2026版《金版教程》高考复习化学区域A版第6讲 碳、硅及其化合物

高考总复习首选用卷化学第6讲碳、硅及其化合物考点1碳及其化合物1．(2023·江苏卷)我国提出2060年实现碳中和的目标，体现了大国担当。碳中和中的碳是指()A．碳原子 B．二氧化碳C．碳元素 D．含碳物质答案B2．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。其结构模型如图所示。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答案D解析石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯还含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C错误；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。3．CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是()A．CaCl2溶液 B．石灰水C．饱和Na2CO3溶液 D．Na2SiO3溶液答案A解析A项，因H2CO3的酸性弱于盐酸，所以CO2通入CaCl2溶液中不反应，无沉淀产生；B项，生成CaCO3沉淀；C项，反应为Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3↓，因为NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反应中消耗水，所以有NaHCO3晶体析出；D项，因为H2CO3的酸性强于硅酸，所以会发生反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋Na2CO3，有沉淀产生。4．(2025·南京市、盐城市高三调研测试)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O。下列图示装置和原理能达到实验目的的是()A．用装置甲制取CO2B．用装置乙除去CO2中的HClC．用装置丙干燥并收集CO2D．用装置丁蒸干溶液获得CaCl2·6H2O答案C解析A项，H2SO4与CaCO3反应生成的微溶性的CaSO4会覆盖在CaCO3表面，阻碍H2SO4与CaCO3继续反应，故不能达到实验目的；B项，Na2CO3会与CO2反应生成NaHCO3，不能达到实验目的；C项，CO2为酸性气体，可以用浓硫酸干燥，CO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集，能达到实验目的；D项，蒸干溶液时，CaCl2·6H2O会失去结晶水，不能达到实验目的。考点2硅及其化合物5．(2023·浙江1月选考)下列物质中属于耐高温酸性氧化物的是()A．CO2 B．SiO2C．MgO D．Na2O答案B6．下列关于硅及其化合物的叙述，错误的是()A．硅是良好的半导体材料B．二氧化硅能与石灰石反应：SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑D．水泥的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2答案D解析普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙，D错误。7．将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2答案A解析将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干、高温灼烧时发生反应：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SiO2，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A。8．(2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下：eq\a\vs4\al(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭),\s\do5(1800～2000℃))粗硅eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(1100℃))eq\a\vs4\al(高纯硅)下列说法错误的是()A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B．1molSi含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气D．生成SiHCl3的反应为熵减过程答案B解析在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1molSi含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B错误。考点3无机非金属材料9．(2025·八省联考(河南)适应性演练)我国传统手工艺品是劳动人民的智慧结晶，并随着时代发展不断创新。下列手工艺品中主要成分为无机物的是()A.云锦B.牡丹瓷C.麦秆画D.油纸伞答案B10．(2025·广州市高三综合测试)化学推动科技进步。下列说法不正确的是()A．祝融号探测器发现火星上存在橄榄石(MgxFe2－xSiO4)，其成分属于无机化合物B．天和核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷，其属于新型无机非金属材料C．奋斗者号载人潜水器球壳，其原料中的46Ti与47Ti互为同位素D．月壤样品中发现天然玻璃纤维，该纤维中的SiO2属于分子晶体答案D解析SiO2属于共价晶体，D错误。11．信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯不正确的是()A．在即将到来的新能源时代，太阳能、氢能将成为主要能源B．高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤C．光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅D．电子芯片使用的新型半导体材料砷化镓属于新型无机非金属材料答案C12．下列说法正确的是()A．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土B．SiO2具有导电性，可用于制作光导纤维和光电池C．12g金刚石中含有化学键的数目为4NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)D．SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维答案A13．(2025·湛江市高三期末考试)我国某大学材料科学与工程学院研究团队通过对分子实施“麻醉”和“手术”，首次合成14个碳原子组成的环形纯碳分子材料(结构如图所示)。下列叙述错误的是()A．C14Cl10和环形碳(C14)中碳原子的杂化类型相同B．C14Cl10和环形碳(C14)中所有原子共平面C．环形碳(C14)和环形碳(C10)互为同素异形体D．上述转化中，断裂了极性键和非极性键答案A解析C14Cl10中碳原子采用sp2杂化，环形碳(C14)中碳原子采用sp杂化，故A错误。14．氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及其化合物)：下列叙述不正确的是()A．“还原”步骤中焦炭主要被氧化为COB．“高温氮化”中主要反应的化学方程式为3Si＋2N2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4C．“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D．“稀酸Y”可选用稀硝酸或稀硫酸答案D解析焦炭与石英砂发生反应SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，焦炭被氧化成CO，A正确；“高温氮化”是Si与氮气化合生成Si3N4，化学方程式为3Si＋2N2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4，B正确；原料气中含有N2和少量的O2，氧气能与Cu反应生成CuO，N2不与Cu反应，操作X可以得到纯净氮气，C正确；粗硅中含有少量Fe和Cu，即Si3N4中含有少量Fe和Cu，Fe、Cu与稀硝酸反应，得到可溶于水的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2，稀硝酸可以除去Si3N4中Fe和Cu，但Cu不溶于稀硫酸，故不能用稀硫酸，D错误。15．Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是()A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2OB．具有吸水性，需要密封保存C．能与SO2反应生成新盐D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2答案D解析盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与Ca3SiO5反应时，发生反应：6HCl＋Ca3SiO5=3CaCl2＋H2SiO3＋2H2O，D不正确。16．(2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是()A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化C．三种物质的晶体类型相同D．三种物质均能导电答案A解析金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B错误；金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合型晶体，C错误；金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D错误。17．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如图所示。已知：流化床反应器的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是()A．电弧炉中发生的反应为C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CO2↑＋SiB．SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯C．每生成1mol高纯硅，需要44.8LCl2(标准状况)D．该工艺流程中Si的产率高，符合绿色化学要求答案B解析18．白炭黑(可用SiO2·nH2O表示其组成)可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等领域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如图所示：下列说法错误的是()A．硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装B．“沉淀”反应的离子方程式为SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)C．蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键D．用稀盐酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的COeq\o\al(2－,3)答案A解析硅酸钠水溶液有黏性，能黏合玻璃塞与试剂瓶口，因此不能用带玻璃塞的试剂瓶盛装，A错误。19．(2023·重庆卷)煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标，可用与焦炭(由煤样制得)反应的CO2的转化率α来表示。研究小组设计测定α的实验装置如下：(1)装置Ⅰ中，仪器a的名称是________；b中除去的物质是________(填化学式)。(2)①将煤样隔绝空气在900℃加热1小时得焦炭，该过程称为________。②装置Ⅱ中，高温下发生反应的化学方程式为____________________________________________。(3)装置Ⅲ中，先通入适量的气体X，再通入足量Ar气。若气体X被完全吸收，则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。①d中的现象是______________________________________________________________。②e中生成的固体为Ag，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。③d和e的连接顺序颠倒后将造成α________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(4)在工业上按照国家标准测定α：将干燥后的CO2(含杂质N2的体积分数为n)以一定流量通入装置Ⅱ反应，用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中CO2的体积分数为m，此时α的表达式为________。答案(1)分液漏斗HCl(2)①煤的干馏②CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO(3)①有白色沉淀产生②CO＋2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓＋(NH4)2CO3＋2NH3③偏大(4)eq\f(1－n－m,（m＋1）（1－n）)解析(3)③d和e的连接顺序颠倒后，CO2、CO均可与银氨溶液反应，使消耗的银氨溶液偏多，α偏大。(4)若CO2与N2的总体积为1L，则CO2的体积为(1－n)L，设转化的CO2的体积为xL，则反应后V(CO2)＝(1－n－x)L，V(CO)＝2xL，CO2的体积分数m＝eq\f(1－n－x,1－n－x＋2x＋n)，解得x＝eq\f(1－m－n,m＋1)，则CO2的转化率α＝eq\f(x,1－n)＝eq\f(1－m－n,（m＋1）（1－n）)。20．H2SO4­SiO2法生产多晶硅的流程如图所示。下列说法错误的是()A．合成1反应中H2作氧化剂B．合成2的反应为SiF4＋NaAlH4=SiH4＋NaAlF4C．上述流程说明SiO2可溶于H2SO4D．净化、热解中生成的多晶硅为还原产物答案C解析合成1中发生反应：Na＋Al＋2H2=NaAlH4，合成2中发生反应：NaAlH4＋SiF4=SiH4＋NaAlF4，合成3制备四氟化硅，净化、热解SiH4步骤中四氢化硅分解为晶体硅和氢气；合成3中NaAlF4与硫酸反应生成HF，HF与二氧化硅反应生成SiF4，因此题中不能说明二氧化硅溶于硫酸，C错误。21．(2025·沈阳市高中三年级教学质量监测)近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如下图。已知：Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑。下列说法中错误的是()A．点燃镁条引发反应的过程中，涉及两种晶体类型的变化B．CO2氛围是为了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃C．操作2为用去离子水洗涤并烘干D．1mol镁粉生成MgO和Mg2Si的混合物，转移2mol电子答案A解析点燃镁条引发反应的过程中，发生的反应为2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋Si、2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(高温))Mg2Si，涉及到金属晶体、共价晶体、离子晶体三种晶体类型的变化，A错误。22．(2024·浙江6月选考)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键，与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是()A．Si5Cl10分子结构可能是B．Si5Cl10与水反应可生成一种强酸C．Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2D．Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10答案A解析A项，如图中所示的两个Cl原子都形成了两个共价键，而Cl原子只能形成一个共价键，则其中1个应为配位键，而Si不具备空轨道来接受孤电子对，因此结构是错误的。23.(2023·山东卷)石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是()A．与石墨相比，(CF)x导电性增强B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强C．(CF)x中C—C的键长比C—F短D．1mol(CF)x中含有2xmol共价单键答案B解析(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；(CF)x中C原子的所有价电子均参与成键，没有未参与成键的孤电子或者不饱和键，故与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强，B正确；C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C的键长比C—F长，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中C与周围的3个碳原子形成共价键，每个C—C键被2个碳原子共用，和1个F原子形成共价键，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键，D错误。24．草酸晶体(H2C2O4·2H2O)是一种重要的络合剂，其熔点为101℃，易溶于水，受热脱水，170℃以上分解。工业上可利用如图所示原理制备草酸晶体。请回答：(1)“高压、加热”时的容器不能选用瓷质容器，理由为____________________________________(用化学方程式表示)。(2)“铅化法”中可循环利用的物质为________；一系列操作为______________________________________________。(3)与“钙化法”相比，“铅化法”制备的草酸晶体更纯，但其不足之处为________________。(4)某同学利用如图装置(部分夹持装置略)探究