第5章 第1节 碳、硅及无机非金属材料（word教参）-【正禾一本通】2024高考化学高三一轮总复习高效讲义（老高考）

第一节 碳、硅及无机非金属材料 【备考目标】　1.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识碳、硅及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。 考点1　碳及其化合物 梳理必备知识 1．碳单质 金刚石 石墨 足球烯(C60) 结构 正四面体的三维骨架结构 层状结构，每六个碳原子构成正六边形 “足球”状分子，由正五边形和正六边形排列而成 物理 性质 熔点高，硬度大，不导电 熔点高，硬度小，能导电 不导电 三者 联系 ①碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。 ②金刚石、石墨、足球烯等碳单质互为同素异形体，它们之间的转化是化学变化。 2．碳的氧化物 CO CO2 物理性质 无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 无色、无味的气体，密度比空气大，可溶于水(溶解度小) 毒性 有毒(易结合血红蛋白) 无毒(会导致温室效应) 化学性质 还原性 ①可燃性； ②还原氧化铁 — 氧化性 — ①与炽热的木炭反应；②Mg在CO2中燃烧 与水反应 — CO2＋H2OH2CO3 与碱反应 — 如Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 相互转化 COCO2 用途 燃料、冶炼金属等 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 3．碳酸 弱酸、不稳定，只能存在于水中，在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。 巩固题组过关 1．(2023·广东湛江阶段检测)近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是(　　) 石墨烯：单层石墨，具有很高的强度 石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性 纳米碳管：具有优良的场发射性能，可用于制作阴极显像管、储氢材料 A．石墨烯具有良好的导电性 B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体 C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜 D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同 解析：选D。A项，石墨烯是一种新发现的材料，它的物理性质是拉力好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等；B项，同种元素的不同单质互称同素异形体；C项，碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子；D项，碳与浓硫酸反应产物均为二氧化碳、二氧化硫和水。 2．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 解析：选C。p为二氧化碳，固体为干冰，可做制冷剂用于人工降雨，A正确；二氧化碳与氧化钙反应生成碳酸钙，是化合反应，B正确；甲烷转化为C和H2是吸热反应，C错误；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正确。 3．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(　　 ) 选项 操作及现象 溶液 A 通入CO2，溶液变浑浊 饱和Na2CO3 溶液 B 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失 Na2SiO3 溶液 C 通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去 Ca(ClO)2 溶液 D 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊 澄清石灰水 解析：选B。由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A正确；CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失，B错误；CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，品红溶液被HClO氧化褪色，C正确；首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊，D正确。 考点2　硅、二氧化硅、硅酸 梳理必备知识 1．硅单质 2．二氧化硅 3．硅酸 [注意]　①无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。 ②因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生反应；在高温下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能发生，是因为该反应正方向是熵增的方向，有利于反应自发进行，且生成的气体逸出，生成物浓度降低，有