《第1節(jié) 硅 無機非金屬材料》（同步訓(xùn)練）高中化學(xué)必修1-魯科版-2024-2025學(xué)年

《第1節(jié)硅無機非金屬材料》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有16小題，每小題3分，共48分）1、下列關(guān)于硅的性質(zhì)描述不正確的是：A、硅常溫下為灰黑色、有金屬光澤的非金屬固體B、硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與氧氣反應(yīng)C、硅是原子晶體，具有較高的熔點和硬度D、硅是一種重要的半導(dǎo)體材料2、下列關(guān)于硅及其化合物的說法錯誤的是：A.硅在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在。B.硅酸鈉可以作為粘合劑使用。C.玻璃的主要成分是二氧化硅，因此它是一種純凈物。D.水晶的主要成分是二氧化硅。3、下列關(guān)于硅單質(zhì)性質(zhì)的描述，不正確的是（）A.硅是地殼中含量第二豐富的元素，僅次于氧B.硅在自然界中以化合態(tài)存在，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式C.硅是半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)D.硅單質(zhì)在空氣中加熱可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅4、下列關(guān)于二氧化硅的性質(zhì)描述，錯誤的是（C）A、二氧化硅是構(gòu)成地殼中巖石和沙子的主要成分。B、二氧化硅在自然界中以石英的形式存在，是硅石的主要礦物。C、二氧化硅的溶液呈堿性。D、二氧化硅具有較高的熔點和硬度。5、下列關(guān)于二氧化硅的描述，不正確的是：A、二氧化硅是地殼中含量僅次于氧的元素。B、二氧化硅具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。C、二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料。D、二氧化硅在自然界中以石英、水晶等形式存在。6、在制備光導(dǎo)纖維的過程中，所使用的核心材料是：A.硅納米線B.硅橡膠C.高純度二氧化硅D.聚乙烯醇7、下列關(guān)于硅的說法，錯誤的是：A.硅是地殼中含量第二豐富的元素，僅次于氧；B.硅在自然界中以化合態(tài)存在，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式；C.硅是非金屬元素，在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑；D.硅是半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于電子器件和太陽能電池。8、硅是一種重要的半導(dǎo)體材料，以下關(guān)于硅及其化合物的描述錯誤的是：A.工業(yè)上通常將硅石在高溫下與碳反應(yīng)制得粗硅。B.硅具有良好的半導(dǎo)體性能，用于制造各種半導(dǎo)體器件。C.日常生活中，硅酸是不溶性酸，因此不適用于清潔金屬表面。D.二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。9、下列物質(zhì)中，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是：A.玻璃B.水泥C.硅藻土D.玻璃鋼10、在高溫下，硅能夠與某些金屬作用形成共價鍵。下列金屬中，與硅反應(yīng)形成共價鍵能力最強的是：A、鐵（Fe）B、鋁（Al）C、鈉（Na）D、鈦（Ti）11、下列關(guān)于硅及其化合物的說法中，錯誤的是：A.硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分之一。B.高純度的單質(zhì)硅主要用于制造光導(dǎo)纖維。C.二氧化硅是制備玻璃的重要原料。D.水晶的主要成分是二氧化硅。12、硅的晶體結(jié)構(gòu)屬于哪種類型？A、密堆積結(jié)構(gòu)B、晶格結(jié)構(gòu)C、金剛石結(jié)構(gòu)D、分子晶體結(jié)構(gòu)13、下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的描述中，正確的是（）A.硅在自然界中主要以化合態(tài)存在，如二氧化硅和硅酸鹽B.硅單質(zhì)在空氣中加熱會直接生成二氧化硅C.硅酸鈉溶液加熱時，溶液會逐漸變得黏稠，最終形成硅酸凝膠D.二氧化硅不溶于水，也不與水反應(yīng)14、下列關(guān)于硅及其化合物的說法中，正確的是：A、硅是一種非金屬元素，具有良好的導(dǎo)電性，常用于制造半導(dǎo)體材料。B、二氧化硅（SiO2）是一種玻璃，可以溶于水，常用于制作光導(dǎo)纖維。C、硅單質(zhì)可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成可溶性硅酸鹽。D、硅酸是一種強酸，其酸性比硫酸弱。15、下列材料中，不屬于無機非金屬材料的是（）A、水泥B、玻璃C、陶瓷D、橡膠16、下列關(guān)于硅的描述，正確的是（）A.硅是金屬元素，具有良好的導(dǎo)電性B.硅在自然界中以游離態(tài)存在C.硅是制造玻璃的主要原料之一D.硅的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)二、非選擇題（本大題有4小題，每小題13分，共52分）第一題1.下列關(guān)于硅的敘述中，正確的是（）A.硅是自然界中含量最多的元素，分布極為廣泛B.硅元素在地殼中的含量僅次于氧元素，是構(gòu)成巖石的一種基本元素C.軟錳礦是一種含硅的無機物，其主要成分是SiO2D.硅合金硬度較低，導(dǎo)電性較差第二題題目：請分析硅作為半導(dǎo)體材料的應(yīng)用原理，并說明為什么硅比其他元素更適合作為半導(dǎo)體材料。第三題主題：硅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用【題目】1.硅是典型的非金屬元素，但它的一些化合物卻展現(xiàn)出一定的金屬特性。請根據(jù)你的學(xué)習(xí)，選擇合適的填空：二氧化硅(SiO?)是一種無機非金屬材料，它在高溫條件下可以與碳(C)發(fā)生反應(yīng)生成硅單質(zhì)(Si)和一種有毒氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。氫氧化硅(Si(OH)?)是硅酸的堿式鹽，它在強酸性溶液中會分解生成硅酸(H?SiO?)和水。寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。單質(zhì)硅的提純過程非常復(fù)雜，為了制備純硅，通常采用碳熱還原SiO?的方法。寫出碳熱還原SiO?制取單質(zhì)硅的化學(xué)方程式：______。第四題分析物質(zhì)X、Y、Z的性質(zhì)，推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。現(xiàn)有以下信息：1.物質(zhì)X為原子晶體，能夠?qū)щ姡埸c高，硬度和沸點也很高。2.物質(zhì)Y能溶于酸但不溶于堿，與氧反應(yīng)生成無定形固體。3.物質(zhì)Z能夠吸潮變成黏性物質(zhì)，但在空氣中加熱后逐漸恢復(fù)干態(tài)。（1）物質(zhì)X的結(jié)構(gòu)簡式是什么？（2）物質(zhì)Y的化學(xué)式是什么？（3）物質(zhì)Z可能的類型是什么？《第1節(jié)硅無機非金屬材料》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項選擇題（本大題有16小題，每小題3分，共48分）1、下列關(guān)于硅的性質(zhì)描述不正確的是：A、硅常溫下為灰黑色、有金屬光澤的非金屬固體B、硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與氧氣反應(yīng)C、硅是原子晶體，具有較高的熔點和硬度D、硅是一種重要的半導(dǎo)體材料答案：B解析：硅常溫下是灰黑色的非金屬固體，有金屬光澤，選項A正確；硅是原子晶體，具有較高的熔點和硬度，選項C正確；硅也是重要的半導(dǎo)體材料，選項D正確。硅雖然化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在加熱條件下可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅，因此選項B描述不正確。2、下列關(guān)于硅及其化合物的說法錯誤的是：A.硅在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在。B.硅酸鈉可以作為粘合劑使用。C.玻璃的主要成分是二氧化硅，因此它是一種純凈物。D.水晶的主要成分是二氧化硅。答案：C解析：硅在地殼中的含量非常豐富，且多以化合物形式存在，選項A正確；硅酸鈉因其良好的粘性常被用作粘合劑，選項B正確；玻璃雖然含有大量的二氧化硅，但它并非純凈物，而是混合物，因此選項C錯誤；水晶是由純二氧化硅組成的晶體，選項D正確。所以本題答案選C。3、下列關(guān)于硅單質(zhì)性質(zhì)的描述，不正確的是（）A.硅是地殼中含量第二豐富的元素，僅次于氧B.硅在自然界中以化合態(tài)存在，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式C.硅是半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)D.硅單質(zhì)在空氣中加熱可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅答案：D解析：硅單質(zhì)在空氣中加熱確實可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅，但這個反應(yīng)是在硅表面形成一層氧化硅膜，阻止了進一步的氧化。因此，選項D的描述不正確。其他選項A、B、C都是關(guān)于硅單質(zhì)性質(zhì)的正確描述。4、下列關(guān)于二氧化硅的性質(zhì)描述，錯誤的是（C）A、二氧化硅是構(gòu)成地殼中巖石和沙子的主要成分。B、二氧化硅在自然界中以石英的形式存在，是硅石的主要礦物。C、二氧化硅的溶液呈堿性。D、二氧化硅具有較高的熔點和硬度。答案：C解析：二氧化硅（SiO2）由于其化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，不易與水反應(yīng)，溶液不會有酸堿性表現(xiàn)，所以說二氧化硅的溶液呈堿性是錯誤的。二氧化硅溶液實際上是中性的，因此選項C描述錯誤。其他選項中，A和B正確描述了二氧化硅的存在形式，D正確描述了其物理性質(zhì)。5、下列關(guān)于二氧化硅的描述，不正確的是：A、二氧化硅是地殼中含量僅次于氧的元素。B、二氧化硅具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。C、二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料。D、二氧化硅在自然界中以石英、水晶等形式存在。答案：A解析：A選項描述不正確。地殼中含量最多的元素是氧，其次是硅，因此二氧化硅不是地殼中含量僅次于氧的元素。B、C、D選項描述正確，二氧化硅具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，是光導(dǎo)纖維的主要原料，且在自然界中以石英、水晶等形式存在。6、在制備光導(dǎo)纖維的過程中，所使用的核心材料是：A.硅納米線B.硅橡膠C.高純度二氧化硅D.聚乙烯醇答案：C解析：在制備光導(dǎo)纖維的過程中，使用的是高純度二氧化硅（石英玻璃）作為核心材料。這是因為高純度二氧化硅具有優(yōu)良的光學(xué)透明性和機械強度，是制造高質(zhì)量光導(dǎo)纖維的理想材料。硅納米線在納米技術(shù)中有應(yīng)用，但不是光導(dǎo)纖維的主要材料。硅橡膠和聚乙烯醇更多用于其他領(lǐng)域的應(yīng)用。7、下列關(guān)于硅的說法，錯誤的是：A.硅是地殼中含量第二豐富的元素，僅次于氧；B.硅在自然界中以化合態(tài)存在，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式；C.硅是非金屬元素，在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑；D.硅是半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于電子器件和太陽能電池。答案：C解析：硅在常溫下雖然化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，但并非不活潑。硅在空氣中能與氧氣緩慢反應(yīng)，生成一層致密的二氧化硅膜，從而保護內(nèi)部硅不被進一步氧化。因此，選項C中的描述是錯誤的。其他選項A、B、D的描述都是正確的。8、硅是一種重要的半導(dǎo)體材料，以下關(guān)于硅及其化合物的描述錯誤的是：A.工業(yè)上通常將硅石在高溫下與碳反應(yīng)制得粗硅。B.硅具有良好的半導(dǎo)體性能，用于制造各種半導(dǎo)體器件。C.日常生活中，硅酸是不溶性酸，因此不適用于清潔金屬表面。D.二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。答案：C解析：選項A描述的是從硅石中提取粗硅的工業(yè)方法，正確；選項B描述的是硅的應(yīng)用，正確；選項D描述的是二氧化硅的應(yīng)用，正確。選項C描述的是硅酸，實際上，硅酸能夠溶解金屬氧化物，因此可用于金屬表面的清潔，所以選項C描述錯誤。9、下列物質(zhì)中，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是：A.玻璃B.水泥C.硅藻土D.玻璃鋼答案：D解析：玻璃、水泥和硅藻土都是硅酸鹽產(chǎn)品，它們的主要成分都含有硅酸鹽。玻璃鋼則是一種復(fù)合材料，由玻璃纖維和樹脂組成，不含有硅酸鹽。因此，選項D是正確答案。10、在高溫下，硅能夠與某些金屬作用形成共價鍵。下列金屬中，與硅反應(yīng)形成共價鍵能力最強的是：A、鐵（Fe）B、鋁（Al）C、鈉（Na）D、鈦（Ti）答案：D解析：在高溫條件下，硅能夠與某些金屬形成共價鍵。鈦作為一種較活潑的過渡金屬，在高溫下與硅反應(yīng)較為容易形成共價鍵，因此答案選D。其他選項中，鐵、鋁和鈉與硅的反應(yīng)性依次減弱，鈉作為堿金屬，即使在高溫條件下，反應(yīng)性也明顯低于過渡金屬鈦。注意：這里的描述主要基于硅的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及金屬在不同條件下的反應(yīng)性，以示化學(xué)與金屬元素間的相互作用。11、下列關(guān)于硅及其化合物的說法中，錯誤的是：A.硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分之一。B.高純度的單質(zhì)硅主要用于制造光導(dǎo)纖維。C.二氧化硅是制備玻璃的重要原料。D.水晶的主要成分是二氧化硅。答案：B解析：本題考查了硅及其化合物的基本知識。選項A正確，因為硅酸鹽確實是構(gòu)成地殼巖石的主要成分之一；選項C也正確，因為二氧化硅（SiO2）確實是制備玻璃的重要原料；選項D正確，水晶是一種天然形成的二氧化硅晶體。而選項B提到的高純度單質(zhì)硅主要用于制造半導(dǎo)體器件，如晶體管、集成電路等，而不是光導(dǎo)纖維，光導(dǎo)纖維主要由二氧化硅制成。因此，選項B是錯誤的。12、硅的晶體結(jié)構(gòu)屬于哪種類型？A、密堆積結(jié)構(gòu)B、晶格結(jié)構(gòu)C、金剛石結(jié)構(gòu)D、分子晶體結(jié)構(gòu)答案：C解析：硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，都屬于四面體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，故選項C正確。密堆積結(jié)構(gòu)是多種金屬晶體常見的結(jié)構(gòu)類型，例如面心立方晶體結(jié)構(gòu)和體心立方晶體結(jié)構(gòu)。而晶格結(jié)構(gòu)是晶體化學(xué)中的基本概念，表示晶體中的原子在空間中的排列方式，它并不限于特定的元素或結(jié)構(gòu)類型。分子晶體是由分子通過范德華力而非化學(xué)鍵連接而成的晶體，硅并不符合這一類型。13、下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的描述中，正確的是（）A.硅在自然界中主要以化合態(tài)存在，如二氧化硅和硅酸鹽B.硅單質(zhì)在空氣中加熱會直接生成二氧化硅C.硅酸鈉溶液加熱時，溶液會逐漸變得黏稠，最終形成硅酸凝膠D.二氧化硅不溶于水，也不與水反應(yīng)答案：A解析：硅在自然界中主要以化合態(tài)存在，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，因此A選項正確。硅單質(zhì)在空氣中加熱不會直接生成二氧化硅，而是與氧氣反應(yīng)生成硅酸鹽，所以B選項錯誤。硅酸鈉溶液加熱時，會形成硅酸凝膠，但溶液不會逐漸變得黏稠，因此C選項錯誤。二氧化硅不溶于水，但能與強堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽和水，所以D選項錯誤。14、下列關(guān)于硅及其化合物的說法中，正確的是：A、硅是一種非金屬元素，具有良好的導(dǎo)電性，常用于制造半導(dǎo)體材料。B、二氧化硅（SiO2）是一種玻璃，可以溶于水，常用于制作光導(dǎo)纖維。C、硅單質(zhì)可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成可溶性硅酸鹽。D、硅酸是一種強酸，其酸性比硫酸弱。答案：C解析：A選項錯誤，硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但在普通條件下不導(dǎo)電。B選項錯誤，二氧化硅不溶于水，熔點高，是制作光導(dǎo)纖維的主要材料。D選項錯誤，硅酸是一種弱酸，其酸性比硫酸弱。C選項正確，硅單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性硅酸鹽。15、下列材料中，不屬于無機非金屬材料的是（）A、水泥B、玻璃C、陶瓷D、橡膠答案：D解析：無機非金屬材料主要指的是以無機物為主要成分的材料，它們具有非金屬的性質(zhì)。根據(jù)上述定義，水泥、玻璃和陶瓷均屬于傳統(tǒng)意義上的無機非金屬材料。而橡膠屬于有機高分子材料，主要由碳、氫等元素組成，通常屬于有機化合物，因此不屬于無機非金屬材料。故正確選項為D。答案：D（橡膠不屬于無機非金屬材料）16、下列關(guān)于硅的描述，正確的是（）A.硅是金屬元素，具有良好的導(dǎo)電性B.硅在自然界中以游離態(tài)存在C.硅是制造玻璃的主要原料之一D.硅的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)答案：C解析：硅（Si）是一種非金屬元素，具有良好的半導(dǎo)體性質(zhì)，不是金屬元素，因此A選項錯誤。硅在自然界中以化合態(tài)存在，如二氧化硅（SiO2）和硅酸鹽，而不是游離態(tài)，因此B選項錯誤。硅是制造玻璃的主要原料之一，玻璃的主要成分就是硅酸鹽，因此C選項正確。硅的化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，但并非不易與其他物質(zhì)反應(yīng)，在特定條件下可以與氧氣、氟氣等反應(yīng)，因此D選項錯誤。二、非選擇題（本大題有4小題，每小題13分，共52分）第一題1.下列關(guān)于硅的敘述中，正確的是（）A.硅是自然界中含量最多的元素，分布極為廣泛B.硅元素在地殼中的含量僅次于氧元素，是構(gòu)成巖石的一種基本元素C.軟錳礦是一種含硅的無機物，其主要成分是SiO2D.硅合金硬度較低，導(dǎo)電性較差答案：B解析：A選項錯誤，氧是自然界中含量最多的元素，而硅雖然分布廣泛，但并非含量最豐富的元素。B選項正確，硅元素在地殼中的含量確實僅次于氧元素，是構(gòu)成巖石的基本元素之一。C選項錯誤，軟錳礦的主要成分是MnO2，而不是SiO2，SiO2是純二氧化硅的化學(xué)式。D選項錯誤，硅合金硬度較高，且具有良好的導(dǎo)電性。第二題題目：請分析硅作為半導(dǎo)體材料的應(yīng)用原理，并說明為什么硅比其他元素更適合作為半導(dǎo)體材料。答案：硅作為半導(dǎo)體材料的應(yīng)用原理主要基于其電子能帶結(jié)構(gòu)。硅的原子結(jié)構(gòu)決定了其價電子的分布和能帶結(jié)構(gòu)。具體如下：1.硅原子的最外層有4個價電子，位于硅原子的第三電子層。在硅原子形成晶體結(jié)構(gòu)時，這些價電子在晶體中形成共價鍵，與相鄰的硅原子共享電子。2.在硅的晶體結(jié)構(gòu)中，價帶和導(dǎo)帶之間存在一個禁帶。在常溫下，硅的禁帶寬度約為1.12電子伏特，這使得硅在室溫下的電導(dǎo)率較低，即硅是半導(dǎo)體。3.當(dāng)硅受到熱能、光能或其他形式的能量激發(fā)時，價帶中的電子可以獲得足夠的能量躍遷到導(dǎo)帶，形成自由電子和空穴。這些自由電子和空穴可以自由移動，從而導(dǎo)電。為什么硅比其他元素更適合作為半導(dǎo)體材料：1.化學(xué)穩(wěn)定性：硅在自然界中含量豐富，且化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，不易與其他元素發(fā)生反應(yīng)，便于提取和純化。2.能帶結(jié)構(gòu)：硅的能帶結(jié)構(gòu)使其在室溫下具有良好的半導(dǎo)體特性，既不像導(dǎo)體那樣容易導(dǎo)電，也不像絕緣體那樣完全不導(dǎo)電。3.制造工藝：硅的晶體生長和加工工藝成熟，可以大規(guī)模生產(chǎn)，成本相對較低。4.應(yīng)用廣泛：硅基半導(dǎo)體器件在電子、通信、計算機等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。解析：本題考查了硅作為半導(dǎo)體材料的應(yīng)用原理及其優(yōu)勢。硅的電子能帶結(jié)構(gòu)決定了其在室溫下具有半導(dǎo)體特性，且硅的化學(xué)穩(wěn)定性、能帶結(jié)構(gòu)、制造工藝和廣泛應(yīng)用是其作為半導(dǎo)體材料的主要原因。解答本題時，需結(jié)合硅的原子結(jié)構(gòu)和能帶理論進行分析。第三題主題：硅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用【題目】1.硅是典型的非金屬元素，但它的一些化合物卻展現(xiàn)出一定的金屬特性。請根據(jù)你的學(xué)習(xí)，選擇合適的填空：二氧化硅(SiO?)是一種無機非金屬材料，它在高溫條件下可以與碳(C)發(fā)生反應(yīng)生成硅單質(zhì)(Si)和一種有毒氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。氫氧化硅(Si(OH)?)是硅酸的堿式鹽，它在強酸性溶液中會分解生成硅酸(H?SiO?)和水。寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。單質(zhì)硅的提純過程非常復(fù)雜，為了制備純硅，通常采用碳熱還原SiO?的方法。寫出碳熱還原SiO?制取單質(zhì)硅的化學(xué)方程式：_