一轮备考·考点专练（2025届）高中化学试题第16讲碳、硅及无机非金属材料考点专练含解析答案

这是一份一轮备考·考点专练（2025届）高中化学试题第16讲碳、硅及无机非金属材料考点专练含解析答案，共13页。试卷主要包含了“挖掘文物价值，讲好中国故事”等内容，欢迎下载使用。

知识点细目表：
热点精炼
知识点1 碳、硅及其化合物
考点1 碳及其化合物的性质与应用
1．新材料的新秀——石墨烯、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。其结构模型见下图。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
2．下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是
A．a是最简单的有机化合物B．b在高温下被氧化成e
C．d与血红蛋白结合的能力比强D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m
考点2 二氧化碳的综合利用
3．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
A．CO2是自然界碳循环中的重要物质
B．CO2加氢转化为乙烯，CO2被还原
C．CO2电催化时，在阳极转化为燃料
D．CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料
4．利用捕获并在纳米金催化剂作用下较低温转化为甲酸，为实现“碳达峰、碳中和”提供了新路径，转化过程如图，下列说法错误的是
A．可与HCl反应生成盐
B．加氢合成甲酸，符合绿色化学思想
C．1ml完全转化为甲酸，转移电子数为4NA
D．纳米金催化剂降低了反应的活化能
考点3 硅及其化合物的性质与应用
5．二氧化硅又称硅石，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)碳元素和硅元素都位于周期表的 族，非金属性较强的是 (填元素符号)。工业上制备粗硅的反应：，该反应能否比较碳和硅元素的非金属性强弱 (填“是”或“否”)。
(2)NaOH溶液需要盛放在有橡胶塞的试剂瓶中，原因 (用化学方程式表示，下同)，利用HF溶液可以在玻璃表面上写字作画，原因是 。制玻璃的原材料是石英、纯碱和大理石，写出制玻璃时发生反应的化学方程式 、 。SiC是一种新型无机非金属材料，半导体领域未来代替硅基芯片的一种新型原材料，SiC属于 (填“离子”戒“共价”)化合物。
6．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(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： 。
(4)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2Si(粗) SiiHCl3Si(纯)。写出步骤①的化学方程式： 。该反应中C作 剂，此方程式能否说明非金属性：C>Si 。若要证明C和Si的非金属性强弱，请设计实验并预测实验现象 。
考点4 硅的工业制法
7．以叶蛇纹石[主要成分是，含少量等]为原料提取高纯硅的流程如下：
下列说法错误的是
A．操作1为过滤
B．反应2的副产物可作燃料
C．反应3和反应4的副产物可循环利用
D．上述流程中有两步反应发生了氧化还原
8．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。已知：遇水剧烈水解。下列说法错误的是
A．Y、Z分别为、
B．制取粗硅的反应为：（粗）
C．制备高纯多晶硅的反应为：（纯）
D．为防止水解而损失及氢气燃炸，“还原”步骤在无水、无氧条件下进行
【特别提醒】
1.用SiO2制取粗硅的反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
2.Si和NaOH溶液的反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。
3.SiO2和NaOH溶液的反应：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。
4.SiO2和氢氟酸的反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。
5.向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体：Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。
知识点2 无机非金属材料
考点1 硅酸盐材料
9．“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．AB．BC．CD．D
10．2020年12月17日，嫦娥五号带回了近2公斤的月壤样品。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、石灰石
B．普通玻璃和石英玻璃都属于硅酸盐产品
C．制备普通玻璃时的反应有Na2CO3 + SiO2CO2↑+ Na2SiO3
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
考点2 新型无机非金属材料
11．5月3日，“嫦娥六号”探测器在海南文昌航天发射场由长征五号遥八运载火箭发射升空，踏上人类首次月背采样返回之旅，并于5月8日成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。下列有关说法错误的是
A．“嫦娥六号”所用的太阳能电池帆板的主要原料是硅
B．长征五号遥八运载火箭使用液氧、液氢推进剂，产物对环境无污染
C．“嫦娥六号”所带回的月壤可以通过红外光谱测得所含有的元素种类
D．长征五号系列运载火箭所使用的耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料
12．氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英砂和原料气(含和少量)制备(粗硅中含的单质及化合物，高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如图所示。
下列叙述正确的是
A．“还原”时焦炭主要被氧化为B．“高温氮化”时作还原剂
C． “操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D． “酸洗”时，“稀酸Y”选用稀硫酸
【特别提醒】
1.硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
2.H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可以从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2。知识点
考点
题号
题型
难度
碳、硅及其化合物
碳及其化合物的性质与应用
1
选择题
简单
2
选择题
适中
二氧化碳的综合利用
3
选择题
简单
4
选择题
适中
硅及其化合物的性质与应用
5
填空题
简单
6
填空题
适中
硅的工业制法
7
选择题
简单
8
选择题
适中
无机非金属材料
硅酸盐材料
9
选择题
简单
10
选择题
适中
新型无机非金属材料
11
选择题
简单
12
选择题
适中

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
C．宋水晶珠串
D．清梅花图纸本页册
参考答案：
1．D
【详解】A.石墨烯是碳的单质，而非化合物，A错误；
B.氧化石墨烯除了含C、O元素外，还含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，B错误；
C.氧化石墨烯中含C、H、O元素，不是碳的同素异形体，C错误；
D.由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以具有一定的亲水性，D正确；
答案为D。
2．B
【详解】A．化合价为-4价的碳元素氢化物为CH4，是最简单的有机化合物，A正确；
B．b是单质C，e是CO2，C在高温下被SiO2氧化成CO，不是CO2，B错误；
C．d为CO，CO与血红蛋白结合的能力比O2强，C正确；
D．e是CO2，将氨气和CO2通入饱和食盐水反应生成NH4Cl和NaHCO3，则可得到碳元素化合价为+4价的盐m：NaHCO3，D正确；
故选B。
3．C
【详解】A．含碳燃料燃烧以及动植物呼吸都会产生二氧化碳，植物光合作用消耗二氧化碳，所以CO2是自然界碳循环中的重要物质，故A正确；
B． CO2加氢转化为乙烯，C元素的化合价降低，CO2得电子，被还原，故B正确；
C． CO2中C元素的化合价为+4价，只能发生得电子的还原反应，CO2在阴极得电子转化为燃料，阳极为失电子的氧化反应，故C错误；
D．CO2与环氧丙烷发生加聚反应，可合成可降解塑料，故D正确；
故答案选C。
4．C
【详解】A．中N有碱性，可与氯化氢反应生成盐，A正确；
B．加氢合成甲酸，反应方程式为，所有原子利用率100%，符合绿色化学思想，B正确；
C．加氢合成甲酸，反应方程式为，碳元素化合价由+4降低为+2，1ml完全转化为甲酸，转移电子数为，C错误；
D．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，D正确；
选C。
5．(1) IVA C 否
(2) 共价
【详解】（1）C与Si属于同一主族，C与Si的最外层电子数都是4，所以碳元素和硅元素都位于周期表的ⅣA族；
同主族从上至下，元素的非金属性逐渐减弱，所以非金属性C>Si；
工业上制备粗硅的反应不能比较出碳和硅元素的非金属性强弱，因为该反应产生的CO是气体，CO离开体系后，反应持续正向进行；
（2）玻璃中的成分SiO2能和NaOH发生反应，产生具有粘性的硅酸钠，玻璃塞粘在瓶口不能被打开，其反应原理是2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O；
SiO2能和HF反应，所以用氢氟酸溶液可以在玻璃表面写字，即反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；
SiO2能和Na2CO3反应产生Na2SiO3，也能和CaCO3反应产生CaSiO3，所以制玻璃反应方程式分别为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；
SiC是两种不同的非金属元素用共价键构成的共价化合物。
6．(1) Si SiO2
(2)SiO2+4HF＝SiF4+2H2O
(3)2H＋+＝H2SiO3(胶体)
(4) SiO2+2CSi+2CO↑ 还原 不能 将二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中产生硅酸沉淀
【详解】（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是Si，光导纤维的主要成分是SiO2。
（2）二氧化硅能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为SiO2+4HF＝SiF4+2H2O。
（3）工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，反应的离子方程式为2H＋+＝H2SiO3(胶体)。
（4）步骤①是高温下二氧化硅和焦炭反应生成硅和CO，反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中C失去电子，作还原剂，该反应不是在溶液中进行的置换反应，此方程式不能说明非金属性C＞Si。将二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中产生硅酸沉淀，可证明C的非金属性强于Si。
7．D
【分析】反应1是稀硫酸加入叶纹石中，Mg、Al、Fe的化合物转化为硫酸盐，溶在硫酸中，SiO2不溶解，过滤分离，该过程是非氧化还原反应；反应2是二氧化硅和碳在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应3是硅和HCl反应生成H2和SiHCl3，反应4是H2和SiHCl3反应生成Si和HCl，反应2、反应3、反应4均是氧化还原反应，据此分析解题。
【详解】A．根据分析，操作1是过滤，A正确；
B．反应2的副产物是CO，可以做燃料，B正确；
C．反应3的副产物是反应4的原料，反应4的副产物是反应3的原料，因此反应3和反应4的副产物可循环利用，C正确；
D．上述流程中，反应2、反应3、反应4均是氧化还原反应，D错误；
答案选D。
8．B
【分析】电解饱和NaCl溶液，反应产生NaOH、H2、Cl2，X是NaOH，H2、Cl2点燃生成HCl，焦炭与石英在高温下反应产生粗Si和CO，HCl与粗硅反应产生SiHCl3和少量SiCl4，SiHCl3和SiCl4是沸点不同的混合物，经分馏分离提纯得到SiHCl3，SiHCl3和H2在加热条件下反应产生多晶硅和HCl，所以Y是H2，Z是Cl2。
【详解】A．由分析得，Y是H2，Z是Cl2，故A正确；
B．制取粗硅是焦炭与石英在高温下反应产生粗Si和CO，反应方程式为：，故B错误；
C．制备高纯多晶硅是SiHCl3和H2在加热条件下反应产生多晶硅和HCl，反应方程式为：（纯），故C正确；
D．已知遇水剧烈水解，且H2是可燃气体，因此为防止水解而损失及氢气燃炸，“还原”步骤在无水、无氧条件下进行，故D正确；
故选B。
9．B
【详解】A．铜铺首的主要成分是铜合金，A不符合题意；
B．罐的主要成分是陶瓷(硅酸盐)，B符合题意；
C．水晶的主要成分为，C不符合题意；
D．纸的主要成分为纤维素，D不符合题意；
故选B。
10．C
【详解】A．制造普通玻璃的主要原料是：纯碱、石灰石和石英，A项错误；
B．石英玻璃的主要成分是二氧化硅，B项错误；
C．制造普通玻璃的主要原料是：纯碱、石灰石和石英，则反应有Na2CO3 + SiO2CO2↑+ Na2SiO3，C项正确；
D．普通玻璃具有透光、隔热、隔声、耐磨、耐气候变化的性能，有的还有保温、吸热、防辐射等特征，D项错误；
答案选C。
11．C
【详解】A．太阳能电池帆板主要成分是硅，A正确；
B．液氧、液氢燃烧产物是水，对环境无污染，B正确；
C．红外光谱以确定有机物中的官能团和化学键，不能测定元素种类，原子发射光谱是利用．物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的，C错误；
D．新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高，可适用于不同的要求，耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料，D正确；
故选：C。
12．C
【分析】用石英砂（粗硅中含少量的单质及化合物）和原料气（含和少量）制备的操作流程，石英砂为，与焦炭在高温下发生反应，粗硅与氮气反应生成，再用稀酸Y进行酸洗，除去铁、铜，得到纯净的产物，据此回答。
【详解】A．由分析知，“还原”时焦炭主要被氧化为，A错误；
B．“高温氮化”时的化合价降低，作氧化剂，B错误；
C．原料气中含有和少量的，氧气能与反应生成CuO，不与反应，操作X可将原料气通过灼热的铜粉得到纯净氮气，C正确；
D．粗硅中含有少量，即中含有少量，与稀硝酸反应，得到可溶于水的和，稀硝酸可以除去中，由于不溶于稀硫酸，故不能用稀硫酸，D错误；
故选C。