课时冲关16 无机非金属材料(练习Word版)-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮课时作业（人教版）

**基本信息** 聚焦无机非金属材料核心知识，通过物质分类、性质比较、实验探究构建知识网络，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |物质分类|1-4题|结合文物、陶瓷等实例考查材料类别判断|从金属/非金属材料区别切入，建立硅酸盐材料认知框架| |性质比较|2、6题|通过CO₂与SiO₂对比分析结构与性质关系|以酸性氧化物概念为基础，推导晶体类型对性质的影响| |实验探究|7、9题|围绕高纯硅制备、Na与CO₂反应考查实验设计|整合气体除杂、反应条件控制等实验技能，培养科学探究能力| |工业流程|10、11题|多晶硅、氮化硅制备工艺分析|从原料到产品的转化逻辑，体现化学与工业生产的联系|

课时冲关十六　无机非金属材料 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意 1．文物见证历史，化学创造文明。辽宁出土的下列文物其主要成分不能与其他三项归为一类的是(　　) A．西汉马蹄金 B．战国安国侯铜虎符 C．三国、北朝花树状金饰 D．辽白瓷盘口长颈注壶 解析：D　[A.马蹄金主要成分为金，属于金属材料；B.铜虎符主要成分为铜合金，属于金属材料；C.花树状金饰主要成分为金，属于金属材料；D.白瓷注壶主要成分为硅酸盐(陶瓷)，属于无机非金属材料，与其他三项金属材料不同。] 2．下列叙述正确的是(　　) A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似 B．因为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强 C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以SiO2属于两性氧化物 解析：C　[CO2的熔、沸点低，可溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物，和其物理性质没有因果关系，A错误；CaCO3和SiO2反应是因为生成的CO2为气体，脱离反应体系，不能说明H2SiO3的酸性比H2CO3强，B错误；CO2和SiO2加热或高温的条件下都能和C反应，表现出氧化性，故C正确；SiO2和HF反应是SiO2的特殊性质，不能说明SiO2是两性氧化物，D错误。] 3．如图是某元素常见物质的“价­类”二维图，f为钠盐。下列说法不正确的是(　　) A．物质a既可被氧化，也可被还原 B．可存在a→b→d→e→f的转化关系 C．可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量c D．向足量f溶液中加入少量稀盐酸，一定没有CO2产生 解析：D　[结合图示可知，a为CH4、b为C、c为CO、d为CO2、e为H2CO3，f为Na2CO3或NaHCO3。A.a为CH4，碳元素化合价可升高，氢元素化合价可降低，物质a既可被氧化，也可被还原，故A正确；B.可存在a→b→d→e→f的转化关系：甲烷高温分解生成碳，碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，与适量的碱生成盐，故B正确；C.CO能被灼热的氧化铜氧化生成二氧化碳，可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量c，故C正确；D.f为Na2CO3或NaHCO3，向足量f溶液中加入少量稀盐酸，Na2CO3转化成NaHCO3，可能没有CO2产生，NaHCO3和盐酸一定有二氧化碳产生，故D错误。] 4．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸、碱侵蚀、抗氧化等优点 解析：A　[“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，A项错误；秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有耐酸、碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。] 5．第19届杭州亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法不正确的是(　　) A．会场“莲花碗”(如图)采取自然采光方式有利于实现“节能减排” B．火炬“薪火”使用的1070铝合金具有硬度高、耐高温的特点 C．吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅 D．“亚运莲花尊”青瓷属于无机非金属材料 解析：C　[A.会场采取自然采光方式能节约能源，有利于实现“碳中和”，A不符合题意；B.该铝合金具有硬度高、耐高温的特点，B不符合题意；C.芯片的主要成分为硅，C符合题意；D.青瓷属于陶瓷，属于无机非金属材料，D不符合题意。] 6．下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　) A．键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6 B．立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度 C．SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4 D．Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p­p π键 解析：C　[A.因键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，故C2H6的键能总和大于Si2H6，键能越大越稳定，故C2H6的稳定性大于Si2H6，A正确；B.SiC的成键和结构与金刚石类似均为共价晶体，金刚石的硬度很大，类比可推测SiC的硬度很大，B正确；C.SiH4中Si的化合价为＋4价，C的非金属性强于Si，则C的氧化性强于Si，则Si的阴离子的还原性强于C的阴离子，则SiH4的还原性较强，C错误；D.Si原子的半径大于C原子，在形成化学键时哑铃形的p轨道很难相互重叠形成π键，故Si原子间难形成双键，D正确。] 7．制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3(沸点：31.85 ℃，SiHCl3遇水会剧烈反应，易自燃)与过量H2在1 100～1 200 ℃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)，下列说法不正确的是(　　) A．整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中的空气 B．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、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．尾气处理可直接通入NaOH溶液中 解析：D　[由实验装置可知，Ⅰ中Zn与稀硫酸反应生成氢气，Ⅱ中浓硫酸干燥氢气，Ⅲ中汽化的SiHCl3与过量H2混合，Ⅳ中高温下反应生成硅，且SiHCl3遇水发生SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl。A.SiHCl3的沸点为31.85 ℃，且易自燃，因而整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中的空气，故A正确；B.装置Ⅱ中浓H2SO4可干燥氢气，Ⅲ中盛装温度高于32 ℃的温水，目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化，与氢气混合，故B正确；C.实验时应先打开装有稀硫酸仪器的活塞制取氢气，用氢气将装置内的空气排出，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管，防止氢气不纯加热爆炸，故C正确；D.SiHCl3与氢气在1 100～1 200 ℃反应制备高纯硅，因尾气主要成分是HCl，所以处理尾气时，应该在通入NaOH溶液前加上防倒吸装置，故D错误。] 8．天然金刚石存在稀少，以石墨为原料制备人造金刚石成为当前研究热点。如图是碳单质在不同温度、压强下存在形式的平衡图像，其中M区为金刚石的工业催化合成区，下列有关说法错误的是(　　) A．稳定性：金刚石＜石墨 B．密度：金刚石>石墨 C．在M区实现金刚石的合成，高温环境有利于提高石墨的平衡转化率 D．Q区与R区中，表示气态碳单质C(g)存在的区域应出现在R区 解析：C　[A.金刚石中碳碳单键的键长大于石墨中碳碳双键的键长，晶体中的共价键弱于石墨，所以稳定性弱于石墨，故A正确；B.由图可知，在温度相同条件下，石墨变成金刚石需加压，说明石墨层与层之间距离较大，则金刚石的密度大于石墨，故B正确；C.由图可知，在M区实现金刚石的合成时，低温环境有利于提高石墨的平衡转化率，故C错误；D.相同温度下，压强越小，越利于气态碳存在，则图中表示气态碳单质存在的区域应出现在R区，故D正确。] 9．某兴趣小组用如图装置探究Na与CO2的反应产物，已知PdCl2＋CO＋H2OPd↓(黑色)＋CO2＋2HCl。下列说法正确的是(　　) A．为了避免生成的CO2中混有HCl，最好用稀硫酸代替稀盐酸 B．装置Ⅲ的目的是除去HCl C．实验时先点燃酒精灯，再打开活塞a D．装置Ⅴ中出现黑色沉淀，则装置Ⅳ中发生的反应为2Na＋2CO2Na2CO3＋CO 解析：D　[H2SO4与CaCO3反应生成微溶于水的CaSO4，覆盖在CaCO3表面，阻止反应的进一步进行，因此不能使用稀硫酸代替稀盐酸，A错误。装置Ⅱ的目的是除去CO2中的杂质HCl；装置Ⅲ的目的是干燥CO2，B错误。实验时先打开活塞a，使装置Ⅰ中CaCO3与稀盐酸反应产生CO2，CO2将装置中的空气完全排尽后再点燃酒精灯进行加热，防止Na与空气中的O2发生反应，C错误。若装置Ⅴ中出现黑色沉淀，说明Na与CO2反应产生了CO，则根据原子守恒、得失电子守恒，可知装置Ⅳ中发生的反应为2Na＋2CO2Na2CO3＋CO，D正确。] 10．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅芯片的主要原料。如图为第三代工业制取多晶硅流程，已知图中的Y在Z中燃烧产生苍白色火焰。 下列说法错误的是(　　) A．Y、Z分别为H2、Cl2 B．焦炭和石英制取粗硅的反应为：SiO2＋2CSi＋2CO↑ C．SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中氢元素的化合价为＋1 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应 解析：C　[饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，焦炭与二氧化硅反应生成粗硅与一氧化碳，氢气、氯气反应生成氯化氢，粗硅和氯化氢作用、并经提纯后得SiHCl3，再用氢气还原SiHCl3得到多晶硅；电解饱和食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠，其中H2在Cl2中燃烧产生苍白色火焰，而且Y具有还原性，所以Y、Z分别为H2、Cl2，故A正确；高温下，焦炭和石英反应得到粗硅、CO，反应为：SiO2＋2CSi＋2CO↑，故B正确；SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl, SiHCl3中硅元素的化合价为＋4，Cl是－1价，反应前后二者化合价不变，SiHCl3中H是－1价，－1价氢与水中＋1价氢发生归中反应得到氢气，故C错误；氢气与SiHCl3制备多晶硅反应的化学方程式为：SiHCl3＋H2Si＋3HCl，反应物是单质和化合物，生成物是另一种单质和化合物，属于置换反应，故D正确。] 二、非选择题 11．氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示： 其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。 请回答下列问题： (1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用反应的化学方程式表示其原因：______________________。 (2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是____________(填序号)。 (3)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为____________。 (4)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：______________________________。 解析：(1)SiO2与NaOH发生反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(2)反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应②是硅单质与Cl2发生氧化还原反应。(3)氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒定律求得：3Si(NH2)4Si3N4＋8NH3↑。(4)结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。 答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (2)①②　(3)Si3N4 (4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl 学科网（北京）股份有限公司 $