考点16碳、硅及无机非全属材料（核心考点精讲精练）-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（新高考）（原卷版）

考点16碳、硅及无机非全属材料目录TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真题考点分布 12.命题规律及备考策略 1 2考法01碳族元素碳 2考法02硅及其重要化合物 5考法03无机非金属材料 8 101.高考真题考点分布考点内容考点分布碳及其化合物2023浙江1月7题，3分；2022江苏卷7题，3分；2022福建卷1题，4分；2021山东卷1题，2分；2021湖北卷1题，3分；2021全国乙卷1题，6分；2021海南卷1题，2分硅及其化合物2024浙江1月7题，3分；2023湖北卷3题，3分；2023辽宁卷3题，3分；2022山东卷18题，12分；2022广东卷3题，2分；2022江苏卷6题，3分；2022浙江1月10题，2分；2021辽宁卷1题，3分无机非金属材料2023浙江6月1题，3分；2023湖南卷1题，3分；2022河北卷1题，3分；2022广东卷3题，2分；2021重庆卷1题，3分2.命题规律及备考策略【命题规律】高频考点从近几年全国高考试题来看，二氧化碳、硅、二氧化硅的性质和用途仍是高考命题的热点。【备考策略】由粗硅制备多晶硅的过程【命题预测】预计2025年高考会以新的情境载体结合环境保护等考查二氧化碳的资源化利用，还可能以新材料、新工艺为载体，考查碳、硅及其化合物的结构、性质及应用等知识，题目难度一般较小。考法01碳族元素碳1．碳族元素(1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为。(2)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为。2．金刚石、石墨、C60的物理性质金刚石石墨C60晶体类型晶体晶体晶体物理性质熔点，硬度，导电熔点，硬度，导电熔点，导电主要用途钻石制作，切割工具，钻探机的钻头等做电极、润滑剂、铅笔芯广泛应用于超导、医学领域3.碳及其氧化物（1）C①与O2反应O2充足：。O2不足：。②与氧化物反应在高温下还原氧化铁：。与炽热的水蒸气反应：。③与酸反应在加热条件下与浓硫酸反应：。在加热条件下与浓硝酸反应：。（2）CO①物理性质：无色无味气体，难溶于水。②化学性质在O2中点燃：。在高温下还原氧化铁：。（3）CO2①物理性质：无色无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。②化学性质向氢氧化钙溶液中通入少量CO2：。向氢氧化钙溶液中通入过量CO2：。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质()2．水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼()3．二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性()4．低碳环保中的“碳”是指二氧化碳()5．石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应()6．向空气中排放二氧化碳会形成酸雨()7．向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()8．向氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体()考向01考查碳及其化合物性质【例1】（2024·河北邯郸·一模）下列有关碳及其化合物的说法正确的是()A.CO2不是导致温室效应的主要气体B.CO和CO2组成元素相同，所以他们的化学性质相同C.金刚石、石墨是碳的单质，而C60是碳的化合物D.在高温条件下，碳能使CO2转变成CO考向02考查碳及其化合物实验【例2】（2024·广东惠州·一模）某混合气体可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成，为确定其组成，在老师的指导下，化学实验小组的同学对该混合气体的组成进行了如图的探究实验：【查阅资料】脱氧剂(还原铁粉能够吸收氧气和水蒸气)。【实验设计】用如图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。【实验步骤】①检查装置气密性；②先通入一定量的氮气之后；③再通入该混合气体，点燃酒精灯。【实验现象】步骤③实验过程中，A装置中无明显现象，B和F装置均出现白色沉淀，E装置中黑色粉末变成了红色。(1)【实验结论】该混合气体由________组成。【实验反思】(2)B、C装置的作用分别是______、__________。(3)步骤②先通入一定量氮气的目的是_________________________________________。(4)E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________。(5)F中需要处理的尾气主要成分是________，具体处理方法可以是________________。【对点1】（2024·山东济南·模拟）如图是某元素常见物质的“价一类”二维图，f为钠盐。下列说法不正确的是A．物质a既可被氧化，也可被还原B．可存在a→b→d→e→f的转化关系C．可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量cD．向足量f溶液中加入少量稀盐酸，一定没有CO2产生【对点2】（2024·辽宁大连·模拟）我国倡导低碳生活，减少二氧化碳的排放，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用。实际生产中，常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其工艺流程如图所示（部分条件及物质未标出），下列说法正确的是A．CO2是引起酸雨的主要物质之一 B．整个过程中，只有CO2可循环利用C．能源消耗低是该技术的一大优点 D．该生产过程中，没有涉及到氧化还原反应考法02硅及其重要化合物1．硅的存在自然界中硅元素仅有，在地壳中含量仅次于，主要以和的形式存在。2．硅单质(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为与F2：；与HF：；与NaOH：。(2)在加热的条件下可以与氧气、氯气等反应。(3)粗硅的制取：。(4)硅单质的用途①良好的半导体材料；②硅太阳能电池；③计算机芯片。3．二氧化硅(1)物理性质：硬度，熔、沸点，常温下为固体，不溶于水。(2)化学性质SiO2为，是硅酸的酸酐。①SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。②在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为。③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。④常温下与氢氟酸反应的化学方程式为，可用于刻蚀玻璃。(3)用途：、光学仪器、电子部件。4．硅酸(H2SiO3)5．硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、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)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称，溶液呈碱性，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。(3)硅酸盐写成氧化物形式的顺序：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，石棉(CaMg3Si4O12)用氧化物的形式表示为。6.硅及其重要化合物转化关系（1）将Si、SiO2、SiF4、H2SiO3、Na2SiO3填在下面空白处。（2）写出图中序号对应的化学方程式。①②③④⑤⑥⑦⑧⑨。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料()2．非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4()3．SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸()4．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是一种建筑行业常用的黏合剂()5．SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃()6．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶()7．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能()8．工业上制取粗硅的反应是SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋CO2↑()9．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强()考向01考查硅和二氧化硅的性质【例1】（2024·天津南开·一模）高纯硅是典型的无机非金属材料，它可以按下列方法制备：SiO2eq\o(→,\s\up11(①C),\s\do4(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up11(②HCl),\s\do4(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up11(③过量H2),\s\do4(1100℃))Si(纯)下列说法不正确的是()A.步骤①的化学方程式：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B.步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子C.步骤③中的反应为氧化还原反应D.高纯硅是制造手机芯片的常用材料，SiO2是制造太阳能电池的基本原料【思维建模】(1)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但石墨为导体、硅为半导体。(2)非金属单质一般不与酸反应，但Si既能与NaOH溶液反应又能与HF反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。(3)SiO2既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但SiO2不是两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物。(4)SiO2能与氢氟酸反应，故不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻璃。(5)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。考向02考查硅酸盐的性质和用途【例2】（2024·广东东莞·二模）中华文化源远流长、博大精深。下列文物主要是由硅酸盐类材料构成的是文物

河北省博物馆中的长信宫灯西周玉鹿明代象牙雕寿星战国青瓷罐选项ABCD【对点1】（2024·山东济南·模拟）下列叙述正确的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B.因为CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D.SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以SiO2属于两性氧化物【对点2】（2024·辽宁沈阳·期末）中华民族在五千年悠久的历史长河中，创造了无数灿烂的文化。随着生产力的发展和人们审美意识的不断提高，物品的制作也有一个不断进步和发展的过程。下列物品主要由硅酸盐材料制成的是物品选项A．汉代龙形玉觿B．明金凤冠装饰品C．清鎏金铜冠顶D．民国花纹老银簪考法03无机非金属材料1.传统无机非金属材料水泥玻璃陶瓷主要原料、黏土、、石英砂主要设备窑窑窑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具有生物功能请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐()2．碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作()3．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化()4．石墨烯的电阻率低，热导率也低()5．冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料()考向01考查传统无机非金属材料【例1】（2024·天津南开·一模）水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生改变D.反应器中发生的反应为氧化还原反应考向02考查新型无机非金属材料【例2】（2024·江苏南京·二模）碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关于纳米管说法不正确的是()A.纳米管孔径较大，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性B.碳纳米管拥有极高的熔点C.纳米管是一种新型有机纳米材料D.纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成【对点1】（2024·湖南·统考）“琴棋书画”被誉为中国四大古老的文化艺术，常用来表示个人的文化素养。下列“琴棋书画”实物中，主要由无机非金属材料制成的是

A．蚕丝琴弦B．釉瓷棋子C．猪鬃毛笔D．宣纸画卷【对点2】（2024·河南·联考）近年来，我国在航空航天、通信、环保等领域取得了举世瞩目的成就。下列说法正确的是（）A.富勒烯、石墨烯和碳纳米管等碳纳米材料均属于新型无机非金属材料B.Si3N4俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料C.“神舟十四号”载人飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐D.二氧化硅常被用于制造光缆，是由于其导电能力强1．（2024·江苏苏州·期中）我国努力发展芯片产业，推进科技自立自强。制造芯片所用的单晶硅属于A．单质 B．盐 C．氧化物 D．混合物2．（2024·黑龙江绥化·期中）“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”诗句中的“沙”的主要成分是，下列说法错误的是A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺 B．“水玻璃”可以由与NaOH溶液反应制得C．是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一 D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应3．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）5月3日，“嫦娥六号”探测器在海南文昌航天发射场由长征五号遥八运载火箭发射升空，踏上人类首次月背采样返回之旅，并于5月8日成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。下列有关说法错误的是A．“嫦娥六号”所用的太阳能电池帆板的主要原料是硅B．长征五号遥八运载火箭使用液氧、液氢推进剂，产物对环境无污染C．“嫦娥六号”所带回的月壤可以通过红外光谱测得所含有的元素种类D．长征五号系列运载火箭所使用的耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料4．（2024·重庆江津·期末）下列有关硅及其化合物的说法中不正确的是A．在粗硅的提取中发生反应：2C+SiO22CO↑+Si，硅元素被还原B．Si和SiO2均能与NaOH溶液反应生成硅酸钠C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D．由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸5．（2024·安徽合肥·三模）化学推动科技进步，下列说法错误的是A．“长征七号”采用液氧、煤油等作为推进剂，煤油是烃的混合物B．华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用的主要材料均为晶体硅C．歼—20飞机上用到的氮化镓材料属于合金材料D．“神舟十七号”发动机的耐高温结构材料碳化硅属于共价晶体6．（2024·河南·模拟预测）2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建造的“空间环境地面模拟装置”正式通过国家验收。下列说法正确的是A．装置中“太阳能电池板”的主要成分为二氧化硅B．装置的主要支架采用合金，合金的熔点一定比各成分金属的低C．室内采用石墨烯储能电池，石墨烯与石墨互为同分异构体D．部分实验装置的外壳采用聚氯乙烯，聚氯乙烯属于合成高分子材料7．（2024·广东江门·三模）百年变局，科技创新是“关键变量”，下列科技成果中所蕴含的化学知识叙述不正确的是A．“北斗卫星”使用的氮化镓芯片属于新型无机非金属材料B．量子计算机“悟空”传导信号用的光纤主要成分是C．“天宫”空间站存储器使用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体D．“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时，工作时发生化学变化8．（2024·福建龙岩·期中）中华文化源远流长、博大精深，云南省馆藏文物是中华文化的重要代表。下列文物主要是由硅酸盐材料制成的是文物战国牛虎铜案溪山行旅图西汉滇王编钟新石器时代鸡形陶壶选项ABCD9．（2024·甘肃金昌·模拟）关于无机非金属材料下列说法正确的是A．氮化硅陶瓷、光导纤维、石英玻璃都属于新型无机非金属材料B．硅酸盐中Si和O构成了硅氧四面体，每个Si结合2个O，每个O与4个Si相结合C．石英、计算机芯片、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2D．钾长石(K2Al2Si6O16)写成氧化物的形式为K2O·Al2O3·6SiO210．（2024·河北邢台·期中）“四面天成体，硅酸不二盐。合分催化易，贵贱识瑕难。粉碎出新质，熔融弃旧观。单晶福四海，共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是A．硅酸盐主要以正盐形式存在 B．硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体C．硅晶体用于制作光导纤维 D．大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点11．（2024·辽宁大连·期中）下列说法错误的是A．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产而制得的B．硅是应用最广泛的半导体材料C．光导纤维的主要成分为硅单质D．是一种食品添加剂，添加适量的可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用12．（2024·吉林长春·期中）高纯度单晶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”。这种材料可以按下列方法制备：下列说法正确的是A．步骤①中X是CO2B．二氧化硅是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3易水解，遇水可生成H213．（2024·河北沧州·期末）天安门前的华表(又称“望柱”，如图)、金水桥都是用汉白玉制作的。下列叙述正确的是已知：汉白玉就是纯白色的大理石，是一种石灰石形态，内含闪光晶体，主要由和组成，也包含少量等。A．五种化合物在高温下都能稳定存在B．均既能与强酸反应又能与强碱反应C．汉白玉制成的金水桥可被酸雨腐蚀D．将汉白玉雕刻成“望柱”的过程中发生了化学变化14．（2024·广东·三模）下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是A．a是最简单的有机化合物 B．b在高温下被氧化成eC．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m15.（2024·河北保定·期末）氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up11(焦炭/高温),\s\do4(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up11(Cl2/723～773K),\s\do4(②))eq\x(SiCl4（粗）)eq\o(→,\s\up11(精馏),\s\do4(③))eq\x(SiCl4（精）)eq\o(→,\s\up11(NH3),\s\do4(④))eq\x(Si（NH2）4)eq\o(→,\s\up11(高温),\s\do4(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：_________________________________________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________。(3)在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为______________________________________________。(4)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：___________________________。1.(2024·浙江1月卷，7，3分)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化，下列推测不合理的是()材料组成和结构变化性能变化A生铁减少含碳量延展性增强B晶体硅用碳原子取代部分硅原子导电性增强C纤维素接入带有强亲水基团的支链吸水能力提高D顺丁橡胶硫疏化使其结构由线型转变为网状强度提高2．(2023·辽宁卷，3)下列有关物质的工业制备反应错误的是()A．合成氨：N2+3H22NH3 B．制HCl：H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClC．制粗硅：SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si+2CO D．冶炼镁：2MgO(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Mg+O2↑3．(2022·江苏卷，6)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热(890.3kJ·mol-l)，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和SiF62-)；1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是()A．SiO2与HF溶液反应：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2OB．高温下H2还原GeS2：GeS2+2H2=Ge+2H2SC．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb+SO42--2e-=PbSO4D．甲烷的燃烧：CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝890.3kJ·mol−14．(2022·河北卷，1)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是()A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgOC．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高5．(2022·河北卷