化学步步高高考总复习专题5 第二单元知识点+经典例题+易混点纠正
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[考试标准]知识条目必考要求加试要求1.氮氧化物的产生、转化及其性质 a2.氮及其化合物的相互转化关系 c3.氨的性质与用途 b4.工业合成氨 b5.铵盐的性质与用途 b6.硝酸的性质与用途 b7.工业制取硝酸的设备和流程 b8.氮肥的性质与科学使用a1.氮气写出有关反应的化学方程式: ①3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2; ②N 2+3H 2高温、高压催化剂2NH 3;③N 2+O 2=====放电或高温2NO 。
2.氮氧化物氮有多种价态的氧化物:N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。
完成下表中NO 和NO 2的比较:NO NO 2 物理颜色无色红棕色性质毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NO+O2===2NO2与H2O反应3NO2+H2O===2HNO3+NO与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾题组一氮气及氮氧化物的性质1.下列关于氮气性质的说法中错误的是()A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B.通常情况下,氮气性质很不活泼C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环答案 C解析通常情况下氮气的性质很不活泼,在放电或高温条件下,能跟氧气反应。
2.下列关于氮气的说法中错误的是()A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可以在电焊时作保护气B.N2+O2=====高温2NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一C.N2在空气中约占质量比的45D.在反应3Mg+N2=====点燃Mg3N2中N2作氧化剂答案 C解析N2很稳定,常用作保护气,但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2,故汽车尾气会造成环境污染,N2在空气中的体积含量约为4/5,N2与金属、H2反应时作氧化剂。
3.下列氧化物中,不属于酸性氧化物的是()A.CO2B.NO2C.SiO2D.SO2答案 B4.下列关于NO的说法正确的是()A.NO是酸性氧化物B .NO 只能通过人工合成C .NO 是大气污染物,会形成酸雨D .NO 可以用向上排空气法收集 答案 C5.对于3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 反应的下列说法正确的是( ) A .氧化剂与还原剂的质量比为1∶2B .氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C .NO 2是氧化剂,H 2O 是还原剂D .在反应中若有6 mol NO 2参与反应时,有3 mol 电子发生转移 答案 A题组二 NO 、NO 2对环境的污染和治理6.汽车排放的尾气中含有NO 2,NO 2是城市大气污染的主要污染物之一。
本章易错题重练一、常考易错选择题选项再排查1.物质组成、性质及应用类正误判断(1)由同种元素组成的物质一定是纯净物(×)(2)蓝色硫酸铜晶体上滴浓硫酸,会发生化学变化(√)(3)SiO 2既能和NaOH 溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物(×)(4)金属氧化物均为碱性氧化物(×)(5)石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物(×)(6)232Th 转化为233U 是化学变化(×)(7)SO 2、SiO 2、CO 均为酸性氧化物(×)(8)直径为20 nm 的纳米级碳酸钙属于胶体(×)(9)化学反应有新物质生成,并遵循质量守恒和能量守恒定律(√)(10)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现(×)(11)用活性炭去除冰箱中的异味,没有发生化学变化(√)(12)用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果,没有发生化学变化(×)2.氧化还原反应概念正误判断(1)置换反应全部属于氧化还原反应。
因为有单质参加和生成,化合价发生了变化(√)(2)复分解反应全部属于非氧化还原反应。
因为反应前后元素的化合价没有变化(√)(3)有单质参加的化合反应属于氧化还原反应。
因为单质中元素化合价必然发生变化(√)(4)有单质生成的分解反应属于氧化还原反应。
因为单质中元素化合价必然发生变化(√)(5)元素从化合态变为游离态,该元素不一定被还原(√)(6)失电子越多,还原性越强,得电子越多,氧化性越强(×)(7)金属元素被还原,不一定得到金属单质(√)(8)含氧酸的价态越高,氧化性一定越强(×)(9)不容易得到电子的物质,肯定容易失去电子(×)3.离子方程式正误判断(1)向稀HNO 3中滴加Na 2SO 3溶液:SO 2-3+2H +===SO 2↑+H 2O(×) (2)磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe 2++4H ++NO -3===3Fe 3++NO ↑+2H 2O(×) (3)明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO 2-4恰好完全沉淀:2Ba 2++3OH -+Al 3++2SO 2-4===2BaSO 4↓+Al(OH)3↓(×)(4)浓盐酸与铁屑反应:2Fe +6H +===2Fe 3++3H 2↑(×) (5)用铜做电极电解CuSO 4溶液:2Cu 2++2H 2O=====通电2Cu +O 2↑+4H +(×)(6)Na 2S 2O 3溶液中加入稀硫酸:2S 2O 2-3+4H +===SO 2-4+3S ↓+2H 2O(×) (7)用过量氨水吸收工业尾气中的SO 2:2NH 3·H 2O +SO 2===2NH +4+SO 2-3+H 2O(√) (8)AlCl 3溶液中加入过量稀氨水:Al 3++4NH 3·H 2O===[Al(OH)4]-+4NH +4(×) (9)NaClO 和NaCl 混合液中加入少量FeSO 4溶液:2Fe 2++ClO -+2H +===Cl -+2Fe 3++H 2O(×) (10)酸性溶液中KIO 3与KI 反应生成I 2:IO -3+I -+6H +===I 2+3H 2O(×) 二、常考易错的12个离子方程式书写再落实1.CuSO 4溶液与过量Ba(OH)2反应:Cu 2++SO 2-4+Ba 2++2OH -===Cu(OH)2↓+BaSO 4↓。
⾼中化学所有知识点总结(据⼈教版步步⾼⼤⼀轮复习讲义整理)⾼中化学所有知识点总结第⼀章从实验学化学 (4)第⼀讲化学常⽤仪器和基本操作 (4)第⼆讲物质的分离和提纯 (16)第三讲物质的量⽓体摩尔体积 (19)第四讲物质的量在化学实验中的应⽤ (22)第⼆章化学物质及其变化 (25)第⼀讲物质的组成、性质和分类 (25)第⼆讲离⼦反应 (30)第三讲氧化还原反应 (36)第三章⾦属及其重要化合物 (42)第⼀讲钠及其重要化合物 (42)第⼆讲镁、铝及其重要化合物 (45)第三讲铁及其重要化合物 (51)第四讲⽤途⼴泛的⾦属材料及开发利⽤⾦属矿物 (55)第四章⾮⾦属及其化合物 (59)第⼀讲碳、硅及⽆机⾮⾦属材料 (59)第⼆讲富集在海⽔中的元素——卤素 (62)第三讲硫及其重要化合物 (67)第四讲氮及其重要化合物 (71)第五章物质结构元素周期律 (77)第⼀讲原⼦结构 (77)第⼆讲元素周期表元素周期律 (80)第三讲化学键 (85)第六章化学反应与能量 (88)第⼆讲原电池新型化学电源 (92)第三讲电解池⾦属腐蚀与防护 (96)第七章化学反应速率与化学平衡 (102)第⼀讲化学反应速率 (102)第⼆讲化学平衡状态 (104)第三讲化学平衡常数及反应进⾏的⽅向 (107)第⼋章⽔溶液中的离⼦平衡 (111)第⼀讲弱电解质的电离平衡 (111)第⼆讲⽔的电离和溶液的酸碱性 (115)第三讲盐类的⽔解 (121)第四讲难溶电解质的溶解平衡 (125)第九章有机化合物 (128)第⼀讲认识有机化合物——主要的烃 (128)第⼆讲⽣活中两种常见的有机物和基本营养物质 (133)第⼗章化学实验 (137)第⼀讲常见物质的检验与鉴别 (137)第⼆讲常见物质的制备 (141)第三讲化学实验设计与评价 (145)第⼗⼀章物质结构与性质(选修) (150)第⼀讲原⼦结构与性质 (150)第⼆讲分⼦结构与性质 (155)第三讲晶体结构与性质 (161)第⼗⼆章有机化学基础(选修) (166)第⼀讲认识有机化合物 (166)第⼆讲烃与卤代烃 (174)第四讲⽣命中的基础有机物合成有机⾼分⼦化合物 (187)第⼀章从实验学化学第⼀讲化学常⽤仪器和基本操作考点1 化学常⽤仪器的识别和使⽤⼀、可加热的仪器1.仪器①的名称为试管。
本专题栏目开关专题十四[考纲要求] 1.有机化合物的组成与结构: (1)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。
(2)了解有机化合物分本专题栏目开关子中碳的成键特征,了解有机化合物中常见的官能团。
能正确表示常见有机化合物分子的结构。
(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。
(4)从碳的成键特点认识有机化合物的多样性。
了解有机化合物的异构现象,能写出简单有机化合物的同分异构体(立体异构不作要求) 。
(5)掌握烷烃的系统命名法。
(6)能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。
专题十四2.烃及其衍生物的性质与应用: (1)以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异。
(2)了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。
(3)举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
(4) 了解卤代烃、醇、本专题栏目开关专题十四4.合成高分子化合物: (1)了解合成高分子的组成与结构特点,能本专题栏目开关依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
(2)了解加聚反应和缩聚反应的特点。
了解常见高分子材料的合成反应。
(3)了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
5.以上各部分知识的综合应用。
考点一专题十四考点一本专题栏目开关有机物的结构与同分异构现象1.有机物的结构教材中典型有机物的分子结构特征,识记典型有机物的球棍模型、比例模型,会“分拆”比对结构模板,“合成”确定共线、共面原子数目。
考点一(2)对照模板定共线、共面原子数目专题十四需要结合相关的几何知识进行分析:如不共线的任意三点可确定一个平面,一条直线与某平面有两个交点时,则这条直本专题栏目开关线上的所有点都在该相应的平面内,同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少)。
2.同分异构现象 (1)同分异构体的种类①碳链异构②官能团位置异构③类别异构(官能团异构)考点一有机物分子通式与其可能的类别如下表所示:组成通式 CnH2n本专题栏目开关专题十四可能的类别烯烃、环烷烃炔烃、二烯烃饱和一元醇、醚典型实例CnH2n-2 CnH2n+2OCH≡C—CH2CH3 与 CH2==CHCH==CH2 C2H5OH 与 CH3OCH3CnH2nO醛、酮、烯醇、环醚、环醇考点一专题十四CnH2nO2羧酸、酯、羟基醛酚、芳香醇、芳香醚硝基烷、氨基酸单糖或双糖CH3COOH、HCOOCH3 与 HO—CH2—CHO本专题栏目开关CnH2n-6OCnH2n+1NO2 Cn(H2O)mCH3CH2—NO2 与 H2NCH2—COOH 葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖(C12H22O11)考点一(2)同分异构体的书写规律专题十四书写时,要尽量把主链写直,不要写得歪扭七八的,以免干扰自己的视觉;思维一定要有序,可按下列顺序考虑:①主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列邻、间、对。
本章重难点专题突破一、详析化学反应中能量的变化我们在做化学实验时,经常会感受到有热量的变化,比如钠与水的反应等,其实在化学反应中,不仅有物质的变化,即新物质的生成,而且还伴随着能量的变化,有的反应是吸热的,有的反应是放热的。
而化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。
化学反应是化学科学研究的核心,化学反应过程中的物质变化要遵循质量守恒定律,而能量变化要遵循能量守恒定律。
在化学反应过程中一定存在着能量的变化,而这些能量变化大多数表现为热量的变化,这就实现了化学能与热能的转化。
1.从化学键的角度理解在化学变化前后,参加反应的原子的种类和个数并没有改变,只是进行了原子之间的重组和整合;原子进行重组、整合的过程,实际上就是反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成的过程。
由于反应物中化学键的断裂要消耗能量,而生成物中化学键的形成要释放能量,因此我们将化学反应中能量变化表示为反应物――――――――――――→旧化学键断裂吸收能量新化学键形成释放能量生成物 这样,当反应中吸收的能量大于释放的能量时,反应表现为吸收能量,该反应为吸热反应; 当反应中吸收的能量小于释放的能量时,反应表现为放出能量,该反应为放热反应。
【典例1】 已知:①1 mol H 2分子中化学键断裂时需吸收436 kJ 的能量;②1 mol Cl 2分子中化学键断裂时需吸收243 kJ 的能量;③由氢原子和氯原子形成1 mol HCl 分子时释放 431 kJ 的能量。
则1 mol H 2和1 mol Cl 2反应生成氯化氢气体时的能量变化为( ) A.放出能量183 kJ B.吸收能量183 kJ C.吸收能量248 kJD.吸收能量862 kJ解析 根据反应的化学方程式:H 2+Cl 2=====点燃2HCl,可知在反应过程中,断裂1 mol H —H 键、1 mol Cl —Cl 键,同时形成2 mol H —Cl 键。
计算可知生成2 mol HCl 气体时,吸收的热量为436 kJ +243 kJ =679 kJ,放出的热量为431 kJ ×2=862 kJ,故反应中放出的热量为862 kJ -679 kJ =183 kJ,A 对。
第三节 卤代烃[学习目标定位] 1.认识卤代烃的组成和结构特点。
2.能够根据溴乙烷的分子结构分析推测其化学性质,会判断卤代烃的反应类型。
3.知道卤代烃在有机合成中的应用。
一、溴乙烷的分子结构与性质 1.溴乙烷的分子结构C 2H 5Br ,结构简式为CH 3CH 2Br ,官能团为—Br 。
2.溴乙烷的物理性质纯净的溴乙烷是无色液体,沸点为38.4 ℃,密度比水大,难溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂。
3.溴乙烷的化学性质 (1)水解反应溴乙烷与NaOH 溶液共热时,溴乙烷分子中的溴原子被水分子中的羟基取代,反应的化学方程式是CH 3CH 2Br +NaOH ――→水△CH 3CH 2OH +NaBr 。
(2)消去反应按表中实验操作完成实验,并填写下表:①化学方程式是CH 3CH 2Br +NaOH ――→乙醇△CH 2===CH 2↑+NaBr +H 2O 。
②消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H 2O 、HX 等),而生成含不饱和键化合物的反应。
卤代烃的消去反应与水解反应的比较例1 下列化合物中,既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应的是( )答案 B解析 卤代烃均能发生水解反应,选项中的四种物质均为卤代烃;卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。
C 、D 项中的两物质卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子,A 中无邻位碳原子,都不能发生消去反应。
【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃性质的综合考查例2 根据下面的反应路线及所给信息填空。
A ――――→Cl 2,光照①(一氯环己烷)―――――――――→NaOH ,乙醇,△② ―――――→Br 2的CCl 4溶液③B ――→④(1)A 的结构简式是________,名称是________。
(2)①的反应类型是________________,③的反应类型是________。
章末重难点专题突破[目标定位] 1.熟知各类烃的结构与性质。
2.理解烃的燃烧规律及应用。
3.会确定混合烃的组成。
4.会判断有机物分子中原子共线和共面。
5.掌握卤代烃在有机合成中的应用。
一各类烃的结构与性质1.各类烃的结构特点、性质和常见的同分异构体键加成反应氧化反应CH2===CH2特别提示(1)烷烃与苯和苯的同系物都能发生取代反应,但反应条件不同,前者为光照,后者为铁粉。
(2)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯的同系物一般能被氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色。
2.各类烃的检验特别提示应用上述性质可以解决不同类型烃的鉴别问题,同时要特别注意条件(如液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、光照、催化剂等)对反应的影响。
例1有4种无色液态物质:己烯、己烷、苯和甲苯,符合下列各题要求的分别是(1)不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应,但在FeBr3作用下能与液溴反应的是_________,生成的有机物名称是_______,反应的化学方程式为___________________________________。
此反应属于__________反应。
(2)与溴水或酸性KMnO4溶液都不反应的是______。
(3)能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是________。
(4)不与溴水反应但与酸性KMnO4溶液反应的是____________。
3.烯烃的顺反异构(1)并不是所有的烯烃都存在顺反异构,只有当双键两端的同一碳原子上连接不同的原子或原子团时烯烃才存在顺反异构。
(2)判断烯烃是否存在顺反异构的方法:①分子中有不能自由旋转的碳碳双键;②双键两端的同一碳原子上不能连接相同的基团。
如乙烯,因为每个碳原子都连有两个氢原子,所以乙烯没有顺反异构体。
如果用a、b、c表示双键碳原子上的原子或原子团,因双键所引起的顺反异构可以表示如下:其中前两种为顺式,后两种为反式。
例2 下列有机物分子中,可形成顺反异构的是( ) A.CH 2===CHCH 3 B.CH 2===CHCH 2CH 3 C.CH 3CH===C(CH 3)2 D.CH 3CH===CHCl二 烃类燃烧的规律1.烃完全燃烧前后气体体积变化规律 烃完全燃烧的通式:C x H y +(x +y 4)O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O(1)燃烧后温度高于100 ℃,即水为气态 ΔV =V 后-V 前=y4-1①y =4时,ΔV =0,体积不变; ②y >4时,ΔV >0,体积增大; ③y <4时,ΔV <0,体积减小。
[考试标准]1.基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念之间的关系概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
实例:在Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2的反应中Fe 2O 3是氧化剂,CO 是还原剂;C 元素被氧化,Fe 元素被还原;Fe 2O 3具有氧化性,CO 具有还原性;CO 2是氧化产物,Fe 是还原产物。
2.基于电子转移的表示方法理解氧化还原反应的类型下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中,正确的是④⑤;属于歧化反应的是②,属于归中反应的是③,属于部分氧化还原反应的是③④⑤。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系(1)下列反应属于氧化还原反应的是____________(填序号,下同),属于化合反应的是____________,属于分解反应的是________________________,属于置换反应的是____________,属于复分解反应的是______________。
①Cu 2S +O 2=====△2Cu +SO 2 ②3O 2=====放电2O 3③Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2 ④2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑ ⑤CaCO 3=====高温CaO +CO 2↑ ⑥2H 2O 2=====MnO 22H 2O +O 2↑ ⑦SO 3+H 2O===H 2SO 4 ⑧2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3⑨H 2SO 4+2NaOH===Na 2SO 4+2H 2O ⑩NaH +H 2O===NaOH +H 2↑ ⑪IBr +H 2O===HIO +HBr答案 ①③④⑥⑧⑩ ⑦⑧ ⑤⑥ ①④ ⑨⑪(2)四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示:题组一正确理解氧化还原反应1.下列说法正确的是()A.氧化还原反应的本质是元素的化合价发生变化B.还原剂是一种能够得到电子的物质C.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应D.氧化反应和还原反应是同时发生的答案 D解析氧化还原反应的本质是电子的转移;还原剂是一种能够失去电子的物质;物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应。
[考纲要求] 1.知道化学变化中常见的能量转化形式,能说明化学反应中能量转化的主要原因。
2.了解化学能与热能的相互转化及其应用。
了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。
3.能正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4.理解原电池和电解池的工作原理,能写出简单电极反应和电池反应方程式。
5.了解常见的化学电源,认识化学能与电能相互转化的重要应用。
6.认识金属腐蚀的危害,理解金属发生电化学腐蚀的原理,能运用恰当的措施防止铁、铝等等金属腐蚀。
7.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。
认识化学在解决能源危机中的重要作用。
考点一化学能与热能1.从两种角度理解化学反应热2.“五步”法书写热化学方程式提醒对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态之外,还要注明物质的名称。
如:①S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1③S(单斜,s)===S(正交,s) ΔH3=-0.33 kJ·mol-13.燃烧热和中和热应用中的注意事项(1)均为放热反应,ΔH<0,单位为kJ·mol-1。
(2)燃烧热概念理解的三要点:①外界条件是25 ℃、101 kPa;②反应的可燃物是1 mol;③生成物是稳定的氧化物(包括状态),如碳元素生成的是CO2,而不是CO,氢元素生成的是液态水,而不是水蒸气。
(3)中和热概念理解三要点:①反应物的酸、碱是强酸、强碱;②溶液是稀溶液,不存在稀释过程的热效应;③生成产物水是1 mol。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和(×)(2019·江苏,11D)(2)如图表示燃料燃烧反应的能量变化(×)(2016·江苏,10A) (3)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。
[考试标准]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、C 60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,不容易失电子也不容易得电子,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(如炼铜)、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。
①CO 2+C=====△2CO ; ②SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑; ③C +H 2O(g)=====高温CO +H 2; ④2CuO +C=====△2Cu +CO 2↑。
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SO 2和NO 2,本身被氧化为CO 2。
(2)硅的化学性质不活泼,在常温下只能与氟气(F 2)、氢氟酸(HF)、强碱反应,不能与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸反应,加热或高温时能与氧气、氯气反应。
完成上图转化关系中⑥~⑧的化学方程式。
⑥Si +2Cl 2=====高温SiCl 4; ⑦Si +2F 2===SiF 4;⑧Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
(3)硅的工业制法3.二氧化硅和二氧化碳的比较题组一硅和碳的结构与性质1.下列说法错误的是()A.高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B.铅笔芯的主要成分是石墨C.低温时硅与水、空气和酸不反应,但能与氢氟酸反应D.自然界硅元素的储量丰富,并存在大量的单质硅答案 D2.下列关于金刚石、足球烯(C60)、石墨的说法正确的是() A.碳元素的三种同素异形体都属于原子晶体B.金刚石、足球烯、石墨和足量的氧气反应,最终产物不同C.足球烯是分子晶体D.金刚石、石墨、足球烯都是碳的共价化合物答案 C3.下列关于硅的说法中不正确的是()A.硅是非金属元素,但它的单质是有金属光泽的灰黑色固体B .硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料C .硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应D .硅与氟、氯、溴、碘在一定条件下能直接化合 答案 C解析 硅的化学性质不活泼,但在常温下能与F 2、氢氟酸、强碱溶液等反应,C 项错误。
题组二 硅、碳的氧化物对比4.下列对于碳和硅的叙述中,正确的是( ) A .其氧化物都能与NaOH 溶液反应 B .其单质在加热时都能跟O 2反应 C .其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D .碳和硅两种元素共有两种单质 答案 B解析 CO 不溶于水不能生成相应的酸,也不能与NaOH 溶液反应;SiO 2不溶于水,也不能生成相应的酸;碳有金刚石、石墨、C 60等同素异形体,硅有晶体硅和无定形硅等,所以两种元素共有多种单质。
5.下列叙述正确的是( )A .利用高纯硅可以制成光电池,将光能直接转化为电能B .CO 、CO 2均易与血红蛋白结合而中毒C .SiO 2可用于制造光导纤维和半导体D .SiO 2和H 2O 反应可直接制备H 2SiO 3 答案 A6.下列反应不能一步得到的是( ) A .SiO 2→Na 2SiO 3 B .SiO 2→H 2SiO 3 C .SiO 2→SiF 4 D .H 2SiO 3→SiO 2答案 B解析 SiO 2是酸性氧化物,能与NaOH 溶液反应生成Na 2SiO 3:SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O ,A 项不符合题意;SiO 2不溶于水,也不能与水反应,故不能由SiO 2直接得到H 2SiO 3,B 项符合题意;SiO 2可以和氢氟酸反应生成SiF 4,C 项不符合题意;H 2SiO 3受热分解生成SiO 2和H 2O :H 2SiO 3=====△SiO 2+H 2O ,D 项不符合题意。
7.下列关于CO 2和SiO 2性质的说法中,不正确的是( ) A .CO 2通入水玻璃中可以得到硅酸 B .CO 2和SiO 2在物理性质上有很大的差别C .SiO 2不与CaCl 2溶液反应,而CO 2通入CaCl 2溶液中可得到白色沉淀D .CO 2和SiO 2都是酸性氧化物,都能与NaOH 溶液反应答案 C解析 水玻璃是Na 2SiO 3的水溶液,由于C 的非金属性比Si 强,则酸性:H 2CO 3>H 2SiO 3,故CO 2能与Na 2SiO 3溶液反应生成硅酸,A 项正确;CO 2是气体,熔、沸点很低,而SiO 2是坚硬的固体,熔、沸点很高,故B 项正确;SiO 2、CO 2均不与CaCl 2溶液反应,故C 项错误。
熟记硅及其化合物的特殊性质1.硅单质的特殊性(1)Si 的还原性大于C ,但C 却能在高温下还原出Si :SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑。
(2)非金属单质跟碱液作用一般无H 2放出,但Si 与碱液作用却放出H 2:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si 能与HF 反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。
(4)非金属单质大多为非导体,但Si 为半导体。
2.含硅化合物的特殊性(1)SiO 2是H 2SiO 3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水作用制备H 2SiO 3。
(2)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO 2能跟HF 反应:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O 。
(3)无机酸一般易溶于水,但H 2SiO 3难溶于水。
(4)因H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3,所以在Na 2SiO 3溶液中通入少量CO 2能发生下列反应:Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3↓+Na 2CO 3,但在高温下SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑也能发生。
题组三 工业制取高纯硅8.硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl573K 以上SiHCl 3(粗)――→精馏SiHCl 3(纯)――→H 21357K高纯硅 ①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅反应的化学方程式:_________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质,写出配平的化学方程式:_____________________________________________; H 2还原SiHCl 3过程中若混入O 2,可能引起的后果是________________________________。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。
A .碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等 B .含4%硅的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯 C .高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D .普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,有固定的熔点E .盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案 (1)①SiHCl 3+H 21357K,Si +3HCl ②SiHCl 3+3H 2O===H 2SiO 3↓+3HCl +H 2↑ 高温下H 2与O 2混合发生爆炸 (2)ABC解析 (1)①H 2还原SiHCl 3可制备Si ,化学方程式为SiHCl 3+H 2=====1357KSi +3HCl 。
②SiHCl 3与H 2O 反应生成H 2SiO 3、HCl 和H 2;用H 2还原SiHCl 3过程中若混入O 2,则高温下H 2与O 2反应发生爆炸。
(2)A 项,碳化硅硬度很大,可用于生产砂纸、砂轮等;B 项,含4%硅的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯;C 项,高纯度的SiO 2可以制造光导纤维;D 项,普通玻璃的主要成分是Na 2SiO 3、CaSiO 3和SiO 2,是由石英(SiO 2)、石灰石、纯碱高温下反应产生的,化学方程式为Na 2CO 3+SiO 2=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑,CaCO 3+SiO 2=====高温CaSiO 3+CO 2↑,为混合物,没有固定的熔点;E 项,Si 与盐酸不反应。
熟悉两种制取高纯硅的方法1.四氯化硅还原法 (1)工艺流程石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②Cl 2加热SiCl 4――→③H 2高温高纯硅 (2)反应原理,Si(粗)+2Cl 2=====△SiCl 4, SiCl 4+2H 2=====高温Si(纯)+4HCl 。
2.三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅(常用方法) (1)工艺流程石英砂――→ⅰ.焦炭高温粗硅――→ⅱ.HCl300℃以上SiHCl 3(粗)――→精馏SiHCl 3(纯)――→ⅲ.H 21000~1100℃高纯硅 (2)反应原理ⅰ.SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑, ⅱ.Si +3HCl =====300℃以上SiHCl 3+H 2, ⅲ.SiHCl 3+H 2=====1000~1100℃Si +3HCl 。
考点二 硅酸盐及无机非金属材料1.硅酸和硅酸钠 (1)硅酸硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。
①硅酸不稳定,受热易分解:H 2SiO 3=====△SiO 2+H 2O 。
②硅酸能与碱溶液反应,如与NaOH 溶液反应的化学方程式为H 2SiO 3+2NaOH===Na 2SiO 3+2H 2O 。
③硅酸在水中易聚合形成胶体。
硅胶吸附水分能力强,常用作干燥剂。
(2)硅酸钠(Na 2SiO 3)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它能与酸性比硅酸强的酸反应,分别写出以下化学方程式: 与盐酸反应:Na 2SiO 3+2HCl===2NaCl +H 2SiO 3↓。
与CO 2水溶液反应:Na 2SiO 3+CO 2(少量)+H 2O===H 2SiO 3↓+Na 2CO 3。
③用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。
2.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②玻璃生产中的两个重要反应:Na 2CO 3+SiO 2=====Na 2SiO 3+CO 2↑;CaCO 3+SiO 2=====高温CaSiO 3+CO 2↑。