假期必刷17 碳、硅及其化合物无机非金属材料-【快乐假期必刷题】2025年高二化学暑假作业必刷题

　　假期必刷１７　碳、硅及其化合物　无机非金属材料　　　　 １．中国力争在２０３０年前实现碳达峰、２０６０年前实 现碳中和,关于碳及其化合物,下列说法不正确 的是 (　　 ) A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质,二者 互称同素异形体 B．在１００kPa时,１mol石墨转变为金刚石要吸 收１．８９５kJ的热量,故金刚石比石墨稳定 C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一 种核素１４６C中,中子数为８ D．引起温室效应的气体之一CO２ 中含极性共 价键 ２．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 ３．有以下六种饱和溶液①CaCl２;②Ca(OH)２; ③Na２SiO３;④Na２CO３;⑤Na[Al(OH)４]; ⑥NH３和NaCl.分别持续通入CO２,最终不会 得到沉淀或析出晶体的是 (　　) A．①② B．③⑤ C．①⑥ D．④⑥ ４．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半 导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场 “革命”.它可以按下列方法制备: SiO２ ①C 高温→Si(粗) ②HCl ３００℃→SiHCl３ ③过量 H２ １０００~１１００℃→Si (纯) 下列说法不正确的是 (　　) A．步骤①的化学方程式为SiO２＋２C 高温 　 􀪅􀪅Si＋ ２CO↑ B．步骤①②③中每生成或反应１molSi,转移 ４mol电子 C．硅和二氧化硅能与氢氟酸反应 D．SiHCl３(沸点为３３．０℃)中含有少量的SiCl４ (沸点为６７．６℃),通过蒸馏(或分馏)可提 纯SiHCl３ ５．由下列实验事实得出的结论正确的是 (　　) A．由 SiO２ 不 能 与 水 反 应 生 成 H２SiO３,可 知 SiO２不是 H２SiO３的酸酐 B．由SiO２＋２C 高温 　 􀪅􀪅Si＋２CO↑,可知碳的非金 属性强于硅 C．CO２ 通入 Na２SiO３ 溶液产生白色沉淀,可知 酸性 H２CO３＞H２SiO３ D．SiO２ 可与NaOH溶液反应,也可与氢氟酸反 应,可知SiO２为两性氧化物 ６．通过资源化利用的方式将CO２转化为具有工业应 用价值的产品(如图所示),是一种较为理想的减排 方式.下列说法中正确的是 (　　) CO２ 太阳能 Fe３O４催化 　 O２→ CO→ C→ NaCl NH３、H２O　 NaHCO３ △ 　 → Na２CO３→ NH４Cl→ NH３ 加热、加压→ CO(NH２)２ H２O２ → CO(NH２)２􀅰 H２O２ (过氧化尿素) H２ 　 → CH３OH A．CO２经催化分解为C、CO、O２ 的反应为放热 反应 B．除去Na２CO３ 固体中少量NaHCO３ 可用热分 解的方法 C．过氧化尿素和SO２ 都能使品红溶液褪色,其 原理相同 D．由CO２和 H２合成甲醇,原子利用率达１００％ ７．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号” 的问世,填补了我国计算机制造史上的一项空 白.下列对晶体硅的有关叙述正确的是 (　　 ) A．晶体硅的结构与金刚石类似 B．晶体硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物 质发生反应 C．晶体硅是一种良好的半导体材料,但是它提 炼工艺复杂,价格昂贵 D．晶体硅具有金属光泽,故它属于金属材料,可 以导电 ８．近日,清华大学等重点高校为解决中国“芯”——— 半导体芯片,成立了“芯片学院”.某小组拟在实 验室制造硅,其流程如图: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３３ 石 英 砂 镁 粉 镁条点 燃引发 → Si MgO Mg２Si 过量盐 酸在 CO２ 氛围 中除杂 → Si MgCl２ 溶液 HCl溶液 操作１ 　 滤渣→ 操作２ 　 →Si MgCl２ 溶液 HCl溶液 → 制造原理:２Mg＋SiO２ 点燃 　 􀪅􀪅２MgO＋Si 除杂原理:Mg２Si＋４HCl􀪅􀪅２MgCl２＋SiH４↑, MgO＋２HCl􀪅􀪅MgCl２＋H２O 下列说法中正确的是 (　　 ) A．操作１、操作２均为过滤 B．SiO２、SiH４均含有共价键,等质量的二者分子 数之比为８∶１５ C．点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为 ２Mg＋Si △ 　 􀪅􀪅Mg２Si D．当有２mol电子转移时,能生成１４gSi ９．制造芯片用到高纯硅,用SiHCl３(沸点:３１．８５℃, SiHCl３遇水会剧烈反应)与过量 H２ 在１１００~ １２００℃反应制备高纯硅的装置如图所示(夹持 装置和尾气处理装置略去),下列说法错误的是 (　　 ) A．Ⅰ装置可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制 备氯气 B．装置Ⅱ中盛装的是浓 H２SO４、装置Ⅲ烧杯盛 装的是温度高于３２℃的温水 C．实验时,先打开装有稀硫酸仪器的活塞,收集 尾气验纯,再预热装置Ⅳ石英管 D．Ⅳ中发生反应的化学方程式:SiHCl３＋H２ 高温 　 􀪅􀪅Si＋３HCl １０．中国努力争取２０６０年前实现碳中和.利用 NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO２,反应过程 如图所示.下列说法错误的是 (　　 ) A．捕捉室中 NaOH 溶液喷成雾状有利于吸 收CO２ B．环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶 C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质 D．可 用 Na２CO３ 溶 液 代 替 NaOH 溶 液 捕 捉CO２ １１．硅是构成矿物和岩石的主要成分,单质硅及其 化合物具有广泛的用途.某些硅酸盐具有筛选 分子 的 功 能,一 种 硅 酸 盐 的 组 成 为:M２O􀅰 R２O３􀅰２SiO２􀅰nH２O,已知元素 M、R均位于 元素周期表的第三周期.两元素原子的质子数 之和为２４. (１)该硅酸盐中同周期元素原子半径由大到小 的顺序为　　　　　　　; (２)常温下,不能与R单质发生反应的是　　　 (选填序号); A．CuCl２溶液 B．Fe２O３ C．浓硫酸 D．Na２CO３溶液 (３)写出M、R两种元素的最高价氧化物对应的水 化物反应的离子方程式　　　　　　　. (４)氮化硅(Si３N４)陶瓷材料硬度大、熔点高. Si３N４晶体中只有极性共价键,则氮原子的化 合价为　　　　　　　. (５)C３N４的结构与Si３N４相似.请比较二者熔 点高低并说明理由:　　　　　　　. (６)可由下列反应制得Si３N４,配平该反应并标 出电子转移的数目和方向: 　　SiO２＋　　C＋　　N２ 高温 　 →　　Si３N４＋ 　　CO (７)如果上述反应在１０L的密闭容器中进行,一段 时间后测得气体密度增加了２．８g/L,则制得的 Si３N４的质量为　　　. １．(２０２３􀅰湖南卷)中华文化源远流长,化学与文化 传承密不可分.下列说法错误的是 (　　 ) A．青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 B．长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤 维素 C．蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及 化学变化 D．铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧 结而成 ２．(２０２２􀅰浙江卷)关于反应４CO２＋SiH４ 高温 　 􀪅􀪅４CO ＋２H２O＋SiO２,下列说法正确的是 (　　 ) A．CO是氧化产物 B．SiH４发生还原反应 C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为１∶４ D．生成１molSiO２时,转移８mol电子 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４３ 假期必刷１７ 素养提升 １．B　[A 项,金刚石和石墨均是由 C元素组成的不同单质,两 者互为同素异形体,A正确;B项,能量越低,物质越稳定,因 为在１００kPa时,１mol石墨转变为金刚石要吸收１．８９５kJ 的热量,所以可知石墨比金刚石稳定,B错误;C项,１４６C 的质 子数为６,质量数为１４,所以中子数为１４－６＝８,C 正 确; D项,CO２ 可引起温室效应,使全球变暖,其分子中 C 原子 与 O原子以共价双键结合,所以含极性共价键,D正确.] ２．C　３．A　４．B　５．C ６．B　[该反应应为吸热反应,A 错误;碳酸氢钠受热易分解生 成碳 酸 钠、水 和 二 氧 化 碳,因 此 除 去 Na２CO３ 固 体 中 少 量 NaHCO３ 可用热分解的方法,B正确;过氧化尿素使品红溶 液褪色是利用它的强氧化性,而二氧化硫使品红溶液褪色是 利用它与品 红 化 合 生 成 不 稳 定 的 无 色 物 质,原 理 不 相 同, C错误;由碳氧原子个数比可知,二氧化碳与氢气合成甲醇 的原子利用率不是１００％,D错误.] ７．A　[A 项,晶体硅为正四面体结构,与金刚石类似,A 正确; B项,晶体硅常温下可以与氢氟酸反应,B错误;C 项,晶体 硅是一种良好的半导体材料,提炼工艺不复杂,价格不高,已 经被普及使用,C错误;D项,晶体硅有金属光泽,可以导电, 但它属于非金属材料,D错误.] ８．C　[A项,将溶液和固体分开,采用过滤操作,操作１为过 滤,操作２为洗 涤 和 烘 干,故 A 错 误;B 项,SiO２ 是 共 价 晶 体,没有分子,故 B错误;C 项,由除杂原理可知副反应为: ２Mg＋Si △ 　 􀪅􀪅Mg２Si,故 C正确;D 项,当有２mol电子转移 时,参加反应的 Mg物质的量为１mol,能生成０．５mol单质 硅,但因有副反应发生,最终获得的 Si的质量少于１４g,故 D错误.] ９．A　[A项,二氧化锰固体与浓盐酸加热反应生成氯气,而Ⅰ 装置没有酒精灯,因此Ⅰ装置不可用于二氧化锰固体与浓盐 酸反应制备氯气,故 A错误;B项,氢气中含有水蒸气,根据 SiHCl３ 遇水会剧烈反应,则装置Ⅱ中盛装的是浓 H２SO４,其 作用是干燥氢气,根据 SiHCl３ 的沸点:３１．８５ ℃,则装置Ⅲ 烧杯盛装的是温度高于３２℃的温水,将SiHCl３ 变为气体以 便进入到Ⅳ中与氢气反应,故B正确;C项,氢气和氧气混合 加热会发生爆炸,因此实验时,先打开装有稀硫酸仪器的活 塞,收集尾气验纯,再预热装置Ⅳ石英管,故C正确;D项,根 据用SiHCl３ 与过量 H２ 在１１００~１２００ ℃反应制备高纯 硅,因 此Ⅳ中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 SiHCl３＋H２ 高温 　 􀪅􀪅 Si＋３HCl,故 D正确.] １０．B　[利用 NaOH 溶液实现“碳捕获”吸收器中,NaOH 溶液 用喷淋方式加入,增大反应物之间的接触面积,充分吸收二 氧化碳,环节a中,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,碳酸钠 与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,发生反应的 化 学 方 程 式 为 Na２CO３ ＋ Ca(OH)２ 􀪅􀪅CaCO３ ↓ ＋ ２NaOH,CaCO３ 需从溶液中过滤出来再高温煅烧,生成的 CaO 循环使用.A 项,NaOH 溶液喷成雾状,可增大反应 物接触 面 积,提 高 CO２ 吸 收 率,A 正 确;B 项,环 节 a为 Na２CO３ 和 Ca(OH)２ 生成 CaCO３,需从溶液中过滤出来再 高温煅烧,故基本操作不是蒸发结晶,B错误;C项,NaOH 和 CaO 在流程中既有消耗,也有生成,可循 环 利 用,C 正 确;D项,Na２CO３ 可以和 CO２ 反应,因此可用 Na２CO３ 溶 液代替 NaOH 溶液,D正确.] １１．解析:M、R均位于元素周期表的第三周期,M 为＋１价、R 为＋３价;两元素原子的质子数之和为２４,M 是 Na、R 是 Al,该硅酸盐的化学式为 Na２O􀅰Al２O３􀅰２SiO２􀅰nH２O. (１)该硅酸盐中同周期元素是 Na、Al、Si,根据同周期元素 从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径由大到小的顺序 为r(Na)＞r(Al)＞r(Si);(２)常温下,铝与氯化铜溶液反应 生成氯化铝和铜单质;常温下,铝与氧化铁不反应;铝常温 下与浓硫酸发生钝化反应;铝常温下与碳酸钠溶液不反应, 因此不能与 R单质发生反应的是BD;(３)M、R两种元素的 最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和氢氧化铝, 两 者 反 应 的 离 子 方 程 式 为 OH－ ＋ Al(OH)３ 􀪅􀪅 [Al(OH)４]－ ;(４)Si３N４ 晶体中只有极性共价键,氮的非金 属性比硅强,硅为＋４价,根据化合物中各元素化合价代数 和为０,则氮的化合价为－３价;(５)C３N４ 的结构与 Si３N４ 相似,说明两者都是共价晶体,碳原子半径比硅原子半径 小,键长短,键能大,则C３N４ 熔点比Si３N４ 熔点高;(６)碳化 合价由０价变为＋２价,氮化合价由０价变为－３价,根据 得失电子守恒,碳化学计量数配６,Si３N４ 化学计量数配１, 根据硅和氮守恒配SiO２ 化学计量数为３,N２ 化学计量数为 ２,再根据碳守恒配CO化学计量数为６,则反应的化学方程 式为３SiO２＋６C＋２N２ 高温 　 􀪅􀪅Si３N４＋６CO,电子转移为 ３SiO２＋６C＋２N２ 高温 　 􀪅􀪅Si３N 得４×３e－ ↓ ４＋６C 失６×２e－ ↑ O;(７)根 据 反 应 方 程 式 ３SiO２＋６C＋２N２ 高温 　 􀪅􀪅Si３N４＋６CO,生成１molSi３N４ 的同 时生成 ６ molCO,气 体 质 量 增 加 (６×２８－２×２８)g＝ １１２g,如果上述反应在１０L的密闭容器中进行,一段时间 后测得气体密度增加了２．８g/L,气体质量增加了２８g,则 制得的Si３N４ 的物质的量为０．２５mol,质量为１４０g/mol× ０．２５mol＝３５g. 答案:(１)r(Na)＞r(Al)＞r(Si)　(２)BD　(３)OH－ ＋ Al(OH)３􀪅􀪅[Al(OH)４]－ 　(４)－３　(５)C３N４ 熔点比 Si３N４ 熔点高,原因为两者都是共价晶体,碳原子半径比硅 原子半径小,键长短,键能大,因此 C３N４ 熔点比 Si３N４ 熔 点高　(６)３SiO２＋６C＋２N２ 高温 　 􀪅􀪅Si３N 得４×３e－ ↓ ４＋６C 失６×２e－ ↑ O　(７)３５g 真题再现 １．C　[A项,四羊方尊由青铜制成,在当时铜的冶炼方法还不 成熟,铜中常含有一些杂质,因此青铜属合金范畴,A 正确; B项,竹木简牍由竹子、木片等原料制成,竹子、木片的主要 成分为纤维素,B正确;C项,蔡伦用碱液制浆法造纸,将原 料放在碱液中蒸煮,原料在碱性环境下发生反应使原有的粗 浆纤维变成细浆,该过程涉及化学变化,C错误;D 项,陶瓷 是利用黏土在高温下烧结定型生成硅酸盐产品,D正确.] ２．D　[A 项,根据反应的化学方程式,碳元素的化合价由＋４ 价降为＋２价,故 CO为还原产物,A错误;B项,氢元素化合 价由－１升为＋１,故SiH４ 发生氧化反应,B错误;C项,反应 中氧化剂为二氧化碳,还原剂为SiH４,则氧化剂与还原剂的 物质的量之比为４∶１,C错误;D 项,根据反应方程式可知, H 元素的化合价由－１升高至＋１,因此生成１molSiO２ 时, 转移８mol电子,D正确.] 假期必刷１８ 素养提升 １．C　２．D　３．D　４．C　５．D　 ６．A　[根据 Y在化合物中呈＋１价,质量数为７,可知为 Li元 素;根据核反应的质量守恒,X 元素质量数为１１,质子数为 ５,是B元素.A项,H３BO３ 具有弱酸性,可中和皮肤上的氢 氧化钠,正确.B项,Li单质在空气中燃烧只生成 Li２O,错 误.C项,B和 H 元素均属于非金属元素,应形成共价化合 物,错误.D 项,６Li和７Li属于质子数相同,而中子数不同 的同种元素的不同原子,属于同位素,错误.] ７．BD　[依据 LiTFSI的结构图,初步判断 A、B、C、D、E 的共 价键的成键数目分别为４、２、２、１、６;结合 C与 E位于同一主 族,首先明确 C为 O,E为S;再依据 A、B、C、D 为同一短周 期元素,明确 A为 C,D为F;回看 LiTFSI的结构图,它是由 Li＋ 和带一个单位负电荷的阴离子形成,由此可见 B已经形 成的共价键数目为２,但是带有一个单位负电荷,故 B为 N. A．空气中含量最高的元素为 N,而 C为 O,B是 N,A 错误; B．D、C、E的简单气态氢化物分别为 HF、H２O、H２S,F和 O 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １１１