资源简介 第04讲 碳、硅及无机非金属材料目录01 考情解码·命题预警 202 体系构建·思维可视 303 核心突破·靶向攻坚 5考点一 碳及其化合物 5知识点1 碳单质 5知识点2 碳的氧化物 6知识点3 碳酸、碳酸盐 7知识点4 碳元素在自然界中的循环 7知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 8考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 9思维建模 "结构→性质→应用"三级分析法考向2 考查CO2与碱反应图像分析 11思维建模 CO2与碱反应图像题解题步骤考向3 考查碳元素在自然界中的循环 14思维建模 "路径分析→平衡计算→影响评估"三步分析法考点二 硅及基化合物 16知识点1 单质硅 16知识点2 二氧化硅 17知识点3 硅酸 19知识点4 硅酸盐 19知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 20考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 20思维建模 "结构→性质→制备→应用"四步分析法考向2 考查硅的制备 23思维建模 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 26考点三 无机非金属材料 27知识点1 传统无机非金属材料 27知识点2 新型无机非金属材料 29考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 30思维建模 传统无机非金属材料的分类和应用解题思维模型考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 33思维建模 新型无机非金属材料的分类和应用的思维04 真题溯源·考向感知 34考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年碳及其化合物 选择题 非选择题 云南卷T1，3分 湖北卷T1，3分 河北卷T1，3分 甘肃卷T4，3分 新课标卷T7，6分 北京卷T8，3分 广东卷T7，3分 河北卷T4，3分 浙江1月卷T7，2分 天津卷T5，4分硅及其化合物 选择题 非选择题 云南卷T7，3分 湖北卷T3，3分 陕晋青宁卷卷T3，3分 全国甲卷T8，6分 广东卷T3，3分 湖北卷T3，3分 河北卷T2，3分 天津卷T4，4分 广东卷T3，3分无机非金属材料 选择题 非选择 河北卷T1，3分 甘肃卷T1，3分 陕晋青宁卷卷T1，3分 江西卷T1，3分 天津卷T1，6分 广东卷T1，3分 河北卷T1，3分 吉林卷T1，3分 浙江6月卷T1，2分 广东卷T1，3分考情分析： 分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面： （1）直接考查硅及其化合物、碳及其氧化物的结构、性质。 （2）以传统文化、先进科学技术为素材考查无机非金属材料的组成、性质、应用等。 （3）与环境相结合考查碳循环。 （4）以水煤气变换为载体，考查盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容。 （5）原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。 2.从命题思路上看，侧重从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次分析、认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体考查化学对社会发展的重大贡献；通过二氧化碳对环境的影响的考查，树立低碳绿色可持续发展意识。 3.根据高考命题的特点和规律，复习时注意以下几个方面： （1）掌握C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。 （2）了解无机非金属材料对社会发展的影响。注重联系生活实际。 （3）有意识运用相关知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。复习目标： 1．了解硅、碳及其重要化合物的主要性质及应用。 2．了解无机非金属材料的生产及主要性能。 3．了解化学品的合理使用和注意事项。考点一 碳及其化合物知识点1 碳单质1.碳原子的结构及碳元素的存在：C元素原子结构示意图： ，在自然界以化合态和游离态形式存在。2.常见碳单质的结构和物理性质常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、碳纳米管等，它们互为同素异形体。（1）金刚石（）：①碳原子的排列方式：正四面体的空间网状结构，②碳原子的杂化方式：sp3杂化③物理性质：熔点高，硬度大，不导电；（2）石墨（）①碳原子的排列方式：层状结构，每层为正六边形的平面网状结构②碳原子的杂化方式：sp2杂化③物理性质：熔点高，硬度小，能导电（3）足球烯(C60)①碳原子的排列方式：“足球”状分子，由正五边形和正六边形排列而成，②碳原子的杂化方式：sp2杂化③物理性质：不导电3.碳单质化学性质a．与O2的反应(用化学方程式表示)：①O2不足：2C＋O22CO；②O2充足：C＋O2CO2。b．与氧化物反应(用化学方程式表示)：①与CuO反应：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)；②与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑(冶炼金属)；③与CO2反应：CO2＋C2CO；④与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)；⑤与SiO2反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂)c．与强氧化性酸反应①与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。②与浓硝酸反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。4.碳单质的用途：①金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、机器钻头、装饰品等；②石墨的细鳞片状结构质软、导电性、滑腻性、耐高温,用作铅笔芯、电极、润滑剂、坩埚；③木炭和活性炭的疏松多孔的结构吸附性，用作吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等；④可燃性，作燃料，用于家庭取暖、做饭等；⑤还原性，作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。知识点2 碳的氧化物1.碳的氧化物的物理性质色态味 密度(比空气) 水溶性 毒性 相互转化CO 无色、无 味、气体 小 难溶 有(易结合血红蛋白)CO2 大 能溶 无(温室效应)2.碳的氧化物的化学性质①CO具有较强的还原性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。如与Fe2O3反应：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。②CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。a.酸性氧化物①与水反应：CO2＋H2OH2CO3②与碱反应：CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3；Ca(OH)2＋CO2=== CaCO3↓＋H2O(检验CO2)③与碱性氧化物反应：CO2＋CaO=CaCO3④与Ca(ClO)2盐溶液反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（CO2少量）；Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO（CO2过量）；b.氧化性①与C反应：CO2＋C2CO；②与Mg反应：2Mg＋CO22MgO＋C3.用途①CO:作燃料，冶炼金属；②CO2:灭火，制汽水；植物肥料；化工原料等。得分速记溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。4.CO、CO2气体的除杂方法CO中混有CO2 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干燥气体CO2中混有CO 通过盛有灼热CuO的硬质玻璃管CO2中混有O2 通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管CO2中混有少量SO2 通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶，然后干燥气体CO2中混有少量HCl 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥气体得分速记①澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。知识点3 碳酸、碳酸盐1.碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O代替H2CO3，但酸性比苯酚、次氯酸强。2.碳酸的正盐和酸式盐的比较正盐(CO) 酸式盐(HCO)溶解性 只有钾、钠、铵盐可溶 一般都可溶热稳定性 正盐＞酸式盐溶液pH 同浓度：正盐＞酸式盐相互转化 COHCO知识点4 碳元素在自然界中的循环1.CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。2.自然界消耗CO2的主要反应：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用将CO2转化为O2；c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律1、与碱溶液的反应（1）反应原理: NaOHNa2CO3NaHCO3（2）反应后溶质成分的判断x＝ 溶质成分x≤1∶1 NaHCO31∶1x＝2∶1 Na2CO3x>2∶1 NaOH、Na2CO3也可用数轴来表示：2、CO2与盐溶液的反应碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此，盐酸、醋酸能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚、偏铝酸等强，因此，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、、NaAlO2等盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这就是“强酸制弱酸”原理的应用。如：①CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3②CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO④CO2＋＋H2O―→＋NaHCO3⑤CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2过量时)CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量时)得分速记①“强酸制弱酸”是一个重要的化学反应规律，但不可认为弱酸就不能“制取”强酸。在某些条件下，当弱酸的酸根阴离子被沉淀或被氧化后，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S通入CuSO4溶液中或向氢硫酸中滴加氯水，均由氢硫酸这种弱酸生成了强酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。②CO2与溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>>HCO。③CO2与NaClO溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO；。④CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均不反应，无沉淀产生,但SO2通入Ca(NO3)2或Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应，均有沉淀产生。考向1 考查碳及及其化合物性质和应用例1 （2024·新课标卷·高考真题）文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是A．羊毛可用于制毛笔，主要成分为蛋白质B．松木可用于制墨，墨的主要成分是单质碳C．竹子可用于造纸，纸的主要成分是纤维素D．大理石可用于制砚台，主要成分为硅酸盐【答案】D【解析】A．动物的毛、皮、角等的主要成分都是蛋白质，羊毛的主要成分为蛋白质，A正确；B．墨的主要成分是炭黑，炭黑是碳元素的一种单质，碳的单质在常温下的化学性质很稳定，不易与其他物质发生化学反应，故用墨汁书写的字画历经千年仍不褪色，B正确；C．竹子可用于造纸，竹子的主要成分是纤维素，用其造的纸的主要成分也是纤维素，C正确；D．大理石可用于制砚台，大理石主要成分为碳酸钙，不是硅酸盐，D错误；故选D。【变式训练1·变载体】（2025·广东湛江·模拟预测）化学处处呈现美。下列说法不正确的是A．颜色美：绚丽的焰火与能量转化有关B．味道美：谷氨酸钠可作食品添加剂C．结构美：“足球烯”是一种有机物D．现象美：“仙境”舞台利用干冰易升华的特性【答案】C【解析】A． 焰火产生的原理是电子从基态跃迁到激发态，再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，以光的形式释放能量，故与能量转化有关，A正确；B．谷氨酸钠即味精，可作食品添加剂增鲜，B正确；C.“足球烯”（C60）是碳单质，不是有机物，C错误；D．干冰升华吸热使水蒸气液化成雾，营造“仙境”舞台，D正确；故答案选C。【变式训练2·变考法】（2025·山东·一模）对化学物质进行分类，有助于化学的学习。下列说法错误的是A．是含有极性共价键的共价化合物B．纳米材料(直径范围)属于胶体C．石墨烯、碳纳米管、碳纤维均属于无机非金属材料D．聚合物属于有机高分子材料【答案】B【解析】A．在熔融状态下不能导电，是含有极性共价键的共价化合物，A正确；B．胶体属于混合物，纳米材料不属于分散系，不属于胶体，B错误；C．石墨烯、碳纳米管和碳纤维都是由碳元素组成的，属于无机非金属材料，C正确；D．聚合物是由单体通过聚合反应形成的高分子化合物，聚合物属于有机高分子材料，D正确；故选B。【变式训练3·】【日常生活与学科知识结合】（2024·四川内江·一模）下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是选项 劳动项目 化学知识A 危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸 浓硫酸具有脱水性B 收纳师用活性炭去除冰箱内异味 活性炭具有吸附作用C 医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多 能与盐酸反应D 葡萄酒生产中添加适量 具有抗氧化作用【答案】A【解析】A．常温下，铁和浓硫酸发生钝化现象，使铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止内层金属进一步反应，用铁质槽罐运输浓硫酸利用的是浓硫酸的强氧化性，不是脱水性，A符合题意；B．活性炭是多孔的，具有吸附作用，用活性炭去除冰箱内异味利用了活性炭的吸附作用，B不符合题意；C．氢氧化铝能与盐酸反应生成氯化铝和水，用氢氧化铝给病人治疗胃酸过多利用了氢氧化铝能与盐酸反应的性质，C不符合题意；D．葡萄酒中添加适量，是因为SO2具有还原性，能防止葡萄酒被氧化，且SO2能杀菌，D不符合题意；故选A。思维建模 "结构→性质→应用"三级分析法1. 价类二维分析：横向非氧化还原反应，正向或斜向为氧化还原反应；2.性质-应用推导：①导电性（石墨）→ 电极材料②吸附性（活性炭）→ 净水处理③高硬度（金刚石）→ 切割工具3. 实验探究模型 ①CO2性质验证：通过石蕊变色（生成H2CO3）、石灰水变浑浊（生成CaCO3）；②碳还原性实验：C+CuOCu+CO2（黑色固体变红）考向2 考查CO2与碱反应图像分析例2 （24-25高三上·湖南衡阳·期中）将0．4gNaOH和1.06g混合并配成溶液，向溶液中滴加0．1mol·稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是A． B．C． D．【答案】C【解析】n(NaOH)==0.01mol、n(Na2CO3)==0.01mol，盐酸滴入后，由于氢氧化钠的碱性较强,盐酸和氢氧化钠反应0.4g氢氧化钠消耗0.1L盐酸，不产生气体；当氢氧化钠消耗完之后，盐酸和碳酸钠反应，由于氢离子浓度较小,，生成碳酸氢钠，还是没有气体产生，相关反应如下:CO32-+ H+(少量)=HCO3-，此时再消耗0.1L盐酸,不产生气体；当碳酸根消耗完后，0.01mol碳酸氢跟和氢离子反应，产生0.01mol二氧化碳气体，C选项符合题意，故答案为C。【变式训练1·变载体】（2024·江西·模拟预测）已知25℃时：H2CO3的电离平衡常数Ka1=5×10-7，Ka2=5×10-11，lg5=0.7，向100 mL NaOH溶液中通入一定量CO2充分反应后，向所得溶液中逐滴滴加1 mol·L-1的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是A．该溶液存在：B．向Na2CO3粉末中加入少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随吸热现象C．由图分析，NaOH溶液中通入一定量CO2充分反应后，所得溶液的溶质为Na2CO3、NaHCO3D．若忽略和浓度的变化，在滴加盐酸前，溶液pH约为10.3【答案】B【分析】盐酸和氢氧化钠生成氯化钠和水、和碳酸钠生成碳酸氢钠和氯化钠：、和碳酸氢钠生成氯化钠水二氧化碳：；结合图可知，AB段消耗盐酸300mL-100mL=200mL大于0A段消耗的盐酸100mL，则0点溶液溶质为碳酸钠和碳酸氢钠，AB段消耗盐酸是0A的2倍，结合反应关系可知，0点溶液碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为100mL：(200mL-100mL)=1:1；【解析】A．由分析可知，该溶液为等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，根据物料守恒：，电荷守恒：，得质子守恒为，A正确；B．向Na2CO3粉末中加入少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随放热现象，B错误；C．由分析可知，加入CO2后溶质为Na2CO3和NaHCO3，且，C正确；D．在滴加盐酸前，此时溶液为等量的、，根据，且，，pH=11－lg5=10.3，D正确；故选B。【变式训练2·变考法】（24-25高三上·江西萍乡·期中）某实验小组用稀盐酸测定久置于空气中的样品中有哪些成分。取样品于锥形瓶中，边搅拌边滴加的稀盐酸，加入盐酸的体积和产生气体的物质的量的关系如图所示。下列说法中正确的是A．样品中只含有 B．样品中可能含有C．样品中的质量为 D．样品中【答案】D【解析】A．对NaOH和Na2CO3混合溶液，当滴加盐酸时，先发生NaOH+HCl=NaCl+H2O，再发生Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，最后发生NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，此时才有二氧化碳气体生成，符合图示数据，样品中含有NaOH和，A正确；B．由A可知，样品中含有NaOH和，不含，B错误；C．加入稀盐酸时发生反应，加入至稀盐酸时发生反应，加入至稀盐酸时发生反应，由此可以计算出，样品中的质量为=0.4g，C错误；D．由C可知，样品中，D正确；故选D。【变式训练3·】【新技术与学科知识结合】为测定某氢氧化钠固体是否变质，兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶液，加入锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸至过量，并利用传感器测定的含量，如图所示，下列结论中不正确的是A．氢氧化钠固体已变质 B．0~50s时段有中和反应发生C．100s时溶液的 D．200s时溶液中的溶质只有一种【答案】D【解析】A．氢氧化钠变质实际上是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水；由图可知，二氧化碳的体积分数逐渐增大，说明有二氧化碳气体生成，则氢氧化钠固体已变质，A不符合题意；B．由图可知，0~50s内有一小段二氧化碳的体积分数为0，说明此时发生的是氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠属于碱，稀盐酸属于酸，酸与碱的反应是中和反应，B不符合题意；C．由图可知，100s时二氧化碳的体积分数还在增加，说明碳酸钠与稀盐酸的反应正在进行中，则此时溶液中含有氯化钠和碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性，因此100s时溶液的，C不符合题意；D．由图可知，200s前二氧化碳的体积分数达到最大且不再变化，说明碳酸钠完全反应，由于加入的稀盐酸是过量的，所以此时溶液中的溶质有氯化钠和HCl，D符合题意；故选D。思维建模 CO2与碱反应图像题解题步骤1.标定坐标轴①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量；②纵轴：pH/气体体积/导电率。2.阶段划分①区域A（0≤n(CO2)/n(NaOH)<0.5）：NaOH过量段②区域B（0.5≤n(CO2)/n(NaOH)<1）：Na2CO3主存段③区域C（n(CO2)/n(NaOH)≥1）：NaHCO3生成段3. 定量计算：根据拐点体积计算溶质比例（如a=b-a时为纯Na2CO3）考向3 考查碳元素在自然界中的循环例3 （2025·广东·二模）下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是A．a是最简单的有机化合物 B．b在高温下被氧化成eC．d与血红蛋白结合的能力比强 D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m【答案】B【解析】A．化合价为-4价的碳元素氢化物为CH4，是最简单的有机化合物，A正确；B．b是单质C，e是CO2，C在高温下被SiO2氧化成CO，不是CO2，B错误；C．d为CO，CO与血红蛋白结合的能力比O2强，C正确；D．e是CO2，将氨气和CO2通入饱和食盐水反应生成NH4Cl和NaHCO3，则可得到碳元素化合价为+4价的盐m：NaHCO3，D正确；故选B。【变式训练1·变载体】（2025·山东·模拟预测）部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是A．固态p可做制冷剂用于人工降雨B．p转化为r可通过化合反应来实现C．m转化为n或o的反应均释放能量D．n的一种同素异形体中既存在共价键也存在范德华力【答案】C【分析】依据价类二维图可知：m为甲烷、n为碳单质、o为CO、p为CO2、r为碳酸盐。【解析】A．p为二氧化碳，可做制冷剂用于人工降雨，A项正确；B．二氧化碳与氧化钙反应生成盐碳酸钙，是化合反应实现，B项正确；C．甲烷转化为碳单质是分解反应，吸收热量，转化为二氧化碳是放热反应，C项错误；D．碳有多种同素异形体，如金刚石、石墨等，石墨既存在共价键也存在范德华力，D项正确；答案选C。【变式训练2·变考法】（2025·河北·一模）下列措施中不利于实现漫画中提到的“碳中和”目标的是A．大力提倡植树造林B．向燃煤中添加碳酸钙C．借助光伏、风电、核电等技术发电D．利用光驱动合成生物学，将二氧化碳合理转化【答案】B【解析】A．植物能进行光合作用，从而吸收CO2，能实现碳中和，A不符合题意；B．燃煤中添加CaCO3，可实现燃煤脱硫，减少SO2排放，但会增加CO2的排放，不利于碳中和，B符合题意；C．采用光伏、风电、核电等新能源，可减少传统化石能源的使用，减少CO2的排放，能实现碳中和，C不符合题意；D．将CO2转化，符合碳中和要求，D不符合题意；故答案选B。【变式训练3·】【文化遗产保护与学科知识结合】“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”是明代诗人于谦的著名诗句，下列有关该诗句中所涉及物质的说法错误的是A．碳酸钙可作补钙剂 B．氧化钙可作干燥剂C．氧化钙用于制作发热包 D．碳酸钙是生产陶瓷的原料【答案】D【解析】A．碳酸钙可与胃酸反应生成可溶性钙盐，可作补钙剂，A正确；B．氧化钙可以吸收水蒸气生成氢氧化钙，因此能作干燥剂，B正确；C．氧化钙和水反应会产生大量的热，可以对食品进行加热，故可用于制作发热包，C正确；D．陶瓷的原料是黏土，碳酸钙是生产玻璃和水泥的原料，D错误；故答案选D。思维建模 "路径分析→平衡计算→影响评估"三步分析法1. 物质追踪法：画出碳元素迁移路径图，标注各圈层间的转化形式（如大气→生物：光合作用）。2. 平衡分析法：计算碳输入（固定）与输出（释放）的动态平衡，评估人类活动影响。3. 方程式推导——掌握关键反应式：①光合作用：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2；②呼吸作用：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O。考点二 硅及基化合物知识点1 单质硅1.硅的存在、结构与物理性质（1）存在：单质硅有晶体硅和无定形硅两大类，自然界中无游离态硅——单质硅，硅以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在地壳中，含量仅次于氧，位列第二。（2）单质硅结构：硅元素原子序数为14，基态原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p2，核外电子的空间运动状态有8种，不成对电子数有2个；单晶硅（）为共价晶体，晶体中每个Si原子以sp3杂化，分别与4个相邻的Si 原子形成4个σ键，Si原子的配位数为4，晶体中最小的环是6元环，1个环中平均含有0.5 个Si原子，含Si—Si键数为1。（2）物理性质：晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料和合金材料。金刚石、晶体硅、碳化硅中熔点从高到低的顺序是金刚石、碳化硅、晶体硅。2.单质硅化学性质——硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物a．常温常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2===SiF4b．高温加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。①与O2反应：Si＋O2SiO2。②与Cl2反应：Si＋Cl2SiCl4③与C反应：Si+ CSiC4.硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。5.高纯硅的制备（1）制备原理：用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅，然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原得到高纯硅。（2）制备流程：（3）涉及的主要化学反应(a)SiO2＋2CSi＋2CO↑(b)Si＋3HClSiHCl3＋H2(c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl得分速记①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。4.单质硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。知识点2 二氧化硅1.二氧化硅的存在自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石，硅石、石英、水晶、玛瑙、硅藻土、沙子等主要成分都是SiO2。2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。3.二氧化硅的结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。在SiO2晶体中，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。4.二氧化硅的化学性质a.酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不与水反应。①SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（Na2SiO3俗称泡花碱，其水溶液俗称“水玻璃”，可作粘合剂、防火剂）；②在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOCaSiO3。③在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑（工业制玻璃）。b.弱氧化性：①与碳反应：SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂)；②与Mg反应：4Mg＋SiO22Mg2Si＋2MgO；Mg2Si＋2H2O=SiH4↑＋2Mg(OH)2(制硅化氢)；c.特性：常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。5.二氧化硅的主要应用①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品。②SiO2是制光导纤维的重要原料。③较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。得分速记（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。（2）未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。（3）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。（4）SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。（5）不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。（6）SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。（7）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。（8）加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。知识点3 硅酸1.硅酸的物理性质：硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶——“硅胶”。2.硅酸的化学性质：（1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，在与碱反应时只能与强碱反应。如：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。（2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3SiO2＋H2O。3.硅酸的制备：由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。4.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。知识点4 硅酸盐1.概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。2.硅酸盐的氧化物表示方法——常用氧化物的形式表示：氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。得分速记（1）氧化物之间以“· ”隔开；（2）计量数配置出现分数应化为整数。硅酸盐改写为氧化物形式时，各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。当系数配置出现分数时一般应化为整数。如上例中KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。3.硅酸钠(Na2SiO3)——又称泡花碱①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应：a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。得分速记①Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结1.一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。2.一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。3.Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。4.非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。5.非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。6.一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。7.一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。8.一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。9.一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)H2＋CO。10.一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用例1 （2025·浙江绍兴·二模）三氯硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，是强还原剂且易水解。实验室通过反应Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g)制备SiHCl3，已知电负性：Cl>H>Si．下列说法正确的是A．生成1mol H2，转移的电子数为2molB．氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1C．SiHCl3在足量NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl和H2OD．上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，则该反应需在高温条件下自发进行【答案】B【解析】A．电负性：Cl>H>Si，Si-H中，电子对偏向于H，则SiHCl3中Si为+4价，根据方程式：Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2，转移了4个电子，故生成1molH2，转移的电子数为4mol，A错误；B．在该反应中HCl是氧化剂，在参加反应的3个H中，1个化合价降低到-1价，2个化合价降低到0价；Si化合价由0升高到+4价，做还原剂，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1，B正确；C．SiHCl3水解的化学方程式为：，SiHCl3在足量NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl、和H2O，C错误；D．上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，，正向是熵减反应，，则该反应自发进行需，可知需要在低温条件下，D错误；故选B。【变式训练1·变载体】（2025·山东青岛·二模）下列物质的性质与用途具有对应关系的是A．石墨能导电，可用作润滑剂B．单晶硅硬度大，可用作半导体材料C．氢氟酸有弱酸性，可用于刻蚀玻璃D．ClO2有强氧化性，可用于自来水消毒【答案】D【解析】A．石墨耐高温具有滑腻感，可用作润滑剂，作润滑剂与导电性无关，A错误；B．单晶硅具有良好的半导体性能，可用作半导体材料，B错误；C．HF能与二氧化硅反应，故可以用于刻蚀玻璃，与弱酸性无关，C错误；D．二氧化氯具有强氧化性，可以使蛋白质变性，达到自来水杀菌消毒的目的，D正确；故选D。【变式训练2·变考法】（2025·河南开封·三模）单质Z是一种常见的半导体材料，可由通过特定路线制备，已知为的氧化物，Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是A．可用来生产光导纤维B．Z能与盐酸发生化学反应C．反应①的转化应在保护气中进行D．流程中涉及2个氧化还原反应【答案】B【分析】单质Z是一种常见的半导体材料，X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，则X为二氧化硅、Y为硅化氢、Z为硅；由转化关系可知，反应①为二氧化硅与镁共热反应生成硅化镁，反应②为硅化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和硅化氢，反应③为硅化氢受热分解生成硅和氢气。【解析】A．二氧化硅是典型的绝缘体，不具备导电性，但晶体对光具有全反射的特性，所以可用来生产光导纤维，故A正确；B．硅的化学性质稳定，不能与盐酸反应，但在高温条件下能与氯化氢发生置换反应，故B错误；C．反应物镁易与空气中的氧气反应生成氧化镁，且反应生成的硅化镁易与水反应生成易自燃的硅化氢，所以反应①的转化应在保护气中进行，故C正确；D．由分析可知，反应①和反应③中有元素发生化合价变化，属于氧化还原反应，故D正确；故选B。【变式训练3·】【科技与学科知识结合】（2024·安徽·模拟预测）2023年，“墨子巡天望远镜”入选全国重大科技成就，“墨子巡天望远镜”是中科大和中科院紫金山天文台联合研制的大视场光学成像望远镜，由望远镜框架、聚焦镜片、望远镜圆顶台址和图像数据储存分析四部分组成。下列说法不正确的是A．望远镜框架用到多种金属材料B．聚焦镜片的成分只含有二氧化硅C．建设台址所用的水泥属于传统硅酸盐材料D．数据储存分析所用电脑芯片的主要原料是硅【答案】B【解析】A．望远镜框架用到的金属材料包括铝合金、镁铝合金和钛合金等，以确保望远镜的性能和耐用性，故A正确；B．聚焦镜片通常由高纯度光学材料制成，如二氧化硅、硒化锌或锗，这些材料具有良好的透过性和耐热性，能够承受激光束的高能量。因此，聚焦镜片的成分并不只含有二氧化硅，而是根据具体的应用和性能要求选择合适的材料组合，故B错误；C．传统硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、陶瓷等，因此水泥属于传统硅酸盐材料，故C正确；D．电脑芯片的主要成分是单质硅，故D正确；故答案选B。思维建模 "结构→性质→制备→应用"四步分析法1. 结构决定性质①硅：金刚石结构→高熔点、半导体性②SiO2：四面体网状结构→高硬度、化学惰性2. 性质推导应用 ①硅的半导体性：芯片、太阳能电池②SiO2的光学透明性：光纤、光学仪器3. 工艺联系①工业制硅：SiO2+ 2C Si(粗) + 2CO↑②玻璃制备：Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑4. 实验探究①硅酸制备：Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3↓+2NaCl②HF刻蚀玻璃实验考向2 考查硅的制备例2 （2025·湖北武汉·模拟预测）半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉及的主要反应为：①；②；③。设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是A．2.8g硅晶体中含单键数为0.2NAB．反应②中每生成1molH2转移电子数为2NAC．1molSiHCl3中Si原子的价层电子对数为4NAD．3.0gC18O中含中子数为1.6NA【答案】B【解析】A．硅晶体中每个Si原子形成4个Si-Si键，每个键被2个Si 原子共用，2.8g 硅的物质的量为0.1mol，含单键数为 0.2NA，A正确；B．在反应中，Si的化合价由0升高到+4价，转移4个电子，生成一个H2分子，故每生成1molH2转移电子数为4NA，B错误；C．SiHCl3中Si原子的价层电子对数为4（4个σ键，无孤电子对），1mol含4NA，C正确；D．C18O的摩尔质量为 30g/mol，3.0g为0.1mol；中子数=(12-6)+(18-8)=16，故含中子数 1.6NA)，D正确；故选B。【变式训练1·变载体】（2025·山西·二模）硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。晶体硅中的杂质会影响其导电性能。工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98％左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅，其原理示意图如下：下列说法正确的是A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：B．已知中H元素化合价为，则电负性：C．以上流程中含硅元素的物质均属于共价晶体，熔点：D．由粗硅制备高纯硅的过程中，可循环使用的物质主要有HCl和【答案】D【分析】石英砂加焦炭在高温条件下反应得到粗硅，粗硅与HCl在573K以上加热生成粗SiHCl3，精馏得到纯的SiHCl3，在1357K与氢气反应生成高纯硅；【解析】A．步骤①中得到粗硅生成CO，反应的化学方程式：，A错误；B．已知中H元素化合价为，H的电负性大于Si，B错误；C．SiHCl3为分子晶体，C错误；D．粗硅与HCl反应得到H2和SiHCl3，SiHCl3再与H2反应得到HCl和Si，可循环使用的物质主要有HCl和，D正确；答案选D。【变式训练2·变考法】（2025·广西·三模）高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：已知：电负性设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．反应②中，每消耗1 mol Si，转移的电子数为B．反应①中，每生成1 mol Si，得到个C．1 mol晶体硅中含共价键数为D．反应③中，每消耗，生成1 mol Si【答案】A【解析】A．电负性，可知SiHCl3中Si显+4价，反应②中每消耗1 mol Si转移电子的物质的量为4mol，转移电子数为，故A正确；B．反应①中二氧化硅和焦炭反应生成的是粗Si和CO，故B错误；C．晶体Si中，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，所以1 mol晶体硅中含共价键数为，故C错误；D．未标注标准状况下，的物质的量不一定是1mol，故D错误；选A。【变式训练3·】【工业生产与学科知识结合】（2025·全国·模拟预测）“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：，下列说法正确的是A．步骤①的反应为，说明碳的非金属性比硅强B．整个过程中只有可以循环利用C．步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为D．与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为【答案】D【分析】石英砂主要成分为SiO2，与C在高温下反应生成粗Si，2C+SiO2Si+2CO↑，粗Si与HCl在300℃反应生成粗SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量的SiCl4，根据二者沸点的不同，可以采取蒸馏的方法分离，纯SiHCl3在1100℃的条件下与H2反应生成纯Si，SiHCl3+H2Si+3HCl。【解析】A．由反应可知，碳作还原剂，表现还原性，不是非金属性，A错误；B．步骤②中反应为，步骤③中反应为，故和HCl均可循环利用，B错误；C．步骤③中反应为，中H元素化合价由价上升至价，转化为HCl，Si元素化由价下降至0价，转化为Si，既作氧化剂又作还原剂，中H元素化合价由0价上升至价，氢气作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为，C错误；D．的H元素显价，溶于水产生，三个Si—Cl键水解生成HCl和，与NaOH中和生成NaCl和两种盐，反应的离子方程式为，D正确；故选D。思维建模 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点（1）粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2（2）SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl（3）SiO2＋2Mg2MgO＋Si（4）SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl（5）SiH4在空气中易自燃考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用例3 （24-25高三下·甘肃·期中）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是①硅酸盐Na2Fe2Si3O10(其中铁为+3价)用氧化物的形式表示为Na2O·2FeO·3SiO2②水泥、玻璃、玛瑙饰物都是硅酸盐制品③硅酸盐都难溶于水④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料A．②③ B．①③ C．①④ D．④【答案】D【解析】①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为Na2O·Fe2O3·3SiO2，故错误；②水晶主要成分为二氧化硅，不是硅酸盐，故错误；③大部分硅酸盐难溶于水，如硅酸钙、硅酸镁等，少数硅酸盐能够溶于水，如硅酸钠，故错误；④单质硅是良好的半导体材料，是将太阳能转变为电能的常用材料，故正确；故D正确。故选D。【变式训练1·变载体】（24-25高三上·四川·期末）下列关于硅酸的叙述，错误的是( )A．硅酸是一种很弱的酸B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得C．硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得【答案】B【解析】A.硅酸的酸性比碳酸弱，硅酸是一种很弱的酸，A正确；B.二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，B错误；C.硅酸不稳定，加热分解生成二氧化硅和水，C正确；D.根据强酸制取弱酸的反应原理，盐酸的酸性比硅酸强，可溶性硅酸盐与盐酸反应能制得硅酸，D正确；答案选B。【变式训练2·变考法】（2025·河北·一模）地壳中硅元素常以硅酸盐形式存在，与碳酸盐不同，硅酸盐结构复杂、种类繁多，其中下图为辉石单链和闪石双链两种硅酸根的结构(图中每个顶点代表1个氧原子，硅原子位于氧原子构成的四面体空隙中)。下列说法错误的是A．两种硅酸根中Si元素的化合价均为＋4B．辉石单链中每个氧与其相邻的氧原子以共价键形式相连C．闪石双链的化学式为D．硅酸根不能像碳酸根一样形成简单离子是因为的半径大较难形成键【答案】B【解析】A．由图可知，辉石单链和闪石双链中硅原子位于氧原子构成的四面体空隙中，形成了4个σ键，无孤电子对，则两种硅酸根中元素的化合价均为＋4，A项正确；B．从图中可以看出，辉石单链中每个硅与其相邻的氧原子以共价键形式相连，氧原子与氧原子之间没有形成化学键，B项错误；C．用均摊法分析，在闪石双链中，每个硅原子连接4个氧原子，其中有2个氧原子为2个硅原子共用，另外2个氧原子为1个硅原子单独占有。按均摊法，设该双链中每有4个硅原子，则氧原子平均个数11个，再根据化合价代数和为0，硅元素显+4价，氧元素显-2价，，所以闪石双链的化学式为，C项正确；D．Si的原子半径较大，难以与氧原子形成π键，所以硅酸根不能像碳酸根一样形成简单离子，D项正确；故选B。【变式训练3·】【日常生活与学科知识结合】（2025高三上·广东广州·月考）硅旧称矽，矽病是一种职业病，采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。你认为引起硅肺病的主要原因是粉尘中大量含有A．二氧化硅 B．硅 C．硅酸 D．硅酸盐【答案】A【解析】结晶型游离二氧化硅含量超过10%的无机性粉尘为俗称矽尘，矽尘主要通过呼吸道吸入肺部，对人体产生危害，可造成的职业病称为矽肺，故选：A。思维建模 "结构→性质→制备→应用"四步法系统分析法1. 性质分析：从组成（SiO 四面体）推导物理/化学特性2. 应用推理 ①耐高温→耐火材料（如红柱石砖）②吸附性→硅胶干燥剂3. 工艺联系——玻璃制备反应：Na2CO3+ SiO2 Na2SiO3+ CO2↑4. 实验探究——硅酸制备：通过硅酸钠与酸反应观察胶体形成考点三 无机非金属材料知识点1 传统无机非金属材料1．无机非金属材料从组成上看，许多无机非金属材料多含硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。2.分类——可以根据化学成分和性能进行分类。1）按化学成分分类无机非金属材料可以根据其主要化学成分进行分类，主要包括以下几类：（1） 单质 ：如碳、硅等。（2） 氧化物 ：如二氧化硅、三氧化二铝等。（3） 碳化物 ：如碳化硅、碳化硼等。（4） 氮化物 ：如氮化硅、氮化铝等。（5） 硫化物 ：如硫化锌、硫化镉等。（6） 卤化物 ：如氟化钙、氯化钠等。（7） 硅化物 ：如硅化镁、硅化铜等。（8） 磷化物 ：如磷化铝、磷化镓等。（9） 氧氨化物 ：如氧氮化硅、氧氮化铝等。2）按性能分类无机非金属材料也可以根据其性能进行分类，主要包括以下几类：（1） 结构材料 ：用于构建和支撑的材料，如水泥、玻璃、陶瓷等。（2） 功能材料 ：具有特定功能的材料，如：① 机械性能 ：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、摩擦材料等。② 热学性能 ：耐火材料、绝热材料（保温材料）、传热材料、防火材料等。③ 化学性能 ：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等。④ 光学性能 ：电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、发光材料、感光材料、分光材料等。⑤ 电学性能 ：绝缘材料、介电材料、压电材料、铁电材料、超导材料、半导体材料等。⑥ 磁学性能 ：磁性材料。⑦ 声学性能 ：隔声材料、吸声材料等。⑧ 核物理性能 ：放射性材料、反应材料等。⑨ 生物性能 ：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。3.传统无机非金属材料（1）含义：传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。（2）分类①陶瓷：陶瓷以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。②玻璃：普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。③水泥：普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。（3）传统无机非金属材料比较水泥 玻璃 陶瓷主要原料 黏土、石灰石、石膏 石灰石、石英砂、纯碱 黏土主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑制备过程 原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得 原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得 原料经高温烧结而成变化 复杂的物理、化学变化过程 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理、化学变化过程组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 硅酸盐得分速记硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。知识点2 新型无机非金属材料（1）含义：高纯度含硅元素的材料，如单晶硅、二氧化硅，具有特殊的光学和电学性能。（2）性能:在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新特性和功能。（3）代表物:碳化硅(SiC)①俗名:金刚砂。②结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构。1 mol SiC中含有4mol Si—C键。③性质和用途:硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料;具有优异的耐高温抗氧化性能,可用作耐高温材料、耐高温半导体材料等。（4）其他新型陶瓷材料类型 主要特性 示例 用途高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域（5）碳纳米材料①含义：碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料,包括富勒烯、碳纳米管及石墨烯等,它们都是碳单质,互为同素异形体。②类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。新型材料 结构特点 主要性能 主要应用富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 在溶解性、磁性、非线性光学性质、光导电性等方面表现出优异性能 工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等碳纳米管 石墨片层卷成的直径纳米级的管状物 比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质 生产复合材料、电池和传感器等石墨烯 一个碳原子直径厚度的单层石墨 电阻率低、热导率高、具有很高的强度 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面③用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用例1 （2025·河南·模拟预测）1月22号，河南博物院、郑州博物馆推出了“太平。如意——河南博物院藏明清珍宝展”，希望大家在欣赏珍宝的同时，了解中国吉祥文化，感悟中国古代工匠精神，下列描述错误的是A．“瑞瓷纳福”所用瓷器属于硅酸盐材料B．“金银同辉”属于合金材料C．“吉象雅珍”所用象牙的主要成分羟基磷灰石属于有机物D．“玉意嘉祥”属于硅酸盐材料【答案】C【解析】A．瓷器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材料，A正确；B．金银属于金属单质，熔融后变成合金，B正确；C．羟基磷灰石的化学式为Ca5(PO4)3(OH)，属于无机盐，C错误；D．玉器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材料，D正确；故选C。【变式训练1·变载体】（2025·河北·模拟预测）沈阳博物馆馆藏丰富，涵盖多个历史时期和多种文物类型。下列文物中主要由无机非金属材料制成的是A．辽代金面具 B．清石青缎彩绣平金团龙衮服C．辽白釉鸡冠壶 D．青铜短剑【答案】C【解析】A．生产金面具的材料是金，属于金属材料，A不符合题意；B．石青缎彩绣平金团龙衮服主要是由丝织品等制成，丝织品属于有机高分子材料，B不符合题意；C．白釉鸡冠壶是陶瓷制品，主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，C符合题意；D．青铜短剑由青铜制成，青铜的主要成分是铜锡的合金，属于金属材料，D不符合题意；故选C。【变式训练2·变考法】（2025·河北张家口·二模）下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅B．西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐【答案】D【解析】A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分为硅酸盐，故A错误；B．西汉铜错金银承弓器的主要成分为金属材料，故B错误；C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分为二氧化硅，故C错误；D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分为硅酸盐，故D正确；故选D。【变式训练3·】【文化遗产与学科知识结合】（2025·广东深圳·二模）中华文明源远流长，下列古文物主要由硅酸盐材料制成的是A．九霄环佩木古 B．河姆渡出土陶灶C．云龙纹丝绸 D．曾侯乙青铜编钟【答案】B【解析】A．九霄环佩木古琴主要构成是木材，为植物纤维，A错误；B．陶灶属于陶器，由硅酸盐制成，B正确；C．丝绸为动物蛋白，C错误；D．曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D错误；故选B。思维建模 传统无机非金属材料的分类和应用解题思维模型1.材料识别： 根据题干关键词判断材料类别（如"黏土烧制"→陶瓷）2.性质推导：①硅酸盐结构→高熔点、耐腐蚀②玻璃非晶态→各向同性3.工艺联系：①陶瓷：黏土成型→高温烧结②玻璃：原料熔融→快速冷却4.应用匹配：①耐高温需求→选择耐火材料②透光需求→选择玻璃制品考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用例2 （2025·海南·模拟预测）下列说法错误的是A．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷，其属于新型无机非金属材料B．“歼-20”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王”，碳纤维属于无机非金属材料C．“生铁流出时，众人疾搅，即时炒成熟铁”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，则生铁比熟铁更易被腐蚀D．2022年冬奥会部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，其中碲和镉均属于主族元素【答案】D【解析】A．氮化硼陶瓷具有优异性能，属于新型无机非金属材料，A正确；B．碳纤维由碳元素组成，属于无机非金属材料，B正确；C．生铁含碳量高，易形成微电池加速腐蚀，因此生铁比熟铁更易被腐蚀，C正确；D．碲(Te)是第ⅥA族主族元素，但镉(Cd)位于第ⅡB族，属于过渡金属，非主族元素，D错误；答案选D。【变式训练1·变载体】（2025·湖南岳阳·模拟预测）化学促进我国航空航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是A．“北斗系统”芯片的主要成分为二氧化硅B．隐形涂料中的纳米氧化钨材料属于新型有机材料C．“天和核心舱”推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料D．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3【答案】D【解析】A．北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，二氧化硅是光导纤维的成分，A错误；B．纳米氧化钨是无机化合物，属于无机非金属材料，而非有机材料，B错误；C．硬度大、强度高的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，C错误；D．呈红色，表土中赤铁矿主要成分为，D正确；故选D。【变式训练2·变考法】（2025·福建·一模）化学物质在航空航天领域用途广泛。下列有关物质用途说法错误的是A．可作航天飞行器的太阳能电池板B．和可作火箭发射的推进剂C．高温结构陶瓷可作航天飞船发动机材料D．耐高温碳纤维可作航天服材料【答案】A【解析】A. 可作航天飞行器的太阳能电池板，不是，A项错误；B. 和发生反应时，会产生大量的热并释放出大量气体，可作火箭发射的推进剂，B项正确；C. 航天飞船发动机在工作时会产生高温，同时要承受高压等极端条件。高温结构陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优良性能，所以适合用作航天飞船发动机材料，C项正确； D. 航天服需要在太空复杂的环境中保护宇航员，要求材料具备耐高温、强度高以抵御太空辐射和微小流星体撞击，同时质量轻，便于宇航员活动。耐高温碳纤维正好具备这些特性，所以可作航天服材料，D项正确；答案选A。【变式训练3·】【文化遗产保护与学科知识结合】（2025届·广东汕尾·一模）宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述错误的是A．它耐高温、抗氧化 B．它比钢铁轻，但质地较脆C．它没有固定熔点 D．它是一种新型无机非金属材料【答案】B【解析】A．碳化硅陶瓷和碳纤维具有耐高温抗氧化的性能，A正确；B．“连续纤维增韧”航空材料，则说明该材料具有一定的韧性，B错误；C．该材料是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成，属于混合物，没有固定的熔、沸点，C正确；D．该材料由无机物复合而成，为新型无机非金属材料，D正确；故选B。思维建模 新型无机非金属材料的分类和应用的思维1.材料识别：根据题干信息判断材料类别2.性质分析：结合材料组成分析其特性3.应用推理：根据性质推导实际应用场景4.工艺联系：了解典型制备工艺（如浮法玻璃生产工艺）1．（2025·河北卷）河北省古建筑数量大，历史跨度长，种类齐全，在我国建筑史上占有非常重要的地位。下列古建筑组件主要成分属于有机物的是A．基石 B．斗拱 C．青瓦 D．琉璃【答案】B【解析】A．古建筑中的基石一般使用石质材料，常用的石材有花岗岩、青石等，花岗岩的主要成分是硅酸盐，青石的主要成分是CaCO3，均属于无机物，A错误；B．斗拱是由木材制成的，木材的主要成分是纤维素，属于有机物，B正确；C．青瓦是由黏土烧制而成的传统建筑材料，黏土的主要成分为含水的铝硅酸盐，属于无机物，C错误；D．琉璃的主要成分是二氧化硅，属于无机物，D错误；故选B。2．（2025·云南卷）稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是A．可与NaOH溶液反应B．盐酸在该工艺中体现了还原性C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池D．制备纳米Si：【答案】B【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si，加盐酸将MgO转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。【解析】A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，A正确；B．盐酸参与的反应为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，该反应是非氧化还原反应，盐酸体现酸性，没有体现还原性，B错误；C．高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电池，C正确；D．SiO2和Mg在650℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si，反应的化学方程式为，D正确；答案选B。3．（2025·湖北卷）下列描述不能正确地反映事实的是A．室温下与碳不发生反应，高温下可生成和B．室温下苯与溴不发生反应，温度升高生成大量溴苯C．通常含硒的化合物有毒性，但微量硒元素有益健康D．某些镇痛类生物碱可用于医疗，但滥用会危害健康【答案】B【解析】A． 高温下SiO2与碳发生反应生成Si和CO，A正确；B．苯的溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴苯，B错误；C．硒化合物(如硒化氢)多数有毒，但硒是人体必需的微量元素，微量摄入有益健康，过量则有害，C正确；D．镇痛类生物碱的双重作用描述正确，例如吗啡等生物碱可用于镇痛治疗，但滥用会导致成瘾和健康危害，D正确；故选B。4．（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3【答案】C【解析】A．青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，A错误；B．釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B错误；C．青花瓷是一种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C正确；D．青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，D错误；故选C。5．（2024·广东卷）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55【答案】C【解析】A．制作日晷圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，A正确；B．由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B正确；C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiO2，C错误；D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质量数为135，质子数为55，D正确；故选C。6．（2023·河北卷）实验室根据化学试剂性质的不同采用不同的保存方法，下列说法错误的是A．浓硝酸保存在棕色试剂瓶中B．氢氧化钠溶液保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中C．高锰酸钾和乙醇不能同时保存在同一药品柜中D．金属钠保存在煤油中【答案】B【解析】A．浓硝酸见光易分解，少量浓硝酸保存在棕色细口瓶中，A正确；B．氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠使玻璃粘连而打不开，故少量氢氧化钠溶液保存在带橡胶塞的粗口试剂瓶中，B错误；C．乙醇具有挥发性，且乙醇可以和高锰酸钾发生氧化还原反应，所以乙醇和高锰酸钾不能同时保存在同一个药品柜中，C正确；D．金属钠的密度比煤油大且不与煤油反应，少量金属钠保存在煤油中，防止与空气中的氧气和水蒸气等物质因接触而反应，D正确；故答案选B。7．（2023·天津卷）下列常见物质及用途，错误的是A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多B．SiO2可用于制造光导纤维C．Fe2O3是铁红，可以用作染料D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭【答案】D【解析】A．胃酸中含有HCl，氢氧化铝可以与HCl反应，能用于治疗胃酸过多，A正确；B．SiO2具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B正确；C．Fe2O3是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C正确；D．钠能与水反应生成易燃性气体氢气，不能使用水基灭火器扑灭，D错误；故选D。8．（2023·广东卷）建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法正确的是A．千家万户通光纤，光纤的主要材质为B．乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料C．美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖【答案】D【解析】A．光纤的主要材质为二氧化硅，A错误；B．沥青属于有机材料，B错误；C．甘油溶于水，C错误；D．淀粉水解的最终产物为葡萄糖，D正确；故选D。21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)第04讲 碳、硅及无机非金属材料目录01 考情解码·命题预警 202 体系构建·思维可视 303 核心突破·靶向攻坚 5考点一 碳及其化合物 5知识点1 碳单质 5知识点2 碳的氧化物 6知识点3 碳酸、碳酸盐 6知识点4 碳元素在自然界中的循环 7知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 7考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 9思维建模 "结构→性质→应用"三级分析法考向2 考查CO2与碱反应图像分析 10思维建模 CO2与碱反应图像题解题步骤考向3 考查碳元素在自然界中的循环 12思维建模 "路径分析→平衡计算→影响评估"三步分析法考点二 硅及基化合物 13知识点1 单质硅 13知识点2 二氧化硅 13知识点3 硅酸 15知识点4 硅酸盐 16知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 16考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 18思维建模 "结构→性质→制备→应用"四步分析法考向2 考查硅的制备 19思维建模 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 21考点三 无机非金属材料 22知识点1 传统无机非金属材料 22知识点2 新型无机非金属材料 22考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 25思维建模 传统无机非金属材料的分类和应用解题思维模型考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 27思维建模 新型无机非金属材料的分类和应用的思维04 真题溯源·考向感知 28考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年碳及其化合物 选择题 非选择题 云南卷T1，3分 湖北卷T1，3分 河北卷T1，3分 甘肃卷T4，3分 新课标卷T7，6分 北京卷T8，3分 广东卷T7，3分 河北卷T4，3分 浙江1月卷T7，2分 天津卷T5，4分硅及其化合物 选择题 非选择题 云南卷T7，3分 湖北卷T3，3分 陕晋青宁卷卷T3，3分 全国甲卷T8，6分 广东卷T3，3分 湖北卷T3，3分 河北卷T2，3分 天津卷T4，4分 广东卷T3，3分无机非金属材料 选择题 非选择 河北卷T1，3分 甘肃卷T1，3分 陕晋青宁卷卷T1，3分 江西卷T1，3分 天津卷T1，6分 广东卷T1，3分 河北卷T1，3分 吉林卷T1，3分 浙江6月卷T1，2分 广东卷T1，3分考情分析： 分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面： （1）直接考查硅及其化合物、碳及其氧化物的结构、性质。 （2）以传统文化、先进科学技术为素材考查无机非金属材料的组成、性质、应用等。 （3）与环境相结合考查碳循环。 （4）以水煤气变换为载体，考查盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容。 （5）原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。 2.从命题思路上看，侧重从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次分析、认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体考查化学对社会发展的重大贡献；通过二氧化碳对环境的影响的考查，树立低碳绿色可持续发展意识。 3.根据高考命题的特点和规律，复习时注意以下几个方面： （1）掌握C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。 （2）了解无机非金属材料对社会发展的影响。注重联系生活实际。 （3）有意识运用相关知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。复习目标： 1．了解硅、碳及其重要化合物的主要性质及应用。 2．了解无机非金属材料的生产及主要性能。 3．了解化学品的合理使用和注意事项。考点一 碳及其化合物知识点1 碳单质1.碳原子的结构及碳元素的存在：C元素原子结构示意图： ，在自然界以化合态和游离态形式存在。2.常见碳单质的结构和物理性质常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、碳纳米管等，它们互为同素异形体。（1）金刚石（）：①碳原子的排列方式： 的空间网状结构，②碳原子的杂化方式： 杂化③物理性质：熔点 ，硬度 ， 导电；（2）石墨（）①碳原子的排列方式：层状结构，每层为 的平面网状结构②碳原子的杂化方式： 杂化③物理性质：熔点 ，硬度 ， 导电（3）足球烯(C60)①碳原子的排列方式：“足球”状分子，由 形和 形排列而成，②碳原子的杂化方式： 杂化③物理性质： 导电3.碳单质化学性质a．与O2的反应(用化学方程式表示)：①O2不足： ；②O2充足： 。b．与氧化物反应(用化学方程式表示)：①与CuO反应： (冶炼金属)；②与Fe2O3反应： (冶炼金属)；③与CO2反应： ；④与水蒸气反应： (制水煤气)；⑤与SiO2反应： (制粗硅)； (制金刚砂)c．与强氧化性酸反应①与浓硫酸反应： 。②与浓硝酸反应： 。4.碳单质的用途：①金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、机器 、装饰品等；②石墨的细鳞片状结构质软、导电性、滑腻性、耐高温,用作 、 、润滑剂、坩埚；③木炭和活性炭的疏松多孔的结构吸附性，用作吸附食品色素、除 、防毒面具、冰箱除味剂等；④可燃性，作燃料，用于 等；⑤还原性，作还原剂：冶炼 ，如冶炼金属铜、铁等。知识点2 碳的氧化物1.碳的氧化物的物理性质色态味 密度(比空气) 水溶性 毒性 相互转化CO 无色、无 味、气体 小 难溶 有(易结合血红蛋白)CO2 大 能溶 无(温室效应)2.碳的氧化物的化学性质①CO具有较强的 性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。如与Fe2O3反应： 。②CO2是典型的 氧化物，也具有 性。a.酸性氧化物①与水反应：②与碱反应：CO2少量： ；CO2足量： ；(检验 )③与碱性氧化物反应：④与Ca(ClO)2盐溶液反应： （CO2少量）；（CO2过量）；b.氧化性①与C反应： ；②与Mg反应：3.用途①CO:作 ， ；②CO2: ，制汽水；植物 ；化工原料等。得分速记溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。4.CO、CO2气体的除杂方法CO中混有CO2 通过盛有 的洗气瓶，然后干燥气体CO2中混有CO 通过盛有 的硬质玻璃管CO2中混有O2 通过盛放 的硬质玻璃管CO2中混有少量SO2 通过盛有 或 的洗气瓶，然后干燥气体CO2中混有少量HCl 通过盛有 的洗气瓶，然后干燥气体得分速记①澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。知识点3 碳酸、碳酸盐1.碳酸：二 酸、不稳定，常用 代替H2CO3，但酸性比 强。2.碳酸的正盐和酸式盐的比较正盐(CO) 酸式盐(HCO)溶解性热稳定性溶液pH相互转化知识点4 碳元素在自然界中的循环1.CO2的主要来源：大量 的燃烧。2.自然界消耗CO2的主要反应：a．溶于江水、海水中： ；b．光合作用将CO2转化为 ；c．岩石的风化： 。知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律1、与碱溶液的反应（1）反应原理: NaOHNa2CO3NaHCO3（2）反应后溶质成分的判断x＝ 溶质成分x≤1∶11∶1x＝2∶1x>2∶1也可用数轴来表示：2、CO2与盐溶液的反应碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此， 能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚、偏铝酸等强，因此，将CO2气体通入 等盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这就是“强酸制弱酸”原理的应用。如：①② 或当CO2过量时，发生反应如下：③当CO2过量时，发生反应如下：④⑤ (CO2过量时)(CO2少量时)得分速记①“强酸制弱酸”是一个重要的化学反应规律，但不可认为弱酸就不能“制取”强酸。在某些条件下，当弱酸的酸根阴离子被沉淀或被氧化后，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S通入CuSO4溶液中或向氢硫酸中滴加氯水，均由氢硫酸这种弱酸生成了强酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。②CO2与溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>>HCO。③CO2与NaClO溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO；。④CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均不反应，无沉淀产生,但SO2通入Ca(NO3)2或Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应，均有沉淀产生。考向1 考查碳及及其化合物性质和应用例1 （2024·新课标卷·高考真题）文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是A．羊毛可用于制毛笔，主要成分为蛋白质B．松木可用于制墨，墨的主要成分是单质碳C．竹子可用于造纸，纸的主要成分是纤维素D．大理石可用于制砚台，主要成分为硅酸盐【变式训练1·变载体】（2025·广东湛江·模拟预测）化学处处呈现美。下列说法不正确的是A．颜色美：绚丽的焰火与能量转化有关B．味道美：谷氨酸钠可作食品添加剂C．结构美：“足球烯”是一种有机物D．现象美：“仙境”舞台利用干冰易升华的特性【变式训练2·变考法】（2025·山东·一模）对化学物质进行分类，有助于化学的学习。下列说法错误的是A．是含有极性共价键的共价化合物B．纳米材料(直径范围)属于胶体C．石墨烯、碳纳米管、碳纤维均属于无机非金属材料D．聚合物属于有机高分子材料【变式训练3·】【日常生活与学科知识结合】（2024·四川内江·一模）下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是选项 劳动项目 化学知识A 危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸 浓硫酸具有脱水性B 收纳师用活性炭去除冰箱内异味 活性炭具有吸附作用C 医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多 能与盐酸反应D 葡萄酒生产中添加适量 具有抗氧化作用思维建模 "结构→性质→应用"三级分析法1. 价类二维分析：横向非氧化还原反应，正向或斜向为氧化还原反应；2.性质-应用推导：①导电性（石墨）→ 电极材料②吸附性（活性炭）→ 净水处理③高硬度（金刚石）→ 切割工具3. 实验探究模型 ①CO2性质验证：通过石蕊变色（生成H2CO3）、石灰水变浑浊（生成CaCO3）；②碳还原性实验：C+CuOCu+CO2（黑色固体变红）考向2 考查CO2与碱反应图像分析例2 （24-25高三上·湖南衡阳·期中）将0．4gNaOH和1.06g混合并配成溶液，向溶液中滴加0．1mol·稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是A． B．C． D．【变式训练1·变载体】（2024·江西·模拟预测）已知25℃时：H2CO3的电离平衡常数Ka1=5×10-7，Ka2=5×10-11，lg5=0.7，向100 mL NaOH溶液中通入一定量CO2充分反应后，向所得溶液中逐滴滴加1 mol·L-1的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是A．该溶液存在：B．向Na2CO3粉末中加入少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随吸热现象C．由图分析，NaOH溶液中通入一定量CO2充分反应后，所得溶液的溶质为Na2CO3、NaHCO3D．若忽略和浓度的变化，在滴加盐酸前，溶液pH约为10.3【变式训练2·变考法】（24-25高三上·江西萍乡·期中）某实验小组用稀盐酸测定久置于空气中的样品中有哪些成分。取样品于锥形瓶中，边搅拌边滴加的稀盐酸，加入盐酸的体积和产生气体的物质的量的关系如图所示。下列说法中正确的是A．样品中只含有 B．样品中可能含有C．样品中的质量为 D．样品中【变式训练3·】【新技术与学科知识结合】为测定某氢氧化钠固体是否变质，兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶液，加入锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸至过量，并利用传感器测定的含量，如图所示，下列结论中不正确的是A．氢氧化钠固体已变质 B．0~50s时段有中和反应发生C．100s时溶液的 D．200s时溶液中的溶质只有一种思维建模 CO2与碱反应图像题解题步骤1.标定坐标轴①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量；②纵轴：pH/气体体积/导电率。2.阶段划分①区域A（0≤n(CO2)/n(NaOH)<0.5）：NaOH过量段②区域B（0.5≤n(CO2)/n(NaOH)<1）：Na2CO3主存段③区域C（n(CO2)/n(NaOH)≥1）：NaHCO3生成段3. 定量计算：根据拐点体积计算溶质比例（如a=b-a时为纯Na2CO3）考向3 考查碳元素在自然界中的循环例3 （2025·广东·二模）下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是A．a是最简单的有机化合物 B．b在高温下被氧化成eC．d与血红蛋白结合的能力比强 D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m【变式训练1·变载体】（2025·山东·模拟预测）部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是A．固态p可做制冷剂用于人工降雨B．p转化为r可通过化合反应来实现C．m转化为n或o的反应均释放能量D．n的一种同素异形体中既存在共价键也存在范德华力【变式训练2·变考法】（2025·河北·一模）下列措施中不利于实现漫画中提到的“碳中和”目标的是A．大力提倡植树造林B．向燃煤中添加碳酸钙C．借助光伏、风电、核电等技术发电D．利用光驱动合成生物学，将二氧化碳合理转化【变式训练3·】【文化遗产保护与学科知识结合】“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”是明代诗人于谦的著名诗句，下列有关该诗句中所涉及物质的说法错误的是A．碳酸钙可作补钙剂 B．氧化钙可作干燥剂C．氧化钙用于制作发热包 D．碳酸钙是生产陶瓷的原料思维建模 "路径分析→平衡计算→影响评估"三步分析法1. 物质追踪法：画出碳元素迁移路径图，标注各圈层间的转化形式（如大气→生物：光合作用）。2. 平衡分析法：计算碳输入（固定）与输出（释放）的动态平衡，评估人类活动影响。3. 方程式推导——掌握关键反应式：①光合作用：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2；②呼吸作用：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O。考点二 硅及基化合物知识点1 单质硅1.硅的存在、结构与物理性质（1）存在：单质硅有 硅和 硅两大类，自然界中 游离态硅——单质硅，硅以 态存在，主要以 和 的形式存在地壳中，含量仅次于 ，位列 。（2）单质硅结构：硅元素原子序数为14，基态原子的简化电子排布式为 ，核外电子的空间运动状态有 种，不成对电子数有 个；单晶硅（）为 晶体，晶体中每个Si原子以 杂化，分别与 个相邻的Si 原子形成 个σ键，Si原子的配位数为 ，晶体中最小的环是 元环，1个环中平均含有 个Si原子，含Si—Si键数为 。（2）物理性质：晶体硅是 色、有 、 而 的固体，其结构类似于 ，熔沸点 、硬度 ，导电能力介于 和 之间，是良好的 和 材料。金刚石、晶体硅、碳化硅中熔点从高到低的顺序是 。2.单质硅化学性质——硅的化学性质 ，主要形成 化合物a．常温常温下，硅的化学性质不活泼，除 、 、 外不跟其他物质反应。①与氢氟酸反应的化学方程式： ；②与NaOH溶液反应的化学方程式： ；③与F2反应的化学方程式:b．高温加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。①与O2反应： 。②与Cl2反应：③与C反应：4.硅的用途： 材料、 电池、 芯片和 设备等。5.高纯硅的制备（1）制备原理：用 还原石英砂，得到含少量杂质的 ，然后转化为 ，再经 还原得到高纯硅。（2）制备流程：（3）涉及的主要化学反应(a)(b)(c)得分速记①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。4.单质硅的用途： 材料、 电池、计算机 和 设备等。知识点2 二氧化硅1.二氧化硅的存在自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有 和 两种，统称 ，硅石、 、 、 、 、沙子等主要成分都是SiO2。2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是 的，其熔、沸点 ，硬度 ，不溶于 ，也不 。3.二氧化硅的结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧 (如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的 结构(如下图乙所示)。在SiO2晶体中，每个Si周围结合 个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为 。由结构可知，二氧化硅的化学性质很 。4.二氧化硅的化学性质a.酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不与 反应。①SiO2可以与 反应，生成 ，如与氢氧化钠反应的化学方程式为 （Na2SiO3俗称 ，其水溶液俗称 ，可作 剂、 剂）；②在高温条件下，能够与 反应，如与氧化钙反应的化学方程式为 。③在高温条件下可以与 反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为 ；（工业制 ）。b.弱氧化性：①与碳反应： (制 )； (制 )；②与Mg反应： ； (制 )；c.特性：常温下与氢氟酸反应的化学方程式为： 。5.二氧化硅的主要应用①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品。②SiO2是制 的重要原料。③较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造 的化学仪器。④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。得分速记（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。（2）未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。（3）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。（4）SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。（5）不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。（6）SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。（7）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。（8）加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。知识点3 硅酸1.硅酸的物理性质：硅酸是一种 色胶状物质， 溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶—— 。2.硅酸的化学性质：（1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还 ，在与碱反应时只能与 反应。如： 。（2）不稳定性：硅酸的热稳定性很 ，受热分解为SiO2和H2O： 。3.硅酸的制备：由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。， （证明酸性：H2CO3 H2SiO3）。4.硅酸的用途：硅胶可作 的载体和袋装食品、瓶装药品的 。知识点4 硅酸盐1.概念：由 和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。2.硅酸盐的氧化物表示方法——常用 的形式表示：氧化物的书写顺序： 金属氧化物→ 金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“ ”隔开。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 ，长石(KAlSi3O8)可表示为 。得分速记（1）氧化物之间以“· ”隔开；（2）计量数配置出现分数应化为整数。硅酸盐改写为氧化物形式时，各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。当系数配置出现分数时一般应化为整数。如上例中KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。3.硅酸钠(Na2SiO3)——又称泡花碱①物理性质： 色、 溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。②化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应：a．与盐酸反应的化学方程式：。b．与CO2水溶液反应的化学方程式：。③用途： 剂(矿物胶)、 剂和 材料。得分速记①Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结1.一般情况下，非金属元素单质熔、沸点 ，硬度 ，但晶体硅、金刚石熔、沸点 ，硬度 ，其中金刚石为自然界中硬度 的物质。2.一般情况下，非金属单质为 体，但硅为 体，石墨为电的 体。3.Si的还原性 于C，但C在高温下能还原出Si： 。4.非金属单质与碱反应一般既作 剂又作 剂，且 氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作 剂，且放出氢气： 。5.非金属单质一般 与非氧化性酸反应，但硅能跟 反应： 。6.一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是 氧化物，却能与 反应：(SiF4 属于盐，故SiO2 两性氧化物)。7.一般情况下，无机酸 溶于水，但硅酸却 溶于水。8.一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。但在高温下，可发生反应 ( 离开反应体系促进反应的正向进行)。9.一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢： 。10.一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅 溶于水，也 与水反应。考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用例1 （2025·浙江绍兴·二模）三氯硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，是强还原剂且易水解。实验室通过反应Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g)制备SiHCl3，已知电负性：Cl>H>Si．下列说法正确的是A．生成1mol H2，转移的电子数为2molB．氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1C．SiHCl3在足量NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl和H2OD．上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，则该反应需在高温条件下自发进行【变式训练1·变载体】（2025·山东青岛·二模）下列物质的性质与用途具有对应关系的是A．石墨能导电，可用作润滑剂B．单晶硅硬度大，可用作半导体材料C．氢氟酸有弱酸性，可用于刻蚀玻璃D．ClO2有强氧化性，可用于自来水消毒【变式训练2·变考法】（2025·河南开封·三模）单质Z是一种常见的半导体材料，可由通过特定路线制备，已知为的氧化物，Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是A．可用来生产光导纤维B．Z能与盐酸发生化学反应C．反应①的转化应在保护气中进行D．流程中涉及2个氧化还原反应【变式训练3·】【科技与学科知识结合】（2024·安徽·模拟预测）2023年，“墨子巡天望远镜”入选全国重大科技成就，“墨子巡天望远镜”是中科大和中科院紫金山天文台联合研制的大视场光学成像望远镜，由望远镜框架、聚焦镜片、望远镜圆顶台址和图像数据储存分析四部分组成。下列说法不正确的是A．望远镜框架用到多种金属材料B．聚焦镜片的成分只含有二氧化硅C．建设台址所用的水泥属于传统硅酸盐材料D．数据储存分析所用电脑芯片的主要原料是硅思维建模 "结构→性质→制备→应用"四步分析法1. 结构决定性质①硅：金刚石结构→高熔点、半导体性②SiO2：四面体网状结构→高硬度、化学惰性2. 性质推导应用 ①硅的半导体性：芯片、太阳能电池②SiO2的光学透明性：光纤、光学仪器3. 工艺联系①工业制硅：SiO2+ 2C Si(粗) + 2CO↑②玻璃制备：Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑4. 实验探究①硅酸制备：Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3↓+2NaCl②HF刻蚀玻璃实验考向2 考查硅的制备例2 （2025·湖北武汉·模拟预测）半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉及的主要反应为：①；②；③。设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是A．2.8g硅晶体中含单键数为0.2NAB．反应②中每生成1molH2转移电子数为2NAC．1molSiHCl3中Si原子的价层电子对数为4NAD．3.0gC18O中含中子数为1.6NA【变式训练1·变载体】（2025·山西·二模）硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。晶体硅中的杂质会影响其导电性能。工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98％左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅，其原理示意图如下：下列说法正确的是A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：B．已知中H元素化合价为，则电负性：C．以上流程中含硅元素的物质均属于共价晶体，熔点：D．由粗硅制备高纯硅的过程中，可循环使用的物质主要有HCl和【变式训练2·变考法】（2025·广西·三模）高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：已知：电负性设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．反应②中，每消耗1 mol Si，转移的电子数为B．反应①中，每生成1 mol Si，得到个C．1 mol晶体硅中含共价键数为D．反应③中，每消耗，生成1 mol Si【变式训练3·】【工业生产与学科知识结合】（2025·全国·模拟预测）“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：，下列说法正确的是A．步骤①的反应为，说明碳的非金属性比硅强B．整个过程中只有可以循环利用C．步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为D．与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为思维建模 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点（1）粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2（2）SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl（3）SiO2＋2Mg2MgO＋Si（4）SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl（5）SiH4在空气中易自燃考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用例3 （24-25高三下·甘肃·期中）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是①硅酸盐Na2Fe2Si3O10(其中铁为+3价)用氧化物的形式表示为Na2O·2FeO·3SiO2②水泥、玻璃、玛瑙饰物都是硅酸盐制品③硅酸盐都难溶于水④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料A．②③ B．①③ C．①④ D．④【变式训练1·变载体】（24-25高三上·四川·期末）下列关于硅酸的叙述，错误的是( )A．硅酸是一种很弱的酸B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得C．硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得【变式训练2·变考法】（2025·河北·一模）地壳中硅元素常以硅酸盐形式存在，与碳酸盐不同，硅酸盐结构复杂、种类繁多，其中下图为辉石单链和闪石双链两种硅酸根的结构(图中每个顶点代表1个氧原子，硅原子位于氧原子构成的四面体空隙中)。下列说法错误的是A．两种硅酸根中Si元素的化合价均为＋4B．辉石单链中每个氧与其相邻的氧原子以共价键形式相连C．闪石双链的化学式为D．硅酸根不能像碳酸根一样形成简单离子是因为的半径大较难形成键【变式训练3·】【日常生活与学科知识结合】（2025高三上·广东广州·月考）硅旧称矽，矽病是一种职业病，采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。你认为引起硅肺病的主要原因是粉尘中大量含有A．二氧化硅 B．硅 C．硅酸 D．硅酸盐思维建模 "结构→性质→制备→应用"四步法系统分析法1. 性质分析：从组成（SiO 四面体）推导物理/化学特性2. 应用推理 ①耐高温→耐火材料（如红柱石砖）②吸附性→硅胶干燥剂3. 工艺联系——玻璃制备反应：Na2CO3+ SiO2 Na2SiO3+ CO2↑4. 实验探究——硅酸制备：通过硅酸钠与酸反应观察胶体形成考点三 无机非金属材料知识点1 传统无机非金属材料1．无机非金属材料从组成上看，许多无机非金属材料多含 等元素，具有 、 、 等特点，以及特殊的 、 等性能。2.分类——可以根据化学成分和性能进行分类。1）按化学成分分类无机非金属材料可以根据其主要化学成分进行分类，主要包括以下几类：（1） 单质 ：如碳、硅等。（2） 氧化物 ：如二氧化硅、三氧化二铝等。（3） 碳化物 ：如碳化硅、碳化硼等。（4） 氮化物 ：如氮化硅、氮化铝等。（5） 硫化物 ：如硫化锌、硫化镉等。（6） 卤化物 ：如氟化钙、氯化钠等。（7） 硅化物 ：如硅化镁、硅化铜等。（8） 磷化物 ：如磷化铝、磷化镓等。（9） 氧氨化物 ：如氧氮化硅、氧氮化铝等。2）按性能分类无机非金属材料也可以根据其性能进行分类，主要包括以下几类：（1） 结构材料 ：用于构建和支撑的材料，如水泥、玻璃、陶瓷等。（2） 功能材料 ：具有特定功能的材料，如：① 机械性能 ：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、摩擦材料等。② 热学性能 ：耐火材料、绝热材料（保温材料）、传热材料、防火材料等。③ 化学性能 ：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等。④ 光学性能 ：电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、发光材料、感光材料、分光材料等。⑤ 电学性能 ：绝缘材料、介电材料、压电材料、铁电材料、超导材料、半导体材料等。⑥ 磁学性能 ：磁性材料。⑦ 声学性能 ：隔声材料、吸声材料等。⑧ 核物理性能 ：放射性材料、反应材料等。⑨ 生物性能 ：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。3.传统无机非金属材料（1）含义：传统的无机非金属材料多为 材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。（2）分类①陶瓷：陶瓷以 为主要原料，经高温烧结而成的。②玻璃：普通玻璃的主要成分为 ，它是以 为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的 而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。③水泥：普通硅酸盐水泥的主要原料是 ，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏 ，再研成细粉得到普通水泥。 是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。（3）传统无机非金属材料比较水泥 玻璃 陶瓷主要原料主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑制备过程 原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得 原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得 原料经高温烧结而成变化 复杂的 变化过程 复杂的 变化过程组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 硅酸盐得分速记硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。知识点2 新型无机非金属材料（1）含义： 含硅元素的材料，如单晶硅、二氧化硅，具有特殊的 性能。（2）性能:在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新特性和功能。（3）代表物:碳化硅(SiC)①俗名: 。②结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似 的结构。1 mol SiC中含有 mol Si—C键。③性质和用途:硬度很 ,可用作 的磨料;具有优异的耐 抗 性能,可用作 材料、 材料等。（4）其他新型陶瓷材料类型 主要特性 示例 用途高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷（5）碳纳米材料①含义：碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料,包括富勒烯、碳纳米管及石墨烯等,它们都是碳单质,互为同素异形体。②类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。新型材料 结构特点 主要性能 主要应用富勒烯碳纳米管石墨烯③用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用例1 （2025·河南·模拟预测）1月22号，河南博物院、郑州博物馆推出了“太平。如意——河南博物院藏明清珍宝展”，希望大家在欣赏珍宝的同时，了解中国吉祥文化，感悟中国古代工匠精神，下列描述错误的是A．“瑞瓷纳福”所用瓷器属于硅酸盐材料B．“金银同辉”属于合金材料C．“吉象雅珍”所用象牙的主要成分羟基磷灰石属于有机物D．“玉意嘉祥”属于硅酸盐材料【变式训练1·变载体】（2025·河北·模拟预测）沈阳博物馆馆藏丰富，涵盖多个历史时期和多种文物类型。下列文物中主要由无机非金属材料制成的是A．辽代金面具 B．清石青缎彩绣平金团龙衮服C．辽白釉鸡冠壶 D．青铜短剑【变式训练2·变考法】（2025·河北张家口·二模）下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅B．西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐【变式训练3·】【文化遗产与学科知识结合】（2025·广东深圳·二模）中华文明源远流长，下列古文物主要由硅酸盐材料制成的是A．九霄环佩木古 B．河姆渡出土陶灶C．云龙纹丝绸 D．曾侯乙青铜编钟思维建模 传统无机非金属材料的分类和应用解题思维模型1.材料识别： 根据题干关键词判断材料类别（如"黏土烧制"→陶瓷）2.性质推导：①硅酸盐结构→高熔点、耐腐蚀②玻璃非晶态→各向同性3.工艺联系：①陶瓷：黏土成型→高温烧结②玻璃：原料熔融→快速冷却4.应用匹配：①耐高温需求→选择耐火材料②透光需求→选择玻璃制品考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用例2 （2025·海南·模拟预测）下列说法错误的是A．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷，其属于新型无机非金属材料B．“歼-20”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王”，碳纤维属于无机非金属材料C．“生铁流出时，众人疾搅，即时炒成熟铁”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，则生铁比熟铁更易被腐蚀D．2022年冬奥会部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，其中碲和镉均属于主族元素【变式训练1·变载体】（2025·湖南岳阳·模拟预测）化学促进我国航空航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是A．“北斗系统”芯片的主要成分为二氧化硅B．隐形涂料中的纳米氧化钨材料属于新型有机材料C．“天和核心舱”推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料D．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3【变式训练2·变考法】（2025·福建·一模）化学物质在航空航天领域用途广泛。下列有关物质用途说法错误的是A．可作航天飞行器的太阳能电池板B．和可作火箭发射的推进剂C．高温结构陶瓷可作航天飞船发动机材料D．耐高温碳纤维可作航天服材料【变式训练3·】【文化遗产保护与学科知识结合】（2025届·广东汕尾·一模）宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述错误的是A．它耐高温、抗氧化 B．它比钢铁轻，但质地较脆C．它没有固定熔点 D．它是一种新型无机非金属材料思维建模 新型无机非金属材料的分类和应用的思维1.材料识别：根据题干信息判断材料类别2.性质分析：结合材料组成分析其特性3.应用推理：根据性质推导实际应用场景4.工艺联系：了解典型制备工艺（如浮法玻璃生产工艺）1．（2025·河北卷）河北省古建筑数量大，历史跨度长，种类齐全，在我国建筑史上占有非常重要的地位。下列古建筑组件主要成分属于有机物的是A．基石 B．斗拱 C．青瓦 D．琉璃2．（2025·云南卷）稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是A．可与NaOH溶液反应B．盐酸在该工艺中体现了还原性C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池D．制备纳米Si：3．（2025·湖北卷）下列描述不能正确地反映事实的是A．室温下与碳不发生反应，高温下可生成和B．室温下苯与溴不发生反应，温度升高生成大量溴苯C．通常含硒的化合物有毒性，但微量硒元素有益健康D．某些镇痛类生物碱可用于医疗，但滥用会危害健康4．（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O35．（2024·广东卷）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为556．（2023·河北卷）实验室根据化学试剂性质的不同采用不同的保存方法，下列说法错误的是A．浓硝酸保存在棕色试剂瓶中B．氢氧化钠溶液保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中C．高锰酸钾和乙醇不能同时保存在同一药品柜中D．金属钠保存在煤油中7．（2023·天津卷）下列常见物质及用途，错误的是A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多B．SiO2可用于制造光导纤维C．Fe2O3是铁红，可以用作染料D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭8．（2023·广东卷）建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法正确的是A．千家万户通光纤，光纤的主要材质为B．乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料C．美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2026年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）第04讲碳、硅及无机非金属材料（复习讲义）（原卷版）.docx 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