训练(七) 无机非金属材料-【勤径学升】2024-2025学年高中化学必修第二册同步练测素能提升训练（人教版2019）

◆高中化学·必修第二册（人教版 训练（七） 无机非金属材料 基础练/学考测评 A.C是富勒烯的代表物，C6的摩尔质量 1.(云南红河州高一期中)现代社会的发展与进 为720gmol 步离不开材料，下列说法错误的是 ( B.碳纳米管可用于生产电池和传感器 C.石墨烯与石墨都具有导电性 A.碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高 温、耐磨的特点 D.石墨烯的性质稳定，在氧气中不能燃烧 B.晶体硅是一种半导体材料，常用于制造 6.下列关于硅及其化合物的说法，正确的是 光导纤维 C.制普通玻璃的原料主要成分是纯碱、石 A.硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良 灰石和石英砂 好的半导体材料，可用于生产光导纤维 D.石墨烯是一种新型无机非金属材料，具 B.二氧化硅可用于生产计算机、家用电器 有高电导率的特点 等的芯片，及硅太阳能电池 2.(合肥高一检测)下列反应不能一步完成的 C,高纯硅的制备：SiO,CSi(粗)HC 是 SiHCL,,H,Si(纯)，三步反应均为氧化 A.SiO2→Na,SiO 还原反应 B.SiO2→H,SiO D.Si-→SiO2、SiO2-·H2SiO)3、SiO C.Na,SiO2→H,SiO 一→水玻璃，均能通过一步反应完成 D.H2SiO3→SiO 7.中国高铁对实现“一带一路”倡议有重要的 3.(河北邯郸高一期中)下列有关硅及其化合 作用。 物的说法中正确的是 (1)建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水 A,硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠 泥的主要原材料是黏土和 ;还需 可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中 要加人适量 调节水泥硬化速率。 B.反应①：Na,SiO3+HO+CO,- (2)高铁上的信息传输系统使用了光导纤 NaCO3+H2SiO3￥，反应②：NaCO+ 维，其主要成分是 :乘务员使用的 SiO,高温Na,SiO,+CO,+,两反应是相 无线通话机的芯片材料是 互矛盾的，不可能都发生 (3)高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处 C.石英玻璃、水泥均属于硅酸盐材料 理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的 D.虽然SiO2能分别与HF、NaOH反应， 二氧化硅反应的化学方程式为 但SiO,不是两性氧化物 4.由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列说 (4)高铁上的卫生间没有任何异味，是由于 法中错误的是 所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是 ②HI 纳米硅胶的高科技产品。向硅酸钠溶液中 S0D热炭 -153673K ③H 加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离 3273K →Co ,SHC可1380K左石-施 子方程式为 A.SiHC1的摩尔质量为135.5g 8.(四川成都实验外国语学校高一期末)硅酸 B.H2和HCI均可循环利用 盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题： C.S)是一种坚硬难熔的周体 (1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下 D.①②③均属于氧化还原反应 列产品的主要成分属于硅酸盐的是 5.碳纳米材料是近年来人们非常关注的一类 (填序号)。 新型无机非金属材料，下列关于碳纳米材 ①玻璃②石英玻璃③陶瓷④硅芯片 料的说法中不正确的是 ⑤砖瓦⑥水泥⑦光导纤维 16 (2)制备陶瓷和水泥时，用到的相同原料：11.习近平主席在2020年新年贺词中强调 是 “5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者 (3)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材 的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风 料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类 采、中国力量”。制造芯片用到高纯硅，用 材料的 (填序号)。 SiHC1与过量H2在1100~1200℃反应 A.生物功能 B.电学特性 制备高纯硅的装置如下图所示（热源及夹 C.光学特性 D.耐高温 持装置略去)。 (4)0.1 mol CaCO与0.05 mol SiO,在高 一稀硫酸 温下充分反应，可生成标准状况下气体 尾气处理 石英管 装略去 (5)月球上的主要矿物有辉石 (CaMgSi,.Oa)和橄榄石(Mg Fe,SiO6)等， 辉石的氧化物形式可表示为 已知：SiHCI,遇水剧烈水解，在空气中易 1 mol Mg2 Fe,SiO。溶于过量稀盐酸中消耗 自燃。 溶质HCI mol 下列说法错误的是 】 能力练了寨能培优 A.装置B中的试剂是浓硫酸 B.实验时先打开装置C中分液漏斗的 9.(广东深圳龙岗区高一期中联考)《厉害了， 旋塞 我的国》展示了我国探索太空，建设高铁、 C.装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 桥梁、码头和5G技术等联通世界的举世瞩 使滴入烧瓶中的SHCL汽化 目的成就，它们都与化学有着密切的联系。 D.装置D不能采用普通玻璃管的原因是 下列说法正确的是 在反应温度下，普通玻璃管会软化 A.为建设生态文明，我国大力发展核能、 12.硅是带来人类文明的重要元索之一，从传 太阳能、风能、电能等一次能源 统材料到信息材料的发展过程中创造了 B.神舟十七号载人飞船返回舱外表面使用 一个又一个奇迹。 的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 (1)新型陶瓷SiN,的熔点高、硬度大、化 C.我国提出网络强国战略，光缆线路总长 学性质稳定。工业上可以采用化学气相 超过五千万公里，光缆的主要材料是晶 沉积法，在H的保护下，使SiCI,与N 体硅 反应生成SN,沉积在石墨表面，写出该 D.碳纳米材料是一类新型无机非金属材 反应的化学方程式： 料，主要包括富勒烯、碳纳米管和石墨 烯等 (2)一种工业用硅（含少量钾、钠、铁、铜的 10.单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。 氧化物)，已知硅的熔点是1410℃，高温 用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程 下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一 式为0si0,+2C商温si+2C04,@si+ 种合成氮化硅的主要工艺流程如下： 电炉 硅块 *粉碎 3HC1△-SiHCI,+H,:③SiHCI,+H 高温 无水氯化钙 铜时 硅胶 氮化炉 装置 Si+3HCl。 600 1200-1400℃ 蒸榴水稀酸X 18-36h 下列有关上述三个反应的叙述，不正确 的是 氨化硅一后处理一水沅酸洗 A.①②③为置换反应 ①净化N和H时，铜屑的作用是 B.①②③均为氧化还原反应 ,硅胶的作用是 C.反应①③中硅元素均被还原 ②X可能是 (填“盐酸”“硝酸” D.由反应①可知，非金属性C>S “硫酸”或“氢氟酸”)。 173Cu+十4HO十2N)◆：②反应中部分N元素的化合 生成物，所以H。和HCI可循环利用，B项正确：Si),硬 价未变化，生成硝酸铜，硝酸表现出酸性，部分N元素 度大、嫁，点高，C项正确；反应①②③中均有元素的化合 的化合价降低，生成氨的氧化物，球酸表现出强氧化 价发生变化，均属于氧化还原反应，D项正确。 性：③若硝酸为稀硝酸，生成的气体为NO,若硝酸为 5.D石墨烯是由碳元意组成的单质，它在氧气中可以燃 浓硝酸，则进入仪器C的气体为NO,NO与水反应 绕，D项错误。 生成N(O,所以仪器C中收集到的气体主要是N(O: 6,C高纯硅是良好的半导体材料，可用于生产计算机 3.2g ④3.2g钢的物质的量为61g·m0=0.05mol,向B 家用电器等的芯片，及硅太阳能电池，A项错误：S) 具有良好的导光性，可用于生产光导纤雏，B项错误：高 中加入足量氢氧化的溶液，钢离子完全转化为氢氧化铜 统难制备的主要反应为：S0.+2C高器s(粗)十200， 沉淀，根据铜原子守恒可知n[Cu()H),]=n(Cu)= 0,05mol,故m[Cu(OH).]=0.05molX98g·mol= Si(粗)+3HCI△SiHC,+H:SiHCL,+H,高 4.9g。 Si(钝)+3HC1,三个反应均为氧化还原反应，C项正确： (2)铁与稀硝酸的反应可能为Fe十4HNO,一 si+0,△Si0,Si0,不溶于水，Si0,-→H,Si0不能 Fe(NO)a+NO↑+2H,O、3Fe+8HNO3 一步完成，Na,SiO的水溶液俗称水玻璃，SiO,十 3Fe(NO)2+2NO◆十4H.)。 2NaOH==Na.SiO+H.O,D项错误. ①全部生成Fe时，溶液中NO的物质的量最多，故 7,解析(1)生产水泥的主要原料是：石灰石和黏土：生产 NO,的物质的量最多为3amol,全部生成Fe时，溶 水泥的主要设备是：水泥回转宗：加入适量石膏可调节 液中NO,的物质的量最少，故NO,的物质的量最少 水泥硬化速率：(2)光导纤维，其主要成分是S0,,具有 为2amol,由于溶液中同时含有Fe+和Fe,故 良好的导光性，硅单质是半导依材料，常用于计算机芯 2amol<t(NO0)<3amol。②n(Fe+):n(Fe")= 片的材料和太阳能电池，乘务员使用的无线通话机的芯 31,别nFe”)=子amol,u(Fe)=1 amol,故溶 片材料是硅：(3)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢角 酸反应生成四氯化硅，化学方程式为：SO十4HF一 渡中nN0,)=3Fe")+2mFe")=是a molx3+ SiF,↑十2H,O:(4)向硅酸钠溶液中滴入稀盐酸，反应 生成硅酸胶体，离子方程式为：SiO十2H一H,SiO +a molx2=lla mol,由氮原子守恒可知，n(N)) (胶体)。 答案(1)石灰石石膏(2)Si0,Si 6 mol-lla 3 mol,根据电子转移守位有：amol×3+ (3)SiO.+4HF-SiF+2H,O 是e molX2=(6）mX6-23,整理得2-号 (4)Si(O+2H-H,SiO(胶体) u 3 8,解析(1)玻璃、陶瓷、水泥、砖瓦主要成分为硅酸盐：石 答案(1)①3Cu+8H+2N03Cu++4H,O+ 英玻璃、光导纤雏主要成分为二氧化硅：硅芯片主要成 2NO·②酸性和强氧化性③NO④4,9 分为硅，则主要成分属于硅酸盐的是①③⑤⑥。(2)制 (2)①2amol<n(N0)<3amol 11 各陶瓷的原料主要是钻土，制备水泥的原料是石灰石」 黏土和其他辅料，所以共同的原料是黏土。(3)碎酸钙 陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨 训练（七）无机非金属材料 路，这是利用了磷酸钙陶瓷的生物功能，故选A。(4)碳 1.B碳化硅(SiC)是一种新型无机非金属材料，熔点高、 酸钙与二氧化硅高温下反应生成硅酸钙和二氧化碳，反 硬度大，其有耐高温、耐磨的特，点，A正确：品体硅是一 应的化学方程式为CaC0,十siO,高甚CaSiO,+C0.+. 种半导体材料，常用于制造芯片，二氧化硅用于制作光 则0.1mol碳酸钙与0.05mol二氧化硅充分反应时，碳 导纤雏，B错误：制普通玻璃的原料主要成分是纯碱、石 酸钙过量，0.05m0l二氧化硅反应完全，生成标准状况 灰石和石英砂，普通玻璃的成分为硅酸钠、硅酸钙和二 下二氧化碳的体积为0.05mol×22.4L·n1ol=1.121 氧化硅，C正确：石墨烯是一种新型无机非金属材料，导 (5)辉石属于硅酸盐，氧化物形式可表示为Ca()·MgO 电性强，具有高电导率的特点，D正确。 ·2Si0:由化合物中各元素化合价代数和为0可知， 2.B二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠： Mg,Fe,SiO中铁元素化合价为十2价，1mol N:SO溶液中通入C)或加入盐酸都可以生成 Mg.Fe,SiO溶于稀盐酸生成2mol氯化钱和2mol氯 H,S(),:硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有B 化亚铁，由原子守恒可知，需要消耗8m0l氯化氢 符合题意。 答案(1)①③⑤⑤(2)黏土：(3)A 3.D硅酸钠属于粘性的物质，能将玻璃塞和试剂瓶粘结 (4)1.12(5)Ca()·Mg(0·2SiO.8 在一起而打不开，A错误。反应①：NaSi0)十HO十 9,D电能是二次能源，A错误：高温结构胸瓷属于新型 C()—Na,C)十H,Si()2￥，强酸制弱酸，在溶液中反 无机非金属材料，主要成分不是硅酸盐，B错误：二氧化 应：反应②：Na,C0,+Si0,高Na,Si0,+CO,◆，在高 硅具有良好的光学特性，是制造光缆的主要材料，C错 温条件下才能发生，CO为气体，逸出可促使反应正向 误：碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括 进行，B错误。石英玻璃主要成分是二氧化硅，不是硅 富勒烯、碳纳米管，石墨烯等，D正确。 酸盐材料，C错误。虽然SiO),能分别与HF、Na()H反 10.D反应①③中硅元素被还原，反应②②中硅元素被氧 应，但S引O,只与酸中的HF反应，故不是两性氧化物，D 化，C项正确：反应①是在高温下进行的反应，且生成 正确。 C0气体，不能说明非金属性C>Si,D项错误。 4.A SiHCI,的摩尔质量为135.5gmol,A项错误：根据 11.B SiHCI逼水剧烈水解，所以H,应千燥，故装置B 生产高纯硅的流程可知，H,和HCI既是反应物，又是 中的试剂是浓硫酸，A正确：SHCL在空气中易自燃，实 29 验前应排尽装置内的空气，所以应先通H,后打开装置C: 反应，所以A和B的慈能量比C和D的总能量高。(3) 中分液溺平的旋塞，B错误：SHL呈液态，需转化为蒸气 化学变化件随者物质和能量变化，物质中的化学能通过 进入石英管中与H反应，所以装置C中的烧瓶需要加 化学反应转化成热能释放出来。(4)化学反应中旧健断 热，C正确：制高纯硅时，温度在1100一1200℃，所以装 裂吸收能量，斯键生成放出能量，该反应为放热反应，则 置D不能采用普通玻病管，D正确。 反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学轼形成 12.解析(1)根据原子守恒可写出化学方程式：3SiC1,+ 放出的能量。 2N+6H.一SiN+12HC1。(2)①由于氧气和水蒸 答案(1)放热(2)高(3)热能(4)低 气都能腐蚀氯化硅，而氯气和氨气中含有水蒸气和氧 8.解析(1)①在实验中发现反应后(a)中温度升高，说明 气，所以铜屑的作用是除去氧气，硅胶的作用是除去水 有热量释放出来，由此可以判断()中反应是放热反应， 蒸气。②由于工业用硅中含有钢的氧化物，在反应中 (b)中温度降低，说明吸收了外界的热量，由此可以判断 氧化钢能被还原生成铜，因此要除去钢应诚选择硝酸， ()中反应是吸热反应：②铝与盐酸反应生成氯化铝和 盐酸和硫酸不能溶解铜，氨氟酸能腐蚀氯化硅。 氢气，其反应的离子方程式：2A1+6H一2A十 答案(1)3SiC1,+2N.+6H,一-Si,N+12HC1 3H↑：③根据能量守恒定律，(b)是吸热反应，吸收了 (2)①除去原料气中的氧气除去水蒸气②硝酸 外界的热量，因此反应物的总能量应该低于其生成物的 总能量：(2)①化学键断裂需要吸收能量：②图中共释放 训练（八）化学反应与热能 的能量为431kJ×2=862kJ:③该反应断健吸收热量为 1.AA,有的放热反应也需要加热甚至高温才能发生，如 436kJ十243kJ=679kJ,而形成化学键释放了862kJ热 铝热反应，故A错误：B.化学反应过程中有化学键的新 量，放出的热量大于吸收的热量，因此该反应是放热反 裂和形成，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量， 应，即反应物的总能量大于生成物的总能量。 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主耍原 答案(1)①放吸②2A1+6H一2A1++3H.+ 因，故B正确：C,化学反应中的能量变化道常表现为热 ③低于(2)①D吸收②862③大于放热 量的变化，还有的化学反应中有化学能转化为光能等， 9.D白磷转化为红磷放出热量，故红磷转化为白磷吸收 故C正确：D.反应物的总能量高于生成物的总能量，则 热量，为吸热反应，A正确：红磷暖收热量转化为白磷， 反应放热，反之吸热，故D正确。故选A 白磷的能量高，不稳定，B正确：白磷转化为红磷需要放 2.D反应A十B一C释放能量，说明A十B能量总和大 出热量，红碎燃烧放出热量，故等物质的量的白磷燃烧 于C能量，①A十B一→X为吸热反应，则A十B能量总 放出的热量比红磷放出的热量多，D错误。 和小于X能量：②X一→C为放热反应，则X能量大于 10.CA,由图可知，A(g)·B(g)反应物总能量小于生成 C能量，符合条件的只有D。 物总能量，为吸热反应，B(g)·C(g)反应物总能量大 3.D由题千信息可知，H一H键的键能为436kJ/mol, 于生成物总能量，为放热反应，A错误：B.由图可知， H一F键的健能为565kJ/mol,H一Br键的健能为 1molA(g)的总能量大于1molC(g)的总能量，则 368kJ,mol,H-1键的键能为297 kJ/mol,键能越小， A(g)C(g)为放热反应，则1molA(g)的总键能小于 分子越不稳定，H一【键的键能最小，受热时分子最不稳 1molC(g)的总键能，B错误：C.根据图像，1molC(g)】 定，D特合题意 与1molA(g)的能量差为(E.一E,十E一E)kJ,C正 4.D有些放热反应需要加热才能发生，如铝热反应，A 确：D.反应A(g)·B(g)为吸热反应，但不一定要加热 错误：碳与二氧化碳的反应是吸热反应，B错误：由 才能发生，D错误。 C(石墨)十1.9kJ·mol一C(金刚石)可知，石墨转 11.BA项不正确，N,(g)一→2N(g)表示断裂化学键的 化为金刚石是吸热反应，石墨的能量低于金刚石的能 过程，应吸收能量，B项正确，N(g)十3F(g) 量，石墨更稳定，C错误：等量的硫蒸气具有的能量大于 NF(g)表示形成化学键的过程，应放出能量。C项不 硫固体具有的能量，因此等量的硫蒸气完全燃烧时放出 正确，根据键能的数值，分别计算旧化学键断数时啜收 的热量多，D正确。 的总能量与新化学键形成时释放的慈能量，比较二者的 5.C由图可知该反应是放热反应，所以该反应断开化学 大小确定反应的热量变化，吸收能量(946kJ十160kJ×3) 键消耗的总能量应小于形成化学健释放的总能量，故 放出能量(283kJ×6),故为放热反应。D项不正确， A、B错误：化学键的断裂吸收能量，根据图像，断裂 化学反应一定有化孕键的所乳与生成，若NF,吸敢能 2molA一B需要吸收yk」能量，故C正确：根据图像， 量后没有化学键的断裂与生成，则一定不发生化学变 1molA和1molB,的总能量高于2 nol AB的总能量， 化，可能发生物理变化。 故D错误。 12.解析(1)装置「可通过U形管中红墨水液而的变化 6.C设1molH一H键所裂时吸收能量为xkJ。首先写 判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应：裂 出化学方程式2H,+0,意燃2H,0,然后分析过程， 置Ⅱ可通过烧杯中是否冒出气泡判断铜与浓硝酸的反 应是放热反应还是吸热反应：装置Ⅲ不能证明钢与浓 2H-H+0=0感器2H-0-H,由过程可知2mol氢 硝酸的反应是放热反应还是吸热反应 气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2molH一H键、 (2)氯氧化氨与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是 1mol(一()健，吸救的能量为(2x十496)kJ:生成 放热反应，所以锥形瓶中气休受热膨联，导致U形管 2molH,O形成4molH一O键，放出的能量为4× 左端液柱降低，右端液柱升高。 463kJ=1852kJ,依据能量守恒定律放出能量484kJ= (3)①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该 1852kJ一(2x十496)kJ,即可求出x=436, 反应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气 7.解析(1)周为发生反应A十B一C十D,U形管中甲 体压强增大，所以右边烧杯中有气泡冒出，反应完毕 处液面下降、乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的 后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱。②若 性质可以判断该反应为放热反应。(2)因为反应为放热 M溶于水后观察到烧杯里冒出气泡，说明M溶于水放 30