1、第一课时第一课时第四章第四章非金属及其化合物非金属及其化合物新课标人教版高中化学必修新课标人教版高中化学必修1第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角-硅硅非金属元素在地壳中的含量非金属元素在地壳中的含量 硅的硅的氧化物氧化物及及硅酸盐硅酸盐构成了构成了地壳中地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的总量的90%以上。以上。豪门二杰豪门二杰-碳、硅碳、硅碳碳-统治了有机界：碳是构成有机物的主统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。要元素。硅硅统治了无机矿物界：硅是构成岩石与统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。许多矿物的基本元素
2、。思考思考1：碳、硅原子最外层电子数是多少？碳、硅原子最外层电子数是多少？Si碳、硅原子最外层电子数是碳、硅原子最外层电子数是4思考思考2：碳、硅原子主要显几价？碳、硅原子主要显几价？正四价（正四价（+4价）价）思考思考3：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力。阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力。碳、硅都是亲氧元素。碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。因此硅元素在自然界都因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。是与氧的化合物的形态存在。一、硅的存在和结构：一、硅的存在和结构：v1、硅的存在：、硅的存在：v(1)硅在地壳中的含量仅次于氧硅在地壳中的含量
3、仅次于氧,为为26.3%v(2)硅是一种亲氧元素硅是一种亲氧元素,主要以氧化物及硅酸盐主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。的形式存在。v2、硅的结构：、硅的结构：正四价正四价归纳总结归纳总结3 3、主要物理性质、主要物理性质结构类似金刚石，结构类似金刚石，灰黑色、硬而脆灰黑色、硬而脆有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大4 4、化学性质：、化学性质：不活泼不活泼(1)(1)常温下：常温下：(知识介绍）知识介绍）Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H2H2 2Si+2KOH+HSi+2KOH+H2 2O=KO
4、=K2 2SiOSiO3 3+2H2H2 2注：其它氧化剂，如注：其它氧化剂，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常温下都不与硅起反应。等常温下都不与硅起反应。(2)(2)加热时：与某些非金属反应加热时：与某些非金属反应Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 25 5、工业制粗硅：、工业制粗硅：粗硅提纯粗硅提纯 *Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HClSiOSiO2 2+2C=Si+2C=Si+2 2COCO高温高温6 6、用途：、用途：高纯硅：半导体材料。高
5、纯硅：半导体材料。合金合金变压器铁芯变压器铁芯（含硅（含硅4%4%的钢有导磁性）的钢有导磁性）耐酸设备耐酸设备（含硅（含硅15%15%左右的钢有耐左右的钢有耐 酸性）酸性）电脑的中央处理器电脑的中央处理器（CPU）二、二氧化硅和硅酸二、二氧化硅和硅酸思考思考1：什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？讨论：讨论：试画出由硅石开始分类的树状分布图试画出由硅石开始分类的树状分布图硅石硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙 思考思考:二氧化硅具有哪些物理性质二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何?你的根据是什么你的根据是什
6、么?SiO2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？物理性质：物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大。难溶于水，熔点高，硬度大。化学性质：化学性质：化学性质很稳定，不活泼化学性质很稳定，不活泼原因：原因：SiO2的这些性质主要与它的结构有关，的这些性质主要与它的结构有关，SiO2是正四面体的空间网状结构，是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定因此性质很稳定 v1、二氧化硅的存在：二氧化硅的存在：v结晶形、结晶形、无定形：无定形：石英、水晶、玛瑙、石英、水晶、玛瑙、硅藻硅藻土土v2、SiO2晶体结构：晶体结构：正四面体的空间网状结构正四面体的空间网状结构v3、物理性质：、物理性质：难溶
7、于水，熔点高，硬度大。难溶于水，熔点高，硬度大。v4、SiOSiO2 2的化学性质的化学性质性质稳定性质稳定,不活泼不活泼 二、二氧化硅二、二氧化硅归纳总结归纳总结能溶解硅且能放出氢气的是能溶解硅且能放出氢气的是 （）A A、浓盐酸、浓盐酸 B B、稀硫酸、稀硫酸C C、氢氟酸、氢氟酸 D D、浓烧碱、浓烧碱C、D难溶于水，不与水反应难溶于水，不与水反应 不与酸反应：除氢氟酸以外不与酸反应：除氢氟酸以外（特性）（特性）SiO2+4HF=SiF4 +2H2O 是酸性氧化物是酸性氧化物SiO2 +CaO =CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O高温高温5 5、SiOSiO2 2和和COCO2 2比较比较 思考：思考：实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？你知道为什么吗？防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反溶液反应生成粘稠的应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一起口粘在一起
