饮食中的有机化合物PPT课件免费下载2023

鲁科版 (2019)高中化学必修 第二册课文《饮食中的有机化合物》,完整版PPT课件免费下载，优秀PPT背景图搭配，精美的免费ppt模板。轻松备课，欢迎免费下载使用。
一、【新课导入】一、根据同周期、同主族元素性质的递变规律预测硅的性质1.性质的预测(1)硅元素的原子结构及性质分析。二、【课程的主要内容】
2.化学性质验证(1)单质硅的化学性质①常温下,硅的化学性质不活泼,只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应。Si+__F2====____,Si+__HF====____________, Si+2NaOH+H2O====_____________。
Na2SiO3+2H2↑
②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。Si+O2 ____。
【巧判断】(1)因为硅的化学性质不活泼,所以在自然界中有游离态的硅存在。( )提示:×。硅的化学性质虽然不活泼,但是在自然界中硅元素全部以化合态的形式存在。
(2)硅单质不与任何酸发生化学反应。( )提示:×。硅可以与氢氟酸发生化学反应。
(2)SiO2的化学性质①具有酸性氧化物的通性:a.常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水:SiO2+2NaOH====___________;
Na2SiO3+H2O
b.高温下SiO2与碱性氧化物反应生成盐:SiO2+CaO ______。②弱氧化性:SiO2+2C _____________。③特性:与氢氟酸(HF)反应:SiO2+__HF====___________。此反应常被用来刻蚀_____。
【巧判断】(1)SiO2是酸性氧化物,所以SiO2能与H2O反应生成硅酸。( )提示:×。SiO2虽然是酸性氧化物,但是不与H2O反应生成硅酸。
(2)因为SiO2能导电,所以SiO2能用于制造光导纤维。( )提示:×。SiO2不能导电。
(3)H2SiO3的化学性质。H2SiO3是一种弱酸,具有酸的性质,但是酸性比碳酸的弱。验证:Na2SiO3+_______====________+Na2CO3。
【微思考】非金属性硅比碳弱,你还能用什么方式进行证明?提示:可以用气态氢化物的稳定性进行验证,其中硅烷的稳定性不如甲烷的稳定性强。
【情境·思考】“玛瑙”早期被书写成“马脑”。因“色如马脑,故从彼名”。自佛经传入中国后,翻译人员考虑到“马脑”属玉石类,于是巧妙地译成“玛瑙”。
玛瑙的主要成分为二氧化硅,由于其与水化二氧化硅(硅酸)交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属,颜色可从极淡色到暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸。提示:二氧化硅不与水反应,故应先与碱(如NaOH溶液)反应生成硅酸盐,再与酸(如盐酸)反应生成硅酸。
二、元素周期表的应用1.科学预测根据元素在周期表中的位置,推测元素的原子结构,预测其主要性质,为研究物质结构、发现新元素、合成新物质等提供许多有价值的指导。
2.在生产生活中的应用利用元素周期表寻找新材料。将下面左右两侧对应内容连线:三、【拓展学习】
【情境思考】人工合成氨是科学史上的里程碑之一。一百多年来,工业合成氨需要高温高压的苛刻条件,而自然界的生物固氮是在常温常压下进行的。因此高效的人工模拟生物固氮成为催化科学领域的圣杯。
若要研制新型的高效催化剂,应该在元素周期表的什么位置寻找合适的元素?提示:在元素周期表中的过渡元素部分寻找合适的催化剂。
知识点一 硅及其化合物的特性【重点释疑】1.硅的特性(1)一般情况下,非金属单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅熔、沸点高,硬度大;非金属单质一般不导电,但Si为半导体,有一定的导电能力。
(2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si却能与HF反应:Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。(3)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2C Si+2CO↑。
(4)非金属单质跟碱液的作用一般非金属单质既作氧化剂又作还原剂,且无H2放出,但Si与碱液(如NaOH溶液)反应只作还原剂,且放出H2:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3 +2H2↑。
2.硅的化合物的特性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接用它与水反应来制取H2SiO3。(2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的却很高。(3)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用: SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。
(4)H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O ====H2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因是CO2是低沸点、易挥发的气体,SiO2是高沸点、难挥发的固体。(5)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3却难溶于水。且易分解:H2SiO3 SiO2+H2O。
【易错提醒】SiO2和CO2的物理性质差别很大,是由于二者结构上的差别造成的。SiO2是立体网状结构的晶体,不存在SiO2分子,而CO2是由碳、氧原子结合成的分子,微粒间的作用力远小于SiO2。
这样的结构差异也决定了CO2和SiO2的化学性质有很大的不同。虽然两者都是酸性氧化物,但由于结构的稳定性,SiO2不能像CO2那样在水溶液中和气体状态时与许多物质发生反应。
【思考·讨论】(1)将少量CO2通入Na2SiO3溶液会生成白色沉淀,写出相关的化学方程式,并比较碳酸和硅酸的强弱。
提示:反应方程式为H2O+CO2+Na2SiO3====Na2CO3+ H2SiO3↓,说明硅酸的酸性比碳酸的还弱。
(2)根据反应SiO2+Na2CO3 CO2↑+Na2SiO3,能判断硅酸的酸性比碳酸强吗?为什么?
提示:不能。“强酸制弱酸”一般用于水溶液中的反应。该反应由SiO2生成CO2是在高温下进行的,不是在水溶液环境中进行的。反应能发生是因为产物CO2是气态能脱离反应体系,使反应正向进行。四、【例题剖析】
【案例示范】【典例】(2019·银川高一检测)下列有关说法中正确的是( )A.硅是非金属元素,与任何酸都不发生反应B.SiO2溶于水生成硅酸,其水溶液显酸性C.硅的性质很稳定,但在自然界中不存在游离态D.二氧化硅是酸性氧化物,可以与碱反应,但是不能与酸反应
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)硅与二氧化硅性质都比较稳定,除氢氟酸之外,一般不与酸反应;(2)酸性氧化物是指能与碱反应只生成盐和水的氧化物,不一定与水反应。
【解析】选C。硅在常温下可以与氢氟酸反应,A项错误;SiO2不溶于水,也不能与水反应,所以B错误;自然界中没有游离态的硅,化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐, C项正确;SiO2是酸性氧化物,但是可以与氢氟酸反应,D错误。
【母题追问】上题C中,如何制备单质硅?制得的硅中可能含有哪些杂质?如何提纯?
提示:工业上一般用焦炭还原二氧化硅制得粗硅,粗硅中可能含有碳单质以及二氧化硅,接着让硅与氯气反应,生成四氯化硅液体,过滤,除去其中的固体杂质,然后用氢气还原所得到的四氯化硅,便得到纯净的硅。
【迁移·应用】1.2019年,华为推出了麒麟985芯片,用于新一代5G智能手机。芯片是通过专门的工艺可以在硅晶片上刻蚀出数以百万计的晶体管,被广泛应用于集成电路的制造。对硅芯片技术的掌握已经成为国家经济与技术发展的重要力量。下列说法正确的是( )
A.硅的化学性质很稳定,常温下不能与其他物质发生反应B.硅在自然界中的含量很大,自然界中存在大量的单质硅C.高纯度的硅被用于制作计算机芯片D.高纯度的硅常被用来制造光导纤维
【解析】选C。硅的化学性质很稳定,但在常温下能与强碱溶液、HF、F2等反应,A不正确;自然界中硅以化合态形式存在,没有单质硅,B不正确;SiO2用于制造光导纤维,而不是Si,D不正确。
2.(2019·淮北高一检测)2018世界光纤光缆大会于11月5～7日在杭州召开。光缆的主要成分为SiO2。碳和硅均为第ⅣA族的元素,二者性质既有一定的相似性又有一定的递变性。下列关于SiO2和CO2的说法中,正确的是( )
A.CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸B.SiO2与CO2都不能与酸反应C.SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应D.水晶的主要成分是SiC
【解析】选C。A项,CO2与水反应,SiO2不与水反应,也不溶于水;B项,SiO2为酸性氧化物,能与HF反应,但CO2不与酸反应;C项,SiO2、CO2均能与NaOH溶液反应:SiO2+ 2NaOH====Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O;D项,水晶是纯净的SiO2,SiC俗称金刚砂。
【补偿训练】(2019·泉州高一检测) 现有下列五个转化,其中不可能通过一步反应实现的是( )①SiO2→Na2SiO3 ②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3 ④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOHA.①② B.③④ C.②③④ D.②③④⑤
【解析】选B。SiO2 Na2SiO3,CuSO4 CuCl2,Na2O2 NaOH。五、【素养提升】在食品或者鞋子等包装盒中往往会加入变色硅胶的包装袋,以防商品受潮。变色硅胶吸水前后的颜色变化如图所示:
硅胶和石英的主要成分都是SiO2,前者是结构疏松的SiO2,后者是结构致密的SiO2。二者成分相同,结构不同,化学性质相同,物理性质上表现出差别,具有不同的用途。由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出每步反应的化学方程式。
(1)用NaOH(aq)溶解石英,则溶解过程中石英发生了哪些反应?提示:石英主要成分是酸性氧化物SiO2,与碱反应生成盐和水: 2NaOH+SiO2====Na2SiO3+H2O
(2)过滤,向滤液中加入盐酸,至沉淀不再产生,此过程中发生了哪些反应?提示:过滤,除去石英中的杂质,得滤液为Na2SiO3(aq),硅酸是弱酸,Na2SiO3与盐酸发生复分解反应: Na2SiO3+2HCl====2NaCl+H2SiO3↓。
(3)微热,浓缩硅酸溶液,加热蒸干溶液,并使固体完全分解,加热蒸干后固体物质的成分是什么?中间发生了什么变化?提示:微热,H2SiO3(aq)浓缩,H2SiO3聚合为胶体,加热硅酸溶胶脱水,生成多孔硅胶: H2SiO3 H2O↑+SiO2。
知识点二 “预测元素性质”的基本方法【重点释疑】 1.由原子序数确定元素位置的规律只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86),就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。
(1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族,如88号元素:88-86=2,则应在第七周期第ⅡA族;(2)若比相应的稀有气体元素少1～5时,则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族,如84号元素应在第六周期第ⅥA族;
(3)若预测新元素,可与未发现的稀有气体元素(118号)比较,按上述方法推测知:114号元素应为第七周期第ⅣA族。
2.性质与位置互推问题是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。
3.结构和性质的互推问题是解题的要素(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。(2)原子半径决定了元素单质的性质;离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同,性质相似。
六、【思考·讨论】(1)已知,S和Se同主族,试比较H2SO4和H2SeO4哪者酸性更强?提示:因为S、Se同主族,自上至下,元素的非金属性减弱,最高价氧化物对应的水化物酸性减弱,故酸性:H2SO4>H2SeO4。
(2)根据元素周期律可以推知Ba(OH)2和Ca(OH)2哪者碱性更强?提示:在元素周期表中,Ba和Ca位于同一主族,且Ba位于Ca的下方,故碱性:Ca(OH)2