高考化学二轮复习专题08非金属及其化合物教案

专题08 非金属及其化合物

和2020年大纲相比，变化有：“常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及其应用”由“了解”提高为“掌握”；增加“了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法”，复习时应重视物质制备（实验），注意以元素及其化合物为载体的实验考查。

1．预计高考将以元素化合物的性质与化工生产、日常生活、科学技术等方面的联系为载体，与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合起来综合考査卤族元素及其化合物的性质和应用。

2.预计高考会将氧、硫及其化合物的性质与其他元素化合物及氧化还原反应等知识结合，以实验题、工艺流程题等形式进行考查;涉及绿色化学、环境保护的试题也会出现，与生产、生活实际联系，物质的循环利用、保护环境等观念将渗透考题中，以体现化学核心素养科学精神与社会责任。

3.预计高考会以化学实验或化工工艺流程为载体，考查氨气、铵盐、氮氧化物和硝酸等物质的性质，重点考查考生的综合应用能力和探究能力。

4.硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的性质和用途是高考考查的主要内容，预计今后高考会以新材料、新工艺为载体，考查硅及其化合物的性质及应用；

5.以过渡元素为背景，结合实际生产、生活中的物质制备流程，综合考查电化学、化学平衡、氧化还原反应等知识，着重考查考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识。

一、碳、硅单质及氧化物的性质 1．碳、硅的结构、存在与用途 (1)碳、硅的原子结构与存在

元素 原子结构示意图 单质的结构 元素在自然界中的存在形式 (2)碳、硅的物理性质和用途

物质 外观 硬度 石墨 黑色鳞片状固体 很小 金刚石 无色晶体 自然界中硬度最大 第1页 共54页

碳 硅 晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构 只有化合态 金刚石：空间网状结构 石墨：层状结构 既有游离态又有化合态 晶体硅 有金属光泽的灰黑色固体 硬度大

导电性 用途 导体 不能导电 半导体 制作信息技术材料，它是半导体晶体管、硅芯片及太阳能电池等的主要成分 用作电极、铅笔芯 制作首饰等 2．碳和硅的化学性质——还原性

写出①～⑥的化学方程式： 点燃

①2C＋O2=====2CO； 高温

②CO2＋C=====2CO； △

③CuO＋C=====Cu＋CO↑；

高温

④C＋H2O(g)=====CO＋H2(制水煤气)； ⑤Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ⑥Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

3．二氧化碳与二氧化硅的比较

物质 结构 物理性质 与水反应 与酸反应 化学性质 与盐反应 与碱反应 SiO2 空间立体网状，无单个分子 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 不反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 盛碱液的试剂瓶用橡皮塞 高温SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑、 高温SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑ 高温SiO2＋CaO=====CaSiO3 CO2 直线形，存在单个分子 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 CO2＋H2OH2CO3 不反应 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 或CO2＋NaOH===NaHCO3 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 CO2＋Na2O===Na2CO3 与碱性氧化物反应 第2页 共54页

与碳反应 用途 高温SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ 制光学仪器、石英玻璃、光导纤维 高温CO2＋C=====2CO 化工原料、灭火剂、制冷剂、人工降雨 [注意] ①CO2与水反应生成H2CO3，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。 ②虽然SiO2既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但SiO2不是两性氧化物。 4．CO2的实验室制法

(1)反应原理：CaCO3＋2H===Ca＋CO2↑＋H2O。 (2)发生装置：启普发生器。 5.硅的工业制法及提纯

①焦炭②氯气③氢气

石英砂――→粗硅――→SiCl―→高纯硅 4―高温加热高温涉及的化学方程式： 高温

①SiO2＋2C=====Si＋2CO↑； △

②Si＋2Cl2=====SiCl4； △

③SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。 6．硅及其氧化物的特性 物质 一般规律 硅的还原性比碳强 Si 非金属单质与强碱反应一般不生成氢气 非金属单质一般不与非氧化性酸反应 一般非金属单质为绝缘体 酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸 酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应 SiO2 “较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，碳酸酸性大于硅酸Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 1、碳、硅及其氧化物的性质及应用 例1．(1)下列物质能与单质硅起化学反应的是________。

①浓HNO3 ②水 ③浓H2SO4 ④氢氟酸 ⑤NaOH溶液 ⑥氟气 ⑦氯气 (2)下列事实能说明非金属性：C>Si的是________。

①硬度：金刚石>晶体硅 ②熔沸点：SiO2>CO2 ③酸性：H2CO3>H2SiO3 ④稳定性：CH4>SiH4 ⑤CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀 ⑥高温下，SiO2与Na2CO3反应 ⑦相同条件下，碱性：

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＋

2＋

特性 高温SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 硅为半导体 SiO2不溶于水，不与水反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 高温Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑

Na2SiO3(aq)>Na2CO3(aq)

【答案】(1)④⑤⑥⑦ (2)③④⑤⑦

例2．为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：

(1)A装置的作用是____________。

(2)实验后怎样处理尾气________，发生反应的化学方程式为______________________。

(3)若实验时观察到__________________________________________________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。

【答案】(1)吸收CO2 点燃

(2)点燃 2CO＋O2=====2CO2

(3)B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的红色，D中澄清石灰水变浑浊。

【解析】(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对下面实验的干扰。

(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。

(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。 [规律方法]

确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法

各装置的作用是：

A——除去混合气体中的CO2气体 B——检验混合气体中CO2是否除尽 △

C——CO还原CuO：CO＋CuO=====Cu＋CO2 D——验证CO的氧化产物CO2 E——除去尾气中的CO2气体

F——除去尾气中的CO气体、防止污染环境 确定混合气体中含有CO气体的实验现象是：

C中的物质由黑色变成红色，B中无明显现象，D中的澄清石灰水变浑浊。

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