第10讲 碳、硅及其化合物（复习讲义）（江苏专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第10讲 碳、硅及其化合物 目录 01 考情解码·命题预警 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 3 考点一 碳及其化合物 3 知识点1 碳单质 3 知识点2 碳的氧化物结构与性质 4 考向1 考查碳及化合物的性质与应用 5 考点二 硅及其化合物 6 知识点1 硅单质 6 知识点2 二氧化硅结构与性质 7 考向1 考查硅的制备 7 考向2 考查硅及化合物的性质与应用 8 考点三 碳酸、硅酸、硅酸盐 9 知识点1 碳酸、硅酸 9 知识点2 硅酸盐 9 知识点3 无机非金属材料 9 考向1 考查硅酸盐与无机非金属材料 10 04 真题溯源·考向感知 11 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 江苏卷T1，3分 硅及其化合物 选择题 非选择题 江苏卷T16（1），3分 江苏卷T4，3分 碳酸、硅酸、硅酸盐 选择题 非选择题 江苏卷T17（1），2分 考情分析： 1．命题规律： （1）在选择题中考查：硅、二氧化硅及无机非金属材料在现代科技中的应用。 （2）在非选择题中：结合能源、环保以及新材料、新工艺为载体，考查碳、硅及其化合物的晶体结构、性质及应用。 2．复习策略： 首先依据物质结构理论，指导学生写出有关碳、硅及其化合物的电子式、结构式，判断原子的杂化类型、分子空间构型及分子的极性，进而使学生深刻的理解其物理性质；其次依据物质的类别认识二氧化碳、二氧化硅的酸性氧化物通性，第三从氧化还原反应原理，指导学生认识碳、硅及其化合物的化学性质，最后关注有关物质的重要用途。 复习目标： 1．从氧化还原反应角度，理解工业制备粗硅和精硅的原理及硅的化学性质。 2．从酸性氧化物通性、氧化还原反应原理认识二氧化碳与二氧化硅的化学性质。 3．知道石英及干冰晶体的结构特征，理解CO2的实验室制备。 4．知道水泥与玻璃工业生产原料及主要设备，会书写制备玻璃的化学方程式。 5．了解无机非金属材料的组成、分类及其应用。 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 1．碳单质结构、物理性质及用途 模型 键长 C杂化类型 晶体类型 硬度 熔点 沸点 导电性 用途 金刚石 1.54×10－10 m _____ ____晶体 _____ _____ 相同 _____ 切割 石墨 1.33×10－10 m _____ ____晶体 _____ _____ 导体 得分速记 ①碳的同素异形体还有：C60、C70、石墨烯等。 ②石墨比金刚石__________（“稳定”或“不稳定”）。 2．碳化学性质 氧化性 C＋H2________ C＋Si______ 还原性 非金属 C＋O2(少量)________ C＋O2(过量)________ C＋2SCS2 某些氧化物 C＋CuO_______________ C＋CO2_______ C＋SiO2________________ 3C＋CaOCaC2＋CO↑ 水 C＋H2O_____________ 氧化性酸 C＋ H2SO4(浓)__________________ C＋ HNO3(浓)_________________ 知识点2 碳的氧化物结构与性质 1．一氧化碳与二氧化碳结构与性质 CO的结构与性质 等电子体 电子式 结构式 σ键数 π键 分子极性 模型 N2 ________ ________ ____ ____ ____ 可燃性 CO＋O2________ 还原性 CO＋CuO__________ CO＋Fe2O3____________ CO＋H2O___________ CO2的结构与性质 电子式 结构式 C杂化类型 σ键数 π键数 分子极性 晶体类型 模型 晶胞 _________ ________ ______ ___ ___ ______ _________ 酸性 氧化物 CO2＋H2O＝_______ CO2(少量)＋NaOH＝_______ CO2(过量)＋NaOH＝__________ CO2＋CaO＝________ CO2＋Na2SiO3＋H2O＝______________ CO2(少量)＋NaAlO2＋H2O＝______________ CO2(过量)＋NaAlO2＋H2O＝______________ 弱氧化性 C＋CO2_____________ Mg＋CO2______________ 检验 Ca(OH)2＋CO2＝________________[除去CO2要用NaOH溶液，而不能作Ca(OH)2] 其他 CO2＋ Na2O2＝_______________ CO2(少量)＋H2O＋C6H5ONa—→______________ 用途 用于灭火，制______、碳铵等，干冰作______剂或用于____________。 得分速记 （1）与碱溶液的反应：产物与碱的量有关，如碱过量则为正盐，如碱少量则为酸式盐，也可以既有正盐又有酸式盐。 （2）与某些盐的反应：电离能力：HCl＞CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞C6H5OH＞HCO3－，所以CO2通入CH3COONa溶液、CaCl2溶液中不发生反应。 （3）注意下列反应：①CO2＋H2O＋C6H5O－—→C6H5OH＋HCO3－（与CO2量无关）；②CO2＋H2O＋ClO－＝HClO＋HCO3－；③HClO＋CO32－＝HCO3－＋ClO－（后二个反应不要求记）。 2．二氧化碳实验室制备 原料：______与_______ 反应原理：________________________________（离子方程式） 发生 装置 净化 装置 收集 装置 验满方法 得分速记 实验室制备CO2不能用稀硫酸。 考向1 考查碳及化合物的性质与应用 （2025·江苏省各地模拟组合题）下列说法正确的是 A．（2025·江苏省南通市海门中学上学期二调）光化学烟雾、温室效应的形成都与CO2有关 B．（2025·江苏省南京市六校联合体11月月考）酸性强弱：HNO3＞H2SO3＞H2CO3 C．（2025·江苏省南京市中华中学一模）载人飞船中常用LiOH固体吸收CO2而不用KOH固体是由于LiOH碱性更强 D．（2025·江苏省如皋模拟）催化剂有选择性，如酸性条件下锑电催化还原CO2生成HCOOH的阴极反应为：CO2－2e－＋2H＋＝HCOOH 【变式训练1·变载体】 （2025·江苏省苏州市期中）CO2的资源化利用具有重要意义。CO2用NaOH溶液吸收可得NaHCO3，NaHCO3可用于治疗胃酸过多；通过电催化法可将CO2转化为CH3OH、HCOOH等有机物；CO2和CH4催化重整可获得水煤气(CO与H2的混合气体)。CO2与NH3合成尿素[CO(NH2)2]的反应为2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，合成过程中还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]等副反应。 下列反应表示不正确的是 A．过量NaOH溶液吸收CO2的反应：NaOH＋CO2＝NaHCO3 B．酸性条件下，CO2转化为HCOOH的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH C．CO2和CH4催化制水煤气的反应：CO2＋CH42CO＋2H2 D．尿素发生水解的反应：CO(NH2)2＋H2O＝2NH3↑＋CO2↑ 【变式训练2·变题型】 （2025·江苏省南通市二模）CO2捕集包括CO2 的吸收和解吸两个过程。利用捕集的CO2合成碳酸二甲酯有助于实现碳中和。 DEA[(C2H4OH)2NH]是一种CO2捕集剂。室温下，将CO2体积分数为15%(其余为N2)的混合气以一定流速通过装有一定量DEA溶液的捕集器(N₂不被吸收)，被吸收后的混合气在出口处通过CO2含量检测装置，直至捕集剂吸收CO2达到饱和。将吸收CO₂饱和后的捕集器在120℃下充分加热，实现CO2解吸和捕集剂的再生。DEA吸收CO2的过程如下图所示。 ①能说明DEA吸收CO2达到饱和的依据是___________________________________________。 ②写出CO2解吸时发生反应的离子方程式：_______________________________________。 ③衡量不同捕集剂的优劣，不仅需要比较捕集剂的成本、对环境的影响及单位物质的量的捕集剂吸收CO2的快慢和多少外，还需要进行比较的因素为________________________________。(写一条)。 考点二 硅及其化合物 知识点1 硅单质 存在 地壳含量 晶体类型 1 mol Si含有的Si—Si键 ______态 第___位 ______晶体 ___ mol 常温下反应 ①Si＋ F2＝_____ ②Si＋ HF＝SiF4＋_____ ③Si＋NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋_____ 加热或高温 ①Si＋O2______ ②Si＋2Cl2_______ 制备 粗硅：_________________________ 精硅：Si＋2Cl2_____、___________________________ 用途 良好的_________材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制_________电池 知识点2 二氧化硅的结构与性质 晶体类型 每个氧结合硅个数 最小环上 1 mol SiO2含有 模型 ______晶体 ____个 有___个Si、____个O ____mol Si—O键 酸性氧化物 SiO2＋CaO_______ SiO2＋ NaOH＝_______________ 弱氧化性 SiO2＋ C_________________ SiO2＋ MgMgO＋_____ 特性 ①与H2O不反应；②SiO2＋ HF＝________________ 应用 制造_____________的主要原料 得分速记 ①SiO2不是分子式，而是化学式！ ②SiO2难溶于水，不能与水反应生成H2SiO3。 ③SiO2是酸性氧化物，不与强酸(如盐酸、硫酸、硝酸)反应，但能与弱酸——氢氟酸反应生成SiF4气体，故可用氢氟酸在玻璃上刻字绘画。 ④硅酸钠是一种黏合剂，故在保存氢氧化钠、氢氧化钾、Na2CO3等碱性溶液时，不能将其装在带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶内，要用橡胶塞。 ⑤石英坩埚不能用来熔融NaOH等碱性固体。 考向1 考查硅的制备 （2025·江苏省南通市开学考）下列说法不正确的是 A．粗硅制备高纯硅的两步反应中硅元素均被氧化 B．制备粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑ C．1 mol Si含Si-Si键的数目约为2×6.02×1023 D．制备高纯硅的原料气HCl和H2应充分去除O2 【变式训练1·变题型】 （2025·江苏省各地模拟组合题）判断下列说法或转化，正确的是________ ①粗硅SiCl4Si ②工业制高纯硅：SiO2Si(粗硅)SiHCl3Si ③电解还原SiO2制高纯Si的阴极反应：SiO2-4e－＝Si+2O2－ ④工业制高纯Si：SiO2Si(s)SiHCl3Si(s) ⑤石英砂粗硅SiCl4 ⑥SiO2SiCl4Si实现 【变式训练2】 （2023·湖北卷）工业制备高纯硅的主要过程如下： 石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 下列说法错误的是 A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ B．1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023 C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D．生成SiHCl3的反应为熵减过程 考向2 考查硅及化合物的性质与应用 判断下列说法中，正确的是________ ①（2025·江苏省新高考基地学期第二次大联考）光导纤维属于有机高分子化合物 ②（2025·江苏省南通市海门中学上学期二调）光导纤维的主要原料是二氧化硅 ③（2025·江苏省扬州中学2月）将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中，振荡，观察现象；非金属性：Cl＞Si ④（2025·江苏省盐城中学月考）SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq) ⑤（2025·江苏省盐城市上学期期中）H2SiO3SiO2SiCl4 ⑥（2025·江苏省丹阳高级中学期中）CaCl2CaSiO3CaCO3 【变式训练1】 （2024·江苏各地模拟重组）下列物质结构与性质或物质性质与用途对应关系正确的是 A．石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力，具有导电性 B．SiC中原子以共价键形成空间网状结构，可作砂轮的磨料 C．SiO2是酸性氧化物，能用氢氟酸雕刻玻璃 D．SiO2硬度高，可用于制造光导纤维 考点三 碳酸、硅酸、硅酸盐 知识点1 碳酸、硅酸 H2CO3 碳酸中C原子杂化____ 碳酸属于________晶体 CO32－：C原子杂化___，为_________形 H2SiO3 硅酸中Si原子杂化____ 不溶于水，酸性：硅酸＜碳酸，在水中易形成胶体 知识点2 硅酸盐 硅酸盐 Na2SiO3的水溶液叫____________，是无色黏稠液体，是制备硅胶和木材_____________的原料。在空气中会变质，反应方程式为：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝______________________ 表示 方法 （1）硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。如，石棉：CaO·3MgO·4SiO2。 （2）方法：①找出组成元素；②写成氧化物的形式；③注意原子守恒；④检查有无遗漏。 （3）氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 得分速记 （1）硅酸盐组成的表示方法采用的是氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。 （2）硅酸盐用氧化物的形式表示时，遵循“二个不变”：各元素化合价不变、原子个数不变的原则。氧化物之间以“·”隔开，化学计量数若出现分数应化为整数，如长石KAlSi3O8，不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3 ·6SiO2。 知识点3 无机非金属材料 1．传统硅酸盐工业 主要原料 主要设备 主要反应 主要成分 特性 水泥 __________ 水泥回转窑 复杂的物理变化与化学反应 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 水硬性 玻璃 ____________ ________ 玻璃熔炉 ____________________ ____________________ ____________ ____________ ____________ 无固定_____ 2．新型无机非金属材料 （1）新型无机非金属材料包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料。 （2）新型陶瓷的种类与用途 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 半导体陶瓷 具有电学特性 二氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体 光学材料 具有光学特性 光导纤维 光缆通讯、医疗、照明等 生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨骼、人造关节、接骨螺钉 （3）碳纳米材料 材料类型 主要特性 用途 碳纳米管 比表面积大，高强度，优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 电阻率低，热导率高，具有很高的强度 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 （4）特殊功能的含硅材料 ①碳化硅为共价晶体、具有金刚石结构，可用作磨料。 ②含硅元素4％的硅钢具有导磁性。 考向1 考查硅酸盐与无机非金属材料 （2025·南通市开学考）制造5G芯片的氮化铝属于 A．金属材料 B．无机非金属材料 C．复合材料 D．有机高分子材料 【变式训练1】 （2025·江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是 ①“C919”大飞机使用的氮化硅陶瓷属于传统硅酸盐材料 ②“天和”核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体使用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料 ③“神舟十三号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 ④相控阵雷达使用的碳化硅陶瓷属于新型的有机材料 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【变式训练2】 （2024·江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是 A．石墨烯属于传统无机非金属材料 B．烧制陶器的主要原料为黏土、石灰石和石英砂 C．制玻璃的原料之一可用作制光导纤维 D．硼硅玻璃中含有的Na2O·B2O3·SiO2是一种复杂的氧化物 1．（2025·甘肃卷）活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是 A．泥活字 B．木活字 C．铜活字 D．铅活字 2．（2025·江苏卷）海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。 （1）文物出水清淤后，须尽快浸泡在稀NaOH或Na2CO3溶液中进行现场保护。 ①玻璃中的SiO2能与NaOH反应生成___________(填化学式)，故不能使用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放溶液。 ②文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀，其原因有___________________________ ________________________________________________________________。 3．（2025·云南卷）画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是 A．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 B．油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 4．（2022·河北卷）定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgO C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高 5．（2022·广东卷）广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是 文物 选项 A．南宋鎏金饰品 B．蒜头纹银盒 C．广彩瓷咖啡杯 D．铜镀金钟座 6．（2023·北京卷）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲 碳、硅及其化合物 目录 01 考情解码·命题预警 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 3 考点一 碳及其化合物 3 知识点1 碳单质 3 知识点2 碳的氧化物结构与性质 4 考向1 考查碳及化合物的性质与应用 5 考点二 硅及其化合物 6 知识点1 硅单质 6 知识点2 二氧化硅结构与性质 7 考向1 考查硅的制备 8 考向2 考查硅及化合物的性质与应用 9 考点三 碳酸、硅酸、硅酸盐 10 知识点1 碳酸、硅酸 10 知识点2 硅酸盐 11 知识点3 无机非金属材料 11 考向1 考查硅酸盐与无机非金属材料 11 04 真题溯源·考向感知 13 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 江苏卷T1，3分 硅及其化合物 选择题 非选择题 江苏卷T16（1），3分 江苏卷T4，3分 碳酸、硅酸、硅酸盐 选择题 非选择题 江苏卷T17（1），2分 考情分析： 1．命题规律： （1）在选择题中考查：硅、二氧化硅及无机非金属材料在现代科技中的应用。 （2）在非选择题中：结合能源、环保以及新材料、新工艺为载体，考查碳、硅及其化合物的晶体结构、性质及应用。 2．复习策略： 首先依据物质结构理论，指导学生写出有关碳、硅及其化合物的电子式、结构式，判断原子的杂化类型、分子空间构型及分子的极性，进而使学生深刻的理解其物理性质；其次依据物质的类别认识二氧化碳、二氧化硅的酸性氧化物通性，第三从氧化还原反应原理，指导学生认识碳、硅及其化合物的化学性质，最后关注有关物质的重要用途。 复习目标： 1．从氧化还原反应角度，理解工业制备粗硅和精硅的原理及硅的化学性质。 2．从酸性氧化物通性、氧化还原反应原理认识二氧化碳与二氧化硅的化学性质。 3．知道石英及干冰晶体的结构特征，理解CO2的实验室制备。 4．知道水泥与玻璃工业生产原料及主要设备，会书写制备玻璃的化学方程式。 5．了解无机非金属材料的组成、分类及其应用。 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 1．碳单质结构、物理性质及用途 模型 键长 C杂化类型 晶体类型 硬度 熔点 沸点 导电性 用途 金刚石 1.54×10－10 m sp3 共价晶体 很硬 高 相同 不导电 切割 石墨 1.33×10－10 m sp2 混合晶体 质软 导电 导体 得分速记 ①碳的同素异形体还有：C60、C70、石墨烯等。 ②石墨比金刚石稳定。 2．碳化学性质 氧化性 C＋2H2CH4 C＋SiSiC 还原性 非金属 2C＋O2(少量)2CO C＋O2(过量)CO2 C＋2SCS2 某些氧化物 C＋CuOCu＋CO C＋CO22CO 2C＋SiO2Si＋2CO↑ 3C＋CaOCaC2＋CO↑ 水 C＋H2OCO＋H2 氧化性酸 C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 知识点2 碳的氧化物结构与性质 1．一氧化碳与二氧化碳结构与性质 CO的结构与性质 等电子体 电子式 结构式 σ键数 π键 分子极性 模型 N2 1 2 极性 可燃性 2CO＋O22CO2 还原性 CO＋CuOCu+CO2 3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe CO＋H2OCO2+H2 CO2的结构与性质 电子式 结构式 C杂化类型 σ键数 π键数 分子极性 晶体类型 模型 晶胞 O＝C＝O sp 2 2 非极性 共价晶体 酸性 氧化物 CO2＋H2O＝H2CO3 CO2(少量)＋NaOH＝Na2CO3+H2O CO2(过量)＋NaOH＝NaHCO3 CO2＋CaO＝CaCO3 CO2＋Na2SiO3＋H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓ CO2(少量)＋NaAlO2＋H2O＝Al(OH)3↓+Na2CO3 CO2(过量)＋NaAlO2＋H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3 弱氧化性 C＋CO22CO 2Mg＋CO2C+2MgO 检验 Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓+H2O[除去CO2要用NaOH溶液，而不能作Ca(OH)2] 其他 2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3+O2 CO2(少量)＋H2O＋C6H5ONa—→C6H5OH+NaHCO3 用途 用于灭火，制造纯碱、碳铵等，干冰作致冷剂或用于人工降雨。 得分速记 （1）与碱溶液的反应：产物与碱的量有关，如碱过量则为正盐，如碱少量则为酸式盐，也可以既有正盐又有酸式盐。 （2）与某些盐的反应：电离能力：HCl＞CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞C6H5OH＞HCO3－，所以CO2通入CH3COONa溶液、CaCl2溶液中不发生反应。 （3）注意下列反应：①CO2＋H2O＋C6H5O－—→C6H5OH＋HCO3－（与CO2量无关）；②CO2＋H2O＋ClO－＝HClO＋HCO3－；③HClO＋CO32－＝HCO3－＋ClO－（后二个反应不要求记）。 2．二氧化碳实验室制备 原料：石灰石与稀盐酸 反应原理：CaCO3+2H＋＝Ca2＋+CO2↑+H2O（离子方程式） 发生 装置 净化 装置 浓硫酸 NaHCO3溶液 饱和 收集 装置 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭 得分速记 实验室制备CO2不能用稀硫酸。 考向1 考查碳及化合物的性质与应用 （2025·江苏省各地模拟组合题）下列说法正确的是 A．（2025·江苏省南通市海门中学上学期二调）光化学烟雾、温室效应的形成都与CO2有关 B．（2025·江苏省南京市六校联合体11月月考）酸性强弱：HNO3＞H2SO3＞H2CO3 C．（2025·江苏省南京市中华中学一模）载人飞船中常用LiOH固体吸收CO2而不用KOH固体是由于LiOH碱性更强 D．（2025·江苏省如皋模拟）催化剂有选择性，如酸性条件下锑电催化还原CO2生成HCOOH的阴极反应为：CO2－2e－＋2H＋＝HCOOH 【答案】B 【解析】A项，温室效应的形成与二氧化碳有关，光化学烟雾形成与氮的氧化物有关，错误；B项，硝酸是强酸，亚硫酸、碳酸为弱酸，但是亚硫酸的酸性比碳酸强，所以酸性强弱：HNO3＞H2SO3＞H2CO3，正确；C项，载人飞船中常用LiOH固体吸收CO2而不用KOH固体，是因为单位质量的LiOH固体吸收CO2比KOH固体更多，和碱性强弱没关系，且碱性LiOH比KOH弱，错误；D项，锑电催化还原CO2生成HCOOH的阴极反应为酸性条件下，二氧化碳得到电子发生还原生成甲酸：CO2＋2e－＋2H＋＝HCOOH，错误。 【变式训练1·变载体】 （2025·江苏省苏州市期中）CO2的资源化利用具有重要意义。CO2用NaOH溶液吸收可得NaHCO3，NaHCO3可用于治疗胃酸过多；通过电催化法可将CO2转化为CH3OH、HCOOH等有机物；CO2和CH4催化重整可获得水煤气(CO与H2的混合气体)。CO2与NH3合成尿素[CO(NH2)2]的反应为2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，合成过程中还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]等副反应。 下列反应表示不正确的是 A．过量NaOH溶液吸收CO2的反应：NaOH＋CO2＝NaHCO3 B．酸性条件下，CO2转化为HCOOH的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH C．CO2和CH4催化制水煤气的反应：CO2＋CH42CO＋2H2 D．尿素发生水解的反应：CO(NH2)2＋H2O＝2NH3↑＋CO2↑ 【答案】A 【解析】A项，过量NaOH与CO2反应应生成Na2CO3，而非NaHCO3，正确反应为：CO2＋2NaOH(过量)＝Na2CO3＋H2O，错误；B项，酸性条件下，CO2得电子被还原为HCOOH，根据电荷和原子守恒，电极反应为：CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH，正确；C项，由题可知，CO2和CH4催化重整可获得水煤气(CO与H2的混合气体)，方程式为：CO2＋CH42CO+2H2，正确；D项，尿素水解生成NH3和CO2，反应方程式为：CO(NH2)2+H2O＝2NH3↑+CO2↑，正确。 【变式训练2·变题型】 （2025·江苏省南通市二模）CO2捕集包括CO2 的吸收和解吸两个过程。利用捕集的CO2合成碳酸二甲酯有助于实现碳中和。 DEA[(C2H4OH)2NH]是一种CO2捕集剂。室温下，将CO2体积分数为15%(其余为N2)的混合气以一定流速通过装有一定量DEA溶液的捕集器(N₂不被吸收)，被吸收后的混合气在出口处通过CO2含量检测装置，直至捕集剂吸收CO2达到饱和。将吸收CO₂饱和后的捕集器在120℃下充分加热，实现CO2解吸和捕集剂的再生。DEA吸收CO2的过程如下图所示。 ①能说明DEA吸收CO2达到饱和的依据是___________________________________________。 ②写出CO2解吸时发生反应的离子方程式：_______________________________________。 ③衡量不同捕集剂的优劣，不仅需要比较捕集剂的成本、对环境的影响及单位物质的量的捕集剂吸收CO2的快慢和多少外，还需要进行比较的因素为_______________________________________。(写一条)。 【答案】①出口处气体中CO2体积分数为15% ②(C2H4OH)2NCOO－＋(C2H4OH)2NH2＋ 2(C2H4OH)2NH＋CO2↑ ③捕集剂解吸CO2的效率(释放CO2的速率和程度) 【解析】①如果DEA吸收CO2达到饱和，则混合气体中CO2的体积分数在通过DEA溶液前后不变，即能说明DEA吸收CO2达到饱和的依据是出口处气体中CO2体积分数为15%；②在120℃下充分加热，CO2解吸时生成(C2H4OH)2NH、CO2，离子反应方程式为：(C2H4OH)2NCOO－＋(C2H4OH)2NH2＋ 2(C2H4OH)2NH＋CO2↑；③根据题意，捕集剂吸收CO2达到饱和后，将吸收CO2饱和后的捕集器在120℃下充分加热，实现CO2解吸和捕集剂的再生，则衡量不同捕集剂的优劣，不仅需要比较捕集剂的成本、对环境的影响及单位物质的量的捕集剂吸收CO2的快慢和多少外，还需要进行比较的因素为：捕集剂解吸CO2的效率(释放CO2的速率和程度)。 考点二 硅及其化合物 知识点1 硅单质 存在 地壳含量 晶体类型 1 mol Si含有的Si—Si键 化合态 第2位 共价晶体 2 mol 常温下反应 ①Si＋2F2＝SiF4 ②Si＋4HF＝SiF4＋SiF4＋H2 ③Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ 加热或高温 ①Si＋O2SiO2 ②Si＋2Cl2 SiCl4 制备 粗硅：SiO2+2CSi+2CO↑ 精硅：Si＋2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl 用途 良好的半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制太阳能电池 知识点2 二氧化硅的结构与性质 晶体类型 每个氧结合硅个数 最小环上 1 mol SiO2含有 模型 共价晶体 4个 有6个Si、6个O 4 mol Si—O键 酸性氧化物 SiO2＋CaOCaSiO3 SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O 弱氧化性 SiO2＋2CSi+2CO↑ SiO2＋2Mg2MgO＋Si 特性 ①与H2O不反应；②SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O 应用 制造光导纤维的主要原料 得分速记 ①SiO2不是分子式，而是化学式！ ②SiO2难溶于水，不能与水反应生成H2SiO3。 ③SiO2是酸性氧化物，不与强酸(如盐酸、硫酸、硝酸)反应，但能与弱酸——氢氟酸反应生成SiF4气体，故可用氢氟酸在玻璃上刻字绘画。 ④硅酸钠是一种黏合剂，故在保存氢氧化钠、氢氧化钾、Na2CO3等碱性溶液时，不能将其装在带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶内，要用橡胶塞。 ⑤石英坩埚不能用来熔融NaOH等碱性固体。 考向1 考查硅的制备 （2025·江苏省南通市开学考）下列说法不正确的是 A．粗硅制备高纯硅的两步反应中硅元素均被氧化 B．制备粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑ C．1 mol Si含Si-Si键的数目约为2×6.02×1023 D．制备高纯硅的原料气HCl和H2应充分去除O2 【答案】A 【解析】A项，粗硅制备高纯硅的两步反应中，第一步Si→SiCl4，硅元素被氧化，第二步SiCl4→Si，硅元素被还原，错误；B项，制备粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，正确；C项，1 mol Si含Si-Si键的数目约为2×6.02×1023，正确；D项，制备高纯硅的原料气HCl和H2应充分去除O2，防止硅被氧化，正确。 【变式训练1·变题型】 （2025·江苏省各地模拟组合题）判断下列说法或转化，正确的是________ ①粗硅SiCl4Si ②工业制高纯硅：SiO2Si(粗硅)SiHCl3Si ③电解还原SiO2制高纯Si的阴极反应：SiO2-4e－＝Si+2O2－ ④工业制高纯Si：SiO2Si(s)SiHCl3Si(s) ⑤石英砂粗硅SiCl4 ⑥SiO2SiCl4Si实现 【答案】①②③④ 【解析】①粗硅高温条件下与氯气反应生成四氯化硅，四氯化硅高温下与氢气发生置换反应生成硅，物质间转化均能一步实现，正确；②高温下二氧化硅与C反应生成粗硅和CO，粗硅与氯化氢在加热条件下反应制得三氯硅烷，三氯硅烷高温下与氢气反应制得高纯硅，主要反应为：2C＋2SiO2Si(粗硅)＋2CO↑、Si(粗硅)＋3HClSiHCl3＋2H2、SiHCl3＋H2 Si(高纯硅)＋3HCl，正确；③阴极发生还原反应，SiO2－4e－＝Si＋2O2－，错误；④硅和碳高温生成粗硅，粗硅和HCl高温生成SiHCl3，再被氢气还原为硅单质，正确；⑤石英砂与C在高温条件下发生反应生成粗硅和CO，缺少条件，错误；⑥SiO2不与HCl反应，不能通过题述途径制硅，错误。 【变式训练2】 （2023·湖北卷）工业制备高纯硅的主要过程如下： 石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 下列说法错误的是 A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ B．1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023 C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D．生成SiHCl3的反应为熵减过程 【答案】B 【解析】A项，SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO，因此制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，正确；B项，在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此平均每个Si形成2个共价键，1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，错误；C项，SiHCl3和水蒸气反应，硅和氧气反应，因此原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，正确；D项，Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)，该反应是气体分子数减少的反应，因此生成SiHCl3的反应为熵减过程，正确。 考向2 考查硅及化合物的性质与应用 判断下列说法中，正确的是________ ①（2025·江苏省新高考基地学期第二次大联考）光导纤维属于有机高分子化合物 ②（2025·江苏省南通市海门中学上学期二调）光导纤维的主要原料是二氧化硅 ③（2025·江苏省扬州中学2月）将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中，振荡，观察现象；非金属性：Cl＞Si ④（2025·江苏省盐城中学月考）SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq) ⑤（2025·江苏省盐城市上学期期中）H2SiO3SiO2SiCl4 ⑥（2025·江苏省丹阳高级中学期中）CaCl2CaSiO3CaCO3 【答案】② 【解析】①光导纤维成分是SiO2，不属于有机高分子化合物，错误；②光导纤维的主要原料是二氧化硅，是因为其具有良好的光学性能，正确；③将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中，生成白色胶状物H2SiO3，说明盐酸的酸性大于硅酸的酸性，但由于HCl不是Cl元素的最高价含氧酸，所以不能说明Cl的非金属性强于Si，错误；④二氧化硅与水不反应，不能生成硅酸，不符合题意，错误；⑤H2SiO3加热分解生成SiO2正确，方程式为：H2SiO3H2O＋SiO2，但二氧化硅不能与盐酸反应生成SiCl4（SiO2仅与氢氟酸反应），因此第二步不成立，错误；⑥CaCl2与CO2不能反应，错误。 【变式训练1】 （2024·江苏各地模拟重组）下列物质结构与性质或物质性质与用途对应关系正确的是 A．石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力，具有导电性 B．SiC中原子以共价键形成空间网状结构，可作砂轮的磨料 C．SiO2是酸性氧化物，能用氢氟酸雕刻玻璃 D．SiO2硬度高，可用于制造光导纤维 【答案】B 【解析】A项，石墨能导电的原因是未成键的p电子在层内可以自由移动，错误；B项，SiC中原子间以共价键形成空间网状结构，SiC是共价晶体，硬度大，可作砂轮的磨料，正确；C项，SiO2是酸性氧化物的原因是SiO2能与碱反应生成盐和水，错误；S D项，iO2传导光的能力较强，可用于制造光导纤维，错误。 考点三 碳酸、硅酸、硅酸盐 知识点1 碳酸、硅酸 H2CO3 碳酸中C原子杂化sp2 碳酸属于分子晶体 CO32－：C原子杂化sp3，为平面三角形 H2SiO3 硅酸中Si原子杂化sp2 不溶于水，酸性：硅酸＜碳酸，在水中易形成胶体 知识点2 硅酸盐 硅酸盐 Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是无色黏稠液体，是制备硅胶和木材防火的原料。在空气中会变质，反应方程式为：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3 表示 方法 （1）硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。如，石棉：CaO·3MgO·4SiO2。 （2）方法：①找出组成元素；②写成氧化物的形式；③注意原子守恒；④检查有无遗漏。 （3）氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 得分速记 （1）硅酸盐组成的表示方法采用的是氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。 （2）硅酸盐用氧化物的形式表示时，遵循“二个不变”：各元素化合价不变、原子个数不变的原则。氧化物之间以“·”隔开，化学计量数若出现分数应化为整数，如长石KAlSi3O8，不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3 ·6SiO2。 知识点3 无机非金属材料 1．传统硅酸盐工业 主要原料 主要设备 主要反应 主要成分 特性 水泥 石灰石 黏土 水泥回转窑 复杂的物理变化与化学反应 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 水硬性 玻璃 石灰石、纯碱、石英 玻璃熔炉 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 无固定 熔点 2．新型无机非金属材料 （1）新型无机非金属材料包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料。 （2）新型陶瓷的种类与用途 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 半导体陶瓷 具有电学特性 二氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体 光学材料 具有光学特性 光导纤维 光缆通讯、医疗、照明等 生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨骼、人造关节、接骨螺钉 （3）碳纳米材料 材料类型 主要特性 用途 碳纳米管 比表面积大，高强度，优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 电阻率低，热导率高，具有很高的强度 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 （4）特殊功能的含硅材料 ①碳化硅为共价晶体、具有金刚石结构，可用作磨料。 ②含硅元素4％的硅钢具有导磁性。 考向1 考查硅酸盐与无机非金属材料 （2025·南通市开学考）制造5G芯片的氮化铝属于 A．金属材料 B．无机非金属材料 C．复合材料 D．有机高分子材料 【答案】B 【解析】A项，氮化铝是化合物不是合金，不属于金属材料，错误；B项，氮化铝是一种新型陶瓷材料，属于无机非金属材料，正确；C项，氮化铝是一种新型陶瓷，不属于复合材料，错误；D项，氮化铝中不含碳元素不是有机物，不属于有机高分子材料，错误。 【变式训练1】 （2025·江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是 ①“C919”大飞机使用的氮化硅陶瓷属于传统硅酸盐材料 ②“天和”核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体使用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料 ③“神舟十三号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 ④相控阵雷达使用的碳化硅陶瓷属于新型的有机材料 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】B 【解析】氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、高温结构陶瓷、碳化硅陶瓷都属于新型无机非金属材料，B项正确。 【变式训练2】 （2024·江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是 A．石墨烯属于传统无机非金属材料 B．烧制陶器的主要原料为黏土、石灰石和石英砂 C．制玻璃的原料之一可用作制光导纤维 D．硼硅玻璃中含有的Na2O·B2O3·SiO2是一种复杂的氧化物 【答案】C 【解析】A项，石墨烯属于新型无机非金属材料，错误；B项，烧制陶器的主要原料为黏土，错误；C项，制玻璃的原料之一SiO2可制光导纤维，正确；D项，硼硅玻璃的成分主要是硅酸盐和硼酸盐，错误。 1．（2025·甘肃卷）活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是 A．泥活字 B．木活字 C．铜活字 D．铅活字 【答案】A 【解析】A项，泥活字的主要材料是粘土，粘土的主要成分是硅酸盐，正确；B项，木活字主要成分是纤维素，错误；C项，铜活字是铜合金，主要成分是铜，错误；D项，铅活字主要成分是铅，错误。 2．（2025·江苏卷）海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。 （1）文物出水清淤后，须尽快浸泡在稀NaOH或Na2CO3溶液中进行现场保护。 ①玻璃中的SiO2能与NaOH反应生成___________(填化学式)，故不能使用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放溶液。 ②文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀，其原因有___________________________ ________________________________________________________________。 【答案】①Na2SiO3 ②碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应的进行，反应速率减慢；碱性溶液中，O2溶解度较小，减少文物与O2的接触，减缓吸氧腐蚀 【解析】①SiO2是酸性氧化物，可与NaOH溶液发生反应生成硅酸钠和水，化学方程式为SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；②吸氧腐蚀时正极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，根据化学平衡移动原理，碱性溶液中，OH－浓度较大，会抑制O2得电子，使吸氧腐蚀的速率减慢；O2在高离子浓度的液体中溶解度较小，碱性溶液比纯水溶解氧的能力低，减少了文物与O2的接触，减缓吸氧腐蚀。 3．（2025·云南卷）画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是 A．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 B．油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 【答案】D 【解析】A项，贝壳粉的主要成分是碳酸钙，属于碳酸盐，错误；B项，核桃油属于油脂，分子量较小，不属于有机高分子，错误；C项，氧化铁（Fe2O3）能与酸反应，不耐酸，错误；D项，碳在常温下化学性质稳定，不易被氧化，正确。 4．（2022·河北卷）定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgO C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高 【答案】A 【解析】A项，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，正确；B项，陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，错误；C项，陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，错误；D项，由于Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，错误。 5．（2022·广东卷）广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是 文物 选项 A．南宋鎏金饰品 B．蒜头纹银盒 C．广彩瓷咖啡杯 D．铜镀金钟座 【答案】C 【解析】A项，鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，不符合题意；B项，蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，不符合题意；C项，广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，符合题意；D项，铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，不符合题意。 6．（2023·北京卷）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 【答案】A 【解析】A项，原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，正确；B项，金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，错误；C项，金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合型晶体，错误；D项，金刚石中没有自由移动电子，不能导电，错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$