第04讲 碳、硅及无机非金属材料（复习讲义）（广东专用）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、硅及无机非金属材料核心考点，按“结构→性质→应用”逻辑梳理碳硅单质、化合物及材料知识，通过知识解构、考向破译、真题训练等环节，帮助学生构建系统知识网络，突破高考重点难点。 资料创新运用“结构→性质→制备→应用”四步分析法等解题策略，结合真题溯源培养科学思维，设置分层变式练习强化考点应用，助力学生在有限时间内提升解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰教学路径。

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 碳及其化合物 知识解构 知识点1 碳单质 知识点2 碳的氧化物 知识点3 碳酸、碳酸盐 知识点4 碳元素在自然界中的循环 知识点5 CO 2 与碱、盐溶液的反应规律 考向破译 考向1 碳及及其化合物性质和应用 考向2 碳元素在自然界中的循环 解题妙招 "结构→性质→应用"三级分析法 考点二 硅及基化合物 知识解构 知识点1 单质硅 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸和硅酸盐 知识点 4 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 考向破译 考向1 硅、二氧化硅的性质及其应用 考向2 硅的制备 考向3 硅酸、硅酸盐的性质及其应用 解题妙招1 "结构→性质→制备→应用"四步分析法 解题妙招2 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点 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 考向破译 考向1 传统无机非金属材料的分类和应用 考向2 新型无机非金属材料的分类和应用 ) ( 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 T2，2分 T3，2分 T13，4分 T7，2分 T2，2分 T12，4分 T9，2分 硅及其化合物 T4，2分 T3，2分 T12，4分 无机非金属材料 T1，2分 T1，2分 T1，2分 T3，2分 T1，2分 T3，2分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 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。 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.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 a．与O2的反应(用化学方程式表示)： ①O2不足：2C＋O22CO； ②O2充足：C＋O2CO2。 b．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) c．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 ①CO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。 ②CO2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 ①CO:作燃料，冶炼金属； ②CO2: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； ②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。 知识点3 碳酸、碳酸盐 1.碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O代替H2CO3，但酸性比苯酚、次氯酸强。 2.碳酸的正盐和酸式盐的比较 正盐(CO) 酸式盐(HCO) 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pH 同浓度：正盐＞酸式盐 相互转化 COHCO 知识点4 碳元素在自然界中的循环 1.CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。 2.自然界消耗CO2的主要反应： a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3； b．光合作用将CO2转化为O2； c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。 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: 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： ①CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 ②CO2＋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 ③CO2＋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 ④CO2＋＋H2O―→＋NaHCO3 ⑤CO2＋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)。 ②CO2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。 ③CO2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；。 ④CO2、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 碳及及其化合物性质和应用 例1（2026·广东梅州·一模）碳元素部分价类二维图如图所示(a、c、d、e、f为中学常见含碳化合物)。下列说法不正确的是： A．酸性最强的是f B．b可能是e的酸酐 C．a、b、d、e均能氧化生成c D．d、e、f分子的中心碳原子杂化方式相同 【答案】A 【分析】根据碳元素的“价类二维图”可知，纵轴代表化合价，横轴代表物质类别。可推断出：氧化物a、b、c依次为CO（+2价）、C2O3（+3价）、CO2（+4价）；含氧酸d、e、f依次为甲酸HCOOH（+2价）、草酸H2C2O4（+3价）、碳酸H2CO3（+4价），据此作答。 【解析】A．f为碳酸（H2CO3），e为草酸（H2C2O4），d为甲酸（HCOOH）；这三种酸中，酸性最强的是草酸（e），酸性最弱的是碳酸（f），A错误； B．b（C2O3）与e（H2C2O4）中碳元素的化合价均为+3价，且H2C2O4脱去一分子H2O在组成上恰好为C2O3，因此b可能是e的酸酐，B正确； C．a（CO）、b（C2O3）、d（HCOOH）、e（H2C2O4）中的碳元素化合价均低于+4价，且这四种物质均具有较强的还原性（如甲酸含醛基），均能被氧化剂氧化生成最终产物c（CO2），C正确； D．d（HCOOH）、e（H2C2O4）、f（H2CO3）分子的中心碳原子均形成3个σ键，无孤对电子，因此杂化方式均为sp2杂化，D正确； 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】（25-26高三上·广东湛江·阶段检测）下列M能满足如图所示的物质间直接转化关系，且对其他物质的推理成立的是 A．若M为碳，氧化物Y可使澄清石灰水变浑浊 B．若M为硫，氧化物X可与氢化物N反应生成M C．若M为，氧化物X和氧化物Y均为酸性氧化物 D．若M为硫，酸Z的稀溶液和浓溶液均可与Cu反应但产物不同 【答案】B 【解析】A．若M为碳，N为烃，X为，Y为，酸Z为碳酸，碳酸不能与Cu反应生成，A错误； B．若M为硫，N为H2S，氧化物X为，Y为，Z为硫酸，和H2S二者可反应生成S，B正确； C．若M为，N为NH3，是，Y是，Z为硝酸，NO和二者都不是酸性氧化物，C错误； D．若M为硫，Z为硫酸，稀硫酸与Cu不反应，D错误； 故选B。 【变式2·变考法】（25-26高三上·山东·阶段检测）化学源于生活。下列物质性质与用途对应关系错误的是 选项 物质 性质 用途 A 石墨 导电性良好 用于制作电极 B 一氧化碳 可燃性 用于冶炼金属 C 生石灰 能与水反应 用作食品干燥剂、建筑材料(石灰浆) D 硝酸钾 高温下氧化性强 用于制黑火药 【答案】B 【解析】A．石墨导电性良好，用于制作电极，性质与用途对应正确，A正确； B．一氧化碳用于冶炼金属是利用其还原性（与金属氧化物反应），而非可燃性，性质与用途对应错误，B错误； C．生石灰与水反应生成氢氧化钙，可用作食品干燥剂；氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，用于建筑材料，性质与用途对应正确，C正确； D．硝酸钾高温下分解产生氧气，作为氧化剂用于黑火药，性质与用途对应正确，D正确； 答案选B。 【变式3】下列叙述对应的方程式书写错误的是 A．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳： ClO-+ CO2 + H2O = HClO + B．向饱和NaOH溶液通入过量CO2析出白色晶体： OH-+ CO2= C．加热蓝色的CuCl2溶液，溶液变黄绿色：[Cu(H2O)4]2+ (aq)[蓝色] + 4Cl-(aq) [CuCl4]2-(aq)[黄色] + 4H2O(l)  △H>0 D．向FeSO4溶液中加入H2O2出现红褐色沉淀： 2Fe2+ + H2O2 + 4H2O = 2Fe(OH)3↓+ 4H+ 【答案】B 【解析】A．向次氯酸钙溶液中通入足量二氧化碳，反应生成次氯酸和碳酸氢钙溶液： ClO－+ CO2 + H2O = HClO +，故A正确； B．向饱和NaOH溶液通入过量CO2析出白色晶体碳酸氢钠： Na++OH－+ CO2=↓，故B错误； C．加热蓝色的CuCl2溶液，溶液变黄绿色，说明[Cu(H2O)4]2+向[CuCl4]2－转变，其离子方程式为：[Cu(H2O)4]2+ (aq)[蓝色] + 4Cl－(aq) [CuCl4]2－(aq)[黄色] + 4H2O(l)  △H>0，故C正确； D．向FeSO4溶液中加入H2O2出现红褐色氢氧化铁沉淀： 2Fe2+ + H2O2 + 4H2O = 2Fe(OH)3↓+ 4H+，故D正确。 综上所述，答案为B。 考向2 碳元素在自然界中的循环 例2 （25-26高三上·河北·阶段检测）我国科学家开发功能催化剂高效捕获空气中的，在酸性介质中电催化合成高附加值的产品（如图）。下列说法错误的是 A．在阴极发生还原反应生成甲酸和醇类 B．若最终只生成1 mol乙醇，理论上外电路转移了6 mol电子 C．生成甲酸的电极反应式为 D．该工艺有助于减少温室气体排放量，实现碳资源的循环利用 【答案】B 【分析】该装置左侧捕获空气中的，右侧为阴极，据此分析； 【解析】A．转化成甲酸和醇类，碳元素化合价降低，在电解池阴极发生还原反应，A正确； B．生成乙醇的电极反应式为，生成1 mol乙醇，理论上外电路中转移12 mol电子，B错误； C．生成甲酸的电极反应式为，C正确； D．该工艺将转化成有机物，减少空气中的含量，有助于减少温室气体排放量，实现碳资源的循环利用，D正确； 故选B。 【变式1】在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。下列说法错误的是 A．该循环过程中未涉及氧化还原反应 B．碳酸氢钠的电离方程式为NaHCO3=Na++ C．该循环减少了碳的排放，有利于实现“碳达峰、碳中和” D．钙化作用的离子方程式之一为Ca2++=CaCO3↓ 【答案】A 【解析】A．二氧化碳和水在叶绿树作用下光合作用是氧化还原反应，则该循环过程中涉及氧化还原反应，A错误； B．碳酸氢钠在水中电离产生Na+、，故其的电离方程式：NaHCO3=Na++，B正确； C．该循环减少了碳的排放，有利于实现”碳达峰、碳中和”，C正确； D．根据反应图象分析，钙化过程中转化为、H2CO3，H2CO3分解产生CO2、H2O，与Ca2+结合形成CaCO3沉淀，所以钙化作用的离子方程式之一为：Ca2+ +=CaCO3↓+CO2↑+H2O，D正确； 故合理选项是A。 【变式2】《可再生能源法》倡导碳资源高效转化及循环利用。下列做法与上述理念不相符的是 A．加快石油等化石燃料的开采和使用 B．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 C．以CO2为原料生产可降解塑料 D．将秸秆加工转化为乙醇燃料变废为宝 【答案】A 【解析】A．化石燃料是不可再生能源，加快开采和使用，会造成能源枯竭和环境污染，故A符合题意； B．提高洁净煤燃烧技术和煤液化技术，可以降低污染物的排放，有利于资源的高效转化，故B不符合题意； C．难降解塑料的使用能引起白色污染，以CO2为原料生产可降解塑料，能减少白色污染，有利于资源的高效转化，故C不符合题意； D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料，变废为宝，有利于资源的高效转化，故D不符合题意； 本题答案为A。 【变式3】化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是 A．煤转化为水煤气加以利用是为了节约燃料成本 B．使用酒精作为环境消毒剂时，酒精浓度越大，消毒效果越好 C．糖类、油脂、蛋白质是人类的营养物质，它们均能发生水解反应 D．用CO2合成可降解塑料聚碳酸酯，可实现“碳”的循环利用 【答案】D 【解析】A．煤转化为水煤气加以利用是为了实现煤的综合利用并减少环境污染，A错误； B．75%的酒精浓度可以满足对环境的杀菌消毒，不是浓度越大越好，浓度过大会在细菌蛋白质表面形成一层硬膜对内部细菌起保护作用，防止酒精进一步渗入，B错误； C．不是所有的糖类都能发生水解反应，糖类分为单糖、二糖和多糖，单糖是不能发生水解的糖，C错误； D．用CO2合成可降解塑料聚碳酸酯，节约资源，减少碳的排放的同时，塑料降解后又能生成二氧化碳，可实现“碳”的循环利用，D正确； 故选D。 考点二 硅及其化合物 知●识●解●构 知识点1 单质硅 1.硅的存在、结构与物理性质 （1）存在：单质硅有晶体硅和无定形硅两大类，自然界中无游离态硅——单质硅，硅以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在地壳中，含量仅次于氧，位列第二。 （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[Ne]3s23p2，核外电子的空间运动状态有8种，不成对电子数有2个；单晶硅（）为共价晶体，晶体中每个Si原子以sp3杂化，分别与4个相邻的Si 原子形成4个σ键，Si原子的配位数为4，晶体中最小的环是6元环，1个环中平均含有0.5 个Si原子，含Si—Si键数为1。 （2）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和合金材料。金刚石、晶体硅、碳化硅中熔点从高到低的顺序是金刚石、碳化硅、晶体硅。 2.单质硅化学性质——硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物 a．常温 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。 ①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2===SiF4 b．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O2反应：Si＋O2SiO2。 ②与Cl2反应：Si＋Cl2SiCl4 ③与C反应：Si+ CSiC 4.硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。 5.高纯硅的制备 （1）制备原理：用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅，然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原得到高纯硅。 （2）制备流程： （3）涉及的主要化学反应 (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl 得分速记 ①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。 ②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。 4.单质硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。 知识点2 二氧化硅 1.二氧化硅的存在 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，硅石、石英、水晶、玛瑙、硅藻土、沙子等主要成分都是SiO2。 2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。 3.二氧化硅的结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。在SiO2晶体中，每个Si周围结合4个O，Si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Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。 4.二氧化硅的化学性质 a.酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不与水反应。 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（Na2SiO3俗称泡花碱，其水溶液俗称“水玻璃”，可作粘合剂、防火剂）； ②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。 ③在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑（工业制玻璃）。 b.弱氧化性： ①与碳反应：SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂)； ②与Mg反应：4Mg＋SiO22Mg2Si＋2MgO；Mg2Si＋2H2O=SiH4↑＋2Mg(OH)2(制硅化氢)； c.特性：常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 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。 ②SiO2是制光导纤维的重要原料。 ③较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 ④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。 得分速记 （1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 （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SiO2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）SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 （5）不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3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）SiO2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：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。 （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SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 知识点3 硅酸 1.硅酸的物理性质：硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，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——“硅胶”。 2.硅酸的化学性质： （1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，在与碱反应时只能与强碱反应。如：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。 （2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3SiO2＋H2O。 3.硅酸的制备： 由于SiO2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。 Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。 4.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。 知识点4 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.硅酸盐的氧化物表示方法——常用氧化物的形式表示： 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。 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）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KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。 3.硅酸钠(Na2SiO3)——又称泡花碱 ①物理性质：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化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应： 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)、防腐剂和耐火阻燃材料。 得分速记 ①Na2SiO3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；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O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。 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、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。 2.一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 3.Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 4.非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 5.非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 6.一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。 7.一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。 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，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。 但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。 9.一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)H2＋CO。 10.一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。 考●向●破●译 考向1 硅、二氧化硅的性质及其应用 例1（25-26高三上·广东湛江·阶段检测）下列由结构特征无法直接推测其性质的是 选项 结构特征 性质 A 分子中共价键键能较大 的沸点较高 B 石墨层间存在范德华力 石墨质软 C 乙烯和乙炔分子均含有键 两者均可发生加成反应 D 硅原子半径大于碳原子 与金刚石相比，晶体硅的熔点更低，硬度更小 【答案】A 【解析】A．的沸点属于物理性质，由分子间氢键和分子间作用力决定，与分子内共价键的键能无关，无法由共价键键能较大推测其沸点较高，A符合题意； B．石墨层间的范德华力较弱，层与层之间易发生相对滑动，可由层间存在范德华力推测石墨质软，B不符合题意； C．乙烯和乙炔分子中的键键能较小、易断裂，可由均含有键的结构推测两者均可发生加成反应，C不符合题意； D．金刚石和晶体硅均为共价晶体，硅原子半径大于碳原子，因此Si-Si键键长更长、键能更小，可推测晶体硅比金刚石熔点更低、硬度更小，D不符合题意； 故选A。 解题妙招 "结构→性质→制备→应用"四步分析法 1.‌结构决定性质 ①硅：金刚石结构→高熔点、半导体性 ②SiO2：四面体网状结构→高硬度、化学惰性 2.‌性质推导应用‌ ①硅的半导体性：芯片、太阳能电池 ②SiO2的光学透明性：光纤、光学仪器 3.‌工艺联系 ①工业制硅：SiO2+ 2C Si(粗) + 2CO↑ ②玻璃制备：Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑ 4.‌实验探究 ①硅酸制备：Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3↓+2NaCl ②HF刻蚀玻璃实验 【变式1】（2026·广东茂名·三模）现代科技，增强国力，增进民生福祉。下列说法正确的是 A．复兴号列车车身所用的铝合金比其成分金属硬度更大、熔点更高 B．芯片常使用高纯硅作为半导体材料，高纯硅是一种共价晶体 C．“天宫”空间站配置砷化镓光电池，该电池可将化学能转化为电能 D．我国实现了从二氧化碳到淀粉的人工全合成，淀粉属于纯净物 【答案】B 【解析】A．合金的硬度比其成分金属更大，但熔点比成分金属更低，铝合金熔点低于其成分金属，A错误； B．高纯硅是良好的半导体材料，常用于制造芯片，硅原子之间通过共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，B正确； C．砷化镓光电池是将光能转化为电能，不是将化学能转化为电能，C错误； D．淀粉属于天然有机高分子，聚合度没有固定值，属于混合物，D错误； 故选B。 【变式2】坚定文化自信，化学无处不在。下列说法正确的是 A．《舌尖上的中国》中美食烹饪用到食醋，食醋是电解质 B．《流浪地球》中木星含有大量氦气，氦气中存在非极性键 C．《哪吒 2》中借莲藕重塑哪吒肉身，莲藕中的纤维素可以水解成葡萄糖 D．DeepSeek 标志着我国 AI 领域的重大突破，其所需 GPU 芯片主要由SiO2制成 【答案】C 【解析】A．食醋是醋酸的水溶液，属于混合物，而电解质是纯净物中的化合物，因此食醋既不属于电解质也不属于非电解质，A错误； B．氦气是稀有气体，属于单原子分子，分子内部不存在化学键，B错误； C．纤维素属于多糖，在酸性条件或酶的催化下可以发生水解反应，最终水解产物为葡萄糖，C正确； D．GPU芯片的主要成分是单质Si，是光导纤维的主要成分，D错误； 故选C。 【变式3】2025年央视春晚节目《春意红包》中，演员的服装、舞台装饰及道具运用了多种材料。下列材料中属于合成高分子材料的是 A．舞台灯光中使用的光导纤维 B．演员服装中的聚酯纤维面料 C．锦鲤闹春手链镶嵌的红色玛瑙 D．红包封口处的天然橡胶胶水 【答案】B 【解析】A．光导纤维主要成分为，属于无机非金属材料，不属于合成高分子材料，A错误； B．聚酯纤维是人工通过缩聚反应合成的有机高分子材料，属于合成高分子材料，B正确； C．红色玛瑙主要成分为，属于无机非金属材料，不属于合成高分子材料，C错误； D．天然橡胶属于天然高分子材料，不是人工合成的，不符合题意，D错误； 答案选B。 考向2 硅的制备 例2（25-26高三上·广东韶关·阶段检测）实验室用还原(沸点：31.85℃，遇水剧烈反应)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是 A．装置Ⅱ中盛装的是浓 B．装置Ⅲ采取热水浴可使蒸发为气体进入石英管 C．装置Ⅳ中发生反应的化学方程式为 D．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞 【答案】D 【解析】A．装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，装置Ⅱ中盛放浓硫酸，A正确； B．装置Ⅲ的作用是提供气体，采取热水浴可使蒸发为气体进入石英管，B正确； C．装置Ⅳ中与氢气发生反应，生成硅和氯化氢，发生反应的化学方程式为，C正确； D．实验时应先打开活塞通入排尽装置内空气，防止与空气混合加热爆炸，再加热管式炉，D错误； 故选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】（2026·广东梅州·模拟预测）“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述不正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用焦炭和石英砂制取粗硅 B 使用明矾净水 C 用聚乙炔制备导电高分子材料 聚乙炔中单双键交替排列的结构形成了共轭大π键体系 D 质检员用原子光谱法监测食品中重金属含量 电子跃迁会吸收或释放特定波长的光 【答案】A 【解析】A．高温下焦炭还原制取粗硅时，反应生成和而非，正确的化学方程式为：，A错误； B．明矾净水的原理是水解生成具有吸附性的胶体，离子方程式为：，B正确； C．聚乙炔中单双键交替排布，形成共轭大π键，电子可在共轭体系中移动使其具有导电性，C正确； D．原子光谱的原理是核外电子跃迁时会吸收或释放特定波长的光，不同元素有特征谱线，可用于检测元素含量，D正确； 故选A。 【变式2】（25-26高三下·江西抚州·阶段检测）2026年央视春晚堪称一场“科技+文化”的硬核融合盛宴。下列有关材料说法正确的是 A．机器人中碳纤维材料有机高分子纤维，其主要成分是石墨烯 B．机器人结构件表面镀铬，是利用了牺牲阳极法 C．机器人柔性关节采用的形状记忆合金(如镍钛合金)是利用其晶体结构随温度变化而发生可逆转变的性质 D．驱动芯片中的高纯硅是通过电解熔融二氧化硅制得的 【答案】C 【解析】A．碳纤维属于无机非金属材料，主要成分为碳单质，既不是有机高分子纤维，主要成分也不是石墨烯，A错误； B．结构件表面镀铬是通过覆盖耐腐蚀镀层隔绝腐蚀介质保护内部金属，牺牲阳极法需要连接比被保护金属更活泼的金属形成原电池，二者原理不同，B错误； C．镍钛等形状记忆合金的形状记忆功能，正是利用了其晶体结构可随温度变化发生可逆转变的性质，C正确； D．高纯硅的制备方法为：焦炭还原二氧化硅制粗硅，粗硅经氯化、精馏后用氢气还原得到高纯硅，无法通过电解熔融二氧化硅制得，D错误； 故答案选C。 【变式3】（25-26高三上·广东肇庆·阶段检测）下列应用对应的方程式不正确的是 A．氨的催化氧化： B．以和铝粉为主要成分的固体管道疏通剂的工作原理： C．用焦炭还原石英砂制粗硅： D．用绿矾()除去工业废水中的： 【答案】A 【解析】A．氨的催化氧化反应实际生成一氧化氮，而非二氧化氮，正确方程式为 ，A错误； B．铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，方程式 ，B正确； C． 焦炭还原石英砂制粗硅时生成CO，化学反应方程式为，C正确； D．绿矾()提供将还原为，离子方程式为，D正确； 故选A。 考向3 硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3（2026·广东·模拟预测）下列物质之间的转化都一步能实现，且叙述正确的是 A．Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3，H2SiO3可溶于水 B．Cu→CuO→Cu(OH)2→CuCl2，Cu(OH)2可受热分解 C．N2→NH3→NO→NO2→HNO3，包含了工业制硝酸的流程 D．S→SO2→H2SO3→Na2SO3→Na2SO4，SO2可使红色石蕊褪色 【答案】C 【解析】A．SiO2不能与水发生一步反应生成H2SiO3，且H2SiO3是难溶于水的弱酸，A错误； B．CuO不溶于水，无法与水一步反应生成Cu(OH)2，B错误； C．N2与H2在高温高压催化剂条件下化合生成NH3，NH3催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，所有转化均能一步实现，且该流程就是工业制硝酸的流程，C正确； D．SO2不能漂白酸碱指示剂，通入红色石蕊溶液中会生成亚硫酸使溶液变红，但不会使其褪色，D错误； 故选C。 【变式1】部分含物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是 A．化合物是现代信息技术的基础材料 B．工业制取单质时同时产生氧化产物 C．向溶液中通入，可以实现的转化 D．化合物的热稳定性大于甲烷 【答案】D 【分析】根据价类二维图，a、b、c、d、e分别为SiH4、Si、SiO2、H2SiO3、Na2SiO3； 【解析】A．SiO2是光导纤维的主要成份，是现代信息技术的基础材料，A正确； B．工业制取单质时同时产生氧化产物，SiO2+2C= Si+2CO，B正确； C．碳酸酸性大于硅酸，可以强酸制弱酸，C正确； D．SiH4和CH4，非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，所以稳定性；SiH4< CH4，D错误； 故选D。 【变式2】劳动创造幸福。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 分析员用X射线衍射仪区分普通玻璃和水晶 普通玻璃属于非晶体，水晶属于晶体 B 玻璃厂工人以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产普通玻璃 酸性： C 实验员用加热法分离和 易升华 D 考古研究员通过测定文物年代 死亡生物体中不断衰变 【答案】B 【解析】A．X射线衍射实验可区分晶体与非晶体，普通玻璃属于非晶体、水晶属于晶体，二者衍射图谱存在差异，劳动项目与化学知识有关联，A不符合题意； B．生产普通玻璃时，纯碱和石英在高温下反应生成硅酸钠和，该反应能发生是因为高温下作为气体逸出推动反应正向进行，与酸性无关（该酸性比较仅适用于水溶液中的复分解反应），二者没有关联，B符合题意； C．易升华，NaCl热稳定性强，加热时变为气态可与NaCl固体分离，劳动项目与化学知识有关联，C不符合题意； D．具有放射性，死亡生物体内会不断衰变、含量逐渐降低，可通过测定其含量推算文物年代，劳动项目与化学知识有关联，D不符合题意； 故选B。 【变式3】关于下列物质间的直接转化关系，推理不正确的是 A．Z可为，可由Z制得X的胶体 B．Y可为，盐的热稳定性： C．X可为，Y可使品红溶液褪色 D．X、Y、Z不可能是硅及其化合物 【答案】D 【解析】A．若Z为，则X为，可通过向沸水中滴加饱和溶液制得胶体，反应为：，A正确； B．当Y为时，对应的盐：受热易分解，受热难分解，故盐的热稳定性：，B正确； C．当X为时，Y为，具有漂白性，可使品红溶液褪色，C正确； D．当X、Y、Z是含硅物质时，若X为，Y为，Z为，可存在：，，，存在相应转化关系，D错误； 故选D。 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 1．无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料多含硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 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 无机非金属材料可以根据其主要化学成分进行分类，主要包括以下几类： （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。 2）按性能分类 无机非金属材料也可以根据其性能进行分类，主要包括以下几类： （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、催化剂载体、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、感光材料、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。 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，经高温烧结而成的。 ②玻璃：普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，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。 ③水泥：普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，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，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。 （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 复杂的物理、化学变化过程 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理、化学变化过程 组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 硅酸盐 得分速记 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。 知识点2 新型无机非金属材料 （1）含义：高纯度含硅元素的材料，如单晶硅、二氧化硅，具有特殊的光学和电学性能。 （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(SiC) ①俗名:金刚砂。 ②结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构。1 mol SiC中含有4mol Si—C键。 ③性质和用途:硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料;具有优异的耐高温抗氧化性能,可用作耐高温材料、耐高温半导体材料等。 （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而成 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 （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●向●破●译 考向1 传统无机非金属材料的分类和应用 例1（2026·广东东莞·模拟预测）下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于无机非金属材料的是 (南梁革命纪念馆藏) (红军长征胜利纪念馆藏) A．劳动英雄模范石碑 B．红军党员登记表 (甘肃省博物馆藏) (八路军兰州办事处纪念馆藏) C．陕甘红军兵工厂铁工具 D．谢觉哉使用过的皮箱 【答案】A 【解析】A．劳动英雄模范石碑通常由石材或混凝土制成，属于无机非金属材料，如硅酸盐类，A符合题意； B．红军党员登记表为纸质材料，主要成分是纤维素，有机高分子材料，B不符合题意； C．陕甘红军兵工厂铁工具为金属材料，C不符合题意； D．皮箱皮革属于天然有机材料，D不符合题意； 故选A。 【变式1·变情境】科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂。近年来，我国在航天、北斗卫星、5G技术等领域取得了举世瞩目的成就，它们均与化学有着密切联系。下列说法正确的是 A．“神舟二十号”飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，其主要成分是硅酸盐 B．“九章三号”跑出新速度，其芯片材料的主要成分为SiO2 C．天舟六号货运飞船主体材料铝合金的硬度高于金属铝 D．歼15战斗机的玻璃纤维雷达罩、聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料都属于有机高分子材料 【答案】C 【解析】A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，传统陶瓷的主要成分才是硅酸盐，新型高温结构陶瓷多为氮化硅、氧化铝等非硅酸盐材料，A错误； B．芯片的主要成分是单质硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，B错误； C．合金的硬度一般高于其各成分金属的硬度，因此铝合金的硬度高于金属铝，C正确； D．玻璃纤维的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，不属于有机高分子材料，聚碳酸酯、芳纶蜂窝材料属于有机高分子材料，D错误； 故选C。 【变式2】（2026·广东深圳·一模）华夏瑰宝，凝聚先民智慧，下列文物主要成分属于无机非金属材料的是 A．四羊青铜方尊 B．釉里红花纹玉瓶 C．战国曾侯乙墓竹简 D．西汉素纱蝉衣 【答案】B 【解析】A．青铜的主要成分是铜、锡等金属，属于金属材料，不是无机非金属材料， A 错误； B．釉里红花纹玉瓶是瓷器，其主要成分是硅酸盐、氧化物等，属于无机非金属材料， B 正确； C．竹简主要成分是纤维素，属于天然有机高分子材料，不是无机非金属材料， C 错误； D．素纱蝉衣的主要成分是蚕丝，蚕丝属于蛋白质，属于天然有机高分子材料，不是无机非金属材料，D错误； 故答案选B。 【变式3】（2026·广东梅州·一模）客家先民筚路蓝缕从中原而来，在梅州形成了独具地域特色的民风民俗。下列客家博物馆藏品是由硅酸盐成分构成的是 A．唐水大车窑青釉砚 B．汉青铜箭头 C．客家竹笛 D．宋湘行书 【答案】A 【解析】A．青釉砚属于陶瓷，传统陶瓷的主要成分就是硅酸盐，A符合题意； B．青铜箭头的材质青铜是铜锡合金，属于金属材料，不含硅酸盐，B不符合题意； C．竹笛由竹子制成，竹子的主要成分是纤维素，不属于硅酸盐，C不符合题意； D．书法作品的纸张主要成分是纤维素，不属于硅酸盐，D不符合题意； 故选A。 考向2 新型无机非金属材料的分类和应用 例2（2026·甘肃嘉峪关·模拟预测）化学与能源、材料、食品等联系紧密，下列说法正确的是 A．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯都属于新型无机非金属材料，二者互为同位素 B．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 C．低压法制得的低密度聚乙烯可用于生产薄膜、绝缘材料等产品 D．氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸--内酯等都是制作豆腐常用的凝固剂 【答案】D 【解析】A．同位素是质子数相同、中子数不同的核素（原子），螺旋碳纳米管和石墨烯是碳元素的不同单质，互为同素异形体，不是同位素，A错误； B．贝壳粉的主要成分为碳酸钙，属于碳酸盐，不属于硅酸盐，B错误； C．低密度聚乙烯由高压法制得，低压法制得的是高密度聚乙烯，C错误； D．制作豆腐的原理是使豆浆中的蛋白质胶体聚沉，氯化镁（卤水的主要成分）、硫酸钙（石膏的主要成分）、葡萄糖酸-δ-内酯都是制作豆腐常用的凝固剂，D正确； 故选D。 【变式1】（2026·贵州黔西南·二模）2025年我国科技领域再获新突破，下列关于最新科技涉及的化学知识叙述正确的是 A．我国首款商用可降解塑料“聚乙醇酸”，其单体为乙醇和乙酸 B．“长征十号”运载火箭使用的液氧煤油推进剂中，煤油属于纯净物 C．我国自主研发的“人造太阳”实现1.2亿摄氏度长脉冲运行，其核聚变反应属于化学变化 D．“深地一号”超深井钻探所用钻头材料为碳化硅陶瓷，碳化硅属于新型无机非金属材料 【答案】D 【解析】A．聚乙醇酸由乙醇酸通过缩聚反应制得，其单体是乙醇酸（），并非乙醇和乙酸，A错误； B．煤油是多种烃的混合物，B错误； C．核聚变是原子核的变化，不属于化学变化，C错误； D．碳化硅属于新型无机非金属材料，D正确； 故选D。 【变式2】（2026·安徽滁州·模拟预测）化学在科技发展中起到了重要的作用。下列相关说法不正确的是 A．低空飞行器使用的燃料可以用废弃食用油制备，废弃食用油的主要成分属于有机高分子 B．宇树机器人的触觉传感器材料压电陶瓷，属于新型无机非金属材料 C．新能源汽车电池外壳上盖使用的玻璃纤维或碳纤维增强树脂基属于复合材料 D．比亚迪“秦”轮胎使用低滚阻、强湿抓、耐磨性好的丁苯橡胶，该橡胶属于合成有机高分子 【答案】A 【解析】A．废弃食用油的主要成分为油脂，属于高级脂肪酸甘油酯，相对分子质量远小于10000，不属于有机高分子，A错误，符合题意； B．压电陶瓷是具有特殊功能的陶瓷类材料，属于新型无机非金属材料，B正确，不符合题意； C．玻璃纤维或碳纤维增强树脂基材料以纤维为增强体、树脂为基体，由不同性能的材料复合而成，属于复合材料，C正确，不符合题意； D．丁苯橡胶是人工合成的橡胶，相对分子质量可达上万，属于合成有机高分子，D正确，不符合题意； 答案选A。 【变式3】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Fe2O3 【答案】D 【解析】A．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；B．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；C．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；D．呈红色，表土中赤铁矿主要成分为，D正确；故选D。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1.（2026·广东卷）中国的桥，中国的美。桥如诗，梁如虹，一柱一梁见匠心。下列桥梁构件的材质主要成分属于有机物的是 赵州桥 广济桥 A．石拱 B．木船 十七孔桥 港珠澳大桥 C．汉白玉石栏杆 D．斜拉钢索 【答案】B 【解析】A．石拱主要成分为硅酸盐、碳酸钙等无机物，不属于有机物，A错误； B．木船的材质为木材，主要成分是纤维素，属于含碳的有机物，B正确； C．汉白玉石栏杆主要成分为碳酸钙，属于无机物，C错误； D．斜拉钢索为钢质材料，属于铁合金，是无机物，D错误； 故选B。 2．（2026·广东卷）光影岁月流转，科技定格万象。下列说法正确的是 A．烛焰小孔成像。蜡烛燃烧时化学能全部转化为光能 B．凸透镜聚光成像。石英玻璃凸透镜的主要成分为硅酸钙 C．卤化银胶片感光成像。属于化合反应 D．硅基器件数字成像。单晶硅应用非常广泛，属于共价晶体 【答案】D 【解析】A．蜡烛燃烧时化学能除转化为光能外，大部分转化为热能，并非全部转化为光能，A错误； B．石英玻璃的主要成分为，不是硅酸钙，B错误； C．该反应是一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，不属于化合反应，C错误； D．单晶硅中硅原子之间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，D正确； 故选D。 3．（2025·广东卷）中华传统技艺，凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是 A．纸哪吒 B．石印章 C．木活字 D．不锈钢针 【答案】D 【解析】A．纸的主要成分是纤维素(有机化合物)，不属于合金，A不符合题意； B．石印章的材料通常是天然矿物(如大理石、寿山石等)，主要成分为硅酸盐或碳酸盐，不属于合金，B不符合题意； C．木活字的材料是木材，主要成分为纤维素和木质素(有机化合物)，不属于合金，C不符合题意； D．不锈钢是铁(Fe)与铬(Cr)、镍(Ni)等金属形成的合金，D符合题意； 故选D。 4．（2025·广东卷）能满足下列物质间直接转化关系，且推理成立的是 单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐 A．X可为铝，盐的水溶液一定显酸性 B．X可为硫，氧化物1可使品红溶液褪色 C．X可为钠，氧化物2可与水反应生成 D．X可为碳，盐的热稳定性： 【答案】B 【解析】A．铝单质与O2生成Al2O3后无法再被O2氧化，无法形成氧化物2，且Al2O3与水反应需强酸/碱才能溶解，A错误； B．硫燃烧生成SO2(氧化物1，使品红褪色)，SO2氧化为SO3(氧化物2)，SO3与水生成H2SO4，再与NaOH生成盐，转化关系成立，B正确； C．钠与氧气常温反应生成Na2O(氧化物1)，进一步氧化为Na2O2(氧化物2)；Na2O2与水反应生成NaOH和O2，不会生成H2，C错误； D．碳与氧气反应先生成CO，最终生成CO2，与水反应生成碳酸，与碱反应可生成盐，但Na2CO3热稳定性强于NaHCO3，D结论错误，D错误； 故选B。 5．（2025·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 A．基石 B．斗拱 C．青瓦 D．琉璃 【答案】B 【解析】A．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CaCO3，均属于无机物，A错误；B．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；C．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；D．琉璃的主要成分是二氧化硅，属于无机物，D错误；故选B。 6．（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．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： 【答案】B 【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si，加盐酸将MgO转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。 【解析】A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，A正确；B．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错误；C．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；D．SiO2和Mg在650℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si，反应的化学方程式为，D正确；答案选B。 7．（2025·湖北卷）下列描述不能正确地反映事实的是 A．室温下与碳不发生反应，高温下可生成和 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 【答案】B 【解析】A． 高温下SiO2与碳发生反应生成Si和CO，A正确；B．苯的溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴苯，B错误；C．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；D．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。 8．（2024·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 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Fe2O3 【答案】C 【解析】A．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；B．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；C．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；D．青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，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 $ 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 碳及其化合物 知识解构 知识点1 碳单质 知识点2 碳的氧化物 知识点3 碳酸、碳酸盐 知识点4 碳元素在自然界中的循环 知识点5 CO 2 与碱、盐溶液的反应规律 考向破译 考向1 碳及及其化合物性质和应用 考向2 碳元素在自然界中的循环 解题妙招 "结构→性质→应用"三级分析法 考点二 硅及基化合物 知识解构 知识点1 单质硅 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸和硅酸盐 知识点 4 碳、硅及其化合物性质“反常”小结 考向破译 考向1 硅、二氧化硅的性质及其应用 考向2 硅的制备 考向3 硅酸、硅酸盐的性质及其应用 解题妙招1 "结构→性质→制备→应用"四步分析法 解题妙招2 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点 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 考向破译 考向1 传统无机非金属材料的分类和应用 考向2 新型无机非金属材料的分类和应用 ) ( 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 T2，2分 T3，2分 T13，4分 T7，2分 T2，2分 T12，4分 T9，2分 硅及其化合物 T4，2分 T3，2分 T12，4分 无机非金属材料 T1，2分 T1，2分 T1，2分 T3，2分 T1，2分 T3，2分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 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。 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.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 a．与O2的反应(用化学方程式表示)： ①O2不足：____________________； ②O2充足：____________________。 b．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) c．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 ①CO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：______________________________。 ②CO2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 ①CO:作__________，__________； ②CO2:__________，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； ②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。 知识点3 碳酸、碳酸盐 1.碳酸：二__________酸、不稳定，常用__________代替H2CO3，但酸性比__________强。 2.碳酸的正盐和酸式盐的比较 正盐(CO) 酸式盐(HCO) 溶解性 热稳定性 溶液pH 相互转化 知识点4 碳元素在自然界中的循环 1.CO2的主要来源：大量__________的燃烧。 2.自然界消耗CO2的主要反应： a．溶于江水、海水中：____________________； b．光合作用将CO2转化为__________； c．岩石的风化：____________________。 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: 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)。 ②CO2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。 ③CO2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；。 ④CO2、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 碳及及其化合物性质和应用 例1（2026·广东梅州·一模）碳元素部分价类二维图如图所示(a、c、d、e、f为中学常见含碳化合物)。下列说法不正确的是： A．酸性最强的是f B．b可能是e的酸酐 C．a、b、d、e均能氧化生成c D．d、e、f分子的中心碳原子杂化方式相同 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】（25-26高三上·广东湛江·阶段检测）下列M能满足如图所示的物质间直接转化关系，且对其他物质的推理成立的是 A．若M为碳，氧化物Y可使澄清石灰水变浑浊 B．若M为硫，氧化物X可与氢化物N反应生成M C．若M为，氧化物X和氧化物Y均为酸性氧化物 D．若M为硫，酸Z的稀溶液和浓溶液均可与Cu反应但产物不同 【变式2·变考法】（25-26高三上·山东·阶段检测）化学源于生活。下列物质性质与用途对应关系错误的是 选项 物质 性质 用途 A 石墨 导电性良好 用于制作电极 B 一氧化碳 可燃性 用于冶炼金属 C 生石灰 能与水反应 用作食品干燥剂、建筑材料(石灰浆) D 硝酸钾 高温下氧化性强 用于制黑火药 【变式3】下列叙述对应的方程式书写错误的是 A．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳： ClO-+ CO2 + H2O = HClO + B．向饱和NaOH溶液通入过量CO2析出白色晶体： OH-+ CO2= C．加热蓝色的CuCl2溶液，溶液变黄绿色：[Cu(H2O)4]2+ (aq)[蓝色] + 4Cl-(aq) [CuCl4]2-(aq)[黄色] + 4H2O(l)  △H>0 D．向FeSO4溶液中加入H2O2出现红褐色沉淀： 2Fe2+ + H2O2 + 4H2O = 2Fe(OH)3↓+ 4H+ 考向2 碳元素在自然界中的循环 例2 （25-26高三上·河北·阶段检测）我国科学家开发功能催化剂高效捕获空气中的，在酸性介质中电催化合成高附加值的产品（如图）。下列说法错误的是 A．在阴极发生还原反应生成甲酸和醇类 B．若最终只生成1 mol乙醇，理论上外电路转移了6 mol电子 C．生成甲酸的电极反应式为 D．该工艺有助于减少温室气体排放量，实现碳资源的循环利用 【变式1】在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。下列说法错误的是 A．该循环过程中未涉及氧化还原反应 B．碳酸氢钠的电离方程式为NaHCO3=Na++ C．该循环减少了碳的排放，有利于实现“碳达峰、碳中和” D．钙化作用的离子方程式之一为Ca2++=CaCO3↓ 【变式2】《可再生能源法》倡导碳资源高效转化及循环利用。下列做法与上述理念不相符的是 A．加快石油等化石燃料的开采和使用 B．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 C．以CO2为原料生产可降解塑料 D．将秸秆加工转化为乙醇燃料变废为宝 【变式3】化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是 A．煤转化为水煤气加以利用是为了节约燃料成本 B．使用酒精作为环境消毒剂时，酒精浓度越大，消毒效果越好 C．糖类、油脂、蛋白质是人类的营养物质，它们均能发生水解反应 D．用CO2合成可降解塑料聚碳酸酯，可实现“碳”的循环利用 考点二 硅及其化合物 知●识●解●构 知识点1 单质硅 1.硅的存在、结构与物理性质 （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_______。 （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Si原子以_______杂化，分别与_______个相邻的Si 原子形成_______个σ键，Si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Si原子，含Si—Si键数为_______。 （2）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_____________________。 2.单质硅化学性质——硅的化学性质_______，主要形成_______化合物 a．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F2反应的化学方程式______________ b．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O2反应：______________。 ②与Cl2反应：______________ ③与C反应：______________ 4.硅的用途：_______材料、_______电池、_______芯片和_______设备等。 5.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。 （2）制备流程： （3）涉及的主要化学反应 (a)______________ (b)______________ (c)______________ 得分速记 ①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。 ②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。 4.单质硅的用途：_______材料、_______电池、计算机_______和_______设备等。 知识点2 二氧化硅 1.二氧化硅的存在 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_______和_______两种，统称_______，硅石、_______、_______、_______、_______、沙子等主要成分都是SiO2。 2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是_______的，其熔、沸点_______，硬度_______，不溶于_______，也不_______。 3.二氧化硅的结构 SiO2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SiO2晶体中，每个Si周围结合_______个O，Si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Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。由结构可知，二氧化硅的化学性质很_______。 4.二氧化硅的化学性质 a.酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不与_______反应。 ①SiO2可以与_______反应，生成_______，如与氢氧化钠反应的化学方程式为______________（Na2SiO3俗称_______，其水溶液俗称_______，可作_______剂、_______剂）； ②在高温条件下，能够与_______反应，如与氧化钙反应的化学方程式为______________。 ③在高温条件下可以与_______反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为_____________________；_____________________（工业制_______）。 b.弱氧化性： ①与碳反应：______________(制_______)；______________(制_______)； ②与Mg反应：_____________________；_____________________(制_______)； c.特性：常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：______________。 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。 ②SiO2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。 得分速记 （1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 （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SiO2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）SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 （5）不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3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）SiO2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：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。 （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SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 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——_______。 2.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：_____________________。 （2）不稳定性：硅酸的热稳定性很_______，受热分解为SiO2和H2O：______________。 3.硅酸的制备： 由于SiO2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：H2CO3＞H2SiO3）。 4.硅酸的用途：硅胶可作_______的载体和袋装食品、瓶装药品的_______。 知识点4 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.硅酸盐的氧化物表示方法——常用_______的形式表示： 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(Na2SiO3)可表示为_______，长石(KAlSi3O8)可表示为______________。 得分速记 （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KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。 3.硅酸钠(Na2SiO3)——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： a．与盐酸反应的化学方程式： _____________________。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式： _____________________。 ③用途：_______剂(矿物胶)、_______剂和______________材料。 得分速记 ①Na2SiO3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；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O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。 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。 2.一般情况下，非金属单质为_______体，但硅为_______体，石墨为电的_______体。 3.Si的还原性_______于C，但C在高温下能还原出Si：______________。 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：_____________________。 5.非金属单质一般_______与非氧化性酸反应，但硅能跟_______反应：_____________________。 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：_____________________(SiF4_______属于盐，故SiO2_______两性氧化物)。 7.一般情况下，无机酸_______溶于水，但硅酸却_______溶于水。 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，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(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(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O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。 考●向●破●译 考向1 硅、二氧化硅的性质及其应用 例1（25-26高三上·广东湛江·阶段检测）下列由结构特征无法直接推测其性质的是 选项 结构特征 性质 A 分子中共价键键能较大 的沸点较高 B 石墨层间存在范德华力 石墨质软 C 乙烯和乙炔分子均含有键 两者均可发生加成反应 D 硅原子半径大于碳原子 与金刚石相比，晶体硅的熔点更低，硬度更小 解题妙招 "结构→性质→制备→应用"四步分析法 1.‌结构决定性质 ①硅：金刚石结构→高熔点、半导体性 ②SiO2：四面体网状结构→高硬度、化学惰性 2.‌性质推导应用‌ ①硅的半导体性：芯片、太阳能电池 ②SiO2的光学透明性：光纤、光学仪器 3.‌工艺联系 ①工业制硅：SiO2+ 2C Si(粗) + 2CO↑ ②玻璃制备：Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑ 4.‌实验探究 ①硅酸制备：Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3↓+2NaCl ②HF刻蚀玻璃实验 【变式1】（2026·广东茂名·三模）现代科技，增强国力，增进民生福祉。下列说法正确的是 A．复兴号列车车身所用的铝合金比其成分金属硬度更大、熔点更高 B．芯片常使用高纯硅作为半导体材料，高纯硅是一种共价晶体 C．“天宫”空间站配置砷化镓光电池，该电池可将化学能转化为电能 D．我国实现了从二氧化碳到淀粉的人工全合成，淀粉属于纯净物 【变式2】坚定文化自信，化学无处不在。下列说法正确的是 A．《舌尖上的中国》中美食烹饪用到食醋，食醋是电解质 B．《流浪地球》中木星含有大量氦气，氦气中存在非极性键 C．《哪吒 2》中借莲藕重塑哪吒肉身，莲藕中的纤维素可以水解成葡萄糖 D．DeepSeek 标志着我国 AI 领域的重大突破，其所需 GPU 芯片主要由SiO2制成 【变式3】2025年央视春晚节目《春意红包》中，演员的服装、舞台装饰及道具运用了多种材料。下列材料中属于合成高分子材料的是 A．舞台灯光中使用的光导纤维 B．演员服装中的聚酯纤维面料 C．锦鲤闹春手链镶嵌的红色玛瑙 D．红包封口处的天然橡胶胶水 考向2 硅的制备 例2（25-26高三上·广东韶关·阶段检测）实验室用还原(沸点：31.85℃，遇水剧烈反应)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是 A．装置Ⅱ中盛装的是浓 B．装置Ⅲ采取热水浴可使蒸发为气体进入石英管 C．装置Ⅳ中发生反应的化学方程式为 D．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞 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】（2026·广东梅州·模拟预测）“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述不正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用焦炭和石英砂制取粗硅 B 使用明矾净水 C 用聚乙炔制备导电高分子材料 聚乙炔中单双键交替排列的结构形成了共轭大π键体系 D 质检员用原子光谱法监测食品中重金属含量 电子跃迁会吸收或释放特定波长的光 【变式2】（25-26高三下·江西抚州·阶段检测）2026年央视春晚堪称一场“科技+文化”的硬核融合盛宴。下列有关材料说法正确的是 A．机器人中碳纤维材料有机高分子纤维，其主要成分是石墨烯 B．机器人结构件表面镀铬，是利用了牺牲阳极法 C．机器人柔性关节采用的形状记忆合金(如镍钛合金)是利用其晶体结构随温度变化而发生可逆转变的性质 D．驱动芯片中的高纯硅是通过电解熔融二氧化硅制得的 【变式3】（25-26高三上·广东肇庆·阶段检测）下列应用对应的方程式不正确的是 A．氨的催化氧化： B．以和铝粉为主要成分的固体管道疏通剂的工作原理： C．用焦炭还原石英砂制粗硅： D．用绿矾()除去工业废水中的： 考向3 硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3（2026·广东·模拟预测）下列物质之间的转化都一步能实现，且叙述正确的是 A．Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3，H2SiO3可溶于水 B．Cu→CuO→Cu(OH)2→CuCl2，Cu(OH)2可受热分解 C．N2→NH3→NO→NO2→HNO3，包含了工业制硝酸的流程 D．S→SO2→H2SO3→Na2SO3→Na2SO4，SO2可使红色石蕊褪色 【变式1】部分含物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是 A．化合物是现代信息技术的基础材料 B．工业制取单质时同时产生氧化产物 C．向溶液中通入，可以实现的转化 D．化合物的热稳定性大于甲烷 【变式2】劳动创造幸福。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 分析员用X射线衍射仪区分普通玻璃和水晶 普通玻璃属于非晶体，水晶属于晶体 B 玻璃厂工人以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产普通玻璃 酸性： C 实验员用加热法分离和 易升华 D 考古研究员通过测定文物年代 死亡生物体中不断衰变 【变式3】关于下列物质间的直接转化关系，推理不正确的是 A．Z可为，可由Z制得X的胶体 B．Y可为，盐的热稳定性： C．X可为，Y可使品红溶液褪色 D．X、Y、Z不可能是硅及其化合物 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 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。 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 无机非金属材料可以根据其主要化学成分进行分类，主要包括以下几类： （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。 2）按性能分类 无机非金属材料也可以根据其性能进行分类，主要包括以下几类： （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、催化剂载体、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、感光材料、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。 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。 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。 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，加入适量石膏____________，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。 （3）传统无机非金属材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 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 复杂的______变化过程 组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 硅酸盐 得分速记 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。 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。 （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(SiC) ①俗名:______。 ②结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似______的结构。1 mol SiC中含有______mol Si—C键。 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。 （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 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷 （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 碳纳米管 石墨烯 ③用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 考●向●破●译 考向1 传统无机非金属材料的分类和应用 例1（2026·广东东莞·模拟预测）下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于无机非金属材料的是 (南梁革命纪念馆藏) (红军长征胜利纪念馆藏) A．劳动英雄模范石碑 B．红军党员登记表 (甘肃省博物馆藏) (八路军兰州办事处纪念馆藏) C．陕甘红军兵工厂铁工具 D．谢觉哉使用过的皮箱 【变式1·变情境】科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂。近年来，我国在航天、北斗卫星、5G技术等领域取得了举世瞩目的成就，它们均与化学有着密切联系。下列说法正确的是 A．“神舟二十号”飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，其主要成分是硅酸盐 B．“九章三号”跑出新速度，其芯片材料的主要成分为SiO2 C．天舟六号货运飞船主体材料铝合金的硬度高于金属铝 D．歼15战斗机的玻璃纤维雷达罩、聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料都属于有机高分子材料 【变式2】（2026·广东深圳·一模）华夏瑰宝，凝聚先民智慧，下列文物主要成分属于无机非金属材料的是 A．四羊青铜方尊 B．釉里红花纹玉瓶 C．战国曾侯乙墓竹简 D．西汉素纱蝉衣 【变式3】（2026·广东梅州·一模）客家先民筚路蓝缕从中原而来，在梅州形成了独具地域特色的民风民俗。下列客家博物馆藏品是由硅酸盐成分构成的是 A．唐水大车窑青釉砚 B．汉青铜箭头 C．客家竹笛 D．宋湘行书 考向2 新型无机非金属材料的分类和应用 例2（2026·甘肃嘉峪关·模拟预测）化学与能源、材料、食品等联系紧密，下列说法正确的是 A．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯都属于新型无机非金属材料，二者互为同位素 B．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 C．低压法制得的低密度聚乙烯可用于生产薄膜、绝缘材料等产品 D．氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸--内酯等都是制作豆腐常用的凝固剂 【变式1】（2026·贵州黔西南·二模）2025年我国科技领域再获新突破，下列关于最新科技涉及的化学知识叙述正确的是 A．我国首款商用可降解塑料“聚乙醇酸”，其单体为乙醇和乙酸 B．“长征十号”运载火箭使用的液氧煤油推进剂中，煤油属于纯净物 C．我国自主研发的“人造太阳”实现1.2亿摄氏度长脉冲运行，其核聚变反应属于化学变化 D．“深地一号”超深井钻探所用钻头材料为碳化硅陶瓷，碳化硅属于新型无机非金属材料 【变式2】（2026·安徽滁州·模拟预测）化学在科技发展中起到了重要的作用。下列相关说法不正确的是 A．低空飞行器使用的燃料可以用废弃食用油制备，废弃食用油的主要成分属于有机高分子 B．宇树机器人的触觉传感器材料压电陶瓷，属于新型无机非金属材料 C．新能源汽车电池外壳上盖使用的玻璃纤维或碳纤维增强树脂基属于复合材料 D．比亚迪“秦”轮胎使用低滚阻、强湿抓、耐磨性好的丁苯橡胶，该橡胶属于合成有机高分子 【变式3】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Fe2O3 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1.（2026·广东卷）中国的桥，中国的美。桥如诗，梁如虹，一柱一梁见匠心。下列桥梁构件的材质主要成分属于有机物的是 赵州桥 广济桥 A．石拱 B．木船 十七孔桥 港珠澳大桥 C．汉白玉石栏杆 D．斜拉钢索 2．（2026·广东卷）光影岁月流转，科技定格万象。下列说法正确的是 A．烛焰小孔成像。蜡烛燃烧时化学能全部转化为光能 B．凸透镜聚光成像。石英玻璃凸透镜的主要成分为硅酸钙 C．卤化银胶片感光成像。属于化合反应 D．硅基器件数字成像。单晶硅应用非常广泛，属于共价晶体 3．（2025·广东卷）中华传统技艺，凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是 A．纸哪吒 B．石印章 C．木活字 D．不锈钢针 4．（2025·广东卷）能满足下列物质间直接转化关系，且推理成立的是 单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐 A．X可为铝，盐的水溶液一定显酸性 B．X可为硫，氧化物1可使品红溶液褪色 C．X可为钠，氧化物2可与水反应生成 D．X可为碳，盐的热稳定性： 5．（2025·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 A．基石 B．斗拱 C．青瓦 D．琉璃 6．（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．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： 7．（2025·湖北卷）下列描述不能正确地反映事实的是 A．室温下与碳不发生反应，高温下可生成和 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 8．（2024·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 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Fe2O3 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $