2024版《師說》高考全程復習構想-化學統(tǒng)考版-41

第四章非金屬及其化合物

第1講碳、硅及其化合物

【考綱要求】

1.掌握碳元素?、硅元素的單質的主要性質及應用。

2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性質及應用。

3.了解碳元素?、硅元素的單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。

4.了解碳、硅的單質及其重要化合物的制備方法。

5.了解無機非金屬材料的性質和用途。

考點一碳及其化合物

基礎梳理咱我排查

1.碳

(1)存在形式既有又有。碳單質主要有金剛石、石墨、€*&>、C?o>

互為O

(2)碳單質的結構與物理性質

碳原子的排列方式：

的空間網(wǎng)狀結構

①金剛石

物理性質：

熔點硬度不導電

碳原子的排列方式：層狀結

-構，每層為的平面

網(wǎng)狀結構

②石墨

—物理性質：熔點硬度

I導電

「碳原子的排列方式「足球”狀

分子，由一邊形和一邊形

③足球排列而成

烯(一).

-物理性質：不導電

(3)碳的化學性質

①

③

濃破酸

與強輒化

性酸反應一

濃硝酸_____________________________

2.碳的氧化物（CO、CO?）的性質比較

coco2

無色無味氣體密度比空氣小難無色無味氣體密度比空氣大可溶于水

物埋性質

溶于水（溶解度小）

毒性有毒（易結合血紅蛋白）無毒（溫室效應）

還原性可燃性還原氧化鐵無（滅火）

氧化性①與熾熱炭反應②Mg在C0中燃燒

----------------2

與水反應無CO2+H2O-H2CO3

化學與堿反應Ca(OH)+CO2=CaCO1+H2O(檢驗

無25

性質（石灰水）CCh)

C,高溫

相互轉化co,--——-—co

①。2；②Cu()

用途燃料冶煉金屬滅火制汽水植物肥料化工原料等

3.碳酸（H2c03）

弱酸、不穩(wěn)定。碳酸（H2co3）只能在水中存在。H2c0,在水中與C02共存，因此常把CO2

+出0當碳酸用。

4.碳酸的正鹽和酸式鹽的比較

正鹽(CO/)酸式鹽（HCOJ）

溶解性只有鉀、鈉、錢鹽可溶一般都可溶

熱穩(wěn)定性正鹽〉酸式鹽>碳酸

溶液pH同濃度的：正鹽?酸式鹽

①C(),+H,()；②H+

相互轉化c()r、———----------^【c()3~

on-

5.C0?在自然界中的循環(huán)

C02的主要來源：大量含碳燃料的燃燒。

自然界消耗COz的主要反應：

（1）溶于江水、海水中：CO2+H2O-H2CO3；

（2）光合作用：6CO2+6H2O------>；

（3）巖石的風化：____________________________________________________________

［判斷］（正確的打“J”，錯誤的打“X”）

（1）碳有多種同素異形體，而氧不存在同素異形體（）

（2）金剛石和石墨由相同的元素組成，因此它們具有相同的性質（）

（3）石墨轉變?yōu)榻饎偸姆磻獙儆谘趸€原反應（）

（4）向空氣中排放二氧化碳會形成酸雨（）

(5)向CaCb溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO?至過量，渾濁消失()

(6)氨化的飽和食鹽水中通入足量的CO?氣體，會析出晶體()

⑺碳酸鋼可用于胃腸X射線造影檢查()

微點撥

CO?與堿反應產物的判斷

(l)CCh與單一組分反應(如CCh通入NaOH溶液)具體分析過程用數(shù)軸表示如下：

NaHCO,zNaCO

NaHCO,NacO3…華0?23

2NaOH

NaHCO3I

—--------■OH—

CO2過量1：12：1NaOH過量”(COJ

(2)CCh與多組分反應［如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液］,反應的順序是

?Ca(OH)2+CO2=CaCO3I+H20

②2NaOH+CO2=Na2CO.x+H2O

@Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3

@CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2

考點專練?層級突破

練點一碳及其化合物的性質判斷

1.近年來科學家制造出大量的新物質，對下列二種物質的相大說法錯誤的足()

簿爰■

納米碳管：具有優(yōu)良的場發(fā)射

石墨烯：從石墨中分離出來，石墨快：平面網(wǎng)狀結構的全碳

性能，制作陰極顯像管、儲氫

是最薄、最堅硬的納米材料分子，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性

材料

A.石墨烯具有良好的導電性

B.上述三種物質與金剛石互為同素異形體

C.石墨煥孔徑略大于H2分子的直徑，可作H2的提純薄膜

D.上述三種物質與濃疏酸都能發(fā)生反應，但反應產物不同

2.溶洞和鐘乳石是大自然的杰作。溶洞和鐘乳石的形成與自然界中碳及其化合物間的

轉化有著密切聯(lián)系。下列有關自然界中碳及其化合物間的轉化的說法，不正確的是()

A.溶洞是通過CaCOs與H2O、CO2作用生成可溶性的Ca(HC()3)2形成的

B.游客的參觀不會對其造成影響

C.溶洞和鐘乳石的形成過程中沒有涉及氧化還原反應

D.鐘乳石是在一定條件下可溶性的Ca(HCO3)2轉化成CaCO3的結果

練點二碳及其化合物的實驗與計算

3.標準狀況下,將3.36LCO2氣體通入200mLe00molL」NaOH溶液中,充分反應

后溶液中c(CO『)與c(HCOI)的比值為(不考慮CO打、HCO1的水解)()

A.1：1B.1：2

C.2：1D.I：3

4.確定混合氣體(CO、CO”中含有CO氣體的實驗設計方法。

2.二氧化硅

⑴存在

石英、水晶、瑪瑙、沙子(含雜質)等。

(2)物理性質

熔、沸點高，硬而脆，不溶于水。

(3)化學性質

與水不反應

酸

性

氧與堿反應(N&OH)

化

物與堿性氧化物反應(Ca())

與C反應

氧

化

性與Mg反應

特性一與HF反應SiO24-4HF=SiF4t+2H2O

與Na,C()3反應

特----------——?

殊

反一與CaC()3反應

應"-------------------

(4)用途：光導纖維、光學儀器。

3.硅酸的性質與用途

溶于水

酸性比_還弱：

Na,SiO3+CO,+H2O=

可溶性硅酸鹽與鹽酸等反應制得：

群膠可用作催化劑的載體和袋裝食品、服裝

藥品等的干燥劑

4.硅酸鹽的性質與表示方法

(l)Na2SiCh水溶液俗稱,常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。

(2)硅酸鈉溶液在空氣中易變質，反應的化學方程式為

(3)硅酸鹽組成的表示：如硅酸鈉(NazSQ)可表示為,石棉(CaMg3SiQ?

可表示為___________________________________________________________________________

5.常見無機非金屬材料

(1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。

①常見硅酸鹽材料比較

水泥玻璃陶瓷

生產原料

主要設備

生產條件高溫

②玻璃生產中的兩個重要反應:

（2）新型無機非金屬材料

①高溫結構陶瓷②生物陶瓷③壓電陶瓷

［判斷］（正確的打“，錯誤的打“X”）

（1）硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在（）

（2）硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應［）

（3）單質硅常用作半導體材料和光導纖維（）

（4）SiO2不與任何酸反應，可用石英制造耐酸容器（）

均能進行一步轉化

（5）Si-SiO2-*H2SiO3（）

（6）向一定濃度的NazSiCh溶液中通入適量CO2出現(xiàn)白色沉淀，證明H2cCh的酸性比

HzSiCh的酸性強（）

（7）傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料（）

（8）水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽產品（）

（9）水玻璃是混合物，可用于生產黏合劑和防火劑（）

微點撥

1.SiO2雖能與HF反應，但不足兩性氧化物，足酸性氧化物。

2.SiCh雖是酸肝，但難溶于水，不能直接與水作用制備HzSiCh。

高溫

3.H2cCh酸性強于HzSiCh,但高溫下可發(fā)生Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2t。

高溫

4.Si還原性強于C,但高溫下可發(fā)生2C+SiCh=一Si+2cot。

考點專練?層級突破

練點一硅及其化合物性質應用

1.下列有關硅的說法中，不正確的是（）

A.高純度的硅廣泛用于制作計算機

B.硅可由二氧化硅還原制得

C.低溫時，硅與水、空氣和酸不反應，但能與氫氟酸反應

D.自然界中硅的儲量豐富，自然界中存在大量的單質硅

2.下列關于二氧化硅的說法正確的是（）

A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應生成硅酸

B.二氧化硅制成的光導纖維，由于導電能力強而被用于制造光纜

C.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應

D.用二氧化硅制取單質硅時，當生成2.24L氣體（標準狀況）時，得到2.8g硅

3.水玻璃（NazSiO?溶液）廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產等領域，是一種重要的工業(yè)

原料。

如圖是用稻殼灰（SiO*65%?70%、C：30%?35%）制取水玻璃的工藝流程：

,i,皿兒廣NazSiO,稀溶液操作引高濃度

1永展璃

稻殼灰T反應器蘆絲■

tL濾渣軍*???T活性炭

水-----------------

下列說法正確的是（）

A.原材料稻殼灰價格低廉，且副產品活性炭有較高的經(jīng)濟價值

B.操作A與操作B完全相同

C.該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變

D.反應器中發(fā)生的復分解反應為SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

練點二硅的工業(yè)制取

4.高純度晶體硅是典型的無機非金屬材料，乂稱“半導體”材料，它可以按下列方法

制備：

①C,②HC1③過量H2

與。2十寸Si（粗）--------SiHCl3----------------------------—Si（純）

,高溫300℃J1000-1100℃

下列說法正確的是（）

高溫

A.步驟①的化學方程式為SiO2+C=Z^=Si+CO2t

B.步驟①??中每生成或反應1molSi,轉移4moi電子

C.二氧化硅能與氫氟酸反應，而硅不能與氫氟酸反應

D.SiHCh（沸點為33.0℃）中含有少量的SiQM沸點為67.6℃）,通過蒸鐲（或分儲〕可提

純SiHCh

錯,后依仙

在設計制備純硅的過程中，常遇到的知識點

（1）高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅：

SiCh+2c￡^Si（粗）+2COt

（2）粗硅與干燥HQ氣體反應制得SiHCh：

300℃

Si+3HCI---------SiHCh+H2

（3）粗硅與干燥Cb反應制得SiCl4：

G,高溫

Si（粗）+2Cb=------SiCL

（4）SiHCh與過量H2在高溫下反應制得純硅：

SiHCh+H?±i&i（地）+3HCl

（5）SiCI4與過量H2在高溫下反應制得純硅：

高溫

SiCL+2H2=——Si（先）+4HCl

練點三無機非金屬材料

5.“九秋風露越窯尹，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代

精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是（）

A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品

B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英

C.硅酸鹽制品的性質穩(wěn)定、熔點較高

D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽

6.氮化硅可用作高溫陶瓷復合材料?，在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領域有著廣泛

的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖所示：

-------焦炭/高溫?----13/722?773K------------

旋砌—釜巴而畫一------A§iClj(粗)

精懦IQV'1~/劫、|N“3I_~高溫I...I

③aSi—1(將)NH?J,|抵化硅|

其中—NH2中各元素的化合價與NW相同.

請回答下列問題：

(I)石英砂不能與堿性物質共同存放，以NaOH為例，用化學反應方程式表示其原因:

(2)圖示①?⑤的變化中，屬于氧化還原反應的是。

(3)SiCL在潮濕的空氣中劇烈水解，產生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCL：水解

的化學反應方程式為O

(4)在反應⑤中，3mHSi(NH2)4在高溫下力口熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，

則氮化硅的化學式為o

(5)在高溫下將SiCL在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應生成氮化硅，B和C兩種

，工體在一定條件下化合生成Ao

寫出SiCL與B和C兩種氣體反應的化學方程式

真題演練?素養(yǎng)通關

1.[2022?湖南卷，1]化學促進了科技進步和社會發(fā)展。下列敘述中沒有涉及化學變化的

是()

A.《神農木草經(jīng)》中記載的“石膽能化鐵為銅”

B.利用“侯氏聯(lián)合制堿法”制備純堿

C.科學家成功將CO2轉化為淀粉或葡萄糖

D.北京冬奧會場館使用CCh跨臨界直冷制冰

2.[2022?廣東卷，引廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下

列文物主要由硅酸鹽制成的是()

文物◎

選項A.南宋鎏金飾品B.蒜頭紋銀盒

選項C.廣彩瓷咖啡杯D.銅鍍金鐘座

342022?浙江6月，8］下列說法不正確的是（）

A.晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，常用于制造光導纖維

B.高壓鈉燈發(fā)出的黃光透霧能力強、射程遠，可用于道路照明

C.氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料

D.用石灰石一石膏法對燃煤煙氣進行脫硫，同時可得到石膏

4.［2021?山東卷，1］有利丁實現(xiàn)“碳達峰、碳中和"的是（）

A.風能發(fā)電B.糧食釀酒

C燃煤脫硫D.石油裂化

5.［2021?全國乙卷,7］我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和,

這對于改善環(huán)境、實現(xiàn)綠色發(fā)展至關重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相

當。下列措施中能促進碳中和最直接有效的是（）

A.將重質油裂解為輕質油作為燃料

B.大規(guī)模開采可燃冰蚱為新能源

C.通過清潔煤技術減少煤燃燒污染

D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲爵

6.［2021?湖北卷，碳中和”有利于全球氣候改善。下列有關CO2的說法錯誤的是

（）

ACO?是V形的極性分子

B.CCh可催化還原為甲酸

C.CCh晶體可用于人工增雨

D.CO2是侯氏制堿法的原料之一

7.［2021?廣東卷，4］化學創(chuàng)造美好生活。下列生產活動中，沒有運用相應化學原理的是

（）

選項生產活動化學原理

A用聚乙烯塑料制作食品保鮮膜聚乙烯燃燒生成和

co2H2O

B利用海水制取溟和鎂單質Br一可被氧化、Mg2+可被還原

C利用氫箍酸刻蝕石英制作藝術品氫氟酸可與SiCh反應

D公園的鋼鐵護欄涂刷多彩防銹漆鋼鐵與潮濕空氣隔絕可防止腐蝕

81全國卷I,7］陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有

著密切的關系。下列說法錯誤的是（）

A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵

B.聞名世界的秦兵馬誦是陶制品，由黏土經(jīng)高溫燒結而成

C.陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽

D.陶瓷化學性質穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點

第四章非金屬及其化合物

第1講碳、硅及其化合物

考點一

基礎梳理?自我排查

1.(1)游離態(tài)化合態(tài)同素異形體(2)正四面體高大正六邊形高小能

占燃占燃點；潟

正五正六=二

(3)C+ChCO?2C+O2^=^2CO3C+Fe2O3=-3C0t+2Fe2C+

SiO2=￡Bsi+2COtC+H2O(g)iMcO+H2

濃)

C+2H2soM=^=CO2t+2SO2t+2H2O

濃)

C+4HN0X=^=C02t+4NO2t+2H2O

5.(2)C6Hl2O6+6O2

(3)CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2

判斷答案：(l)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)7(7)X

考點專練?層級突破

1.解析：A項，石屋埔是一種新發(fā)現(xiàn)的材料，它的物理性質是拉力好、導電性和導熱

性好、硬度大、熔點高等：B項，同種元素的不同單質互稱同素異形體：C項，碳原孑半徑

大于氫原子，則石墨塊孔徑大于Hz分子的直徑，可以容納H2分子；D項，碳與濃硫酸反應

產物均為二氧化碳和二氧化硫。

答案：D

2.答案：B

3.解析：n(C0)=—<U>',,=0.150mol,〃(NaOH)=0.200LX1.00mol-L-1=0.200mol,

222.4Lmol-1

嘿￥=霽岑即喘?反應產物為、設其物質的量

lv<2,Na2c03NaHCO3,

n(CO2)0.1Smol3n(CO2)

分別為X、y,則=黑moL解得沈鬻鬻所以黯

x+y=0.15mol(y-u/umoin(Hco3)z

答案：B

4.答案：(1)除去混合氣體中的CO2氣體檢驗混合氣體中的CO2是否除盡除去尾氣

中的CO?氣體除去尾氣中的CO氣體、防止污染環(huán)境

△

(2)CO+CuO-Cu+CO2

(3)B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁

考點二

基礎梳理?自我排查

I.(2)Si+4HF=SiF4t+2H2tNa2SiO3+2H2t

△高溫

Si+O2-SiO2(3)SiO2+2C=iSi+2COt

2.(3)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O

CaO+SiO,SMcaSiO^SiO2+2CSMsi+2COt

高溫

2Mg+SiO2==2MgO+Si

1可溫

Na2CO3+SiO2=_Na2SiO3+CO2t

CaCO3+SiO：=^=CaSiO34-CO2t

3.難碳酸Na2co3+FhSiO31HzSiCh^^SQ+FhONa2SiO3+2HCl=H2SiO3

I+2NaCI

4.⑴水玻璃(2)Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO5\(3)Na2O-SiO2

CaO-3MgO-4SiO2

5.(1)石灰石、黏土純堿、石灰石和石英黏二水泥回轉窯玻璃窯陶瓷窯

?在溫?耳溫

Na2CO3+SiO2==Na2SiO34-CO2tCaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2t

判斷答案：(1)V(2)X(3)X(4)X(5)X(6)7(7)V(8)X(9)J

考點專練?層級突破

1.解析：硅是重要的半導體材料，可用于生產制造計算機中的芯片，A正確；2C+SiO2

戶;*K

=_Si+2COt,B正確；常溫下，Si的性質穩(wěn)定，但可以與F2、HF、強堿溶液反應，C

正確；自然界中不存在單質硅，D錯誤。

答案：D

2.解析：二氧化硅是酸性氧化物，但是二氯化硅不溶于水，與水不反應，故A錯誤；

二氧化硅制成的光導纖維，由于其良好的光學特性而被用于制造光纜，故B錯誤；碳酸的

酸性強于硅酸，二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但在高溫時，二氧化硅能夠與碳酸鈉固體

戶;潟

反應生成硅酸鈉和二氧化碳，故C正確；由方程式SiO2+2C=2=Si+2cOf,可知當生成

2.24L(標準狀況)即0.1mol氣體時，得到0.()5mol即1.4g硅，故D錯誤。

答案：C

3.解析：A項，稻殼灰來源廣泛，價格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟價值，

正確；B項，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯誤；C項，二氧

化硅中，硅元素的化合價是+4價，硅酸鈉中，硅元素的化合價是+4價，所以該流程中硅

元素的化合價沒有發(fā)生改變，錯誤；D項，由復分解反應的概念可知，SiO2+

2NaOH=Na2SiO3+H2O,不屬于復分解反應，錯誤。

答案：A

4.解析：A項，步驟①的化學方程式為SiO?+2C巴㈣Si+2cOt；B項，步驟②③中

每生成或反應1molSi,轉移2moi電子；C項，硅能與氫氟酸反應生成SiF4和氫氣；D項，

SiHCh和SiCl4的沸點相差較大，可通過蒸倒(或分館)提純SiHCho

答案：D

5.解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；純堿、石灰石和石英是制玻

璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項錯誤；硅酸鹽制品性質穩(wěn)定、熔點高，C

項正確；沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅液鹽，D項錯誤。

答案：C

6.解析；石英砂不能與堿性物質共同存放的實質是SiO?與堿性物質可以發(fā)生反應。反

應①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應，反應②是硅單質與C12反應，也是氧化還原反應。

SiCL水解可以看做Si結合四個OFF生成H』SiO4,H4SiO4不穩(wěn)定失水生成HzSiCh,Cl結合

H+生成HC1。氮化硅的化學式可通過題目信息運用質量守恒求得。結合題給信息，SiCL與

N2、比反應可得到Sisi和HC1。

答案：(DSiC)2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

⑵①②

(3)SiC14+3H2O=4HClt+H2SQ3I

(4)Si3N4

高溫

(5)3SiC14+2N?+6H2=Lsi3N4+I2HC1

真題演練?