第三章 第3讲 碳、硅及其化合物-【金版教程】2025年高考化学一轮总复习首选用卷全书Word（新教材 不定项版）

金版教程　高考总复习首选用卷　化学（不定项） 第3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　B 2．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。 考点2　硅及其化合物 4．(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．SiO2 C．MgO D．Na2O 答案　B 5．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＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2CSi＋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。 6．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、Na2SiO3 C．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：H2SiO3H2O＋SiO2，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A。 考点3　无机非金属材料 7．(2022·广东高考)广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是(　　) 文物 选项 A.南宋鎏金饰品 B.蒜头纹银盒 C.广彩瓷咖啡杯 D.铜镀金钟座 答案　C 8．我国四川广汉的三星堆遗址距今已有3000～5000年历史，截至2021年3月20日，三星堆遗址新发现的6座“祭祀坑”已出土了500多件重要文物，如黄金面具、丝绸“黑炭”、青铜神树、陶瓷碎片等。下列有关叙述错误的是(　　) A．考古时利用C测定文物的年代，C的中子数为8 B．黄金面具、青铜神树的成分均为纯金属 C．丝绸转化为“黑炭”的过程涉及化学变化 D．三星堆中含有大量的陶瓷碎片，属于无机非金属材料 答案　B 9．(2023·广东梅州高三二模)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　C 10．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．12 g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　A 11．(2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下： 粗硅SiHCl3 下列说法错误的是(　　) A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ B．1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023 C．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，1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B错误。 12．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＋4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O B．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。 13．(2022·江苏高考)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ·mol－1)，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H＋和SiF)；1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅——锗。下列化学反应表示正确的是(　　) A．SiO2与HF溶液反应：SiO2＋6HF===2H＋＋SiF＋2H2O B．高温下H2还原GeS2：GeS2＋H2===Ge＋2H2S C．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4 D．甲烷的燃烧：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝890.3 kJ·mol－1 答案　A 14．(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。 15．突飞猛进的新科技改变着人类的生活、生产方式，下列说法正确的是(　　) A．我国自主研发的东方超环(人造太阳)使用的氕、氘、氚互为同素异形体 B．天眼FAST用到的碳化硅是一种新型有机材料 C．DAC法能够实现直接从空气中捕获二氧化碳，该法可缓解全球日益严重的温室效应 D．北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出一颗真正意义的“中国芯”，其主要成分为SiO2 答案　C 16．(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＋C2CO (3)①有白色沉淀产生 ②CO＋2[Ag(NH3)2]OH===2Ag↓＋(NH4)2CO3＋2NH3　 ③偏大 (4) 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1 L，则CO2的体积为(1－n) L，设转化的CO2的体积为x L，则反应后V(CO2)＝(1－n－x) L，V(CO)＝2x L，CO2的体积分数m＝，解得x＝，则CO2的转化率α＝＝。 *本组内选择题有1个或2个选项符合题意。 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＋SiO2CO2↑＋Si B．SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯 C．每生成1 mol高纯硅，需要44.8 L Cl2(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SiO＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋CO 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CO 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．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＋NaAlF4 C．上述流程说明SiO2可溶于H2SO4 D．净化、热解中生成的多晶硅为氧化产物 答案　CD 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；SiH4中Si显正价，生成Si单质时化合价降低，故多晶硅为还原产物，D错误。 20．(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．1 mol (CF)x中含有2x mol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1 mol(CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。 21．实现碳达峰、碳中和是党中央做出的重大战略决策。恒压、750 ℃时，CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 下列说法正确的是(　　) A．过程①中，CO2的转化率为50% B．过程②中CO2的吸收，有利于CO还原Fe3O4的平衡正向移动 C．过程③中通入He的作用是催化剂，加快CaCO3分解 D．过程①、②、③均涉及氧化还原反应 答案　BD 解析　根据流程图可知，总反应为CH4＋3CO24CO＋2H2O。过程①中，CO2转化为CO，但并不知道该反应进行的程度，所以无法准确计算转化率，A错误；恒压、750 ℃时，通入He，使碳酸钙分解反应平衡正向移动，但He并未参加反应，也不属于催化剂，C错误。 22．(2023·重庆调研)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)探究草酸晶体分解的产物中是否含有CO。 ①上述装置依次连接的合理顺序为________________(按气流方向，用小写字母表示)；装置D反应管中盛有的物质是________。 ②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是______________________________________。 答案　(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O (2)硫酸铅(或PbSO4)　蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (3)铅为重金属，会产生污染 (4)①a→de→fg(或gf)→bc→h　CuO ②D中黑色粉末变为红色，B中澄清石灰水变浑浊 解析　 (4)①可用CuO和澄清石灰水共同检验CO，则装置D反应管中盛有的物质为CuO。足量碱石灰可除去草酸晶体分解产生的CO2气体和H2O，剩余气体和D中CuO反应，生成的气体经澄清石灰水检验，过量的气体可用排水法收集，则装置依次连接的合理顺序为a→de→fg(或gf)→bc→h。 23．化学是推动科技进步和现代社会文明的重要力量。下列有关说法错误的是(　　) A．制造“蛟龙号”潜水艇载人舱的钛合金是金属材料 B．天和核心舱舷窗使用的耐辐射石英玻璃的主要成分为Na2SiO3 C．利用化石燃料燃烧产生的CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，有利于实现“碳中和” D．我国“硅－石墨烯－锗晶体管”技术已获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素 答案　B 1 学科网（北京）股份有限公司 $$