20192020年高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第14讲碳、硅及无机非金属材料讲义新人教版
1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途
1自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳
单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。2单质的结构、物理性质与用途比较
碳
硅
金刚石：空间网状结构结构
石墨：层状结构
晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构
物理金刚石熔点高、硬度大
晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬
性质石墨熔点高、质软，有滑腻感度大、熔点高
金刚石用作切割刀具，石墨用作晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太
用途
电极、铅笔芯
阳能电池
2碳、硅单质的化学性质还原性碳、硅的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第ⅣA族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性如图。
1碳的还原性碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼如铜、制取粗硅、生产水煤气等，完成上图转化关系中①～④的化学方程式。①CO2＋C△2CO；②SiO2＋2C高温Si＋2CO↑；③C＋H2Og高温CO＋H2；④2CuO＋C△2Cu＋CO2↑。碳的还原性还表现为可将强氧化性浓硫酸、浓硝酸分别还原为SO2和NO2，本身被氧化为CO2。2硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气F2、氢氟酸HF、强碱反应，不能与氢气、
f氧气、氯气、硫酸、硝酸反应，加热时能与氧气、氯气反应。
完成上图转化关系中⑥～⑧的化学方程式。
⑥Si＋2Cl2△SiCl4；
⑦Si＋2F2SiF4；⑧Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑。3．二氧化硅和二氧化碳的比较
物质
二氧化硅
二氧化碳
结构
立体网状结构，不存在单个分子
存在单个CO2分子
主要物
硬度大，熔、沸点高，常温熔、沸点低，常温下为气体，
理性质
下为固体，不溶于水
微溶于水
与水反应
不反应
CO2＋H2OH2CO3
与酸反应
只与氢氟酸反应：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O
不反应
SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋与碱
CO2少量：CO2＋2NaOH
H2O盛碱液的试剂瓶用橡胶Na2CO3＋H2O、化反应
塞学
CO2过量：CO2＋NaOHNaHCO3
如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋性
质与盐
如与Na2CO3反应：SiO2＋H2O＋CO2不足H2SiO3↓＋
反应
Na2CO3高温Na2SiO3＋CO2↑
Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2足量H2SiO3↓＋
2NaHCO3
与碱性氧化物反应
如与CaO反应：SiO2＋CaO高温CaSiO3
如与Na2O反应：Na2O＋CO2Na2CO3
用途
光导纤维、光学r