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第04 讲 碳、硅及无机非金属材料
目录
01 考情解码·命题预警...........................................................................................................................
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 碳及其化合物.......................................................................................................................
知识点1 碳单质............................................................................................................................................
知识点2 碳的氧化物....................................................................................................................................
知识点3 碳酸、碳酸盐................................................................................................................................
知识点4 碳元素在自然界中的循环............................................................................................................
知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律.....................................................................................................
考向1 考查碳及及其化合物性质和应用....................................................................................................
考向2 考查CO2与碱反应图像分析......................................................................................................
思维建模 与CO2相关的图像题解题方法
考向3 考查碳元素在自然界中的循环........................................................................................................
考点二 硅及基化合物................................................................................................................
知识点1 单质硅............................................................................................................................................
知识点2 二氧化硅........................................................................................................................................
知识点3 硅酸................................................................................................................................................
知识点4 硅酸盐............................................................................................................................................
考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用................................................................................................
思维建模 Si 及SiO2性质的特殊性归纳
考向2 考查硅的制备....................................................................................................................................
考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用................................................................................................
考点三 无机非金属材料............................................................................................................
知识点1 传统无机非金属材料....................................................................................................................
知识点2 新型无机非金属材料....................................................................................................................
考向1 考查传统无机非金属材料................................................................................................................
考向2 考查新型无机非金属材料................................................................................................................
04 真题溯源·考向感知...........................................................................................................................
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
碳及其化合物
选择题
非选择题
T1（B）
T12
T9（C、
D）
T14
硅及其化合物
选择题
非选择题
T14
T11
T6（A）
T11
无机非金属材
料
选择题
非选择
T1
考情分析：
一、分析近五年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
1.从考
型和内容上看，高考命
以
和非
呈
，考
内容主要有以下几个方面：
查题
题
题
题
查
选择
选择
现
（1）直接考
硅及其化合物、碳及其氧化物的
构、性
。
查
质
结
（2）以
文化、先
科学技
素材考
无机非金属材料的
成、性
、
用等。
传统
查
质应
进
术为
组
（3）与
境相
合考
碳循
。
环
查
环
结
（4）原料中涉及硅元素的工
流程中，考
硅及其化合物的性
。
艺
查
质
2.从命
思路上看，
重从晶体
构、物
型、化合价等方面多角度、多
次分析、
知碳、硅两种元素
题
质
侧
结
类
层
认
的
及其重要化合物；以无机非金属材料
体考
化学
社会
展的重大
献；通
二氧化碳
单质
查
环
为载
对
发
贡
过
对
境的影响的考
，
立低碳绿
色可持续发展意识。
查识
二、预计2026 年高考：
1.以碳、硅
及其重要化合物的性
、用途
单质
质
题
设计选择
。
2.以制取一氧化碳
有关
设计
实验题。
3.以工
流程
艺
形式
背景，原料中涉及硅元素的工
流程中，考
硅及其化合物的性
题
为
艺
查
质。
4.
合离子反
行考
。
结
应进
查
三、根据高考命题的特点和规律，复习时注意以下几个方面：
1.掌握C、Si
及其重要化合物的主要性
及
用。
单质
质
应
2.了解无机非金属材料
社会
展的影响。注重
系生活
。
对
发
联
实际
3.有意
运用相关知
或
求相关
据参与社会性
的
。
识
识
题
寻
证
议
讨论
复习目标：
1．了解硅、碳及其重要化合物的主要性
及
用。
质
应
2．了解无机非金属材料的生
及主要性能。
产
3．了解化学品的合理使用和注意事
。
项
2
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3
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考点一 碳及其化合物
知识点1 碳单质
1.碳族元素
(1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA 族元素，又称碳族元素，其价层电子排布式为n s 2 n p 2 。
(2)碳元素的存在：在自然界以化合态和游离态形式存在。
2.常见碳单质的结构和物理性质
（1）常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯C60、碳纳米管等，它们互为同素异形体。
（2）金刚石、石墨、足球烯C60的比较
金刚石
石墨
足球烯C60
晶体类型
共价晶体
混合型晶体
分子晶体
4
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碳原子的杂化
方式
sp
3 杂化
sp
2 杂化
sp
2 杂化
物理性质
熔点高，硬度大，不导
电
熔点高，硬度小，能导
电
熔点低，不导电
主要用途
钻石制作，切割工具，
钻探机的钻头等
做电极、润滑剂、铅笔
芯
广泛应用于超导、医
学领域
3.碳单质化学性质
（1）与O2的反应(用化学方程式表示)：
O
①
2不足：2C
＋
O 2
2CO
O
②
2充足：C ＋
O 2
CO2
（2）与氧化物反应(用化学方程式表示)：
①与CuO 反应：2CuO
＋
C
2Cu
＋
CO
2↑(冶
金属
炼
)
②与Fe2O3反应：Fe2O3＋
3 C
2Fe
＋
3 CO↑
(冶
金属
炼
)
③与CO2反应：CO2＋
C
2CO；
④与水蒸气反应：C ＋
H 2O(g)
CO
＋
H 2(制水煤气)
⑤与SiO2反应：SiO2＋
2C
Si
＋
2CO↑
(制粗硅)
（3）与强氧化性酸反应
①与浓硫酸反应：C ＋
2H
2SO4( 浓
)
CO2↑ ＋
2SO
2↑ ＋
2H
2O
②与浓硝酸反应：C ＋
4 H N O 3( 浓
)
CO2↑ ＋
4N
O 2↑ ＋
2H
2O
4.碳单质的用途（了解）
（1）金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、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,用作铅笔芯、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，用作吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等；
（4）可燃性，作燃料，用于家庭取暖、做饭等；
（5）还原性，作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。
知识点2 碳的氧化物
1.碳的氧化物的物理性质
色态味
密度(比空气)
水溶性
毒性
CO
无色、无
味、气体
小
难溶
有(易结合血红蛋白)
CO2
大
能溶
无(但会引起温室效应)
2.碳的氧化物的化学性质
（1）CO 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＋
3CO
2Fe
＋
3CO
2。
（2）CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。
5
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a.酸性氧化物
①与水反应：CO2＋
H 2O
H2CO3
②与碱反应（如NaOH 溶液）：CO2少量：CO2＋
2NaOH
==
=Na
2CO3＋
H 2O；CO2足量：CO2＋
NaOH
==
=NaHCO
3
③与碱性氧化物反应：CO2＋
CaO
= Ca
CO
3
④与Ca(ClO)2盐溶液反应：Ca(ClO)2＋
CO
2＋
H 2O ==
=CaCO
3↓ ＋
2HClO
（CO2少量）；
Ca(ClO)2＋
2 CO
2＋
2 H 2O ==
=Ca
(H
CO
3)2＋
2HClO
（CO2
量
过
）；
b.氧化性
①与C 反应：CO2＋
C
2CO；
②与Mg 反应：2Mg
＋
CO
2
2Mg
O ＋
C
3.用途
①CO:作燃料，冶炼金属；
②CO2:灭火，制汽水；植物肥料；化工原料等。
4.有关CO、CO2气体的除杂方法
CO 中混有CO2
通过盛有NaOH
溶液
的洗气瓶，然后干燥气体
CO2中混有CO
通过盛有灼热
CuO
的硬质玻璃管
CO2中混有O2
通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管
CO2中混有少量SO2
通过盛有饱和
NaHCO
3溶液或酸性
KMnO
4溶液的洗气瓶，然后干燥气体
CO2中混有少量HCl
通过盛有饱和
NaHCO
3溶液的洗气瓶，然后干燥气体
得分速记
（1）澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH 溶液除去；
（2）CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生（由于盐酸的酸性比碳酸的强）。
知识点3 碳酸、碳酸盐
1.碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O 代替H2CO3，碳酸的酸性比苯酚、次氯酸强。
2.碳酸的正盐和酸式盐的比较
正盐(CO)
酸式盐(HCO)
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
CO
HCO
知识点4 碳元素在自然界中的循环
6
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1.CO2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：
（1）溶于江水、海水中：CO2＋
H 2O
H2CO3；
（2）光合作用将CO2转化为O2；
（3）岩石的风化：CaCO3＋
H 2O ＋
CO
2===Ca(HCO3)2。
知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律
1.与碱溶液的反应
（1）反应原理: NaOH――→Na2CO3――→NaHCO3
CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3
（2）反应后溶质成分的判断（根据上述反应方程式分析）
x＝
溶质成分
x≤1 1∶
NaHCO3
1 1<
∶
x<2 1∶
Na2CO3、NaHCO3
x＝2 1∶
Na2CO3
x>2 1∶
NaOH、Na2CO3
2.CO2与盐溶液的反应
碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此，盐酸、醋酸能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯
酸、苯酚等强，因此，将CO2气体通入Na2SiO3、
NaClO
、
等盐溶液中，均能发生反应而生成相
应的弱酸和碳酸(氢)盐，这就是“强酸制弱酸”原理的应用。如：
（1）CO2＋
Na
2CO3＋
H 2O ==
=2NaHCO
3
（2）CO2＋
Na
2SiO3＋
2H
2O ==
=H
4SiO4↓ ＋
Na
2CO3或CO2＋
Na
2SiO3＋
H 2O ==
=H
2SiO3↓ ＋
Na
2CO3
当CO2过量时，发生反应如下：
2CO
2＋
Na
2SiO3＋
2H
2O ==
=H
2SiO3↓ ＋
2NaHCO
3
（3）CO2＋
Ca(ClO)
2＋
H 2O ==
=CaCO
3↓ ＋
2HClO
当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋
Ca(ClO)
2＋
2H
2O ==
=Ca(HCO
3)2＋
2HClO
（4）CO2＋
＋
H 2O ―
→
＋
NaHCO
3
得分速记
（1）“强酸制弱酸”是一个重要的化学反应规律，但不可认为弱酸就不能“制取”强酸。在某些条件
下，当弱酸的酸根阴离子被沉淀或被氧化后，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S 通入
CuSO4溶液中或向氢硫酸中滴加氯水，均由氢硫酸这种弱酸生成了强酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－
与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。
（2）CO2与
溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>
>HCO。
（3）CO2与NaClO 溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性
H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋
H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO；。
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考向1 考查碳及及其化合物性质和应用
例1 （2025·广东湛江·模拟预测）化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A．颜色美：绚丽的焰火与能量转化有关
B．味道美：谷氨酸钠可作食品添加剂
C．结构美：“足球烯”是一种有机物
D．现象美：“仙境”舞台利用干冰易升华的特性
【答案】C
【详解】A． 焰火产生的原理是电子从基态跃迁到激发态，再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发
态乃至基态，以光的形式释放能量，故与能量转化有关，A 正确；
B．谷氨酸钠即味精，可作食品添加剂增鲜，B 正确；
C． “足球烯”（C60）是碳单质，不是有机物，C 错误；
D．干冰升华吸热使水蒸气液化成雾，营造“仙境”舞台，D 正确；
故答案选C。
【变式训练1——变题型】（2025·安徽·二模）含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转
化得到的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】A．Al(OH)3不能一步转化为Al，Al 与氧气反应生成
，
不能一步转化为
，A
选项错误，符合题意；
B．
与氧气反应可一步转化为
，
与水反应可一步转化为
，
与铜等反应可还原生成
8
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，B 选项正确，不符合题意；
C．
与足量氢氧化钠反应可一步转化为
，
溶液中通入
可一步转化为
，
受热分解可一步转化为
，C 选项正确，不符合题意；
D．
被氯气等强氧化剂氧化可一步转化为
，浓
与Cu 加热反应可一步转化为
，D 选项
正确，不符合题意；
故答案为：A。
【变式训练2——变考法】（2025·山东·一模）对化学物质进行分类，有助于化学的学习。下列说法错误的
是
A．
是含有极性共价键的共价化合物
B．
纳米材料(直径范围
)属于胶体
C．石墨烯、碳纳米管、碳纤维均属于无机非金属材料
D．聚合物
属于有机高分子材料
【答案】B
【解析】A．
在熔融状态下不能导电，是含有极性共价键的共价化合物，A 正确；B．胶体属于混合
物，
纳米材料不属于分散系，不属于胶体，B 错误；C．石墨烯、碳纳米管和碳纤维都是由碳元素
组成的，属于无机非金属材料，C 正确；D．聚合物是由单体通过聚合反应形成的高分子化合物，聚合物
属于有机高分子材料，D 正确；故选B。
【变式训练3——
】（2024·四川内江·一模）下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选
项
劳动项目
化学知识
A
危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸
浓硫酸具有脱水性
B
收纳师用活性炭去除冰箱内异味
活性炭具有吸附作用
C
医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多
能与盐酸反应
D
葡萄酒生产中添加适量
具有抗氧化作用
【答案】A
【解析】A．常温下，铁和浓硫酸发生钝化现象，使铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止内层金属进
一步反应，用铁质槽罐运输浓硫酸利用的是浓硫酸的强氧化性，不是脱水性，A 符合题意；B．活性炭是
多孔的，具有吸附作用，用活性炭去除冰箱内异味利用了活性炭的吸附作用，B 不符合题意；C．氢氧化
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铝能与盐酸反应生成氯化铝和水，用氢氧化铝给病人治疗胃酸过多利用了氢氧化铝能与盐酸反应的性质，
C 不符合题意；D．葡萄酒中添加适量
，是因为SO2具有还原性，能防止葡萄酒被氧化，且SO2能杀
菌，D 不符合题意；故选A。
考向2 考查与CO2相关的图像分析
例2 取一定量的
溶液通入
后，再继续向该溶液中逐滴加入
的盐酸，产生
的体积
与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，下列说法正确的是
A．原溶液中
的物质的量为
B．原溶液通入的
在标准状况下的体积为
C．通入
后所得溶液的溶质成分为
和
D．通入
后所得溶液中含有
【答案】D
【分析】从图中可以看出，当加入盐酸的体积为25mL 时开始生成气体，则此时发生反应
，
，则加入的25mL 盐酸发生的反
应为：
，由此可求出通入
后的溶液中，
、
，依据
守恒，原溶液中NaOH 的物质的量等于加入75mL 盐酸后溶液中生成
NaCl 的物质的量，即为0.0075mol。
【详解】A．根据分析，原溶液中NaOH 的物质的量为0.0075mol，A 错误；
B．原溶液中，
、
，依据碳原子守恒，可求出通入
的
物质的量为0.005mol，标准状况下为112mL，B 错误；
C．由分析可知，通入
后所得的溶液中，溶质成分为
和
，C 错误；
D．通入
后所得溶液中，
、
，则含有
mol
，D 正确；
故选D。
【变式训练1——变题型】向
和
混合溶液中滴加稀盐酸，
的生成量与加入
盐
酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
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A．在0-a 范围内，只发生中和反应
B．ab 段发生反应的离子方程式为
C．
D．原混合溶液中
与Na2CO3的物质的量之比为
【答案】C
【分析】向NaOH 和
混 合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH 发生反应：
，继续滴
加时， 盐酸与
首先发生反应：
，继续滴加时发生反应：
；
则ab 段发生反应的离子方程式为
，反应0.01mol
、0.01molHCl，消耗盐酸体
积V(HCl)=0.01 mol÷0.1 mol/L=0.1 L，故a=0.4-0.1=0.3；0.3>0.1，则0-a 范围内，发生2 个反应：
、
，其中
消耗HCl0.01mol、
消耗HCl0.03mol-0.01mol=0.02mol；
【详解】A．分析可知，0-a 范围内，发生2 个反应：
、
，A 错误；
B．ab 段发生反应的离子方程式为
，B 错误；
C．分析可知，
，C 正确；
D．原混合溶液中
与Na2CO3的物质的量之比为0.02:0.01=2:1，D 错误；
故选C。
【变式训练2——变考法】向某
溶液中通入
气体后得溶液M，因
通入量的不同，溶液M 的
组成也不同。若向M 中逐滴加入盐酸，产生的气体体积
与加入盐酸的体积
的关系有下列图
示四种情况，且②③④图中分别有
，
，
。
则下列分析与判断不正确的是
A．M 中只有一种溶质的有①和③
B．M 中有两种溶质的有②和④
C．②图显示M 中的溶质为
和
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D．④图显示M 中的溶质为
和
【答案】C
【分析】发生反应为：NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，由方程式可知碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸与碳酸氢钠反应消耗盐酸
体积相等，结合图像分析解答。
【详解】A．图①中加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有一种，即NaHCO3，图③中OA=AB，说明溶质
只有Na2CO3，故A 正确；
B．图②中OA＜AB，说明溶液M 中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，图④中OA＞AB，说明溶液M 中
含有NaOH 和Na2CO3两种溶质，故B 正确；
C．图②中OA＜AB，说明溶液M 中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，故C 错误；
D．图④中OA＞AB，说明溶液M 中含有NaOH 和Na2CO3两种溶质，故D 正确。
故选：C。
【变式训练3——
】为测定某氢氧化钠固体是否变质，兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶
液，加入锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸至过量，并利用传感器测定
的含量，如图所示，下列结论中不
正确的是
A．氢氧化钠固体已变质
B．0~50s 时段有中和反应发生
C．100s 时溶液的
D．200s 时溶液中的溶质只有一种
【答案】D
【解析】A．氢氧化钠变质实际上是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠与稀盐酸
反应生成氯化钠、二氧化碳和水；由图可知，二氧化碳的体积分数逐渐增大，说明有二氧化碳气体生成，
则氢氧化钠固体已变质，A 不符合题意；B．由图可知，0~50s 内有一小段二氧化碳的体积分数为0，说明
此时发生的是氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠属于碱，稀盐酸属于酸，酸与碱的反应是
中和反应，B 不符合题意；C．由图可知，100s 时二氧化碳的体积分数还在增加，说明碳酸钠与稀盐酸的
反应正在进行中，则此时溶液中含有氯化钠和碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性，因此100s 时溶液的
，C
不符合题意；D．由图可知，200s 前二氧化碳的体积分数达到最大且不再变化，说明碳酸钠完全反应，由
于加入的稀盐酸是过量的，所以此时溶液中的溶质有氯化钠和HCl，D 符合题意；故选D。
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思维建模 与CO2相关的图像题解题方法
与CO₂ 相关的图像题解题需重点分析化学性质，结合图像变化规律得出结论。以下是常见题型分析及解题
方法：
1.标定坐标轴
①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量；
②纵轴：pH/气体体积/导电率。
2.CO2与NaOH 反应阶段划分
（1）NaOH 过量段
（2）Na2CO3主存段
（3）NaHCO3生成段
3.定量计算：根据拐点体积计算溶质比例
4.常见误导项：
（1）平台期误判：如Na₂CO₃ 与盐酸反应时，若图像出现平台期（气体体积不变），需排除NaOH 干扰。
（2）坐标混淆：横坐标为温度时，需注意不同温度对CO₂ 溶解度的影响（如热水中溶解度更低）。
总结：需通过图像特征（如斜率、拐点、平台期）结合CO₂ 的物理状态变化（气/液/固）、化学特性（溶
解性、反应性）及实验现象（密度、燃烧等）综合判断。
考向3 考查碳元素在自然界中的循环
例3 碳是构成地球生命的重要元素。下列说法正确的是
A．自然界中不存在游离态的碳
B．碳的化合物数量众多分布极广
C．向空气中排放二氧化碳会形成酸雨
D．碳酸盐的沉积会增加自然界中CO2含量
【答案】B
【详解】A．金刚石就是碳单质了，也就是游离态的碳，A 错误；
B．碳形成多种有机物， 碳的化合物数量众多，分布极广，B 正确；
C．酸雨是指pH 小于5.6 的雨雪或其他形式的降水，雨水被大气中存在的酸性气体污染，酸雨主要是人为
的向大气中排放大量酸性物质造成的，我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，
少为硝酸雨，C 错误；
D．碳酸盐很稳定，不会增加自然界中CO2含量，D 错误；
故选B。
【变式训练1——变载体】（24-25 高三下·广东广州·期中）部分含C 或含N 物质的分类与相应化合价关系
如图所示。推断不合理的是
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A．存在a→b→c 的转化
B．c 一定是酸性氧化物
C．d、f 中心原子均为sp2杂化
D．c、e 可能有两种或两种以上化学式
【答案】B
【分析】若为C，则a 为C 单质，b 为CO，c 为CO2，d 为碳酸，e 为碳酸钠或碳酸氢钠；若为N，则a 为
N2，b 为NO，c 为NO2或N2O4， f 为HNO3，据此分析；
【详解】A．对于N 元素，N2在放电条件下与O2反应可生成NO，NO 与O2再反应可生成NO2；对于C 元
素，O2不充足时转化为CO，CO 再与O2反应生成CO2，都存在a→b→c 的转化，A 正确；
B．若c 是CO2，则是酸性氧化物，若c 为NO2，则不是酸性氧化物，B 错误；
C．C 元素有+4 价的含氧酸，N 元素有+5 价的含氧酸，则d、f 分别为H2CO3和HNO3，其中心原子的价层
电子对数均为3，中心原子采用
杂化，C 正确；
D．对于N 元素，c 可能为NO2、N2O4，对于C 元素，e 可能为Na2CO3或NaHCO3，D 正确；
故选B。
【变式训练2——变考法】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
【答案】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；
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故选B。
【变式训练3——
】“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”是明代诗人于谦的著名诗句，下列
有关该诗句中所涉及物质的说法错误的是
A．碳酸钙可作补钙剂
B．氧化钙可作干燥剂
C．氧化钙用于制作发热包
D．碳酸钙是生产陶瓷的原料
【答案】D
【解析】A．碳酸钙可与胃酸反应生成可溶性钙盐，可作补钙剂，A 正确；B．氧化钙可以吸收水蒸气生成
氢氧化钙，因此能作干燥剂，B 正确；C．氧化钙和水反应会产生大量的热，可以对食品进行加热，故可
用于制作发热包，C 正确；D．陶瓷的原料是黏土，碳酸钙是生产玻璃和水泥的原料，D 错误；故答案选
D。
考点二 硅及其化合物
知识点1 单质硅
1.硅的存在
自然界中硅元素仅有化合态，在地壳中含量仅次于氧，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。
2.单质硅化学性质
（1）常温
常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。
①与氢氟酸反应的化学方程式：Si
＋
4HF
==
=SiF
4↑ ＋
2H
2↑；
②与NaOH 溶液反应的化学方程式：Si
＋
2NaOH
＋
H 2O ==
=Na
2SiO3＋
2H
2↑（硅的特征反应）
③与F2反应的化学方程式:Si
＋
2 F 2==
=SiF
4
（2）高温
加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。
①与O2反应：Si
＋
O 2
SiO2。
②与Cl2反应：Si
＋
Cl
2
Si
Cl
4
③与C 反应：Si+ C
SiC
3.硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片等。
4.高纯硅的制备
制备流程、涉及的主要化学反应
(a)SiO2＋
2C
=============
Si
＋
2CO↑
（注意不是生成二氧化碳）
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(b)Si
＋
3HCl
=====
SiHCl
3＋
H 2
(c)SiHCl3＋
H 2=====
Si
＋
3HCl
得分速记
（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反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还
原，得到高纯度硅。
知识点2 二氧化硅
1.二氧化硅的存在
存在：硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等
2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。
3.二氧化硅的结构特点
在SiO2晶体中，每个Si 周围结合4 个O，Si 在中心，O 在4 个顶角；许多这样的
四面体又通过顶
角的O 相连接，每个O 为两个四面体所共有，即每个O 与2 个Si 相结合。实际上，SiO2晶体是由Si 和O
按1 2∶的比例所组成的立体网状结构的晶体。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。
4.二氧化硅的化学性质
(1)酸性氧化物：SiO2＋
2NaOH
==
=Na
2SiO3＋
H 2O。
(2)高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃
SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑。
(3)与氢氟酸反应(特殊性质)
SiO2＋
4HF
==
=SiF
4↑
＋
2H
2O。
5.二氧化硅的主要应用
（1）水晶可用于、光学仪器、工艺品。
（2）SiO2是制光导纤维的重要原料。
（3）较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。
得分速记
（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶
液反应生成具有黏性的Na2SiO3。
（2）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应
保存在塑料瓶或铅皿中。
（3）SiO2虽然能与NaOH 溶液、HF 溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接
反应。
（4）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的
是晶体硅。
（5）加热熔融NaOH 时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英
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的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH 反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH 反应。
知识点3 硅酸
1.硅酸的物理性质：硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，
硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶——“硅胶”。
2.硅酸的化学性质：
（1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，能与碱反应如：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。
（2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3=====
SiO
2＋
H 2O。
3.硅酸的制备：
由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。
4.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。
知识点4 硅酸盐
1.概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
2.硅酸盐的氧化物表示方法：
氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。
如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
3.硅酸钠(Na2SiO3)
（1）物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
（2）化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应：
①与盐酸反应的化学方程式：
Na2SiO3＋
2HCl===2NaCl
＋
H 2SiO3↓。
②与CO2水溶液反应的化学方程式：
Na2SiO3＋
H 2O ＋
CO
2===Na2CO3＋
H 2SiO3↓。
（3）用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。
得分速记
（1）Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、
H2O 反应，要密封保存。
（2）可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。
考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用
例1 （2025·广东汕头·三模）化学创造美好的生活。下列化学性质、实际应用和对应关系不正确的是
选
项
化学性质
实际应用
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A
维生素C 具有强还原性
用维生素C 可做
中毒的急救药
B
聚乳酸可在自然界中生物降解
用聚乳酸制造环保包装材料
C
是酸性氧化物
可用作光导纤维
D
硫酸铝可与小苏打反应
泡沫灭火器灭火
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．维生素C 有还原性，可将亚硝酸钠还原为无毒物质，所以可用作亚硝酸钠中毒的急救药，故
A 不符合题意；
B．聚乳酸是乳酸一定条件下发生缩聚反应生成的合成高分子化合物，能通过水解反应实现降解生成乳酸，
减少白色污染，所以可以用聚乳酸制造环保包装材料，故B 不符合题意；
C．二氧化硅具有优良的导光性，所以二氧化硅可用作光导纤维，故C 符合题意；
D．硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液能发生双水解反应生成硫酸钠、氢氧化铝和二氧化碳，反应生成的二氧化
碳覆盖在可燃物表面阻碍与空气的接触而达到灭火的目的，故D 不符合题意；
故选C。
【变式训练1——变题型】（24-25 高三上·天津南开·期末）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均
能实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．S 在O2中点燃生成SO2，不能直接生成SO3，A 不符合题意；
B．SiO2与水不反应，不能直接转化为H2SiO3，B 不符合题意；
C．Fe 与Cl2在点燃的条件下转化为FeCl3，不能直接转化为FeCl2，C 不符合题意；
D．N2与H2在高温高压催化剂的条件下生成NH3，在饱和食盐水中通入NH3和CO2可以制得NaHCO3，D
符合题意；
故选D。
【变式训练2——变考法】（24-25 高三上·山东济宁·期中）到2025 年，乡村建设要取得实质性的进展。建
设美丽乡村，守护中华家园，化学在乡村振兴中发挥着重要作用。下列说法错误的是
A．乡村千家万户通光纤，光纤的主要材质为
B．乡村实现公路村村通户户通，生产水泥的主要原料是石灰石和黏土
C．公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆，与潮湿空气隔绝可防止钢铁腐蚀
D．燃煤脱硫可有效地减少空气污染，且有利于实现“碳达峰、碳中和”
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【答案】D
【详解】A．光纤作用是传输光信号，它是把石英玻璃拉成几十微米细丝然后包上一层折射率比它小的材
料，所以光纤的主要材质是SiO2，A 正确；
B．水泥的主要原料是石灰石和黏土，B 正确；
C．钢铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，在护栏上涂油漆可以隔绝钢铁和潮湿空气接触，防止钢铁腐蚀，
C 正确；
D．燃煤脱硫主要是减少二氧化硫（SO2 ）的排放，可有效地减少酸雨等空气污染问题 。但 “碳达峰、
碳中和” 主要是针对二氧化碳等温室气体排放进行控制，燃煤脱硫对减少二氧化碳排放没有直接作用，
不能直接有利于实现 “碳达峰、碳中和”，D 错误；
故选D。
【变式训练3——
】2023 年，“墨子巡天望远镜”入选全国重大科技成就，“墨子巡天望远
镜”是中科大和中科院紫金山天文台联合研制的大视场光学成像望远镜，由望远镜框架、聚焦镜片、望远
镜圆顶台址和图像数据储存分析四部分组成。下列说法不正确的是
A．望远镜框架用到多种金属材料
B．聚焦镜片的成分只含有二氧化硅
C．建设台址所用的水泥属于传统硅酸盐材料
D．数据储存分析所用电脑芯片的主要原料是硅
【答案】B
【解析】A．望远镜框架用到的金属材料包括铝合金、镁铝合金和钛合金等，以确保望远镜的性能和耐用
性，故A 正确；B．聚焦镜片通常由高纯度光学材料制成，如二氧化硅、硒化锌或锗，这些材料具有良好
的透过性和耐热性，能够承受激光束的高能量。因此，聚焦镜片的成分并不只含有二氧化硅，而是根据具
体的应用和性能要求选择合适的材料组合，故B 错误；C．传统硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、陶瓷等，
因此水泥属于传统硅酸盐材料，故C 正确；D．电脑芯片的主要成分是单质硅，故D 正确；故答案选B。
思维建模 Si 及SiO2性质的特殊性归纳
(1)一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，
其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
(3)Si 的还原性强于C，但C 在高温下能还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，
且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
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(6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。
(7)酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸，但SiO2不溶于水也不与水反应。
(8)酸性氧化物一般不与酸发生反应，但SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
考向2 考查硅的制备
例2 （2025·湖北武汉·模拟预测）半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉
及的主要反应为：①
；②
；③
。设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A．2.8g 硅晶体中含单键数为0.2NA
B．反应②中每生成1molH2转移电子数为2NA
C．1molSiHCl3中Si 原子的价层电子对数为4NA
D．3.0gC18O 中含中子数为1.6NA
【答案】B
【详解】A．硅晶体中每个Si 原子形成4 个Si-Si 键，每个键被2 个Si 原子共用，2.8g 硅的物质的量为
0.1mol，含单键数为 0.2NA，A 正确；
B．在
反应中，Si 的化合价由0 升高到+4 价，转移4 个电子，生成一个H2分子，
故每生成1molH2转移电子数为4NA，B 错误；
C．SiHCl3中Si 原子的价层电子对数为4（4 个σ 键，无孤电子对），1mol 含4NA，C 正确；
D．C18O 的摩尔质量为 30g/mol，3.0g 为0.1mol；中子数=(12-6)+(18-8)=16，故含中子数 1.6NA)，D 正确；
故选B。
【变式训练1——变载体】（2025·山西·二模）硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。晶体硅中的
杂质会影响其导电性能。工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98％左右的粗硅，再以其为原料制备
高纯硅，其原理示意图如下：
下列说法正确的是
A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：
B．已知
中H 元素化合价为
，则电负性：
C．以上流程中含硅元素的物质均属于共价晶体，熔点：
D．由粗硅制备高纯硅的过程中，可循环使用的物质主要有HCl 和
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【答案】D
【分析】石英砂加焦炭在高温条件下反应得到粗硅，粗硅与HCl 在573K 以上加热生成粗SiHCl3，精馏得
到纯的SiHCl3，在1357K 与氢气反应生成高纯硅；
【解析】A．步骤①中得到粗硅生成CO，反应的化学方程式：
，A 错误；B．已
知
中H 元素化合价为
，H 的电负性大于Si，B 错误；C．SiHCl3为分子晶体，C 错误；D．粗硅
与HCl 反应得到H2和SiHCl3，SiHCl3再与H2反应得到HCl 和Si，可循环使用的物质主要有HCl 和
，D
正确；答案选D。
【变式训练2——变考法】（2025·广西·三模）高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材
料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：
已知：电负性
设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．反应②中，每消耗1 mol Si，转移的电子数为
B．反应①中，每生成1 mol Si，得到
个
C．1 mol 晶体硅中含共价键数为
D．反应③中，每消耗
，生成1 mol Si
【答案】A
【解析】A．电负性
，可知SiHCl3中Si 显+4 价，反应②中每消耗1 mol Si 转移电子的物质的量
为4mol，转移电子数为
，故A 正确；B．反应①中二氧化硅和焦炭反应生成的是粗Si 和CO，故B 错
误；C．晶体Si 中，每个Si 原子与周围4 个Si 原子形成4 个共价键，所以1 mol 晶体硅中含共价键数为
，故C 错误；D．未标注标准状况下，
的物质的量不一定是1mol，故D 错误；
选A。
【变式训练3——
】（2025·全国·模拟预测）“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中
(主要成分是
)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：
，下列说法正确的是
A．步骤①的反应为
，说明碳的非金属性比硅强
B．整个过程中只有
可以循环利用
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C．步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D．
与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
【答案】D
【分析】石英砂主要成分为SiO2，与C 在高温下反应生成粗Si，2C+SiO2
Si+2CO↑，粗Si 与HCl 在
300℃反应生成粗SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量的SiCl4，根据二者沸点的不同，可以采取蒸馏的方法分离，
纯SiHCl3在1100℃的条件下与H2反应生成纯Si，SiHCl3+H2
Si+3HCl。
【详解】A．由反应
可知，碳作还原剂，表现还原性，不是非金属性，A 错误；
B．步骤②中反应为
，步骤③中反应为
，故
和HCl 均可循环利用，B 错误；
C．步骤③中反应为
，
中H 元素化合价由
价上升至
价，转化
为HCl，Si 元素化由
价下降至0 价，转化为Si，
既作氧化剂又作还原剂，
中H 元素化合价由
0 价上升至
价，氢气作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为
，C 错误；
D．
的H 元素显
价，溶于水产生
，三个Si—Cl 键水解生成HCl 和
，与NaOH 中和生成
NaCl 和
两种盐，反应的离子方程式为
，D 正确；
故选D。
考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用
例3 （24-25 高三上·河南新乡·期中）中华文明源远流长，文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要
成分为硅酸盐的是
A．仰韶文化彩陶盆
B．故宫大理石螭
首
C．鎏金铜缸
D．水晶杯
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】A．仰韶文化彩陶盆的主要成分是硅酸盐，A 符合题意；
B．故宫大理石螭首的主要成分是碳酸钙，B 不符合题意；
C．鎏金铜缸属于合金材料，C 不符合题意；
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D．水晶杯的主要成分为二氧化硅，D 不符合题意；
故选A。
【变式训练1——变载体】（24-25 高三上·四川·期末）下列关于硅酸的叙述，错误的是
A．硅酸是一种很弱的酸
B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C．硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅
D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
【答案】B
【解析】A.硅酸的酸性比碳酸弱，硅酸是一种很弱的酸，A 正确；B.二氧化硅不溶于水，不能和水反应生
成硅酸，B 错误；C.硅酸不稳定，加热分解生成二氧化硅和水，C 正确；D.根据强酸制取弱酸的反应原
理，盐酸的酸性比硅酸强，可溶性硅酸盐与盐酸反应能制得硅酸，D 正确；答案选B。
【变式训练2——变考法】（2025·河南·二模）张骞凿通西域，诞生了丝绸之路。丝绸之路交流的下列产品
中主要成分属于硅酸盐的是
A．茶叶
B．纸张
C．铁器
D．陶器
【答案】D
【详解】A．茶叶主要成分是有机物（如纤维素、茶多酚），不含硅酸盐，A 错误；
B．纸张由植物纤维（纤维素）制成，属于有机物，不含硅酸盐，B 错误；
C．铁器以金属铁为主，可能含有碳等其他元素，但属于金属材料，不含硅酸盐，C 错误；
D．陶器由黏土烧制而成，黏土的主要成分是铝硅酸盐矿物，属于传统硅酸盐材料，D 正确；
故选D。
【变式训练3——
】（2025·湖北·三模）“中国紫”是目前被确认的出现于工业社会以前的最早
的人造颜料之一，这种颜色被大量应用于兵马俑的衣物上色，其化学成分为BaCuSi2O6。下列有关中国紫
说法错误的是
A．Ba 元素的焰色为黄绿色
B．Cu 元素的化合价为+2
C．该物质属于硅酸盐材料
D．其结构中一个Si 周围连接3 个O
【答案】D
【详解】A．钡元素的焰色为黄绿色，铜的焰色为绿色，A 正确；
B．Ba 为+2 价，Si 为+4 价，O 为
价，化合物中元素的正负化合价代数和为零，Cu 为
价，B 正确；
C．该物质含有Si、O 和金属元素，属于硅酸盐，故属于硅酸盐材料，C 正确；
D．在硅酸盐中，Si 和O 构成硅氧四面体结构，每个Si 周围连接4 个O，D 错误；
故答案为：D。
考点三 无机非金属材料
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知识点1 传统无机非金属材料
1.传统硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
原料
石灰石、黏土
石灰石、纯碱、石英砂
黏土
主要
成分
硅酸二钙(2CaO·SiO2)
硅酸三钙(3CaO·SiO2)
铝酸三钙
(3CaO·Al2O3)
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
含水的铝硅酸盐
2.传统硅酸盐材料的制备
(1)陶瓷
陶瓷以黏土为主要原料，经高温烧结而成的。主要成分为含水的铝硅酸盐。
(2)玻璃
普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉
碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和
各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。
(3)水泥
普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生
复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、
沙子和碎石等与水混合得到的。
得分速记
硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。
知识点2 新型无机非金属材料
1.高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。
2.碳纳米材料
（1）类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
（2）用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。
（3）碳纳米材料的结构特点与应用
结构特点
应用
富勒烯
是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称
代表物C60开启了碳纳米材料研究和应用
的新时代
碳纳米
管
可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺
度的直径
用于生产复合材料、电池和传感器等
石墨烯
只有一个碳原子直径厚度的单层石墨
用于光电器件、超级电容器、电池和复合
材料
（4）特殊功能的含硅材料
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①碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。
考向1 考查传统无机非金属材料
例1（2025·河北张家口·二模）下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是
A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅
B．西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料
C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙
D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐
【答案】D
【详解】A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分为硅酸盐，故A 错误；
B．西汉铜错金银承弓器的主要成分为金属材料，故B 错误；
C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分为二氧化硅，故C 错误；
D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分为硅酸盐，故D 正确；
故选D。
【变式训练1——变载体】（2025·河北·模拟预测）沈阳博物馆馆藏丰富，涵盖多个历史时期和多种文物类
型。下列文物中主要由无机非金属材料制成的是
A．辽代金面具
B．清石青缎彩绣平金团龙
衮服
C．辽白釉鸡冠壶
D．青铜短剑
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．生产金面具的材料是金，属于金属材料，A 不符合题意；
B．石青缎彩绣平金团龙衮服主要是由丝织品等制成，丝织品属于有机高分子材料，B 不符合题意；
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C．白釉鸡冠壶是陶瓷制品，主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，C 符合题意；
D．青铜短剑由青铜制成，青铜的主要成分是铜锡的合金，属于金属材料，D 不符合题意；
故选C。
【变式训练2——变考法】（2025·广东湛江·二模）“传承文化遗产，飞扬华夏风采”，中华文物传承华夏
文明，下列文物中主要由金属材料制成的是
A．秦兵马
俑
B．人面鱼纹陶
盆
C．西周利簋
D．击鼓说唱
俑
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．秦兵马俑主要由陶土烧制而成，陶土属于无机非金属材料，A 错误；
B．人面鱼纹陶盆也是由陶土烧制而成，属于无机非金属材料，B 错误；
C．西周利簋是青铜器，青铜是铜锡合金，属于金属材料，C 正确；
D．击鼓说唱俑一般是由陶土制成，属于无机非金属材料，D 错误；
故选C。
【变式训练3——
】（2025·山西·二模）《黑神话·悟空》作为国产第一部3A 游戏，以中国经典
文学著作《西游记》为蓝本，对山西多处名胜古迹进行实景扫描，游戏中形态各异的佛像，反映了古代匠
人高超的技艺水平。雕塑的主要成分为硅酸盐及铁合金等，下列说法错误的是
A．硅酸盐雕塑佛像历经千年依然身形完好，这是由硅酸盐材料中硅氧四面体的特殊结构决定的
B．铁佛寺雕塑主要成分为铁合金，合金的熔点一般比各成分金属低
C．雕塑彩绘颜料都是以天然的矿物质手工加工而成，历经千年仍然色彩艳丽，其中用到的红色矿物
颜料成分主要是硫化汞，常温下容易被空气中的氧气氧化
D．玻璃、陶瓷、水泥等硅酸盐材料属于传统无机非金属材料
【答案】C
【详解】A．硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点，这是由于
硅氧四面体的特殊结构决定的，故A 正确；
B．合金的熔点一般比各成分金属低，故B 正确；
C．雕塑彩绘颜料历经千年仍然色彩艳丽，红色矿物颜料成分主要是硫化汞，说明常温下不易被氧气氧化，
故C 错误；
D．玻璃、陶瓷、水泥主要成分是硅酸盐，属于传统无机非金属材料，故D 正确；
选C。
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考向2 考查新型无机非金属材料
例2 （2025·湖南岳阳·模拟预测）化学促进我国航空航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是
A．“北斗系统”芯片的主要成分为二氧化硅
B．隐形涂料中的纳米氧化钨材料属于新型有机材料
C．“天和核心舱”推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料
D．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3
【答案】D
【详解】A．北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，二氧化硅是光导纤维的成分，A 错误；
B．纳米氧化钨是无机化合物，属于无机非金属材料，而非有机材料，B 错误；
C．硬度大、强度高的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，C 错误；
D．
呈红色，表土中赤铁矿主要成分为
，D 正确；
故选D。
【变式训练1——变载体】（2025·内蒙古乌兰察布·二模）内蒙古包头市被誉为中国“绿色硅都”，科技的
发展离不开化学材料的助力，下列表述错误的是
A．新型陶瓷、碳纳米材料、硅和二氧化硅均属于新型无机非金属材料
B．飞船搭载的太阳电池翼中将太阳能转化为电能的材料的主要成分是二氧化硅
C．量子通信材料螺旋碳纳米管与金刚石互为同素异形体
D．传统陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成
【答案】B
【详解】A．新型陶瓷、碳纳米材料、硅和二氧化硅均属于新型无机非金属材料，突破了传统的硅酸盐体
系，故A 正确；
B．飞船搭载的太阳电池翼中将太阳能转化为电能的材料的主要成分是硅，故B 错误；
C．同素异形体即同一种元素构成的不同种单质，所以量子通信材料螺旋碳纳米管与金刚石互为同素异形
体，故C 正确；
D．传统陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成，黏土主要成分为含水的铝硅酸盐，故D 正确；
答案选B。
【变式训练2——变考法】（2025·宁夏银川·一模）化学助力科学高质量发展，下列对科学成果的描述错误
的是
A．5G 技术中使用的光导纤维不与任何酸碱反应
B．耐高温的碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体
D．月壤中的“嫦娥石”，其主要成分
属于无机盐
【答案】A
【详解】A．光导纤维主要成分是二氧化硅，为酸性氧化物，能与强碱反应，A 错误；
B．耐高温的碳化硅(SiC)陶瓷，属于新型无机非金属材料，B 正确；
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C．螺旋碳纳米管TEM 与石墨烯均为碳单质，互为同素异形体，C 正确；
D．月壤中的“嫦娥石”
，属于无机盐，D 正确；
故选A。
【变式训练3——
】（2025 届·广东汕头·一模）宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿
上10 公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,
主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。
下列相关叙述错误的是
A．它耐高温、抗氧化
B．它比钢铁轻，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
【答案】B
【解析】A．碳化硅陶瓷和碳纤维具有耐高温抗氧化的性能，A 正确；B．“连续纤维增韧”航空材料，则
说明该材料具有一定的韧性，B 错误；C．该材料是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成，属于混合物，没有
固定的熔、沸点，C 正确；D．该材料由无机物复合而成，为新型无机非金属材料，D 正确；
故选B。
1．（2022·福建卷）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用
和改性的
基催化剂，可打通从
合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是
A．草酸属于无机物
B．
与石墨互为同分异构体
C．
属于过渡元素
D．催化剂通过降低焓变加快反应速率
【答案】C
【详解】A．草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A 错误；
B．C60与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B 错误；
C．Cu 为ⅠB 族，属于过渡元素，C 正确；
D．催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，反应焓变不变，D 错误；
故选C。
2．（2021·福建卷）室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是
A．
的
溶液：
、
、
、
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B．
的
溶液：
、
、
、
C．
的
溶液：
、
、
、
D．
的
溶液：
、
、
、
【答案】D
【详解】A．
是强酸弱碱盐，
的
溶液显酸性，H+与
生成硅酸沉淀不能大量共
存，A 不符合题意；
B．
的
溶液，
与
生成
不能大量共存，B 不符合题意；
C．
的
溶液，H+、
、
共同作用发生氧化还原反应，不能大量共存，C 不符合题意；
D．
的
溶液，
、
、
、
、
、
能大量共存，D 符合题意；
故选D。
3．（2021·福建卷）催化剂
(Ⅱ)的应用，使
电池的研究取得了新的进展。
电池结构
和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
下列说法错误的是
A．
电池可使用有机电解液
B．充电时，
由正极向负极迁移
C．放电时，正极反应为
D．
、
、
和C 都是正极反应的中间产物
【答案】D
【详解】A．Li 是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，应使用有机电解液，故A
正确；
B．充电时原电池的负极与电源负极相连作阴极，原电池的正极与电源正极相连作阳极，阳离子由阳极向
阴极移动，则
由正极（电池中标注“＋”，实际阳极）向负极（电池中标注“－”，实际阴极）迁移，
故B 正确；
C．由装置可知，该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C 单质，电极反应式为：
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，故C 正确；
D．由正极的反应历程图示可知，C 为最终的产物，不是中间产物，故D 错误；
故选：D。
4．（2024·福建卷）
是制造多晶硅的原料，可由
和
耦合加氢得到，相关反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
(1)生成
的总反应：
Ⅳ．
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时：
①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为 。(填标号)
a．
b．
c．
d．
②反应温度升高不利于提高平衡时产物
选择性的原因是 。
(3)在压强为
的恒压体系中通入
和
，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度
变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的
量分数×总压。
①图中n 代表的组分为 。(填化学式)
②
时，反应Ⅲ的平衡常数
。(列出计算式)
③
时，
的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为
。(列出计算式)
(4)
下、其他条件相同时，用
和
分别催化上述反应，一段时间内
的转化率如下表
所示。(产物
选择性均高于98.5%)
催化剂
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的转化率/%
7.3
14.3
22.3
①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的
催化剂
催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：
催化剂
催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用
催化剂，初始投料
该段时间内得到
，则
的选择性
。(列出计算式)
【答案】(1)
(2) bc 因
，升温反应
向逆反应方向进行，
的产量反而减小
(3)
或
(4) = >
【详解】（1）根据盖斯定律可知，
。
故答案为：-80。
（2）①压缩平衡体系体积，相当于增大压强，重新达到平衡后，对于反应
，除压强对反应I 无影响，
对
的反应都是平衡向正反应方向移动，因此
和
的量增大；因
、
，升
温反应
向逆反应方向进行，反应
向正反应方向进行，
的产量反而减小。
故答案为：bc；因
，升温反应
向逆反应方向进行，
的产量反而减小。
（3）在压强为
的恒压体系中通入
和
，①根据反应
可知，温度升高反应和
向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n 为HCl，m 为
；②
时按照反应
进行：
，由图中可知道平衡时
，
，
，则
；③
，1mol
的平衡转化率为f，则转化的
为fmol，剩余的
为(
)mol，平衡时的物质与物质的量分数分别为：
x、
z 和
y，设平衡时混合物的总物质的量为Mmol，则可以根据剩余的
计算出M，
mol，再计算出
、
，根据硅原子守恒，消耗硅的物质的量=平衡物质中硅的总物质的
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量-起始时的1mol
，
或者消耗硅的物质的量=
平衡物质中
和
物质的量之和-消耗的fmol
，
。
故答案为：
；
；
或
。
（4）①使用不同催化剂时，反应
的
催化剂与
催化剂相比较，由于反应热只和反应物
的始态与生成物的终态有关，与催化剂无关，所以
催化剂=
催化剂；根据表中数据，在
相同单位时间内，
作催化剂
的转化率为7.3%、
作催化剂
的转化率为22.3%，由此可以
得出
作催化剂时活化能更低，效率更高，则反应
的活化能：
催化剂
催化剂；②根据反
应
：
，初始投料
该段时间内得到
，列式
，得出生成
所消耗的
的物质的量
，
根据表的转化率可知所消耗的
的总物质的量为
，最后根据公式
。
故答案为：=；>；
。
5．（2022·福建卷）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含
和
等)
提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸出”时适当升温的主要目的是 ，
发生反应的离子方程式为 。
(2)“浸渣”的主要成分除残余
外，还有 。实验测得，
粉煤灰(
的质量分数为
)经
浸出、干燥后得到
“浸渣”(
的质量分数为
)，
的浸出率为 。
(3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入
沉铝的目的是 ，“沉铝”的
最佳方案为 。
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(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为 。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序循环使用。
【答案】(1) 提高浸出率(或提高浸出速率)
(2)
和
84%
(3) 使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度 高温溶解再冷却结晶
(4)
或
(5)沉铝
【分析】粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO 等)加入硫酸，浸渣为二氧化硅、硫酸钙，加入硫酸钾，
产生复盐明矾沉铝，干燥脱水，焙烧产生氧化铝、硫酸钾和二氧化硫或三氧化硫气体，水浸除去硫酸钾，
得到氧化铝。
【详解】（1）温度高速率大，“浸出”时适当升温的主要目的是提高反应速率，提高浸出率；Al2O3和
H2SO4发生反应生成Al2(SO4)3和H2O，离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
故答案为：提高浸出率(或提高浸出速率)；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。
（2）“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外，还有二氧化硅、硫酸钙；5.0g 粉煤灰Al2O3的质量为
5.0g×30%=1.5g，3.0g“浸渣”Al2O3的质量为3.0g×8%=0.24g，则Al2O3的浸出率为
；
故答案为：SiO2和CaSO4；84%。
（3）根据沉铝体系中，Al2(SO4)3·18H2O 溶解度最大，KAl(SO4)2·12H2O 溶解度最小，更容易析出，加入
K2SO4沉铝的目的是更多的使Al2(SO4)3转化为KAl(SO4)2·12H2O，使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保
证晶体纯度；KAl(SO4)2·12H2O 溶解度受温度影响较大，“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶；
故答案为：使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度；高温溶解再冷却结晶。
（4）“焙烧”时，KAl(SO4)2分解为K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2，反应方程式为
2KAl(SO4)2
K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)2
2K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑；
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故答案为：2KAl(SO4)2
K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)2
2K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑。
（5）“水浸”后得到的“滤液2”成分为K2SO4，可在沉铝工序循环使用；
故答案为：沉铝。
6．（2022·福建卷）某兴趣小组设计实验探究
，催化空气氧化
的效率。回答下列问题：
步骤Ⅰ 制备
在通风橱中用下图装置制备
(加热及夹持装置省略)，反应方程式：
(1)装置A 中盛放甲酸的仪器的名称是 。
(2)从B、C、D 中选择合适的装置收集
，正确的接口连接顺序为
a→_______→_______→_______→_______→h(每空填一个接口标号)。
步骤Ⅱ 检验
将
通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成。
(3)该反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ 探究
催化空气氧化
的效率
将一定量
与空气混合，得到
体积分数为1%的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略)，
调节管式炉温度至
，按一定流速通入气体样品。(已知：
是白色固体，易吸水潮解：
)
(4)通入
(已折算为标况)的气体样品后，继续向装置内通入一段时间氮气，最终测得U 形管内生成了
。
①能证明
被空气氧化的现象是 ；
②
被催化氧化的百分率为 ；
③若未通入氮气，②的结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时，采用 方法可以缩短接触时长。
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(6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)a→d→e→c→b
(3)
(4) 石灰水变浑浊 60% 偏大
(5)增大气体样品流速
(6)尾气出口未加防潮装置(或其他相似表述)
【分析】在通风橱中用下图装置制备一氧化碳，用A 装置制取一氧化碳，该气体中含有甲酸蒸气，故用水
除去甲酸，再用B 装置排水收集一氧化碳气体，排出的水用E 中的烧杯接收。根据气体样品通过氢氧化钠
吸收空气中的二氧化碳，浓硫酸吸水，一氧化碳在H 中被氧气氧化生成二氧化碳，二氧化碳能被石灰水吸
收，J 中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气，干燥的一氧化碳和
，进而测定生成的碘的质量，计算一氧化
碳的被氧化的百分率。据此解答。
【详解】（1）装置A 中盛放甲酸的仪器为分液漏斗。
（2）用C 除去甲酸，B 收集一氧化碳，E 接收排出的水，故接口连接顺序为a→d→e→c→b→h。
（3）一氧化碳和银氨溶液反应生成黑色的银，同时生成碳酸铵和氨气，方程式为：
。
（4）一氧化碳被氧气氧化生成二氧化碳，能使澄清的石灰水变浑浊。碘的物质的量为
，则结合方程式分析，还有0.002mol 一氧化碳未被氧气氧化，11.2L 气体为0.5mol
其中一氧化碳为0.005mol，则被氧化的一氧化碳为0.005-0.002=0.003mol，则被氧化的百分率为
。如果没有通入氮气则计算的未被氧化的一氧化碳的物质的量减少，则被氧化的百分
率增大。
（5）增大气流速率可以提高催化效率。
（6）：
是白色固体，易吸水潮解，但该装置出气口未加防潮装置。
7．（2021·福建卷）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，
还有
、
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时，
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对
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内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大
量蒸发，导致 。
(3)“净化”时，浸出液中残留的
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于 。
(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
(4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程式
为 。
(5)“沉淀”时，加入
的目的是 。
(6)高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。【已知：(NH4)2Mo4O13受
热分解生成
】
【答案】(1)氨水
(2) 适当升温、搅拌、增加
用量(增大
浓度)等
晶体析出，混入浸渣
(3)3.9
(4)
(5)提供
，使
充分转化为沉淀析出
(6)
【分析】钼精矿(主要含
，还有
、
的化合物及
等)通入氧气焙烧得到
、CuO、Fe2O3、
SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2；
、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O 浸出，
转化为
，SiO2不反应，浸渣为SiO2、氧化铁、氧化铜等，浸出液含
和少量Cu2+、Fe2+，加(NH4)2S 净化，
Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS 沉淀，滤渣为CuS、FeS，滤液主要含
，滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀
得到(NH4)2Mo4O13·2H2O。
【详解】（1）“焙烧”产生的气体为SO2，用氨水吸收后可制取氮肥硫酸铵；
（2）“浸出”时，提高单位时间内钼浸出率即提高反应速率，措施有适当升温、搅拌、增加
用量
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(增大
浓度)(任写两种)；当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水
大量蒸发，导致
晶体析出，混入浸渣；
（3）
和
的
分别为35.2 和17.2，则Ksp(CuS)=10-35.2，Ksp(FeS)=10-17.2，要使Cu2+浓度小于
，则S2-浓度大于
mol/L=10-29.2mol/L，要使Fe2+浓度小于
，则S2-浓度
大于
mol/L=10-11.2mol/L，综述：c(S2-)>10-11.2mol/L，c(S2-)=10-11.2mol/L 时，lg(10-11.2)=pH-15.1，
pH=15.1-11.2=3.9，综上所述，为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小
于3.9；
（4）溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，则氧化剂为
，还原产
物为-2 价的O，还原剂为
，氧化产物为
，则反应的离子方程式为
；
（5）由流程可知“沉淀”时，产生的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O，因此加入
的目的是提供
，
使
充分转化为沉淀析出；
（6）高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，结合得失电子守恒、原子守恒可知反应的化学方程式
为
。
8．（2021·福建卷）类石墨相氮化碳(
)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的
应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S 等)能提高其光催化活性。
具有和石墨相似的层状结构，
其中一种二维平面结构如下图所示。
回答下列问题：
(1)基态C 原子的成对电子数与未成对电子数之比为 。
(2)N、O、S 的第一电离能( )大小为
，原因是 。
(3)
晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。
a.非极性键 b.金属键 c.π 键 d.范德华力
(4)
中，C 原子的杂化轨道类型 ，N 原子的配位数为 。
(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N 原子(图中虚线圈所示)被O 原子代替，形成O 掺杂的
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。
的化学式为 。
【答案】(1)2 1∶
(2)N 原子
轨道半充满，比相邻的O 原子更稳定，更难失电子；O，S 同主族，S 原子半径大于O 原子，
更易失去电子
(3)cd
(4)
杂化 2，3
(5)
【详解】（1）基态C 原子的核外电子排布式是1s22s22p2，成对电子数为4，未成对电子数为2，其比值为
2 1∶。
（2）N、O、S 的第一电离能( )大小为
，原因是相同电子层数的原子，N 原子的核外电
子排布式是1s22s22p3，p 轨道处在半满状态，比较稳定，原子核对核外电子的束缚作用较强，较难失去第
一个电子，第一电离能N 大于O；O 和S 是同一主族元素，O 原子的半径较小，原子核对核外电子的束缚
作用较强，较难失去第一个电子，第一电离能O 大于S；故第一电离能( )大小为
。
（3）根据题意，
晶体具有和石墨相似的层状结构，结合二维平面结构图，判断其存在的微粒间作
用力有极性键、π 键和范德华力，故答案选cd。
（4）
中，结合二维平面结构图得知，C 原子与N 原子形成三个σ 键，层内存在大п 键的，不存在
孤电子对，故C 原子的杂化轨道类型为
杂化；
根据二维平面结构图得知，N 原子的成键有连两个C 原子和连三个C 原子的两种情况，故N 原子的配位数
为2、3 两种。
（5）从基本结构单元分析得知，N 原子的成键有连两个C 原子和连三个C 原子的两种情况，连两个C 原
子的N 原子完全属于该基本结构单元，连三个C 原子的N 原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在
“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6 个C 原子和
个N 原子；将图
中虚线圈所示的N 原子用O 原子代替，则O 原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6 个C
原子、6 个N 原子、2 个O 原子，则形成O 掺杂的
的化学式为
。
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