1、一、硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 1晶體硅的結(jié)構(gòu) 型的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬 晶體,正四面體,原子,2物理性質(zhì) 晶體硅的熔沸點(diǎn) ，硬度 ，導(dǎo)電性介于 和 之間，是良好的半導(dǎo)體材料,很高,很大,導(dǎo)體,絕緣體,3化學(xué)性質(zhì) (1)概述：常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，不與 、Cl2、 、HNO3反 應(yīng)，只與F2、 、強(qiáng)堿溶液反應(yīng) (2)主要性質(zhì),O2,H2SO4,HF,1.請(qǐng)根據(jù)下列流程，用化學(xué)方程式表示粗硅制備及 提純的反應(yīng)原理,二、硅的化合物 1二氧化硅 (1)晶體結(jié)構(gòu),晶體類型： . 原子結(jié)合方式：1個(gè)硅原子同時(shí)與 個(gè)氧原子結(jié)合，1個(gè)氧原子同時(shí)與2 個(gè)硅原子結(jié)合，硅原子與氧原子個(gè)數(shù) 比為 .,4,12,原子晶體,(2)化學(xué)性質(zhì),

2、2硅酸和硅酸鈉,2.今有下列試劑：SiO2蒸餾水鹽酸 燒堿溶液，若實(shí)驗(yàn)室制備H2SiO3，應(yīng)選取哪些試 劑？用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理.,提示：選取的試劑有SiO2、NaOH溶液和鹽酸，反應(yīng)原理為： SiO22NaOH=Na2SiO3H2O Na2SiO32HCl = 2NaClH2SiO3,3硅酸鹽的氧化物形式 (1)表示方法：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物SiO2H2O (2)實(shí)例：如Na2SiO3： ；Al2Si2O5(OH)4： ；KAlSi3O8：,Na2OSiO2,Al2O32SiO22H2O,K2OAl2O36SiO2,三、無(wú)機(jī)非金屬材料 1分類及實(shí)例,2傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)缺

3、點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn)： 、 等 (2)缺點(diǎn)： 、 等,抗腐蝕,耐高溫,質(zhì)脆,經(jīng)不起熱沖擊,3新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及用途,耐高溫、強(qiáng)度高,電學(xué),光學(xué),生物,感受鑒賞 12009年10月6日瑞典皇家科學(xué)院宣布，英國(guó)華裔科學(xué)家 高錕以及兩名美國(guó)科學(xué)家威拉德博伊爾和喬治史密斯獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，以獎(jiǎng)勵(lì)他們?cè)诠饫w和半導(dǎo)體領(lǐng)域上的開(kāi)創(chuàng)性研究下列有關(guān)光導(dǎo)纖維和半導(dǎo)體的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 (),A二氧化硅是制備光導(dǎo)纖維的主要原料，光導(dǎo)纖維遇 強(qiáng)堿會(huì)“斷路” B作半導(dǎo)體材料的硅位于周期表中第三周期的A族 C工業(yè)上，利用二氧化硅熱分解法冶煉硅 D二氧化硅和硅的晶體類型相同,解題指導(dǎo)選 A項(xiàng)，SiO2能與強(qiáng)堿溶

4、液反應(yīng)；B項(xiàng)，Si位于元素周期表中第三周期A族；C項(xiàng)，SiO2受熱不發(fā)生分解；D項(xiàng)，Si和SiO2均屬于原子晶體,C,2下列關(guān)于二氧化硅的敘述中，不正確的是 () 在固態(tài)和液態(tài)時(shí)，導(dǎo)電性都很差 能跟強(qiáng)堿反應(yīng)，但不能與水反應(yīng) 硅與碳同屬A族，故SiO2的物理性質(zhì)與CO2類似 既是酸性氧化物，又是堿性氧化物 AB C D,.,解題指導(dǎo)選 SiO2為共價(jià)化合物，在固態(tài)或液態(tài)時(shí)均不能導(dǎo)電；SiO2不溶于水，但易與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)SiO22NaOH = Na2SiO3H2O；SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，二者在物理性質(zhì)上差異較大；SiO2是酸性氧化物，不是堿性氧化物,C,A、是置換反應(yīng)，是化

5、合反應(yīng) B高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅 C任一反應(yīng)中，每消耗或生成28 g硅，均轉(zhuǎn)移4 mol電子 D高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混 合可得高純硅,解題指導(dǎo)選 B項(xiàng)，反應(yīng)、中C、H2分別作還原劑，而Si為還原產(chǎn)物，因此還原性H2(或C)Si；C項(xiàng)，三個(gè)反應(yīng)中Si元素化合價(jià)變化值均為4，因此消耗或生成1 mol Si，均轉(zhuǎn)移4 mol電子；D項(xiàng)，工業(yè)制硅是先制備粗硅，然后再對(duì)粗硅提純,D,思考領(lǐng)悟 教師備課園地,拓展發(fā)現(xiàn),(3)常溫條件下，非金屬單質(zhì)一般不與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)而Si單 質(zhì)可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，Si2NaOHH2O = Na2SiO3 2H2. (4)非金屬單質(zhì)一般不跟非

6、氧化性酸作用，但Si能跟氫氟酸 作用：Si4HF = SiF42H2. (5)非金屬氧化物一般為分子晶體，但SiO2為原子晶體 (6)酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與氫氟酸作用 (7)無(wú)機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水 (8)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃，但卻是鹽溶液,感受鑒賞 4(2011德州模擬)下列表述正確的是 () 普通玻璃與鋼化玻璃成分不同，所以性能不同，用途不同 光導(dǎo)纖維導(dǎo)電能力很強(qiáng)，是非常好的通訊材料 提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料,氧化鈷加入到普通玻璃中可制成紅色玻璃 太陽(yáng)能電池可采用硅材料制造，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能 A B C D,解題指導(dǎo)選

7、普通玻璃與鋼化玻璃的成分相同，但制造工藝不同，性能不同；光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光信號(hào)的能力很強(qiáng)，但導(dǎo)電性差；水泥是硅酸鹽產(chǎn)品；氧化鈷可用來(lái)制藍(lán)色玻璃；Si是良好的半導(dǎo)體材料，可用于制造太陽(yáng)能電池,D,5(2011南京五校聯(lián)考)信息、材料、能源被稱為新科技革 命的“三大支柱”下列有關(guān)資訊錯(cuò)誤的是 () A在即將到來(lái)的新能源時(shí)代，核能、太陽(yáng)能、氫能將 成為主要能源 B中、美、日等國(guó)已掌握的陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，能較大 程度地降低能耗，節(jié)約能源 C光導(dǎo)纖維在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，制造光導(dǎo)纖維的 主要材料是單質(zhì)硅 D結(jié)構(gòu)陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一 種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，屬于原子晶體,解題指導(dǎo)選 制

8、備光導(dǎo)纖維的是SiO2而不是單質(zhì)Si，選項(xiàng)C錯(cuò)誤,C,6氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭 在高溫的氮?dú)饬髦?，通過(guò)以下反應(yīng)制得：aSiO2(s)bC (s)cN2(g) dSi3N4(s)eCO(g)，若該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 () A該反應(yīng)的氧化劑是氮?dú)?B上述反應(yīng)中a、b、c、d、e依次為3、6、2、1、6 C氮化硅耐高溫、硬度大 D若向容器中充入稀有氣體氖，有利于生成氮化硅,.,解題指導(dǎo)選 配平后化學(xué)方程式為：3SiO26C2N2 Si3N46CO，氮的化合價(jià)由0價(jià)降至3價(jià)，氮?dú)庾餮趸瘎?，A正確；由化學(xué)方程式知B正確；氮化硅是原子晶體，其

9、熔點(diǎn)高、硬度大，C正確；該容器是恒容密閉容器，充入稀有氣體，平衡不移動(dòng)，對(duì)生成氮化硅無(wú)影響，D錯(cuò)誤,D,思考領(lǐng)悟 教師備課園地,拓展發(fā)現(xiàn) 傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的制備、成分及性質(zhì),考 情 分 析,考 題 印 證 1(2010江蘇高考)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說(shuō)法不正 確的是 () A二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料 B水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 C鹽析可提純蛋白質(zhì)并保持其生理活性 D石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯,.,答案： D,解析：本題考查物質(zhì)的用途，意在考查考生了解與識(shí)記常見(jiàn)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的用途的能力D項(xiàng)，石油裂解可以得到乙烯、丙烯和丁二烯，故不正確,2(2009四川高考)開(kāi)發(fā)新材料

10、是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之 一下列有關(guān)材料的說(shuō)法正確的是 () A氮化硅陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料 BC60屬于原子晶體，用于制造納米材料 C纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料 D單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維,解析： B項(xiàng)，C60屬于分子晶體；C項(xiàng)，纖維素乙酸酯不是天然高分子材料；D項(xiàng)，二氧化硅常用于制造光導(dǎo)纖維,答案： A,3(2009重慶高考)材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系 錯(cuò)誤的是 (),解析：A項(xiàng)，剛玉的主要化學(xué)成分為三氧化二鋁，而金剛石的主要化學(xué)成分為碳,答案：A,4(2011江西名校聯(lián)考)2009年10月6日，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 授予“光纖之父”英國(guó)華裔科學(xué)家高錕以及兩位美國(guó)科 學(xué)家威拉德博伊爾和

11、喬治史密斯光導(dǎo)纖維的主要成 分是二氧化硅，下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法正確的是() A二氧化硅是H2SiO3的酸酐，因此能與水反應(yīng) B用二氧化硅制取單質(zhì)硅時(shí)，當(dāng)生成2.24 L氣體(標(biāo)況)時(shí)， 得到2.8 g硅 C6 g的二氧化硅中含有0.2 mol的共價(jià)鍵 D二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但能與碳酸鈉固體 在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng),解析：A項(xiàng)中二氧化硅不能與水反應(yīng)；B項(xiàng)中用二氧化硅制取單質(zhì)硅，當(dāng)生成2.24 L氣體(標(biāo)況)時(shí)，只能得到1.4 g硅；C項(xiàng)中6 g的二氧化硅中含有0.4 mol的共價(jià)鍵,答案： D,5(2011富陽(yáng)期考)工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 如下：SiCl4(g)2H2(g) Si

12、(s)4HCl(g)；HQ kJ/mol (Q0)，某溫度、壓強(qiáng)下，將一定量反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行以上反應(yīng)，下列敘述正確的是 (),A反應(yīng)過(guò)程中，若壓縮容器體積，增大壓強(qiáng)能提高 SiCl4的轉(zhuǎn)化率 B若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)SiCl4為1 mol，則達(dá)平衡時(shí)，吸收熱量 為Q kJ C當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0.025Q kJ時(shí)，生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好反應(yīng) D反應(yīng)至4分鐘時(shí)，若HCl濃度為0.12 mol/L，則H2的 反應(yīng)速率為0.03 mol/(Lmin),解析：該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡左移，SiCl4轉(zhuǎn)化率降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化

13、，吸收的熱量一定小于Q kJ，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)吸收熱量0.025Q kJ時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)的SiCl4為0.025 mol，生成HCl 0.1 mol，其與100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反應(yīng)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)至4分鐘時(shí)，HCl的濃度為0.12 mol/L，表示的反應(yīng)速率為：v(HCl)0.03 mol/(Lmin)，換算為v(H2)0.015 mol/(Lmin)，D項(xiàng)錯(cuò)誤,答案： C,6(2011南通調(diào)研)工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”提純粗 硅的工藝流程如下圖所示：,(1)三氯氫硅的制備原理： Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g)；H210 kJ/mol工業(yè)上為了加快SiHCl3生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是_ (2)除上述反應(yīng)外，還伴隨著副反應(yīng)：Si(g)4HCl(g)SiCl4(g)2H2(g)；H241 kJ/mol.已知：SiHCl3、SiCl4常溫下均為液體,工業(yè)上分離SiHCl3、SiCl4的操作方法為_(kāi) 反應(yīng)SiHCl3(g)HCl(g)SiCl4(g)H2(g)的H_ kJ/mol. (3)該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_,解析：(1)增大壓強(qiáng)、增大HCl的濃度、使用催化劑，可加快反應(yīng)速率，即不降低硅的轉(zhuǎn)化率；(2)SiHCl3、SiCl4常溫下均為液體，液液分離的操作方法可根據(jù)不同物質(zhì)沸點(diǎn)不同，采用蒸餾；Si(s)3HCl