鲁科版化学必修1 第4章 第1节　硅　无机非金属材料

第1节　硅　无机非金属材料 课时1　单质硅与二氧化硅 目标与素养：1.掌握Si、SiO2的性质。(宏观辨识)2.认识Si和SiO2在生产中的应用。(社会责任) 一、单质硅与半导体材料 1．半导体材料 特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料，最早使用的半导体材料是锗，现在使用最广泛的半导体材料是硅。 2．硅元素的存在 在地壳里，硅的含量仅次于氧，全部以化合态存在，主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐。 3．单质硅 (1)硅的同素异形体有：晶体硅和无定形硅。 (2)物理性质：晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 (3)化学性质：加热条件下与O2反应的化学方程式为Si＋O2SiO2。 (4)制备：用焦炭还原SiO2的化学方程式为2C＋SiO2Si＋2CO↑。 (5)用途 ①硅：制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。 ②硅合金： a．含硅4%的钢可制造变压器铁芯。 b．含硅15%左右的钢具有耐酸性，可制造耐酸设备。 　碳在自然界中有稳定的单质，硅却没有，能否说明硅的化学性质比碳活泼？ 【提示】　不能。对比硅和碳的化学性质可知硅的活泼性不如碳的活泼性强。 二、二氧化硅与光导纤维 1．二氧化硅(SiO2) (1)存在：沙子、石英的主要成分，透明的石英晶体俗称水晶。 (2)结构：由硅原子和氧原子构成。 (3)物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水。 (4)化学性质(用化学方程式填空) 微点拨：(1)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。 (2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟氢氟酸反应。 2．光导纤维 (1)主要成分：SiO2。 (2)用途：光纤通讯、能量传输、信息处理。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)硅在自然界中以游离态和化合态形式存在。 (　　) (2)地壳中含量第一和第二的两种元素的单质在加热条件下可以反应，故该反应吸热。 (　　) (3)工业制粗硅的反应为SiO2＋CSi＋CO2。 (　　) (4)1 mol SiO2中含有6.02×1023个SiO2分子。 (　　) (5)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2．下列物质属于半导体材料的是(　　) A．金刚石　　　　 B．晶体硅 C．石墨 D．铁丝 [答案]　B 3．石英、光导纤维的主要成分是(　　) A．Si B．SiC C．SiO2 D．Na2SiO3 [答案]　C 单质硅的特点 1.硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。 2．非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。 3．Si的还原性强于C，但C能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 4．非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si能与强碱溶液反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 【典例1】　下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是(　　) A．氧化物都能与碱溶液反应 B．单质在加热时都能与氧气反应 C．碳和硅两种元素都有能导电的单质 D．常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼 A　[碳的氧化物有CO和CO2，CO不能与碱溶液反应。] 1．下列物质中不能与硅发生化学反应的是(　　) A．NaOH溶液　　 B．F2 C．O2 D．浓硝酸 [答案]　D 2．工业上用焦炭与SiO2反应可制得粗硅，反应的化学方程式为_____。 要用粗硅制备纯硅原理：在高温下让粗硅与Cl2反应，其产物在高温下被氢气还原，请写出上述过程中有关反应的化学方程式_____， _____。 [答案]　2C＋SiO2Si＋2CO↑ Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si＋4HCl CO2、SiO2的性质比较 CO2 SiO2 不 同 点 熔沸点 低 高 状态 气态 无色晶体 与水反应 CO2＋H2OH2CO3 不反应 与酸反应 不反应 只与氢氟酸反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 相 同 点 与碱性氧化物反应 CO2＋CaO=== CaCO3 CaO＋SiO2 CaSiO3 与碱反应 CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O SiO2＋2NaOH= ... ...