第04讲 碳、硅及无机非金属材料（复习讲义）（浙江专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义围绕碳、硅及其化合物，无机非金属材料等核心考点，按知识解构（碳单质、氧化物等）与考向破译（性质应用、工业制法等）搭建体系，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源环节，帮助学生系统梳理知识，突破重点难点。 资料以新情境题（如石墨炔、环型C10）和工艺流程分析（如硅的制备）为载体，通过考向变式训练培养科学思维与探究能力，真题溯源精准对接高考考情，分层练习设计保障复习效果，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第04讲 碳、硅及无机非金属材料 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 碳及其化合物 知识解构 知识点1 碳单质 ∣ 知识点2 碳的重要氧化物 考向破译 考向1 碳及其化合物的性质与应用 ∣ 考向2 二氧化碳的综合利用 考点二 硅及其化合物 知识解构 知识点1 硅 ∣ 知识点2 二氧化硅与硅酸 考向破译 考向1 硅及其化合物的性质与应用 ∣ 考向2 硅的工业制法 考点三 硅酸盐、无机非金属材料 知识解构 知识点1 硅酸盐 ∣ 知识点2 传统非金属材料 知识点3 新型非金属材料 考向破译 考向1硅酸盐材料 ∣ 考向2 新型无机非金属材料 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 碳及其化合物 硅及其化合物 浙江1月卷T17，3分 浙江6月卷T5，3分 浙江6月卷T14，3分 无机非金属材料 浙江1月卷T7，3分 浙江1月卷T7，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从命题题型和内容上看，浙江选考命题不多，试题以选择题为主，题目容易，主要从以下几方面考查：化学与STSE、物质的组成和分类的应用、物质的性质和变化 、化学在中华民族传统文化中的应用等。 2．从命题思路上看，预计选考命题仍然会以生活、生产、实际应用为背景，突出C、Si及其重要化合物的性质及应用，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式，结合能源、环保等，以新材料、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，以检测考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识。 ►复习目标： 1．了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。 2．了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。 3．通过从材料组成和性质的角度对生活中常见的无机非金属材料进行分析，并能科学合理地使用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 碳及其化合物 知●识●解●构 知识点1 碳单质 1．存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为______________。 金刚石 石墨 足球烯 (1)金刚石：______________空间网状结构。熔点_______，硬度_______，_______导电。 (2)石墨：层状结构，每层为______________的平面网状结构。熔点_______，硬度_______，_______导电，具有润滑性。 (3)足球烯(C60)：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成。_______导电。 2．主要化学性质——还原性 可燃性 2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2 与氧化物反应 CuO：C＋2CuO______________(冶炼金属)； SiO2：2C＋SiO2______________ (制取粗硅)； H2O： C＋H2O(g)______________ (制取水煤气) 与强氧化性酸反应 浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)_____________________； 浓HNO3：C＋4HNO3(浓)_____________________ 知识点2 碳的重要氧化物 CO CO2 物理性质 _______无味气体，密度比空气小，_____溶于水 _______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_______) 无毒(温室效应) 化学 性质 还原性 可燃性，还原氧化铁 无(灭火) 氧化性 ①与炽热炭反应，②Mg在CO2中燃烧 与水反应 无 CO2＋H2OH2CO3 与碱反应 (石灰水) 无 ______________===CaCO3↓＋H2O 相互转化 用途 燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 考●向●破●译 考向1 碳及其化合物的性质与应用 例1中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是( ) A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质，二者互称同素异形体 B．在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定 C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素146C中，中子数为8 D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键 【变式1】【变载体】最近，某科研团队首次合成由10个碳原子组成的环型纯碳分子材料，其合成方法如图所示。下列说法正确的是( ) A．环型C10中碳原子采用sp2杂化 B．环型C10的熔点高于C10Cl8的熔点 C．原料可以由苯的同系物与氯气在光照条件下取代得到 【变式2】【新情景—逻辑思维与科学建模】(2025·浙大附中高一期中)材料新秀石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法正确的是( ) A．石墨烯是一种新型化合物 B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C．碳纳米材料中的C60、碳纳米管和石墨烯互为同素异形体 D．氧化石墨烯的导电性优于石墨烯 【变式3】【新情境—石墨炔】我国科学家首次合成了新型二维碳材料“石墨炔”，其结构片段如图所示。 下列说法正确的是( ) A．石墨炔属于烃 B．石墨炔的化学性质比石墨稳定 C．石墨炔可导电，属于金属材料 D．实验测得石墨炔孔径略大于分子的直径，因此可以用石墨炔做H2提纯薄膜 考向2 二氧化碳的综合利用 例2我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是( ) A．发电端的减碳：鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展 B．消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装 C．消费端的减碳：利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放 D．配套措施之一碳捕捉：使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用 【变式1】【变载体】科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是( ) A．CO2是自然界碳循环中的重要物质 B．CO2加氢转化为乙烯，CO2被还原 C．CO2电催化时，在阳极转化为燃料 D．CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料 【变式2】【变情境】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。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是可循环的物质 D．可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2 【变式3】【变情境—海洋碳循环】海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是( ) A.海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能 B.钙化释放CO2的离子方程式：2HCO3-＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O C.影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等 D.光合作用，每生成0.1 mol (CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏加德罗常数) 考点二 硅及其化合物 知●识●解●构 知识点1 硅 知识点2 二氧化硅与硅酸 1．二氧化硅 2．硅酸 得分速记 熟记下列方程式 (1)用SiO2制取粗硅的反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (2)Si和NaOH溶液的反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (3)SiO2和NaOH溶液的反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 (4)SiO2和氢氟酸的反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (5)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。 考●向●破●译 考向1 考查硅及其化合物的性质与应用 例1(2026·浙江宁波市高考与选考模拟考试)化合物X的结构片段如图，已知X易水解。下列说法不正确的是( ) A．X的化学式为SiS2 B．X水解有H2S生成 C．X中以Si为中心，构成硅硫四面体结构 D．X的沸点低于CS2 【变式1】【变载体—空间结构】(2026·浙江省杭州首考适应性考试)图1、图2都是SiO2常见的结构片段，下列说法正确的是( ) A．SiO2是共价晶体，图1是SiO2的晶胞 B．从图1结构可知，1mol SiO2有2mol的Si-O键 C．图2中硅氧四面体形成螺旋上升的长链，所以低温石英具有手性 D．图1中每个Si原子被6个硅氧12元环共用 【变式2】【新情境】(2025·浙江省诸暨市三模)三氯硅烷(SiHCl3)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Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g)制备SiHCl3，已知电负性：Cl>H>Si．下列说法正确的是( ) A．生成1mol H2，转移的电子数为2mol B．氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1 C．SiHCl3在足量NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl和H2O D．上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，则该反应需在高温条件下自发进行 【变式3】【变题型—多步骤反应工艺流程分析】二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，部分转化过程如图所示。 回答下面问题： (1)碳元素和硅元素都位于周期表的 族，非金属性较强的是 (填元素符号)。工业上制备粗硅的反应：SiO2+2CSi+2CO↑，该反应能否比较碳和硅元素的非金属性强弱 (填“是”或“否”)。 (2)NaOH溶液需要盛放在有橡胶塞的试剂瓶中，原因 (用化学方程式表示，下同)，利用HF溶液可以在玻璃表面上写字作画，原因是 。制玻璃的原材料是石英(SiO2)、纯碱(Na2CO3)和大理石(CaCO3)，写出制玻璃时发生反应的化学方程式 、 。SiC是一种新型无机非金属材料，半导体领域未来代替硅基芯片的一种新型原材料，SiC属于 (填“离子”戒“共价”)化合物。 考向2 考查硅的工业制法 例22026年4月24日DeepSeek-V4大语言模型与华为升腾950芯片实现了芯模技术紧密协同，这一举措让它们的综合实力稳稳站在了开源模型的第一梯队，也标志着人工智能迈入了百万上下文普惠时代。高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它可以按下列方法制备： 下列说法不正确的是( ) A．步骤①的化学方程式：SiO2＋2CSi＋2CO↑，该反应说明了非金属性：碳>硅 B．步骤①中每生成，转移4 mol电子 C．步骤③中的反应为氧化还原反应 D．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料 【变式1】【变载体】(2025·浙江台州高一期末)工业制备高纯硅的流程如下，下列说法不正确的是( ) A．SiO2的结构式为O=Si=O B．Si在周期表中处于金属与非金属的分界处，可作半导体材料 C．生成SiHCl3中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1 D．该工业流程中可以循环利用的气体有HCl、H2 【变式2】【变情境—工艺流程】(2026·天津期中)以下是用石英砂(主要成分为SiO2)制备高纯硅的工艺流程图。下列说法正确的是( ) A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：SiO2＋CSi＋CO2↑ B．SiO2既与NaOH反应又与HF反应，属于两性氧化物 C．由粗硅制备高纯硅的过程中，循环使用的物质是HCl和H2 D．高纯硅是良好的半导体材料，是用于制造光导纤维的基本原料 【变式3】【新考法—化工生产与物质分离提纯】近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图： 制造原理：2Mg +SiO22MgO+Si 除杂原理：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，MgO+2HCl=MgCl2+H2O 下列说法中正确的是( ) A．操作1、操作2均为过滤 B．均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8：15 C．点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为2 Mg +SiMg2Si D．当有2mol电子转移时，能生成14 g Si 考点三 硅酸盐、新型无机非金属材料 知●识●解●构 知识点1 硅酸盐 1．硅酸盐。由____、_____与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 2．硅酸钠 (1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_______。有黏性，水溶液显_____性。 (2)与酸性比硅酸强的酸反应 a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===_____________________。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===_____________________。 (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 3．硅酸盐组成的表示方法：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。 (1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。 (2)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。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为______________，长石(KAlSi3O8)可表示为_____________________。 得分速记 （1）硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。 （2）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可以从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2。 知识点2 传统无机非金属材料 1．传统无机非金属材料，如_______、_______、_______等硅酸盐材料。 2．常见硅酸盐材料比较 物质 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 ______________ ______________ _______ 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 3．玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2_____________；CaCO3＋SiO2____________。 知识点3 新型无机非金属材料 1．新型无机非金属材料 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、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、接骨螺钉等 2．碳纳米材料 碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料 (1)类型：_______、______________、石墨烯等。 (2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 材料类型 性能 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 得分速记 水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。 考●向●破●译 考向1 硅酸盐材料 例1“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是( ) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 【变式1】【变考法】(2026·浙江温州市普通高中高三第二次适应性考试)按物质组成分类，普通玻璃属于( ) A．酸 B．碱 C．氧化物 D．混合物 【变式2】【新情境】2025·浙江省强基联高三联考)2024年6月25日，携带人类首次所采月背样本的嫦娥六号返回器成功降落在中国内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗草原上，下列有关说法不正确的是( ) A．月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe (PO4)7]”属于无机盐 B．由玄武岩纤维制成的五星红旗在月球背面成功展开，其成分属于有机高分子材料 C．月壤矿物中发现了至少的水，证明了月球月表下确实有水 D．耐烧蚀天线透波窗具有优异的力学性能、低热导率、低热膨胀、耐热冲击性能和化学稳定性等特点 【变式3】【新考法—文化遗产保护与学科知识结合】宋代五大名窑分别为：钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( ) A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料 C．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物 D．陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸 考向2 新型无机非金属材料 例2(2026·浙江Z20名校联盟考前选考模拟)下列属于新型无机非金属材料的是( ) A．氮化铝透明陶瓷 B．硬铝 C．水泥 D．腈纶 【变式1】【变载体】(2026·浙江杭州市富阳区高三二模)石墨烯属于( ) A．有机化合物 B．无机化合物 C．新型无机非金属材料 D．有机高分子材料 【变式2】【变载体】(2026·浙江新阵地教育联盟二次联考)下列成分属于无机非金属材料的是( ) A．裁判员使用的定位泡沫中的丁烷 B．运动员护腿板中的碳纤维 C．足球门框的材质——铝合金 D．人造革足球的材质——PVC 【变式3】【新考法】(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，常温下化学性质稳定，但生产成本较高。不溶于酸(氢氟酸除外)。高温下氮化炉中的氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和N2(含少量O2)合成氮化硅的工艺流程如下： 以下说法不正确的是( ) A．N2净化时，铜屑的作用是除去氮气中含有的少量氧气 B．X可能是硝酸或硫酸 C．连接真空装置是为了排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气 D．氮化硅可作为高温结构陶瓷，用于制作高速切削刀具等 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2025·浙江6月卷，5，3分)物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是( ) A．金刚石硬度大，可用于制作切削刀具 B．氧化铝具有两性，可用于制作坩埚 C．SiO2熔点高，可用于生产光导纤维 D．氨气有还原性，可用于生产铵态氮肥 2．(2025·浙江1月，7，3分)下列物质的结构或性质不能说明其用途的是( ) A．葡萄糖分子结构中有多个羟基，故葡萄糖可与银氨溶液反应制作银镜 B．具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高，故可用作汽车轮胎材料 C．SiC的碳、硅原子间通过共价键形成空间网状结构，硬度大，故SiC可用作砂轮磨料 D．NaHCO3能中和酸并受热分解产生气体，故可用作加工馒头的膨松剂 3．(2024·浙江6月卷，14，3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键，与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是( ) A．Si5Cl10分子结构可能是 B．Si5Cl10与水反应可生成一种强酸 C．Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2 D．Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10 4．(2024·浙江1月卷，7，3分)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化，下列推测不合理的是( ) 材料 组成和结构变化 性能变化 A 生铁 减少含碳量 延展性增强 B 晶体硅 用碳原子取代部分硅原子 导电性增强 C 纤维素 接入带有强亲水基团的支链 吸水能力提高 D 顺丁橡胶硫 疏化使其结构由线型转变为网状 强度提高 5．(2026·浙江1月卷，17，3分)回答下列问题： (1)CaF2的晶胞如图。请回答： ①CaF2的电子式： ； ②Ca2+旁边最近的Ca2+有 个； ③ErF3荧光掺入，Er3+代替 (A或B)。 (2)将HF与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3]+F-，写出[H2NO3]+的结构式： 。 (3)已知：，则： ①中S原子的杂化方式： 。 ②熔点：LiF Li+[ N(SO2F)2]-(填“>”、“<”或“=”)，原因： 。 ③与反应生成与X，X的结构简式： 。 ④等物质的量(C2H5)3N、 HN(SO2F)2混合，主要产物为[(C2H5)3NH]+[ N(SO2F)2]-，原因： 。 ⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式： ； 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 碳、硅及无机非金属材料 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 碳及其化合物 知识解构 知识点1 碳单质 ∣ 知识点2 碳的重要氧化物 考向破译 考向1 碳及其化合物的性质与应用 ∣ 考向2 二氧化碳的综合利用 考点二 硅及其化合物 知识解构 知识点1 硅 ∣ 知识点2 二氧化硅与硅酸 考向破译 考向1 硅及其化合物的性质与应用 ∣ 考向2 硅的工业制法 考点三 硅酸盐、无机非金属材料 知识解构 知识点1 硅酸盐 ∣ 知识点2 传统非金属材料 知识点3 新型非金属材料 考向破译 考向1硅酸盐材料 ∣ 考向2 新型无机非金属材料 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 碳及其化合物 硅及其化合物 浙江1月卷T17，3分 浙江6月卷T5，3分 浙江6月卷T14，3分 无机非金属材料 浙江1月卷T7，3分 浙江1月卷T7，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从命题题型和内容上看，浙江选考命题不多，试题以选择题为主，题目容易，主要从以下几方面考查：化学与STSE、物质的组成和分类的应用、物质的性质和变化 、化学在中华民族传统文化中的应用等。 2．从命题思路上看，预计选考命题仍然会以生活、生产、实际应用为背景，突出C、Si及其重要化合物的性质及应用，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式，结合能源、环保等，以新材料、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，以检测考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识。 ►复习目标： 1．了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。 2．了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。 3．通过从材料组成和性质的角度对生活中常见的无机非金属材料进行分析，并能科学合理地使用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 碳及其化合物 知●识●解●构 知识点1 碳单质 1．存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。 金刚石 石墨 足球烯 (1)金刚石：正四面体空间网状结构。熔点高，硬度大，不导电。 (2)石墨：层状结构，每层为正六边形的平面网状结构。熔点高，硬度小，能导电，具有润滑性。 (3)足球烯(C60)：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成。不导电。 2．主要化学性质——还原性 可燃性 2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2 与氧化物反应 CuO：C＋2CuO2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； SiO2：2C＋SiO2Si＋2CO↑ (制取粗硅)； H2O： C＋H2O(g)H2＋CO (制取水煤气) 与强氧化性酸反应 浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； 浓HNO3：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 知识点2 碳的重要氧化物 CO CO2 物理性质 无色无味气体，密度比空气小，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) 化学 性质 还原性 可燃性，还原氧化铁 无(灭火) 氧化性 ①与炽热炭反应，②Mg在CO2中燃烧 与水反应 无 CO2＋H2OH2CO3 与碱反应 (石灰水) 无 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 相互转化 用途 燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 考●向●破●译 考向1 碳及其化合物的性质与应用 例1中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是( ) A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质，二者互称同素异形体 B．在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定 C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素146C中，中子数为8 D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键 【答案】B 【解析】A项，金刚石和石墨均是由C元素组成的不同单质，两者互为同素异形体，A正确；B项，能量越低，物质越稳定，因为在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，所以可知石墨比金刚石稳定，B错误；C项，146C 的质子数为6，质量数为14，所以中子数=14-6=8，C正确；D项，CO2可引起温室效应，使全球变暖，其分子中C原子与O原子以共价双键结合，所以含极性共价键，D正确；故选B。 【变式1】【变载体】最近，某科研团队首次合成由10个碳原子组成的环型纯碳分子材料，其合成方法如图所示。下列说法正确的是( ) A．环型C10中碳原子采用sp2杂化 B．环型C10的熔点高于C10Cl8的熔点 C．原料可以由苯的同系物与氯气在光照条件下取代得到 D．环型C10与石墨烯互为同素异形体 【答案】D 【解析】A项，环型C10中碳原子的价层电子对数为，无孤电子对，因此碳原子采取sp杂化，不是sp2杂化，A错误；B项，环型C10和C10Cl8都属于分子晶体，分子晶体的熔点随相对分子质量增大而升高，C10Cl8相对分子质量更大，因此环型C10熔点低于C10Cl8，B错误；C项，C10Cl8的原料对应的烃是萘，萘不属于苯的同系物；且苯环上的氢原子被氯取代需要催化剂，光照条件下只能取代烷基侧链的氢，无法得到该原料，C错误；D项，同素异形体是同种元素组成的不同单质，环型C10和石墨烯都是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，D正确；故选D。 【变式2】【新情景—逻辑思维与科学建模】(2025·浙大附中高一期中)材料新秀石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法正确的是( ) A．石墨烯是一种新型化合物 B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C．碳纳米材料中的C60、碳纳米管和石墨烯互为同素异形体 D．氧化石墨烯的导电性优于石墨烯 【答案】C 【解析】A项，石墨烯只含碳元素，是碳元素组成的一种单质，故A错误；B项，氧化石墨烯中含有C、H、O元素，不是氧化物，故B错误；C项，碳纳米材料中的C60、碳纳米管和石墨烯都是碳元素组成的单质，互为同素异形体，故C正确；D项，氧化石墨烯中形成大派键的电子数减少，导电性比石墨烯差，故D错误；故选C。 【变式3】【新情境—石墨炔】我国科学家首次合成了新型二维碳材料“石墨炔”，其结构片段如图所示。 下列说法正确的是( ) A．石墨炔属于烃 B．石墨炔的化学性质比石墨稳定 C．石墨炔可导电，属于金属材料 D．实验测得石墨炔孔径略大于分子的直径，因此可以用石墨炔做H2提纯薄膜 【答案】D 【解析】A项，烃的定义是仅由碳、氢两种元素组成的有机物，石墨炔只含碳元素，不含氢，不属于烃，A错误；B项，石墨中碳原子均为稳定的 sp2杂化大π键；石墨炔含有大量碳碳三键，三键中的π键不稳定、化学活性更高，更容易发生加成、氧化反应，稳定性弱于石墨，B错误；C项，石墨炔由碳元素组成，属于无机非金属材料，并非金属材料；其内部存在自由移动电子所以可以导电，C错误；D项，石墨炔存在均匀孔隙，孔径略大于H2分子直径，能让氢气分子穿过，阻挡直径更大的杂质气体分子，因此可作氢气提纯薄膜，D正确；故选D。 考向2 二氧化碳的综合利用 例2我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是( ) A．发电端的减碳：鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展 B．消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装 C．消费端的减碳：利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放 D．配套措施之一碳捕捉：使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用 【答案】A 【解析】A项，鼓励光伏、风电、水电、核电等能源的发展可以实现发电端的减碳目标，煤电会产生二氧化碳，不能实现发电端的减碳目标，故A错误；B项，推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装，可以实现消费端的减碳目标，故B正确；C项，利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放，可以实现消费端的减碳目标，故C正确；D项，使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用，可以实现减碳目标，故D正确；故选A。 【变式1】【变载体】科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是( ) A．CO2是自然界碳循环中的重要物质 B．CO2加氢转化为乙烯，CO2被还原 C．CO2电催化时，在阳极转化为燃料 D．CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料 【答案】C 【解析】含碳燃料燃烧以及动植物呼吸都会产生二氧化碳，植物光合作用消耗二氧化碳，所以CO2是自然界碳循环中的重要物质，A项正确；CO2加氢转化为乙烯，C元素的化合价降低，CO2得电子，被还原，B项正确；CO2中C元素的化合价为+4，只能发生得电子的还原反应，CO2在阴极得电子转化为燃料，C项错误；CO2与环氧丙烷反应可合成聚碳酸酯，聚碳酸酯易降解，D项正确。 【变式2】【变情境】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。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是可循环的物质 D．可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2 【答案】B 【解析】利用NaOH溶液实现“碳捕获”吸收器中，NaOH溶液用喷淋方式加入，增大反应物之间的接触面积，充分吸收二氧化碳，环节a中，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，Na2CO3发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，CaCO3需从溶液中过滤出来再高温煅烧，生成的CO2循环使用。A项，NaOH溶液喷成雾状，可增大反应接触面积，提高CO2吸收率，A正确；B项，环节a为Na2CO3和Ca(OH)2生成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；C项，NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；D项，Na2CO3可以和CO2反应，因此可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液，D正确。故选B。 【变式3】【变情境—海洋碳循环】海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是( ) A.海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能 B.钙化释放CO2的离子方程式：2HCO3-＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O C.影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等 D.光合作用，每生成0.1 mol (CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏加德罗常数) 【答案】D 【解析】题图中CO2在弱碱性条件下转化成Na2CO3、NaHCO3，遇氯化钙发生2HCO3 (－)＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成CaCO3沉淀钙化同时释放CO2，再经光合作用，形成有机物参与海洋碳循环。A.CO2经光合作用形成有机物参与海洋碳循环，过程中能将太阳能转化为化学能，故A正确；B.钙化生成CaCO3沉淀同时释放CO2的离子方程式：2HCO3-＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故B正确；C.温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等，故C正确；D.光合作用，碳由＋4价降为0价，每生成0.1 mol (CH2O)x转移电子数为0.4xNA，故D错误。 考点二 硅及其化合物 知●识●解●构 知识点1 硅 知识点2 二氧化硅与硅酸 1．二氧化硅 2．硅酸 得分速记 熟记下列方程式 (1)用SiO2制取粗硅的反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (2)Si和NaOH溶液的反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (3)SiO2和NaOH溶液的反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 (4)SiO2和氢氟酸的反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (5)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。 考●向●破●译 考向1 考查硅及其化合物的性质与应用 例1(2026·浙江宁波市高考与选考模拟考试)化合物X的结构片段如图，已知X易水解。下列说法不正确的是( ) A．X的化学式为SiS2 B．X水解有H2S生成 C．X中以Si为中心，构成硅硫四面体结构 D．X的沸点低于CS2 【答案】D 【解析】该结构是化合物X的长链结构片段：每个Si原子连接4个S原子，每个S原子连接2个Si原子，Si、S交替连接延伸为长链结构。A项，按均摊法计算：每个Si原子对应S原子数为 ，因此Si与S的个数比为1:2，X的化学式为SiS2，A正确；B项，题干已知X易水解，SiS2水解时各元素化合价不变，反应为 SiS2+2H2O=SiO2+2H2S↑，确实有H2S生成，B正确；C项，每个Si原子形成4个Si-S单键，Si采取 sp3杂化，以Si为中心，4个S位于四面体顶点，构成硅硫四面体结构，多个四面体通过共用S原子延伸成链，C正确；D项，CS2是小分子化合物，属于分子晶体，常温下沸点很低(约46℃)；而X是长链聚合物，相对分子质量远大于CS2，分子间作用力远强于CS2，因此X的沸点高于CS2，D错误；故选D。 【变式1】【变载体—空间结构】(2026·浙江省杭州首考适应性考试)图1、图2都是SiO2常见的结构片段，下列说法正确的是( ) A．SiO2是共价晶体，图1是SiO2的晶胞 B．从图1结构可知，1mol SiO2有2mol的Si-O键 C．图2中硅氧四面体形成螺旋上升的长链，所以低温石英具有手性 D．图1中每个Si原子被6个硅氧12元环共用 【答案】C 【解析】A项，SiO2是共价晶体，但图1仅为SiO2的结构片段，并非晶胞(平行六面体)，A错误；B项，SiO2中每个Si原子与4个O原子形成4个Si-O键，因此1mol SiO2有4 mol的Si-O键，B错误；C项，图2中低温石英的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，存在左螺旋和右螺旋两种结构(互为镜像但不能重叠)，因此具有手性，C正确；D项，根据图1结构，每个Si原子为12个硅氧12元环所共用，D错误；故选C。 【变式2】【新情境】(2025·浙江省诸暨市三模)三氯硅烷(SiHCl3)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Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g)制备SiHCl3，已知电负性：Cl>H>Si．下列说法正确的是( ) A．生成1mol H2，转移的电子数为2mol B．氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1 C．SiHCl3在足量NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl和H2O D．上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，则该反应需在高温条件下自发进行 【答案】B 【解析】A项，电负性：Cl>H>Si，Si-H中，电子对偏向于H，则SiHCl3中Si为+4价，根据方程式：Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2，转移了4个电子，故生成1molH2，转移的电子数为4mol，A错误；B项，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；Si化合价由0升高到+4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；C项，SiHCl3水解的化学方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓ +3HCl+H2↑，SiHCl3在足量NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl、H2和H2O，C错误；D项，上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，ΔH＞0，正向是熵减反应，ΔS＜0，则该反应自发进行需ΔG=ΔH-TΔS＜0，可知需要在低温条件下，D错误；故选B。 【变式3】【变题型—多步骤反应工艺流程分析】二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，部分转化过程如图所示。 回答下面问题： (1)碳元素和硅元素都位于周期表的 族，非金属性较强的是 (填元素符号)。工业上制备粗硅的反应：SiO2+2CSi+2CO↑，该反应能否比较碳和硅元素的非金属性强弱 (填“是”或“否”)。 (2)NaOH溶液需要盛放在有橡胶塞的试剂瓶中，原因 (用化学方程式表示，下同)，利用HF溶液可以在玻璃表面上写字作画，原因是 。制玻璃的原材料是石英(SiO2)、纯碱(Na2CO3)和大理石(CaCO3)，写出制玻璃时发生反应的化学方程式 、 。SiC是一种新型无机非金属材料，半导体领域未来代替硅基芯片的一种新型原材料，SiC属于 (填“离子”戒“共价”)化合物。 【答案】(1) IVA C 否 (2) 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ 共价 【解析】(1)C与Si属于同一主族，C与Si的最外层电子数都是4，所以碳元素和硅元素都位于周期表的ⅣA族；同主族从上至下，元素的非金属性逐渐减弱，所以非金属性C>Si；工业上制备粗硅的反应不能比较出碳和硅元素的非金属性强弱，因为该反应产生的CO是气体，CO离开体系后，反应持续正向进行；(2)玻璃中的成分SiO2能和NaOH发生反应，产生具有粘性的硅酸钠，玻璃塞粘在瓶口不能被打开，其反应原理是2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O；SiO2能和HF反应，所以用氢氟酸溶液可以在玻璃表面写字，即反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；SiO2能和Na2CO3反应产生Na2SiO3，也能和CaCO3反应产生CaSiO3，所以制玻璃反应方程式分别为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；SiC是两种不同的非金属元素用共价键构成的共价化合物。 考向2 考查硅的工业制法 例22026年4月24日DeepSeek-V4大语言模型与华为升腾950芯片实现了芯模技术紧密协同，这一举措让它们的综合实力稳稳站在了开源模型的第一梯队，也标志着人工智能迈入了百万上下文普惠时代。高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它可以按下列方法制备： 下列说法不正确的是( ) A．步骤①的化学方程式：SiO2＋2CSi＋2CO↑，该反应说明了非金属性：碳>硅 B．步骤①中每生成，转移4 mol电子 C．步骤③中的反应为氧化还原反应 D．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料 【答案】A 【解析】A项，步骤①的化学方程式正确，碳作为还原剂，将SiO2还原为Si单质，说明碳的还原性比硅强；但该反应能发生是因为高温下生成气态CO脱离反应体系，推动反应正向进行，不能通过该反应说明碳的非金属性强于硅，A错误；B项，步骤①中Si的化合价从+4降为0，每生成1 mol Si转移4 mol电子，B正确；C项，步骤③的反应为SiHCl3＋H2Si＋3HCl，反应中Si、H元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，C正确；D项，高纯硅用于太阳能电池，二氧化硅用于光导纤维，描述正确，D正确；故选A。 【变式1】【变载体】(2025·浙江台州高一期末)工业制备高纯硅的流程如下，下列说法不正确的是( ) A．SiO2的结构式为O=Si=O B．Si在周期表中处于金属与非金属的分界处，可作半导体材料 C．生成SiHCl3中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1 D．该工业流程中可以循环利用的气体有HCl、H2 【答案】A 【解析】二氧化硅和焦炭高温反应生成粗硅和一氧化碳，粗硅和氯化氢在300℃下反应生成SiHCl3和氢气，SiHCl3和氢气在1100℃下反应生成高纯硅和氯化氢，反应分别为：SiO2+2CSi+2CO↑、Si+3HClSiHCl3+H2、SiHCl3+2H2Si+3HCl。A项，二氧化硅为共价晶体，每个Si原子和O原子形成四个Si-O键，不存在Si=O，故A错误；B项，Si在周期表中处于金属与非金属的分界处，导电性介于导体和绝缘体之间，可作半导体材料，故B正确；C项，生成SiHCl3反应为Si+3HClSiHCl3+H2，氧化剂(HCl)与还原剂(Si)的物质的量之比为3：1，故C正确；D项，结合反应的方程式，该工业流程中可以循环利用的气体有HCl、H2，故D正确；故选A。 【变式2】【变情境—工艺流程】(2026·天津期中)以下是用石英砂(主要成分为SiO2)制备高纯硅的工艺流程图。下列说法正确的是( ) A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：SiO2＋CSi＋CO2↑ B．SiO2既与NaOH反应又与HF反应，属于两性氧化物 C．由粗硅制备高纯硅的过程中，循环使用的物质是HCl和H2 D．高纯硅是良好的半导体材料，是用于制造光导纤维的基本原料 【答案】C 【解析】石英砂中主要成分为SiO2，与碳在高温下反应制得粗硅和CO，粗硅与HCl在300℃反应生成SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量氢气以及，根据二者沸点的不同，采取蒸馏的方法分离，纯SiHCl3在高温的条件下与H2反应生成高纯Si和HCl。A项，工业上用碳还原SiO2制粗硅时，高温下产物为CO而非，正确反应为SiO2＋2CSi＋2CO↑，A错误；B项，两性氧化物定义为：既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水的氧化物；SiO2仅能和HF特殊反应，产物不属于盐，且不与其他酸反应，SiO2属于酸性氧化物，B错误；C项，根据流程，步骤④SiHCl3和H2反应得到高纯硅和HCl，生成的HCl可回到步骤②与粗硅反应，分离出的H2可回到步骤④还原SiHCl3，因此HCl和H2都可以循环使用，C正确；D项，高纯硅是半导体材料，用于制造芯片、太阳能电池；制造光导纤维的原料是SiO2，不是单质硅，D错误；故选C。 【变式3】【新考法—化工生产与物质分离提纯】近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图： 制造原理：2Mg +SiO22MgO+Si 除杂原理：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，MgO+2HCl=MgCl2+H2O 下列说法中正确的是( ) A．操作1、操作2均为过滤 B．均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8：15 C．点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为2 Mg +SiMg2Si D．当有2mol电子转移时，能生成14 g Si 【答案】C 【解析】A项，将溶液和固体分开，采用过滤操作，操作1为过滤，操作2为洗涤和烘干，故A错误；B项，SiO2是共价晶体，没有分子，故B错误；C项，由除杂原理可知副反应为：2 Mg +SiMg2Si，故C正确；D项，当有2mol电子转移时，参加反应的Mg物质的量为1mol，能生成0.5mol单质硅，但因有副反应发生，最终获得的Si的质量少于14g，故D错误；故选C。 考点三 硅酸盐、新型无机非金属材料 知●识●解●构 知识点1 硅酸盐 1．硅酸盐。由硅、氧与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 2．硅酸钠 (1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃。有黏性，水溶液显碱性。 (2)与酸性比硅酸强的酸反应 a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 3．硅酸盐组成的表示方法：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。 (1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。 (2)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。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 得分速记 （1）硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。 （2）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可以从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2。 知识点2 传统无机非金属材料 1．传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 2．常见硅酸盐材料比较 物质 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 黏土、石灰石 纯碱、石灰石和石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 3．玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 知识点3 新型无机非金属材料 1．新型无机非金属材料 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、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、接骨螺钉等 2．碳纳米材料 碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料 (1)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 (2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 材料类型 性能 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 得分速记 水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。 考●向●破●译 考向1 硅酸盐材料 例1“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是( ) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 【答案】C 【解析】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。 【变式1】【变考法】(2026·浙江温州市普通高中高三第二次适应性考试)按物质组成分类，普通玻璃属于( ) A．酸 B．碱 C．氧化物 D．混合物 【答案】D 【解析】A项，酸是在水溶液中电离出的阳离子全部为H+的化合物，普通玻璃不含可电离的H+，不属于酸，A错误；B项，碱是在水溶液中电离出的阴离子全部为OH-的化合物，普通玻璃不含可电离的OH-，不属于碱，B错误；C项，氧化物是仅由两种元素组成且其中一种为氧元素的纯净物，普通玻璃含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等多种物质，不属于氧化物，C错误；D项，混合物是由两种或两种以上纯净物混合组成的物质，普通玻璃由Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等多种成分组成，属于混合物，D正确；故选D。 【变式2】【新情境】2025·浙江省强基联高三联考)2024年6月25日，携带人类首次所采月背样本的嫦娥六号返回器成功降落在中国内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗草原上，下列有关说法不正确的是( ) A．月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe (PO4)7]”属于无机盐 B．由玄武岩纤维制成的五星红旗在月球背面成功展开，其成分属于有机高分子材料 C．月壤矿物中发现了至少的水，证明了月球月表下确实有水 D．耐烧蚀天线透波窗具有优异的力学性能、低热导率、低热膨胀、耐热冲击性能和化学稳定性等特点 【答案】B 【解析】A项，嫦娥石因其含有Y、Ca、Fe等元素，属于无机化合物，又因含有磷酸根，是无机盐，A正确；B项，玄武岩纤维属于无机纤维，B错误；C项，月壤矿物中发现了至少170ppm的水，证明了月球月表下确实有水，C正确；D项，耐烧蚀天线透波窗具有优异的力学性能、低热导率、低热膨胀、耐热冲击性能和化学稳定性等特点，在返回器再入大气时起到防热耐烧蚀的关键作用，保障嫦娥六号返回器在返回过程中严酷的气动加热环境下天线的正常通讯，D正确；故选B。 【变式3】【新考法—文化遗产保护与学科知识结合】宋代五大名窑分别为：钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( ) A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料 C．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物 D．陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸 【答案】C 【解析】不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故A正确；新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层，无机纤维等，氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，故B正确；瓷器的原料主要是黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故C错误；HF能与二氧化硅反应，陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故D正确。 考向2 新型无机非金属材料 例2(2026·浙江Z20名校联盟考前选考模拟)下列属于新型无机非金属材料的是( ) A．氮化铝透明陶瓷 B．硬铝 C．水泥 D．腈纶 【答案】A 【解析】A项，氮化铝透明陶瓷是具有优异光学、耐高温性能的新型无机非金属材料，A符合题意；B项，硬铝是铝基合金，属于金属材料，不属于无机非金属材料，B不符合题意；C项，水泥是传统硅酸盐类材料，属于传统无机非金属材料，不是新型材料，C不符合题意；D项，腈纶是合成有机高分子纤维，属于有机高分子材料，不属于无机非金属材料，D不符合题意；故选A。 【变式1】【变载体】(2026·浙江杭州市富阳区高三二模)石墨烯属于( ) A．有机化合物 B．无机化合物 C．新型无机非金属材料 D．有机高分子材料 【答案】C 【解析】A项，石墨烯是碳元素组成的单质，不属于有机化合物，A错误；B项，石墨烯是碳元素组成的单质，不是无机化合物，B错误；C项，石墨烯是由碳原子构成的二维材料，属于碳单质的新型形态，具有高强度、导电性等特性，符合新型无机非金属材料的定义，C正确；D项，有机高分子材料需具备重复结构单元的高分子链（如塑料、橡胶），石墨烯为单层原子结构，无高分子特征，D错误；故选C。 【变式2】【变载体】(2026·浙江新阵地教育联盟二次联考)下列成分属于无机非金属材料的是( ) A．裁判员使用的定位泡沫中的丁烷 B．运动员护腿板中的碳纤维 C．足球门框的材质——铝合金 D．人造革足球的材质——PVC 【答案】B 【解析】A项，丁烷属于有机小分子化合物，是有机物，不属于无机非金属材料，A错误；B项，碳纤维的主要成分为碳单质，属于新型无机非金属材料，B正确；C项，铝合金属于合金，归类为金属材料，不属于无机非金属材料，C错误；D项，PVC是聚氯乙烯，属于有机合成高分子材料，不属于无机非金属材料，D错误；故选B。 【变式3】【新考法】(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，常温下化学性质稳定，但生产成本较高。不溶于酸(氢氟酸除外)。高温下氮化炉中的氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和N2(含少量O2)合成氮化硅的工艺流程如下： 以下说法不正确的是( ) A．N2净化时，铜屑的作用是除去氮气中含有的少量氧气 B．X可能是硝酸或硫酸 C．连接真空装置是为了排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气 D．氮化硅可作为高温结构陶瓷，用于制作高速切削刀具等 【答案】B 【解析】起始原料为工业硅块，其中含有少量杂质(如铁、铜的单质及氧化物)，在600℃下进行灼烧，铜屑与氧气反应生成氧化铜，从而去除氮气中的氧气，在“氮化炉”中硅与氮气反应生成氮化硅，反应产物中含有未反应的工业硅及其中的杂质(如铁、铜的单质及氧化物)，使用稀酸X进行酸洗以溶解这些杂质。酸洗后用蒸馏水水洗，去除残留的酸和可溶性盐，最终经过干燥或研磨等步骤，得到纯化的氮化硅产品。A项，氮气中含少量氧气，铜屑在600℃时与氧气反应生成氧化铜，可除去氧气，A正确；B项，工业硅含Fe、Cu的单质及氧化物，酸洗需除去这些杂质，稀硫酸与Cu单质不反应，无法除去Cu单质，稀硝酸可与Cu、Fe单质及氧化物反应，故X只能是硝酸，不可能是硫酸，B错误；C项，高温下氧气和水蒸气会腐蚀氮化硅，连接真空装置可排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气，C正确；D项，氮化硅熔点高、硬度大，可作为高温结构陶瓷用于高速切削刀具，D正确；故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2025·浙江6月卷，5，3分)物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是( ) A．金刚石硬度大，可用于制作切削刀具 B．氧化铝具有两性，可用于制作坩埚 C．SiO2熔点高，可用于生产光导纤维 D．氨气有还原性，可用于生产铵态氮肥 【答案】A 【解析】A项，金刚石是天然存在的最硬物质，硬度大的性质使其非常适合用于制作切削、研磨工具，A正确；B项，氧化铝具有两性，但制作坩埚主要利用其高熔点和化学稳定性，以耐受高温和腐蚀，两性并非制作坩埚的关键性质，B错误；C项，光导纤维的生产主要利用二氧化硅的光学性质，如高透明度和低光损耗，而非高熔点，C错误；D项，氨气具有还原性，但生产铵态氮肥(如硫酸铵、硝酸铵)主要利用其碱性(与酸反应生成铵盐)，还原性与铵态氮肥生产无直接关联，D错误；故选A。 2．(2025·浙江1月，7，3分)下列物质的结构或性质不能说明其用途的是( ) A．葡萄糖分子结构中有多个羟基，故葡萄糖可与银氨溶液反应制作银镜 B．具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高，故可用作汽车轮胎材料 C．SiC的碳、硅原子间通过共价键形成空间网状结构，硬度大，故SiC可用作砂轮磨料 D．NaHCO3能中和酸并受热分解产生气体，故可用作加工馒头的膨松剂 【答案】A 【解析】A项，葡萄糖分子中含有醛基，具有还原性，能发生银镜反应，可与银氨溶液反应制作银镜，A符合题意；B项，橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，因此其弹性好，强度高，且具有良好的物理力学性能和化学稳定性，故可用作汽车轮胎材料，B不符合题意；C项，SiC中原子以共价键形成空间网状结构，熔点高、硬度大，可用作砂轮、砂纸的磨料，C不符合题意；D项，NaHCO3可中和酸生成二氧化碳气体，并受热分解产生大量二氧化碳气体，可用作食品膨松剂，D不符合题意；故选A。 3．(2024·浙江6月卷，14，3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键，与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是( ) A．Si5Cl10分子结构可能是 B．Si5Cl10与水反应可生成一种强酸 C．Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2 D．Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10 【答案】A 【解析】A项，该结构中，如图所示的两个Cl，Cl最外层有7个电子，形成了两个共价键，因此其中1个应为配位键，而Si不具备空轨道来接受孤电子对，因此结构是错误的，故A错误；B项，Si5Cl10与水反应可生成HCl，HCl是一种强酸，故B正确；C项，Si5Cl10与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3，Si的化合价升高，根据得失电子守恒可知，H元素的化合价降低，会有H2生成，故C正确；D项，Si5Br10的相对分子质量大于Si5Cl10，因此Si5Br10的范德华力更大，沸点更高，故D正确；故选A。 4．(2024·浙江1月卷，7，3分)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化，下列推测不合理的是( ) 材料 组成和结构变化 性能变化 A 生铁 减少含碳量 延展性增强 B 晶体硅 用碳原子取代部分硅原子 导电性增强 C 纤维素 接入带有强亲水基团的支链 吸水能力提高 D 顺丁橡胶硫 疏化使其结构由线型转变为网状 强度提高 【答案】B 【解析】A项，较低的碳含量赋予材料更好的延展性和可塑性，A正确；B项，碳的电负性更大一些，则用碳原子取代部分硅原子，晶体硅的导电能力会下降，B错误；C项，淀粉、纤维素的主链上再接上带有强亲水基团的支链(如丙烯酸钠)，在交联剂作用下形成网状结构可以提高吸水能力，C正确；D项，在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构，网状结构相对线性结构具有更大的强度，D正确；故选B。 5．(2026·浙江1月卷，17，3分)回答下列问题： (1)CaF2的晶胞如图。请回答： ①CaF2的电子式： ； ②Ca2+旁边最近的Ca2+有 个； ③ErF3荧光掺入，Er3+代替 (A或B)。 (2)将HF与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3]+F-，写出[H2NO3]+的结构式： 。 (3)已知：，则： ①中S原子的杂化方式： 。 ②熔点：LiF Li+[ N(SO2F)2]-(填“>”、“<”或“=”)，原因： 。 ③与反应生成与X，X的结构简式： 。 ④等物质的量(C2H5)3N、 HN(SO2F)2混合，主要产物为[(C2H5)3NH]+[ N(SO2F)2]-，原因： 。 ⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式： ； 【答案】(1) 12 B (2) (3)sp3 > 氟离子半径小，离子键强 SiF2(CH3)2 HN(SO2F)2 中-SO2F吸电子，N-H键极性较大，H容易以H+的形式解离，(C2H5)3N中-C2H5推电子，N上的电子云密度大，容易与H+形成配位键 HN(SO2F)2+6NaOH=2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O 【解析】（1）①Ca原子最外层有2个电子，F原子最外层有7个电子，Ca原子失去最外层2个电子形成Ca2+，两个F原子各得到1个电子形成F-，达到最外层8电子稳定结构，所以CaF2的电子式为；②示意图中，A离子共8个，均位于晶胞内，B离子有8个位于顶点，在1个晶胞内贡献个B离子，有6个位于面心，在1个晶胞内贡献个B离子，因此1个晶胞内含有4个B离子，晶胞中A与B的离子数之比为2:1，与化学式CaF2对应可知，A离子为F-，B离子为Ca2+，Ca2+旁边最近的Ca2+有12个，距离均为晶胞边长的倍（可以视为顶点对于面心）；③ErF3掺入后，Er3+为阳离子，代替的是原有阳离子Ca2+，即B； （2）硝酸分子中氮原子（N） 和另外两个端基氧原子参与形成了大π键。所以大π键的原子中心数是 3。N提供其p轨道上的 2个电子，两个端基氧原子各自提供其p轨道上的 1个电子（每个氧的单电子）。总电子数：2 + 1 + 1 = 4个电子。故HNO3的结构式为，硝酸结合HF中的氢离子后，羟基氧原子上的孤对电子未参与离域大π键，电子云更集中，碱性更强，更容易接受质子。所以[H2NO3]+的结构式为； （3）①S原子形成2个S=O双键和两个S-F键，σ键数为4，孤对电子数为0，所以中心原子S采取sp3杂化；②因为F-的离子半径小，离子键更强，阴阳离子间作用力更强，所以LiF的熔点高于Li+[ N(SO2F)2]-；③与反应的产物之一是 HN(SO2F)2，说明N-Si键发生断裂，两分子各断裂一个S-F键，掉落一个F原子，剩余部分与结合生成 HN(SO2F)2，所以这两个F原子与结合生成SiF2(CH3)2；④ HN(SO2F)2中F的电负性很大，-SO2F的吸电子能力很强，N-H键极性较大，H容易以H+的形式解离，而(C2H5)3N中由于乙基的推电子效应，导致N电子云密度较大，容易与H+结合（形成配位键），生成[(C2H5)3NH]+；⑤先水解生成H2SO4、HF、NH3，则与足量NaOH反应会产生气体为NH3，其余两种酸与NaOH反应，因此反应方程式为HN(SO2F)2+6NaOH=2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $