文档文本内容
第04 讲 碳、硅及无机非金属材料
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养，研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架，构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点，归纳解题范式
考点一 碳及其化合物
知识解构 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
考向破译 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
考向3 考查碳元素在自然界中的循环
解题妙招1 "结构→性质→应用"三级分析法
解题妙招2 CO2与碱反应图像题解题步骤
考点二 硅及其化合物
知识解构 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
知识点5 硅及其化合物性质“反常”小结
考向破译 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 ∣ 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
解题妙招1 "结构→性质→制备→应用"四步分析法
解题妙招2 在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点
考点三 无机非金属材料
知识解构 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
考向破译
考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用 ∣
考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用
解题妙招1 传统无机非金属材料的分类和应用解题思维模型
解题妙招2 新型无机非金属材料的分类和应用的思维
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑，感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养，研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026 年
2025 年
2024 年
碳及其化合物
河北卷T12，3 分
云南卷T12，3 分
云南卷T1，3 分
湖北卷T1，3 分
河北卷T1，3 分
甘肃卷T4，3 分
新课标卷T7，6 分
北京卷T8，3 分
广东卷T7，3 分
河北卷T4，3 分
硅及其化合物
湖南卷T3，3 分
河南卷T1，3 分
云南卷T1，3 分
云南卷T7，3 分
广西卷T4，3 分
江西卷T1，3 分
山东卷T14，4 分
无机非金属材料
河北卷T1，3 分
黑吉辽蒙卷T1，3 分
云南卷T1，3 分
甘肃卷T1，3 分
湖南卷T1，3 分
陕晋宁青卷T1，3 分
广东卷T3，2 分
天津卷T1，3 分
天津卷T4，3 分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码：
1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面：
(1)直接考查硅及其化合物、碳及其氧化物的结构、性质。
(2)以传统文化、先进科学技术为素材考查无机非金属材料的组成、性质、应用等。
(3)与环境相结合考查碳循环。
(4)以水煤气变换为载体，考查盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容。
(5)原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。
2．预计2027 年，从命题思路上看，侧重从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次分析、
认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体考查化学对社会发展的重大贡献；通
过二氧化碳对环境的影响的考查，树立低碳绿色可持续发展意识。
3．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 单质及其重要化合物的主要性质及应用。
(2)了解无机非金属材料对社会发展的影响。注重联系生活实际。
(3)有意识运用相关知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。
►复习目标：
1．能够从物质所属类型、晶体结构、化合价等多角度、多层次分析碳、硅元素单质及其化合物；
2．领会“碳中和”，强化碳和水反应生成水煤气融入到化学反应原理之中，理论与实际相结合。
3．通过从材料组成和性质的角度对生活中常见的无机非金属材料进行分析，并能科学合理地使用。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架，构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点，归纳解题范式
考点一 碳及其化合物
知●识●解●构
知识点1 碳单质
1．碳族元素
碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA 族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为n s 2 n p 2 。
2．常见碳单质的结构和物理性质
常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、碳纳米管等，它们互为同素异形体。
金刚石 石墨 足球烯
(1)金刚石：正四面体空间网状结构；碳原子的杂化方式：sp
3 杂化；熔点高，硬度大，不导电。
(2)石墨：层状结构，每层为正六边形的平面网状结构；碳原子的杂化方式：sp
2 杂化；熔点高，硬度小，
能导电，具有润滑性。
(3)足球烯(C60)：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成；碳原子的杂化方式：sp
2 杂化；不导电。
3．碳单质化学性质
可燃性
O2不足：2C＋O2(不足)=====2CO
O2充足：C＋O2(足量)=====CO2
与氧化物反应
CuO：C＋2CuO=====2Cu
＋
CO
2↑(冶炼金属)；
SiO2：2C＋SiO2=====Si
＋
2CO↑
(制取粗硅)；
H2O：C＋H2O(g)=====H2＋
CO
(制取水煤气)
与强氧化性酸反应
浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)=====CO2↑ ＋
2SO
2↑ ＋
2H
2O；
浓HNO3：C＋2H2SO4(浓)=====CO2↑ ＋
2SO
2↑ ＋
2H
2O。
知识点2 碳的氧化物
1．CO、CO2的性质对比
CO
CO2
物理性质
无色无味气体，密度比
空气小，难溶于水
无色无味气体，密度比空气大，可溶于水(溶
解度小)
毒性
有毒(易结合血红蛋白)
无毒(温室效应)
化学
性质
还原性
可燃性，还原氧化铁
无(灭火)
氧化性
①与炽热炭反应，②Mg 在CO2中燃烧
与水反应
无
CO2＋H2O
H2CO3
与碱反应
(石灰水)
无
Ca(OH)2＋
CO
2===CaCO3↓＋H2O
相互转化
用途
燃料、冶炼金属
灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等
得分速记
溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的
强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。
2．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
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。
知识点3 碳酸、碳酸盐
1．碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋
H 2O 代替H2CO3，但酸性比苯酚、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
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＋H2O
H2CO3；
(2)光合作用将CO2转化为O2；
(3)岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===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
(2)反应后溶质成分的判断
x＝
溶质成分
x≤1 1∶
NaHCO3
1 1<
∶
x<2 1∶
Na2CO3、
NaHCO
3
x＝2 1∶
Na2CO3
x>2 1∶
NaOH
、
Na
2CO3
也可用数轴来表示：
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、偏铝酸等强，因此，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、
、NaAlO2 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：
①CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
②CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓ ＋
Na
2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓ ＋
Na
2CO3
当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓ ＋
2NaHCO
3
③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓ ＋
2HClO
当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋
2HClO
④CO2＋
＋H2O→
＋
NaHCO
3
⑤Na[Al(OH)4]+CO2 = Al(OH)3↓ +
Na
HCO
3(CO2过量时)
2Na[Al(OH)4]＋CO2===2 Al(OH)
3↓ ＋
Na
2CO3＋
H 2O(CO2少量时)
得分速记
(1)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。
(2)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。
考●向●破●译
考向1 考查碳及其化合物性质和应用
例1(2026·广东高三联考)为应对气候变化，我国提出“碳达峰、碳中和”目标，围绕碳产生、碳捕集、
碳利用三个环节，我国正积极探索减排路径。
Ⅰ．碳的产生
(1)自然界中，二氧化碳的产生有多种途径。例如___________。(列举一条)
Ⅱ．碳的捕集
如图是实际生产中采用NaOH 溶液来“捕捉”CO2的工艺流程：
(2)请写出“捕捉室”中发生反应的化学方程式___________。
(3)该流程中，可循环使用的物质有___________。
Ⅲ．碳的利用
将捕集到的CO2进行资源化利用，是实现“双碳”目标的重要途径。目前常见的有以下两条转化路径。
路径1：CO2耦合零碳能源的转化利用技术
(4)利用可再生能源将CO2转化为甲醇(H2)，并最终用于供能的流程如下图。
①电解水制氢过程中，产生的H2和O2的密度比为___________。
②请写出CO2转化为甲醇(CH3OH)的化学方程式___________。
路径2：CO2直接转化利用技术
我国科研团队通过图1 所示三个环节，将CO2和H2转化为汽油。汽油中含有多种物质，其中一种物质
a，其分子结构模型如图2 所示。
请回答下列问题：
(5)在高温、高压和催化剂存在的条件下，环节Ⅰ除生成CO 外，还生成了一种常见的溶剂，该溶剂为
___________。
(6)物质a 的化学式为___________。
(7)若该转化流程中，环节Ⅰ共消耗44tCO2，理论上可生成CO 的质量为___________t。
【答案】(1)化石燃料燃烧
(2)2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
(3)NaOH 溶液、CaO
(4)1：16 CO2+3H2=CH3OH+H2O
(5)水
(6)C8H10
(7)28
【解析】(1)自然界中，二氧化碳的产生有多种途径，如化石燃料燃烧、动植物与微生物的呼吸作用、火
山喷发等；
(2)“捕捉室”中氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，反应生成碳酸钠和水，化学方程式为
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
(3)该流程中，“反应器”中碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙与氢氧化钠，反应方程式为Ca(OH)2＋
Na2CO3＝CaCO3↓+ 2NaOH，通过过滤得到NaOH 溶液可循环至“捕捉室”继续使用；碳酸钙固体在“高温
反应炉”中分解，反应方程式为CaCO3高温
CaO+CO2↑，生成的CaO可循环至“反应器”中继续使用；
(4)电解水反应为2H2O
2H2↑+O2↑，根据同温同压下，气体的密度比等于摩尔质量比，
；根据元素守恒及氧化还原反应规律，CO2与氢气反应生成甲
醇(CH3OH)和水，化学方程式CO2+3H2=CH3OH+H2O
(5)根据元素守恒关系及氧化还原反应规律，CO2和H2在高温、高压和催化剂存在的条件下，生成CO 的
同时还生成水，水是一种常见的溶剂；
(6)根据a 分子结构模型图2 可知，a 分子由8 个碳原子和10 个氢原子构成的，故物质a 的化学式为
C8H10；
(7)该转化流程中，环节Ⅰ发生的反应为CO2+H2催化剂
CO+H2O，
，
。
解题妙招
"结构→性质→应用"三级分析法
(1)价类二维分析：横向非氧化还原反应，正向或斜向为氧化还原反应；
(2)性质-应用推导：
①导电性(石墨)→ 电极材料
②吸附性(活性炭)→ 净水处理
③高硬度(金刚石)→ 切割工具
(3)实验探究模型
①CO2性质验证：通过石蕊变色(生成H2CO3)、石灰水变浑浊(生成CaCO3)；
②碳还原性实验：C+CuO
Cu+CO2(黑色固体变红)
【变式1】【新情景—石墨炔】(2026·广东广州高三模拟预测)我国科学家首次合成了新型二维碳材料
“石墨炔”，其结构片段如图所示。
下列说法正确的是( )
A．石墨炔属于烃
B．石墨炔的化学性质比石墨稳定
C．石墨炔可导电，属于金属材料
D．实验测得石墨炔孔径略大于
分子的直径，因此可以用石墨炔做
提纯薄膜
【答案】D
【解析】A 项，烃的定义是仅由碳、氢两种元素组成的有机物，石墨炔只含碳元素，不含氢，不属于烃，
A 错误；B 项，石墨中碳原子均为稳定的 sp2杂化大π 键；石墨炔含有大量碳碳三键，三键中的π 键不稳定、
化学活性更高，更容易发生加成、氧化反应，稳定性弱于石墨，B 错误；C 项，石墨炔由碳元素组成，属于
无机非金属材料，并非金属材料；其内部存在自由移动电子所以可以导电，C 错误；D 项，石墨炔存在均匀
孔隙，孔径略大于H2分子直径，能让氢气分子穿过，阻挡直径更大的杂质气体分子，因此可作氢气提纯薄膜，
D 正确；故选D。
【变式2】【新情景—新材料】(2026·黑龙江哈尔滨一模)最近，某科研团队首次合成由10 个碳原子组成
的环型纯碳分子材料，其合成方法如图所示。下列说法正确的是( )
A．环型C10中碳原子采用sp2杂化
B．环型C10的熔点高于C10Cl8的熔点
C．原料可以由苯的同系物与氯气在光照条件下取代得到
D．环型C10与石墨烯互为同素异形体
【答案】D
【解析】A 项，环型C10中碳原子的价层电子对数为
，无孤电子对，因此碳原子采取sp
杂化，不是sp2杂化，A 错误；B 项，环型C10和C10Cl8都属于分子晶体，分子晶体的熔点随相对分子质量增
大而升高，C10Cl8相对分子质量更大，因此环型C10熔点低于C10Cl8，B 错误；C 项，C10Cl8的原料对应的烃是
萘，萘不属于苯的同系物；且苯环上的氢原子被氯取代需要催化剂，光照条件下只能取代烷基侧链的氢，无
法得到该原料，C 错误；D 项，同素异形体是同种元素组成的不同单质，环型C10和石墨烯都是碳元素组成
的不同单质，互为同素异形体，D 正确；故选D。
【变式3】【变题型】(2026·广东梅州一模)碳元素部分价类二维图如图所示(a、c、d、e、f 为中学常见
含碳化合物)。下列说法不正确的是( )
A．酸性最强的是f
B．b 可能是e 的酸酐
C．a、b、d、e 均能氧化生成c
D．d、e、f 分子的中心碳原子杂化方式相同
【答案】A
【解析】根据碳元素的“价类二维图”可知，纵轴代表化合价，横轴代表物质类别。可推断出：氧化物
a、b、c 依次为CO(+2 价)、C2O3(+3 价)、CO2(+4 价)；含氧酸d、e、f 依次为甲酸HCOOH(+2 价)、草酸
H2C2O4(+3 价)、碳酸H2CO3(+4 价)。A 项，f 为碳酸(H2CO3)，e 为草酸(H2C2O4)，d 为甲酸(HCOOH)；这三种
酸中，酸性最强的是草酸(e)，酸性最弱的是碳酸(f)，A 错误；B 项，b(C2O3)与e(H2C2O4)中碳元素的化合价均
为+3 价，且H2C2O4脱去一分子H2O 在组成上恰好为C2O3，因此b 可能是e 的酸酐，B 正确；C 项，a(CO)、
b(C2O3)、d(HCOOH)、e(H2C2O4)中的碳元素化合价均低于+4 价，且这四种物质均具有较强的还原性(如甲酸
含醛基)，均能被氧化剂氧化生成最终产物c(CO2)，C 正确；D 项，d(HCOOH)、e(H2C2O4)、f(H2CO3)分子的中
心碳原子均形成3 个σ 键，无孤对电子，因此杂化方式均为sp2杂化，D 正确；故选A。
考向2 考查CO2与碱反应图象分析
例2 已知25℃时：H2CO3的电离平衡常数Ka1=5×10-7，Ka2=5×10-11，lg5=0.7，向100 mL NaOH 溶液中通
入一定量CO2充分反应后，向所得溶液中逐滴滴加1 mol·L-1的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸体积的关系
如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该溶液存在：
B．向Na2CO3粉末中加入少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随吸热现象
C．由图分析，NaOH 溶液中通入一定量CO2充分反应后，所得溶液的溶质为Na2CO3、NaHCO3
D．若忽略CO3
2-和 HCO3
-浓度的变化，在滴加盐酸前，溶液pH 约为10.3
【答案】B
【解析】盐酸和氢氧化钠生成氯化钠和水H++OH-=H2O、和碳酸钠生成碳酸氢钠和氯化钠：CO3
2-+H+ ═
HCO3
-、和碳酸氢钠生成氯化钠水二氧化碳： HCO3
-+H+ ═ H2O + CO2↑；结合图可知，AB 段消耗盐酸
300mL-100mL=200mL 大于0A 段消耗的盐酸100mL，则0 点溶液溶质为碳酸钠和碳酸氢钠，AB 段消耗盐酸
是0A 的2 倍，结合反应关系可知，0 点溶液碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为100mL：
(200mL-100mL)=1：1；A 项，由分析可知，该溶液为等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，根据物料守
恒：
，电荷守恒：
，得质子守恒为
，A 正确；B 项，向Na2CO3粉末中加入少
量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随放热现象，B 错误；C 项，由分析可知，加入CO2后溶质为Na2CO3和
NaHCO3，且
，C 正确；D 项，在滴加盐酸前，此时溶液为等量的Na2CO3、
NaHCO3，根据
，且
，
，pH=11－lg5=10.3，D 正
确；故选B。
解题妙招
CO2与碱反应图像题解题步骤
(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)阶段划分
①区域A(0≤n(CO2)/n(NaOH)<0.5)：NaOH 过量段
②区域B(0.5≤n(CO2)/n(NaOH)<1)：Na2CO3主存段
③区域C(n(CO2)/n(NaOH)≥1)：NaHCO3生成段
【变式1】【变考法】将0.4gNaOH 和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0．1mol·
稀盐
酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】n(NaOH)=
=0.01mol、n(Na2CO3)=
=0.01mol，盐酸滴入后，由于氢氧化钠的
碱性较强，盐酸和氢氧化钠反应0.4g 氢氧化钠消耗0.1L 盐酸，不产生气体；当氢氧化钠消耗完之后，盐酸
和碳酸钠反应，由于氢离子浓度较小，，生成碳酸氢钠，还是没有气体产生，相关反应如下：CO3
2-+ H+(少
量)=HCO3
-，此时再消耗0.1L 盐酸，不产生气体；当碳酸根消耗完后，0.01mol 碳酸氢跟和氢离子反应，产生
0.01mol 二氧化碳气体，C 选项符合题意，故选C。
【变式2】【变情境】某实验小组用稀盐酸测定久置于空气中的
样品中有哪些成分。取2.0g 样品
于锥形瓶中，边搅拌边滴加0.1mol·L-1的稀盐酸，加入盐酸的体积和产生气体的物质的量的关系如图所示。
下列说法中正确的是( )
A．样品中只含有Na2CO3
B．样品中可能含有NaHCO3
C．样品中
的质量为0.8g
D．样品中
【答案】D
【解析】A 项，对NaOH 和Na2CO3混合溶液，当滴加盐酸时，先发生NaOH+HCl=NaCl+H2O，再发生
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，最后发生NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，此时才有二氧化碳气体生成，符合
图示数据，样品中含有NaOH 和Na2CO3，A 正确；B 项，由A 可知，样品中含有NaOH 和Na2CO3，不含
NaHCO3，B 错误；C 项，加入0.1L 稀盐酸时发生反应H++OH-=H2O，加入0.1L 至0.2L 稀盐酸时发生反应
CO3
2-+H+ ═ HCO3
-，加入0.2L 至0.3L 稀盐酸时发生反应 HCO3
-+H+ ═ H2O + CO2↑，由此可以计算出
，样品中NaOH 的质量为
=0.4g，C 错误；D 项，由C 可
知，样品中
，D 正确；故选D。
【变式3】【变载体—传感新技术】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pH＞7
D．200s 时溶液中的溶质只有一种
【答案】D
【解析】A 项，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 项，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 项，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pH＞7，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。
考向3 考查碳元素在自然界中的循环
例3(2026·浙江杭州期中)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。在海洋碳循
环中可通过如图所示的途径固碳。下列说法正确的是( )
A．固碳过程中CO2为催化剂
B．碳酸氢钠的电离方程式为NaHCO3＝Na++H++CO3
2-
C．钙化作用发生的反应为Ca2++HCO3
-= CaCO3↓+H+
D．该循环减少了碳的排放，有利于实现“碳达峰、碳中和”
【答案】D
【解析】A 项，由图可知，二氧化碳通过吸收作用转变为碳酸钠、碳酸氢钠后，与氯化钙反应，经钙化
作用一部分重新释放、一部分转变为碳酸钙沉淀，重新释放的二氧化碳作为光合作用的反应物被吸收，故固
碳过程中CO2不是催化剂，A 错误；B 项，碳酸氢钠在水中电离产生Na+、HCO3
-，故其电离方程式为：
NaHCO3=Na++HCO3
-，B 错误；C 项，根据图象可知，钙化过程中发生：Ca2+ +2HCO3
-=CaCO3↓+CO2↑+H2O，
碳酸钙和氢离子不能大量共存，C 错误；D 项，通过海洋碳循环的途径固碳，将二氧化碳进行利用，减少了
碳的排放，有利于实现“碳达峰、碳中和”，D 正确；故选D。
解题妙招
"路径分析→平衡计算→影响评估"三步分析法
(1)物质追踪法：画出碳元素迁移路径图，标注各圈层间的转化形式(如大气→生物：光合作用)。
(2)平衡分析法：计算碳输入(固定)与输出(释放)的动态平衡，评估人类活动影响。
(3)方程式推导——掌握关键反应式：
①光合作用：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2；
②呼吸作用：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O。
【变式1】【变载体】(2026·河北唐山期末)我国提出争取在2030 年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，
这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是( )
A．发电端的减碳：鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展
B．消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装
C．消费端的减碳：利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放
D．配套措施之一碳捕捉：使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用
【答案】A
【解析】A 项，鼓励光伏、风电、水电、核电等能源的发展可以实现发电端的减碳目标，煤电会产生二
氧化碳，不能实现发电端的减碳目标，故A 错误；B 项，推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装，
可以实现消费端的减碳目标，故B 正确；C 项，利用植物生产生物降解塑料可做到碳的循环和零排放，可以
实现消费端的减碳目标，故C 正确；D 项，使用溶剂对CO2进行吸收，最后吹出CO2气体并压缩再利用，可
以实现减碳目标，故D 正确；故选A。
【变式2】【变情境】我国提出争取在2030 年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，这对于改善环境，实
现绿色发展至关重要。下列措施中叙述不正确的是( )
A．减少生活燃煤，鼓励农村燃烧柴草做饭
B．推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装
C．生产生物可降解塑料可做到碳的循环和零排放
D．开发碳捕捉技术，捕捉CO2并与H2合成甲醇
【答案】A
【解析】A 项，生活燃煤会产生大量的二氧化碳，但燃烧柴草也会产生大量的二氧化碳，不能实现碳的
减排，A 不正确；B 项，推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装，可以从消费者的角度减少碳排放，
实现消费端的减碳目标，B 正确；C 项，生产生物可降解塑料可做到碳的循环和零排放，可以从消费者的角
度减少碳排放，实现减碳目标，C 正确；D 项，开发碳捕捉技术，捕捉CO2并与H2合成甲醇，再用甲醇作燃
料，可实现碳的循环使用，从而减少碳排放，D 正确；故选A。
【变式3】【新考法—历程分析】(2026·安徽合肥期中)TiO2可以催化分解CO2实现碳元素的循环利用，
其催化反应机理如下。下列说法正确的是( )
A．过程①催化剂TiO2被氧化
B．过程Ⅱ涉及共价键的断裂
C．该反应为2CO2
2CO+O2，△H>0
D．使用催化剂降低了反应的焓变，使CO2分解速率加快
【答案】C
【解析】A 项，由图可知，过程①中+4 价的Ti 得到1 个电子化合价降低为+3，发生还原反应，A 错误；
B 项，由图可知，过程Ⅱ没有共价键的断裂，B 错误；C 项，TiO2可以催化分解CO2生成CO 和氧气，总反
应为2CO2
2CO+O2，分解过程中吸收能量，故含有△H>0，C 正确；D 项，催化剂只能降低反应的活化
能，不能降低总反应的焓变，D 错误；故选C。
考点二 硅及其化合物
知●识●解●构
知识点1 单质硅
1．硅的存在：单质硅有晶体硅和无定形硅两大类，自然界中无游离态硅——单质硅，硅以化合态存
在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在地壳中，含量仅次于氧，位列第二。
2．硅的结构：硅元素原子序数为14，基态原子的简化电子排布式为[Ne]3s
2 3p
2 ，核外电子的空间运动状
态有8 种，不成对电子数有2 个；单晶硅为共价晶体，晶体中每个Si 原子以sp
3 杂化，分别与4 个相邻的Si
原子形成4 个σ 键，Si 原子的配位数为4，晶体中最小的环是6 元环，1 个环中平均含有0.5 个Si 原子，含
Si—Si 键数为1。
3．硅的性质
(1)物理性质：晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度
大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
(2)化学性质
①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应。
与氟气反应：Si＋2F2===SiF4
与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
与NaOH 溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
②加热和高温时，能与O2、Cl2、C 等反应。
与O2反应：Si＋O2
SiO2。
与Cl2反应：Si＋Cl2
Si
Cl
4
与C 反应：Si+ C
SiC
4．硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。
5．高纯硅的制备
(1)制备原理：用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅，然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原得到高
纯硅。
(2)制备流程：
(3)涉及的主要化学反应
(a)SiO2＋2C=============Si
＋
2CO↑
；(b)Si＋3HCl=====SiHCl3＋
H 2；(c)SiHCl3＋H2=====Si
＋
3HCl
得分速记
设计制备纯硅的实验题中重要的知识点
(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑
(2)粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2
(3)粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4：Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4
(4)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2=====Si(纯)＋3HCl
(5)SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl
(6)SiO2＋2Mg=====2MgO＋Si
(7)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：
SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑ SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
(8)SiH4在空气中易自燃：SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
知识点2 二氧化硅
1．二氧化硅的存在。自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化
物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石，硅石、石英、水晶、玛瑙、硅藻土、沙
子等主要成分都是SiO2。
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。SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体
通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。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，SiO2晶体中Si 和O 的比例为1 2∶。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
SiO
①
2可以与碱反应，生成硅酸盐，如：SiO2＋2NaOH===Na2Si
O 3＋
H 2O。
②在高温条件下，与碱性氧化物反应，如：SiO2＋CaO
Ca
Si
O 3。
③在高温条件下可以与碳酸盐反应，如：SiO2＋Na2CO3
N a 2Si
O 3＋
C O 2↑；SiO2＋CaCO3
Ca
Si
O 3＋
C O 2↑。
(2)弱氧化性，如与碳反应：SiO2+2C
Si+2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3C
SiC
＋
2CO↑
(制金刚砂)。
(3)特性：常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑ ＋
2H
2O。
5．二氧化硅的主要应用。光学仪器、光导纤维、石英玻璃等。
得分速记
(1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。
(2)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。
(3)不能依据反应2C＋SiO2
Si＋2CO↑来说明C 的还原性比Si 强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物
中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
知识点3 硅酸(H2SiO3)
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，在与碱反应时只能与强碱反应。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=====SiO2＋
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：硅酸盐是由硅、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：硅酸盐写成氧化物形式的书写顺序：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，石棉(CaMg3Si4O12)用氧化物的形式表示为
CaO·3MgO·4SiO2。
3．硅酸钠(Na2SiO3)——又称泡花碱
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。
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＋H2O＋CO2===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。
知识点5 硅及其化合物性质“反常”小结
1．一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、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＋
2H
2↑。
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↑ ＋
2H
2↑。
6．一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋
4HF===SiF4↑ ＋
2H
2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。
7.一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。
8.一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。
因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。
但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋
CO
2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。
9.一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C 在高温下也能置换出H2O 中的氢：C＋H2O(g)
H2＋
CO
。
10.一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。
考●向●破●译
考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用
例1(2026·浙江省杭州首考适应性考试)图1、图2 都是SiO2常见的结构片段，下列说法正确的是( )
A．SiO2是共价晶体，图1 是SiO2的晶胞
B．从图1 结构可知，1mol SiO2有2mol 的Si-O 键
C．图2 中硅氧四面体形成螺旋上升的长链，所以低温石英具有手性
D．图1 中每个Si 原子被6 个硅氧12 元环共用
【答案】C
【解析】A 项，SiO2是共价晶体，但图1 仅为SiO2的结构片段，并非晶胞(平行六面体)，A 错误；B 项，
SiO2中每个Si 原子与4 个O 原子形成4 个Si-O 键，因此1mol SiO2有4 mol 的Si-O 键，B 错误；C 项，图2
中低温石英的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，存在左螺旋和右螺旋两种结构(互为镜像但不能重叠)，因此
具有手性，C 正确；D 项，根据图1 结构，每个Si 原子为12 个硅氧12 元环所共用，D 错误；故选C。
解题妙招
"结构→性质→制备→应用"四步分析法
(1)结构决定性质
①硅：金刚石结构→高熔点、半导体性
SiO
②
2：四面体网状结构→高硬度、化学惰性
(2)性质推导应用
①硅的半导体性：芯片、太阳能电池
SiO
②
2的光学透明性：光纤、光学仪器
(3)工艺联系
①工业制硅：SiO2+ 2C
Si(粗) + 2CO↑
②玻璃制备：Na2CO3+ SiO2
Na2SiO3+ CO2↑
(4)实验探究
①硅酸制备：Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
HF
②
刻蚀玻璃实验
【变式1】【变载体】(2026·山西运城二模)科学家成功研制出了硅量子计算机，用半导体制程推进量子运
算。下列叙述错误的是( )
A．硅元素位于元素周期表p 区
B．硅晶体中Si 原子的杂化类型是sp3
C．SiH4的电子式为
D．硅晶体结构类似于金刚石，硅晶体的熔点高于金刚石
【答案】D
【解析】A 项，硅的原子序数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，其最后一个电子填入3p 轨道，属于p
区元素，A 正确；B 项，硅晶体具有金刚石型结构，每个Si 原子与周围4 个相邻Si 原子形成共价键，杂化类
型为sp3，B 正确；C 项，Si 原子最外层有4 个电子，H 原子最外层有1 个电子，每个Si 原子与4 个H 原子分
别形成1 对共用电子对，使双方达到稳定结构，C 正确；D 项，硅晶体和金刚石都是共价晶体，Si 原子半径
大于C 原子半径，Si–Si 键长大于C–C 键长，因此Si-Si 键能小于C–C 键能，破坏Si-Si 键需要能量较少，故
硅晶体的熔点低于金刚石，D 错误；故选D。
【变式2】【变题型】(2026·辽宁大连一模)工业上用焦炭还原石英砂制粗硅的反应为SiO2＋2C
Si＋
2CO↑。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．30 g SiO2含有的分子数为0.5NA B．1 mol C 含有的电子数为12NA
C．1 mol 晶体Si 含有的
键数为2NA D．生成22.4 L CO，转移的电子数为2NA
【答案】C
【解析】A 项，SiO2属于共价晶体，由Si 原子和O原子直接构成，不存在SiO2分子，因此30 gSiO2含有
的分子为0.5NA表述错误，A 错误；B 项，C 原子的核外电子数为6，1 molC 含有的电子数为6NA，B 错误；
C 项，晶体Si 为类似金刚石的空间网状结构，每个Si 原子形成4 个Si-Si 键，每个Si-Si 键被2 个Si 原子共用，
因此1 mol 晶体Si 含有的Si-Si 键数为
，C 正确；D 项，题干未指明CO处于标准状况，无法
确定22.4 LCO的物质的量，因此无法计算转移电子数，D 错误；故选C。
【变式3】【新情境—高聚物】(2026·浙江宁波市高考与选考模拟考试)化合物X 的结构片段如图，已知
X 易水解。下列说法不正确的是( )
A．X 的化学式为SiS2 B．X 水解有H2S 生成
C．X 中以Si 为中心，构成硅硫四面体结构 D．X 的沸点低于CS2
【答案】D
【解析】该结构是化合物X 的长链结构片段：每个Si 原子连接4 个S 原子，每个S 原子连接2 个Si 原子，
Si、S 交替连接延伸为长链结构。A 项，按均摊法计算：每个Si 原子对应S 原子数为
，因此Si 与S
的个数比为1：2，X 的化学式为SiS2，A 正确；B 项，题干已知X 易水解，SiS2水解时各元素化合价不变，
反应为 SiS2+2H2O=SiO2+2H2S↑，确实有H2S 生成，B 正确；C 项，每个Si 原子形成4 个Si-S 单键，Si 采取
sp3杂化，以Si 为中心，4 个S 位于四面体顶点，构成硅硫四面体结构，多个四面体通过共用S 原子延伸成链，
C 正确；D 项，CS2是小分子化合物，属于分子晶体，常温下沸点很低(约46℃)；而X 是长链聚合物，相对
分子质量远大于CS2，分子间作用力远强于CS2，因此X 的沸点高于CS2，D 错误；故选D。
考向2 考查硅的制备
例2(2026·辽宁高三模拟预测)普通石英砂含有少量CaCO3、Al2O3、Fe2O3杂质，工业上以普通石英砂为
原料制备高纯硅的工艺流程如下：
合成
：300℃、0.1 MPa 发生反应有
、
下列叙述错误的是( )
A．“提纯石英砂”所用X 溶液可以选硫酸
B．“制取粗硅”的化学方程式为SiO2＋2C
Si＋2CO↑
C．“合成SiHCl”的反应中体现了HCl 的氧化性
D．上述流程中HCl 和H2均可循环利用
【答案】A
【解析】原料普通石英砂主要成分为SiO2，含杂质CaCO3、Al2O3、Fe2O3，目标产物为高纯硅。第一步
提纯石英砂的目的是溶解杂质氧化物，保留SiO2；第二步石英砂与焦炭反应生成粗硅和可燃性气体CO；第
三步粗硅与HCl 反应生成SiHCl3、SiCl4和H2，经提纯得到高纯SiHCl3；第四步SiHCl3与高纯H2反应生成高纯
硅和HCl，流程中HCl 和H2可循环利用。A 项，若X 溶液选硫酸，CaCO3与硫酸反应生成微溶的CaSO4，会
附着在固体表面阻碍反应持续进行，无法完全除去杂质，A 错误；B 项，制取粗硅的反应为SiO2＋2C
Si(粗)＋2CO↑，B 正确；C 项，合成SiHCl3的反应中，HCl中H 元素化合价由+1 降低为0，得电子作氧化剂，
体现氧化性，C 正确；D 项，合成SiHCl3步骤生成H2，还原SiHCl3步骤生成HCl，二者均可返回对应前序步
骤循环利用，D 正确；故选A。
解题妙招
在设计制备纯硅的试题中，常遇到的知识点
(1)粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HCl
SiHCl3＋H2
(2)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2
Si(纯)＋3HCl
(3)SiO2＋2Mg
2MgO＋Si
(4)SiHCl3、SiCl4 能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑、SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋
4HCl
【变式1】【变载体】(2026·云南昆明二模)高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材
料，可以按下列方法制备：
下列说法正确的是( )
A．SiO2和CO2均为分子晶体，熔点SiO2＞CO2
B．反应①中，每生成1 molSi，得到1 molCO2
C．反应②的化学方程式为
D．反应③中，每消耗22.4 LH2，生成1 molSi
【答案】C
【解析】A 项，SiO2是共价晶体(原子晶体)，并非分子晶体，A 错误；B 项，反应①的化学方程式为
SiO2＋2C
Si＋2CO↑ ，产物为CO 而非CO2，每生成1mol Si 得到2mol CO，B 错误；．反应②为粗硅和
HCl 在300℃下反应生成SiHCl3和H2，给出的化学方程式配平正确、反应条件符合，C 正确；D 项，未说明
H2处于标准状况，无法根据22.4L 计算H2的物质的量，无法判断生成Si 的量，D 错误；故选C。
【变式2】【新情境—科技前沿】(2026·上海终极押题)2026 年4 月24 日DeepSeek-V4 大语言模型与华为
升腾950 芯片实现了芯模技术紧密协同，这一举措让它们的综合实力稳稳站在了开源模型的第一梯队，也标
志着人工智能迈入了百万上下文普惠时代。高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。
它可以按下列方法制备：
下列说法不正确的是( )
A．步骤①的化学方程式：SiO2＋2C
Si＋2CO↑，该反应说明了非金属性：碳>硅
B．步骤①中每生成
，转移4 mol 电子
C．步骤③中的反应为氧化还原反应
D．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
【答案】A
【解析】A 项，步骤①的化学方程式正确，碳作为还原剂，将SiO2还原为Si 单质，说明碳的还原性比硅
强；但该反应能发生是因为高温下生成气态CO 脱离反应体系，推动反应正向进行，不能通过该反应说明碳
的非金属性强于硅，A 错误；B 项，步骤①中Si 的化合价从+4 降为0，每生成1 mol Si 转移4 mol 电子，B
正确；C 项，步骤③的反应为SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl，反应中Si、H 元素化合价发生变化，属于氧化还
原反应，C 正确；D 项，高纯硅用于太阳能电池，二氧化硅用于光导纤维，描述正确，D 正确；故选A。
【变式3】【新考法—工艺流程】(2026·天津期中)以下是用石英砂(主要成分为SiO2)制备高纯硅的工艺
流程图。下列说法正确的是( )
A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：SiO2＋C
Si＋CO2↑
B．SiO2既与NaOH 反应又与HF 反应，属于两性氧化物
C．由粗硅制备高纯硅的过程中，循环使用的物质是HCl 和H2
D．高纯硅是良好的半导体材料，是用于制造光导纤维的基本原料
【答案】C
【解析】石英砂中主要成分为SiO2，与碳在高温下反应制得粗硅和CO，粗硅与HCl 在300℃反应生成
SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量氢气以及SiCl4，根据二者沸点的不同，采取蒸馏的方法分离，纯SiHCl3在高
温的条件下与H2反应生成高纯Si 和HCl。A 项，工业上用碳还原SiO2制粗硅时，高温下产物为CO 而非CO2，
正确反应为SiO2＋2C
Si＋2CO↑，A 错误；B 项，两性氧化物定义为：既能与酸反应生成盐和水，又能
和碱反应生成盐和水的氧化物；SiO2仅能和HF 特殊反应，产物SiF4不属于盐，且不与其他酸反应，SiO2属
于酸性氧化物，B 错误；C 项，根据流程，步骤④SiHCl3和H2反应得到高纯硅和HCl，生成的HCl 可回到步
骤②与粗硅反应，分离出的H2可回到步骤④还原SiHCl3，因此HCl 和H2都可以循环使用，C 正确；D 项，
高纯硅是半导体材料，用于制造芯片、太阳能电池；制造光导纤维的原料是SiO2，不是单质硅，D 错误；故
选C。
考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用
例3(2026·云南师大附中高三模拟)硅酸盐是地壳岩石的主要成分，某硅酸盐阴离子是以硅氧四面体为结
构单元的无限伸展的双链结构(如图)。下列说法错误的是( )
A．电负性：Si＜O
B．硅氧四面体结构单元中Si 采取sp3 杂化
C．该阴离子的化学式可表示为SiO4
4-
D．该硅酸盐中存在离子键和极性共价键
【答案】C
【解析】A 项，在元素周期表中，氧元素位于第二周期第VIA 族，硅元素位于第三周期第IVA 族，根据
元素周期律，同一周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，同主族元素从上往下，元素的电负性逐渐减
弱，氧的电负性大于硅，A 正确；B 项，在硅氧四面体中，中心的硅原子与四个氧原子形成四个σ 键，构成
正四面体结构。根据价层电子对互斥理论，中心原子形成4 个σ 键且无孤对电子时，采取sp3 杂化，B 正确；
C 项，双链硅酸盐中有两种硅氧四面体，连接2 个硅氧四面体的硅氧四面体中硅原子个数为1，氧原子个数
为 2+2×
=3，连接3 个硅氧四面体的硅氧四面体中硅原子个数为1，O 原子个数为 1+3×
=2.5，所以双链
状硅酸盐中硅氧原子数之比为2：5.5=4：11，该阴离子的化学式可表示为Si4O11
6-，C 错误；D 项，硅酸盐是
由金属阳离子和硅酸根阴离子构成的离子化合物，阴阳离子之间存在离子键。在硅酸根阴离子内部，硅原子
和氧原子之间通过共用电子对形成共价键。由于氧的电负性远大于硅，电子对偏向氧原子，因此Si-O 键是极
性共价键，D 正确；故选C。
【变式1】【变载体】(2026·河北保定二模)河北定窑是宋代五大名窑之一，烧制的白瓷以“白如玉、薄
如纸、声如磬”的特质享誉中外，其制作工艺蕴含深厚的化学智慧。下列有关说法正确的是( )
A．原料高岭土的主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O，其属于氧化物
B．釉料中添加的草木灰(含K2CO3)可与高岭土中的SiO2反应生成K2SiO3
C．白瓷“白如玉”的原因是瓷器产品中含有大量的硅、铝、铁的氧化物
D．白瓷“声如磬”是因为烧制时硅酸盐颗粒以共价键形成网状结构，使其强度和硬度增大
【答案】B
【解析】A 项，高岭土的主要成分为硅酸盐，Al2O3·2SiO2·2H2O 是其氧化物形式的表示，氧化物要求仅
由两种元素组成且其中一种为氧元素，该物质不属于氧化物，A 错误；B 项，烧制瓷器的高温条件下，
K2CO3可与SiO2发生反应K2CO3+SiO2高温
K2SiO3+CO2↑，生成K2SiO3，B 正确；C 项，铁的氧化物多为有色
物质(如Fe2O3为红棕色，铁的低价氧化物为黑色)，白瓷呈白色是因为铁的氧化物含量极低，C 错误；D 项，
硅酸盐中既存在硅氧原子间的共价键，也存在金属阳离子与硅酸根之间的离子键，并非仅以共价键形成网状
结构，D 错误；故选B。
【变式2】【新情境】地壳中硅元素常以硅酸盐形式存在，与碳酸盐不同，硅酸盐结构复杂、种类繁
多，其中下图为辉石单链和闪石双链两种硅酸根的结构(图中每个顶点代表1 个氧原子，硅原子位于氧原子构
成的四面体空隙中)。下列说法错误的是( )
A．两种硅酸根中Si 元素的化合价均为＋4
B．辉石单链中每个氧与其相邻的氧原子以共价键形式相连
C．闪石双链的化学式为
D．硅酸根不能像碳酸根一样形成简单离子是因为
的半径大较难形成
键
【答案】B
【解析】A 项，由图可知，辉石单链和闪石双链中硅原子位于氧原子构成的四面体空隙中，形成了4 个
σ 键，无孤电子对，则两种硅酸根中Si 元素的化合价均为＋4，A 项正确；B 项，从图中可以看出，辉石单链
中每个硅与其相邻的氧原子以共价键形式相连，氧原子与氧原子之间没有形成化学键，B 项错误；C 项，用
均摊法分析，在闪石双链中，每个硅原子连接4 个氧原子，其中有2 个氧原子为2 个硅原子共用，另外2 个
氧原子为1 个硅原子单独占有。按均摊法，设该双链中每有4 个硅原子，则氧原子平均个数11 个，再根据化
合价代数和为0，硅元素显+4 价，氧元素显-2 价，，所以闪石双链的化学式为[Si4O11]6-，C 项正确；D 项，Si
的原子半径较大，难以与氧原子形成π 键，所以硅酸根不能像碳酸根一样形成简单离子，D 项正确；故选
B。
【变式3】【变题型】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：SiO2+2C
Si+2CO↑，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(SiO2)、纯碱(Na2CO3)和大理石
(CaCO3)，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。
【答案】(1) IVA C 否
(2) 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑ 共价
【解析】(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+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2
CaSiO3+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。
考点三 无机非金属材料
知●识●解●构
知识点1 传统无机非金属材料
1．传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
2．常见硅酸盐材料比较
硅酸盐产品
水泥
玻璃
陶瓷
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
主要原料
石灰石和粘土
纯碱、石灰石、石英
( 过量
)
黏土
反应原理
复杂的物理化学变化
Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋
CO
2↑
CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋
CO
2↑
复杂的物理化学变
化
主要成分
——
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
——
特性
水硬性(跟水掺和搅拌
后容易凝固变硬)
非晶体，无固定熔点，在一定范围内
软化可制成各种形状。
抗氧化、抗酸碱腐
蚀、耐高温、绝缘
得分速记
玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。
知识点2 新型无机非金属材料
1．含义：高纯度含硅元素的材料，如单晶硅、二氧化硅，具有特殊的光学和电学性能。
2．性能：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新特性和功能。
3．代表物：碳化硅(SiC)，俗名金刚砂；碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构；1
mol SiC 中含有4mol Si—C 键；硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。
4．新型陶瓷
材料类型
主要特性
示例
用途
高温结构陶瓷
能承受高温，强度高
氮化硅陶瓷
汽轮机叶片、轴承、永久性模具等
半导体陶瓷
具有电学特性
二氧化锡陶瓷
集成电路中的半导体
光学材料
具有光学特性
光导纤维
光缆、医疗、照明等
生物陶瓷
具有生物功能
氧化铝陶瓷
人造骨骼、人造关节、接骨螺钉等
5．碳纳米材料：一类新型的无机非金属材料，包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医
药等领域有广阔的应用前景。
结构特点
应用
富勒烯
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
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
石墨烯
只有一个碳原子直径厚度的单层石墨
应用于光电器件、超级电容器、电池和复合
材料等方面
考●向●破●译
考向1 考查传统无机非金属材料的分类和应用
例1(2026·广东广州一模)非物质文化遗产，见证中华文明。下列广东的非遗项目中所涉及材料的主要成分
属于传统无机非金属材料的是( )
A．粤绣
西关打铜
C．潮州木雕
D．石湾陶塑
【答案】D
【解析】A 项，粤绣的主要原料为蚕丝，属于蛋白质类有机高分子材料，不属于传统无机非金属材料，
A 错误；B 项，西关打铜的材料为铜单质，属于金属材料，不属于传统无机非金属材料，B 错误；C 项，潮
州木雕的主要成分为纤维素，属于有机高分子材料，不属于传统无机非金属材料，C 错误；D 项，石湾陶塑
属于陶瓷制品，陶瓷是典型的传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，D 正确；故选D。
解题妙招
传统无机非金属材料的分类和应用解题思维模型
(1)材料识别： 根据题干关键词判断材料类别(如"黏土烧制"→陶瓷)
(2)性质推导：
①硅酸盐结构→高熔点、耐腐蚀
②玻璃非晶态→各向同性
(3)工艺联系：
①陶瓷：黏土成型→高温烧结
②玻璃：原料熔融→快速冷却
(4)应用匹配：
①耐高温需求→选择耐火材料
②透光需求→选择玻璃制品
【变式1】【变载体】(2026·四川绵阳高三模拟预测)四川的非物质文化遗产是劳动人民智慧的结晶，下列
材料的主要成分属于硅酸盐的是( )
A．道明竹编
B．蜀锦
C．羌族银饰
D．会理绿陶
【答案】D
【解析】A 项，道明竹编的主要成分为纤维素，属于多糖，不属于硅酸盐，A 错误；B 项，蜀锦属于丝
织品，主要成分为蛋白质，不属于硅酸盐，B 错误；C 项，羌族银饰的主要成分为金属银，属于金属单质，
不属于硅酸盐，C 错误；D 项，会理绿陶属于陶瓷制品，陶瓷的主要成分为硅酸盐，D 正确；故选D。
【变式2】【变载体】(2026·广东广州三模)下列选项所涉及材料的主要成分不属于硅酸盐的是( )
A．“聚清园”状元
桥
B．“最美阅读空间”图
书馆玻璃幕墙
C．“思维的旋
律"不锈钢雕塑
D．“智慧之光”红陶
浮雕
【答案】C
【解析】A 项，状元桥主要成分为水泥等硅酸盐材料，A 不符合题意；B 项，玻璃幕墙的玻璃属于硅酸
盐材料，B 不符合题意；C 项，不锈钢是铁合金，属于金属材料，不属于硅酸盐，C 符合题意；D 项，红陶
属于陶瓷类，是传统硅酸盐材料，D 不符合题意；故选C。
【变式3】【变载体】(2026·陕西咸阳三模)我国是一个拥有五千年文化传承的文明古国。央视以《国家
宝藏》《中国国宝大会》等节目传播中华传统文化，下列文物主要由硅酸盐制成的是( )
文物
名称
A．清明上河图
B．四羊方尊
C．兵马俑
D．太阳神鸟金饰
【答案】C
【解析】A 项，清明上河图的主要材质为纸张，主要成分是纤维素，不属于硅酸盐材料，A 不符合题意；
B 项，四羊方尊是青铜制品，青铜属于合金，为金属材料，不属于硅酸盐材料，B 不符合题意；C 项，兵马
俑属于陶制品，陶瓷是传统无机硅酸盐材料，C 符合题意；D 项，太阳神鸟金饰为黄金制成，属于金属材料，
不属于硅酸盐材料，D 不符合题意；故选C。
考向2 考查新型无机非金属材料的分类和应用
例2(2026·安徽芜湖高三模拟预测)下列有关物质的用途说法错误的是( )
A．二氧化硅用于制
造“中国芯”芯片
B．碳化硅陶瓷用于
制造轴承
C．氯化钠用于配制
生理盐水
D．谷氨酸钠用于制作
调味品
【答案】A
【解析】A 项，二氧化硅不具有半导体的性质，不用于芯片制造，芯片主要由硅制成，A 错误；B 项，
碳化硅陶瓷由于硬度大，耐磨而用于制造轴承，B 正确；C 项，氯化钠常用于配制0.9%的生理盐水，C 正确；
D 项，谷氨酸钠是味精的主要成分，常用于制作调味品，D 正确；故选A。
解题妙招
新型无机非金属材料的分类和应用的思维
(1)模型1：结构——性质——用途的“三段式”推理。先分析材料的微观结构(原子排列、化学键
类型)，推志宏观性质(物理/化学性质)，再匹配应用场景。
(2)传统与新型材料的“对比辨析”。从成分、性能和应用领域三个维度对比传统硅酸盐材料与新
型材料，明确“新”在何处。
(3)成分——性质的“推断迁移”。根据材料成分(元素种类、化学键类型)，推导其化学性质(如与酸/碱
反应、稳定性)，再结合应用场景验证。
【变式1】【变载体】(2026·陕西渭南三模)我国长征十号乙运载火箭即将迎来首次飞行试验，同时开展
全球首创的海上网系回收技术验证。可回收运载火箭中使用了诸多材料，下列属于无机非金属材料的是
( )
A．氮化硅陶瓷火箭发动机轴承
B．不锈钢材料火箭箭体
C．聚酰亚胺薄膜电缆绝缘层
D．环氧树脂整流罩壳体
【答案】A
【解析】A 项，氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，A 正确；B 项，不锈钢是铁合金，属于金属材料，
B 错误；C 项，聚酰亚胺是有机高分子聚合物，属于有机高分子材料，C 错误；D 项，环氧树脂属于有机高
分子材料，D 错误；故选A。
【变式2】【变载体】(2026·重庆高三联考)下列对材料归属的表述不正确的是( )
A．“福建舰”航母使用的高强度甲板材料合金钢属于金属材料
B．“嫦娥五号”月球探测器上的五星红旗用的芳纶属于合成纤维
C．“中国天眼”建造中用到的高性能碳化硅属于新型有机高分子材料
D．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
【答案】C
【解析】A 项，合金钢属于铁合金，金属材料包含纯金属和合金，因此属于金属材料，A 正确；B 项，
芳纶是人工合成的芳香族聚酰胺纤维，属于合成纤维范畴，B 正确；C 项，碳化硅(SiC)是无机化合物，属于
新型无机非金属材料，不属于有机高分子材料，C 错误；D 项，氮化硼(BN)陶瓷性能优异，具有耐高温、硬
度大等特性，属于新型无机非金属材料，D 正确；故选C。
【变式3】【变题型】(2026·云南高三联考)氮化硅熔点高，硬度大，电绝缘性好，常温下化学性质稳定，
不溶于酸(氢氟酸除外)，是一种性能优异的无机非金属材料。一种工业硅粉(含少量铁、铜的单质及氧化物)和
空气合成氮化硅的工艺流程如图：
已知：高温下氮化炉中的氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。
请回答下列问题：
(1)氮化硅的化学式为___________；空气净化时，铜屑的作用是除去氮气中含有___________。
(2)稀酸X 可能是___________(填序号)。
A．硫酸 B．硝酸 C．氢氟酸
(3)连接真空装置是为了___________。
(4)氮化硅的晶体类型为___________，氮化硅硬度大于单质硅，原因是___________。
(5)氮化硅可能具有的性质或特点有___________。(填序号)
①硬度大 ②熔点高 ③可以导电 ④存在单个分子 ⑤可作为高温结构陶瓷 ⑥可制作高速切削刀具
(6)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面
体，化学组成可表示为
(M 代表金属离子)。若M 为二价阳离子，则
___________；常采用水玻璃、偏铝酸钠在氢氧化钠溶液中反应结晶制得分子筛(
)，
请写出化学反应方程式：___________。
【答案】(1)Si3N4 氧气
(2)B
(3)排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气
(4) 共价晶体 Si-N 键键长比Si-Si 键短，键能大
(5)①②⑤⑥
(6) x
2
【解析】以工业硅粉和空气为原料，先通过NaOH 溶液除CO2、600℃铜网除O2、硅胶除水蒸气净化空
气得到氮气，再与硅粉在1300~1400℃氮化炉中反应生成氮化硅，真空装置用于排尽炉内氧气和水蒸气以防
止产品被腐蚀；粗产品用稀硝酸酸洗去除铁、铜单质及氧化物杂质，再经水洗、后处理得到纯品。氮化硅为
共价晶体，因Si-N 键键长比Si-Si 键短、键能更大，硬度、熔点均高于单质硅，具有硬度大、熔点高、绝缘
性好、化学性质稳定的特点，可作高温结构陶瓷和切削刀具，据此展开详解。
(1)“氮化炉”中硅与氮气反应生成氮化硅，化学式为Si3N4，空气中含少量氧气，铜屑在
时与氧气
反应生成氧化铜，可除去氧气。
(2)稀硫酸与Cu 单质不反应，无法除去Cu 单质，稀硝酸可与Cu、Fe 单质及氧化物反应，氢氟酸腐蚀氮
化硅，故X 只能是硝酸。
(3)高温下氧气和水蒸气会腐蚀氮化硅，连接真空装置可排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气。
(4)共价晶体，Si-N 键键长比Si-Si 键短，键能大。
(5)氮化硅具有①硬度大、②熔点高、⑤可作为高温结构陶瓷、⑥可制作高速切削刀具等性质；③可以导
电错误，氮化硅是绝缘体；④存在单个分子错误，它是原子晶体，不存在单个分子；故答案为①②⑤⑥；
(6)(1)分子筛化学组成可表示为
。每个AlO2
-带一个负电荷，SiO2中性。M 为
二价阳离子时，总正电荷为2a，总负电荷为x，由电荷守恒得2a=x，所以
；
(2) 水玻璃(Na2SiO3)、偏铝酸钠(NaAlO2)在氢氧化钠溶液中反应生成分子筛
；
方程式为：
。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑，感知高考考向
1．(2026·河北卷，1，3 分)我国战略性新兴产业和未来产业发展日新月异，先进化学材料发挥了支撑作
用。下列材料中主要成分属于有机物的是( )
A．人形机器人皮肤材料——硅橡胶 B．第三代半导体核心材料——碳化硅
C．航空锂电池电极材料——石墨烯 D．5G 通讯传输光缆材料——光导纤维
【答案】A
【解析】A 项，硅橡胶是含有碳元素的有机高分子聚合物，属于有机物，A 符合题意；B 项，碳化硅化
学式为SiC，属于无机碳化物，是无机物，B 不符合题意；C 项，石墨烯是碳元素的单质，有机物属于含碳
化合物，因此不属于有机物，C 不符合题意；D 项，光导纤维的主要成分为 SiO2，属于无机非金属氧化物，
是无机物，D 不符合题意；故选A。
2．(2026·黑吉辽蒙卷，1，3 分)化学助力人工智能的发展，下列说法正确的是( )
A．锂离子电池可将化学能转化为电能
B．氮化镓(
)半导体属于有机材料
C．光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅
D．数据中心冷却系统冷却液的汽化涉及化学键断裂
【答案】A
【解析】A 项，锂离子电池属于原电池装置，工作时可将化学能转化为电能，A 正确；B 项，氮化镓
(GaN)属于新型无机非金属材料，不是有机材料，B 错误；C 项，光导纤维纤芯的主要成分是二氧化硅，单晶
硅是芯片的主要成分，C 错误；D 项，冷却液汽化属于物理变化，仅克服分子间作用力，不涉及化学键断裂，
D 错误；故选A。
3．(2026·云南卷，1，3 分)化学强国，筑梦未来。下列说法错误的是( )
A．“雪豹”
轮式载具所用耐寒轮胎，属特种橡胶
B．“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板，属陶瓷材料
C．“天舟七号”飞船所用石英加速度计，核心部件含二氧化硅
D．“深海一号”储油平台所用聚酯系泊缆绳，主要成分为有机高分子
【答案】B
【解析】A 项，橡胶属于有机高分子材料，耐寒轮胎为适应特殊环境设计，属于特种橡胶，A 项正确；
B 项，钛板的核心成分是金属钛，属于金属材料，而陶瓷材料是无机非金属材料，因此钛板不属于陶瓷材料，
B 项错误；C 项，石英的主要成分为二氧化硅，C 项正确；D 项，聚酯是由多元醇与多元酸通过缩聚反应生
成的有机高分子化合物，D 项正确；故选B。
4．(2026·湖南卷，3，3 分)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是( )
A．氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃：4HF+ SiO2= SiF4↑＋2H2O
B．侯氏制碱法的主要反应：CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl
C．酸性高锰酸钾溶液测定空气中的SO2含量：5SO2+2MnO4
-+2H2O=2Mn2++5SO4
2-+4H+
D．醋酸除去水垢中的CaCO3：CaCO3+2H+ ═Ca2+ +H2O+CO2↑
【答案】D
【解析】A 项，玻璃主要成分为 SiO2，HF 与 SiO2反应生成 SiF4气体和H2O，方程式书写正确，A 不符
合题意；B 项，侯氏制碱法中，向饱和食盐水中先通NH3再通CO2，生成溶解度较小的NaHCO3沉淀，同时
得到NH4Cl，方程式书写正确，B 不符合题意；C 项，酸性条件下MnO4
-将SO2氧化为SO4
2-，自身被还原为
Mn2+，该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒，离子方程式书写正确，C 不符合题意；D 项，醋
酸为弱电解质，书写离子方程式时不能拆分为H+，需保留化学式CH3COOH，该离子方程式书写错误，正确
的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑，D 符合题意；故选D。
5．(2026·河北卷，12，3 分)CO2的利用技术受到全球的广泛关注。在一定条件下使用催化剂将CO2转变
为CO 的反应机理如下：
下列说法错误的是( )
A．反应③中的产物
是H2OH2O B．循环Ⅱ包含C—N 键的形成与断裂
C．吗啉和
共同起催化作用 D．总反应为CO2+H2
CO+H2O
【答案】B
【解析】A 项，反应③中HCOO-与-NH-发生取代反应生成酰胺基，结合原子守恒可知，产物M 为
H2O，A 正确；B 项，循环Ⅱ中仅存在酰胺基中C-N 键的断裂，没有新C-N 键的形成，B 错误；C 项，吗啉
和
均先参与反应、后再生成，反应前后化学性质不变，共同起催化作用，C 正确；D 项，结合
整个反应流程，反应物为CO2和H2，产物为CO 和H2O，总反应化学方程式为：CO2+H2
CO+H2O，D
正确；故选B。
6．(2026·云南卷，12，3 分)我国科学家合成了一种大环化合物甲，能与
形成超分子乙，其变化过程
如图。下列说法错误的是( )
A．乙的晶体类型为共价晶体
B．该过程体现了大环对C60的捕获与释放
C．乙中的C60与大环之间存在分子间作用力
D．调控pH 可使甲和丙中*C 的杂化方式发生可逆转变
【答案】A
【解析】A 项，大环化合物甲与C60通过范德华力形成超分子乙，因此乙为分子晶体，A 项错误；B 项，
甲与C60结合生成乙，即“捕获C60”，乙在OH-/H+条件下释放C60生成丙，即“释放C60”，明确体现了大环对
C60的捕获与释放，B 项正确；C 项，该超分子的核心作用力是分子间作用力(如范德华力、氢键等)，C60与大
环通过分子间作用力结合，C 项正确；D 项，甲、乙中*C 形成3 个化学键，为sp2杂化，丙中*C 形成4 个化
学键，为sp3杂化，乙
丙过程中可通过调节pH 实现，即调控pH 可使甲和丙中*C 的杂化方式发生可逆
转变，D 项正确；故选A。
7．(2025·广西卷，4，3 分)阅读材料：硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得，如图。硅胶添加无水
CoCl2，呈蓝色；吸水后，因CoCl2转化为配合物[Co(H2O)4Cl2] ·2H2O 而呈粉红色。
下列说法正确的是( )
A．Cl-的电子式为
B．
59
27Co 的中子数为27
C．硅胶中O 采取sp2杂化 D．SiO4
4-的空间结构为正四面体
【答案】D
【解析】A 项，Cl-核外含有18 个电子，电子式应为
，A 错误；B 项，
59
27Co 的中子数=质量数-
质子数=59-27=32，B 错误；C 项，硅胶中O 与Si 形成Si-O 键，O 原子形成2 个单键，且含有2 对孤对电子，
O 的价层电子对数为4，杂化方式为sp3，C 错误；D 项，SiO4
4-中Si 的价层电子对数为
=4，且不
含孤电子对，空间结构为正四面体，D 正确；故选D。
8．(2025·云南卷，7，3 分)稻壳制备纳米Si 的流程图如下。下列说法错误的是( )
A．SiO2可与NaOH 溶液反应
B．盐酸在该工艺中体现了还原性
C．高纯Si 可用于制造硅太阳能电池
D．制备纳米Si：SiO2+2Mg
2MgO+Si
【答案】B
【解析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg 在650℃发生置换反应生成MgO 和纳米Si，
加盐酸将MgO 转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。A 项，SiO2是酸性氧化物，与NaOH 反应生成
Na2SiO3和H2O，A 正确；B 项，盐酸参与的反应为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，该反应是非氧化还原反应，
盐酸体现酸性，没有体现还原性，B 错误；C 项，高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电
池，C 正确；D 项，SiO2和Mg 在650℃条件下发生置换反应得到MgO 和纳米Si，反应的化学方程式为
SiO2+2Mg
2MgO+Si，D 正确；故选B。
