高中化学硅元素单质及其化合物的组织构造型复习
高中化学常考知识点单质硅(2024)
引言:化学是一门研究物质组成、结构、性质及其变化规律的学科，而化学常考的知识点是高中学生必须掌握的重要内容。
本文将继续介绍高中化学中常考的知识点之一：单质硅。
硅是一种非金属元素，其在自然界中广泛存在且具有重要的应用价值。
本文将从硅的性质、制备方法、应用领域等方面展开介绍。
概述:单质硅是一种具有非金属性质的元素，其化学符号为Si，原子序数为14。
硅的原子结构和碳非常相似，都具有四个价电子，因此具有机械性能稳定、化学性质较为活泼等特点。
单质硅在化工、材料科学以及电子工业等领域有着重要的应用价值。
正文内容:一、硅的物理性质1.密度硅的密度约为2.33g/cm3，相对于其他元素来说比较轻。
2.熔点和沸点硅的熔点约为1414℃，沸点约为3265℃。
硅的熔点较高，这是因为硅原子之间存在较强的共价键，难以破坏。
3.硬度硅具有较高的硬度，其摩氏硬度约为7，比较接近于金刚石的硬度。
4.熔化能硅的熔化能较大，即使在高温下也不容易熔化，这使得硅在高温环境下仍然具有较好的稳定性。
二、硅的制备方法1.碳热法制备碳热法是最常见的硅的制备方法之一，其主要步骤包括将二氧化硅和石墨混合，然后在高温下进行还原反应，单质硅。
2.氧化还原法制备氧化还原法是另一种常用的硅的制备方法，其主要步骤包括将硅化合物与氧化剂反应，产生二氧化硅，随后通过还原反应将二氧化硅还原为单质硅。
三、硅的应用领域1.半导体材料硅是最主要的半导体材料之一，广泛应用于电子工业中。
硅材料的半导体性质使得其在集成电路、太阳能电池、光纤等领域具有重要的应用。
2.耐热材料由于硅具有较高的熔点和熔化能，因此硅材料常被用作耐高温材料。
硅材料的应用范围包括高温炉、航天器、核电站等高温环境中的结构材料。
3.化工领域硅材料还广泛应用于化工领域中。
硅烷、硅酸盐等化合物是制备硅材料的重要原料，它们在合成高分子材料、电子化学品、硅胶等方面有着重要的应用。
4.材料科学硅具有优良的光学特性，因此也被广泛应用于材料科学领域。
硅知识点总结
硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。
1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。
（2）化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。
（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。
③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO CaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
2024高考化学一轮复习考点分类23无机非金属材料的主角——硅
2024高考化学一轮复习考点分类23无机非金属材料的主角——硅2024高考化学一轮复习考点分类23无机非金属材料的主角，硅硅是一种非金属元素，是地壳上非常丰富的元素之一、在化学中，硅具有重要的地位和广泛的应用。
下面将对硅的性质、制备和应用进行详细介绍。
硅的性质：硅是位于碳的下方的第14族元素，具有类似碳的电子结构。
硅的原子结构是1s2,2s2,2p6,3s2,3p2，其在共价化合物中常采取四个共价键的方式与其他元素结合。
硅是一种非金属元素，具有高熔点、高硬度和良好的热稳定性。
硅不溶于水和大部分的化学试剂，但可以与氧气反应生成二氧化硅。
硅的制备：硅的制备主要有两种方法，一种是金属硅的制备，另一种是二氧化硅的制备。
金属硅的制备方法主要有两种，即炉法和化学法。
炉法是指将含有二氧化硅的硅石，如石英，与石碱、焦炭等在高温下反应，生成金属硅。
化学法是指将含有二氧化硅的硅石经过氢氧化钠或氯化锂等的反应制得金属硅。
二氧化硅的制备方法有火法和湿法。
火法是指将硅石在高温下氧化，生成二氧化硅。
湿法则是指将硅石和碳酸钠溶液反应，生成可溶性的硅酸钠，再加热分解得到二氧化硅。
硅的应用：硅在工业中有非常广泛的应用。
由于硅具有良好的化学性质和物理性质，使得硅在材料科学、电子工业和光电工业等领域有很多重要的应用。
硅的最重要的应用之一就是半导体材料。
硅在半导体工业中被广泛使用，制备各种半导体器件，如二极管、晶体管、太阳能电池等。
硅的半导体性能可以通过控制杂质浓度来实现，使得硅成为一种非常优秀的半导体材料。
此外，硅还广泛应用于光电子器件制造。
硅光电子器件包括光探测器、激光器、光纤通信设备等。
硅具有良好的光学性能和电学性能，可以实现光辅助放大、调制和检测，因此在光通信领域具有重要的应用。
硅还可以用于制备玻璃、陶瓷和耐火材料等。
由于硅具有高熔点、高硬度和优良的耐腐蚀性，使得硅可以制备耐高温的材料，多用于制备高温容器、耐火砖和耐火涂料等。
高中硅元素所有知识点总结
高中硅元素所有知识点总结硅元素是我们在高中化学课程中学习的重要元素之一。
它在自然界中广泛分布，并且具有许多重要的应用。
在本文中，我们将对高中化学中与硅元素相关的各个知识点进行总结。
1.硅的基本性质硅是地壳中含量第二多的元素，仅次于氧。
它的原子序数为14，原子量为28.09。
硅是一种非金属元素，具有灰白色，并且不溶于水。
由于硅的外层电子结构为2-8-4，它可以形成四个共价键。
2.硅的电子结构和化合价硅的电子结构为1s²2s²2p⁶3s²3p²。
在化合物中，硅通常呈现+4的化合价。
它可以通过共价键形成四个单键，形成四面体结构。
硅在某些情况下也可以呈现+2或+3的化合价。
3.硅的同素异形体硅存在多种同素异形体，最常见的是晶体硅和非晶硅。
晶体硅是由立方晶格结构组成的，具有良好的导电性和半导体特性。
非晶硅则是无定形的硅，具有较低的导电性。
4.硅的氧化物硅与氧结合形成两种氧化物：二氧化硅（SiO₂）和亚氧化硅（SiO）。
二氧化硅是硅的最稳定氧化物，是许多硅化合物的重要成分，如玻璃、陶瓷和水泥等。
亚氧化硅具有较高的反应活性，可用于制备其他硅化合物。
5.硅的化合物硅的化合物多种多样，常见的包括硅酸盐、硅烷和硅酸等。
硅酸盐是由硅酸基离子（SiO₄²⁻）和阳离子组成的化合物。
硅酸盐在自然界中广泛存在，如石英、长石和云母等。
硅烷是硅与氢形成的化合物，如甲硅烷（SiH₄）和二甲基硅烷（SiH₂(CH₃)₂）。
硅酸是由硅酸基离子和氢离子组成的化合物，如硅酸（H₄SiO₄）和偏硅酸（H₂SiO₃）。
6.硅的应用硅具有广泛的应用领域。
在电子工业中，硅是制造集成电路和太阳能电池的重要材料。
硅也用于制造玻璃、陶瓷和水泥等建筑材料。
此外，硅还用于制备有机硅化合物，如硅油和硅橡胶等。
7.硅的环境影响虽然硅本身不具有毒性，但硅颗粒在空气中可能对健康产生影响。
细小的硅颗粒可以通过呼吸道进入肺部，导致肺部疾病。
第10讲 硅及其化合物-高考化学一轮复习名师讲义
第四单元非金属及其化合物第10讲硅及其化合物【复习目标】1.了解Si 和SiO 2的主要性质，了解CO 2和SiO 2物理性质差异的主要原因。
2.了解硅酸及常见硅酸盐的性质。
3.了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用。
【知识梳理】考点一硅和二氧化硅1．硅（1）自然界存在形式：硅在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在。
主要单质有：晶体硅和无定性硅两大类。
（2）物理性质：晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。
导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。
（3）化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟F 2、HF 和NaOH 溶液反应，在高温条件下，单质硅能与O 2和Cl 2等非金属单质反应。
Si ＋O 2SiO 2 （4）用途：太阳能电池、计算机芯片、半导体材料、制作特种钢及合金等。
（5）制备：自然界中无游离态的硅，工业上，用C 在高温下还原SiO 2可制得粗硅，有关反应的化学方程式： SiO 2＋2CSi(粗)＋2CO ↑，Si(粗)＋2Cl 2SiCl 4，SiCl 4＋2H 2Si(纯)＋4HCl2．二氧化硅（SiO 2）（1）SiO 2的空间结构：SiO 2晶体是立体网状结构。
在SiO 2晶体里，每个Si 周围结合四个O ，同时每个O 与两个Si 相结合，在SiO 2晶体中原子个数比为1∶2，因此用“SiO 2”这个式子 高温 高温 高温表示二氧化硅晶体的组成。
SiO 2直接由原子构成不存在单个SiO 2分子。
（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
（3）化学性质：SiO 2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应。
化学反应化学方程式 相关应用 与强碱反应 SiO 2＋2NaOH ＝Na 2SiO 3＋H 2O SiO 2能与强碱溶液生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放碱性溶液，避免Na 2SiO 3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，碱性溶液存放应用橡皮塞与氢氟酸反应 SiO 2＋4HF ＝SiF 4↑+2H 2O 利用此反应，氢氟酸能刻蚀玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶与碱性氧化物反应SiO 2＋CaO CaSiO 与某些盐类反应 SiO 2+CaCO 3CaSiO 3+CO 2↑ SiO 2+Na 2CO 3Na 2SiO 3+CO 2↑之所以能够如此反应，原因是高温条件下，产物CO 2容易从反应体系中逃逸，使反应向正方面进行 （4）用途：石英可用于制作石英表和石英玻璃；石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料；水晶常用来制造电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等；玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品；SiO 2被用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维。
高考化学硅知识点总结
高考化学硅知识点总结化学是高考理科中的一门重要科目，其中硅是化学中的重要元素之一。
硅是一种非金属元素，它在自然界中广泛存在，并且在工业和生活中具有重要的应用。
本文将通过几个方面来总结高考化学中与硅相关的知识点。
1. 硅的性质和结构硅的原子序数为14，化学符号为Si，属于第14族元素。
在常温下，硅是一种灰白色的固体，类似于石英石。
硅的硬度较高，具有良好的热导性和电导性。
硅的晶体结构为面心立方，其中每个硅原子与四个周围的硅原子通过共价键相连。
2. 硅的原子能级结构硅的原子结构是由14个电子组成的。
硅的原子核中有14个质子和14个中子，因此它的原子序数为14。
硅的电子排布为2, 8, 4，按能级分为K、L、M三个壳层。
硅原子的电子排布和电子结构决定了硅元素的化学性质。
3. 硅的氧化反应硅和氧气可以发生氧化反应，生成二氧化硅（SiO2）。
这是一种灰白色固体，被广泛应用于建筑、玻璃制造等工业领域。
二氧化硅的化学性质稳定，在水中不溶解，不与酸反应。
这使得硅在制造耐高温材料和光学材料时非常有用。
4. 硅的应用硅在工业和生活中有许多重要的应用。
其中最重要的应用之一是制造半导体材料。
硅材料具有良好的半导体性质，可以用于制造晶体管、集成电路等电子元件。
此外，硅还用于制造太阳能电池、光纤等光学材料，以及制造陶瓷、橡胶等其他材料。
5. 硅的同素异形体硅存在多种同素异形体，其中最常见的是晶体硅和非晶硅。
晶体硅是由硅原子按一定方式排列而成的晶体结构，具有良好的导电性。
非晶硅则是硅原子无序排列的非晶体结构，导电性较差。
这两种形态的硅具有不同的特性和应用领域。
6. 硅的无机化合物硅还可以形成许多无机化合物，例如硅酸盐、硅氢化合物等。
硅酸盐是由硅酸根离子和金属离子组成的化合物，是许多矿石和岩石的主要成分。
硅氢化合物则包括硅烷（SiH4）等化合物，具有气味刺激和易燃的性质。
综上所述，硅是化学中的重要元素之一，具有多种形态和应用。
高考化学中，了解硅的性质、结构、氧化反应、应用以及相关的无机化合物等知识点是非常重要的。
硅及其化合物知识结构
硅及其化合物知识结构硅(Si)是地壳中含量第二高的元素，占地壳质量的27.7%，仅次于氧。
在自然界中，硅以硅石(SiO2)的形式存在于石英、玉髓、辉石等矿石中。
硅具有许多重要的特性和广泛的应用，因此对硅及其化合物的研究具有重要意义。
1.硅的物理性质：-硅是一种灰色固体，具有金属和非金属的双重性质。
-具有较高的熔点和沸点，熔点为1414℃，沸点为3265℃。
-硅是一种半导体材料，具有良好的导电性能。
2.硅的化学性质：-硅与氧反应生成二氧化硅(SiO2)，是硅的主要氧化物。
Si+O2→SiO23.硅的化合物：-硅在化合物中常以四价态存在，形成四个共价键。
-硅的氢化物：硅的氢化物是一类重要的化合物，如硅烷(SiH4)，其化学式为SiH4、硅烷是一种无色有刺激性气体，可由硅与氢反应生成。
Si+2H2→SiH4-硅的卤化物：硅的卤化物包括氟化硅(SiF4)、氯化硅(SiCl4)、溴化硅(SiBr4)和碘化硅(SiI4)。
其中，氯化硅是最重要的一种。
Si+2Cl2→SiCl4-硅的硫化物：硅的硫化物包括二硫化硅(SiS2)和四硫化硅(SiS4)等。
其中，二硫化硅是一种重要的半导体材料，可用于制造光学器件和红外线传感器。
Si+S2→SiS2-硅的氧化物：硅的氧化物主要有二氧化硅(SiO2)和三氧化硅(SiO3)等。
其中，二氧化硅是最常见的氧化物，广泛应用于玻璃、陶瓷、光纤等领域。
Si+O2→SiO24.硅的应用：-硅在电子工业中广泛应用于制造半导体器件，如晶体管、集成电路等。
-硅还可用于制造光纤，用于光通信和光传感器等领域。
-硅的氧化物二氧化硅可用于制造玻璃、陶瓷等材料。
-硅的硅化物可用于制造太阳能电池、LED等光电器件。
-硅的硅烷可用于制造高纯硅材料和化学气相沉积。
总结起来，硅及其化合物的知识结构主要包括硅的物理性质和化学性质，硅的化合物的种类和反应方程式，以及硅的广泛应用领域。
通过深入研究硅及其化合物，我们可以更好地理解和应用这一重要元素。
硅和硅的化合物复习
长沙市中(小)学教师统一备课用纸科目化学年级高三年级班级时间2013年9 月课题硅和硅的化合物无机非金属材料复习教学目标1．了解硅酸、硅酸盐的有关性质。
2．了解碳的氧化物对大气的污染与防治。
3．了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的特性与应用。
教材分析重点：硅元素单质和化合物的性质。
难点：硅元素单质和化合物的性质。
板书设计示意框图硅和硅的化合物无机非金属材料一、硅和硅的化合物：1.硅：(1) 存在：（2）晶体结构：（3）物理性质：(4) 化学性质：①常温下不活泼，只与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应。
②加热或高温时能与某些非金属反应：Si+O2SiO2，Si+C SiC(5) 工业制法：2.二氧化硅：(1) 存在与结构：（2）晶体结构：（3）物理性质：二氧化硅硬度大，熔点高，不导电，不溶于水。
(4) 化学性质：3.硅酸(H2SiO3)和原硅酸(H4SiO4)：硅酸(H2SiO3)是一种白色粉末状固体，不溶于水，是酸性比碳酸还弱的弱酸。
SiO2虽为硅酸的酸酐，但SiO2不溶于水也不与水反应，则不能用SiO2与水直接反应得到硅酸，而只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制备。
如:Na2SiO3+2HCl= H2SiO3↓+2NaCl4.硅酸盐：硅酸、原硅酸和由它们缩水而成的各种酸所对应的盐，统称为硅酸盐。
除碱金属外，其他金属的硅酸盐均不溶于水。
硅酸钠是最常见的可溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃。
水玻璃是无色黏稠的液体，是矿物胶，用作黏合剂、防腐剂和耐火材料。
二、无机非金属材料：1. 传统的无机非金属材料(即硅酸盐材料。
如水泥、玻璃、普通陶瓷等，它们抗腐蚀、耐高温，但质脆、经不起热冲击。
)(1) 水泥：主要原料：黏土(主要成分SiO2)和石灰石；(2) 玻璃：主要原料：石英(SiO2)、纯碱和石灰石；主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等共同熔成的混合物(或Na2O·CaO·6SiO2)；主要反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑(3) 陶瓷：2. 新型无机非金属材料：【课后作业】相关习题。
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“硅元素单质及其化合物”的组织构造型复习
一、学前分析
1、授课内容分析
纵观人教版高中化学教材，硅元素单质及其化合物是人教版必修一第四章非金属及其化合物中一部分。
这章内容涉及了非金属及其化合物的组成、结构、性质以及变化，是构建宏观辨识与微观探析素养的知识载体。
通过该专题的学习，学生还将了解这些常见非金属及其化合物在改善生活质量、促进社会发展、保护生态环境等方面做出的巨大贡献，并形成良好的科学态度与创新意识素养。
在考试大纲中也强调了该专题的地位，考试大纲要求学生了解常见元素的单质及其重要化合物的制备及其对环境的影响，掌握其重要性质和用途。
2、学情分析
这是高三的复习课，学生对于相关知识已不再陌生。
但是该专题涉及的物质种类较多，学生需要掌握大量的物质性质及化学反应方程式，往往会出现记忆不牢，知识的组织结构不良等问题，导致其化学学科核心素养的发展受阻。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）了解硅元素及其化合物的制备及对环境的影响。
（2）掌握硅元素及其化合物的重要性质和用途。
2、过程与方法
通过思维导图构建知识网络的方法，帮助学生巩固硅元素及其化合物的相关知识，并优化其知识组织结构。
3、情感态度价值观
深刻认识化学在改善人类生活质量，促进社会物质文明发展以及保护生态环境方面做出的重大贡献。
三、教学重难点
1、教学重点：
巩固硅元素及其化合物的相关知识，并优化其知识的组织结构。
2、教学难点
学生形成良好的硅元素及其化合物知识的组织结构。
四、教学过程设计：
教师活动
【新课导入】PPT投影含有硅元素的物质，吸引学生的注意力，并让学生感受到硅元素与我们的生活息息相关，激发学生的学习兴趣。
【讲述】我们在高一上学期时已经对非金属及其化合物的内容进行了系统的学习，在该专题中，我们主要学习了硅、氯、氮、硫四种非金属元素及其化合物的相关知识。
但是很多同学的知识记忆比较零散，不成体系，因此，我们这段时间将通过思维导图的方法对该专题的知识进行梳理，去构建出知识网络。
今天我们主要对硅元素的单质及其重要化合物进行复习。
【图片】PPT投影
【图片】PPT投影，关于硅元素，我们主要学习了硅单质、二氧化硅、硅酸以及硅酸盐。
我们将从这四个方面对硅元素进行总结。