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第五章 化工生产中的重要非金属元素（知识清单）- 2022-2023学年高一化学同步备课系列（人教版2019必修第二册）
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这是一份第五章 化工生产中的重要非金属元素（知识清单）- 2022-2023学年高一化学同步备课系列（人教版2019必修第二册），共16页。
硫及其重要化合物知识清单
【知识网络】
【知识清单】
一、单质硫的性质及应用
1．硫的结构
（1）原子结构示意图，离子结构示意图
（2）性质：在反应中容易得到2个电子形成最外层8电子稳定结构，表现氧化性
（3）常见化合价：－2，0，+4和+6
2．硫元素的自然存在
（1）游离态：主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
（2）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
硫铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
3．硫单质物理性质
黄色或淡黄色的固体，俗称硫黄， 质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
4. 硫单质的化学性质
物质类别：非金属氧化物
化合价：处于中间价态，可以被还原成-2价，也可以被氧化到+4价，既有氧化性又有还原性
(1)S的氧化性
①S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
【注意】硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
②S与H2反应的化学方程式为S＋H2H2S
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色（与氧气的量无关）。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
③S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，该反应中硫既是氧化剂，又是还原剂，此反应可用于除去试管内黏附的S。
二、二氧化硫
1．物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。
2.化学性质
物质分类：酸性氧化物
化合价：处于中间价态，既有氧化性又有还原性
(1) 酸性氧化物的通性（类似与CO2)
与水反应
二元弱酸，不稳定，酸性比碳酸强
与碱溶液反应
SO2有毒，实验室常用NaOH溶液吸收，防止污染空气
与碱性氧化物反应
（用于燃煤固硫）
与某些盐反应
(2) 氧化性：与H2S气体混合
2H2S+SO2＝2H2O+3S↓（容器壁上有水珠出现，析出黄色固体或者溶液变成乳白色)
(3)．强还原性
SO2SO3或SO42－
①.与O2反应：2SO2＋O22SO3；
②与卤素单质的水溶液反应：X2＋SO2＋2H2O=2HX＋H2SO4(X=Cl、Br、I)；
③.与铁盐溶液反应：2Fe3+＋SO2＋2H2O=2Fe3+＋2H+＋SO42-；(溶液由棕黄色变成浅绿色)
④.能够使酸性高锰酸钾溶液褪色：2MnO4－+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42－+4H+(检验或除去SO2)
⑤能够被过氧化物氧化成硫酸或硫酸盐
a.Na2O2：SO2+Na2O2Na2SO4
b.H2O2：SO2+H2O2H2SO4
。
(3) 漂白性：能使品红溶液褪色，加热变红(检验SO2气体的最佳方法)
【注意】SO2不能漂白指示剂，SO2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，体现的是SO2的还原性，
三种漂白原理
①化合型：SO2和品红发生化合反应生成不稳定的化合物
②氧化型：氯气等具有氧化性的物质可以永久性漂白
③吸附性：活性碳利用吸附原理吸附色素，是一个物理变化
【注意】SO2与氧化性漂白剂混合，会发生氧化还原反应，漂白性减弱
4.SO2的用途
工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等，还可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂，如葡萄酒中适量添加，可起到杀菌、抗氧化的作用。
三、三氧化硫
1．物理性质
熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为态，在标准状况下为态，易溶于水。
2.化学性质：
物质类别：酸性氧化物
化合价：初于最高价态，具有氧化性
酸性氧化物
与水反应
（用于工业制硫酸）
与碱溶液反应
与碱性氧化物反应
四.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个：
途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。
途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。
五、浓硫酸的性质与应用
1．物理性质
纯硫酸是一种无色黏稠状液体，以任意比和水互溶，溶解时放出大量的热
【注意】浓硫酸稀释时，将浓硫酸沿玻璃棒缓慢倒入水中，边加边搅拌
2 化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性。
①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。
②与金属反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ；2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
③与碱的反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；
④与碱性氧化物反应：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
⑤与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl；SO＋2H＋===H2O＋SO2↑；
3.浓H2SO4的特性
1）吸水性的区别
浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作干燥剂，浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体，但是它不能用来干燥碱性气体（如NH3）和强还原性气体（如HBr、HI、H2S）。
【注意】在浓硫酸作用下，结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
（2）脱水性
浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去，C12H22O1112C+11H2O。
（3） 强氧化性
①与铜反应：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑
②与碳反应：C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑
【注意】 常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
③浓硫酸与还原性化合物反应：浓H2SO4SO2
H2S+H2SO4（浓）S+SO2↑+2H2O（表现强氧化性）
（4）强腐蚀性
原理：浓硫酸可以脱去皮肤中的水
【注意】 不慎将浓硫酸沾在皮肤上：先用干布蘸去硫酸，再用大量清水冲洗，最后涂3%~5%的碳酸氢钠溶液
六、 硫酸根离子的检验
检验方法：取少量溶液于试管中，加入盐酸，若无现象在加入少量BaCl2溶液，若产生白色沉淀则含有硫酸根离子；反之，则无。
七、实验室制二氧化硫
1．反应原理及装置
（1）装置类型：“固体+固体气体”型
原理：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）装置类型：“固体+液体气体”型
原理：Na2SO3+H2SO4（浓）Na2SO4+SO2↑+H2O
不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的较少
不用浓硫酸的原因；在Na2SO3表面生成Na2SO4固体，阻止反应持续进行
2．气体净化装置（假设用亚硫酸钠和稀盐酸反应）
（1）先用饱和NaHSO3溶液除HCl
（2）再用浓硫酸或无水氯化钙或P2O5或硅胶除水蒸气
3．气体的收集：只能用排水法
（1）排液法：排饱和NaHSO3溶液法，导气管长进短出
（2）排气法：向上排空气法，导气管长进短出
4．气体的检验：通入品红溶液，品红褪色，加热又变红
5．尾气处理
（1）酸性气体
①吸收剂：一般用NaOH溶液
②反应：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
（2）还原性气体
①吸收剂：一般用酸性高锰酸钾溶液
②反应：2MnO4－+2H2O+5SO22Mn2++4H++5SO42－
6．实验安全装置
（1）安全隐患：可能发生倒吸现象
（2）在收集装置和尾气吸收装置之间加防倒吸的安全瓶
氮及其重要化合物知识清单
【知识网络】
【知识清单】
一、氮气的性质和应用
1．原子结构
（1）原子结构示意图：
（2）在周期表中位置：第二周期第VA族
2．氮元素的自然存在
3．自然界中氮的循环
二、氮气的性质
1．物理性质
无色无味气体，密度比空气略小（极为接近），难溶于水
【注意】氮气不能用排空气法收集
2．化学性质
（1）稳定性：N≡N键能很大，通常情况下很难发生反应（可以用作保护气）
（2）氧化性：N2+3H22NH3（工业固氮反应）
（3）还原性
①与镁反应：3Mg+N2Mg3N2
②高能固氮：N2+O22NO
二、氮的氧化物的性质及应用
1．NO的性质
NO是一种无色无味气体，有毒，难溶于水，能被氧气氧化
与O2反应：2NO+O22NO2（无色气体变红棕色，检验NO）
2．NO2的性质
NO2是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，能与水发生反应
与H2O反应：3NO2+H2O2HNO3+NO（工业制硝酸）
3. 鉴别NO2和溴蒸气
方法
现象
二氧化氮
溴蒸汽
水溶解法
气体由红棕色变成无色，得到无色溶液
溶液变为橙色
AgNO3沉淀法
气体由红棕色变成无色，溶液无明显变化
产生浅黄色沉淀
CCl4溶解法
无明显现象
得到橙红色溶液
3．氮氧化物的危害
（1）形成硝酸型酸雨
含氮物质NONO2HNO3
（2）形成光化学烟雾
NO2和O2O3有毒烟雾
（3）破坏臭氧层：NO催化O3分解为O2
NO+O3＝NO2+O，NO2+O＝NO+O2
（4）水体富营养化：水中含氮化合物引起水体污染
5．常见的处理氮氧化物的方法
（1）NaOH溶液吸收法
①2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
（2）纯碱溶液吸收法
①2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO2↑
②NO2+NO+Na2CO32NaNO2+CO2↑
（3）催化还原法
①6NO2+8NH37N2+12H2O
②6NO+4NH35N2+6H2O
③4CO+2NO24CO2+N2
④2CO+2NO2CO2+N2
三、氨气的性质
1．物理性质
无色、有刺激性气味的气体，比空气的小，极易溶于水，1∶700，难溶于CCl4，易液化，可以用作制冷剂
2．化学性质
（1）碱性气体
与水反应水：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
【注意】.NH3·H2O为可溶性一元弱碱，具有碱的通性。易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
易挥发出氨气，所以氨水应密封保存
（2）与酸反应生成铵盐
①HCl：HCl+NH3==NH4Cl，产生白烟
②HNO3：HNO3+NH3==NH4NO3，产生白烟，同浓硝酸
③H2SO4：H2SO4（浓）+NH3==（NH4）2SO4，产生白色沉淀
（3）还原性：NH3N2或NO
①催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O
②热的CuO：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
③还原氯气
①少量NH3：2NH3+3Cl26HCl+N2
②过量NH3：8NH3+3Cl26NH4Cl+N2（检验输送氯气的管道是否泄漏）
3．氨气的用途
（1）制硝酸和硝酸铵：N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
（2）致冷剂：液氨气化吸热，使环境温度急剧降低
（3）制化肥：制备硝铵、硫铵、氯铵、碳铵等铵态氮肥
4．氨水的化学性质
（1）不稳定性：NH3·H2ONH3↑+H2O
（2）弱碱性
①H2SO4：2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2O
②少量CO2：2NH3·H2O+CO2（NH4）2CO3+H2O
③过量CO2：NH3·H2O+CO2NH4HCO3
④AlCl3：AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl
五、铵盐的结构和性质
1．物理性质：大多数为无色，晶体易溶于水
2. 化学性质．
（1）不稳定性
①碳酸铵：（NH4）2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑
②碳酸氢铵：NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
③氯化铵：NH4ClNH3↑+HCl↑
（2）铵盐和碱反应
常温下：NH4++OH－NH3·H2O
加热时：NH4++OH－NH3↑+H2O
【注意】
①铵态氮肥不能与碱性物质混合使用，以免生成氨气，降低肥效。
②铵盐固体和碱固体反应时，不能拆写成离子形式
③酸式铵盐和碱溶液反应时，注意碱过量时，NH4+和酸式酸根离子都参与反应
3．铵盐的检验
步骤：取少量溶液加入试管中，加入浓NaOH,加热，将湿润的红色石蕊试纸放到试管口，试纸变蓝
六、硝酸的性质
1．物理性质
纯硝酸是一种无色有刺激性气味的液体 ，易挥发，能以任意比和水互溶
【注意】浓硝酸要放入棕色试剂瓶中，避光保存。
2．化学性质
（1）不稳定性
见光易分解：4HNO34NO2↑+O2↑+H2O
【注意】通常所见的浓硝酸因含NO2而呈黄色
（2）氧化性
①浓硝酸与铜反应：Cu+4HNO3（浓）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
②稀硝酸与铜反应：3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
③碳与浓硝酸加热反应：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
（2）钝化：常温下，铝铁遇到冷的浓硝酸会生成一层致密的氧化膜，发生钝化。
【注意】：运输硝酸可以铝制或铁制的槽车
七、实验室制取氨气
1．反应原理及装置
（1）装置类型：“固体+固体气体”型
（2)原理：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+2H2O+CaCl2
【注意】药品的选择：
①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下：
铵盐
不选用的理由
NH4NO3
受热分解，会发生爆炸，不安全
(NH4)2SO4
与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗
(NH4)2CO3
受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯
②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器腐蚀性较强。
2． 干燥装置：一般用碱石灰干燥
【特别提醒】不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3。
3．气体的收集
（1）方法：向上排空气法和排四氯化碳液体法
（2）净化：试管口堵棉花的作用：防止氨气和空气发生对流，提高氨气的收集速率和纯度
4．验满方法
（1）最佳方法：用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则说明氨气收集满了
（2）其他方法：用玻璃棒蘸取浓盐酸或浓硝酸放在集气瓶口，若产生白烟，则说明氨气收集满了
5．尾气吸收
（1）吸收剂：棉花最好用稀硫酸浸湿，防止污染空气
（2）注意防倒吸
（6）氨气的其它实验室制法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
八．喷泉实验的原理及操作
1．喷泉实验的原
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
2．形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2、
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
操作步骤：先打开止水夹→再挤胶头滴管
3． 喷泉实验的发散装置和实验操作
装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。
装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。
装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
碳、硅及其重要的化合物知识清单
【知识网络】
【知识归纳】
一、硅在自然界中的存在
在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、石英砂）的形式存在，在地壳中的含量位居第二，仅次于氧元素
二、硅单质
1．物理性质
晶体硅是灰黑色、有金属光泽的固体，是良好的半导体材料
2.化学性质
还原性：常温下与F2、HF、NaOH溶液反应
①F2：Si+2F2SiF4
②HF：Si+4HFSiF4↑+2H2↑
③NaOH：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
④Si+O2SiO2
⑤Si+2Cl2SiCl4
⑥Si+CSiC
3．工业制法
①SiO2+2CSi+2CO↑（制粗硅）
②Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3+H2Si+3HCl
4．晶体硅的用途
（1）制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件
（2）制造太阳能电池等
【注意】（1）硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅。
（2）非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
（3）Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2+2CSi+2CO↑。
（4）非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si却能反应放出H2：Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑。
（5）非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅却能与氢氟酸反应：Si+4HF＝SiF4↑+2H2↑。
三、二氧化硅的结构和性质
1物理性质
二氧化硅熔点高、硬度大，不溶于水；是水晶、玛瑙、石英、沙子、硅石的主要成分
2.化学性质
（1）酸性氧化物
①与水反应：SiO2与水不反应
②与碱发生复分解：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
③与碱性氧化物化合：SiO2+2NaOH==Na2SiO3，SiO2+CaO==CaSiO3
④工业上制玻璃（难挥发性酸性氧化物制挥发性酸性氧化物）
a.SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
b.CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(2)与HF酸反应
SiO2+4HFSiF4↑+2H2O（雕刻玻璃）
（3）．弱氧化性
2C+SiO2Si+2CO↑（制粗硅）
3．用途
（1）石英：石英玻璃用来制造耐高温化学仪器
（2）水晶：电子工业的重要部件，制造光学仪器、高级工艺品、眼镜片等
（3）玛瑙：制精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品等
（4）SiO2：制光导纤维
（5）沙子：建筑材料
三、硅酸
1、物理性质：白色难溶于水的固体
2、化学性质：
（1）弱酸性：与NaOH：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O
（2）热不稳定性：H2SiO3SiO2+H2O
3．硅酸的制备：利用强酸制弱酸反应（硅酸比碳酸还弱）
（1）HCl：Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓
（2）少量CO2：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3
（3）过量CO2：Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2NaHCO3
四、硅酸盐
1、物理性质
大多数硅酸盐难溶于水，硅酸钠用于水
2．硅酸盐的表示
（1）原则
①化学式中各元素的化合价不变
②化学式中各元素的原子个数比不变
（2）书写顺序；活泼金属氧化物·不活泼金属氧化物·SiO2·H2O
（3）实例
①Al2Si2O5（OH）4：Al2O3·2SiO2·2H2O
②KAlSi3O8：K2O•Al2O3•6SiO2
③BaCuSi2O6：BaO•CuO•2SiO2
④Na2Fe5Si8H2O24：Na2O•3FeO•Fe2O3•8SiO2•H2O
【注意】硅酸及其所对应的盐统称硅酸盐。由于硅酸盐的结构比较复杂，为了简化硅酸盐组成，采用氧化物的形式。实际上，硅酸盐不是以简单的氧化物的形式存在，而是以各种结构复杂的盐的形式存在。
3．硅酸钠
易溶于水，硅酸钠水溶液俗称水玻璃，硅酸钠固体俗称泡花碱，可以用作木材、织物的防腐剂和防火剂、建筑工业上的粘合剂、耐火材料
四、 无机非金属材料
1、传统无机非金属材料
产品
原料
主要设备
主要成分
用途
陶瓷
粘土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
——
硅酸盐
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃
(普通)
石英砂、粘土、石灰石
玻璃窑
硅酸钠、硅酸钙
建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等
水泥
粘土、石灰石、适量石膏
水泥
回转窑
硅酸盐
建筑和水利工程
2．新型陶瓷
(1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
(3)常见类型(了解)
①高温结构陶瓷，如碳化硅、氮化硅等。
②压电陶瓷，如钛酸盐和锆酸盐。
③透明陶瓷，如Al2O3、氧化钇等氧化物。
④超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零。
3．碳纳米材料
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 、电池和传感器等
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
硫及其重要化合物知识清单
【知识网络】
【知识清单】
一、单质硫的性质及应用
1．硫的结构
（1）原子结构示意图，离子结构示意图
（2）性质：在反应中容易得到2个电子形成最外层8电子稳定结构，表现氧化性
（3）常见化合价：－2，0，+4和+6
2．硫元素的自然存在
（1）游离态：主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
（2）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
硫铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
3．硫单质物理性质
黄色或淡黄色的固体，俗称硫黄， 质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
4. 硫单质的化学性质
物质类别：非金属氧化物
化合价：处于中间价态，可以被还原成-2价，也可以被氧化到+4价，既有氧化性又有还原性
(1)S的氧化性
①S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
【注意】硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
②S与H2反应的化学方程式为S＋H2H2S
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色（与氧气的量无关）。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
③S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，该反应中硫既是氧化剂，又是还原剂，此反应可用于除去试管内黏附的S。
二、二氧化硫
1．物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。
2.化学性质
物质分类：酸性氧化物
化合价：处于中间价态，既有氧化性又有还原性
(1) 酸性氧化物的通性（类似与CO2)
与水反应
二元弱酸，不稳定，酸性比碳酸强
与碱溶液反应
SO2有毒，实验室常用NaOH溶液吸收，防止污染空气
与碱性氧化物反应
（用于燃煤固硫）
与某些盐反应
(2) 氧化性：与H2S气体混合
2H2S+SO2＝2H2O+3S↓（容器壁上有水珠出现，析出黄色固体或者溶液变成乳白色)
(3)．强还原性
SO2SO3或SO42－
①.与O2反应：2SO2＋O22SO3；
②与卤素单质的水溶液反应：X2＋SO2＋2H2O=2HX＋H2SO4(X=Cl、Br、I)；
③.与铁盐溶液反应：2Fe3+＋SO2＋2H2O=2Fe3+＋2H+＋SO42-；(溶液由棕黄色变成浅绿色)
④.能够使酸性高锰酸钾溶液褪色：2MnO4－+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42－+4H+(检验或除去SO2)
⑤能够被过氧化物氧化成硫酸或硫酸盐
a.Na2O2：SO2+Na2O2Na2SO4
b.H2O2：SO2+H2O2H2SO4
。
(3) 漂白性：能使品红溶液褪色，加热变红(检验SO2气体的最佳方法)
【注意】SO2不能漂白指示剂，SO2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，体现的是SO2的还原性，
三种漂白原理
①化合型：SO2和品红发生化合反应生成不稳定的化合物
②氧化型：氯气等具有氧化性的物质可以永久性漂白
③吸附性：活性碳利用吸附原理吸附色素，是一个物理变化
【注意】SO2与氧化性漂白剂混合，会发生氧化还原反应，漂白性减弱
4.SO2的用途
工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等，还可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂，如葡萄酒中适量添加，可起到杀菌、抗氧化的作用。
三、三氧化硫
1．物理性质
熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为态，在标准状况下为态，易溶于水。
2.化学性质：
物质类别：酸性氧化物
化合价：初于最高价态，具有氧化性
酸性氧化物
与水反应
（用于工业制硫酸）
与碱溶液反应
与碱性氧化物反应
四.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个：
途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。
途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。
五、浓硫酸的性质与应用
1．物理性质
纯硫酸是一种无色黏稠状液体，以任意比和水互溶，溶解时放出大量的热
【注意】浓硫酸稀释时，将浓硫酸沿玻璃棒缓慢倒入水中，边加边搅拌
2 化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性。
①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。
②与金属反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ；2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
③与碱的反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；
④与碱性氧化物反应：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
⑤与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl；SO＋2H＋===H2O＋SO2↑；
3.浓H2SO4的特性
1）吸水性的区别
浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作干燥剂，浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体，但是它不能用来干燥碱性气体（如NH3）和强还原性气体（如HBr、HI、H2S）。
【注意】在浓硫酸作用下，结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
（2）脱水性
浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去，C12H22O1112C+11H2O。
（3） 强氧化性
①与铜反应：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑
②与碳反应：C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑
【注意】 常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
③浓硫酸与还原性化合物反应：浓H2SO4SO2
H2S+H2SO4（浓）S+SO2↑+2H2O（表现强氧化性）
（4）强腐蚀性
原理：浓硫酸可以脱去皮肤中的水
【注意】 不慎将浓硫酸沾在皮肤上：先用干布蘸去硫酸，再用大量清水冲洗，最后涂3%~5%的碳酸氢钠溶液
六、 硫酸根离子的检验
检验方法：取少量溶液于试管中，加入盐酸，若无现象在加入少量BaCl2溶液，若产生白色沉淀则含有硫酸根离子；反之，则无。
七、实验室制二氧化硫
1．反应原理及装置
（1）装置类型：“固体+固体气体”型
原理：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）装置类型：“固体+液体气体”型
原理：Na2SO3+H2SO4（浓）Na2SO4+SO2↑+H2O
不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的较少
不用浓硫酸的原因；在Na2SO3表面生成Na2SO4固体，阻止反应持续进行
2．气体净化装置（假设用亚硫酸钠和稀盐酸反应）
（1）先用饱和NaHSO3溶液除HCl
（2）再用浓硫酸或无水氯化钙或P2O5或硅胶除水蒸气
3．气体的收集：只能用排水法
（1）排液法：排饱和NaHSO3溶液法，导气管长进短出
（2）排气法：向上排空气法，导气管长进短出
4．气体的检验：通入品红溶液，品红褪色，加热又变红
5．尾气处理
（1）酸性气体
①吸收剂：一般用NaOH溶液
②反应：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
（2）还原性气体
①吸收剂：一般用酸性高锰酸钾溶液
②反应：2MnO4－+2H2O+5SO22Mn2++4H++5SO42－
6．实验安全装置
（1）安全隐患：可能发生倒吸现象
（2）在收集装置和尾气吸收装置之间加防倒吸的安全瓶
氮及其重要化合物知识清单
【知识网络】
【知识清单】
一、氮气的性质和应用
1．原子结构
（1）原子结构示意图：
（2）在周期表中位置：第二周期第VA族
2．氮元素的自然存在
3．自然界中氮的循环
二、氮气的性质
1．物理性质
无色无味气体，密度比空气略小（极为接近），难溶于水
【注意】氮气不能用排空气法收集
2．化学性质
（1）稳定性：N≡N键能很大，通常情况下很难发生反应（可以用作保护气）
（2）氧化性：N2+3H22NH3（工业固氮反应）
（3）还原性
①与镁反应：3Mg+N2Mg3N2
②高能固氮：N2+O22NO
二、氮的氧化物的性质及应用
1．NO的性质
NO是一种无色无味气体，有毒，难溶于水，能被氧气氧化
与O2反应：2NO+O22NO2（无色气体变红棕色，检验NO）
2．NO2的性质
NO2是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，能与水发生反应
与H2O反应：3NO2+H2O2HNO3+NO（工业制硝酸）
3. 鉴别NO2和溴蒸气
方法
现象
二氧化氮
溴蒸汽
水溶解法
气体由红棕色变成无色，得到无色溶液
溶液变为橙色
AgNO3沉淀法
气体由红棕色变成无色，溶液无明显变化
产生浅黄色沉淀
CCl4溶解法
无明显现象
得到橙红色溶液
3．氮氧化物的危害
（1）形成硝酸型酸雨
含氮物质NONO2HNO3
（2）形成光化学烟雾
NO2和O2O3有毒烟雾
（3）破坏臭氧层：NO催化O3分解为O2
NO+O3＝NO2+O，NO2+O＝NO+O2
（4）水体富营养化：水中含氮化合物引起水体污染
5．常见的处理氮氧化物的方法
（1）NaOH溶液吸收法
①2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
（2）纯碱溶液吸收法
①2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO2↑
②NO2+NO+Na2CO32NaNO2+CO2↑
（3）催化还原法
①6NO2+8NH37N2+12H2O
②6NO+4NH35N2+6H2O
③4CO+2NO24CO2+N2
④2CO+2NO2CO2+N2
三、氨气的性质
1．物理性质
无色、有刺激性气味的气体，比空气的小，极易溶于水，1∶700，难溶于CCl4，易液化，可以用作制冷剂
2．化学性质
（1）碱性气体
与水反应水：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
【注意】.NH3·H2O为可溶性一元弱碱，具有碱的通性。易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
易挥发出氨气，所以氨水应密封保存
（2）与酸反应生成铵盐
①HCl：HCl+NH3==NH4Cl，产生白烟
②HNO3：HNO3+NH3==NH4NO3，产生白烟，同浓硝酸
③H2SO4：H2SO4（浓）+NH3==（NH4）2SO4，产生白色沉淀
（3）还原性：NH3N2或NO
①催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O
②热的CuO：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
③还原氯气
①少量NH3：2NH3+3Cl26HCl+N2
②过量NH3：8NH3+3Cl26NH4Cl+N2（检验输送氯气的管道是否泄漏）
3．氨气的用途
（1）制硝酸和硝酸铵：N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
（2）致冷剂：液氨气化吸热，使环境温度急剧降低
（3）制化肥：制备硝铵、硫铵、氯铵、碳铵等铵态氮肥
4．氨水的化学性质
（1）不稳定性：NH3·H2ONH3↑+H2O
（2）弱碱性
①H2SO4：2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2O
②少量CO2：2NH3·H2O+CO2（NH4）2CO3+H2O
③过量CO2：NH3·H2O+CO2NH4HCO3
④AlCl3：AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl
五、铵盐的结构和性质
1．物理性质：大多数为无色，晶体易溶于水
2. 化学性质．
（1）不稳定性
①碳酸铵：（NH4）2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑
②碳酸氢铵：NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
③氯化铵：NH4ClNH3↑+HCl↑
（2）铵盐和碱反应
常温下：NH4++OH－NH3·H2O
加热时：NH4++OH－NH3↑+H2O
【注意】
①铵态氮肥不能与碱性物质混合使用，以免生成氨气，降低肥效。
②铵盐固体和碱固体反应时，不能拆写成离子形式
③酸式铵盐和碱溶液反应时，注意碱过量时，NH4+和酸式酸根离子都参与反应
3．铵盐的检验
步骤：取少量溶液加入试管中，加入浓NaOH,加热，将湿润的红色石蕊试纸放到试管口，试纸变蓝
六、硝酸的性质
1．物理性质
纯硝酸是一种无色有刺激性气味的液体 ，易挥发，能以任意比和水互溶
【注意】浓硝酸要放入棕色试剂瓶中，避光保存。
2．化学性质
（1）不稳定性
见光易分解：4HNO34NO2↑+O2↑+H2O
【注意】通常所见的浓硝酸因含NO2而呈黄色
（2）氧化性
①浓硝酸与铜反应：Cu+4HNO3（浓）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
②稀硝酸与铜反应：3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
③碳与浓硝酸加热反应：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
（2）钝化：常温下，铝铁遇到冷的浓硝酸会生成一层致密的氧化膜，发生钝化。
【注意】：运输硝酸可以铝制或铁制的槽车
七、实验室制取氨气
1．反应原理及装置
（1）装置类型：“固体+固体气体”型
（2)原理：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+2H2O+CaCl2
【注意】药品的选择：
①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下：
铵盐
不选用的理由
NH4NO3
受热分解，会发生爆炸，不安全
(NH4)2SO4
与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗
(NH4)2CO3
受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯
②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器腐蚀性较强。
2． 干燥装置：一般用碱石灰干燥
【特别提醒】不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3。
3．气体的收集
（1）方法：向上排空气法和排四氯化碳液体法
（2）净化：试管口堵棉花的作用：防止氨气和空气发生对流，提高氨气的收集速率和纯度
4．验满方法
（1）最佳方法：用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则说明氨气收集满了
（2）其他方法：用玻璃棒蘸取浓盐酸或浓硝酸放在集气瓶口，若产生白烟，则说明氨气收集满了
5．尾气吸收
（1）吸收剂：棉花最好用稀硫酸浸湿，防止污染空气
（2）注意防倒吸
（6）氨气的其它实验室制法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
八．喷泉实验的原理及操作
1．喷泉实验的原
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
2．形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2、
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
操作步骤：先打开止水夹→再挤胶头滴管
3． 喷泉实验的发散装置和实验操作
装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。
装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。
装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
碳、硅及其重要的化合物知识清单
【知识网络】
【知识归纳】
一、硅在自然界中的存在
在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、石英砂）的形式存在，在地壳中的含量位居第二，仅次于氧元素
二、硅单质
1．物理性质
晶体硅是灰黑色、有金属光泽的固体，是良好的半导体材料
2.化学性质
还原性：常温下与F2、HF、NaOH溶液反应
①F2：Si+2F2SiF4
②HF：Si+4HFSiF4↑+2H2↑
③NaOH：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
④Si+O2SiO2
⑤Si+2Cl2SiCl4
⑥Si+CSiC
3．工业制法
①SiO2+2CSi+2CO↑（制粗硅）
②Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3+H2Si+3HCl
4．晶体硅的用途
（1）制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件
（2）制造太阳能电池等
【注意】（1）硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅。
（2）非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
（3）Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2+2CSi+2CO↑。
（4）非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si却能反应放出H2：Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑。
（5）非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅却能与氢氟酸反应：Si+4HF＝SiF4↑+2H2↑。
三、二氧化硅的结构和性质
1物理性质
二氧化硅熔点高、硬度大，不溶于水；是水晶、玛瑙、石英、沙子、硅石的主要成分
2.化学性质
（1）酸性氧化物
①与水反应：SiO2与水不反应
②与碱发生复分解：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
③与碱性氧化物化合：SiO2+2NaOH==Na2SiO3，SiO2+CaO==CaSiO3
④工业上制玻璃（难挥发性酸性氧化物制挥发性酸性氧化物）
a.SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
b.CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(2)与HF酸反应
SiO2+4HFSiF4↑+2H2O（雕刻玻璃）
（3）．弱氧化性
2C+SiO2Si+2CO↑（制粗硅）
3．用途
（1）石英：石英玻璃用来制造耐高温化学仪器
（2）水晶：电子工业的重要部件，制造光学仪器、高级工艺品、眼镜片等
（3）玛瑙：制精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品等
（4）SiO2：制光导纤维
（5）沙子：建筑材料
三、硅酸
1、物理性质：白色难溶于水的固体
2、化学性质：
（1）弱酸性：与NaOH：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O
（2）热不稳定性：H2SiO3SiO2+H2O
3．硅酸的制备：利用强酸制弱酸反应（硅酸比碳酸还弱）
（1）HCl：Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓
（2）少量CO2：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3
（3）过量CO2：Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2NaHCO3
四、硅酸盐
1、物理性质
大多数硅酸盐难溶于水，硅酸钠用于水
2．硅酸盐的表示
（1）原则
①化学式中各元素的化合价不变
②化学式中各元素的原子个数比不变
（2）书写顺序；活泼金属氧化物·不活泼金属氧化物·SiO2·H2O
（3）实例
①Al2Si2O5（OH）4：Al2O3·2SiO2·2H2O
②KAlSi3O8：K2O•Al2O3•6SiO2
③BaCuSi2O6：BaO•CuO•2SiO2
④Na2Fe5Si8H2O24：Na2O•3FeO•Fe2O3•8SiO2•H2O
【注意】硅酸及其所对应的盐统称硅酸盐。由于硅酸盐的结构比较复杂，为了简化硅酸盐组成，采用氧化物的形式。实际上，硅酸盐不是以简单的氧化物的形式存在，而是以各种结构复杂的盐的形式存在。
3．硅酸钠
易溶于水，硅酸钠水溶液俗称水玻璃，硅酸钠固体俗称泡花碱，可以用作木材、织物的防腐剂和防火剂、建筑工业上的粘合剂、耐火材料
四、 无机非金属材料
1、传统无机非金属材料
产品
原料
主要设备
主要成分
用途
陶瓷
粘土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
——
硅酸盐
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃
(普通)
石英砂、粘土、石灰石
玻璃窑
硅酸钠、硅酸钙
建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等
水泥
粘土、石灰石、适量石膏
水泥
回转窑
硅酸盐
建筑和水利工程
2．新型陶瓷
(1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
(3)常见类型(了解)
①高温结构陶瓷，如碳化硅、氮化硅等。
②压电陶瓷，如钛酸盐和锆酸盐。
③透明陶瓷，如Al2O3、氧化钇等氧化物。
④超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零。
3．碳纳米材料
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 、电池和传感器等
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
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