第18讲　硅　无机非金属材料-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“硅 无机非金属材料”专题，覆盖硅及其化合物性质与转化、传统及新型无机非金属材料两大核心考点，对接高考评价体系，通过近三年真题分析明确“二氧化硅用途”“材料分类判断”等高频考点权重，归纳性质辨析、流程分析、材料应用三类常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题溯源+素养导向”的复习策略，如以2025年广东卷单晶硅性质题为例，运用化学观念分析结构与用途关系，结合科学思维构建硅及其化合物转化模型，总结“看到光导纤维想SiO₂，芯片想Si”等应试技巧。设“易错点警示”（如SiO₂与酸反应误区），帮助学生高效突破考点，教师可据此精准指导，提升复习效率。

第18讲　硅　无机非金属材料 考点一　硅及其重要化合物 三个高考关键点 关键点1硅的性质及用途 1.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。[命题点❶] A.(2025·陕晋青宁卷)单晶硅熔点高,故可用于制造芯片 B.(2025·广东卷)固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料,单晶硅是一种共价晶体 C.(2023·广东卷)千家万户通光纤,光纤的主要材质为Si B 解析 制造芯片与单晶硅熔点高无关,A项错误。光纤的主要材质为SiO2,C项错误。 关键点2二氧化硅的性质及用途 2.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。 A.(2025·湖北卷)室温下SiO2与碳不发生反应,高温下可生成Si和CO B.(2024·全国甲卷)用氢氟酸刻蚀玻璃:Si+4F-+6H+ ══ SiF4↑+3H2O C.(2023·天津卷)SiO2可用于制造光导纤维 D.(2023·河北卷)氢氧化钠溶液保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中 E.(2023·湖北卷)制备粗硅的反应方程式为SiO2+2C Si+2CO↑ [命题点❷❹] ACE 解析 氢氟酸刻蚀玻璃,发生反应SiO2+4HF ══ SiF4↑+2H2O,B项错误。玻璃中含有SiO2,可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,故氢氧化钠溶液不能保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中,D项错误。 关键点3硅及其化合物的转化关系 3.(原创+教材改编)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(　　)[命题点❶❷] A.步骤①中得到粗硅的化学方程式:SiO2+C Si+CO2↑ B.已知SiHCl3中H元素化合价为-1价,则电负性:Cl>Si>H C.以上流程中含硅元素的物质均属于共价晶体,熔点:SiO2>Si>SiHCl3 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H2 D 解析 步骤①中得到粗硅生成CO,反应的化学方程式:SiO2+2C Si+2CO↑,A项错误。已知SiHCl3中H元素化合价为-1价,H的电负性大于Si,B项错误。SiHCl3为分子晶体,C项错误。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H2,D项正确。 回归基础·考教衔接 1.硅单质[❶] 2.二氧化硅[❷] 3.硅酸(H2SiO3)[❸] 4.硅酸钠[❹] (1)物理性质 硅酸钠可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,显碱性。 (2)化学性质(写出离子方程式) ①与盐酸反应:Si+2H+ ══ H2SiO3↓。 ②与CO2(少量)水溶液反应:Si+H2O+CO2 ══ H2SiO3↓+C。 (3)重要用途 用作黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。 命题角度 1 含硅物质的性质及应用 [例1](2025·重庆主城区七校联考)下列说法正确的是(　　) A.高纯硅广泛应用于制造芯片和光导纤维 B.SiO2不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器 C.硅酸可制备硅胶,硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂 D.Si→SiO2→H2SiO3均能一步转化 C 解析 高纯硅用于制造芯片,光导纤维主要成分是SiO2,A项错误。SiO2可与氢氟酸反应,B项错误。硅酸制备的硅胶无毒且吸水性好,可用作食品和药品干燥剂,C项正确。SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3,需通过可溶性硅酸盐与酸反应,无法一步转化,D项错误。 命题角度 2 硅及其重要化合物的转化 [例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.SiO2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:SiO2+2Mg Si+2MgO B 解析 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项错误。 能力要语 1.硅是常见的半导体材料,导电性介于导体和绝缘体之间。 2.Si和SiO2均只能与氢氟酸反应,不与其他酸反应。 3.SiO2是酸性氧化物,但不能直接与水反应生成H2SiO3。 4.硅的还原性强于碳,但工业上在电炉中用碳还原SiO2制粗硅。 5.Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,具有黏结力强、耐高温等特性,可以用作黏合剂和防火剂。 6.硅及其重要化合物的转化关系 解析 玻璃是非晶体,D项错误。瓷坩埚中含有SiO2,不能用于熔化NaOH固体,F项错误。 考点二　无机非金属材料 两个高考关键点 关键点1传统硅酸盐材料 1.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。 A.(2024·天津卷)白釉龙柄联腹传瓶(隋),其材质是陶瓷,陶瓷属于无机非金属材料 B.(2024·广东卷)制作日晷圆盘的石材,属于无机非金属材料 C.(2023·湖南卷)铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成 D.(2023·天津卷)“嫦娥五号”取回的月壤样品中含有天然玻璃物质,玻璃是晶体 E.(2022·湖南卷)石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一 F.(2022·天津卷)用瓷坩埚加热熔化NaOH固体 [命题点❶❷❸] ABCD 2.(2025·河南卷)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(　　)[命题点❶] A 解析 泥活字的主要材料是黏土,黏土的主要成分是硅酸盐,A项正确。木活字的主要成分是纤维素,B项错误。铜活字是铜合金,主要成分是铜,C项错误。铅活字的主要成分是铅,D项错误。 关键点2新型无机非金属材料 3.(2025·江苏常州期中)化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是(　　)[命题点❹❺] A.近年来的材料新宠——石墨烯,与金刚石互为同位素 B.“神舟二十号”发动机使用的耐高温结构材料中Si3N4属于离子化合物 C.红旗-19地空导弹武器系统的导弹弹头用到的新型陶瓷材料属于无机非金属材料 D.量子通讯领域使用的光导纤维主要成分是高纯度的硅 C 解析 石墨烯与金刚石均为碳元素的同素异形体,A项错误。Si3N4中Si和N通过共价键结合,属于共价化合物,B项错误。新型陶瓷材料如碳化硅、氮化硅等属于无机非金属材料,C项正确。光导纤维的主要成分是二氧化硅,D项错误。 4.(2025·江西师大附中期末)化学与生产、生活和科技密切相关。下列说法错误的是(　　)[命题点❹❺] A.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,可用于制造陶瓷发动机的受热面 B.SiO2由于导电能力强而被用于制造光导纤维 C.用碳纤维制造的钓鱼竿,具有质量轻、强度高的优点 D.天宫空间站使用石墨烯存储器,石墨烯与足球烯互为同素异形体 B 解析 SiO2是光导纤维的主要材料,但其应用原理是光的全反射,而非导电能力(SiO2不导电),B项错误。 回归基础·考教衔接 1.传统硅酸盐材料 (1)陶瓷[❶] 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。陶瓷的主要成分是硅酸盐。 (2)玻璃[❷] 主要原料 纯碱、石灰石和石英砂 主要成分 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 主要设备 玻璃窑 主要用途 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿,制造玻璃纤维等 (3)水泥[❸] 主要原料 黏土和石灰石 主要设备 水泥回转窑 石膏作用 调节水泥的硬化速率 2.新型无机非金属材料 (1)新型陶瓷[❹] ①高温结构陶瓷 原料 碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等 特性 耐高温、抗氧化、耐磨蚀等 用途 火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 ②压电陶瓷 成分 钛酸盐、锆酸盐等 特性 实现机械能与电能的相互转化 用途 滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 ③透明陶瓷 成分 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙等 特性 光学性能优异、耐高温、绝缘性好 用途 高压钠灯、激光器和高温探测窗等 ④超导陶瓷 性能 具有超导性(在某一临界温度下) 用途 电力、交通、医疗等领域 (2)碳纳米材料[❺] 物质 结构及性能 主要用途 富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其中C60是富勒烯的代表物 — 碳纳米管 可看成由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径,碳纳米管的比表面积大,有相当的强度和优良的电学性能 可用于生产复合材料、电池和传感器 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,其独特的结构使其电阻率低、热导率高,具有很高的强度 光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 命题角度 1 传统硅酸盐材料的成分及性能 [例1](2024·江西卷改编)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不正确的是(　　) A.青蓝色彩瓷的主要成分为铝硅酸盐 B.青蓝色彩瓷中铁元素的存在形式只有Fe2O3 C.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 D.青蓝色彩瓷烧制过程中发生复杂的物理、化学变化 B 解析 青蓝色彩瓷呈现青蓝色,不能确定铁元素的具体存在形式,Fe2O3呈红色,B项错误。 命题角度 2 新型无机非金属材料的性能及应用 [例2](2025·广东广州模拟)下列物质中,不属于新型无机非金属材料的 是(　　) A.用于敏感元器件的氮化镓半导体 B.用于高分辨人工视网膜的聚酰亚胺 C.用于超高清视频显示的低温多晶硅 D.用于新能源汽车的石墨烯电池 B 解析 氮化镓属于新型无机非金属材料,A项不符合题意。聚酰亚胺属于有机高分子材料,B项符合题意。低温多晶硅属于新型无机非金属材料,C项不符合题意。石墨烯属于新型无机非金属材料,D项不符合题意。 能力要语 1.传统硅酸盐材料以硅酸盐为主要成分,性质稳定、抗腐蚀,但脆性大。 2.玻璃和水泥中都使用石灰石作为原料,陶瓷用黏土作为原料。 3.新型无机非金属材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、光电特性等特殊性能。 能力要语 1.看到光导纤维→立即想到SiO2。 2.看到芯片、太阳能电池→立即想到Si。 3.看到耐高温发动机部件→想到Si3N4或Al2O3。 4.看到纯碱、石英为原料→想到制造玻璃。 命题点 1 基于实际应用的无机非金属材料判断 1.(仿真预测题)下列文物的材质属于无机非金属材料的是(　　) C 解析 铜奔马的主要成分为金属材料,A项不符合题意。汉竹简主要成分为纤维素,属于天然有机高分子材料,B项不符合题意。莲花形玻璃托盏主要成分为玻璃,属于无机非金属材料,C项符合题意。垂鳞纹秦公铜鼎主要成分为金属材料,D项不符合题意。 命题点 2 基于科技创新的新型无机非金属材料判断 2.(跨学科融通)下列有关新型无机非金属材料的叙述中,不正确的是(　　) A.氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 B.碳化硅的硬度大、熔点高,可用作砂纸和砂轮的磨料及耐高温材料 C.碳纳米管具有纳米尺度的直径,可用于生产复合材料、电池和传感器等 D.石墨烯具有电阻率高、硬度大等特性,可用于电力、交通、医疗等领域 D 解析 石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,具有电阻率低、热导率高、强度高等特性,在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等领域应用较广。 A.泥活字 B.木活字 C.铜活字 D.铅活字 A.铜奔马 B.汉竹简 C.莲花形玻璃托盏 D.垂鳞纹秦公铜鼎 $