高中化学必修一第四章 非金属及其性质.docx

1、高中化学必修一第四章 非金属及其性质化学必修一第四章非金属及其化合物（课件版）第一节 无机非金属材料的主角硅1.地壳中含量最多的元素是氧,其次是硅;空气中含量最多的元素是氮,其次是氧。人体生理必需的食用盐是Nacl。人类活动所产生的影响大气质量的气态物质SO2、CO、NO2等属于非金属氧化物类别。2.硅的含量：地壳中排第二位（硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上）。3. Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以硅的化学性质不活泼。主要通过共用电子对的形式形成四价的化合物。4.原子结构图：5.碳元素与硅元素的比较：6. 常温下，单质碳

2、、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？答：单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。1.天然的二氧化硅硅石2.二氧化硅的结构立体网状结构总结：SiO4正四面体；空间网状结构；硅氧比例：1:2 ；没有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子。3.结构决定性质：物理性质：熔点高，是硬度大的固体，不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明；化学性质：很稳定（即化学性质很不活泼）、酸性氧化物、具有酸

3、性氧化物的特性（常温下，二氧化硅的化学性质不活泼不与水、酸（HF除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐）、同时也具有自己独特的个性（CO2H2OH2CO3 ，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3）。4.【详讲】二氧化硅的化学性质：跟强碱反应 SiO22NaOHNa2SiO3H2O （应用：制水玻璃；解释：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？答：NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。） 比较：CO22NaOHNa2CO3H2O跟碱性氧化物反应高温SiO2CaO CaS

4、iO3 比较：CO2CaOCaCO3（条件的不同说明什么问题？） 与氢氟酸反应 SiO2+4HF=SiF4+2H2O（注意：玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来刻蚀玻璃；解释：实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？答：HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶；补充：该实验在铅皿中进行。）高温下与某些盐反应 高温Na2CO3 +SiO2 = Na2SiO3 + CO2 高温CaCO3 +SiO2 =CaSiO3 + CO2（应用：制玻璃） 5.二氧化碳与二氧化硅的化学性质比较：6.二氧化硅的用途石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品

5、和眼镜片玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品光导纤维光导纤维：【拓展】1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送3万门电话且中继距离长达2050Km，保密性能好。7.经典范题：下列几种物质其主要成分不是二氧化硅的是（）。红宝石 玛瑙 钻石 石英晶体硅石 水晶 大理石 金刚砂 硅藻土 光导纤维思考：SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？1. 实验41：在试管中加入1ml饱和Na2SiO3溶液，用78滴水稀释，再滴入12滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消

6、失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。化学方程式：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3现象：加入酚酞后，溶液变红，再加入盐酸，红色变浅逐渐消失，产生白色胶状沉淀。（所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。）结论：结论：Na2SiO3的水溶液呈碱性；Na2SiO3和盐酸反应生成硅酸。原理： 强酸制弱酸。【拓展】Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4 （原硅酸）2.硅酸

7、难溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱：Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO31硅酸盐：硅酸盐是一种结构复杂的物质，一般由硅、氧、金属元素组成的化合物，一般不溶于水，基本组成单元还是SiO4四面体，导致硅酸盐熔点高，化学性质很稳定，不活泼。2. Na2SiO3的应用：肥皂填料、木材防火、黏胶剂等。3. 硅酸盐化学式拆分原则要领：化合价不变格式：金属氧化物、二氧化硅、水顺序：金属按活动顺序表-练一练-4.【拓展】硅酸盐岩石土壤胶体、负电。硅酸盐跟硅酸类似，形成胶体。特殊含硅化合物碳化硅SiC，俗名金刚砂（碳，二氧化硅高温制得） ，具有空间网状结构，硬度大，熔点高。5.硅酸盐材

8、料：结构特点：都含有硅氧四面体 SiO44的稳定结构；特性：稳定性强，硬度高，熔点高，难溶于水，绝缘，耐腐蚀等；实例：玻璃、陶瓷、水泥。6.经典范例：1. 硅单质（Si）：硅有晶体硅和无定形硅2.物理性质：灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体；熔、沸点高、硬度大；晶体硅是良好的半导体。3.化学性质：在常温下，化学性质不活泼，只与强碱、氟化氢、氟气反应。Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2Si+2F2 = SiF4Si+4HF = SiF4 +2H2加热时，Si可以和O2、 Cl2等反应。4.存在：在自然界中，没游离态的硅。5.用途：集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料（为高纯硅）

9、，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。6.单质硅的制备（工业上）：第二节 富集在海水中的元素-氯1. 氯气的结构特点（自绘原子结构）：得电子能力强，非金属性强。2.化合价：-1，0，1，+3，+5，+73.氯气的发现：1774年瑞典化学家舍勒发现氯气。4.氯气的物理性质：氯气是黄绿色；有刺激性气味，有毒的气体；易液化加压液化，贮存在钢瓶中（注：干燥的氯气常温不与铁反应）；密度比空气大向上排空气法收集（注：不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集；能溶于水（1体积水可溶解2体积氯气）。5.闻氯气的方法是：用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。（注:这是闻各种气体气味的

10、方法。）6.氯气的化学性质：氯气与金属反应：Cl2有很强的氧化性，能与多数金属反应生成相应的金属氯化物，尤其要注意的是：它和变价金属反应时，生成高价的金属氯化物，如：CuCl2、FeCl3 。氯气与某些非金属反应：氯气与氢气反应（氯气与金属反应时，是实实在在的得电子，而在与非金属（如H2）反应时，氯原子和氢原子都想得电子，最后双方为了达到稳定，形成共用电子对。 即使这样，形成的共用电子对还是偏向氯，偏离氢，从而使氯显-1价。 ）氯气与水反应：实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中。总结：新制氯水：H+ 、 Cl 、 ClO 、 HClO、Cl2 、 H2O，有强氧化性。久置氯水：盐酸溶液，无强氧化性。氯气与碱反应：氯气与盐溶液反应：经典范例： 氯气的用途： 杀菌消毒； 制漂白粉（液）； 作制高纯硅、锗和钛的中间物质； 合成塑料、橡胶、农药、药品等。【突破重点】成盐元素卤素：第三节 硫和氮的氧化物二氧化硫二氧化碳的比较:ps：第四节氨硝酸硫酸 详见教材完全解析王后雄O(_)O