第1讲 碳、硅及无机非金属材料2027届高三化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“碳、硅及无机非金属材料”专题，依据高考评价体系梳理了碳硅单质、氧化物、盐的性质与制备，无机非金属材料的应用等核心考点，通过知识对比（如CO与CO₂性质比较）、实验探究（如草酸分解产物检验）、工业流程（高纯硅制备）等方式，对接选择、实验、工艺流程等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题探究+能力特训”的设计，如以碳达峰碳中和情境题、草酸分解实验题为例，培养学生科学思维与科学探究素养，通过装置作用分析、离子方程式书写等技巧指导，帮助学生掌握实验题答题逻辑，教师可据此系统复习高频考点，提升学生应试得分率。

202７届 1 第1讲 碳、硅及无机非金属材料 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 1 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合物的主要性质及应用。2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合物对环境的影响，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。3.了解碳、硅及其重要化合物的制备方法。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 2 01 02 特 训 点 一 特 训 点 二 03 真 题 探 究 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 3 01 特 训 点 一 知识特训 能力特训 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 4 1.碳单质 存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为_______________。  特训点一　碳及其重要化合物 同素异形体　 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 5 常见碳单质的结构特点及物理性质 教材拓展 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 正六边 正五边 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 2.碳的氧化物(CO和CO2)的比较   CO CO2 物理性质 无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水 无色无味气体，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(温室效应) 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1   CO CO2 化 学 性 质 还原性 可燃性，还原氧化铁 无 氧化性   ①与炽热的木炭反应 ②Mg在CO2中燃烧 与水反应 无 CO2＋H2O⥫⥬H2CO3 与碱反应(澄清石灰水) 无 Ca(OH)2＋CO2====CaCO3↓＋H2O(检验CO2) 相互转化 CO2 CO 用途 燃料、冶炼金属 灭火，制汽水、植物肥料、化工原料等 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 3.碳酸(H2CO3) 弱酸，不稳定。H2CO3只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把“CO2＋H2O”当碳酸用。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 4.碳酸的酸式盐和正盐的比较   正盐(C) 酸式盐(HC) 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＞碳酸 溶液pH 同浓度：正盐＞酸式盐 相互转化 C HC 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。(　　) (2)水墨画可长久保存不变色是因为常温下碳的化学性质不活 泼。(　　) (3)二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性。 (　　) (4)低碳环保中的“碳”是指二氧化碳。(　　) √ √ × √ 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 2.碳和碳的氧化物是生活中的常见物质，下列说法正确的是________(填序号)。  ①利用二氧化碳制作全降解塑料，可以减缓二氧化碳对环境的影响 ②金刚石、石墨、C60的化学性质相似，它们的物理性质也没有很大差异 ③木炭、一氧化碳在一定条件下都能还原氧化铜 ④大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用 答案：①③④ 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 考向一　碳达峰、碳中和 典例1　中国努力争取2060年前实现“碳中和”。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 下列说法错误的是(　　) A.捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2 B.环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶 C.反应过程中CaO和NaOH是可循环使用的物质 D.可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2 答案：B 解析：环节a为Na2CO3和Ca(OH)2反应生成CaCO3，CaCO3需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B错误。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 对点训练1　力争2030年前实现“碳达峰”。 下图为充分利用CO2，减少CO2排放，同时合成燃料的过程。 渡 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 下列说法正确的是(　　) A.①→②为吸收能量的过程 B.Ni在该过程中只起载体的作用 C.①→②的反应为置换反应 D.合成的燃料为H2和CO 答案：D 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 考向二　碳的重要化合物及其应用 典例2　某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO。已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体，实验装置如图所示。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 下列叙述正确的是(　　) A.装置e起防倒吸作用 B.根据装置a的现象判断此时活塞K处于关闭状态 C.实验结束时，先关闭活塞K，再熄灭酒精灯 D.装置b、c、f中的试剂依次为饱和碳酸钠溶液、浓硫酸、银氨溶液 答案：B 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 对点训练2　草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 回答下列问题： (1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是________，反应的离子方程式为____________，说明分解产物中含有________。装置B的主要作用是______________。  答案：有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊　CO2＋Ca2＋＋2OH－====CaCO3↓＋H2O　CO2　冷凝(水蒸气、草酸蒸气等)，防止草酸进入装置C中和Ca2＋反应生成沉淀，干扰CO2的检验 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (2)乙组同学认为草酸晶体的分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 ①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、____________________。装置H的反应管中盛有的物质是_________。  答案：F、D、G、H、D、I　CuO 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 ②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______________ _________________________________________________。  答案：装置H中黑色粉末变成红色，其前的装置D中澄清石灰水无现象，其后的装置D中澄清石灰水变浑浊 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (3)若将上图装置C中的澄清石灰水换成水玻璃，则装置C中的现象是__________________________，反应的离子方程式为________________________，此现象说明H2SiO3的酸性比H2CO3________。  答案：产生白色沉淀　CO2＋Si＋H2O====H2SiO3↓＋C　弱　 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (4)若把上图装置C中的澄清石灰水换成饱和Na2CO3溶液，则装置C中的现象是____________________，反应的离子方程式为____________________。  答案：产生白色晶体且有气泡逸出　2Na＋＋C＋CO2＋H2O====2NaHCO3↓ 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 02 特 训 点 二 知识特训 能力特训 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 27 1.硅单质 (1)存在 硅单质主要有晶体和无定形两大类。 (2)物理性质 带有金属光泽的灰黑色固体，熔点_______，硬度_______，有脆性。  特训点二　硅　无机非金属材料 高　 大 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 28 (3)化学性质 ①常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟气、氢氟酸、强碱反应。反应的化学方程式分别如下： 与氟气：Si＋2F2====SiF4； 与氢氟酸：Si＋4HF====SiF4↑＋2H2↑； 与强碱：______________________________________。  Si＋2NaOH＋H2O====Na2SiO3＋2H2↑ 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 ②在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si＋O2SiO2。 ③粗硅的工业制法： SiO2＋2CSi＋2CO↑，当碳过量时，继续反应生成SiC：3C＋SiO2(少量)SiC＋2CO↑。(SiC的结构和性能与金刚石相似) 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 2.二氧化硅 (1)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。 (2)物理性质 熔点高，硬度大，难溶于水。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (3)结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间网状结构(如图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O个数比为1∶2。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (4)化学性质 SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。 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。 ②在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 ③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。 ④常温下与氢氟酸反应的化学方程式为___________________ ______________。  SiO2＋4HF==== 2H2O＋SiF4↑ 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 3.硅酸 (1)物理性质 硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。 (2)化学性质 ①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH====Na2SiO3＋2H2O。 ②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3 SiO2＋H2O。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl====2NaCl＋H2SiO3(胶体)。 (4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 4.硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、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)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制作黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐写成氧化物形式的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物之间用“·”隔开。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 5.无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 ①常见硅酸盐材料比较   水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 ②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 (2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐。(　　) (2)碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作。(　　) (3)压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化。(　　) (4)玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品。(　　) × √ √ × 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 2.世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7 000多块铝板和1 200多块玻璃等建成。 (1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为____________________、____________________。(用化学方程式表示)  答案：2Al＋2NaOH＋6H2O====2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ SiO2＋4HF====SiF4↑＋2H2O 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 (2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________。制备普通玻璃的主要反应的化学方程式为________________(任写一个)。  答案：石灰石　Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(或CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑) 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 考向一　高纯硅的制备 典例1　高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，工业上制备高纯硅的一种工艺流程如图所示。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 43 下列说法正确的是(　　) A.硅在自然界中主要以单质的形式存在 B.制得粗硅的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ C.硅位于元素周期表中第二周期第ⅣA族 D.晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料 答案：B 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 解析：硅为亲氧元素，自然界中不存在硅单质，A错误；制粗硅利用碳在高温下还原二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，B正确；硅的核电荷数为14，核外有三个电子层，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族，C错误；晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于无机非金属材料，D错误。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 对点训练1　以下是由石英砂(主要成分为二氧化硅)制备高纯硅的工艺流程示意图。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 下列说法错误的是(　　) A.步骤①中反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ B.上述工艺流程中，从混合物中分离出SiCl4、SiHCl3的方法为分馏法 C.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.若混合物分离后，得到SiCl4、SiHCl3、H2的物质的量之比为1∶1∶1，则理论上不需要额外补充H2 答案：D 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 解析：根据SiCl4＋H2SiHCl3＋HCl、SiHCl3＋H2 Si＋3HCl可知，1 mol SiCl4和1 mol SiHCl3完全转化为Si需要3 mol氢气，SiCl4、SiHCl3、H2的物质的量之比为1∶1∶3，则理论上需要额外补充2 mol H2，D错误。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 考向二　无机非金属材料 典例2　氮化硅(Si3N4)因其在高温和高频条件下的优异性能，成为现代微电子领域的重要材料。工业上用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下图。已知：粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物；常温下Si3N4除与氢氟酸反应外不与其他酸反应。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 下列叙述错误的是(　　) A.“还原”时焦炭主要被氧化为CO2 B.“高温氮化”反应的化学方程式为3Si＋2N2Si3N4 C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉 D.“稀酸Y”可选用稀硝酸 答案：A 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 对点训练2　氮化硅常用于制造耐高温管、切削工具。某小组以石英砂为原料制备氮化硅的微型流程如图1所示。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 下列叙述正确的是(　　) A.反应①的氧化产物为CO2 B.粗硅中可能含有金刚砂 C.反应③中的NH3可通过加热NH4Cl制备 D.反应③的尾气可用图2所示装置吸收 答案：B 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 03 真 题 探 究 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 53 典例　我国古代就掌握了青铜(铜－锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质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.单晶硅熔点高，可用作半导体材料 C.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑 D.含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料 真题示范 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 54 [真题分析] ——本考点(元素化合物性质)是历年高考的考查重点，以铅酸蓄电池的电极材料为情境，考查石墨、单晶硅、合金和铅电极等基础知识，考查分析物质结构与性质及应用等能力素养以及宏观辨识与微观探析等学科核心素养。 [思路分析] ——解答物质性质、结构及作用的试题的思维流程：(1)认真阅读题干，提取有用信息，包括反应条件、物质的性质等；(2)通读问题，整合信息，综合分析得出正确答案。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 [命题预测] ——2026年高考预计继续在选择题中加强对元素及其重要化合物的性质及应用展开考查，可能是图表题，也可能是实验题。 答案：C 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 解析：石墨是混合型晶体，质软，可用作润滑剂，与石墨能导电无关，A不符合题意；单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与单晶硅熔点高无关，B不符合题意；青铜是铜合金，比纯铜的熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，C符合题意；含铅化合物可在正极上得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，D不符合题意。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 1.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 真题再练 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 解析：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，B错误。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 2.福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用C60和改性的Cu基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是 (　　) A.草酸属于无机物 B.C60与石墨互为同分异构体 C.Cu属于过渡元素 D.催化剂通过降低焓变加快反应速率 答案：C 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 【原创题】我国盐业历史悠久，早在唐代已有零星的产盐记载。下列说法正确的是(　　) A.NaCl只可作调味品不可作防腐剂 B.利用焰色试验可区分NaCl和Na2CO3 C.电解食盐水的产物可用于生产“84”消毒液 D.医疗上生理盐水是含0.7%的NaCl溶液 答案：C 真题预测 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 解析：NaCl是食盐的主要成分，既可作调味品也可作防腐剂，A错误；NaCl和Na2CO3的焰色均呈黄色，无法通过焰色试验进行区分，B错误；电解食盐水的产物为Cl2、H2、NaOH，Cl2可与石灰乳反应制备“84”消毒液，C正确；医疗上生理盐水是含0.9%的NaCl溶液，D错误。 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 第1讲　碳、硅及无机非金属材料 返 回 1 $