第04讲碳、硅及其无机非金属材料（课件）-2025年高考化学一轮复习课件（新教材新高考）

这是一份第04讲碳、硅及其无机非金属材料（课件）-2025年高考化学一轮复习课件（新教材新高考），共60页。PPT课件主要包含了第04讲，考情透视，知识导图，考点突破，真题练习，考点一，硅及其氧化物，考点二，考向1硅酸盐等内容，欢迎下载使用。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。　4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。2、注重理论联系实际，高三化学的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考化学试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。　4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三化学一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
碳、硅及无机非金属材料
考向1 碳及其化合物的性质与应用
考向2 二氧化碳的综合利用
考向3 硅及其化合物的性质与应用
考向4 硅的工业制法
考向2 新型无机非金属材料
知识点1 碳及其重要化合物
(1)存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为____________。
(2)主要化学性质——还原性
2.CO、CO2的性质对比
Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O
1.硅元素在自然界的存在形式
知识点2 硅及其重要化合物
在自然界中只有 ，无游离态，主要以 和 的形式存在。
硅单质灰黑色固体，有 光泽，脆，熔点 ，硬度 。
化学性质不活泼（常温只与F2、HF、强碱反应）
Si + 2F2 = SiF4
Si + 4HF = SiF4 ↑ + 2H2↑
Si + 2NaOH = Na2SiO3 + H2↑
工业上用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅
良好的半导体材料、太阳能电池、芯片
普通的沙：细小的石英晶体
水晶：纯石英，无色透明晶体
溶于水，熔点 ，硬度 。
（1）酸性氧化物（不溶于水，不和水反应）
SiO2 + 4HF = SiF4↑+2H2O
光导纤维、光学仪器、电子部件
溶于水，白色胶状固体。
（1）酸性：弱酸，酸性比碳酸H2CO3 。
Na2SiO3+H2O+CO2 = Na2CO3+H2SiO3↓
可由可溶性硅酸盐与盐酸等其他酸反应制备：
Na2SiO3+2HCl = 2NaCl+H2SiO3↓
催化剂的载体，食品、药品的干燥剂
考向1 碳及其化合物的性质与应用
【例1】新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.石墨烯是一种新型化合物B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C.二者和石墨都是碳的同素异形体D.氧化石墨烯具有一定的亲水性
氧化石墨烯因为还含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体
由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以它具有一定的亲水性
【变式训练】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( )
【例2】利用N(C2H5)3捕获CO2并在纳米金催化剂作用下在较低温度下转化为甲酸，为实现“碳达峰、碳中和”提供了新路径，转化过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
考向2 二氧化碳的综合利用
N(C2H5)3有碱性，可与氯化氢反应生成盐N(C2H5)3▪HCl
CO2加氢合成甲酸,反应的化学方程式为CO2 +H2 HCOOH，原子利用率为100%，符合绿色化学思想
反应中碳元素化合价由+4降低为+2,1mlCO2完全转化为甲酸，转移电子数为2NA
催化剂通过降低反应活化能提高反应速率，纳米金催化剂降低了反应的活化能
【变式训练】科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是( )。
【例3】(2024•河南省许昌市检测)二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，部分转化过程如图所示。
回答下面问题：
(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是___(填化学式，下同)，光导纤维的主要成分是_____。
(2)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为______________________。
(3)工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式：_____________________________。
将二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中产生硅酸沉淀
【例4】(2024•高一下·湖北省武汉市期中)工业制备高纯硅的主要过程如图所示：
,已知石英晶体部分结构如图。下列说法错误的是( )
制备粗硅的反应不是在溶液中进行的置换反应，不能体现了C元素的非金属性比Si强
二氧化硅是由硅原子和氧原子构成的，不存在分子，因此石英晶体中不存在SiO2分子
高温下水蒸气能和焦炭反应，氢气和氧气容易发生爆炸，所以原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
流程中第二步反应产生氢气，第三步反应产生氯化氢，因此HCl和H2可以循环使用
硅酸盐、新型无机非金属材料
知识点1 硅酸盐材料
1、定义：硅酸盐是由_ ___、__ __与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
（1）白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称________。有黏性，水溶液显____性。
（3）用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3.硅酸盐组成的表示方法 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。
知识点2 传统无机非金属材料
1.传统无机非金属材料，如______、______、______等硅酸盐材料。
2.常见硅酸盐材料比较
知识点3 新型无机非金属材料
水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。
【例1】(2024•江西省部分学校高三二轮复习联考验收)“挖掘文物价值，讲好中国故事”。下列文物中主要成分属于硅酸盐的是( )
A.战国透雕龙凤纹铜铺首
B.元代青花釉里红开光贴花盖罐
【变式训练】“嫦娥五号”带回了月壤样品，将月壤进行20倍放大后能明显看到褐色的玻璃状物质。下列有关玻璃的说法中正确的是( )。
A.普通玻璃的原料是烧碱、石英砂、石灰石B.普通玻璃和石英玻璃都属于硅酸盐产品
D.普通玻璃用于镶嵌建筑物的门窗、墙面，但其不具有保温和防辐射等特征
【例2】(2024·天津河北市一模)氮化硅（Si3N4）因其在高温和高频条件下的优异性能，成为现代微电子领域的重要材料。工业上用石英砂和原料气(含N2和少量O2) 制备Si3N4的操作流程如下(已知：粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物；常温下Si3N4除与氢氟酸反应外不与其他酸反应)，下列叙述不正确的是( )
C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D.“稀酸Y”可选用稀硝酸
“高温氮化”反应为硅与氮气反应生成Si3N4
原料气可以为空气，通过灼热的铜粉除去氧气得到氮气，故“操作X”为原料气通过灼热的铜粉
酸洗”目的是除去Si3N4中含有的Fe、Cu的单质及化合物，Fe、Cu的单质及化合物可以与稀硝酸反应而溶解，而Si3N4与稀硝酸不反应，故“稀酸Y”可选用稀硝酸
【变式训练】(2024•河南省濮阳市第三次联考)氮化硅常用于制造耐高温管、切削工具。某小组以石英砂为原料制备氮化硅的微型流程如图1所示：
下列叙述正确的是( )
【解析】A项，鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，故A项不符合题意；B项，蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，故B项不符合题意；C项，广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；D项，铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，故D项不符合题意；故选C。
【解析】A项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意； B项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；D项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意；故选D。
【解析】A项，氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，则用氨水捕集废气中的二氧化碳，将其转化为氮肥有利于大气中二氧化碳的减少，故A不符合题意；B项，大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源可以减少化石能源的使用，从而减少二氧化碳气体的排放，有利于大气中二氧化碳的减少，故B不符合题意；C项，大力推广使用干冰实现人工增雨，会增加大气中二氧化碳的量，不利于大气中二氧化碳的减少，故C符合题意；D项，通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的二氧化碳有利于大气中二氧化碳的减少，故D不符合题意；故选C。
当管式炉中没有固体剩余时
C、D之间没有干燥装置，没有处理氢气的装置