2020版高考化学复习专题四第1讲碳、硅及其化合物夯基提能作业

第1讲碳、硅及其重要化合物【2019·备考】最新考纲：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。

2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。

3.了解碳元素、硅元素的单质及重要化合物的制备方法。

4.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。

考点一碳、硅单质及氧化物(频数：★☆☆难度：★☆☆)1．碳、硅元素的原子结构与存在碳硅原子结构示意图在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族第三周期ⅣA族单质的结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态2.碳、硅单质的性质(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：(2)碳的化学性质(3)硅的化学性质及制取①与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。

②与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ ③与O 2反应：Si ＋O 2=====△SiO 2。

④工业制法：3．二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质①与水反应不反应CO2＋H2O H2CO3②与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应③与碱反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O、CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3④与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaO=====高温CaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐硅及其化合物的特殊性①Si的还原性强于C，但C能还原SiO2生成Si，且氧化产物为CO：2C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑。

碳、硅及无机非金属材料时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共66分)1．下列叙述中不正确的是( )A．单质硅是重要的半导体材料B．二氧化硅是制造光导纤维的材料C．硅酸钠可以作木材防火剂D．自然界里存在大量的单质硅和二氧化硅答案 D解析硅在自然界中以化合态形式存在，多以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于岩石、矿物中，D错误。

2．(2018·武汉市四月调研)碳循环(如下图)对人类生存、发展有着重要的意义。

下列说法错误的是( )A．碳是构成有机物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志答案 D解析有机物一定含有碳元素，故碳是构成有机物的主要元素，A项正确；光合作用是绿色植物将二氧化碳和水合成葡萄糖和氧气的过程，是将太阳能转化为化学能的过程，B项正确；化石燃料中含有碳元素，大量燃烧时产生大量的二氧化碳，是产生温室效应的原因之一，C项正确；乙烯的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志，D项错误。

3．硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。

下列说法正确的是( )A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品B．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂C．某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池答案 C解析水晶的主要成分是SiO2不是硅酸盐，A错误；水玻璃是Na2SiO3溶液，属于混合物，B错误；高纯度的SiO2用于制光导纤维，高纯度的Si用于制太阳能电池，D错误。

4．下列说法中不正确的是( )A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸B．CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀C．SiO2熔点高、硬度大D．氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸答案 A解析H2SiO3对应的酸性氧化物是SiO2，但SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3。

回夺市安然阳光实验学校碳、硅及其重要化合物建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共72分)1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )A．在自然界中只以化合态的形式存在B．单质常用作半导体材料和光导纤维C．最高价氧化物不与酸反应D．气态氢化物比甲烷稳定答案A解析由已知信息可知该非金属元素为硅。

硅强烈亲氧，在自然界以氧化物或复杂硅酸盐形式存在，不存在单质硅，A正确；硅单质能用作半导体材料而不能用作光导纤维，制造光导纤维是用二氧化硅，B错误；SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，C错误；非金属性：C>Si，故SiH4的稳定性弱于甲烷，D错误。

2．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。

制取过程中不涉及的化学反应是( )A．2C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2=====△SiCl4D．SiCl4＋2H2=====高温Si＋4HCl答案B解析工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2――→C粗硅――→Cl2SiCl4――→H2纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。

3．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D．硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为Na2O·2FeO·3SiO2答案D解析正确的表示应该为Na2O·Fe2O3·3SiO2，故D错误。

4．近几年我国载人飞船多次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流，飞船应用了许多尖端的合成材料。

据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。

专题4.1 碳、硅及其无机非金属材料1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

2。

了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。

知识点一碳及其重要化合物1．碳单质（1)结构、存在形态、物理性质和用途存在形态游离态和化合态结构金刚石:空间网状结构；石墨：层状结构同素异形体金刚石、石墨、C60、C70物理性质金刚石:熔点高、硬度大;石墨：硬度小、电的良导体、有滑腻感用途金刚石用作切割刀具,石墨用作电极、铅笔芯、高温润滑剂（2)主要化学性质——还原性可燃性2C＋O2（不足)错误!2CO、C＋O2(足量）错误!CO2与氧化物反应CuO：2CuO＋C错误!2Cu＋CO2↑(冶炼金属) SiO2：SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑（制取粗硅) H2O：C＋H2O(g）=====高温CO＋H2（制取水煤气）与强氧化性酸反应浓H2SO4：C＋2H2SO4（浓）错误!CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 浓HNO3:C＋4HNO3（浓）错误!CO2↑＋4NO2↑＋2H2O2．一氧化碳(CO）（1)物理性质无色气体,有毒，难溶于水。

（2)化学性质—-还原性①燃烧：2CO＋O2错误!2CO2,淡蓝色火焰；②还原CuO:CuO＋CO错误!Cu＋CO2（冶炼金属).3．二氧化碳(CO2）（1)物理性质：CO2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。

（2）化学性质：与H2O、Na2O、Ca（OH)2（足量、澄清)、Mg反应的方程式分别为CO2＋H2O H2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH）2===CaCO3↓＋H2O 2Mg＋CO2错误!2MgO＋C.(3)CO2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：CO 2＋H2O H2CO3；b．光合作用将CO2转化为O2；c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca（HCO3）2.（4）CO、CO2气体的除杂方法通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干CO中混有CO2燥气体CO2中混有CO通过盛有灼热CuO的硬质试管通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然CO2中混有少量SO2或HCl后干燥气体4．碳酸（H2CO3)弱酸、不稳定.碳酸(H2CO3)只能在水中存在。

第四章非金属及其化合物课时1 碳、硅及其化合物(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共10个小题，每题6分，共60分，每个小题只有一个选项符合题意。

) 1．2013年我国载人飞船再次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流。

飞船应用了许多尖端的合成材料。

据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。

下列相关叙述不正确的是()。

A．它耐高温抗氧化B．它比钢铁轻、硬，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解析航空材料具有质轻、高强度、耐高温、抗氧化等性能，又由题中信息可知，该材料具有一定的韧性，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料，C、D正确。

答案 B2．(2013·广东四校联考)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()。

解析A项中金刚石是碳的一种单质。

答案 A3．下列叙述正确的是()。

A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强B ．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C ．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D ．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析 二氧化硅在高温下能与碳酸钠反应：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，但不能说明硅酸的酸性比碳酸强，上述反应之所以能进行，是因为CO 2不断逸出，而促使了反应向右进行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO 2，会与氢氟酸反应；石灰抺墙的硬化过程是因为发生了反应CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3＋H 2O ，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。

答案 D4．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )。

A ．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si 3N 4B ．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C ．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO 2D ．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶2解析 二氧化硅晶体中，一个硅原子可形成4个硅氧单键，故硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶4，故D 错误。

第1节碳、硅及无机非金属材料[考试说明] 1.了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。

2.了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。

3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。

[命题规律]碳、硅及其化合物的性质是高考的常考点，其考查方式有：结合原子结构、元素周期律以选择题型考查碳、硅及其化合物的性质及应用；以新材料、新技术为背景结合工艺流程图以填空题型考查碳、硅的化合物的性质及应用等。

考点1碳、硅单质及其氧化物的性质知识梳理1.碳单质的存在、性质和用途2．硅单质的存在、性质和制备(1)存在、结构及物理性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O 2、Cl 2等少数非金属单质化合。

写出下列相关反应的化学方程式：(3)工业制备 反应原理：①制粗硅□20SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑， ②粗硅的提纯□21Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、□22SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。

3．碳和硅的氧化物(1)一氧化碳CO 是无色无味的□23有毒气体，□24不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的□25还原剂。

(2)二氧化碳和二氧化硅(1)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H 2O 为氧化剂。

(2)不能依据反应2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO ↑来说明C 的还原性比Si 强，也不能依据反应SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑来说明SiO 2水化物的酸性比H 2CO 3强。

(3)用于半导体材料的是高纯的晶体硅，用作光导纤维材料的是SiO 2。

(4)SiO 2是酸性氧化物，但能与HF 反应，因此盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，要用特制的塑料瓶。

盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO 2与碱溶液反应生成具有黏性的Na 2SiO 3。

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。

第一讲碳、硅及无机非金属材料[课后达标训练]一、选择题1.下列关于碳、硅的叙述正确的是( )A.碳、硅都是ⅣA族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在B.二氧化碳、二氧化硅的物理性质相似C.二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成相应的盐D.高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料解析：选C。

自然界中含有单质碳(如金刚石、石墨)，A错误；二氧化碳、二氧化硅的物理性质(如熔、沸点)差别很大，B错误；高纯度的晶体硅用于制造半导体材料，D错误。

2.下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是( )A.过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应解析：选D。

A项，二氧化碳是一种温室气体；B项，一氧化碳有毒，容易与血红蛋白结合；C项，金刚石是空间立体网状结构，硬度大、熔点高，石墨是层状结构，每一层是平面网状结构，质软，可导电，二者物理性质差别较大；D项，二者的转化属于化学反应，但反应中没有元素化合价的改变，不属于氧化还原反应。

3.下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是( )A.都是共价化合物B.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸D.都是酸性氧化物，都能与碱性氧化物反应解析：选C。

SiO2和CO2都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与碱性氧化物反应能生成硅酸盐，CO2与碱性氧化物反应能生成碳酸盐，D项正确。

4.(2018·临沂模拟)据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。

下列关于二氧化硅的说法正确的是( )A.二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的强D.水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐解析：选B。