gB.4.4gC.5.6gD.6.4g知识点：考查CO的还原性能力点：计算能力、综合思维能力(二)非选择题19.工业上将磷酸钙、石英砂和炭粉混合，在电炉中焙烧制白磷：□Ca3(PO4)2+□SiO2+□C□CaSiO3+□P↑+□CO↑1)上述方程式配平后各物质系数依次为2)反应中得气体密度折成标况下为1.64g/L。据此计算制得白磷相对分子质量。3)据计算推断白磷分子组成为，其空间结构为。知识点：化学方程式的配平、白磷分子结构能力点：综合思维能力、分析能力20.有100mL无色混合气体，可能由O2、NO2、CO、N2、HCl、Cl2等气体中的几种组成。当混合气体通过足量的Na2CO3溶液时，气体体积减少了20mL，剩余气体通过灼热的氧化铜后，气体体积未发生变化，再把剩余气体通过足量的Na2O2时，气体体积又缩小了30mL，最后把余下气体与灼热铜粉充分反应后，体积变为20mL。分析回答：此混合气体由哪几种气体组成?各种气体的体积各是多少毫升?知识点：考查一些常见气体的性质。能力点：分析问题的综合能力。21.三硅酸镁被用来治疗胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物形式为，写出它中和胃酸(HCl)化学方程式：.知识点：酸碱中和，人体小常识能力点：综合思维能力，分析、思考能力22.已知X和Y是短周期元素中同族单质，W、V是化合物，它们有如下反应(式中各物质系数，反应条件均略去)；X+WY+V。写出符合上述题意并满足下列要求的化学方程式：1)W是水：2)V是水：3)W、V均是氧化物知识点：元素周期表、化合物性质能力点：记忆能力、联想能力、综合思维能力23.为熔制钾玻璃准备如下材料：360份重石英砂，67.2份重苛性钾和88.8份重熟石灰。假定这些熔料不含杂质。1)计算在制得钾玻璃中各氧化物质量分数2)用氧化物形式表示钾玻璃组成知识点：玻璃组成、氧化物组成能力点：综合思维能力、理解能力、计算能力参考答案(一)选择题1.D2.D3.AB4.D5.D6.AB7.B、D8.C9.AC10.B11.B12.D13.B14.A、C15.D16.D17.B18.A(二)非选择题19.1)X、3X、5X、3X、2、5X2)N＝1243)P4，正四面体20.混合气体无色，肯定无NO2和Cl2，无O2，HCl为20mL，CO为40mL，N2为20mL。21.2MgO·3SiO2·nH2O2MgO·3SiO2·nH2O+4HCl＝2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O22.1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑2)O2+2H2S2S+2H2O3)2C+SiO2高　温Si+2CO23.1)K2O：11.7%；CaO：13.9%；SiO2：74.4%2)K2O·2CaO·10SiO2