大单元三　非金属元素及其化合物 第13讲　碳、硅及其化合物 学案 （含答案）2026届高三化学一轮大单元复习

第13讲　碳、硅及其化合物 备考导航 复习目标 1. 了解碳、硅及其重要化合物的主要性质和应用。2. 了解粗硅的冶炼方法(从沙子到单晶硅)。3. 了解传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的种类、性质和用途。 熟记网络 课前自测 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1) 活性炭具有除异味和杀菌作用( 　　)(2) (2024·南京、盐城一模)金刚石、石墨、C60三者互为同位素( 　　)(3) 单晶硅和石英互为同素异形体( 　　)(4) 天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅( 　　)(5) 计算机芯片、光导纤维、太阳能电池板的化学成分都是高纯硅( 　　)(6) (2020·江苏卷)已知反应：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2( 　　)(7) SiO2的熔点比干冰高的原因是SiO2分子间的范德华力大( 　　)(8) 可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液( 　　)(9) 硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐( 　　)(10) 在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，则该固体试样中存在SiO( 　　)(11) 陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐( 　　)(12) 汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土( 　　) 考点1　碳、硅单质 知 识 梳 理 C、Si单质的结构、物理性质及用途 1. 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。碳单质主要有金刚石、石墨、C60、石墨烯等，它们之间的关系是互为_____；硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。 2. C、Si单质的物理性质与用途 (1) 金刚石：熔点高、硬度大，可作切割刀具。 (2) 晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高，可用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池板。 (3) 石墨：熔点高、质软、有滑腻感、能导电，可用作铅笔芯、电极。 (4) 石墨烯：石墨烯就是单层石墨，有优良的导电性能。 3. C60结构分析 C60(如图所示)是由60个C原子形成的封闭笼状分子，形似足球的32面体，有_____个六边形和_____个五边形。 碳的化学性质 1. 与氧气反应 C＋O2CO2(O2足量)； 2C＋O22CO(O2少量)。 2. 与氧化物反应 (1) C＋CO2_____； (2) 3C＋2Fe2O3_____。 (3) C＋H2OCO＋H2(工业制水煤气) 3. 与强氧化性酸反应 C＋___H2SO4(浓)_____； C＋___HNO3(浓) _____。 硅的化学性质 1. 与O2反应：Si＋O2SiO2 2. 与F2、Cl2反应 Si＋2F2===SiF4、Si＋2Cl2SiCl4 3. 与氯化氢反应 Si＋3HClH2＋SiHCl3 4. 与氢氟酸反应(写化学方程式，下同)：_____。 5. 与NaOH溶液反应：_____。 高纯硅的制备 1. 原料：焦炭和石英。 2. 粗硅的制备：SiO2＋2C_____。 3. 粗硅的提纯：Si＋3HClH2＋SiHCl3、H2＋SiHCl3 Si＋3HCl 典 题 悟 法 物质的转化 　(2024·江苏各地模拟重组)下列化学方程式书写错误的是( 　　) A. Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ B. Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ C. Si＋4HCl(aq)===SiCl4＋2H2↑ D. SiO2＋2CSi＋2CO↑ 工业制硅 　(2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下。下列说法错误的是( 　　) 石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 A. 制备粗硅的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ B. 1 mol Si中含有的Si—Si的数目约为4×6.02×1023 C. 原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D. 生成SiHCl3的反应为熵减过程 考点2　碳、硅的氧化物 知 识 梳 理 一氧化碳 1. 物理性质 通常状况下为无色、无味的气体，难溶于水。 2. 化学性质 (1) 可燃性：2CO＋O22CO2 (2) 还原性：CO＋CuOCu＋ CO2、 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2(高炉炼铁)。 SiO2与CO2的性质及用途 物质 SiO2(_____氧化物) CO2(_____氧化物) 物理性质 硬度___，熔、沸点___，常温下为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 化学性质 与水反应 不反应 CO2＋H2O??H2CO3 与C反应 SiO2＋2CSi＋2CO↑ C＋CO22CO ... ...