4.4碳硅及其化合物课件2027届高考化学一轮复习

该高中化学高考复习课件聚焦“碳、硅及无机非金属材料”专题，依据高考评价体系梳理了碳硅单质及化合物性质、转化规律、材料分类三大核心考点，通过2023-2025年云南、湖北等多省真题统计，明确了硅制备、CO₂反应图像分析等高频考向，归纳出性质应用判断、流程题解答等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题溯源+素养导向”的复习策略，如结合2025云南卷Si制备真题，运用科学思维构建“粗硅→三氯硅烷→高纯硅”反应模型，通过科学探究与实践分析实验流程缺陷。特设“易错警示”（如SiO₂与HF反应误区）和“答题模板”，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此精准定位考点，提升复习效率。

考点一 碳及其化合物 知识点: 碳单质，碳的氧化物，碳酸、碳酸盐、碳元素在自然界中的循环、CO2与碱、盐溶液的反应规律 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用、CO2与碱反应图像分析 考向2 考查碳元素在自然界中的循环 考点二 硅及基化合物 知识点：单质硅 、二氧化硅、硅酸 、硅酸盐、碳、硅及其化合物性质“反常”小结 考向：考查硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的性质及其应用 硅制备 考点三 无机非金属材料 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 4.4 碳、硅及无机非金属材料 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 碳及其化合物 选择题 非选择题 云南卷T1 湖北卷T1 河北卷T1 甘肃卷T4 新课标卷T7 北京卷T8 广东卷T7 河北卷T4 浙江1月卷T7 天津卷T5 硅及其化合物 选择题 非选择题 云南卷T7 湖北卷T3 陕晋青宁卷卷T3 全国甲卷T8 广东卷T3 湖北卷T3 河北卷T2 天津卷T4 广东卷T3 无机非金属材料 选择题 非选择题 河北卷T1 甘肃卷T1 陕晋青宁卷卷T1 江西卷T1 天津卷T1 广东卷T1 河北卷T1 吉林卷T1 浙江6月卷T1 广东卷T1 2 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、了解化学品的合理使用和注意事项。 3、掌握C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。 4、了解无机非金属材料的生产及主要性能，以及对社会发展 的影响。注重联系生活实际。 4.4 碳、硅及无机非金属材料 3 思维导图 【知识提要】碳、硅元素的单质及其化合物之间的转化关系 5 4.4.1 碳及其化合物 一、碳单质 1、碳原子的结构及碳元素的存在 C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。 【注意】石墨烯本身为纯净物，是C的同素异形体的一种； 但石墨烯材料为混合物 3种常见的碳单质及其结构 金刚石 石墨 C60 一、碳单质 金刚石 石墨 C60 C排列方式 正四面体的空间网状结构 正六边形的平面层状结构 “足球”状分子，由正五边形和正六边形排列而成 C杂化 sp3 sp2杂化 sp2杂化 物理性质 熔点高，硬度大，不导电 熔点高，硬度小，能导电 不导电 a、与O2反应①O2不足:2C＋O2 2CO O2充足:C＋O2 CO2 b、与氧化物反应 c、与强氧化性酸反应 点燃 点燃 ①与CuO反应：2CuO＋C 2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； ②与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C 2Fe＋3CO↑(冶炼金属)； ③与CO2反应：CO2＋C 2CO； ④与水蒸气反应：C＋H2O(g) CO＋H2(制水煤气)； ⑤与SiO2反应：SiO2＋2C Si＋2CO↑(制粗硅)； SiO2＋3C SiC＋2CO↑(制金刚砂) 高温 高温 高温 高温 高温 高温 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。 △ △ 一、碳单质 3.化学性质 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, 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。 钻头 铅笔芯 电极 臭 家庭取暖、做饭 金属 一、碳单质 4、碳的用途 二、 碳的氧化物 色态味 密度 水溶性 毒性 相互转化 CO 无色 无味 气体 比空气小 难溶 有(易结合血红蛋白) 比空气大 能溶 无(温室效应) 1.碳的氧化物的物理性质 2、CO的氧化物的化学性质 CO具有较强的______性，可以与、金属氧化物等发生反应。 如与反应：___________________________。 2CO+O2==2CO2 CO+CuO==CO2+Cu 还原 3、CO2的氧化物的化学性质 二、 碳的氧化物 （1）酸性氧化物的通性 （2）CO2的氧化性 （3） 与盐溶液的反应--------“强酸制弱酸” ①与碳酸钠： ② ⑤ 【注意】CO2可以使石蕊溶液变红 12 （3） 与盐溶液的反应-----“强酸制弱酸” ⑧侯氏制碱法 3、CO2的氧化物的化学性质 4.用途①CO:作_____，________； ②_____，制碳酸汽水饮料；植物_____；化工原料等。 工业油清洗剂，人工降雨剂，焊接保护气，冷藏，食品保护 燃料 冶炼金属 灭火 肥料 气体的除杂方法，括弧内为杂质 CO( ) 通过盛有__________的洗气瓶，然后干燥气体 ( ) 通过盛有__________的硬质玻璃管 ( ) 通过盛放__________的硬质玻璃管 ( ) 通过盛有_______________或________________的洗气瓶，然后干燥气体 (HCl) 通过盛有_________________的洗气瓶，然后干燥气体 NaOH溶液 灼热CuO 灼热铜网 饱和溶液 酸性溶液 饱和溶液 二、 碳的氧化物 [思考]可以用来人工增雨作业的化学试剂有哪些？ 1、碳酸:二____ 酸、不稳定，常用__________代替， 但酸性 比_____、______强。 三、 碳酸、碳酸盐 元弱 2、碳酸的正盐和酸式盐的比较 正盐() 酸式盐) 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 同浓度：正盐＞酸式盐 相互转化 苯酚 次氯酸 四、碳元素在自然界中的循环 的主要来源：大量__________的燃烧。 含碳燃料 2、自然界消耗的主要反应： 、溶于江水、海水中：______________________； 光合作用将转化为____； 岩石的风化：_________________________________。 1、与碱溶液的反应 (1)反应原理: 五、CO2与碱、盐溶液的反应规律 [知识提要] 1、向或溶液中通入SO2气体，由于盐酸的酸性比 碳酸的强，不产生或沉淀。但通入 或溶液发生氧化还原反应，均有沉淀产生。 2、澄清石灰水只用于检验，不能用于除去混合气体中的， 若要除去CO2应用NaOH溶液除去； 3、①强酸制弱酸是重要的反应规律，但不可认为弱酸就不能制强酸。 与苯酚钠或次氯酸钠溶液反应的产物与用量无关，都生 成，因为酸性 因酸性 ；但CO2与次氯酸钙的反应，产物 与CO2用量有关 【变式】下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是( ) 选项 劳动项目 化学知识 A 危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸 浓硫酸具有脱水性 B 收纳师用活性炭去除冰箱内异味 活性炭具有吸附作用 C 医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多 能与盐酸反应 D 葡萄酒生产中添加适量 具有抗氧化作用 A 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 例2将和混合并配成溶液，向溶液中滴加 稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成 的物质的量的关系的是( ) C A. B. C. D.&23 & A.与CO2反应后溶液: B.向粉末中加少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随吸热现象 C.NaOH溶液中通入一定量充分反应后， 所得溶液的溶质为 D.若忽略和浓度的变化，在滴加 盐酸前，溶液约为10.3 【变式】已知时：的电离平衡常数 ，向溶液中通一定量 充分反应后，向所得溶液中逐滴滴加的盐酸，所得气体 的体积与所加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( ) B 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 2.将足量的不断通入、、 混合溶液中， 生成沉淀的物质的量与所通入 的体积关系如图。下列关于整 个反应过程的叙述不正确的是( ) A、段反应的化学方程式是 B、段与 段所发生的反应相同 C、段沉淀减少是由于固体溶解 D、段反应的离子方程式是 B 21 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 例3下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是( ) B A.a是最简单的有机化合物 B.b在高温下被氧化成e C.d与血红蛋白结合的能力比强 D.将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m ①过程Ⅰ反应中 CO2 作______ （填“氧化”或“还原”）剂，每 生成 可转化 的体积为_______(标准状况) ②该转化的优点：______________________________________________。 【变式】利用缺铁氧化物可实现 的综合利用，构建低碳循环。 氧化 将转化为C和；利用了太阳能；可循环使用 [解析] 据图可知，可以将 转化为C，过程Ⅰ反应的化学方程式为，可知生成消耗，而 又在高温下分解为和 ，可实现缺铁氧化物的循环利用。 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 23 一、单质硅 1.硅的存在、结构、物理性质、用途 (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：周期表位置，电子排布式为____________， 核外电子空间运动状态有___种，不成对电子数有___个； 原子以___杂化，1mol 形成___个键， 原子的配位数为___，最小的环是___元环， 1个环中平均含____个原子，含键数为___。 晶体 无定形 无 化合 二氧化硅 硅酸盐 氧 第二 硅元素是亲氧元素 4.4.2 硅及其化合物 (3)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________________________。 (4)硅的用途：________材料、________电池、________芯片 和______设备等 灰黑 金属光泽 硬 脆 金刚石 很高 大 导体 绝缘体 半导体材料 合金 金刚石、碳化硅、晶体硅 半导体 太阳能 计算机 耐酸 一、单质硅 1.硅的存在、结构、物理性质、用途 2.硅的化学性质硅________，主要形成______化合物 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： ②与NaOH溶液： ③与: 高温-----加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。 ①与反应：_________________。 ②与反应：________________。 ③与C反应：_________________。 ④与N2反应 不活泼 四价 氢氟酸 氟气 强碱 △ 高温 SiC 高温 高温 3.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。 焦炭 粗硅 三氯硅烷 氢气 (2)制备流程： (3)涉及的主要化学反应 二、 二氧化硅 1.存在 普通的沙：细小的石英晶体 水晶：纯石英，无色透明晶体 2.物理性质： 溶于水，熔点 ，硬度 。 难 高 大 3.二氧化硅的结构 杂化方式、成键数目、空间结构 晶体类型、 4、二氧化硅的化学性质 （1）酸性氧化物（不溶于水，不和水反应） 与碱反应 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O↑ 与碱性氧化物反应 SiO2 + CaO CaSiO3 高温 与盐反应 SiO2 + Na2CO3 == Na2SiO3+CO2↑ 高温 （2）氧化性 高温 SiO2 + 2C Si + 2CO↑ （3）溶于氢氟酸 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。 ②是制__________的重要原料。 ③石英用于制造石英玻璃，________的化学仪器。 ④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。 光导纤维 耐高温 【知识提要】1、由于玻璃的成分中含，故实验室盛放碱液的 试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞，因与碱溶液反应生成具有黏 性的，使瓶盖和瓶体粘在一起。 2、用焦炭还原，产物是CO而不是。 3、粗硅中含碳等杂质，与反应生成的中含有等杂质， 经过分馏提纯后，再用还原，得到高纯度硅。 4、未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的 5、因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的反应， 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。 6、是的酸酐，但不与水反应，不能用直接与 水作用制备 7、不能依据反应来说明C的还原性比强， 也不能依据反应来说明水 化物的酸性比强。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。 8、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。 9、不要混淆二氧化硅和硅的用途：制作光导纤维的是， 制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 10、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 能与NaOH反应，铝坩埚主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 三、硅酸 H2SiO3 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_______”。 白 不 “硅胶 2.用途：硅胶可作______的载体和袋装食品、瓶装药品的________。 催化剂 干燥剂 3.硅酸的制备：由于不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐 与其他酸反应制得的。________________________________ _________ _________________________________酸性____ ＞ 4、化学性质(1)弱酸性：酸性很弱，比碳酸酸性还___，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____，受热分解为和： ______________________。 弱 强碱 差 四、硅酸盐 1.定义 2.表示方法—常用________的形式表示 石棉可表示为 。 氧化物 由________和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 硅、氧 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____________， 长石__________________。 活泼 较活泼 · 3、硅酸钠又称泡花碱 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： 与盐酸反应：________________________________ 与水溶液反应：_________________________ ③用途：______剂(矿物胶)、______剂和__________材料。 白 可 水玻璃 黏合 防腐 耐火阻燃 四、硅酸盐 五、碳、硅及其化合物性质“反常”小结 1.一般非金属元素单质熔、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。 2.一般非金属单质为_____体，但硅为_____体,石墨为电的______体。 3.还原性___于C，但C在高温下能还原出：___________________ 4.非金属单质与碱反应一般既作______剂又作______剂，且____H2 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： 低 小 高 大 最大 绝缘 半导 良导 强 氧化 还原 无 还原 不 氢氟酸 五、碳、硅及其化合物性质“反常”小结 6、一般碱性氧化物酸盐水，二氧化硅是______氧化物， 却能与________反应：__________________________ ___属于盐，故不是两性氧化物)。 7、一般情况下，无机酸____溶于水，但硅酸却____溶于水。 8、胶体) （脱离体系促进反应） 9、一般情况下，金属能置换出水中的氢，但C在高温下 10、一般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。 酸性 氢氟酸 不 能 难 不 不 1、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；易与空气中的反应，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。 3、硅与金刚石结构类似高熔点、半导体；制芯片、太阳能电池 4、：四面体网状结构高硬度、化学惰性 的光学透明性：光纤、光学仪器 ①工业制硅： ②玻璃制备： 5、硅酸制备： HF可以刻蚀玻璃实验 【知识提要】 高温 高温 高温 考向2 考查硅的制备 例2 半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉及的主要反应为:① ②；③。 下列说法错误的是( ) B A、硅晶体中含单键数为 B、反应②中每生成转移电子数为 C、中原子的价层电子对数为 D、中含中子数为 【变式】硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。晶体硅中 的杂质会影响其导电性能。工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯 度为左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅，其原理如下： 下列说法正确的是( ) A.步骤①中得到粗硅的化学方程式： B.已知中H元素化合价为，则电负性： C.流程中含硅元素物质均属共价晶体，熔点： D.由粗硅制备高纯硅的过程中，可循环使用的物质主要有HCl和 D 【变式】高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备： 已知：电负性 ;下列说法正确的是( ) A A.反应②中，每消耗，转移的电子数为 B.反应①中，每生成，得到个 C.晶体硅中含共价键数为 D.反应③中，每消耗，生成 【变式】“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：，下列说法正确的是（ ） D A、步骤①的反应为，说明非金属性C>Si B、整个过程中只有可以循环利用 C、步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D、与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 【信息提示】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300℃下反应制得： (2)与过量在高温1100℃下反应制得纯硅： (3) (4)与水反应： (5)在空气中易自燃，还原性大于CH4 高温 高温 高温 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ） ①硅酸盐其中铁为价)用氧化物的形式 表示为 ②水泥、玻璃、玛瑙饰物都是硅酸盐制品 ③硅酸盐都难溶于水 ④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 A.②③ B.①③ C.①④ D.④ D 【变式】与碳酸盐不同，硅酸盐结构复杂、种类繁多，下图为辉石单链和闪石双链两种硅酸根的结构(图中每个顶点代表1个氧原子，硅原子位于氧原子构成的四面体空隙中)。下列说法错误的是（ ） B A.两种硅酸根中元素的化合价均为 B.辉石单链中每个氧与其相邻的氧原子以共价键形式相连 C.闪石双链的化学式为 D.SiO32-不能像CO32-一样形成简单离子是因Si的半径大较难形成键 1、无机非金属材料----从组成，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。 硅、氧 耐高温 抗腐蚀 硬度高 光学 电学 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 一、传统无机非金属材料 4.4.3 传统无机非金属材料 2、分类可以根据化学成分和性能进行分类。2）按性能分类 (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、超硬、耐磨、韧性和摩擦材料等。 ②热学性能：耐火、绝热(保温材料)、传热和防火材料等。 ③化学性能：耐腐蚀、防水、吸附、离子交换和胶凝材料 ④光学性能：电光、导光、透光、荧光、发光、分光材料等 ⑤电学性能：绝缘、介电、压电、铁电、超导、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。 一、传统无机非金属材料 3、传统无机非金属材料 (1)含义:传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，如水泥、玻璃、陶瓷 等使用历史比较久远的硅酸盐材料。 (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。 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 和 纯碱、石灰石和石英砂 物理变化和化学变化 一、传统无机非金属材料 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。 黏土和石灰石 调节水泥硬化速率 混凝土 3、传统无机非金属材料 一、传统无机非金属材料 一、传统无机非金属材料 3、传统无机非金属材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 原料 黏土、石灰石、石膏 石灰石、石英砂、纯碱 黏土 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，加适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得 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；发生复杂的物理和化学变化而成 变化 复杂____________变化 复杂 _ _____变化 复杂_ _____变化 组成 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 硅酸盐 物理、化学 物理化学 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。 物理、化学 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 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。 中含有___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。 高纯度 光学和电学 金刚砂 金刚石 4 大 砂纸和砂轮 高温 氧化 耐高温 耐高温半导体 二、新型无机非金属材料 二、新型无机非金属材料 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 SiC、Si3N4 与某些金属氧化物等烧结成 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 钇系(YBCO / YBa2Cu3O7-δ) 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。 类型 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。 二、新型无机非金属材料 例1、1月22号，河南博物院、郑州博物馆推出了“太平如意河南博物院藏明清珍宝展”，希望大家在欣赏珍宝的同时，了解中国吉祥文化，感悟中国古代工匠精神，下列描述错误的是( ) A.“瑞瓷纳福”属于硅酸盐材料 B.“金银同辉”属于合金材料 C.“吉象雅珍”所用象牙的主要成分羟基磷灰石属于有机物 D.“玉意嘉祥”属于硅酸盐材料 C 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 A．九霄环佩木古 B．河姆渡出土陶灶 C．云龙纹丝绸 D．曾侯乙青铜编钟 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 【变式】中华文明源远流长，下列古文物由硅酸盐材料制成的是( ) B 【变式】下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是（ ） A、春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅 B、西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料 C、宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙 D、明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐 D 考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 例2下列说法错误的是( ) A.“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷，其属于新型 无机非金属材料 B.歼-20上的碳纤维被誉为新材料之王，碳纤维属于无机非金属材料 C.“生铁流出时，众人疾搅，即时炒成熟铁”炒铁是为了降低铁水中 的碳含量，则生铁比熟铁更易被腐蚀 D.2022年冬奥会部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，其中 碲和镉均属于主族元素 D 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 【变式】化学促进航空航天事业蓬勃发展。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.天和核心舱中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料 D.火星表土中赤铁矿主要成分为 D 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 【变式】化学物质在航空航天领域用途广泛。下列有关物质用途说法错误的是（ ） A.可作航天飞行器的太阳能电池板 B.和可作火箭发射的推进剂 C.高温结构陶瓷可作航天飞船发动机材料 D.耐高温碳纤维可作航天服材料 A 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用 【变式】宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述错误的是（ ） B A.它耐高温、抗氧化 B.它比钢铁轻，但质地较脆 C.它没有固定熔点 D.它是一种新型无机非金属材料 例2 氮化硅(Si3N4)素有“结构陶瓷之王”的美称。工业上常采用下列两种方法制备氮化硅。Ⅰ.在冰水浴条件下，向SiCl4(遇水剧烈水解，沸点为57.7 ℃)中通入氨气制取Si，再加热Si得到Si3N4。Ⅱ.SiCl4在高温条件下与H2、N2反应生成Si3N4。说法错误的是（　） A.若在实验室制备，上述两种方法都要求使用仪器保持干燥 B.方法Ⅰ中可用蘸有浓盐酸的玻璃棒在导管口检验空气已排尽 C.Si3N4陶瓷具有熔点高、硬度大等特点，属新型无机非金属材料 D.方法Ⅱ总反应为3SiCl4+8N2+24H2Si3N4+12NH4Cl √ 60 例1 新材料的新秀——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( ) D 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.二者和石墨都互为同素异形体 D.氧化石墨烯具有一定的亲水性 61 【考向】 工业上制取高纯硅 例3 三氯甲硅烷 是制取高纯硅的重要原 料，常温下为无色液体，沸点为 ，熔点为 ，易水解。实验室根据反应 ，利用如右装置制备 粗品（加热及夹持装置略）。回答问题： （1）制备时进行操作:(ⅰ) ；(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中； （ⅲ）通 一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为_____ ____；判断制备反应结束的实验现象是__________________________。图示 装置存在的两处缺陷是____________________________________________________。 检查装置气密性 冷凝管下端不再有液体滴下 装置C、D之间没有干燥装置，D后面没有处理氢气装置 （2）已知电负性：,在浓 溶液中发生反应的方程式为 _______________________________________________。 62 （3）采用如下方法测定溶有少量的 纯度。 样品经水解、干燥 等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①________，②______， ③称量等操作，测得所得固体氧化物的质量为 ，从下列仪器中选出 ①、②中需使用的仪器，依次为____（填标号）。测得样品纯度为 _ ______________(用含、 代数式表示) 高温灼烧 冷却 63 1.云南卷)稻壳制备纳米的流程如下。下列说法错误的是( ) B A.可与NaOH溶液反应 B.盐酸在该工艺中体现了还原性 C.高纯可用于制造硅太阳能电池 D.制备纳米： 650℃ 650℃ 高考真题再现 64 2.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Si和CO 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 3.江西)景德镇青花瓷是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色， 上釉后高温烧制而成的青蓝色彩瓷。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 B C 65 4.广东卷)下列说法不正确的是( ) A.制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B.机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C.基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC D.目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 C 5.河北卷)实验室化学试剂的保存方法说法错误的是( ) A.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 B.氢氧化钠溶液保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中 C.高锰酸钾和乙醇不能同时保存在同一药品柜中 D.金属钠保存在煤油中 B 66 7.广东卷)建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。 下列说法正确的是( ) A.千家万户通光纤，光纤的主要材质为Si B.乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料 C.美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水 D.均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖 D 6.天津卷)下列常见物质及用途，错误的是( ) A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多 B.可用于制造光导纤维 C.是铁红，可以用作染料 D.钠起火，可以使用水基灭火器扑灭 D 67 $