2027届新高考化学精准突破复习：硅、无机非金属材料、化学与可持续发展

2027届新高考化学精准突破复习硅、无机非金属材料化学与可持续发展考点一

碳、硅和二氧化硅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

价电子排布式为

，主要化合价为

⁠。（2）碳单质存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、富勒烯（足球烯）

等，它们互为

⁠。n

s2

n

p2

＋2、＋4

同素异形体①②③2.硅单质涉及的化学方程式为①

⁠；②

⁠；③

⁠；④

⁠。

Si＋2Cl2

SiCl4

3.二氧化硅涉及的化学方程式为①

⁠；②

⁠；③

⁠；④

⁠。SiO2＋2C

Si＋2CO↑

SiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）金刚石和石墨的组成元素相同，因此它们具有相同的性质。

（

×

）（2）SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃。

（

√

）（3）NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用玻璃瓶盛放。

（

×

）（4）工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2。

（

×

）×√××（6）SiO2与NaOH溶液、氢氟酸都可反应，所以SiO2是两性氧化物。

（

×

）×（5）Si是半导体材料，可用作太阳能电池。

（

√

）√

硅和二氧化硅的性质1.下列说法中不正确的是（

）A.硅晶片是生产芯片的基础材料B.芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该

过程涉及化学变化C.硅在自然界中主要以单质形式存在D.硅是应用最广泛的半导体材料解析：

硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸

盐的形式存在，不存在硅单质，C错误。2.沙子的主要成分是SiO2，SiO2属于酸性氧化物，部分性质与CO2、

SO2类似。下列关于SiO2性质的预测正确的是（

）A.SiO2能与水反应生成硅酸B.SiO2属于酸性氧化物，不与任何酸反应C.SiO2能与氢氧化钠溶液反应生成Na2SiO3和H2OD.SiO2是良好的半导体材料解析：

SiO2难溶于水，也不与水反应，不能与水反应生成硅

酸，A错误；常温下二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，B

错误；SiO2不能导电，不是良好的半导体材料，D错误。【题后归纳】硅及SiO2的“特殊性”（1）一般情况下，非金属单质为绝缘体，但石墨为导体，硅为半

导体。（2）非金属单质一般不与酸反应，但Si既能与NaOH溶液反应，又能

与HF反应，且均生成H2。（3）SiO2能与氢氟酸反应，故不能用玻璃容器盛放氢氟酸，应用塑

料瓶盛放，且可用氢氟酸刻蚀玻璃。（5）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，其制备过程为

SiO2

Na2SiO3

H2SiO3。（4）SiO2既能与酸（HF）反应，又能与碱（NaOH）反应，但SiO2不

是两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物。考点二

无机非金属材料1.传统无机非金属材料（1）传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，如水泥、玻璃、陶

瓷等。水泥玻璃陶瓷主要成分硅酸盐Na2SiO3、CaSiO3和SiO2含水的铝硅酸盐生产原料石灰石和黏土纯碱、石灰石和石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑（2）玻璃生产中的两个重要反应：

⁠

；CaCO3＋SiO2

CaSiO3＋CO2↑。Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3

＋CO2↑

2.新型无机非金属材料（1）高温结构陶瓷：如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）特殊功能的含硅材料①碳化硅为共价晶体、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。

一、传统无机非金属材料1.中华文明源远流长，衣、食、住、行都是中华民族智慧的结晶。下列文明载体与硅酸盐材料有关的是（

）

A.带牙座的水晶球B.御窑盘碟

C.滁州剪纸D.朱雀青铜顶饰解析：

A项，水晶主要成分为二氧化硅，不是硅酸盐；B项，御

窑盘碟为陶瓷制品，主要成分为硅酸盐；C项，剪纸为纸张，一般

为植物纤维制品；D项，青铜为金属制品。2.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗

句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸

盐制品，下列有关说法中正确的是（

）A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐解析：

陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、

石灰石和石英砂是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰

石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的

主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。二、新型无机非金属材料3.新材料的新秀——石墨烯和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：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解析：

石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯含有氢元素，

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的羟基和羧基为亲水基团，所以它具有一

定的亲水性，D正确。下列有关说法正确的是（

）4.氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动

机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的

路线如下：其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程

式表示其原因：

⁠。（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是

（填

序号）。

①②

解析：反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应

②是硅单质与Cl2发生氧化还原反应。（3）在反应⑤中，3molSi（NH2）4在高温下可得1mol氮化硅粉

末和8molA气体，则氮化硅的化学式为

⁠。Si3N4

（4）在高温下将SiCl4置于B和C两种气体的气氛中，也能反应生成

氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4

与B和C两种气体反应的化学方程式：

⁠

⁠。3SiCl4＋2N2＋

6H2

Si3N4＋12HCl解析：结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。考点三

化学品的合理使用1.合理施用化肥（1）综合考虑因素：土壤酸碱性、作物营养状况、化肥本身性

质。（2）过量施肥危害：造成水体富营养化，产生

⁠等污染现

象；不合理施用化肥还会影响土壤的酸碱性和土壤结构。水华（1）农药的发展方向：高效、

⁠、低残留。（2）农药对生态系统和自然环境的影响①破坏害虫与天敌之间的生态平衡，一些害虫还会产生抗

药性。②引起传粉昆虫的大量死亡。③造成土壤和作物的农药残留超标。④造成大气、地表水和地下水的污染。低毒2.合理施用农药3.合理用药（1）药物的分类按照来源分为天然药物与

⁠药物按照作用分为抗酸药、解热镇痛药、抗生素、合成抗菌药、安眠

药、镇静药、止泻药等合成①阿司匹林的化学名称为

，具有解热镇痛

作用。②以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为乙酰水杨酸（2）阿司匹林【注意】

长期大量服用阿司匹林会导致胃痛、头痛、眩

晕、恶心等不适症状。4.安全使用食品添加剂（1）食品添加剂分类按照来源分为天然和人工合成按照功能分为着色剂、防腐剂、抗氧化剂等（2）常见食品添加剂着色剂β-胡萝卜素增味剂味精膨松剂NH4HCO3NaHCO3凝固剂盐卤防腐剂苯甲酸及其钠盐抗氧化剂维生素C营养强化剂碘酸钾

一、化肥、农药、药物的合理使用1.下列关于施用化肥、农药的描述中正确的是（

）A.高温多雨时比较适合施用钾肥B.长期施用硫酸铵会造成土壤板结C.石灰硫黄合剂必须与硫酸混合后才能施用D.硝酸铵是一种高效氮肥，可直接施用解析：

高温多雨时施用化肥易使肥料分解损失或随雨水流失，

A错误；石灰硫黄合剂中加硫酸会因石灰、硫酸间发生化学反应而

失去相应的功效，C错误；硝酸铵受热或经撞击易发生爆炸，必须

改性处理后才能施用，D错误。2.关于小药箱中常备药物的作用叙述错误的是（

）A.板蓝根冲剂用于治疗感冒B.氟哌酸用于退热止痛C.阿司匹林用于退热止痛D.胃舒平用于抑酸止胃痛解析：

对于常见药物的作用，应知道和了解。氟哌酸是抑菌消

炎药，用于治疗急性肠胃炎导致的腹泻。3.下列说法不正确的是（

）A.氯化镁等很多化学物质均不能作为食品添加剂B.可以将废旧塑料制品裂解为化工原料C.农药应向着高效、低毒和低残留方向发展D.阿司匹林可预防某些疾病但不能长期大量服用解析：食品添加剂可以改变食品的保质期、改善食品的营养价

值等，氯化镁等对人体无害，可以作凝固剂、营养强化剂等，故也

是能作为食品添加剂的，只是要控制用量，A错误。二、安全使用食品添加剂4.食品添加剂是指为改善食品的品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。下列说法错误的是（

）A.天然的食品添加剂多数对人体无害，人工合成的食品添加剂需控制

用量B.碳酸氢钠、碳酸氢铵等可以作馒头、面包等食品的膨松剂C.抗坏血酸（即维生素C）是水果罐头中常用的抗氧化剂D.用盐卤和豆浆作用制取豆腐，是利用了蛋白质胶体的丁达尔效应解析：

胶体中加电解质溶液会发生聚沉，豆浆属于胶体，向豆

浆中加入盐卤可制作豆腐，利用了胶体聚沉的性质，D错误。工业制备高纯硅的主要过程如下：石英砂

粗硅

SiHCl3

高纯硅下列说法错误的是（

）粗硅的制备与提纯A.制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C

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

高纯硅的制备（选自人教必修第二册P22）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。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷

（SiHCl3），再经氢气还原得到高纯硅。工业制备高纯硅的原理示意图

硅及其化合物之间的相互转化

1.高纯度单晶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”。这种材料可以按下列方法制备：A.步骤①中X是CO2B.SiO2是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸C.SiO2能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D.SiHCl3易水解，

遇水可生成H2下列说法正确的是（

）

2.实验室用H2还原SiHCl3（沸点：31.8℃）制备高纯硅的装置如图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说法正确的是（

）A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水B.实验时，应先加热管式炉，再打开活塞KC.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双

氧水、硫氰化钾溶液D.该实验中制备氢气的装置也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反

应制备氨

3.锗是门捷列夫在1871年所预言的元素“类铝”，其与硅同族，高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料，锗在光纤通信、红外光学、太阳能电池、核物理探测等领域应用颇多。工业上利用锗锌矿（主要成分为GeO2和ZnS，还含少量Fe2O3

）来制备高纯度锗的流程如图。已知：①GeCl4的熔点为－49.5℃，沸点为84.0℃，其在水中或酸的

稀溶液中易水解。②GeO2可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。（1）硅和锗与氯元素都能形成氯化物RCl4（R代表Si和Ge），从原

子结构角度解释原因：

⁠

⁠。Si和Ge的最外层均有4个电子，均与

Cl形成4个共用电子对，达到稳定结构

（2）“滤渣Ⅱ”中除含有MgGeO3外，还含有少量

⁠

（填化学式）。

Mg（OH）2

（3）GeCl4中加水反应的离子方程式是

⁠

⁠。

4Cl－＋4H＋

（4）固态GeCl4为

晶体，“操作Ⅲ”分离获得GeCl4所使

用的装置为

（填字母）。分子C

根据选择，提出改进的方法：

⁠

（若不需要改进，此空填“不需要”）。在尾接管后接一个装有碱石

灰的干燥管解析：①GeCl4的熔点为－49.5℃，沸点为84.0℃，为分子晶体；②GeCl4的熔点为－49.5℃，沸点为84.0℃，蒸馏可从混合溶液中得到GeCl4；③混合溶液中有氯化氢，加热过程会有氯化氢逸散到空气中，所以应在尾接管后接一个装有碱石灰的干燥管。一、选择题（本题包括12个小题）1.化学与生活、生产和人类社会的发展密不可分。下列说法不正确的是（

）A.果汁饮料中可以添加适量苯甲酸钠，它是一种抗氧化剂B.阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用C.硝酸铵是一种高效氮肥，受热易爆炸需改性后才能施用D.味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，其主要成分为谷氨

酸钠1234567891011121314检测·巩固落实解析：

苯甲酸钠是一种防腐剂，可以抑制细菌的滋生，防止食

品变质，A错误；乙酰水杨酸（化学式为C9H8O4）也叫阿司匹林，

具有解热镇痛作用，B正确；硝酸铵是一种高效氮肥，受热易爆炸

需改性后才能施用，C正确；味精主要成分为谷氨酸钠，是一种鲜

味调味料，易溶于水，其水溶液有浓厚鲜味，D正确。12345678910111213142.下列有关无机非金属材料的说法正确的是（

）A.石墨烯、碳化硅陶瓷等属于新型无机非金属材料B.二氧化硅广泛用于制备芯片和太阳能电池C.水泥、玻璃和水晶都是硅酸盐材料D.现代信息社会用于传递信号的光纤的主要成分为硅解析：

晶体硅广泛用于制备芯片和太阳能电池，B错误；水

泥、玻璃是硅酸盐材料，水晶主要成分为二氧化硅，不属于盐，C

错误；光纤的主要成分为二氧化硅，D错误。12345678910111213143.碳、硅的单质及其化合物在人类进步和社会发展中发挥重要作用。下列叙述正确的是（

）A.碳和硅元素在自然界主要以游离态存在B.硅单质可以制成芯片、硅太阳能电池、光导纤维C.富勒烯、石墨烯均属于有机高分子材料D.高温下，SiO2能分别与C、CaCO3、Na2CO3发生反应1234567891011121314解析：

硅元素是亲氧元素，在自然界中以化合态形式存在，A

错误；光导纤维的主要成分是二氧化硅，则硅单质不能制成光导纤

维，B错误；富勒烯、石墨烯均是性能优良的无机非金属材料，不

是有机高分子材料，C错误。12345678910111213144.工业上用焦炭还原石英砂可以制粗硅（含碳化硅），再进一步制备高纯度硅。下列说法正确的是（

）A.制粗硅的化学方程式为C＋SiO2

Si＋CO2↑B.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用作光导纤维C.石英砂的成分是SiO2，可用作太阳能电池D.碳化硅具有类似金刚石的结构，可用作耐高温材料1234567891011121314

12345678910111213145.自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于地壳中。下列有关硅及其化合物的说法正确的是（

）A.华为“麒麟”芯片的主要材料是单晶硅B.制造太阳能电池板的主要材料是二氧化硅C.硅酸可由酸性氧化物SiO2与水化合而制得D.SiO2是酸性氧化物，不与任何酸发生反应解析：

制造太阳能电池板的主要材料是硅单质，B错误；SiO2不

溶于水，不与水反应，C错误；SiO2能与HF反应，D错误。12345678910111213146.嫦娥五号月球探测器成功登陆月球，对月岩和月壤的成分进行探测

发现，月岩主要含有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄

石[Mg2Fe2Si2O8]等，下列说法正确的是（

）A.沙、辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B.月球上游离态铁与地球上游离态铁的质子数不同C.橄榄石中铁为＋3价D.辉石的氧化物形式可表示为CaO·MgO·2SiO21234567891011121314解析：沙的成分为二氧化硅，辉石、斜长石及橄榄石均属于硅

酸盐矿，A错误；月球上游离态铁与地球上游离态铁的质子数相

同，B错误；化合物中化合价代数和为0，硅元素化合价是＋4价，

所以铁元素化合价是＋2价，C错误；硅酸盐的氧化物表示方法：先

写活泼金属氧化物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化

物二氧化硅，最后是水，辉石[CaMgSi2O6]的氧化物形式可表示为

CaO·MgO·2SiO2，D正确。12345678910111213147.下列有关化学品的说法正确的是（

）A.阿司匹林有解热镇痛作用，是非处方药，可以长期服用B.维生素C性质稳定不易被氧化，是水果罐头中常用的抗氧化剂C.亚硝酸钠是一种常见防腐剂和护色剂，无毒性，对人体无害D.硝酸铵是一种高效氮肥，但受热或经撞击易发生爆炸，必须作改性处理后施用1234567891011121314解析：

任何药物都不能长期服用，阿司匹林长期服用会导致胃

损伤，A错误；维生素C具有还原性，易被氧化，B错误；亚硝酸钠

具有一定毒性，可以在适当的范围内添加，大量添加对人体有害，

C错误。12345678910111213148.硅是组成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关叙述错误的是（

）A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si4N3B.碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.石墨烯是一种性能优异的新型材料，可应用于电容器和电池方面D.氮化硅、氧化铝、碳化硅和二氧化锆（ZrO2）都可用作制高温结构陶瓷的材料解析：

氮化硅的化学式为Si3N4，A错误。12345678910111213149.二氧化硅与二氧化碳组成相似，结构不同。下列反应原理不同的是

（

）A.SiO2＋2C

Si＋2CO↑与Na＋KCl

NaCl＋K↑D.SiO2＋2C

Si＋2CO↑与SiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑1234567891011121314解析：

都是高温下同主族元素单质间的置换反应，生成气体使

反应趋于完全，原理相同，A不符合题意；前者是高温下的固体反

应，生成的二氧化碳气体使反应趋于完全，后者是溶液中的较强酸

制较弱酸的复分解反应，原理不同，B符合题意；二者都是酸性氧

化物与碱的反应，原理相同，C不符合题意；前者是氧化还原反

应，后者是非氧化还原反应，但本质上两个反应都是高温固相反

应，生成气体使反应趋于完全，原理相同，D不符合题意。123456789101112131410.中国北斗卫星导航系统中所用芯片主要成分是高纯硅，工业制备高纯硅的路线之一如图所示。1234567891011121314A.气体X为COB.反应②的化学方程式为Si＋3HCl

SiHCl3＋H2C.流程中H2、HCl均可循环利用D.自然界中硅主要以游离态形式存在下列说法不正确的是（

）1234567891011121314解析：

反应①为粗硅的制取：SiO2＋2C

Si＋2CO↑，则

气体X为CO，A正确；反应②是粗硅与HCl反应生成SiHCl3和H2，

化学方程式为Si＋3HCl

SiHCl3＋H2，B正确；由流程图可

知，H2、HCl既是反应物，又是生成物，则H2、HCl均可循环利

用，C正确；自然界中没有游离态的硅，硅主要以化合态的形式存

在，D错误。1234567891011121314

A.此反应不能在玻璃容器中进行B.由此反应可判断氢氟酸是强酸C.氧化性：HNO3＞H2SiF6D.标准状况下，生成1.12LH2时，转移电子的物质的量为0.2mol1234567891011121314解析：

氢氟酸能腐蚀玻璃，所以此反应不能在玻璃容器中进

行，A正确；该反应为氧化还原反应，不能据此反应判断酸性强

弱，HF是弱酸，B错误；硝酸是氧化剂、H2SiF6是氧化产物，则氧

化性：HNO3＞H2SiF6，C正确；根据反应方程式，该反应中Si元素

化合价由0升高为＋4，N元素、H元素化合价降低，则标准状况

下，生成1.12LH2（0.05mol）时，生成0.05molH2SiF6，转移电

子的物质的量为0.2mol，D正确。123456789101112131412.材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列物品使用了SiO2的

是（

）①陶瓷餐具②光导纤维③水晶项链④硅太阳能电池⑤计

算机芯片⑥石英钟A.①③④B.

②③⑥C.②⑤⑥D.

③④⑤解析：

①陶瓷餐具主要成分为硅酸盐；④硅太阳能电池主要成

分为硅；⑤计算机芯片主要成分为硅；题述物品中使用了SiO2的

是：②③⑥。12345