高中化学必修一非金属及其化合物Word格式文档下载.docx

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第二周期ⅣA族

第三周期ⅣA族

单质的结构

金刚石：

空间网状结构

石墨：

层状结构

晶体硅：

与金刚石类似的空间网状结构

元素在自然界中的存在形式

既有游离态又有化合态

只有化合态

2．碳、硅单质的性质

（1）碳、硅的物理性质和用途（用短线连接起来）：

提示：

①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d

（2）碳、硅的化学性质：

①碳单质的化学性质

a．与O2的反应（用化学方程式表示）：

O2不足：

2C＋O22CO；

O2充足：

C＋O2CO2。

b．与其他物质的反应（用化学方程式表示）：

与CuO反应：

2CuO＋C2Cu＋CO2↑（可用于金属的冶炼）；

与CO2反应：

CO2＋C2CO；

与水蒸气反应：

C＋H2O（g）CO＋H2（制水煤气）；

与浓硫酸反应：

C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

②硅的化学性质

a．与氢氟酸反应的化学方程式：

Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；

b．与NaOH溶液反应的化学方程式：

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；

c．与O2反应：

Si＋O2SiO2。

3．二氧化硅与二氧化碳的比较

（1）物理性质：

①熔、沸点：

SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。

②溶解性：

CO2可溶于水，SiO2不溶于水。

（2）化学性质：

物质

二氧化硅

二氧化碳

与水

反应

不反应

CO2＋H2OH2CO3

与酸

只与氢氟酸反应：

SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

与碱（NaOH）

溶液反应

SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（盛碱液的试剂瓶用橡胶塞）

CO2少量：

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2足量：

CO2＋NaOH===NaHCO3

与盐

如与Na2CO3反应：

SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑

如与Ca（ClO）2反应：

Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO

与碱

性氧化

物反应

如与CaO反应：

SiO2＋CaOCaSiO3

如与Na2O反应：

CO2＋Na2O===Na2CO3

（3）主要用途：

CO2：

制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。

SiO2：

作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。

[知能存储]

硅及其化合物的特性

1．硅单质的特性

（1）Si的还原性强于C，但C却在高温下还原出Si：

SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑。

（2）非金属单质与碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

（3）非金属单质一般不能与非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：

Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。

（4）非金属单质大多为绝缘体，但Si为半导体。

2．含硅化合物的特性

一般规律

含硅化合物的特性

酸性氧化物一般与水反应生成相应酸

SiO2不溶于水，不与水反应

酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应

SiO2＋HF===SiF4↑＋2H2O

H2SiO3

“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性强于H2SiO3

Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓

以下反应不能说明酸性的强弱

Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑

CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑

无机酸一般易溶于水

硅酸难溶于水

考点二

1．硅酸

2．硅酸盐

（1）硅酸盐：

是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。

（2）硅酸盐组成的表示方法：

通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·

SiO2，长石（KAlSi3O8）可表示为K2O·

Al2O3·

6SiO2。

（3）硅酸钠：

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。

②与酸性较硅酸强的酸反应：

a．与盐酸反应的化学方程式：

Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。

b．与CO2水溶液反应的化学方程式：

Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。

③用途：

黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。

3．无机非金属材料

（1）传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

①常见硅酸盐材料比较

水泥

玻璃

陶瓷

生产原料

石灰石、黏土

纯碱、石灰石、石英

黏土

主要设备

水泥回转窑

玻璃熔窑

陶瓷窑

②玻璃生产中的两个重要反应：

Na2CO3＋SiO2高温,Na2SiO3＋CO2↑；

CaCO3＋SiO2高温,CaSiO3＋CO2↑。

（2）新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。

[易错警示]

硅及其化合物在常用物质中的易错点

（1）用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。

（2）水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。

（3）传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。

[探规寻律]

硅酸盐改写成氧化物形式的方法

（1）氧化物的书写顺序：

活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。

（2）氧化物前计量数的配置原则：

除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·

”隔开。

（3）当计量数配置出现分数时应化为整数。

如正长石：

KAlSi3O8不能写成K2O·

3SiO2，应写成K2O·

[知能存储]

常用的“碳三角”转化关系

①2C＋O22CO；

②2CO＋O22CO2

③C＋CO22CO；

④C＋O2CO2

⑤2Mg＋CO22MgO＋C

含硅化合物间的重要转化关系

①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

②Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓

（或SiO＋2H＋===H2SiO3↓）

③H2SiO3H2O＋SiO2

上述转化关系是含硅化合物推断题的重要突破口。

1．特殊的颜色：

Cl2——黄绿色气体

Br2——红棕色液体

I2——紫黑色固体

2．特殊的成分：

新制氯水中含三分子（Cl2、HClO、H2O）、四离子（Cl－、ClO－、H＋、OH－）

3．X－（卤素离子）的检验：

4．必记五反应：

（1）Cl2＋H2OHCl＋HClO

（2）2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O

（3）Ca（ClO）2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO

（4）Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl

（5）MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

[基础自主落实]

1．氯气的物理性质

颜色

气味

毒性

密度

特性

黄绿色

强烈刺激性气味

有毒

比空气大

易液化

[注意]　闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的Cl2飘进鼻孔。

2．从氯的原子结构认识氯气的化学性质

——氧化性

（1）与金属反应：

与变价金属反应生成高价金属氯化物。

①与铁反应：

2Fe＋3Cl22FeCl3。

②与铜反应：

Cu＋Cl2CuCl2。

（2）与非金属反应

与H2反应：

H2＋Cl22HCl。

（3）与还原性无机化合物反应

①与碘化钾溶液反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

②与SO2水溶液反应：

Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

③与FeCl2溶液反应：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。

3．从化合价的角度认识Cl2的化学性质

——歧化反应

氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。

（1）与水反应

氯气与水反应的化学方程式：

Cl2＋H2OHCl＋HClO。

（2）与碱（NaOH）反应

反应的化学方程式：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

4．次氯酸

（1）不稳定性：

次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。

氯水须现用现配，保存在棕色瓶，置于冷暗处。

（2）强氧化性

①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。

②杀菌、消毒。

（3）弱酸性

向NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO。

5．次氯酸盐

（1）漂白液

（2）漂白粉

①成分：

漂白粉的主要成分是Ca（ClO）2、CaCl2，其中有效成分是Ca（ClO）2。

②制备原理：

化学方程式为2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

③漂白原理：

化学方程式为Ca（ClO）2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。

氯水成分的实验探究方法

新制氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体，由多种成分组成决定了它具有多重性质，在与不同的试剂反应时，起作用的微粒不同。

具体的探究过程见下表：

所加试剂

实验现象

参与反应的微粒

离子方程式或解释

AgNO3溶液

白色沉淀

Cl－

Cl－＋Ag＋===AgCl↓

Na2CO3固体

有气泡产生

H＋

2H＋＋CO===O2↑＋H2O

有色布条

布条颜色褪去

HClO

发生氧化还原反应

SO2

黄绿色褪去

Cl2

SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO

石蕊溶液

先变红后褪色

H＋、HClO

酸性和漂白性

次氯酸盐的强氧化性

ClO－不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。

如漂白粉遇到亚硫酸盐：

Ca2＋＋ClO－＋SO===CaSO4↓＋Cl－。

1．卤素单质的相似性

（1）都能与大多数金属反应：

2Fe＋3Br22FeBr3

Fe＋I2FeI2

（2）都能与H2反应：

H2＋X2===2HX

（3）都能与水反应：

X2＋H2OHX＋HXO（F2除外）

（4）都能与碱液（如NaOH）反应：

X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O（F2例外）

2．卤