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碳、硅及其化合物
教学目标：
1．了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
教学重难点：
了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用
教学过程：
考点一碳、硅及其重要化合物的性质
1．碳、硅元素的存在形态
(1)碳元素在自然界中既有游离态又有化合态。碳的同素异形体有金刚石、石墨、无定形碳、C
60
等。
(2)硅元素在地壳中的含量占第二位，仅次于氧元素，全部以化合态存在，是一种亲氧元素，单质硅有晶体和无定形两种。
2．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较
碳硅
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
物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点
高、质软，有滑腻感
晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔
点高
用途金刚石用于制造切割刀具，石墨用
作电极、铅笔芯
晶体硅用作半导体材料，制造硅芯片和硅太阳能
电池
(1)碳⎩
⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧
与O 2
反应⎩⎨
⎧
O 2
足量：C ＋O 2=====点燃
CO 2O
2
不足
：2C ＋O 2=====点燃
2CO
与氧化物反应
⎩⎪⎨⎪⎧
CuO ：2CuO ＋C=====△
2Cu ＋CO 2
↑冶炼金属SiO 2
：SiO 2
＋2C=====高温Si ＋2CO↑制取粗硅H 2
O ：C ＋H 2
O g =====高温CO ＋H 2
制取水煤气
与强氧化性酸反应⎩⎨
⎧
浓H 2
SO 4
：C ＋2H 2
SO 4
浓=====△
CO 2
↑＋2SO 2
↑＋2H 2
O 浓HNO 3
：C ＋4HNO 3
浓=====△
CO 2
↑＋4NO 2
↑＋2H 2
O
(2)硅
①与F 2反应：Si ＋2F 2===SiF 4。
②与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 ③与NaOH 溶液反应：
Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 ④与O 2反应：Si ＋O 2=====△
SiO 2。
⑤与Cl
2反应：Si＋2Cl
2
=====
△
SiCl
4
。
硅的工业制法
碳、硅单质的特殊性
1．一般情况下，非金属元素的单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
2．一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
3．Si的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：SiO
2＋2C=====
高温
Si＋2CO↑。
4．非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还
原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H
2O===Na
2
SiO
3
＋2H
2
↑。
5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与HF反应：Si＋4HF===SiF
4↑＋2H
2
↑。
6．一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H
2O中的氢：C＋H
2
O(g)=====
高温
H 2＋CO。
CO
2＋H
2
O H
2
CO
3
碳、硅单质的特殊性
1．一般情况下，非金属元素的单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
2．一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
3．Si的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：SiO
2＋2C=====
高温
Si＋2CO↑。
4．非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还
原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H
2O===Na
2
SiO
3
＋2H
2
↑。
5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与HF反应：Si＋4HF===SiF
4↑＋2H
2
↑。
6．一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H
2O中的氢：C＋H
2
O(g)=====
高温
H
2
＋CO。
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)用活性炭去除冰箱中的异味，没有发生化学反应( )
(2)大量燃烧化石燃料是造成雾霾的一种重要原因( )
