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

该高中化学高考复习讲义聚焦碳、硅及其化合物、无机非金属材料核心考点，按“价-类二维”认知模型梳理物质性质与转化，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源四环节，系统覆盖硅/碳单质、氧化物、硅酸盐等知识，结合考向破译与解题妙招突破难点。 讲义以北京本土化工业及前沿科技为情境，运用“结构→性质→应用”分析法和图像解题步骤，培养科学思维与化学观念，如用“价-类二维模型”整合碳硅转化，设置分层练习与真题训练，助力学生高效构建知识体系，为教师把控复习节奏提供精准指导。

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 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 硅及其化合物 知识解构 知识点1 硅单质 ∣ 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸 ∣ 知识点 4 硅酸盐 考向破译 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 解题妙招1 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点 考点二 碳及其重要化合物 知识解构 知识点1 碳单质 ∣ 知识点2 碳的氧化物 知识点3 考查CO 2 与碱、盐溶液的反应规律 考向破译 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 ∣ 考向2 考查CO 2 与碱反应图像分析 解题妙招 1 "结构→性质→应用"三级分析法 解题妙招 2 CO 2 与碱反应图像题解题步骤 考点 三 无机非金属材料 知识解构 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 知识点3 考查 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 考向破译 考向1 考查传统无机非金属材料 ∣ 考向2 考查新型无机非金属材料 ) ( 0 4 ) ( 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--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 碳及其化合物 T9(C) T5(D)、T8 T1 硅及其化合物 T9(C、D) 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1) 依托北京本地工业生产（高纯硅制备、玻璃 / 陶瓷 / 水泥工业、煤化工、CO₂捕集与资源化利用）、生活应用（碳基新材料、食品保鲜、灭火器、硅酸盐建材）等本土化素材，以碳单质、CO、CO₂、碳酸盐、硅单质、SiO₂、硅酸盐为核心物质，融合物质转化、离子反应、氧化还原反应，常结合工业流程设问，区分不同价态含碳物质、硅及其化合物在提纯、除杂、制备体系中的功能差异。 (2) 以新型碳材料（石墨烯、碳纳米管、富勒烯）、硅基半导体材料、CO₂催化转化、人工固碳技术等前沿科技为背景，围绕碳的同素异形体性质、CO₂酸性氧化物通性与弱氧化性、SiO₂特殊性、硅酸盐结构与稳定性设置选择、工艺流程填空；突出碳、硅及其化合物转化反应、平衡的综合定量分析，强化新情境下信息提取与化学建模能力。 (3) 以环境保护和绿色化学为主题，围绕碳排放、温室效应、大气 CO₂治理、工业固废（硅酸盐矿渣）资源化等北京本地环境热点，考查绿色化学理念、原子经济性、低能耗工艺设计、碳污染物处理原理；结合化工流程分析 CO₂回收循环、尾矿综合利用、节能减排的可行措施。 ►复习目标： 1.掌握碳、硅单质及其重要化合物的主要性质、转化关系，理清同素异形体概念，能辨析CO与CO₂、SiO₂与CO₂性质差异，熟练书写相关化学方程式与离子方程式。 2.了解玻璃、陶瓷、水泥等传统无机非金属材料，初步认识新型碳材料、硅基功能材料，掌握硅酸盐书写的常用表示方法。 3.能够结合工艺流程、科研新情境提取有效信息，解决物质鉴别、除杂、制备、含量计算等问题；建立元素化合物 “价-类二维” 认知模型。 4.结合碳中和、资源循环利用情境，运用绿色化学思想分析工业方案，评价工艺优缺点，树立可持续发展的化学观念。 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 硅及其化合物 知●识●解●构 知识点1 硅单质 1．硅元素的存在 硅在地壳中的含量仅次于 ，为26.3%。硅是一种 ，在自然界仅以 的形式存在，主要以硅酸盐(如：地壳中的大多数矿物)和氧化物(如：水晶、玛瑙)的形式存在 2．硅的物理性质 晶体硅是 、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔、沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的 3．硅的化学性质 硅的原子结构示意图为，最外层有4个电子，反应中既不容易得到电子，也不容易失去电子 (1)常温下，硅的化学性质不活泼，只与 、 、 溶液反应 ①与氟气反应： ②与氢氟酸反应： ③与NaOH溶液反应： (2)加热和高温时，能与O2、Cl2、C等反应 ①与O2反应：Si＋O2SiO2 ②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4 ③与C反应：Si＋CSiC 4．单质硅的制备——硅在自然界中以化合态存在，工业上常以二氧化硅为原料来制取单质硅 (1)单质硅常用二氧化硅来制取，主要分为两个阶段 ①用碳还原二氧化硅制备粗硅 ②将粗硅先与氯气反应，其产物用氢气还原制备纯硅 Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl 得分速记 1.粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2 2.粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅 (2)工业制备高纯硅的原理 工业制备高纯硅的原理示意图 涉及的主要化学反应 ①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②Si＋3HClSiHCl3＋H2 ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl 5．硅主要的用途 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及太阳能光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池；单质硅常用作半导体材料和合金材料 得分速记 1.硅单质的特性 (1)非金属单质一般不与非氧化性酸作用，但Si却能与氢氟酸作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ (2)非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力 (3)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 2.硅与NaOH溶液的反应本质 在硅与NaOH溶液的反应中，还原剂是硅，氧化剂是水，该反应可理解为分两步进行。首先，硅与水反应生成H2SiO3和H2：Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑；然后，H2SiO3与NaOH反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。当标电子转移的方向和数目时，应表示为： 知识点2 二氧化硅 1． 存在 SiO2广泛存在于自然界中，SiO2的存在形式有 和 两大类，水晶、玛瑙的主要成分是 ，沙子、石英的主要成分就是 2． 物理性质 SiO2 水，熔点高，硬度大 3． 结构 SiO2晶体的基本结构单元是硅氧四面体，每个Si原子周围结合4个O原子，每个O原子与2个Si原子相结合，许多以Si为中心，O在4个顶点的四面体通过顶点的O相连接而组成立体网状结构的晶体 ①二氧化硅晶体是共价晶体，是由硅原子和氧原子构成的 ②二氧化硅晶体中硅原子和氧原于的个数比为1:2 ③二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键的比为1:4，即1mol SiO2晶体中约含4NA个Si—O共价键 4．化学性质 (1)具有酸性氧化物的通性：SiO2是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，难溶于于水 ①SiO2与NaOH溶液反应： ②SiO2与碱性氧化物反应： (2)SiO2的弱氧化性： (3)SiO2能与氢氟酸(HF)反应： (用氢氟酸刻蚀玻璃) 得分速记 1.盛装NaOH、Na2CO3等碱性溶液的玻璃试剂瓶应用橡皮塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞，盛装硅酸钠溶液的试剂瓶也不能用玻璃塞(硅酸钠是一种矿物胶，粘性大) 2.氢氟酸可较快腐蚀玻璃，可用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶保存氢氟酸而应用塑料瓶 3.石英坩埚不能熔融氢氧化钠等碱性固体 5．二氧化硅的用途 (1)沙子是基本的建筑材料 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维 (3)石英和玛瑙制作饰物和工艺品 (4)实验室中使用石英坩埚 (5)SiO2用于制备硅 (6)SiO2用于制造各种玻璃制品 知识点3 硅酸 1． 物理性质 硅酸是 2．化学性质 (1)弱酸性：不溶于水[唯一不溶于水的酸]的二元弱酸(酸性比碳酸的酸性弱)，硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色 (2)不稳定性：H2SiO3SiO2＋H2O (3)与碱溶液反应： 3．用途 硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以用作催化剂的载体 4．硅酸的制备——实验室常用 与 反应制取硅酸 实验过程 在试管中加入3~5mL Na2SiO3溶液(饱和Na2SiO3溶液按1:2或1:3的体积比用水稀释)，滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象 实验操作 实验现象 实验结论 Na2SiO3溶液呈碱性 硅酸为不溶于水的白色固体 化学方程式 得分速记 1.SiO2不溶于水，如何由SiO2制取H2SiO3? SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl 2.设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱？ 实验过程 向Na2SiO3溶液中通入CO2气体 实验装置图 实验现象 有白色胶状沉淀物生成 实验结论 硅酸的酸性比碳酸弱 化学方程式 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋Na2CO3 3.含硅化合物的特殊性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水 (3)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应： Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓ ＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能发生 (4)不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅 (5)熟悉几种常见饰品的主要成分：水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3 知识点4 硅酸盐 1.硅酸盐 (1)概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成 的主要成分 (2)性质：硅酸盐性质稳定，熔点较高，多数 于水 (3)硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接。其结构示意图为 (4)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成 表示顺序是：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水，但化学式前面的系数不能为分数 例如：硅酸钠 Na2SiO3 表示：Na2O·SiO2 镁橄榄石 Mg2SiO4 表示：2MgO·SiO2 高岭石 Al2Si2O5(OH)4 表示：Al2O3·2SiO2·2H2O 正长石 KAlSi3O8 表示：K2O·Al2O3·6SiO2 钾云母(KH2Al3Si3O12) 表示：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 2.最简单的硅酸盐——Na2SiO3 (1)俗名：泡花碱，水溶液俗称水玻璃 (2)物理性质： ，可溶于水 (3)化学性质 ①与酸反应： ②与CO2反应： (4)用途：①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)；③耐火阻燃材料；④防腐剂 考●向●破●译 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 例1（2026·北京房山·二模）我国人形机器人技术发展日新月异。下列说法不正确的是 A．中控芯片主要成分为硅，单质硅属于共价晶体 B．铝合金外壳的硬度比纯铝大 C．固态三元锂电池供电时将电能转化为化学能 D．手腱绳采用的超高分子量聚乙烯纤维，链节为 【变式1·变载体】（2024·北京海淀·二模）下列方程式能正确解释相应实验室注意事项或现象的是 A．浓硝酸存放在棕色试剂瓶中： B．金属钠着火不能用CO2灭火器灭火： C．盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞： D．FeSO4溶液久置产生黄色浑浊： 【变式2】（25-26高三下·北京·阶段检测）实验室保存下列药品的做法，正确的是 A．硝酸要贮存在橡胶塞的棕色细口瓶中 B．浓硫酸盛放在磨口玻璃塞的广口瓶中 C．盛溴的试剂瓶里可加少量水以减少液溴挥发 D．水玻璃(硅酸钠溶液)贮存在带玻璃塞的玻璃瓶中 【变式3】（2026·北京·模拟预测）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氨可用作制冷剂 B．硫酸亚铁可用作自来水的杀菌消毒剂 C．硅胶可用作食品干燥剂和催化剂载体 D．聚乳酸可用于制作可降解手术缝合线 考向2 考查硅的制备 例2（2024·北京西城·一模）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。 已知：非金属性： 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热 B．Ⅱ中主要反应有：、 C．为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气 D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性 解题妙招 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SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2 2.SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl 3.SiO2＋2Mg2MgO＋Si 4.SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑，SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl 5.SiH4在空气中易自燃 【变式1·变载体】（2024·北京朝阳·二模）下列离子方程式与所给事实不相符的是 A．用过量的氨水吸收： B．用饱和食盐水制烧碱： C．用制： D．用焦炭还原石英砂制粗硅： 【变式2·变题型】“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： 下列说法错误的是 A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 B．流程中HCl和H2可以循环利用 C．反应①②③均为置换反应 D．由反应②③的反应温度推测，③为放热反应 【变式3·变考法】硅及其化合物是重要的材料，应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成，该反应的化学方程式为______________。 ②写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：________________。 ③SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式：________________。 (2)水泥属于硅酸盐工业产品，是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示： 回答下列问题： ①在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________，还可使用_________代替硝酸。 ②沉淀A的主要成分是__________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为________。 ③加氨水过程中加热的目的是_______。沉淀B的主要成分为________、_______(写化学式)。 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3（2025·北京·模拟预测）自贡彩灯融合中华传统文化与现代科技知识，发明创造了各种各样的彩灯，如蚕茧灯、竹编灯、瓷器灯、氖气霓虹灯，下列说法错误的是 A．蚕茧灯所用蚕丝水解后的产物是葡萄糖 B．竹编灯所用竹子的主要成分是纤维素 C．瓷器灯所用瓷器是人类较早使用的硅酸盐材料 D．氖气霓虹灯发出红光与电子跃迁有关 【变式1】（2023·北京房山·二模）下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是 A．碱转化为两种盐： B．碱转化为酸式盐： C．过氧化物转化为碱： D．盐转化为另一种盐： 【变式2】（25-26高三上·北京平谷·期末）合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中，不属于合金的是 A．三星堆青铜面具 B．陶瓷花瓶 C．“蛟龙”号的耐压球壳 D．不锈钢餐具 A．A B．B C．C D．D 【变式3】（25-26高三上·北京·期末）合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中，不属于合金的是 A．硬铝飞机外壳 B．不锈钢拉手 C．青铜托盘 D．陶瓷碗 A．A B．B C．C D．D 考点二 碳及其重要化合物 知●识●解●构 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。 （1）金刚石（）： ①碳原子的排列方式： 的空间网状结构， ②碳原子的杂化方式： 杂化 ③物理性质：熔点 ，硬度 ， 导电； （2）石墨（） ①碳原子的排列方式：层状结构，每层为 的平面网状结构 ②碳原子的杂化方式： 杂化 ③物理性质：熔点 ，硬度 ， 导电 （3）足球烯(C60) ①碳原子的排列方式：“足球”状分子，由 形和 形排列而成， ②碳原子的杂化方式： 杂化 ③物理性质： 导电 3.碳单质化学性质 （1）与O2的反应(用化学方程式表示)： ①O2不足： ； ②O2充足： 。 （2）与氧化物反应(用化学方程式表示)： ①与CuO反应： (冶炼金属)； ②与Fe2O3反应： (冶炼金属)； ③与CO2反应： ； ④与水蒸气反应： (制水煤气)； ⑤与SiO2反应： (制粗硅)； (制金刚砂) （3）与强氧化性酸反应 ①与浓硫酸反应： 。 ②与浓硝酸反应： 。 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,用作 、 、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。 知识点2 碳的氧化物 1.碳的氧化物的物理性质 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) CO2 大 能溶 无(温室效应) 2.碳的氧化物的化学性质 （1）CO具有较强的 性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。 如与Fe2O3反应： 。 （2）CO2是典型的 氧化物，也具有 性。 a.酸性氧化物 ①与水反应： ②与碱反应：CO2少量： ；CO2足量： ； (检验 ) ③与碱性氧化物反应： ④与Ca(ClO)2盐溶液反应： （CO2少量）； （CO2过量）； b.氧化性 ①与C反应： ； ②与Mg反应： 3.用途 （1）CO:作 ， ； （2）CO2: ，制汽水；植物 ；化工原料等。 得分速记 溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。 4.CO、CO2气体的除杂方法 CO中混有CO2 通过盛有 的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有CO 通过盛有 的硬质玻璃管 CO2中混有O2 通过盛放 的硬质玻璃管 CO2中混有少量SO2 通过盛有 或 的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有少量HCl 通过盛有 的洗气瓶，然后干燥气体 得分速记 1.澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去； 2.CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。 知识点3 CO2与碱、盐溶液的反应规律 1、与碱溶液的反应 （1）反应原理: NaOHNa2CO3NaHCO3 （2）反应后溶质成分的判断 x＝ 溶质成分 x≤1∶1 1∶1<x<2∶1 x＝2∶1 x>2∶1 也可用数轴来表示： 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CO2气体通入 等盐溶液中，均能发生反应而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： （1） （2） 或 当CO2过量时，发生反应如下 （3） 当CO2过量时，发生反应如下： （4） （5） (CO2过量时) (CO2少量时) 得分速记 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，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S通入CuSO4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：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。 2.CO2与溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>>HCO。 3.CO2与NaClO溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO；。 4.CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均不反应，无沉淀产生,但SO2通入Ca(NO3)2或Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应，均有沉淀产生。 考●向●破●译 考向1 考查碳及其化合物性质和应用 例1（2026·北京·模拟预测）“湾区同心，全运同行”。下列全运会涉及材料主要成分不属于有机高分子材料的是 A．碳纤维自行车架 B．“乐融融”布偶 C．涤纶速干运动衫 D．聚乳酸降解饭盒 A．A B．B C．C D．D 解题妙招 "结构→性质→应用"三级分析法 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‌ ①CO2性质验证：通过石蕊变色（生成H2CO3）、石灰水变浑浊（生成CaCO3）； ②碳还原性实验：C+CuOCu+CO2（黑色固体变红） 【变式1】下列物质性质与用途的对应关系错误的是 A．活性炭具有吸附性，可用于自来水杀菌消毒 B．石墨能导电，可用于制作电极 C．生石灰能与水反应，可用作食品干燥剂 D．氮气化学性质稳定，可用于食品防腐保鲜 【变式2】下列对物质用途解释错误的是 选项 用途 解释 A 硅胶可用作食品干燥剂 硅胶具有多孔结构，能吸附水分子 B 乙醇可用来提取青蒿素 青蒿素与乙醇发生酯化反应而溶解 C 二氧化氯可用于自来水消毒 二氧化氯具有强氧化性 D 石墨可作精密仪器的优良润滑剂 石墨层间靠范德华力维系 A．A B．B C．C D．D 【变式3】北京大学科研团队利用石墨烯研制出全球首个高效气体分子二极管。石墨烯属于 A．无机非金属材料 B．金属材料 C．有机高分子材料 D．复合材料 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 例2（25-26高三上·北京·阶段检测）我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如下（部分物质已略去）： (1)①~③所涉及的操作方法中，包含过滤的是________（填序号）。 (2)根据上述流程图，将化学方程式补充完整：________。 _____+_____ (3)②为固体受热分解的反应，化学方程式为________。 (4)下列关于联合制碱法流程的说法正确的是________（选填字母）。 a.可以循环使用 b.副产物可用作肥料 c.溶液中一定含有、、 (5)取少量和混合物配成溶液，逐滴滴加的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：（反应后溶液总体积为） ①OA段发生的反应的离子方程式为________。 ②B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是__________。 (6)某小组利用下列装置继续对和的性质进行探究（夹持装置已略去，气密性已检验）。 ①方框中试剂a为饱和溶液，请将该洗气装置补充完整________。 ②实验持续一段时间后，观察到饱和溶液中有细小晶体析出，结合化学方程式解释产生细小晶体的原因________。 解题妙招 CO2与碱反应图像题解题步骤 1.标定坐标轴 ①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量； ②纵轴：pH/气体体积/导电率。 2.阶段划分 ①区域A（0≤n(CO2)/n(NaOH)<0.5）：NaOH过量段 ②区域B（0.5≤n(CO2)/n(NaOH)<1）：Na2CO3主存段 ③区域C（n(CO2)/n(NaOH)≥1）：NaHCO3生成段 3.‌定量计算：根据拐点体积计算溶质比例（如a=b-a时为纯Na2CO3） 【变式1】向浓度相等、体积均为的A、B两份溶液中，分别通入一定量的。在反应后的溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是 A．A溶液通入后的溶质是、，且物质的量之比为 B．A曲线中，消耗盐酸体积从到反应的离子方程式为 C．B溶液通入的在标况下体积为 D．原溶液的物质的量浓度为 【变式2】A、B、C、W均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(其他产物及反应条件已略去，反应可以在水溶液中进行)。 (1)若A为有刺激性气味的气体，其水溶液呈碱性；C为红棕色气体，与水反应生成一元强酸D，D具有强氧化性。 ①实验室制取气体A的化学方程式_______； ②写出的化学方程式为_______； ③室温时，在容积为amL的试管中充满C气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止；再通入，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为cmL，且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是_______。 (2)若A、B、C的溶液均显碱性，焰色试验均呈黄色；C常作面包和糕点的发泡剂，受热分解可生成B。 向两份同浓度的A溶液中通入不同体积的W气体，得到溶液M、N。向M、N溶液中逐滴加入浓度为盐酸，如图所示Ⅰ和Ⅱ分别为加入V(盐酸)与产生V(W)的关系。M、N两溶液中相同溶质的物质的量之比为_______。 【变式3】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图是钠的价类二维图： 请回答以下问题： (1)在野外可用作生氢剂，H元素的化合价为___________，其与水反应的化学方程式为___________。 (2)实验室中金属钠要密封保存在煤油中的目的是___________。 (3)缺失①中的某种物质常作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂，该物质与反应的化学方程式为___________。 (4)向某溶液中缓慢通入一定量的，充分反应后，再逐滴滴加稀盐酸，所得气体的物质的量与所加盐酸的物质的量的关系如图所示： ①通入后，溶液中的溶质成分有___________(填化学式)。 ②AB段发生反应的离子方程式为___________。 (5)溶液常因温度过高导致含有少量，除去溶液中杂质的方法是___________(用离子方程式表示)。 (6)某化学实验小组进行实验时，观察到饱和的溶液和饱和的溶液混合时，既有白色沉淀生成，又有气泡产生，请写出发生反应的化学方程式___________。 考点三 无机非金属材料 知●识●解●构 知识点1 传统无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 、黏土 、 、石英砂 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 知识点2 新型无机非金属材料 类别 主要特性 典型示例 主要用途 半导体材料 通信容量大、抗干扰性能好 芯片、光导纤维、硅太阳能电池 计算机、家用电器、光伏电站、通信设备等 电学材料 高强度、优良的电学性能 富勒烯、碳纳米管、石墨烯 复合材料、电池、传感器、光电器件、超级电容器等 新 型 陶 瓷 高温结 构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 碳化硅、氮化硅陶瓷 用于火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等 超导 陶瓷 具有超导性 Y－Ba－Cu－O系超导陶瓷 用于电力、交通、医疗等领域 透明 陶瓷 具有光学特性、耐高温、绝缘性好 氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷 用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等 压电 陶瓷 能实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐和锆酸盐等 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 生物 陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨、人造关节等 知识点3 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 主要 特性 ①抗腐蚀、耐高温； ②质脆、经不起热冲击 ①高强度、硬度，耐高温； ②具有电学特性； ③具有光学特性； ④具有生物功能 得分速记 1.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。 2.玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。 考●向●破●译 考向1 考查传统无机非金属材料 例1（2024·北京门头沟·一模）中国载人航天工程取得重大成就，计划在2030年前实现中国人首次登月。下列有关说法不正确的是 A．“嫦娥五号”使用的铝基复合材料，属于合金材料 B．月壤中含有地球上罕见的氦，氦是一种新型可控核聚变能源生产材料 C．中国空间站“天和”核心舱等使用的柔性太阳电池阵，将太阳能转化为电能 D．“长征七号遥五”运载火箭采用全液氧煤油等燃料，无毒无污染称为“绿色”火箭 【变式1】（2026·北京大兴·三模）从化学视角认识世界，下列说法不正确的是 A．可用红外光谱鉴别乙醇和二甲醚 B．用X-射线衍射实验可鉴别玻璃与水晶 C．LED灯发光与原子核外电子跃迁释放能量有关 D．碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等有机材料 【变式2】（2026·北京·三模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有相当高的强度和优异的电学性能。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．与C60、金刚石、石墨均为碳元素的同素异形体 C．是由碳原子通过离子键形成 D．杂化方式与金刚石相同 【变式3】（2026·北京昌平·一模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．是由碳元素组成的化合物 C．是由碳原子通过离子键形成的 D．比金刚石导电能力强 考向2 考查新型无机非金属材料 例2（2026·北京延庆·一模）我国科研团队通过高温高压技术成功合成新型超导材料，其临界温度远高于传统超导材料，在新能源、医疗设备等领域具有广阔应用前景。下列说法正确的是 A．中镁元素的化合价为+2价，硼元素为-3价 B．合成的过程中，原子的种类和数目均发生改变 C．的超导性属于物质的化学性质 D．镁原子的结构示意图中，最外层电子数为2 【变式1】2025年7月18日，《科学》报道了我国科学家在二维半导体材料研究上取得重大突破，模拟“蒸包子”成功制备出高质量硒化铟(InSe)晶圆。硒化铟作为一种新型层状半导体，其性能超越了传统硅材料。下列有关说法正确的是 A．硒化铟是一种合金，具有良好的导电性 B．铟(In)的原子序数为49，和硒(Se)位于同一周期 C．Se位于元素周期表ⅦA族 D．硒化铟未来可用于制造电器的芯片 【变式2】化工科技助力航天，下列说法正确的是 A．运载火箭利用固体推进剂发生化学变化，将热能转化为化学能 B．航天员开展的蛋白质与核酸共起源分子化研究中，核酸为小分子 C．返回舱所用的超高温陶瓷(过渡金属硼化物)属于新型无机非金属材料 D．飞船操纵杆材料碳纤维与石墨烯互为同素异形体 【变式3】（2023·北京海淀·三模）近年来我国的航天事业取得重大突破，化学在太空探索方面发挥关键作用，下列说法错误的是 A．“中国天眼”望远镜所使用的SiC属于新型无机非金属材料 B．“长征号”火箭采用“液氢液氧”作为推进剂，“液氢”属于绿色环保燃料 C．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池将电能转化为化学能 D．“嫦娥号”飞船带回的月壤中含有3He，它与4He互为同位素 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2023·北京卷，1，3分）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键 B．三种物质中的碳原子都是杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 2．（2022·北京卷，9，3分）由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．稳定性： B．键长： C．熔点： D．硬度：金刚石>晶体硅 3．（2022·北京卷，14，3分）CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。 下列说法不正确的是 A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2 B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2 C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率 D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 4．（2026·河北卷，1，3分）我国战略性新兴产业和未来产业发展日新月异，先进化学材料发挥了支撑作用。下列材料中主要成分属于有机物的是 A．人形机器人皮肤材料——硅橡胶 B．第三代半导体核心材料——碳化硅 C．航空锂电池电极材料——石墨烯 D．5G通讯传输光缆材料——光导纤维 5．（2026·江西卷，4，3分）我国科学家在硅衬底上成功合成材料，实现了黄光LED的重大突破，点亮了“中国之光”。已知Ga、In和Al同族，下列说法正确的是 A．Ga的价层电子排布是 B．中Ga与In化合价不同 C．单晶硅是半导体材料 D．是金属材料 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 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 硅及其化合物 知识解构 知识点1 硅单质 ∣ 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸 ∣ 知识点 4 硅酸盐 考向破译 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 解题妙招1 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点 考点二 碳及其重要化合物 知识解构 知识点1 碳单质 ∣ 知识点2 碳的氧化物 知识点3 考查CO 2 与碱、盐溶液的反应规律 考向破译 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 ∣ 考向2 考查CO 2 与碱反应图像分析 解题妙招 1 "结构→性质→应用"三级分析法 解题妙招 2 CO 2 与碱反应图像题解题步骤 考点 三 无机非金属材料 知识解构 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 知识点3 考查 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 考向破译 考向1 考查传统无机非金属材料 ∣ 考向2 考查新型无机非金属材料 ) ( 0 4 ) ( 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--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 碳及其化合物 T9(C) T5(D)、T8 T1 硅及其化合物 T9(C、D) 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1) 依托北京本地工业生产（高纯硅制备、玻璃 / 陶瓷 / 水泥工业、煤化工、CO₂捕集与资源化利用）、生活应用（碳基新材料、食品保鲜、灭火器、硅酸盐建材）等本土化素材，以碳单质、CO、CO₂、碳酸盐、硅单质、SiO₂、硅酸盐为核心物质，融合物质转化、离子反应、氧化还原反应，常结合工业流程设问，区分不同价态含碳物质、硅及其化合物在提纯、除杂、制备体系中的功能差异。 (2) 以新型碳材料（石墨烯、碳纳米管、富勒烯）、硅基半导体材料、CO₂催化转化、人工固碳技术等前沿科技为背景，围绕碳的同素异形体性质、CO₂酸性氧化物通性与弱氧化性、SiO₂特殊性、硅酸盐结构与稳定性设置选择、工艺流程填空；突出碳、硅及其化合物转化反应、平衡的综合定量分析，强化新情境下信息提取与化学建模能力。 (3) 以环境保护和绿色化学为主题，围绕碳排放、温室效应、大气 CO₂治理、工业固废（硅酸盐矿渣）资源化等北京本地环境热点，考查绿色化学理念、原子经济性、低能耗工艺设计、碳污染物处理原理；结合化工流程分析 CO₂回收循环、尾矿综合利用、节能减排的可行措施。 ►复习目标： 1.掌握碳、硅单质及其重要化合物的主要性质、转化关系，理清同素异形体概念，能辨析CO与CO₂、SiO₂与CO₂性质差异，熟练书写相关化学方程式与离子方程式。 2.了解玻璃、陶瓷、水泥等传统无机非金属材料，初步认识新型碳材料、硅基功能材料，掌握硅酸盐书写的常用表示方法。 3.能够结合工艺流程、科研新情境提取有效信息，解决物质鉴别、除杂、制备、含量计算等问题；建立元素化合物 “价-类二维” 认知模型。 4.结合碳中和、资源循环利用情境，运用绿色化学思想分析工业方案，评价工艺优缺点，树立可持续发展的化学观念。 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 硅及其化合物 知●识●解●构 知识点1 硅单质 1．硅元素的存在 硅在地壳中的含量仅次于氧，为26.3%。硅是一种亲氧元素，在自然界仅以化合态的形式存在，主要以硅酸盐(如：地壳中的大多数矿物)和氧化物(如：水晶、玛瑙)的形式存在 2．硅的物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔、沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 3．硅的化学性质 硅的原子结构示意图为，最外层有4个电子，反应中既不容易得到电子，也不容易失去电子 (1)常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应 ①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4 ②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ ③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ (2)加热和高温时，能与O2、Cl2、C等反应 ①与O2反应：Si＋O2SiO2 ②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4 ③与C反应：Si＋CSiC 4．单质硅的制备——硅在自然界中以化合态存在，工业上常以二氧化硅为原料来制取单质硅 (1)单质硅常用二氧化硅来制取，主要分为两个阶段 ①用碳还原二氧化硅制备粗硅 SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ ②将粗硅先与氯气反应，其产物用氢气还原制备纯硅 Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl 得分速记 1.粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2 2.粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅 (2)工业制备高纯硅的原理 工业制备高纯硅的原理示意图 涉及的主要化学反应 ①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②Si＋3HClSiHCl3＋H2 ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl 5．硅主要的用途 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及太阳能光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池；单质硅常用作半导体材料和合金材料 得分速记 1.硅单质的特性 (1)非金属单质一般不与非氧化性酸作用，但Si却能与氢氟酸作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ (2)非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力 (3)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 2.硅与NaOH溶液的反应本质 在硅与NaOH溶液的反应中，还原剂是硅，氧化剂是水，该反应可理解为分两步进行。首先，硅与水反应生成H2SiO3和H2：Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑；然后，H2SiO3与NaOH反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。当标电子转移的方向和数目时，应表示为： 知识点2 二氧化硅 1． 存在 SiO2广泛存在于自然界中，SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅 2． 物理性质 SiO2不溶于水，熔点高，硬度大 3． 结构 SiO2晶体的基本结构单元是硅氧四面体，每个Si原子周围结合4个O原子，每个O原子与2个Si原子相结合，许多以Si为中心，O在4个顶点的四面体通过顶点的O相连接而组成立体网状结构的晶体 ①二氧化硅晶体是共价晶体，是由硅原子和氧原子构成的 ②二氧化硅晶体中硅原子和氧原于的个数比为1:2 ③二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键的比为1:4，即1mol SiO2晶体中约含4NA个Si—O共价键 4．化学性质 (1)具有酸性氧化物的通性：SiO2是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，难溶于于水 ①SiO2与NaOH溶液反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3 (2)SiO2的弱氧化性：SiO2＋2CSi＋2CO↑ (3)SiO2能与氢氟酸(HF)反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (用氢氟酸刻蚀玻璃) 得分速记 1.盛装NaOH、Na2CO3等碱性溶液的玻璃试剂瓶应用橡皮塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞，盛装硅酸钠溶液的试剂瓶也不能用玻璃塞(硅酸钠是一种矿物胶，粘性大) 2.氢氟酸可较快腐蚀玻璃，可用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶保存氢氟酸而应用塑料瓶 3.石英坩埚不能熔融氢氧化钠等碱性固体 5．二氧化硅的用途 (1)沙子是基本的建筑材料 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维 (3)石英和玛瑙制作饰物和工艺品 (4)实验室中使用石英坩埚 (5)SiO2用于制备硅 (6)SiO2用于制造各种玻璃制品 知识点3 硅酸 1． 物理性质 硅酸是白色胶状沉淀 2．化学性质 (1)弱酸性：不溶于水[唯一不溶于水的酸]的二元弱酸(酸性比碳酸的酸性弱)，硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色 (2)不稳定性：H2SiO3SiO2＋H2O (3)与碱溶液反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O 3．用途 硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以用作催化剂的载体 4．硅酸的制备——实验室常用可溶性硅酸盐与酸反应制取硅酸 实验过程 在试管中加入3~5mL Na2SiO3溶液(饱和Na2SiO3溶液按1:2或1:3的体积比用水稀释)，滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象 实验操作 实验现象 溶液变为红色 溶液由红色变为无色，有白色胶状沉淀物生成 实验结论 Na2SiO3溶液呈碱性 硅酸为不溶于水的白色固体 化学方程式 Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl 得分速记 1.SiO2不溶于水，如何由SiO2制取H2SiO3? SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl 2.设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱？ 实验过程 向Na2SiO3溶液中通入CO2气体 实验装置图 实验现象 有白色胶状沉淀物生成 实验结论 硅酸的酸性比碳酸弱 化学方程式 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋Na2CO3 3.含硅化合物的特殊性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水 (3)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应： Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓ ＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能发生 (4)不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅 (5)熟悉几种常见饰品的主要成分：水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3 知识点4 硅酸盐 1.硅酸盐 (1)概念：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)性质：硅酸盐性质稳定，熔点较高，多数难溶于水 (3)硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接。其结构示意图为 (4)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成 表示顺序是：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水，但化学式前面的系数不能为分数 例如：硅酸钠 Na2SiO3 表示：Na2O·SiO2 镁橄榄石 Mg2SiO4 表示：2MgO·SiO2 高岭石 Al2Si2O5(OH)4 表示：Al2O3·2SiO2·2H2O 正长石 KAlSi3O8 表示：K2O·Al2O3·6SiO2 钾云母(KH2Al3Si3O12) 表示：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 2.最简单的硅酸盐——Na2SiO3 (1)俗名：泡花碱，水溶液俗称水玻璃 (2)物理性质：白色固体，可溶于水 (3)化学性质 ①与酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体) ②与CO2反应：Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体) Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3 (4)用途：①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)；③耐火阻燃材料；④防腐剂 考●向●破●译 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 例1（2026·北京房山·二模）我国人形机器人技术发展日新月异。下列说法不正确的是 A．中控芯片主要成分为硅，单质硅属于共价晶体 B．铝合金外壳的硬度比纯铝大 C．固态三元锂电池供电时将电能转化为化学能 D．手腱绳采用的超高分子量聚乙烯纤维，链节为 【答案】C 【详解】A．芯片的主要成分是单质硅，单质硅中硅原子以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，A正确； B．合金的硬度一般大于其成分纯金属，因此铝合金的硬度比纯铝大，B正确； C．锂电池供电时属于放电过程，是将化学能转化为电能，充电过程才是将电能转化为化学能，C错误； D．聚乙烯由乙烯加聚得到，链节为重复片段，聚乙烯的链节就是，D正确； 故选C。 【变式1·变载体】（2024·北京海淀·二模）下列方程式能正确解释相应实验室注意事项或现象的是 A．浓硝酸存放在棕色试剂瓶中： B．金属钠着火不能用CO2灭火器灭火： C．盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞： D．FeSO4溶液久置产生黄色浑浊： 【答案】A 【详解】A．硝酸见光易分解成二氧化氮、水和氧气，故浓硝酸存放在棕色试剂瓶中， 反应原理为：，A符合题意； B．金属钠着火不能用CO2灭火器灭火是由于Na能够在CO2中继续燃烧，反应原理为：4Na+3CO22Na2CO3+C，B不合题意； C．盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞是由于NaOH能与玻璃中的SiO2反应生成具有粘合性的Na2SiO3，反应方程式为：2OH-+SiO2=+H2O，C不合题意； D．FeSO4溶液久置变黄是因为二价铁离子被氧化生成三价铁离子，故FeSO4溶液久置产生黄色浑浊的反应原理为：4Fe2++O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+，D不合题意； 故答案为：A。 【变式2】（25-26高三下·北京·阶段检测）实验室保存下列药品的做法，正确的是 A．硝酸要贮存在橡胶塞的棕色细口瓶中 B．浓硫酸盛放在磨口玻璃塞的广口瓶中 C．盛溴的试剂瓶里可加少量水以减少液溴挥发 D．水玻璃(硅酸钠溶液)贮存在带玻璃塞的玻璃瓶中 【答案】C 【详解】A．硝酸银见光容易分解，且能够氧化橡胶塞，所以硝酸银溶液存放在玻璃塞的棕色细口瓶中，故A错误； B．浓硫酸为液态，具有强氧化性，应该使用玻璃塞的细口瓶保存，故B错误； C．溴单质易挥发，应用水封法保存，故C正确； D．水玻璃具有粘性，能将玻璃瓶口和瓶塞黏在一起，不能保存在磨口瓶中，故D错误； 故选C。 【变式3】（2026·北京·模拟预测）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氨可用作制冷剂 B．硫酸亚铁可用作自来水的杀菌消毒剂 C．硅胶可用作食品干燥剂和催化剂载体 D．聚乳酸可用于制作可降解手术缝合线 【答案】B 【详解】A．液氨汽化时会吸收大量的热，能使周围环境温度降低，因此可用作制冷剂，A正确； B．杀菌消毒剂需要具备强氧化性，硫酸亚铁中的以还原性为主，没有强氧化性，无法起到杀菌消毒的作用，不能用作自来水的杀菌消毒剂，B错误； C．硅胶具有疏松多孔的结构，吸附性强，且无毒、化学性质稳定，可用作食品干燥剂和催化剂载体，C正确； D．聚乳酸是生物相容性好的可降解高分子材料，最终可被人体代谢吸收，因此可用于制作可降解手术缝合线，D正确； 故选B。 考向2 考查硅的制备 例2（2024·北京西城·一模）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。 已知：非金属性： 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热 B．Ⅱ中主要反应有：、 C．为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气 D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性 【答案】D 【详解】A．因为与镁反应需要能量，所以I中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热，A正确； B．因为硅与盐酸不反应，所以Ⅱ中主要反应有：、，B正确； C．因为容易自燃，所以为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气，C正确； D．因为非金属性：，所以中硅元素为+4价，而中硅元素为-4价，所以在中，含硅元素的物质体现还原性，D错误； 故答案选D。 解题妙招 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SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2 2.SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl 3.SiO2＋2Mg2MgO＋Si 4.SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑，SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl 5.SiH4在空气中易自燃 【变式1·变载体】（2024·北京朝阳·二模）下列离子方程式与所给事实不相符的是 A．用过量的氨水吸收： B．用饱和食盐水制烧碱： C．用制： D．用焦炭还原石英砂制粗硅： 【答案】A 【详解】A．用过量的氨水吸收SO2生成亚硫酸铵，离子方程式为，故A错误； B．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，常用于工业上制烧碱，离子方程式为，故B正确； C．TiCl4水解程度很大，能反应完全，其水解反应方程式为；故C正确； D．石英砂的成分是SiO2，用焦炭还原石英砂制粗硅的化学方程式为，故D正确。 答案选A。 【变式2·变题型】“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： 下列说法错误的是 A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 B．流程中HCl和H2可以循环利用 C．反应①②③均为置换反应 D．由反应②③的反应温度推测，③为放热反应 【答案】D 【详解】A．反应①为氧化硅与焦炭高温条件下发生置换反应生成硅和二氧化碳，反应中氧化剂二氧化硅和还原剂C的物质的量之比为1：2，故A正确； B．由分析可知，制取高纯硅的过程中氯化氢和氢气可以循环利用，故B正确； C．由分析可知，反应①②③均为置换反应，故C正确； D．反应是否为放热反应，与反应物的总能量和生成物的总能量有关，与反应条件无关，故D错误； 故选D。 【变式3·变考法】硅及其化合物是重要的材料，应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成，该反应的化学方程式为______________。 ②写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：________________。 ③SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式：________________。 (2)水泥属于硅酸盐工业产品，是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示： 回答下列问题： ①在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________，还可使用_________代替硝酸。 ②沉淀A的主要成分是__________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为________。 ③加氨水过程中加热的目的是_______。沉淀B的主要成分为________、_______(写化学式)。 【答案】SiO2+3CSiC+2CO↑ SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑ 将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ H2O2 SiO2 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 防止胶体生成，易沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3 【详解】(1)①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成，该反应的化学方程式为：SiO2+3CSiC+2CO↑； ②纯SiHCl3和氢气反应生成硅和氯化氢，化学反应方程式：SiHCl3+H2Si+3HCl ③SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气，反应方程式：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑ (2)①铁离子在pH较小时易生成沉淀，加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子，为避免引入新杂质，还可用过氧化氢代替硝酸，故答案为：将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+；H2O2； ②由以上分析可知沉淀A为SiO2，不溶于强酸但可与一种弱酸反应，应为与HF的反应，方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，故答案为：SiO2；SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O； ③滴加氨水，溶液呈碱性，此时不用考虑盐类水解的问题，加热的目的是防止生成胶体而难以分离，生成的沉淀主要是Al(OH)3、Fe(OH)3，故答案为：防止胶体生成，易沉淀分离；Al(OH)3、Fe(OH)3； 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3（2025·北京·模拟预测）自贡彩灯融合中华传统文化与现代科技知识，发明创造了各种各样的彩灯，如蚕茧灯、竹编灯、瓷器灯、氖气霓虹灯，下列说法错误的是 A．蚕茧灯所用蚕丝水解后的产物是葡萄糖 B．竹编灯所用竹子的主要成分是纤维素 C．瓷器灯所用瓷器是人类较早使用的硅酸盐材料 D．氖气霓虹灯发出红光与电子跃迁有关 【答案】A 【详解】A．蚕茧是蛋白质，水解后是氨基酸，A错误； B．竹子的主要成分是纤维素，B正确； C．陶瓷的主要成分是硅酸盐，C正确； D．霓虹灯发光是因为电子跃迁，D正确； 故答案选A。 【变式1】（2023·北京房山·二模）下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是 A．碱转化为两种盐： B．碱转化为酸式盐： C．过氧化物转化为碱： D．盐转化为另一种盐： 【答案】B 【详解】A．碱转化为两种盐：氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故A错误； B．碱转化为酸式盐：二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠：，故B正确； C．过氧化物即过氧化钠和水反应生成碱：，故C错误； D．盐转化为另一种盐：硅酸钠和稀盐酸等强酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠等钠盐：，故D错误； 答案为B。 【变式2】（25-26高三上·北京平谷·期末）合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中，不属于合金的是 A．三星堆青铜面具 B．陶瓷花瓶 C．“蛟龙”号的耐压球壳 D．不锈钢餐具 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．青铜的主要成分为铜锡合金，A不符合题意； B．陶瓷的主要成分是硅酸盐，不属于合金，B符合题意； C．潜水器耐压外壳为钛合金，C不符合题意； D．不锈钢为铁合金，D不符合题意； 故选B。 【变式3】（25-26高三上·北京·期末）合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中，不属于合金的是 A．硬铝飞机外壳 B．不锈钢拉手 C．青铜托盘 D．陶瓷碗 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．硬铝是性能优良的铝合金，A不符合题意； B．不锈钢是性能优良的铁合金，B不符合题意； C．青铜是性能优良的铜合金，C不符合题意； D．陶瓷的主要成分是硅酸盐，不属于合金，D符合题意； 故答案选D。 考点二 碳及其重要化合物 知●识●解●构 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。 （1）金刚石（）： 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； （2）石墨（） 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 （3）足球烯(C60) 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 3.碳单质化学性质 （1）与O2的反应(用化学方程式表示)： ①O2不足：2C＋O22CO； ②O2充足：C＋O2CO2。 （2）与氧化物反应(用化学方程式表示)： ①与CuO反应：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； ②与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑(冶炼金属)； ③与CO2反应：CO2＋C2CO； ④与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)； ⑤与SiO2反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂) （3）与强氧化性酸反应 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。 4.碳单质的用途： （1）金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、机器钻头、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,用作铅笔芯、电极、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、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等； （4）可燃性，作燃料，用于家庭取暖、做饭等； （5）还原性，作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。 知识点2 碳的氧化物 1.碳的氧化物的物理性质 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) CO2 大 能溶 无(温室效应) 2.碳的氧化物的化学性质 （1）CO具有较强的还原性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。 如与Fe2O3反应：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 （2）CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。 a.酸性氧化物 ①与水反应：CO2＋H2OH2CO3 ②与碱反应：CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3；Ca(OH)2＋CO2=== CaCO3↓＋H2O(检验CO2) ③与碱性氧化物反应：CO2＋CaO=CaCO3 ④与Ca(ClO)2盐溶液反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（CO2少量）； Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO（CO2过量）； b.氧化性 ①与C反应：CO2＋C2CO； ②与Mg反应：2Mg＋CO22MgO＋C 3.用途 （1）CO:作燃料，冶炼金属； （2）CO2:灭火，制汽水；植物肥料；化工原料等。 得分速记 溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。 4.CO、CO2气体的除杂方法 CO中混有CO2 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有CO 通过盛有灼热CuO的硬质玻璃管 CO2中混有O2 通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 CO2中混有少量SO2 通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有少量HCl 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥气体 得分速记 1.澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去； 2.CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。 知识点3 CO2与碱、盐溶液的反应规律 1、与碱溶液的反应 （1）反应原理: NaOHNa2CO3NaHCO3 （2）反应后溶质成分的判断 x＝ 溶质成分 x≤1∶1 NaHCO3 1∶1<x<2∶1 Na2CO3、NaHCO3 x＝2∶1 Na2CO3 x>2∶1 NaOH、Na2CO3 也可用数轴来表示： 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，盐酸、醋酸能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚、偏铝酸等强，因此，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、、NaAlO2等盐溶液中，均能发生反应而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： （1）CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 （2）CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3 （3）CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO 当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO （4）CO2＋＋H2O―→＋NaHCO3 （5）CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2过量时) CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量时) 得分速记 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，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S通入CuSO4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：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。 2.CO2与溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>>HCO。 3.CO2与NaClO溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO；。 4.CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均不反应，无沉淀产生,但SO2通入Ca(NO3)2或Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应，均有沉淀产生。 考●向●破●译 考向1 考查碳及其化合物性质和应用 例1（2026·北京·模拟预测）“湾区同心，全运同行”。下列全运会涉及材料主要成分不属于有机高分子材料的是 A．碳纤维自行车架 B．“乐融融”布偶 C．涤纶速干运动衫 D．聚乳酸降解饭盒 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．碳纤维主要成分为碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机高分子材料，A符合题意； B．“乐融融”布偶的主要成分是天然或合成纤维，属于有机高分子材料，B不符合题意； C．涤纶是聚酯类合成纤维，属于有机高分子材料，C不符合题意； D．聚乳酸是由乳酸聚合得到的高分子聚合物，属于有机高分子材料，D不符合题意； 故选A。 解题妙招 "结构→性质→应用"三级分析法 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‌ ①CO2性质验证：通过石蕊变色（生成H2CO3）、石灰水变浑浊（生成CaCO3）； ②碳还原性实验：C+CuOCu+CO2（黑色固体变红） 【变式1】下列物质性质与用途的对应关系错误的是 A．活性炭具有吸附性，可用于自来水杀菌消毒 B．石墨能导电，可用于制作电极 C．生石灰能与水反应，可用作食品干燥剂 D．氮气化学性质稳定，可用于食品防腐保鲜 【答案】A 【详解】A．活性炭的吸附性仅能吸附自来水中的色素、异味等杂质，没有杀菌消毒的作用，A错误； B．石墨具有良好的导电性，符合制作电极的性能要求，B正确； C．生石灰（CaO）可与水发生反应，能吸收水分，因此可用作食品干燥剂，C正确； D．氮气常温下化学性质稳定，不易与食品发生反应，可隔绝氧气避免食品氧化变质，D正确； 故选A。 【变式2】下列对物质用途解释错误的是 选项 用途 解释 A 硅胶可用作食品干燥剂 硅胶具有多孔结构，能吸附水分子 B 乙醇可用来提取青蒿素 青蒿素与乙醇发生酯化反应而溶解 C 二氧化氯可用于自来水消毒 二氧化氯具有强氧化性 D 石墨可作精密仪器的优良润滑剂 石墨层间靠范德华力维系 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．硅胶具有多孔疏松结构，吸附水分子的能力强，且无毒安全，可作食品干燥剂，A不符合题意； B．乙醇提取青蒿素利用的是相似相溶原理，青蒿素作为有机物易溶于有机溶剂乙醇，该过程为物理变化，二者并未发生酯化反应，B符合题意； C．二氧化氯具有强氧化性，可使细菌、病毒的蛋白质发生变性失活，因此可用于自来水消毒，C不符合题意； D．石墨是层状晶体，层与层之间靠较弱的范德华力维系，层间易发生相对滑动，因此可作精密仪器的优良润滑剂，D不符合题意； 故选B。 【变式3】北京大学科研团队利用石墨烯研制出全球首个高效气体分子二极管。石墨烯属于 A．无机非金属材料 B．金属材料 C．有机高分子材料 D．复合材料 【答案】A 【详解】A．石墨烯是碳元素组成的单质，属于无机非金属材料中的碳质材料类别，A正确； B．金属材料包括金属单质和合金，石墨烯不含金属元素，不属于金属材料，B错误； C．有机高分子材料属于有机物范畴，是由相对分子质量很高的有机化合物构成的材料，石墨烯是碳单质不属于有机物，因此不属于有机高分子材料，C错误； D．复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经复合而成的多相材料，石墨烯是单一碳单质，不属于复合材料，D错误； 故答案选A。 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 例2（25-26高三上·北京·阶段检测）我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如下（部分物质已略去）： (1)①~③所涉及的操作方法中，包含过滤的是________（填序号）。 (2)根据上述流程图，将化学方程式补充完整：________。 _____+_____ (3)②为固体受热分解的反应，化学方程式为________。 (4)下列关于联合制碱法流程的说法正确的是________（选填字母）。 a.可以循环使用 b.副产物可用作肥料 c.溶液中一定含有、、 (5)取少量和混合物配成溶液，逐滴滴加的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：（反应后溶液总体积为） ①OA段发生的反应的离子方程式为________。 ②B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是__________。 (6)某小组利用下列装置继续对和的性质进行探究（夹持装置已略去，气密性已检验）。 ①方框中试剂a为饱和溶液，请将该洗气装置补充完整________。 ②实验持续一段时间后，观察到饱和溶液中有细小晶体析出，结合化学方程式解释产生细小晶体的原因________。 【答案】(1)①③ (2) (3) (4)abc (5) (6) 相同温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，二氧化碳在和饱和碳酸钠溶液反应时消耗了水：，溶剂减少 【详解】（1）操作①得碳酸氢钠固体和溶液A，操作①为过滤，操作②加热分解碳酸氢钠固体得碳酸钠，操作③得氯化铵固体和溶液B，操作③为过滤，则包含过滤操作的是①③； （2）向饱和食盐水中依次通入氨气和二氧化碳气体，反应后过滤可得碳酸氢钠晶体和溶液A，反应的化学方程式为； （3）受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （4）a．固体在加热条件下产生的可以通入饱和食盐水中，进行循环利用，a正确； b．可以为植物提供其生长所必须的元素，b正确； c．溶液中加氯化钠，析出氯化铵，则溶液B中的氯化铵达到饱和，即溶液B中一定含氨根离子和氯离子，同时由于往溶液A中加入了氯化钠，溶液B中一定也含有钠离子，c正确； 故答案选abc； （5）①由图可知段没有气体产生，由此可推断在该过程中和发生反应生成，此阶段的离子方程式为：； ②由图可知在B点之后向溶液中加入盐酸，溶液中没有气体再产生，因此在B点时溶液中的和已经全部转化为，溶液为氯化钠溶液，溶液中和的物质的量相等，的物质的量和加入的的物质的量相等，，由此可知的物质的量是，已知溶液的体积为，则溶质的物质的量浓度为； （6）①饱和溶液可以吸收挥发出来的，达到净化的目的；为了让气体和饱和溶液充分接触，应该将进气的玻璃导管插入溶液中，即长近短出，如图所示：； ②相同温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，二氧化碳在和饱和碳酸钠溶液反应时消耗了水：，溶剂减少，因此以细小的晶体从溶液中析出。 解题妙招 CO2与碱反应图像题解题步骤 1.标定坐标轴 ①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量； ②纵轴：pH/气体体积/导电率。 2.阶段划分 ①区域A（0≤n(CO2)/n(NaOH)<0.5）：NaOH过量段 ②区域B（0.5≤n(CO2)/n(NaOH)<1）：Na2CO3主存段 ③区域C（n(CO2)/n(NaOH)≥1）：NaHCO3生成段 3.‌定量计算：根据拐点体积计算溶质比例（如a=b-a时为纯Na2CO3） 【变式1】向浓度相等、体积均为的A、B两份溶液中，分别通入一定量的。在反应后的溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是 A．A溶液通入后的溶质是、，且物质的量之比为 B．A曲线中，消耗盐酸体积从到反应的离子方程式为 C．B溶液通入的在标况下体积为 D．原溶液的物质的量浓度为 【答案】C 【分析】溶液中，分别通入一定量的，溶液可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种（NaOH、NaHCO3不能共存），滴加盐酸，发生的反应可能为①OH-+H+=H2O，②，③。 【详解】A．A溶液后面一段消耗盐酸的量大于前面一段，为Na2CO3和NaHCO3的混合物，发生反应，，A曲线没有气体产生消耗的盐酸刚好是右面产生气体消耗盐酸一半，故、物质的量之比为，A正确； B．由A选项可知，A溶液中，消耗盐酸体积从到反应产生气体，离子方程式为，B正确； C．B溶液后面一段消耗盐酸的量小于前面一段，则B溶液溶质是和，当生成气体时，发生反应，B线生成消耗盐酸的体积，所以通入的在标况下体积应该是，C错误； D．根据图象可知，先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，根据氯离子、钠离子守恒，所以，，D正确； 答案选C。 【变式2】A、B、C、W均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(其他产物及反应条件已略去，反应可以在水溶液中进行)。 (1)若A为有刺激性气味的气体，其水溶液呈碱性；C为红棕色气体，与水反应生成一元强酸D，D具有强氧化性。 ①实验室制取气体A的化学方程式_______； ②写出的化学方程式为_______； ③室温时，在容积为amL的试管中充满C气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止；再通入，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为cmL，且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是_______。 (2)若A、B、C的溶液均显碱性，焰色试验均呈黄色；C常作面包和糕点的发泡剂，受热分解可生成B。 向两份同浓度的A溶液中通入不同体积的W气体，得到溶液M、N。向M、N溶液中逐滴加入浓度为盐酸，如图所示Ⅰ和Ⅱ分别为加入V(盐酸)与产生V(W)的关系。M、N两溶液中相同溶质的物质的量之比为_______。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）①实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气，化学方程式为：；故答案为； ②A为NH3，B为NO，的化学方程式为；故答案为； ③C为NO2，W为O2；室温时，在容积为amL的试管中充满C气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止，发生反应；再通入，发生反应，管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为cmL，且该气体不支持燃烧，剩余气体为NO。则a、b、c的关系是；故答案为。 （2）碳酸钠溶液中加入逐滴滴入盐酸，依次发生反应：Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O，24−30段为碳酸氢钠与盐酸反应，则溶液中碳酸钠消耗的盐酸体积为30mL−24mL＝6ml，说明溶质为碳酸钠与氢氧化钠混合物，结合方程式：Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl，碳酸钠的物质的量为：0.006L×0.25mol•L−1＝0.0015mol，10−30段为碳酸氢钠与盐酸反应，若溶质为碳酸钠则溶液中碳酸钠消耗的盐酸体积为30mL−10mL＝20mL，而B中0−10mL＜20mL，说明B中溶质为碳酸钠和碳酸氢钠，前10mL盐酸为碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠，依据Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl，碳酸钠的物质的量为：0.010L×0.25mol•L−1＝0.0025mol，所以M、N两溶液中相同组分溶质的物质的量之比为：0.0015mol；0.0025mol＝3：5，故答案为3：5。 【变式3】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图是钠的价类二维图： 请回答以下问题： (1)在野外可用作生氢剂，H元素的化合价为___________，其与水反应的化学方程式为___________。 (2)实验室中金属钠要密封保存在煤油中的目的是___________。 (3)缺失①中的某种物质常作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂，该物质与反应的化学方程式为___________。 (4)向某溶液中缓慢通入一定量的，充分反应后，再逐滴滴加稀盐酸，所得气体的物质的量与所加盐酸的物质的量的关系如图所示： ①通入后，溶液中的溶质成分有___________(填化学式)。 ②AB段发生反应的离子方程式为___________。 (5)溶液常因温度过高导致含有少量，除去溶液中杂质的方法是___________(用离子方程式表示)。 (6)某化学实验小组进行实验时，观察到饱和的溶液和饱和的溶液混合时，既有白色沉淀生成，又有气泡产生，请写出发生反应的化学方程式___________。 【答案】(1)-1价 (2)隔绝空气，防止与空气中的和水蒸气反应 (3) (4)、 (5) (6) 【详解】（1）金属元素无负价态，因此NaH中Na元素的化合价为+1价，则NaH中H的化合价为-1价，与水反应的化学方程式为； （2）实验室中金属钠要密封保存在煤油中的目的是隔绝空气，防止Na与空气中的O2和水蒸气反应； （3）过氧化钠能与水或二氧化碳反应放出氧气，可用作潜水艇和呼吸面具中的供氧剂，该物质与CO2反应的化学方程式为； （4）①由分析可知，通入CO2后，溶液中的溶质成分有Na2CO3和NaHCO3； ②由分析可知，AB段发生反应的离子方程式为； （5）除去Na2CO3，不引入新杂质，可向溶液中通入CO2，发生反应，离子方程式为； （6）饱和的CaCl2溶液和饱和的NaHCO3溶液混合时，反应生成碳酸钙、二氧化碳、氯化钠和水，反应的化学方程式为。 考点三 无机非金属材料 知●识●解●构 知识点1 传统无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 　石灰石　、黏土 　纯碱　、　石灰石　、石英砂 　黏土　 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 知识点2 新型无机非金属材料 类别 主要特性 典型示例 主要用途 半导体材料 通信容量大、抗干扰性能好 芯片、光导纤维、硅太阳能电池 计算机、家用电器、光伏电站、通信设备等 电学材料 高强度、优良的电学性能 富勒烯、碳纳米管、石墨烯 复合材料、电池、传感器、光电器件、超级电容器等 新 型 陶 瓷 高温结 构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 碳化硅、氮化硅陶瓷 用于火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等 超导 陶瓷 具有超导性 Y－Ba－Cu－O系超导陶瓷 用于电力、交通、医疗等领域 透明 陶瓷 具有光学特性、耐高温、绝缘性好 氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷 用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等 压电 陶瓷 能实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐和锆酸盐等 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 生物 陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨、人造关节等 知识点3 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 主要 特性 ①抗腐蚀、耐高温； ②质脆、经不起热冲击 ①高强度、硬度，耐高温； ②具有电学特性； ③具有光学特性； ④具有生物功能 得分速记 1.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。 2.玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。 考●向●破●译 考向1 考查传统无机非金属材料 例1（2024·北京门头沟·一模）中国载人航天工程取得重大成就，计划在2030年前实现中国人首次登月。下列有关说法不正确的是 A．“嫦娥五号”使用的铝基复合材料，属于合金材料 B．月壤中含有地球上罕见的氦，氦是一种新型可控核聚变能源生产材料 C．中国空间站“天和”核心舱等使用的柔性太阳电池阵，将太阳能转化为电能 D．“长征七号遥五”运载火箭采用全液氧煤油等燃料，无毒无污染称为“绿色”火箭 【答案】A 【详解】A．铝基复合材料属于复合材料，故A错误； B．氦是一种新型可控核聚变能源生产材料，故B正确； C．柔性太阳电池阵将太阳能转化为电能，故C正确； D．液氧煤油反应后产物为二氧化碳和水，对环境无毒、无污染，故D正确； 故选A。 【变式1】（2026·北京大兴·三模）从化学视角认识世界，下列说法不正确的是 A．可用红外光谱鉴别乙醇和二甲醚 B．用X-射线衍射实验可鉴别玻璃与水晶 C．LED灯发光与原子核外电子跃迁释放能量有关 D．碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等有机材料 【答案】D 【详解】A．乙醇（）含有官能团羟基，二甲醚（）含有官能团醚键，二者化学键、官能团存在差异，红外光谱可检测化学键和官能团信息，可以鉴别乙醇和二甲醚，说法正确，A不符合题意； B．水晶属于晶体，玻璃属于非晶体，X-射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，可以鉴别二者，说法正确，B不符合题意； C．LED灯发光的原理是原子核外电子吸收能量跃迁至激发态，再从激发态回到低能级时释放能量，能量以可见光形式释放，与核外电子跃迁释放能量有关，说法正确，C不符合题意； D．富勒烯、碳纳米管、石墨烯都属于碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机材料，说法错误，D符合题意； 答案选D。 【变式2】（2026·北京·三模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有相当高的强度和优异的电学性能。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．与C60、金刚石、石墨均为碳元素的同素异形体 C．是由碳原子通过离子键形成 D．杂化方式与金刚石相同 【答案】B 【详解】A．金属材料包括金属单质和合金，单壁碳纳米管由碳元素组成，属于非金属材料，A错误； B．同素异形体是同种元素形成的不同单质，单壁碳纳米管与、金刚石、石墨均为碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，B正确； C．离子键是阴、阳离子之间的静电作用，单壁碳纳米管中碳原子间以共价键结合，不存在离子键，C错误； D．金刚石中碳原子杂化方式为，单壁碳纳米管中碳原子杂化方式为，二者杂化方式不同，D错误； 故选B。 【变式3】（2026·北京昌平·一模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．是由碳元素组成的化合物 C．是由碳原子通过离子键形成的 D．比金刚石导电能力强 【答案】D 【详解】A．金属材料包括金属单质和合金，单壁碳纳米管由碳元素组成，属于非金属材料，A错误； B．化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，单壁碳纳米管仅含碳元素，属于碳单质，B错误； C．离子键是阴、阳离子之间的静电作用，单壁碳纳米管中碳原子间以共价键结合，不存在离子键，C错误； D．金刚石中碳原子均以sp3杂化形成共价键，无自由移动电子，导电能力极差，题干明确说明单壁碳纳米管具有优异的导电性，因此其导电能力比金刚石强，D正确； 故答案选D。 考向2 考查新型无机非金属材料 例2（2026·北京延庆·一模）我国科研团队通过高温高压技术成功合成新型超导材料，其临界温度远高于传统超导材料，在新能源、医疗设备等领域具有广阔应用前景。下列说法正确的是 A．中镁元素的化合价为+2价，硼元素为-3价 B．合成的过程中，原子的种类和数目均发生改变 C．的超导性属于物质的化学性质 D．镁原子的结构示意图中，最外层电子数为2 【答案】D 【详解】A．化合物中正负化合价代数和为0，中Mg为+2价，计算可得B元素化合价为-1价，A错误； B．化学反应遵循质量守恒定律，化学变化中原子的种类和数目均不发生改变，B错误； C．超导性不需要发生化学变化就能表现出来，属于物质的物理性质，C错误； D．镁是12号元素，镁原子核外电子排布为2、8、2，最外层电子数为2，D正确； 答案选D。 【变式1】2025年7月18日，《科学》报道了我国科学家在二维半导体材料研究上取得重大突破，模拟“蒸包子”成功制备出高质量硒化铟(InSe)晶圆。硒化铟作为一种新型层状半导体，其性能超越了传统硅材料。下列有关说法正确的是 A．硒化铟是一种合金，具有良好的导电性 B．铟(In)的原子序数为49，和硒(Se)位于同一周期 C．Se位于元素周期表ⅦA族 D．硒化铟未来可用于制造电器的芯片 【答案】D 【详解】A．硒化铟是化合物而非合金，且作为半导体导电性不如金属，A错误； B．铟（In）位于第五周期，硒（Se）位于第四周期，不在同一周期，B错误； C．硒（Se）属于VIA族，而非ⅦA族，C错误； D．硒化铟作为性能优异的半导体材料，可替代硅用于芯片制造，D正确； 故答案为D。 【变式2】化工科技助力航天，下列说法正确的是 A．运载火箭利用固体推进剂发生化学变化，将热能转化为化学能 B．航天员开展的蛋白质与核酸共起源分子化研究中，核酸为小分子 C．返回舱所用的超高温陶瓷(过渡金属硼化物)属于新型无机非金属材料 D．飞船操纵杆材料碳纤维与石墨烯互为同素异形体 【答案】C 【详解】A．运载火箭利用固体推进剂发生化学变化，将化学能转化为热能，A错误； B．核酸是生物大分子，B错误； C．超高温陶瓷属于新型无机非金属材料，C正确； D．碳纤维是一种复合材料，属于混合物，与石墨烯不互为同素异形体，D错误； 答案选C。 【变式3】（2023·北京海淀·三模）近年来我国的航天事业取得重大突破，化学在太空探索方面发挥关键作用，下列说法错误的是 A．“中国天眼”望远镜所使用的SiC属于新型无机非金属材料 B．“长征号”火箭采用“液氢液氧”作为推进剂，“液氢”属于绿色环保燃料 C．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池将电能转化为化学能 D．“嫦娥号”飞船带回的月壤中含有3He，它与4He互为同位素 【答案】C 【详解】A．SiC属于新型耐高温材料，属于新型无机非金属材料，A正确； B．H2燃烧生成无污染的H2O，故“液氢”属于绿色环保燃料，B正确； C．依据能量转化形式可知，太阳能电池是将光能转化为电能，C错误； D． 3He与4He的质子数相同而中子数不同，且均为原子，故互为同位素，D正确； 故答案为：C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2023·北京卷，1，3分）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键 B．三种物质中的碳原子都是杂化 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．原子间优先形成键，三种物质中均存在键，A项正确； B．金刚石中所有碳原子均采用杂化，石墨中所有碳原子均采用杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化，碳碳三键上的碳原子采用杂化，B项错误； C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误； D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误； 故选A。 2．（2022·北京卷，9，3分）由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．稳定性： B．键长： C．熔点： D．硬度：金刚石>晶体硅 【答案】C 【解析】A．键能越大越稳定，键能大于，所以稳定性：，故不选A；     B．键能越大，键长越短，键能大于，所以键长：，故不选B； C．CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点，不能用键能解释熔点，故选C； D．金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，的键能大于，所以硬度：金刚石>晶体硅，故不选D； 选C。 3．（2022·北京卷，14，3分）CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。 下列说法不正确的是 A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2 B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2 C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率 D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 【答案】C 【解析】A．由题干图1所示信息可知，反应①为CaO+CO2=CaCO3，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A正确； B．由题干图2信息可知，t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2，B正确； C．由题干反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，而t2时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率，C错误； D．由题干图2信息可知，t3之后，CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确； 答案选C。 4．（2026·河北卷，1，3分）我国战略性新兴产业和未来产业发展日新月异，先进化学材料发挥了支撑作用。下列材料中主要成分属于有机物的是 A．人形机器人皮肤材料——硅橡胶 B．第三代半导体核心材料——碳化硅 C．航空锂电池电极材料——石墨烯 D．5G通讯传输光缆材料——光导纤维 【答案】A 【详解】A．硅橡胶是含有硅元素的有机高分子聚合物，属于有机物，A符合题意； B．碳化硅化学式为，属于无机碳化物，是无机物，B不符合题意； C．石墨烯是碳元素的单质，有机物属于含碳化合物，因此不属于有机物，C不符合题意； D．光导纤维的主要成分为，属于无机非金属氧化物，是无机物，D不符合题意； 故选A。 5．（2026·江西卷，4，3分）我国科学家在硅衬底上成功合成材料，实现了黄光LED的重大突破，点亮了“中国之光”。已知Ga、In和Al同族，下列说法正确的是 A．Ga的价层电子排布是 B．中Ga与In化合价不同 C．单晶硅是半导体材料 D．是金属材料 【答案】C 【详解】A．Ga位于第四周期第ⅢA族，价层电子排布为，是Al的价层电子排布，A错误； B．在中N元素显-3价，Ga和In均为第ⅢA族元素，最高正价均为+3，，满足各元素的正负化合价代数和为0，则在中二者化合价均为+3价，化合价相同，B错误； C．单晶硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料，C正确； D．中含有非金属元素N，不属于金属材料，D错误； 故选C。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $