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2024届高考化学复习讲义第四章非金属及其化合物第九讲碳硅及其化合物无机非金属材料考点一碳及其化合物含答案
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这是一份2024届高考化学复习讲义第四章非金属及其化合物第九讲碳硅及其化合物无机非金属材料考点一碳及其化合物含答案，共6页。
考点1 碳及其化合物
1.碳及其氧化物
（1）C
①与O2反应
O2充足：[1] C＋O2点燃CO2 。
O2不足：[2] 2C＋O2（不足）点燃2CO 。
②与氧化物反应
在高温下还原氧化铁：[3] 3C＋2Fe2O3高温 4Fe＋3CO2↑ 。
与炽热的水蒸气反应：[4] C＋H2O（g）高温CO＋H2 。
③与酸反应
在加热条件下与浓硫酸反应：[5] C＋2H2SO4（浓）△ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 。
在加热条件下与浓硝酸反应：[6] C＋4HNO3（浓）△ CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 。
（2）CO
①物理性质：无色无味气体，难溶于水。
②化学性质
在O2中点燃：[7] 2CO＋O2点燃2CO2 。
在高温下还原氧化铁：[8] 3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2 。
（3）CO2
①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：[9] CO2（少量）＋Ca（OH）2CaCO3↓＋H2O 。
向氢氧化钙溶液中通入过量CO2：[10] 2CO2（足量）＋Ca（OH）2Ca（HCO3）2 。
2.草酸及草酸盐的性质
（1）草酸的性质
①H2C2O4为二元中强酸，酸性强于H2CO3。
②C为＋3价，处于中间价态主要表现还原性：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O（能使酸性高锰酸钾溶液褪色）草酸受热易分解：H2C2O4△[11] H2O＋CO↑＋CO2↑
（2）草酸盐的性质
①（NH4）2C2O4溶于水，微溶于乙醇，受热易分解：（NH4）2C2O4△H2C2O4＋2NH3↑（进一步加热，草酸会分解）。
②CaC2O4不溶于水、醋酸，溶于盐酸、稀硝酸；CaC2O4灼烧CaO＋CO↑＋CO2↑。
③MgC2O4等微溶于水，由对应的可溶性金属盐与草酸铵在水溶液中作用而得，加热分解最终可得到对应的金属氧化物。
1.易错辨析。
（1）C60是由60个碳原子形成的足球状分子。（ √ ）
（2）活性炭具有除异味和杀菌作用。（ ✕ ）
（3）石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。（ ✕ ）
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 。
3.CO的结构式和电子式分别为 、 ∶C︙︙O∶ ，指出CO分子中所含有的化学键类型和个数： 1个σ键、2个π键（或1个σ键、1个π键、1个配位键） 。
4.CO2中碳原子的杂化类型是 sp ，键角为 180° ，是 非极性 （填“极性”或“非极性”）分子。
5.写出除去下列气体中混有的杂质（括号内为杂质）可采取的方法。
（1）CO（CO2）： 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶（合理即可，下同） 。
（2）CO2（CO）： 通过装有灼热CuO的硬质玻璃管 。
（3）CO2（SO2或HCl）： 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 。
6.易错辨析。
（1）[2022河北改编]KMnO4与H2C2O4的反应中，Mn2＋既是还原产物又是催化剂。（ √ ）
（2）[2021浙江]乙酸、苯甲酸、乙二酸（草酸）均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。（ ✕ ）
7.请设计实验证明下列结论：
（1）草酸的酸性比碳酸的强： 向盛有少量NaHCO3溶液的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生（合理即可） ；
（2）草酸是二元酸： 用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍（合理即可） 。
研透高考 明确方向
命题点 碳及其化合物的性质
1.[2023上海]海底五彩斑斓的珊瑚是由珊瑚虫吸收海水中的钙和CO2，然后分泌出石灰石，变为自己生存的外壳。植物的光合作用会吸收CO2、释放O2。但随着全球变暖，CO2含量增加，海底珊瑚含量减少，下列说法错误的是（ C ）
A.光合作用吸收CO2
B.植物呼吸作用放出CO2
C.海水吸收过多CO2使pH增大
D.珊瑚礁溶解是因为生成Ca（HCO3）2
解析 由题可知，植物的光合作用吸收CO2，A正确；植物的呼吸作用会放出CO2，B正确；CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3为弱酸，所以海水吸收过多CO2会使pH减小，C错误；珊瑚礁中的CaCO3与CO2、H2O反应生成Ca（HCO3）2，从而导致珊瑚礁溶解，D正确。
2.[北京高考]探究草酸（H2C2O4）性质，进行如下实验。（已知：室温下，0.1 ml·L－1 H2C2O4的pH＝1.3）
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是（C）
A.H2C2O4有酸性，Ca（OH）2＋H2C2O4 CaC2O4↓＋2H2O
B.酸性：H2C2O4＞H2CO3，NaHCO3＋H2C2O4 NaHC2O4＋CO2↑＋H2O
C.H2C2O4有还原性，2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应，HOOCCOOH＋2C2H5OH浓硫酸 △ C2H5OOCCOOC2H5＋2H2O
解析 A项，往含酚酞的Ca（OH）2溶液中加入草酸，溶液褪色，可知草酸具有酸性，Ca（OH）2与H2C2O4反应可生成CaC2O4白色沉淀，正确；B项，由实验②可知，在NaHCO3溶液中滴加草酸，有气泡生成，即生成CO2，说明草酸的酸性比碳酸的强，正确；C项，草酸为弱电解质，在离子方程式中不能拆分，应写成分子式，错误；D项，草酸分子中含两个羧基，与乙醇发生酯化反应生成含两个酯基的酯类物质，正确。
命题拓展
[2022全国乙改编]向草酸（H2C2O4）溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。已知原料配比为n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，写出反应的化学方程式： 3H2C2O4＋2K2CO32KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑ 。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
知道无机非金属材料等常见材料类型，结合实例认识材料组成、性能与应用的联系
碳及其
化合物
2023北京，T1；2023上海，T2；2023年1月浙江，T7；2023江苏，T1、T17；2023海南，T3；2023重庆，T16；2022全国乙，T27；2022湖北，T7；2022山东，T11；2021海南，T1；2021湖北，T1；2021上海，T1、T19；2020全国Ⅱ，T9；2020全国Ⅲ，T11；2020江苏，T5；2020海南，T4；2019年4月浙江，T20；2019北京，T11；2019江苏，T20
1.宏观辨识与微观探析：能记住碳、硅及其典型化合物的主要性质；能用化学方程式、离子方程式正确表示碳、硅及其化合物的主要化学性质并描述典型的实验现象。
2.科学态度与社会责任：主动关心与碳达峰、碳中和有关的环境保护、资源开发等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
硅及其
化合物
2023山东，T18；2023湖北，T3、T16；2023广东，T3；2023辽宁，T3；2023年1月浙江，T1、T17；2023海南，T10；2022年6月浙江，T8；2022广东，T12；2020山东，T4；2020年7月浙江，T24；2019天津，T10
无机非
金属材料
2023山东，T1；2023湖南，T1；2023广东，T1；2021福建，T1；2019北京，T6；2019全国Ⅰ，T7
命题分析
预测
1.近年高考考查特点：（1）应用性：结合STSE，以能源、温室效应等为背景，考查碳、硅及其重要化合物的结构、性质及用途，无机非金属材料的应用。（2）综合性：结合化学反应原理，考查碳酸、草酸与碱的滴定图像与盐类水解的应用；结合无机化工工艺流程，考查硅及其化合物的制备或硅酸盐的性质。
2.预计2025年高考仍会延续这种考查方式，也可能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
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca（OH）2溶液（含酚酞）
溶液褪色，产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
考点1 碳及其化合物
1.碳及其氧化物
（1）C
①与O2反应
O2充足：[1] C＋O2点燃CO2 。
O2不足：[2] 2C＋O2（不足）点燃2CO 。
②与氧化物反应
在高温下还原氧化铁：[3] 3C＋2Fe2O3高温 4Fe＋3CO2↑ 。
与炽热的水蒸气反应：[4] C＋H2O（g）高温CO＋H2 。
③与酸反应
在加热条件下与浓硫酸反应：[5] C＋2H2SO4（浓）△ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 。
在加热条件下与浓硝酸反应：[6] C＋4HNO3（浓）△ CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 。
（2）CO
①物理性质：无色无味气体，难溶于水。
②化学性质
在O2中点燃：[7] 2CO＋O2点燃2CO2 。
在高温下还原氧化铁：[8] 3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2 。
（3）CO2
①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：[9] CO2（少量）＋Ca（OH）2CaCO3↓＋H2O 。
向氢氧化钙溶液中通入过量CO2：[10] 2CO2（足量）＋Ca（OH）2Ca（HCO3）2 。
2.草酸及草酸盐的性质
（1）草酸的性质
①H2C2O4为二元中强酸，酸性强于H2CO3。
②C为＋3价，处于中间价态主要表现还原性：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O（能使酸性高锰酸钾溶液褪色）草酸受热易分解：H2C2O4△[11] H2O＋CO↑＋CO2↑
（2）草酸盐的性质
①（NH4）2C2O4溶于水，微溶于乙醇，受热易分解：（NH4）2C2O4△H2C2O4＋2NH3↑（进一步加热，草酸会分解）。
②CaC2O4不溶于水、醋酸，溶于盐酸、稀硝酸；CaC2O4灼烧CaO＋CO↑＋CO2↑。
③MgC2O4等微溶于水，由对应的可溶性金属盐与草酸铵在水溶液中作用而得，加热分解最终可得到对应的金属氧化物。
1.易错辨析。
（1）C60是由60个碳原子形成的足球状分子。（ √ ）
（2）活性炭具有除异味和杀菌作用。（ ✕ ）
（3）石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。（ ✕ ）
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 。
3.CO的结构式和电子式分别为 、 ∶C︙︙O∶ ，指出CO分子中所含有的化学键类型和个数： 1个σ键、2个π键（或1个σ键、1个π键、1个配位键） 。
4.CO2中碳原子的杂化类型是 sp ，键角为 180° ，是 非极性 （填“极性”或“非极性”）分子。
5.写出除去下列气体中混有的杂质（括号内为杂质）可采取的方法。
（1）CO（CO2）： 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶（合理即可，下同） 。
（2）CO2（CO）： 通过装有灼热CuO的硬质玻璃管 。
（3）CO2（SO2或HCl）： 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 。
6.易错辨析。
（1）[2022河北改编]KMnO4与H2C2O4的反应中，Mn2＋既是还原产物又是催化剂。（ √ ）
（2）[2021浙江]乙酸、苯甲酸、乙二酸（草酸）均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。（ ✕ ）
7.请设计实验证明下列结论：
（1）草酸的酸性比碳酸的强： 向盛有少量NaHCO3溶液的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生（合理即可） ；
（2）草酸是二元酸： 用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍（合理即可） 。
研透高考 明确方向
命题点 碳及其化合物的性质
1.[2023上海]海底五彩斑斓的珊瑚是由珊瑚虫吸收海水中的钙和CO2，然后分泌出石灰石，变为自己生存的外壳。植物的光合作用会吸收CO2、释放O2。但随着全球变暖，CO2含量增加，海底珊瑚含量减少，下列说法错误的是（ C ）
A.光合作用吸收CO2
B.植物呼吸作用放出CO2
C.海水吸收过多CO2使pH增大
D.珊瑚礁溶解是因为生成Ca（HCO3）2
解析 由题可知，植物的光合作用吸收CO2，A正确；植物的呼吸作用会放出CO2，B正确；CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3为弱酸，所以海水吸收过多CO2会使pH减小，C错误；珊瑚礁中的CaCO3与CO2、H2O反应生成Ca（HCO3）2，从而导致珊瑚礁溶解，D正确。
2.[北京高考]探究草酸（H2C2O4）性质，进行如下实验。（已知：室温下，0.1 ml·L－1 H2C2O4的pH＝1.3）
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是（C）
A.H2C2O4有酸性，Ca（OH）2＋H2C2O4 CaC2O4↓＋2H2O
B.酸性：H2C2O4＞H2CO3，NaHCO3＋H2C2O4 NaHC2O4＋CO2↑＋H2O
C.H2C2O4有还原性，2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应，HOOCCOOH＋2C2H5OH浓硫酸 △ C2H5OOCCOOC2H5＋2H2O
解析 A项，往含酚酞的Ca（OH）2溶液中加入草酸，溶液褪色，可知草酸具有酸性，Ca（OH）2与H2C2O4反应可生成CaC2O4白色沉淀，正确；B项，由实验②可知，在NaHCO3溶液中滴加草酸，有气泡生成，即生成CO2，说明草酸的酸性比碳酸的强，正确；C项，草酸为弱电解质，在离子方程式中不能拆分，应写成分子式，错误；D项，草酸分子中含两个羧基，与乙醇发生酯化反应生成含两个酯基的酯类物质，正确。
命题拓展
[2022全国乙改编]向草酸（H2C2O4）溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。已知原料配比为n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，写出反应的化学方程式： 3H2C2O4＋2K2CO32KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑ 。课标要求
核心考点
五年考情
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碳及其
化合物
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2.科学态度与社会责任：主动关心与碳达峰、碳中和有关的环境保护、资源开发等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
硅及其
化合物
2023山东，T18；2023湖北，T3、T16；2023广东，T3；2023辽宁，T3；2023年1月浙江，T1、T17；2023海南，T10；2022年6月浙江，T8；2022广东，T12；2020山东，T4；2020年7月浙江，T24；2019天津，T10
无机非
金属材料
2023山东，T1；2023湖南，T1；2023广东，T1；2021福建，T1；2019北京，T6；2019全国Ⅰ，T7
命题分析
预测
1.近年高考考查特点：（1）应用性：结合STSE，以能源、温室效应等为背景，考查碳、硅及其重要化合物的结构、性质及用途，无机非金属材料的应用。（2）综合性：结合化学反应原理，考查碳酸、草酸与碱的滴定图像与盐类水解的应用；结合无机化工工艺流程，考查硅及其化合物的制备或硅酸盐的性质。
2.预计2025年高考仍会延续这种考查方式，也可能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
实验
装置
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现象
①
Ca（OH）2溶液（含酚酞）
溶液褪色，产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
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