《第1节 硅 无机非金属材料》（同步训练）高中化学必修1-鲁科版-2024-2025学年

《第1节硅无机非金属材料》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于硅的性质描述不正确的是：A、硅常温下为灰黑色、有金属光泽的非金属固体B、硅的化学性质稳定，不易与氧气反应C、硅是原子晶体，具有较高的熔点和硬度D、硅是一种重要的半导体材料2、下列关于硅及其化合物的说法错误的是：A.硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。B.硅酸钠可以作为粘合剂使用。C.玻璃的主要成分是二氧化硅，因此它是一种纯净物。D.水晶的主要成分是二氧化硅。3、下列关于硅单质性质的描述，不正确的是（）A.硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧B.硅在自然界中以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式C.硅是半导体材料，广泛应用于电子工业D.硅单质在空气中加热可以与氧气反应生成二氧化硅4、下列关于二氧化硅的性质描述，错误的是（C）A、二氧化硅是构成地壳中岩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，是硅石的主要矿物。C、二氧化硅的溶液呈碱性。D、二氧化硅具有较高的熔点和硬度。5、下列关于二氧化硅的描述，不正确的是：A、二氧化硅是地壳中含量仅次于氧的元素。B、二氧化硅具有良好的化学稳定性，不易与其他物质发生反应。C、二氧化硅是光导纤维的主要原料。D、二氧化硅在自然界中以石英、水晶等形式存在。6、在制备光导纤维的过程中，所使用的核心材料是：A.硅纳米线B.硅橡胶C.高纯度二氧化硅D.聚乙烯醇7、下列关于硅的说法，错误的是：A.硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧；B.硅在自然界中以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式；C.硅是非金属元素，在常温下化学性质不活泼；D.硅是半导体材料，广泛应用于电子器件和太阳能电池。8、硅是一种重要的半导体材料，以下关于硅及其化合物的描述错误的是：A.工业上通常将硅石在高温下与碳反应制得粗硅。B.硅具有良好的半导体性能，用于制造各种半导体器件。C.日常生活中，硅酸是不溶性酸，因此不适用于清洁金属表面。D.二氧化硅是制造光导纤维的主要原料。9、下列物质中，不属于硅酸盐产品的是：A.玻璃B.水泥C.硅藻土D.玻璃钢10、在高温下，硅能够与某些金属作用形成共价键。下列金属中，与硅反应形成共价键能力最强的是：A、铁（Fe）B、铝（Al）C、钠（Na）D、钛（Ti）11、下列关于硅及其化合物的说法中，错误的是：A.硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分之一。B.高纯度的单质硅主要用于制造光导纤维。C.二氧化硅是制备玻璃的重要原料。D.水晶的主要成分是二氧化硅。12、硅的晶体结构属于哪种类型？A、密堆积结构B、晶格结构C、金刚石结构D、分子晶体结构13、下列关于硅单质及其化合物的描述中，正确的是（）A.硅在自然界中主要以化合态存在，如二氧化硅和硅酸盐B.硅单质在空气中加热会直接生成二氧化硅C.硅酸钠溶液加热时，溶液会逐渐变得黏稠，最终形成硅酸凝胶D.二氧化硅不溶于水，也不与水反应14、下列关于硅及其化合物的说法中，正确的是：A、硅是一种非金属元素，具有良好的导电性，常用于制造半导体材料。B、二氧化硅（SiO2）是一种玻璃，可以溶于水，常用于制作光导纤维。C、硅单质可以与氢氧化钠溶液反应，生成可溶性硅酸盐。D、硅酸是一种强酸，其酸性比硫酸弱。15、下列材料中，不属于无机非金属材料的是（）A、水泥B、玻璃C、陶瓷D、橡胶16、下列关于硅的描述，正确的是（）A.硅是金属元素，具有良好的导电性B.硅在自然界中以游离态存在C.硅是制造玻璃的主要原料之一D.硅的化学性质非常稳定，不易与其他物质反应二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题1.下列关于硅的叙述中，正确的是（）A.硅是自然界中含量最多的元素，分布极为广泛B.硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，是构成岩石的一种基本元素C.软锰矿是一种含硅的无机物，其主要成分是SiO2D.硅合金硬度较低，导电性较差第二题题目：请分析硅作为半导体材料的应用原理，并说明为什么硅比其他元素更适合作为半导体材料。第三题主题：硅及其化合物的性质与应用【题目】1.硅是典型的非金属元素，但它的一些化合物却展现出一定的金属特性。请根据你的学习，选择合适的填空：二氧化硅(SiO₂)是一种无机非金属材料，它在高温条件下可以与碳(C)发生反应生成硅单质(Si)和一种有毒气体，写出该反应的化学方程式：______。氢氧化硅(Si(OH)₄)是硅酸的碱式盐，它在强酸性溶液中会分解生成硅酸(H₂SiO₃)和水。写出该分解反应的化学方程式：______。单质硅的提纯过程非常复杂，为了制备纯硅，通常采用碳热还原SiO₂的方法。写出碳热还原SiO₂制取单质硅的化学方程式：______。第四题分析物质X、Y、Z的性质，推断物质的结构简式。现有以下信息：1.物质X为原子晶体，能够导电，熔点高，硬度和沸点也很高。2.物质Y能溶于酸但不溶于碱，与氧反应生成无定形固体。3.物质Z能够吸潮变成黏性物质，但在空气中加热后逐渐恢复干态。（1）物质X的结构简式是什么？（2）物质Y的化学式是什么？（3）物质Z可能的类型是什么？《第1节硅无机非金属材料》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于硅的性质描述不正确的是：A、硅常温下为灰黑色、有金属光泽的非金属固体B、硅的化学性质稳定，不易与氧气反应C、硅是原子晶体，具有较高的熔点和硬度D、硅是一种重要的半导体材料答案：B解析：硅常温下是灰黑色的非金属固体，有金属光泽，选项A正确；硅是原子晶体，具有较高的熔点和硬度，选项C正确；硅也是重要的半导体材料，选项D正确。硅虽然化学性质稳定，但在加热条件下可以与氧气反应生成二氧化硅，因此选项B描述不正确。2、下列关于硅及其化合物的说法错误的是：A.硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。B.硅酸钠可以作为粘合剂使用。C.玻璃的主要成分是二氧化硅，因此它是一种纯净物。D.水晶的主要成分是二氧化硅。答案：C解析：硅在地壳中的含量非常丰富，且多以化合物形式存在，选项A正确；硅酸钠因其良好的粘性常被用作粘合剂，选项B正确；玻璃虽然含有大量的二氧化硅，但它并非纯净物，而是混合物，因此选项C错误；水晶是由纯二氧化硅组成的晶体，选项D正确。所以本题答案选C。3、下列关于硅单质性质的描述，不正确的是（）A.硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧B.硅在自然界中以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式C.硅是半导体材料，广泛应用于电子工业D.硅单质在空气中加热可以与氧气反应生成二氧化硅答案：D解析：硅单质在空气中加热确实可以与氧气反应生成二氧化硅，但这个反应是在硅表面形成一层氧化硅膜，阻止了进一步的氧化。因此，选项D的描述不正确。其他选项A、B、C都是关于硅单质性质的正确描述。4、下列关于二氧化硅的性质描述，错误的是（C）A、二氧化硅是构成地壳中岩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，是硅石的主要矿物。C、二氧化硅的溶液呈碱性。D、二氧化硅具有较高的熔点和硬度。答案：C解析：二氧化硅（SiO2）由于其化学性质较稳定，不易与水反应，溶液不会有酸碱性表现，所以说二氧化硅的溶液呈碱性是错误的。二氧化硅溶液实际上是中性的，因此选项C描述错误。其他选项中，A和B正确描述了二氧化硅的存在形式，D正确描述了其物理性质。5、下列关于二氧化硅的描述，不正确的是：A、二氧化硅是地壳中含量仅次于氧的元素。B、二氧化硅具有良好的化学稳定性，不易与其他物质发生反应。C、二氧化硅是光导纤维的主要原料。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选项描述不正确。地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅，因此二氧化硅不是地壳中含量仅次于氧的元素。B、C、D选项描述正确，二氧化硅具有良好的化学稳定性，是光导纤维的主要原料，且在自然界中以石英、水晶等形式存在。6、在制备光导纤维的过程中，所使用的核心材料是：A.硅纳米线B.硅橡胶C.高纯度二氧化硅D.聚乙烯醇答案：C解析：在制备光导纤维的过程中，使用的是高纯度二氧化硅（石英玻璃）作为核心材料。这是因为高纯度二氧化硅具有优良的光学透明性和机械强度，是制造高质量光导纤维的理想材料。硅纳米线在纳米技术中有应用，但不是光导纤维的主要材料。硅橡胶和聚乙烯醇更多用于其他领域的应用。7、下列关于硅的说法，错误的是：A.硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧；B.硅在自然界中以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式；C.硅是非金属元素，在常温下化学性质不活泼；D.硅是半导体材料，广泛应用于电子器件和太阳能电池。答案：C解析：硅在常温下虽然化学性质较为稳定，但并非不活泼。硅在空气中能与氧气缓慢反应，生成一层致密的二氧化硅膜，从而保护内部硅不被进一步氧化。因此，选项C中的描述是错误的。其他选项A、B、D的描述都是正确的。8、硅是一种重要的半导体材料，以下关于硅及其化合物的描述错误的是：A.工业上通常将硅石在高温下与碳反应制得粗硅。B.硅具有良好的半导体性能，用于制造各种半导体器件。C.日常生活中，硅酸是不溶性酸，因此不适用于清洁金属表面。D.二氧化硅是制造光导纤维的主要原料。答案：C解析：选项A描述的是从硅石中提取粗硅的工业方法，正确；选项B描述的是硅的应用，正确；选项D描述的是二氧化硅的应用，正确。选项C描述的是硅酸，实际上，硅酸能够溶解金属氧化物，因此可用于金属表面的清洁，所以选项C描述错误。9、下列物质中，不属于硅酸盐产品的是：A.玻璃B.水泥C.硅藻土D.玻璃钢答案：D解析：玻璃、水泥和硅藻土都是硅酸盐产品，它们的主要成分都含有硅酸盐。玻璃钢则是一种复合材料，由玻璃纤维和树脂组成，不含有硅酸盐。因此，选项D是正确答案。10、在高温下，硅能够与某些金属作用形成共价键。下列金属中，与硅反应形成共价键能力最强的是：A、铁（Fe）B、铝（Al）C、钠（Na）D、钛（Ti）答案：D解析：在高温条件下，硅能够与某些金属形成共价键。钛作为一种较活泼的过渡金属，在高温下与硅反应较为容易形成共价键，因此答案选D。其他选项中，铁、铝和钠与硅的反应性依次减弱，钠作为碱金属，即使在高温条件下，反应性也明显低于过渡金属钛。注意：这里的描述主要基于硅的物理和化学性质，以及金属在不同条件下的反应性，以示化学与金属元素间的相互作用。11、下列关于硅及其化合物的说法中，错误的是：A.硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分之一。B.高纯度的单质硅主要用于制造光导纤维。C.二氧化硅是制备玻璃的重要原料。D.水晶的主要成分是二氧化硅。答案：B解析：本题考查了硅及其化合物的基本知识。选项A正确，因为硅酸盐确实是构成地壳岩石的主要成分之一；选项C也正确，因为二氧化硅（SiO2）确实是制备玻璃的重要原料；选项D正确，水晶是一种天然形成的二氧化硅晶体。而选项B提到的高纯度单质硅主要用于制造半导体器件，如晶体管、集成电路等，而不是光导纤维，光导纤维主要由二氧化硅制成。因此，选项B是错误的。12、硅的晶体结构属于哪种类型？A、密堆积结构B、晶格结构C、金刚石结构D、分子晶体结构答案：C解析：硅的晶体结构与金刚石相似，都属于四面体网格结构，故选项C正确。密堆积结构是多种金属晶体常见的结构类型，例如面心立方晶体结构和体心立方晶体结构。而晶格结构是晶体化学中的基本概念，表示晶体中的原子在空间中的排列方式，它并不限于特定的元素或结构类型。分子晶体是由分子通过范德华力而非化学键连接而成的晶体，硅并不符合这一类型。13、下列关于硅单质及其化合物的描述中，正确的是（）A.硅在自然界中主要以化合态存在，如二氧化硅和硅酸盐B.硅单质在空气中加热会直接生成二氧化硅C.硅酸钠溶液加热时，溶液会逐渐变得黏稠，最终形成硅酸凝胶D.二氧化硅不溶于水，也不与水反应答案：A解析：硅在自然界中主要以化合态存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，因此A选项正确。硅单质在空气中加热不会直接生成二氧化硅，而是与氧气反应生成硅酸盐，所以B选项错误。硅酸钠溶液加热时，会形成硅酸凝胶，但溶液不会逐渐变得黏稠，因此C选项错误。二氧化硅不溶于水，但能与强碱溶液反应生成硅酸盐和水，所以D选项错误。14、下列关于硅及其化合物的说法中，正确的是：A、硅是一种非金属元素，具有良好的导电性，常用于制造半导体材料。B、二氧化硅（SiO2）是一种玻璃，可以溶于水，常用于制作光导纤维。C、硅单质可以与氢氧化钠溶液反应，生成可溶性硅酸盐。D、硅酸是一种强酸，其酸性比硫酸弱。答案：C解析：A选项错误，硅是一种良好的半导体材料，但在普通条件下不导电。B选项错误，二氧化硅不溶于水，熔点高，是制作光导纤维的主要材料。D选项错误，硅酸是一种弱酸，其酸性比硫酸弱。C选项正确，硅单质与氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸盐。15、下列材料中，不属于无机非金属材料的是（）A、水泥B、玻璃C、陶瓷D、橡胶答案：D解析：无机非金属材料主要指的是以无机物为主要成分的材料，它们具有非金属的性质。根据上述定义，水泥、玻璃和陶瓷均属于传统意义上的无机非金属材料。而橡胶属于有机高分子材料，主要由碳、氢等元素组成，通常属于有机化合物，因此不属于无机非金属材料。故正确选项为D。答案：D（橡胶不属于无机非金属材料）16、下列关于硅的描述，正确的是（）A.硅是金属元素，具有良好的导电性B.硅在自然界中以游离态存在C.硅是制造玻璃的主要原料之一D.硅的化学性质非常稳定，不易与其他物质反应答案：C解析：硅（Si）是一种非金属元素，具有良好的半导体性质，不是金属元素，因此A选项错误。硅在自然界中以化合态存在，如二氧化硅（SiO2）和硅酸盐，而不是游离态，因此B选项错误。硅是制造玻璃的主要原料之一，玻璃的主要成分就是硅酸盐，因此C选项正确。硅的化学性质较为稳定，但并非不易与其他物质反应，在特定条件下可以与氧气、氟气等反应，因此D选项错误。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题1.下列关于硅的叙述中，正确的是（）A.硅是自然界中含量最多的元素，分布极为广泛B.硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，是构成岩石的一种基本元素C.软锰矿是一种含硅的无机物，其主要成分是SiO2D.硅合金硬度较低，导电性较差答案：B解析：A选项错误，氧是自然界中含量最多的元素，而硅虽然分布广泛，但并非含量最丰富的元素。B选项正确，硅元素在地壳中的含量确实仅次于氧元素，是构成岩石的基本元素之一。C选项错误，软锰矿的主要成分是MnO2，而不是SiO2，SiO2是纯二氧化硅的化学式。D选项错误，硅合金硬度较高，且具有良好的导电性。第二题题目：请分析硅作为半导体材料的应用原理，并说明为什么硅比其他元素更适合作为半导体材料。答案：硅作为半导体材料的应用原理主要基于其电子能带结构。硅的原子结构决定了其价电子的分布和能带结构。具体如下：1.硅原子的最外层有4个价电子，位于硅原子的第三电子层。在硅原子形成晶体结构时，这些价电子在晶体中形成共价键，与相邻的硅原子共享电子。2.在硅的晶体结构中，价带和导带之间存在一个禁带。在常温下，硅的禁带宽度约为1.12电子伏特，这使得硅在室温下的电导率较低，即硅是半导体。3.当硅受到热能、光能或其他形式的能量激发时，价带中的电子可以获得足够的能量跃迁到导带，形成自由电子和空穴。这些自由电子和空穴可以自由移动，从而导电。为什么硅比其他元素更适合作为半导体材料：1.化学稳定性：硅在自然界中含量丰富，且化学性质相对稳定，不易与其他元素发生反应，便于提取和纯化。2.能带结构：硅的能带结构使其在室温下具有良好的半导体特性，既不像导体那样容易导电，也不像绝缘体那样完全不导电。3.制造工艺：硅的晶体生长和加工工艺成熟，可以大规模生产，成本相对较低。4.应用广泛：硅基半导体器件在电子、通信、计算机等领域有广泛的应用。解析：本题考查了硅作为半导体材料的应用原理及其优势。硅的电子能带结构决定了其在室温下具有半导体特性，且硅的化学稳定性、能带结构、制造工艺和广泛应用是其作为半导体材料的主要原因。解答本题时，需结合硅的原子结构和能带理论进行分析。第三题主题：硅及其化合物的性质与应用【题目】1.硅是典型的非金属元素，但它的一些化合物却展现出一定的金属特性。请根据你的学习，选择合适的填空：二氧化硅(SiO₂)是一种无机非金属材料，它在高温条件下可以与碳(C)发生反应生成硅单质(Si)和一种有毒气体，写出该反应的化学方程式：______。氢氧化硅(Si(OH)₄)是硅酸的碱式盐，它在强酸性溶液中会分解生成硅酸(H₂SiO₃)和水。写出该分解反应的化学方程式：______。单质硅的提纯过程非常复杂，为了制备纯硅，通常采用碳热还原SiO₂的方法。写出碳热还原SiO₂制取单质硅的化学方程式：_