第04讲 碳、硅及无机非金属材料（复习课件）（全国通用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 碳、硅及无机非金属材料 1 01 考情解码·命题预警 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 04 真题溯源·考向感知 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 知识点2 碳的氧化物 知识点3 碳酸、碳酸盐 知识点4 碳元素在自然界中的循环 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 考点二 硅及基化合物 知识点1 单质硅 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸 知识点4 硅酸盐 知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 考向2 考查硅的制备 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 知识点2 新型无机非金属材料 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 01 考情解码·命题预警 考情透视·目标导航 考点要求 考察形式 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 非选择题 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 4 考情透视·目标导航 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。 5 02 体系构建·思维可视 知识导图·思维引航 03 核心突破·靶向攻坚 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。 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 3种常见的碳单质 金刚石 石墨 C60 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 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 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 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 3.碳单质 化学性质 a.与O2的反应 b.与氧化物反应 c.与强氧化性酸反应 ①O2不足：2C＋O2 2CO ②O2充足：C＋O2 CO2 点燃 点燃 ①与CuO反应：2CuO＋C 2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； ②与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C 2Fe＋3CO↑(冶炼金属)； ③与CO2反应：CO2＋C 2CO； ④与水蒸气反应：C＋H2O(g) CO＋H2(制水煤气)； ⑤与SiO2反应：SiO2＋2C Si＋2CO↑(制粗硅)； SiO2＋3C SiC＋2CO↑(制金刚砂) 高温 高温 高温 高温 高温 高温 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。 △ △ 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 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,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。 钻头 铅笔芯 电极 臭 家庭取暖、做饭 金属 考点一 碳及其化合物 知识点2 碳的氧化物 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) 大 能溶 无(温室效应) 1.碳的氧化物的物理性质 2.碳的氧化物的化学性质 ①CO具有较强的______性，可以与、金属氧化物等发生反应。 如与反应：___________________________。 还原 考点一 碳及其化合物 知识点2 碳的氧化物 ②是______氧化物， 也具有______性。 酸性 氧化 2.碳的氧化物的化学性质 酸性 氧化物 氧化性 ①与水反应:__________________ ②与碱反应:少量:____________________________； 足量：______________________；______________ ___________________(检验_____) ③与碱性氧化物反应：___________________ ④与盐溶液反应： _______________________________________少量)； ___________________________________________ 过量)； ⇌ 2CO 高温 点燃 考点一 碳及其化合物 知识点2 碳的氧化物 3.用途①CO:作_____，________；②_____，制汽水；植物_____；化工原料等。 燃料 冶炼金属 灭火 肥料 气体的除杂方法 CO中混有 通过盛有___________的洗气瓶，然后干燥气体 中混有CO 通过盛有__________的硬质玻璃管 中混有 通过盛放__________的硬质玻璃管 中混有少量 通过盛有_________________或________________的洗气 瓶，然后干燥气体 中混有少量HCl 通过盛有_________________的洗气瓶，然后干燥气体 NaOH溶液 灼热CuO 灼热铜网 饱和溶液 酸性溶液 饱和溶液 考点一 碳及其化合物 1.溶液中通入气体产生沉淀的问题：向或溶液中通入气体，由 于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生或沉淀。 2.澄清石灰水只用于检验，不能用于除去混合气体中的，应用NaOH溶液 除去； 3.通入或溶液均无沉淀产生。 得分速记 1.碳酸:二____ 酸、不稳定，常用__________代替，但酸性比_____、______强。 考点一 碳及其化合物 知识点3 碳酸、碳酸盐 元弱 2.碳酸的正盐和酸式盐的比较 正盐() 酸式盐) 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 同浓度：正盐＞酸式盐 相互转化 苯酚 次氯酸 考点一 碳及其化合物 知识点4 碳元素在自然界中的循环 的主要来源：大量__________的燃烧。 含碳燃料 2.自然界消耗的主要反应： 溶于江水、海水中：______________________； 光合作用将转化为____； 岩石的风化：_________________________________。 考点一 碳及其化合物 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: (2)反应后溶质成分的判断 溶质成分 也可用数轴来表示： 考点一 碳及其化合物 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 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，将气体通入__________ ______________________等盐溶液中，均能发生反应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： 盐酸、醋酸 、 、 ①_________________________________ ②____________________________________________或______________________ ____________________________ 当过量时，发生反应如下____________________________________________ ________________________________________________________________ 考点一 碳及其化合物 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 2.CO2与盐溶液的反应 ③_________________________________________ 当过量时，发生反应如下：__________________________________________ ④______________________________________ ⑤____________________________________________过量时) ______________________________________________少量时) 考点一 碳及其化合物 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，就被“释放”出来， 从而生成了强酸。如将通入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：与结合成 难溶的被氧化)。 ②与 溶液反应的产物与的用量无关，都生成，因为酸性 。 得分速记 考点一 碳及其化合物 ③与NaClO溶液反应的产物与的量无关，也只能生成，不能生成，因酸性,但与溶液反应的产物与 的量有关，的量不足时，； 过量时，。 ④通入或溶液均不反应，无沉淀产生,但通入或溶液发生氧化还原反应，均有沉淀产生。 考点一 碳及其化合物 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。有关叙述错误的是( ) D 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 【解析】 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； 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； 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； 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。 考点一 碳及其化合物 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 【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 C 【解析】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；谷氨酸 钠即味精，可作食品添加剂增鲜，B正确；“足球烯”是碳单质，不是有机物，C错 误； 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。 考点一 碳及其化合物 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 【变式训练变考法】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 B 考点一 碳及其化合物 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 【解析】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； 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； 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； 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。 化学键 离子键 共价键 极性共价键 非极性共价键 同种元素之间——共用电子对不发生偏移 不同种元素之间——共用电子对发生偏移 考点一 碳及其化合物 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 【变式训练 】【日常生活与学科知识结合】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 A 考点一 碳及其化合物 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 【解析】 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； 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； 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；葡萄酒中添加适量，是因为具有还原性，能防止葡萄酒被氧化，且能杀菌，D不符合题意；故选A。 考点一 碳及其化合物 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 结构→性质→应用 三级分析法 【思维建模 】 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 ①性质验证：石蕊变色(、石灰水变浑浊( ； ②碳还原性实验： (黑色固体变红) 高温 考点一 碳及其化合物 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)将和混合并配成溶液，向溶液 中滴加稀盐酸。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( ) C A. B. C. D.&23 & 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【解析】，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氢氧化钠消耗盐酸，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 少量，此时再消耗盐酸,不产生气体；当碳酸根消耗完后，碳酸氢跟和氢离子反应，产生二氧化碳气体，C选项符合题意，故答案为C。 H++OH-=H2O H++= H++=CO2↑+H2O 【思路】发生反应的顺序： 依据发生反应的顺序，根据化学反应方程式计算，进而确定起点、拐点等 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【变式训练变载体】江西·模拟预测)已知时：的电离平衡常数 ，向溶液中通入一定量充分反应后，向所得溶液中逐滴 滴加的盐酸，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( ) B A.该溶液存在： B.向粉末中加入少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随吸热现象 C.由图分析，NaOH溶液中通入一定量充分反应后，所得溶液的溶质为 D.若忽略和浓度的变化，在滴加盐酸前，溶液约为10.3 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【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 耗盐酸大于0A段消耗的盐酸，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n(Na2CO3):n(NaHCO3) 【解析】 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；向 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； 由分析可知，加入后溶质为和，且 ，C正确；在滴加盐酸前，此时溶液为等量的、，根据 ，且，，正确； 故选B。 发生的反应： 发生的反应： 【点拨】元素守恒、电荷守恒、质子守恒， 三大守恒的应用较难。 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【变式训练变考法】(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NaOH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( ) D A.样品中只含有 B.样品中可能含有 C.样品中NaOH的质量为 D.样品中 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【解析】对NaOH和混合溶液，当滴加盐酸时，先发生，再发生，最后发生，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； 由A可知，样品中含有NaOH和，不含，B错误；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NaOH的质量错误； 由C可知，样品中，D正确；故选D。 发生的反应： 发生的反应： 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【变式训练 】【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( ) 氢氧化钠固体已变质 时段有中和反应发生 时溶液的 时溶液中的溶质只有一种 D 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【解析】 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；由图可知，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；由图可知，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，因此时溶液的，C不符合题意； 由图可知，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符合题意；故选D。 证明NaOH未完全变质 证明NaOH变质产生Na2CO3 考点一 碳及其化合物 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 【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:通入体积/时间或加入酸量； ②纵轴:气体体积/导电率。 2-阶段划分 ①区域过量段 ②区域主存段 ③区域生成段 3-定量计算 根据拐点体积计算溶质比例(如时为纯 考点一 碳及其化合物 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 例3 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( ) B A.a是最简单的有机化合物 B.b在高温下被氧化成e C.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 考点一 碳及其化合物 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 【解析】化合价为-4价的碳元素氢化物为，是最简单的有机化合物，A正确；是单质是在高温下被氧化成CO，不是错误； 为CO，CO与血红蛋白结合的能力比强，C正确；是，将氨气和 通入饱和食盐水反应生成和，则可得到碳元素化合价为价的盐正确；故选B。 CH4 C CO CO2 / 考点一 碳及其化合物 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 【变式训练变载体】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 C 【解析】为二氧化碳，可做制冷剂用于人工降雨，A项正确； 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； 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； 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。 【分析】 CH4 C CO CO2 / 考点一 碳及其化合物 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 【变式训练变考法】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( ) B 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 【解析】植物能进行光合作用，从而吸收，能实现碳中和，A不符合题意；燃煤中添加，可实现燃煤脱硫，减少排放，但会增加的排放，不利于碳中和，B符合题意； 采用光伏、风电、核电等新能源，可减少传统化石能源的使用，减少的排放，能实现碳中和，C不符合题意；将 转化，符合碳中和要求，D不符合题意；故答案选B。 考点一 碳及其化合物 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 【变式训练 】【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( ) 碳酸钙可作补钙剂 氧化钙可作干燥剂 氧化钙用于制作发热包 碳酸钙是生产陶瓷的原料 D 【解析】碳酸钙可与胃酸反应生成可溶性钙盐，可作补钙剂，A正确； 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； 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； 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。 考点一 碳及其化合物 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 【思维建模】"路径分析平衡计算影响评估"三步分析法 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)。 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。 方程式推导—关键反应式 ①光合作用 ②呼吸作用 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 1.硅的存在、结构、物理性质、用途 (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______。 晶体 无定形 无 化合 二氧化硅 硅酸盐 氧 第二 硅元素是亲氧元素 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 (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，晶体中每个原子以_____杂化，分别与___个相邻的原子形成___个键，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____个原子，含键数为___。 8 2 共价 4 4 4 6 0.5 1 单晶硅 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 (3)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________________________。 灰黑 金属光泽 硬 脆 金刚石 很高 大 导体 绝缘体 半导体材料 合金 金刚石、碳化硅、晶体硅 (4)硅的用途：________材料、________电池、________芯片和______设备等。 半导体 太阳能 计算机 耐酸 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 2.单质硅化学性质硅的化学性质________，主要形成______化合物 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与反应的化学方程式:________________ 高温 加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。 ①与反应：_________________。 ②与反应：________________。 ③与C反应：_________________。 不活泼 四价 氢氟酸 氟气 强碱 △ 高温 SiC 高温 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 3.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。 焦炭 粗硅 三氯硅烷 氢气 (2)制备流程： (3)涉及的主要化学反应 _________________________ __________________________ 考点二 硅及其化合物 ①用焦炭还原，产物是CO而不是。 ②粗硅中含碳等杂质，与反应生成的中含有等杂质，经过分馏提纯 后，再用还原，得到高纯度硅。 得分速记 考点二 硅及其化合物 知识点2 二氧化硅 1.存在 普通的沙：细小的石英晶体 水晶：纯石英，无色透明晶体 2.物理性质 溶于水，熔点 ，硬度 。 难 高 大 考点二 硅及其化合物 知识点2 二氧化硅 3.二氧化硅的结构 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)。在晶体中，每个周围结合__ _个在中心，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个相结合， 晶体中和O的比例___。由结构可 硅的化学性质很______。 四面体 网状 4 稳定 考点二 硅及其化合物 知识点2 二氧化硅 4.二氧化硅的化学性质 （1）酸性氧化物（不溶于水，不和水反应） 与碱反应 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O↑ 与碱性氧化物反应 SiO2 + CaO CaSiO3 高温 与盐反应 SiO2 + Na2CO3 == Na2SiO3+CO2↑ 高温 （2）氧化性 高温 SiO2 + 2C Si + 2CO↑ （3）溶于氢氟酸 SiO2 + 4HF = SiF4↑+2H2O 考点二 硅及其化合物 知识点2 二氧化硅 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。 ②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。 光导纤维 耐高温 考点二 硅及其化合物 (1)由于玻璃的成分中含有，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为与碱溶液反应生成具有黏性的。 (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)是的酸酐，但不与水反应，不能用直接与水作用制备。 得分速记 考点二 硅及其化合物 (5)不能依据反应来说明C的还原性比强，也不能依据反应 来说明水化物的酸性比强。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)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：制作光导纤维的是，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能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 考点二 硅及其化合物 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_______”。 白 不 “硅胶 2.硅酸的用途：硅胶可作________的载体和袋装食品、瓶装药品的________。 催化剂 干燥剂 3.硅酸的制备： 由于不溶于水，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：____ 。 ＞ 考点二 硅及其化合物 知识点3 硅酸 4.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：__________________________________。 弱 强碱 (2)不稳定性：硅酸的热稳定性很____，受热分解为和： ______________________。 差 考点二 硅及其化合物 知识点4 硅酸盐 1.定义 2.表示方法—常用________的形式表示 氧化物 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。 硅、氧 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____________， 长石__________________。 活泼 较活泼 · 考点二 硅及其化合物 知识点4 硅酸盐 (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，将，要写成。 得分速记 考点二 硅及其化合物 知识点4 硅酸盐 3.硅酸钠又称泡花碱 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： 与盐酸反应的化学方程式：__________________________________。 与水溶液反应的化学方程式：________________________________________。 ③用途：______剂(矿物胶)、______剂和__________材料。 白 可 水玻璃 黏合 防腐 耐火阻燃 考点二 硅及其化合物 知识点4 硅酸盐 ①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； 易与空气中的反应，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。 得分速记 考点二 硅及其化合物 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。 低 小 高 大 最大 2.一般情况下，非金属单质为______体，但硅为______体，石墨为电的______体。 绝缘 半导 良导 3.的还原性____于C，但C在高温下能还原出：_______________________。 强 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：______________________________ 氧化 还原 无 还原 考点二 硅及其化合物 知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 5.非金属单质一般___与非氧化性酸反应，但硅能跟_______反应： ________________________。 不 氢氟酸 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：_____________________________属于盐，故不是两性氧化物)。 酸性 氢氟酸 不 7.一般情况下，无机酸____溶于水，但硅酸却____溶于水。 能 难 考点二 硅及其化合物 知识点5 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 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，水玻璃在空气中易变质：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，金属能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出 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。 不 不 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 例1 浙江绍兴·二模)三氯硅烷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。实验室通过反应制，已知电负性： 下列说法正确的是( ) B A.生成，转移的电子数为 B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1 C.在足量NaOH溶液中反应生成和 D.上述生成的反应为吸热反应，则该反应需在高温条件下自发进行 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 【解析】电负性：中，电子对偏向于H，则中为 价，根据方程式：，转移了4个电子，故生成，转移的电子数为错误； 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；化合价由0升高到价，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； 水解的化学方程式为：，在足量NaOH溶液中反应生成、和错误；上述生成 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。 双线桥分析： 失去1×4e- 得到4e- 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 【变式训练变载体】山东青岛·二模)下列物质的性质与用途具有对应关系( ) 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.有强氧化性，可用于自来水消毒 D 【解析】 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；单晶硅具有良好的半导体性能，可用作半导体材料，B错误；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； 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。 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 【变式训练变考法】河南开封·三模)单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通 过特定路线制备，已知X为Z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.X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 B 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 SiO2 SiH4 Si Mg2Si 【解析】 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； 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； 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； 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。 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 【变式训练 】【科技与学科知识结合】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（ ） B 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 考点二 硅及其化合物 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 【解析】 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； 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； 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； 电脑芯片的主要成分 是单质硅，故D正确；故答案选B。 考点二 硅及其化合物 【思维建模】"结构性质制备应用"四步分析法 1.结构决定性质 2.性质推导应用 3.工艺联系 4.实验探究 ①硅：金刚石结构高熔点、半导体性 ②：四面体网状结构高硬度、化学惰性 ①硅的半导体性：芯片、太阳能电池 ②的光学透明性：光纤、光学仪器 ①工业制硅： ②玻璃制备： 高温 高温 ①硅酸制备： ②HF刻蚀玻璃实验 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 例2 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。设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是( ) B A.硅晶体中含单键数为 B.反应②中每生成转移电子数为 C.中原子的价层电子对数为 D.中含中子数为 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 【解析】硅晶体中每个原子形成4个键，每个键被2个原子共用， 硅的物质的量为，含单键数为正确； 在反应中，的化合价由0升高到价，转移4个电子，生成一个分子，故每生成转移电子数为错误；中原子的价层电子对数为4(4个键，无孤电子对含正确；的摩尔质量为为；中子数，故含中子数正确；故选B。 【分析】 1.双线桥分析： 失去1×4e- 得到4e- 2.的价层电子对数参考SiH4进行计算 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 【变式训练变载体】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 D 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 1800~2000℃ 3HCl +H2 300℃ 1100℃ 【解析】 步骤①中得到粗硅生成CO，反应的化学方程式：， A错误；已知中H元素化合价为，H的电负性大于错误；为分 子晶体，C错误；粗硅与HCl反应得到和再与反应得到HCl和， 可循环使用的物质主要有HCl和，D正确；答案选D。 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 【变式训练变考法】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 A.反应②中，每消耗，转移的电子数为 B.反应①中，每生成，得到个 C.晶体硅中含共价键数为 D.反应③中，每消耗，生成 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 高温 3HCl +H2 300℃ 1000~1100℃ 【解析】电负性，可知中显价，反应②中每消耗 转移电子的物质的量为，转移电子数为，故A正确； 反应①中二氧化硅和焦炭反应生成的是粗和CO，故B错误；晶体中，每个原子与周围4个原子形成4个共价键，所以晶体硅中含共价键数为，故C错误； 未标注标准状况下，的物质的量不一定是，故D错误；选A。 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 【变式训练 】【工业生产与学科知识结合】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（ ） D 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 考点二 硅及其化合物 考向2 考查硅的制备 高温 3HCl +H2 300℃ 1100℃ 【解析】由反应可知，碳作还原剂，表现还原性，不是非金属性，A错误；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；步骤③中反应为，中H元素化合 价由价上升至价，转化为元素化由价下降至0价，转化为，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； 的H元素显价，溶于水产生，三个键水解生成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。 考点二 硅及其化合物 【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： (2)与过量在高温下反应制得纯硅： (3) (4)能与水发生反应： (5)在空气中易自燃 高温 高温 高温 考点二 硅及其化合物 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硅酸盐其中铁为价)用氧化物的形式表示为 ②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 D A.②③ B.①③ C.①④ D.④ 【解析】①硅酸盐用氧化物的形式表示为，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。 考点二 硅及其化合物 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 【变式训练变载体】(24-25高三上·四川·期末)下列关于硅酸的叙述，错误的是( ) B 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 【解析】硅酸的酸性比碳酸弱，硅酸是一种很弱的酸，A正确； 二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，B错误； 硅酸不稳定，加热分解生成二氧化硅和水，C正确； 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。 考点二 硅及其化合物 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 【变式训练变考法】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（ ） B A.两种硅酸根中元素的化合价均为 B.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Si的半径大较难形成键 考点二 硅及其化合物 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 【解析】 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个键，无孤电子对，则两种硅酸根中Si元素的化合价均为 项正确； 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； 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，硅元素显价，氧元素显-2价，，所以闪石双链的化学式为，C项正确；的原子半径较大，难以与氧原子形成键，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。 考点二 硅及其化合物 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 【变式训练 】【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 A 【解析】结晶型游离二氧化硅含量超过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。 考点二 硅及其化合物 【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 2.应用推理 3.工艺联系 4.实验探究 从组成四面体) 推导物理/化学特性 ①耐高温耐火材料(如红柱石砖) ②吸附性硅胶干燥剂 玻璃制备反应： 高温 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。 硅、氧 耐高温 抗腐蚀 硬度高 光学 电学 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 (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。 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 2)按性能分类 (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、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、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。 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 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_______________________________为主要原料，经高温烧结而成的。 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 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。 和 纯碱、石灰石和 物理变化和化学变化 石英砂 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 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。 黏土和石灰石 调节水泥硬化速率 混凝土 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 (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____________变化过程 复杂____________变化过程 组成 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 硅酸盐 物理、化学 物理、化学 高温 高温 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。 考点三 无机非金属材料 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。 高纯度 光学和电学 (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 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_______的结构。中含有 ___键。 金刚石 4 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。 大 砂纸和砂轮 高温 氧化 耐高温 耐高温半导体 考点三 无机非金属材料 知识点2 新型无机非金属材料 (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 考点三 无机非金属材料 知识点2 新型无机非金属材料 (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。 考点二 硅及其化合物 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 例1 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 C 考点二 硅及其化合物 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 【解析】瓷器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材料，A正确； 金银属于金属 单质，熔融后变成合金，B正确；羟基磷灰石的化学式为，属 于无机盐，C错误； 玉器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材料，D正确； 故选C。 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 考点二 硅及其化合物 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 【变式训练变载体】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( ) C 【解析】生产金面具的材料是金，属于金属材料，A不符合题意； 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； 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； 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。 考点二 硅及其化合物 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 【变式训练变考法】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（ ） D 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 【解析】春秋龙纹人字形玉佩的主要成分为硅酸盐，故A错误； 西汉铜错金银承弓器 的主要成分为金属材料，故B错误； 宋海棠花式玛瑙碗的主要成分为二氧化硅，故C错 误； 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。 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 考点二 硅及其化合物 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 【变式训练 】【文化遗产与学科知识结合】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( ) B 【解析】九霄环佩木古琴主要构成是木材，为植物纤维，A错误； 陶灶属于陶器，由硅酸盐制成，B正确；丝绸为动物蛋白，C错误； 曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D错误；故选B。 考点二 硅及其化合物 【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 考点二 硅及其化合物 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 例2 海南·模拟预测)下列说法错误的是( ) D 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 【解析】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； 碳纤维由碳元素组成，属于无机非金属材料，B正确； 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；碲是第族主族元素，但镉位于第ⅡB族，属于过渡金属，非主族元素，D错误；答案选D。 考点二 硅及其化合物 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 【变式训练变载体】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 D 【解析】 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； 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； 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；呈红色，表土中赤铁矿主要成分为，D正确；故选D。 考点二 硅及其化合物 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 【变式训练变考法】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 A 【解析】 Si可作航天飞行器的太阳能电池板，不是，A项错误； 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； 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； 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。 考点二 硅及其化合物 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 【变式训练 】【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（ ） B 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 【解析】碳化硅陶瓷和碳纤维具有耐高温抗氧化的性能，A正确； “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； 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； 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。 考点二 硅及其化合物 【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) 04 真题溯源·考向感知 真题溯源·考向感知 1.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( ) B A.基石 斗拱 青瓦 琉璃 【解析】 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，均属于无机物，A错误；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； 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； 琉璃的主要成分是二氧化硅，属于无机物，D错误；故选B。 110 真题溯源·考向感知 2.云南卷)稻壳制备纳米的流程图如下。下列说法错误的是( ) B A.可与NaOH溶液反应 B.盐酸在该工艺中体现了还原性 C.高纯可用于制造硅太阳能电池 D.制备纳米： 650℃ 650℃ 【解析】是酸性氧化物，与NaOH反应生成和正确； 盐酸参与的 反应为：，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； 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；和在条件下发生置换反应得到MgO和纳米，反应的化学方程 式为，D正确；答案选B。 650℃ 111 真题溯源·考向感知 3.湖北卷)下列描述不能正确地反映事实的是( ) B A.室温下与碳不发生反应，高温下可生成Si和CO 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 【解析】 高温下与碳发生反应生成和CO，A正确； 苯的溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴苯，B错误； 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； 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。 112 真题溯源·考向感知 4.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( ) C 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 【解析】 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； 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； 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； 青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，呈红色，D错误；故选C。 113 真题溯源·考向感知 5.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( ) C 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SiC D.目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 【解析】 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； 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；基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为错误；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。 114 真题溯源·考向感知 6.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( ) B 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 【解析】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； 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； 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； 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。 115 真题溯源·考向感知 7.天津卷)下列常见物质及用途，错误的是( ) D A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多 B.可用于制造光导纤维 C.是铁红，可以用作染料 D.钠起火，可以使用水基灭火器扑灭 【解析】 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；具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B正确；是 一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C正确； 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。 116 真题溯源·考向感知 8.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( ) D A.千家万户通光纤，光纤的主要材质为Si 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 【解析】光纤的主要材质为二氧化硅，A错误； 沥青属于有机材料，B错 误；甘油溶于水，C错误； 淀粉水解的最终产物为葡萄糖，D正确；故选D。 117 118 $$