2025新高考化学一轮复习讲练测(全国通用版)第11讲 碳、硅及无机非金属材料（讲）（解析版） .docx

第11讲碳、硅及无机非金属材料

目录

第一部分：网络构建（总览全局）

第二部分：知识点精准记忆

第三部分：典型例题剖析

高频考点1考查碳及及其化合物性质和应用

高频考点2考查硅及其化合物的性质和应用

高频考点3考查无机非金属材料的分类和应用

高频考点4考查CO2通入碱溶液中反应产物的判断及计算

正文

第一部分：网络构建（总览全局）

第二部分：知识点精准记忆

知识点一碳及其重要化合物

1．碳单质

(1)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。

(2)化学性质

a．与O2的反应(用化学方程式表示)：

①O2不足：2C＋O2eq\o(=====,\s\up11(点燃),\s\do4())2CO；

②O2充足：C＋O2eq\o(=====,\s\up11(点燃),\s\do4())CO2。

b．与氧化物反应(用化学方程式表示)：

①与CuO反应：2CuO＋C2Cu＋CO2↑；

②与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑；

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。

(3)碳单质的用途：

①金刚石结构坚硬，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吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等；

④作燃料，用于家庭取暖、做饭等；

⑤作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。

2．CO和CO2

(1)物理性质

色态味

密度(比空气)

水溶性

毒性

CO

无色、无

味、气体

小

难溶

有

CO2

大

能溶

无

(2)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＋3COeq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe＋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

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

【特别提醒】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。

3．碳酸和碳酸盐

(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(COeq\o\al(2－,3))

酸式盐(HCOeq\o\al(－,3))

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

COeq\o\al(2－,3)HCOeq\o\al(－,3)

4、碳元素在自然界中的循环

①CO2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。

知识点二硅及其化合物

1．硅

(1)硅的结构与物理性质

(2)化学性质

a．常温

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

①与O2反应：Si＋O2SiO2。

②与Cl2反应：Si＋Cl2SiCl4

(3)硅的工业制法

①原料：石英砂和焦炭

②制备：SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up11(高温),\s\do4())Si(粗)＋2CO↑

③提纯：Si(粗)＋2Cl2SiCl4；SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl

【特别提醒】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