高考化学碳、硅及其化合物
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金刚石用作切割刀具， ________ 石墨 用作电极、铅笔芯
用途
半导体 材料、硅芯 晶体硅用作 ________
片和硅太阳能电池
2. 高纯硅的制备
3. 碳、硅单质的化学性质
举 题 悟 法 例题 1 判断下列说法的正误，正确的打“ ) ) ) ”，错误的打“ ”。
(1) 12C、14C 是碳的两种同素异形体(
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=== CaCO3↓＋2HClO △ Na CO CO2＋Na2O===== 2 3
(2) 碳、硅在自然界中都只以化合态的形式存在( (3) 晶体硅的硬度大，故可用于制作半导体材料( (4) Si 和 SiO2 用于制造光导纤维( )
(5) 非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4( (6) 硬度：金刚石＞晶体硅( )
)
[题组强化 ] 1. 下列关于硅的说法不正确的是 ( C ) A. 硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B. 硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D. 加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
考点2
碳、硅的氧化物 基础梳理
1. 一氧化碳
无 色气体， ____ 有 毒，____ 难 溶于水。 (1) 物理性质： ____
(2) 化学性质
2. 二氧化硅与二氧化碳 物质 化学式 晶体类型 二氧化硅 SiO2 干冰 CO2
原子 晶体 ______
硬度 ______ 大 ，熔、沸点
分子 晶体 ______
SiF4↑＋2H2O SiO2＋4HF===_______________
SiO2 ＋ 2NaOH===Na2SiO3_____
(少量 CO2)
橡皮塞， 盛碱液的试剂瓶要用_______ 碱 碱式 滴定管中 溶液只能装在______
NaHCO3 CO2＋NaOH===_________
(4)非金属单质与碱反应时一般是非金属发生歧化反应 (非金属既作氧化剂又作 还原剂 )，而 Si与碱液反应却只作还原剂： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而 Si却能与 HF发生反应： Si＋ 4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (6)一般情况下，只有非常活泼的金属 (如Na、K等 )才能够置换出水中的氢，但 高温 CO＋ H 。 碳单质却能与水蒸气反应： C＋ H2O(g)===== 2
专题二 第 6讲
非金属元素及其化合物 碳、硅及其化合物
目 标 导 航 复习目标 了解碳、硅及其化合物的主要性质和重要应用。
知识体系
问题 1 从元素周期表的位置看，碳和硅为Ⅳ A族的元素，硅的性质相 对较为稳定，为什么自然界中没有单质硅的存在？
[答案] 硅为亲氧元素，在地壳形成时硅与氧易结合、难分离，在自然 界中以硅的氧化物和硅酸盐形式存在。
质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
(2) 单质的结构、物理性质与用途比较 碳 结构 硅
空间网状 结构石墨： 晶体硅：与金刚石类似的空间网 金刚石： ___________
层状结构 金刚石：熔点高、硬度大石墨： 状结构 晶体硅：灰黑色固体，有金属光 泽、硬度大、熔点高
物理性质
软 ，有滑腻感 熔点高、质 _______
[解析] 硅的化学性质不活泼，但常温下仍能与氟气、氟化氢和 NaOH溶液等发 生反应，C错误。
2.(2017· 苏北四市模拟)从石墨中分离出来的石墨烯是已知最薄、最坚硬的物 质，可制成电阻率最小的纳米材料，其结构如图所示。下列关于石墨烯的说法正确 的是( A ) A. 具有良好的导电性 B. 属于高分子化合物 C. 与金刚石互为同位素 D. 不能与氧气发生反应
课前思考 问题 2 实验室中要熔化NaOH固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷 坩埚和铁坩埚。你认为选哪一种，为什么？
[答案] 选择铁坩埚。石英坩埚、陶瓷坩埚中均含有 SiO2，在加热条件 △ Na SiO ＋H O，使得坩埚 下会与NaOH发生反应SiO ＋2NaOH =====
2 2 3 2
受损，因此选择铁坩埚，铁与 NaOH不发生反应。
[解析] 石墨烯电阻率小，具有良好的导电性，A正确；石墨烯是碳的单质而不 是化合物，B错误；石墨烯与金刚石互为同素异形体，C错误；石墨烯能在氧气中燃 烧，D错误。
碳、硅的特殊性 (1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石的熔、沸 点高，硬度大，其中金刚石为自然存在的硬度最大的物质。原因：它们的晶体类型 是原子晶体。 (2)一般情况下，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导 体。 (3)C、Si同属ⅣA族，还原性Si大于C，而C却能将Si从SiO2中还原出来(条件是 高温 Si 高温)，原因是产物CO气体迅速从反应体系中逸出，可以促使反应SiO2＋2C===== ＋2CO↑进行。
栏 目 导 航
考点透视 质量验收
考点透视
考点 1
碳、硅单质
基础梳理 1. C、 Si单质的存在形态、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，而硅元素因有亲氧性，所以仅
C60 等同素异形体，硅单 金刚石 、 ________ 石墨 、 ________ 化合 态。碳单质主要有 ________ 有 ________
(过量 CO2)
高温 SiO2 ＋ Na2CO3 ===== 化学 性质 高温 与碱性氧 SiO2＋CaO===== 化物反应 CaSiO3 用途 SiO2 是制造光导纤维的主 要原料 与盐反应 Na2SiO3＋CO2↑
CO2＋Na2CO3＋H2O===
2NaHCO3 ______________
熔、沸点 ______ 低 ，常温下 为 ______ 气体 ，微溶于水
物理性质
高 ，常温下为______ 固体 ， ______
不溶于水
与水反应 与 C 反应 与 HF 反 化学 性质 与碱反应 应
不反应 高温 Si＋2CO↑ SiO2＋2C=====
CO2＋H2O
H2CO3
高温 2CO C＋CO2===== 不反应 CO2 ＋
用途
半导体 材料、硅芯 晶体硅用作 ________
片和硅太阳能电池
2. 高纯硅的制备
3. 碳、硅单质的化学性质
举 题 悟 法 例题 1 判断下列说法的正误，正确的打“ ) ) ) ”，错误的打“ ”。
(1) 12C、14C 是碳的两种同素异形体(
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=== CaCO3↓＋2HClO △ Na CO CO2＋Na2O===== 2 3
(2) 碳、硅在自然界中都只以化合态的形式存在( (3) 晶体硅的硬度大，故可用于制作半导体材料( (4) Si 和 SiO2 用于制造光导纤维( )
(5) 非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4( (6) 硬度：金刚石＞晶体硅( )
)
[题组强化 ] 1. 下列关于硅的说法不正确的是 ( C ) A. 硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B. 硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D. 加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
考点2
碳、硅的氧化物 基础梳理
1. 一氧化碳
无 色气体， ____ 有 毒，____ 难 溶于水。 (1) 物理性质： ____
(2) 化学性质
2. 二氧化硅与二氧化碳 物质 化学式 晶体类型 二氧化硅 SiO2 干冰 CO2
原子 晶体 ______
硬度 ______ 大 ，熔、沸点
分子 晶体 ______
SiF4↑＋2H2O SiO2＋4HF===_______________
SiO2 ＋ 2NaOH===Na2SiO3_____
(少量 CO2)
橡皮塞， 盛碱液的试剂瓶要用_______ 碱 碱式 滴定管中 溶液只能装在______
NaHCO3 CO2＋NaOH===_________
(4)非金属单质与碱反应时一般是非金属发生歧化反应 (非金属既作氧化剂又作 还原剂 )，而 Si与碱液反应却只作还原剂： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而 Si却能与 HF发生反应： Si＋ 4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (6)一般情况下，只有非常活泼的金属 (如Na、K等 )才能够置换出水中的氢，但 高温 CO＋ H 。 碳单质却能与水蒸气反应： C＋ H2O(g)===== 2
专题二 第 6讲
非金属元素及其化合物 碳、硅及其化合物
目 标 导 航 复习目标 了解碳、硅及其化合物的主要性质和重要应用。
知识体系
问题 1 从元素周期表的位置看，碳和硅为Ⅳ A族的元素，硅的性质相 对较为稳定，为什么自然界中没有单质硅的存在？
[答案] 硅为亲氧元素，在地壳形成时硅与氧易结合、难分离，在自然 界中以硅的氧化物和硅酸盐形式存在。
质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
(2) 单质的结构、物理性质与用途比较 碳 结构 硅
空间网状 结构石墨： 晶体硅：与金刚石类似的空间网 金刚石： ___________
层状结构 金刚石：熔点高、硬度大石墨： 状结构 晶体硅：灰黑色固体，有金属光 泽、硬度大、熔点高
物理性质
软 ，有滑腻感 熔点高、质 _______
[解析] 硅的化学性质不活泼，但常温下仍能与氟气、氟化氢和 NaOH溶液等发 生反应，C错误。
2.(2017· 苏北四市模拟)从石墨中分离出来的石墨烯是已知最薄、最坚硬的物 质，可制成电阻率最小的纳米材料，其结构如图所示。下列关于石墨烯的说法正确 的是( A ) A. 具有良好的导电性 B. 属于高分子化合物 C. 与金刚石互为同位素 D. 不能与氧气发生反应
课前思考 问题 2 实验室中要熔化NaOH固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷 坩埚和铁坩埚。你认为选哪一种，为什么？
[答案] 选择铁坩埚。石英坩埚、陶瓷坩埚中均含有 SiO2，在加热条件 △ Na SiO ＋H O，使得坩埚 下会与NaOH发生反应SiO ＋2NaOH =====
2 2 3 2
受损，因此选择铁坩埚，铁与 NaOH不发生反应。
[解析] 石墨烯电阻率小，具有良好的导电性，A正确；石墨烯是碳的单质而不 是化合物，B错误；石墨烯与金刚石互为同素异形体，C错误；石墨烯能在氧气中燃 烧，D错误。
碳、硅的特殊性 (1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石的熔、沸 点高，硬度大，其中金刚石为自然存在的硬度最大的物质。原因：它们的晶体类型 是原子晶体。 (2)一般情况下，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导 体。 (3)C、Si同属ⅣA族，还原性Si大于C，而C却能将Si从SiO2中还原出来(条件是 高温 Si 高温)，原因是产物CO气体迅速从反应体系中逸出，可以促使反应SiO2＋2C===== ＋2CO↑进行。
栏 目 导 航
考点透视 质量验收
考点透视
考点 1
碳、硅单质
基础梳理 1. C、 Si单质的存在形态、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，而硅元素因有亲氧性，所以仅
C60 等同素异形体，硅单 金刚石 、 ________ 石墨 、 ________ 化合 态。碳单质主要有 ________ 有 ________
(过量 CO2)
高温 SiO2 ＋ Na2CO3 ===== 化学 性质 高温 与碱性氧 SiO2＋CaO===== 化物反应 CaSiO3 用途 SiO2 是制造光导纤维的主 要原料 与盐反应 Na2SiO3＋CO2↑
CO2＋Na2CO3＋H2O===
2NaHCO3 ______________
熔、沸点 ______ 低 ，常温下 为 ______ 气体 ，微溶于水
物理性质
高 ，常温下为______ 固体 ， ______
不溶于水
与水反应 与 C 反应 与 HF 反 化学 性质 与碱反应 应
不反应 高温 Si＋2CO↑ SiO2＋2C=====
CO2＋H2O
H2CO3
高温 2CO C＋CO2===== 不反应 CO2 ＋