人教版高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第1讲碳硅及无机非金属材料含答案
展开课时跟踪练10一、选择题1.下列有关叙述错误的是( )A.二氧化硅可用于制造计算机芯片B.水玻璃可作木材防火剂C.水煤气属于清洁能源D.用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料,能减少白色污染及其危害解析:A项,二氧化硅能全反射光,可作光纤,Si是良好的半导体材料,可制造计算机芯片,错误;B项,水玻璃是硅酸钠水溶液的俗名,不能燃烧且不支持燃烧,可作木材防火剂,正确;C项,水煤气主要成分是H2和CO,完全燃烧产物是H2O和CO2,无污染,所以水煤气属于清洁能源,正确;D项,白色污染是塑料制品,不能降解从而对环境造成的污染,若用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料,降解生成二氧化碳,可以减少白色污染和危害,正确。答案:A2.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4B.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.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2解析:A项,在氮化硅中N元素为-3价,Si元素为+4价,则化学式为Si3N4,正确;D项,在SiO2晶体中,1个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键,错误。答案:D3.下列说法正确的是( )A.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品B.二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C.反应:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑中,Si为氧化剂D.2MgO·SiO2中的酸根阴离子为SiOeq \o\al(2-,4)解析:A项,硅酸盐工业产品是用含硅物质为原料,经高温加热制成的产品。水晶、玛瑙不是硅酸盐工业产品;C项,由题中反应可知,Si为还原剂;D项,酸根阴离子应为SiOeq \o\al(4-,4)。答案:B4.硅作为一种新型能源被广泛开发利用,下列关于其有利因素的说法不正确的是( )A.硅燃烧的产物对环境产生的污染,容易得到有效控制B.由Si(s)+O2(g)eq \o(=====,\s\up15(△))SiO2(s) ΔH=-858.6 kJ·mol-1可知,硅燃烧放出的热量较多C.自然界中硅的储量丰富,可以从自然界直接获得单质硅D.硅便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料之一解析:自然界中的硅均以化合态存在,故不能从自然界中直接获得单质硅。答案:C5.碳循环对人类生存、发展有着重要的意义,下列说法错误的是( )A.碳是组成有机物的主要元素B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C.动物呼吸产生CO2的过程中,葡萄糖被氧化D.碳元素在地壳中含量丰富,因此其形成的化合物数量众多解析:一般含碳的化合物为有机物,碳是构成有机物的主要元素,A项正确;光合作用过程中,绿色植物吸收太阳光把二氧化碳和水合成葡萄糖,同时放出氧气,将太阳能转化为化学能,储存在糖类中,B项正确;动物有氧呼吸过程中,有机物葡萄糖被氧化,最终生成二氧化碳和水,C项正确;碳元素在地壳中含量不高,但其形成的化合物数量众多,D项错误。答案:D6.下列说法正确的是( )A.由Na2CO3+SiO2eq \o(=====,\s\up15(高温))CO2↑+Na2SiO3可知,硅酸的酸性强于碳酸B.晶体硅的结构与金刚石类似C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素D.活性炭具有还原性,因而用作自来水的净化剂解析:酸性强弱的比较只有在没有外界条件干扰化学反应时才能比较,该反应条件为高温,所以不能说明硅酸酸性比碳酸酸性强,一般在溶液中强酸可制得弱酸,即硅酸钠溶液中通入CO2制得硅酸,说明碳酸酸性强于硅酸,A项错误;晶体硅为正四面体结构,与金刚石类似,B项正确;核素表示具有一定的质子数和中子数的原子,C60和C70是由一定数目的碳原子形成的分子,C项错误;净化自来水是利用活性炭的吸附性,D项错误。答案:B7.(2020·浙江省模拟)下列说法不正确的是( )A.利用铝的还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量的热的性质,工业上常用铝粉还原一些金属氧化物B.单质碳有还原性,在高炉炼铁中直接将氧化铁还原成铁C.研制出性能优良的催化剂可以使反应温度降低,增大反应速率,从而起到很好的节能效果D.太阳能电池板可将光能转换为电能,所用转换材料是硅晶体解析:铝是活泼金属,铝热反应放热,工业上常用铝冶炼高熔点金属,故A项正确;在高炉炼铁中用CO将氧化铁还原成铁,故B项错误;催化剂能降低反应活化能,增大反应速率,从而起到很好的节能效果,故C项正确;晶体硅是半导体材料,晶体硅制作的太阳能电池板将光能转换为电能,故D项正确。答案:B8.清华大学的科学家将古老的养蚕技术与时兴的碳纳米管和石墨烯结合,发现通过给蚕宝宝喂食含有碳纳米管和石墨烯的桑叶,可以获得更加牢固的蚕丝纤维。已知:当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。下列说法正确的是( )A.蚕丝纤维的主要成分是纤维素B.石墨烯像烯烃一样,是一种有机物C.碳纳米管和石墨烯互为同素异形体D.碳纳米管具有丁达尔效应解析:蚕丝的主要成分是蛋白质,故A项错误;石墨烯是一种很薄的石墨片,属于单质,而有机物一般是指含碳化合物,如烯烃中含有碳、氢元素,故B项错误;碳纳米管和石墨烯是碳元素的不同单质,互为同素异形体,故C项正确;碳纳米管在合适的分散剂中才能形成胶体分散系,故D项错误。答案:C9.下列有关说法正确的是( )A.二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成B.二氧化硅和晶体硅都是良好的半导体材料C.玛瑙和红宝石的主要成分都是二氧化硅D.二氧化硅属于酸性氧化物解析:二氧化硅为原子晶体,不存在分子,故A项错误;晶体硅是良好的半导体,二氧化硅不是,故B项错误;红宝石的主要成分是氧化铝,玛瑙的主要成分是二氧化硅,故C项错误;二氧化硅能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,故D项正确。答案:D10.将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终呈现浑浊现象的是( )A.氯化钙溶液 B.硅酸钠溶液C.澄清的石灰水 D.硝酸钡溶液解析:碳酸比盐酸的酸性弱,与氯化钙不反应,A项不符合题意;碳酸比硅酸酸性强,可生成硅酸沉淀,B项符合题意;二氧化碳通入澄清的石灰水中,先生成碳酸钙沉淀,过量二氧化碳可溶解碳酸钙转化为碳酸氢钙,C项不符合题意;碳酸比硝酸酸性弱,与硝酸钡不反应,D项不符合题意。答案:B二、非选择题11.R、W、X、Y是原子序数依次增大的四种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子。W与X可形成两种稳定的化合物:WX和WX2。工业革命以来,人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气,在一定程度上导致地球表面平均温度升高。Y与X是同一主族的元素,且在元素周期表中与X相邻。(1)W的原子结构示意图是________________。(2)WX2的电子式是______________________。(3)Ge与W是同一主族的元素。①根据元素周期律,下列推断正确的是________(填字母)。a.Ge的最高正化合价为+4价b.GeH4的还原性比WH4强c.H2GeO3的酸性比H2WO3强d.GeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应②室温GeCl4为无色液体,与水混合后静置生成GeO2固体,该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________。解析:R最常见同位素的原子核中不含中子,则R为H元素;W与X可形成两种稳定的化合物:WX和WX2。工业革命以来,人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气,在一定程度上导致地球表面平均温度升高,则WX2为CO2,W为C元素,X为O元素;Y与X是同一主族的元素,且在元素周期表中与X相邻,则Y为S元素。答案:(1) (2) (3)①abd②GeCl4+2H2O===GeO2↓+4HCl12.硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可由石英砂和焦炭在高温条件下、氮气气氛中合成,写出该方法的化学反应方程:___________________________________________________________________________________________________。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中,生产普通玻璃的主要原料有________________。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为_______________________________________;碳化硅又称________,其晶体结构与____________相似。②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和________。③SiHCl3遇水剧烈反应,写出该反应的化学方程式:_____________________________________________________。解析:(1)石英砂是SiO2,高温下与木炭反应产生CO。(2)制造普通玻璃的原料:石英砂、石灰石、纯碱,高温下的反应为SiO2+CaCO3eq \o(=====,\s\up15(高温))CaSiO3+CO2↑,SiO2+Na2CO3eq \o(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3+CO2↑。(3)①根据信息,在高温下,C和二氧化硅反应生成硅单质,硅单质再和C反应生成碳化硅,故:3C+SiO2eq \o(=====,\s\up15(高温))SiC+2CO↑,碳化硅俗名金刚砂,属于原子晶体,碳和硅属于同一主族,晶体结构与金刚石或晶体硅相似;②沉降、冷凝后成分是SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2,都是液体,因此采用蒸馏的方法提纯;③SiHCl3水解的反应方程式:SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑。答案:(1)2N2+6C+3SiO2eq \o(=====,\s\up15(高温))Si3N4+6CO (2)石英砂、石灰石、纯碱 (3)①SiO2+3Ceq \o(=====,\s\up15(高温))SiC+2CO↑ 金刚砂 金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏)③SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑发生的主要反应电弧炉SiO2+2Ceq \o(=====,\s\up15 (1 600~1 800 ℃))Si+2CO↑流化床反应器Si+3HCleq \o(=====,\s\up15 (250~300 ℃))SiHCl3+H2还原炉SiHCl3+H2eq \o(=====,\s\up15 (1 100~1 200 ℃))Si+3HCl物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/℃2 35557.631.88.2-30.4-84.9-111.9
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