高中化学第四章非金属及其化合物第一节无机非金属硅无机非金属材料的主角硅时导学案新人教版必修.docx

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高中化学第四章非金属及其化合物第一节无机非金属硅无机非金属材料的主角硅时导学案新人教版必修

第四章第一节无机非金属材料的主角----硅（第1课时）

【教学目标】：

1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途2、了解硅的两种重要化合物之——二氧化硅的主要性质；

3、了解二氧化硅在日常生活、生产中的应用

【复习巩固】阅读课本P72-74页完成下列各题

1.在已发现的一百多种元素中，除稀有元素外，非金属元素只有十多种，它们大都位于元素周期表的　　　　　　　　。

地壳中含量最多的前两种元素是　　　和　　　，它们构成了地壳的基本骨架。

硅在地壳中的含量为　　　　。

硅的　　　　　及　　　　　　构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的　　　　以上。

在无机非金属材料中，　　　一直扮演着主要的角色。

2.画出碳和硅的原子结构示意图..

3.完成下列化学方程式:

（1）碳在氧气中燃烧

（2）CO2与烧碱溶液反应　　　　　

4.硅是一种亲元素，主要以熔点很高的的形式存在。

而碳在地壳中主要形成等矿物。

【教学过程】：

一、硅单质（课本P79-80页）

1.物理性质

单质硅有_______和_______两种。

晶体硅的结构类似于__________，是带有__________的__________。

熔点_____、硬度_____、有_____。

硅的原子结构示意图为__________________，硅元素在地壳中的含量是_______（占第几位）。

2.化学性质

（1）常温下，Si化学性质稳定，但可发生下列反应：

Si+2NaOH+H2O=　　　　　　　　　。

（2）加热和高温下，Si能与一些非金属反应，与C相似：

Si+O2

，Si+Cl2

3.用途。

晶体硅的导电性介于________和________之间，是良好的_________材料。

硅是人类将能转换为能的常用材料。

二、二氧化硅（阅读课本P74-76页完成）

1.存在

地球上存在的天然二氧化硅叫，约占地壳总质量的；其存在形态有

和　　　　两大类。

2.结构特征

（1）SiO2晶体的基本结构单元呈形，每个Si原子周围结合个O，每个O

原子跟个Si相结合，Si与O原子按的比例组成的晶体。

（2）石英晶体是结晶的，石英中无色透明的晶体叫，具有彩色环带状或层状的称为，沙子中含有小粒的晶体。

3.物理性质：

SiO2溶于水，熔点，硬度。

【完成课本P76页思考与交流】

4.化学性质

（1）不活泼性：

常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式：

　玻璃中含SiO2，所以可以用来雕刻玻璃。

（2）SiO2是性氧化物，具有酸性氧化物的通性：

表现在可与碱和碱性氧化物反应。

完成下列方程式：

　①与生石灰反应：

　②与烧碱溶液反应：

【思考】⑴实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用塞而不用玻璃塞，为什么？

⑵实验室大多数试剂瓶是玻璃的，那么HF能否用玻璃瓶盛装，为什么？

⑶什么是酸性氧化物？

作为酸性氧化物二氧化硅具有什么特殊性？

（4）有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。

你同意这种看法吗？

（3）弱氧化性：

2C+SiO2

高温

5.用途

（1）沙子是基本的材料。

（2）是现代光学和光纤制品的基本原料。

　（3）和制作饰物和工艺品。

（4）利用SiO2的溶沸点高，实验室用它做。

【跟踪练习】

1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）

A.熔点很高B.与水反应生成对应的酸C.可与烧碱反应生成盐D.坚硬

2.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是（）

A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸纳溶液

3.下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是①晶体硅②金属铝③石墨④金刚石

A.只有①B.只有④C.②和③D.①和④

4.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（）

A.金刚砂B.玛瑙C.水晶D.石英

硅（第1课时）小测

班级姓名

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1.下列关于硅的说法不正确的是（）

A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体

B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料

C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应

D.当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应

2.碳和硅的比较，正确的是（）

A.都是非金属，而硅的非金属性较强B.碳和硅的最高正价都是+4价

C.硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位

D.碳和硅在自然界存在形式都是既有游离态也有化合态

3．下列物质属于纯净物的是        （    ） 

A．陶瓷    B．玻璃     C．二氧化硅      D．水泥 

4.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）

A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.苛性钠溶液

5.下列变化需加入氧化剂才能实现的是（）

A.SiO2→SiO32－B.Si→SiO32－C.SiO2→SiD.SiCl4→Si

6.下列反应中，硅元素被氧化的反应是（）

A.Si+O2=SiO2B.SiO2+CaO=CaSiO3

C.SiO2+2C=Si+2CO↑D.SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

7.下列物质中能与SiO2起化学反应的是（）

①浓H2SO4②H2O③盐酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化钙

A.①②⑥B.②④C.④⑤⑥D.③④⑤⑥

8.下列溶液中，能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是（）

A.浓H2SO4B.水玻璃C.氢氟酸D.苛性钾溶液

9.近一个时期,一些无知的人挖断通讯光缆想卖其中的贵金属挣钱,结果是既没有挣到钱却破坏了通讯设施,违反了国家法律.因为制造光缆芯的材料是：

A.铝B.铁C.硅D.二氧化硅

10.下列物质中主要成分不是SiO2的是（）

A水晶B玛瑙C.硅石D.硅胶

11.在一定条件下，既能与CO2反应，又能跟SiO2反应的物质是（　　）

①浓盐酸　②NaOH溶液　③浓硫酸　④碳

A．①②　B．①③　C．②④　D．③④

12．熔融烧碱应选：

A．石英坩埚    B．玻璃坩埚 C．生铁坩埚    D．陶瓷坩埚

13．高温下的反应SiO2+3C=SiC+2CO↑中，氧化剂和还原剂的质量比为（    ） 

A．1：

2     B．2：

1     C．1：

3       D．5：

3

14．下列说法正确的是（ ） 

 A．SiO2溶于水且显酸性     B．CO2通入水玻璃可得硅酸 

C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸  D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子 

2021届新高考化学模拟试卷

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．下列实验装置（夹持和尾气处理装置已省略）进行的相应实验，能达到实验目的的是（）

A．利用①装置，配制一定物质的量浓度的NaNO3溶液

B．利用②装置，验证元素的非金属性：

Cl>C>Si

C．利用③装置，合成氨并检验氨的生成

D．利用④装置，验证浓H2SO4具有脱水性、强氧化性，SO2具有漂白性、还原性

2．某学习小组设计实验探究H2S的性质，装置如图所示。

下列说法正确的是（）

A．若E中FeS换成Na2S，该装置也可达到相同的目的

B．若F中产生黑色沉淀，说明硫酸的酸性比氢硫酸强

C．若G中产生浅黄色沉淀，说明H2S的还原性比Fe2+强

D．若H中溶液变红色，说明氢硫酸是二元弱酸

3．人类已经成功合成了117号元素Uus，关于

的叙述正确的是

A．原子内电子数多于中子数B．与

电子式相同

C．元素的近似相对原子质量是294D．处于不完全周期内

4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是

A．0.2molFeI2与足量氯气反应时转移电子数为0.4NA

B．常温常压下，46gNO2和N2O4混合气体含有的原子数为3NA

C．标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA

D．常温下，56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子

5．下列实验能实现的是（）

A．

图1装置左侧用于检验氯化铵受热分解出的氨气

B．

图2装置用于分离碘单质和高锰酸钾固体混合物

C．

图3装置中若a处有红色物质生成，b处变蓝，证明X一定是H2

D．

图4装置可以制取少量CO2，安全漏斗可以防止气体逸出

6．25℃时，某实验小组同学向铝与过量稀盐酸反应后的残留液中滴加氢氧化钠溶液，并用pH传感器测得pH变化曲线如图所示（B点开始出现白色沉淀）。

下列说法错误的是（　　）

A．A点前发生中和反应

B．BC段沉淀质量逐渐增加

C．D点后的反应为：

Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O

D．E点溶液中溶质主要是NaAlO2和NaOH

7．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是（）

A．装置甲进行铜和浓硫酸的反应

B．装置乙收集二氧化硫并吸收尾气

C．装置丙稀释反应后的混合液

D．装置丁分离稀释后混合物中的不溶物

8．既发生了化学反应，又有电解质的溶解过程，且这两个过程都吸热的是

A．冰醋酸与NaOH溶液反应B．KNO3加入水中

C．NH4NO3加入水中D．CaO加入水中

9．某二元弱碱B（OH）2（K1=5.9×10-2、K2=6.4×10-5）。

向10mL稀B（OH）2溶液中滴加等浓度盐酸，B（OH）2、B（OH）+、B2+的浓度分数

随溶液pOH[pOH=-lgc（OH-）]变化的关系如图，以下说法正确的是

A．交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL

B．当加入的盐酸溶液的体积为10mL时存在c（Cl-）＞c（B（OH）+）＞c（H+）＞c（OH-）＞c（B2+）

C．交点b处c（OH-）=6.4×l0-5

D．当加入的盐酸溶液的体积为15mL时存在：

c（Cl-）+c（OH-）＞c（H+）＞c（OH-）＞c（B2+）+c（B（OH）+）+c（H+）

10．已知：

25℃时，Ka（HA）>Ka（HB）。

该温度下，用0.100mol/L盐酸分别滴定浓度均为0.100mol/L的NaA溶液和NaB溶液，混合溶液的pH与所加盐酸体积（V）的关系如右图所示。

下列说法正确的是

A．滴定前NaA溶液与NaB溶液的体积相同

B．25℃时，Ka（HA）的数量级为l0-11

C．当pH均为6时，两溶液中水的电离程度相同

D．P点对应的两溶液中c（A-）+c（HA）

11．分类是重要的科学研究方法，下列物质分类正确的是

A．酸性氧化物：

SO2、SiO2、NO2

B．弱电解质：

CH3COOH、BaCO3、Fe（OH）3

C．纯净物：

铝热剂、漂粉精、聚乙烯

D．无机物：

CaC2、石墨烯、HCN

12．下列有关化学用语表示正确的是

A．硝基苯

B．镁离子的结构示图

C．水分子的比例模型：

D．原子核内有8个中子的碳原子：

13．Se元素是人体必需的微量元素之一。

下列说法不正确的是（）

A．SeO2可以被氧化B．H2Se的分子构型为V型

C．SeO2能和碱溶液反应D．H2Se的稳定性强于H2S

14．Anammox法是一种新型的氨氮去除技术。

设阿伏加德罗常数的数值为NA，则下列说法正确的是

A．1moLNH4+所含电子数为11NA

B．30gN2H2中含有的共用电子对数目为4NA

C．过程II属于还原反应，过程IV属于氧化反应

D．过程I中反应得到的还原产物与氧化产物物质的量之比为1：

2

15．科研工作者结合实验与计算机模拟来研究钌催化剂表面不同位点上合成氨反应历程，如图所示，其中实线表示位点A上合成氨的反应历程，虚线表示位点B上合成氨的反应历程，吸附在催化剂表面的物种用*标注。

下列说法错误的是

A．由图可以判断合成氨反应属于放热反应

B．氮气在位点A上转变成2N*速率比在位点B上的快

C．整个反应历程中活化能最大的步骤是2N*+3H2→2N*+6H*

D．从图中知选择合适的催化剂位点可加快合成氨的速率

二、实验题（本题包括1个小题，共10分）

16．如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO2的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D（放置有铁粉）。

请回答：

（1）仪器A的名称是_____，烧瓶中反应的化学方程式是______。

（2）装置B中盛放的液体是____，气体通过装置B的目的是_____。

（3）装置C中盛放的液体是____，气体通过装置C的目的是_____。

（4）D中反应的化学方程式是____。

（5）烧杯E中盛放的液体是___，反应的离子方程式是____。

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）

17．中药葛根是常用祛风解表药物，其有效成分为葛根大豆苷元，用于治疗高血压引起的头疼、头晕、突发性耳聋等症。

其合成线路如下：

请回答下列问题：

（1）F中含氧官能团的名称为____________________。

（2）A→B的反应类型为_________________。

（3）物质E的结构简式为________________。

（4）写出同时符合下列条件的物质E的同分异构体的结构简式___________（写一种）。

①不能与Fe3+发生显色反应

②可以发生银镜反应

③苯环上有两种不同化学环境的氢原子

（5）已知：

写出以

和CH3CH2OH为原料制备

的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。

_________________

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）

18．中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是___（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式___。

（3）在400℃时，向初始体积1L的恒压反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。

则：

①在该温度下，其平衡常数K=__。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将__（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是___。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如图，则压强的关系是___。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：

2CH4（g）→C2H6（g）＋H2（g）。

反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

在200℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是___。

19．（6分）含有N、P、Fe、Ti等元素的新型材料有着广泛的用途。

（1）基态Fe原子未成对电子数为______个；基态Ti原子的价电子排布图是_____________。

（2）意大利罗马大学的：

FuNvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，其中氮原子的轨道杂化形式为__________________________。

（3）比较气态氢化物膦（PH3）和氨（NH3）的键角：

PH3________NH3（填“大于”、“小于”或“等于”），主要原因为____________________________________________________________。

（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如图所示。

①组成M的元素中，电负性最大的是___________（填名称）。

②M中含有_________（填标号）。

Aπ键Bσ键

C离子键D配位键

（5）已知金刚石的晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如下图B所示，则金属铁晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图__________（填标号）。

（6）某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示，其中距离铁原子最近的铁原子的个数为____________，氮化铁晶胞底边长为acm，高为ccm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为__________g·cm-3（用含a、c和NA的计算式表示）。

参考答案

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．D

【解析】

【分析】

【详解】

A.①装置，不能用容量瓶直接配制溶液，故A错误；

B.②装置，盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳不能证明非金属性；通入硅酸钠溶液的气体含有二氧化碳和氯化氢，氯化氢、二氧化碳都能与硅酸钠反应生成沉淀，所以生成硅酸沉淀不能证明非金属性，故B错误；

C.氮气与氢气在铁触媒和高温下生成氨气，氨气遇到干燥的试纸，试纸不能变色，不能达到实验目的，故C错误；

D.浓硫酸具有脱水性、强氧化性，能使蔗糖变黑，反应生成二氧化碳和二氧化硫，二氧化硫具有漂白性可使品红溶液褪色，二氧化硫具有还原性可使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确；

故选：

D。

。

2．C

【解析】

【详解】

A.若E中FeS换成Na2S，硫化亚铁是块状固体，硫化钠是粉末，不能达到随关随停的效果，故A错误；

B.若F中产生黑色沉淀，是硫酸铜和硫化氢反应生成硫化铜沉淀和硫酸，不能说明硫酸的酸性比氢硫酸强，故B错误；

C.若G中产生浅黄色沉淀是硫化氢和氯化铁反应生成硫单质、氯化亚铁和盐酸，根据氧化还原反应原理得出H2S的还原性比Fe2+强，故C正确；

D.若H中溶液变红色，说明氢硫酸是酸，不能说明是二元弱酸，故D错误。

综上所述，答案为C。

3．B

【解析】

【详解】

A．电子数为117，中子数为

，A错误；

B．由于质子数均为117，故最外层电子数相同，与

电子式相同，B正确；

C．294只是该核素的质量数，没有告诉该核素在自然界的百分含量，不能计算近似相对原子质量，C错误；

D．根据原子结构示意图知，该元素位于第七周期、第VIIA族，不在不完全周期内，D错误。

答案选B。

4．B

【解析】

【详解】

A.FeI2与足量氯气反应生成氯化铁和碘单质，0.2molFeI2与足量氯气反应时转移电子数为0.6NA，故A错误；

B.NO2和N2O4的最简式都是NO2，46gNO2和N2O4混合气体含有的原子数

3NA，故B正确；

C.标准状况下CCl4是液体，2.24LCCl4的物质的量不是0.1mol，故C错误；

D.常温下，铁在浓H2SO4中钝化，故D错误。

5．D

【解析】

【详解】

A、左侧的五氧化二磷会吸收氯化铵分解产生的氨气，因此左侧可检测氯化氢，故A不符合题意；

B、加热时碘升华，高锰酸钾会发生分解，因此加热法不能分离，故B不符合题意；

C、a处有红色物质生成，说明氧化铜被还原，b处变蓝，说明气体中含有水蒸气，因此有可能X中含有水蒸气，X也可能含有乙醇、氨气、甲烷等，故C不符合题意；

D、大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳，安全漏斗可在左右侧形成液柱，可防止气体逸出，故D符合题意；

故答案为：

D。

6．D

【解析】

【分析】

根据图象可知，铝与过量稀盐酸反应后的残留液中滴加氢氧化钠溶液，pH=2，溶液显酸性，则说明盐酸剩余，即A点溶液中含氯化铝和过量的盐酸；向残留液中加入氢氧化钠溶液，则NaOH和HCl反应：

NaOH+HCl=NaCl+H2O，导致溶液的pH升高，即AB段；在B点时，溶液的pH=4，则此时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应，即B点溶液中的溶质只有NaCl和AlCl3；继续滴加氢氧化钠溶液，则NaOH和AlCl3反应：

3NaOH+AlCl3=Al（OH）3↓+3NaCl，即BC段，溶液的pH不变；在C点时，溶液中的AlCl3完全反应，继续滴加氢氧化钠溶液，氢氧化钠过量，故溶液的pH生高，即CD段，发生反应Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，据此进行分析。

【详解】

A．铝与过量稀盐酸反应后的残留液中含有氯化铝和盐酸，滴加氢氧化钠溶液，酸碱中和反应的速率最快，故氢氧化钠首先和盐酸发生中和反应，A点前发生中和反应，故A正确；

B．铝与过量稀盐酸反应后的残留液中含有氯化铝，加入氢氧化钠之后，首先生成氢氧化铝沉淀，故BC段沉淀质量逐渐增加，故B正确；

C．CD段pH值突增，说明氢氧化钠过量，则发生反应Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，故C正确；

D．E点溶液中溶质主要是NaAlO2和NaOH，还有氯化钠，故D错误；

答案选D。

7．C

【解析】

【详解】

A．Cu和浓硫酸反应需要加热，甲装置中缺少酒精灯，无法完成铜与浓硫酸的反应，故A错误；

B．二氧化硫比空气密度大，应该采用向上排空气法收集，即导管采用长进短出的方式，故B错误；

C．反应后溶液中含有大量浓硫酸，需要将反应后溶液沿着烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒搅拌，图示操作方法合理，故C正确；

D．固液分离操作是过滤，但过滤时需要用玻璃棒引流，故D错误；

故答案为C。

8．C

【解析】

【详解】

A.冰醋酸和氢氧化钠溶液的反应为酸碱中和，而酸碱中和为放热反应，故A错误；

B.由于硝酸钾为强酸强碱盐，不能水解，故硝酸钾加入水中没有化学反应发生，故不符合题干的要求，故B错误；

C.硝酸铵加入水中后，先溶于水，而铵盐溶于水为吸热的物理过程；然后发生盐类的水解，由于盐类的水解为酸碱中和的逆反应，故盐类水解吸热，故C正确；

D.氧化钙放入水中后和水发生化合反应，为放热反应，故D错误；

故选：

C。

9．C

【解析】

【详解】

A.如果加入盐酸的体积为5mL，由B（OH）2+HCl＝B（OH）Cl+H2O可知此时溶液含等量的B（OH）2、B（OH）+，由于水解和电离能力不同，所以溶液中不可能含等量的B（OH）2、B（OH）+，A错误；

B．当加入的盐酸溶液的体积为10mL时，反应生成B（OH）Cl，溶液显碱性，则c（OH-）＞c（H+），B错误；

C.交点b处B（OH）+、B2+的分布分数相等，二者平衡浓度相等，由K2=

=6.4×10-5，可知b处c（OH-）=6.4×10-5，C正确；

D.当加入的盐酸溶液的体积为15mL时，生成等物质的量的B（OH）Cl和BCl2的混合溶液，溶液遵循电荷守恒，则存在c（Cl-）+c（OH-）=c（H+）+2c（B2+）+c[B（OH）+）]，D错误；

故合理选项是C。

10．C

【解析】

【详解】

A．由题中信息Ka（HA）>Ka（HB）可知，相同浓度下A-的水解程度小于B-的水解程度，滴定至P点，滴加等体积的盐酸时两溶液的pH相等，则滴定前NaA溶液的体积大于NaB溶液的体积，故A错误；

B．25℃时，由题图可知，0.100mol·L-1NaA溶液的pH=11，则Ka（HA）=

，故B错误；