2025年高考化学一轮复习考点梳理第25讲碳、硅　无机非金属材料.docx

第25讲碳、硅无机非金属材料

[复习目标]1.了解碳、硅及其化合物的组成和成键特点。2.了解碳、硅两种元素单质及其重要化合物的性质及应用，能用化学方程式表示其主要化学性质。3.了解无机非金属材料的组成、分类及其应用价值。

考点一碳族元素碳

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，其价层电子排布式为ns2np2。

(2)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。

2．金刚石、石墨、C60的物理性质

金刚石

石墨

C60

晶体类型

共价晶体

混合型晶体

分子晶体

物理性质

熔点高，硬度大，不导电

熔点高，硬度小，能导电

熔点低，不导电

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.CO2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：

①溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；

②光合作用将CO2转化为O2；

③岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。

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()

答案1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.×8.√

1．中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是()

A．金刚石和石墨是碳元素的两种不同单质，二者互称为同素异形体

B．在100kPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定

C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素eq\o\al(14,6)C，该核素的中子数为8

D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键

答案B

2．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是()

A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2

B．环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶

C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质

D．可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2

答案B

解析NaOH溶液喷成雾状，可增大反应物接触面积，提高CO2吸收率，A正确；环节a为Na2CO3和Ca(OH)2反应生成CaCO3，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B错误；NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；Na2CO3溶液可以和CO2反应，因此可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液，D正确。

考点二硅及其重要化合物

1．硅的存在

自然界中硅元素仅有化合态，在地壳中含量仅次于氧，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。

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：Si＋2F2===SiF4；

与HF：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；

与NaOH：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

(2)在加热的条件下可以与氧气、氯气等反应。

(3)粗硅的制取：SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑。

(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：硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水。

(2)化学性质

SiO2为酸性氧化物，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SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。

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SiO2＋CaCO3eq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。

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SiO2＋CaOeq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3。

④常温下与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，可用于刻蚀玻璃。

(3)用途：光导纤维、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