2024届高三新高考化学大一轮专题训练---碳族元素及其化合物

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题训练---碳族元素及其化合物，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题训练---碳族元素及其化合物
一、单选题
1．（2023春·广东湛江·高三统考阶段练习）广东是我国对外开放的窗口，有众多非物质文化遗产和特色产业，下列说法错误的是
A．电白沉香是广东非物质文化遗产，点燃沉香房间充满香味，说明分子是运动的
B．东莞半导体产业发达，芯片的主要成分为二氧化硅
C．深圳鹏城实验室研究铝的化合物在有机催化方面取得了突破进展， 中含有配位键
D．佛山铝材全国闻名，冰晶石助熔电解熔融氧化铝可冶炼铝
2．（2023春·甘肃·高三民勤县第一中学校联考期中）半导体工业有句行话“从沙滩到用户”，其中涉及反应，下列有关说法错误的是
A．中硅元素的化合价为+4价
B．Si可用于制造计算机芯片
C．每生成，反应转移电子
D．该反应是由粗硅制纯硅的反应之一
3．（2023·重庆·重庆南开中学校考三模）“结构决定性质，性质决定用途”。下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．氮化硅耐高温、抗氧化，可用于制造高温结构陶瓷
B．氯化铁溶液显酸性，可用于刻蚀铜制电路板
C．硬铝的密度小、强度高，可用于制造飞机外壳
D．聚乳酸具有生物相容性和可降解性，可用作手术缝合线
4．（2023春·辽宁大连·高三大连二十四中校考期中）下列有关说法中正确的是
A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体，常用作集成电路
B．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物
C．水晶、玛瑙、高温结构陶瓷、压电陶瓷均为硅酸盐产品
D．因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
5．（2023春·河北石家庄·高三石家庄外国语学校校考期中）现代社会的发展与进步离不开材料，下列说法不正确的是
A．神舟12号飞船使用的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B．碳纳米管有优良的电学性能、可用于生产电池
C．工业生产玻璃、水泥和陶瓷，均需用石灰石作原料
D．以高纯二氧化硅制成的光导纤维内窥镜可直接窥视有关器官部位的变化
6．（2023春·甘肃兰州·高三兰州一中校考期中）下列说法正确的是
A．实验室里氢氟酸盛放于塑料试剂瓶中
B．、或都会导致酸雨的形成
C．为酸性氧化物，能与水化合生成硅酸
D．难溶于水，故能与溶液反应
7．（2022春·辽宁大连·高三大连市第二十三中学校联考期中）硅是带来人类文明的重要元素之一，科学家也提出硅是“21世纪的能源”。这主要是由于硅及其化合物对社会发展所起的巨大促进作用。下列说法正确的是
A．制造手机芯片的关键材料是二氧化硅
B．工业制水泥、玻璃都要用到石灰石；制水泥、陶瓷都要用到黏土
C．刚玉、金刚砂，水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是
D．碳纳米管、氮化硅陶瓷，光导纤维，普通玻璃都属于新型无机非金属材料
8．（2023春·广东深圳·高三深圳市光明区高级中学校联考期中）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程如图所示：

下列说法错误的是
A．步骤①、②和③中的反应均为氧化还原反应
B．流程中的和可循环利用
C．步骤③中的不可用焦炭代替
D．由步骤①中的反应可知，碳的非金属性比硅强
9．（2023春·江西萍乡·高三统考期中）化学与生产生活紧密相关，下列说法正确的是
A．锂电池的负极是锂，电解质溶液可以是水溶液
B．常温下不需要加热就能进行的反应一定是放热反应
C．氮氧化物与酸雨的形成有关
D．水玻璃可用于制备木材防火剂，晶体硅的主要用途是制造光导纤维
10．（2023春·湖南长沙·高三长沙市实验中学校考期中）化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
选项
现象或事实
解释
A
氢氟酸可用于蚀刻玻璃
SiO2是碱性氧化物
B
明矾可用作净水剂
明矾水解生成Al(OH)3沉淀
C
铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落
氧化铝的熔点高于铝的熔点
D
HF的热稳定性比HCl强
HF分子间有氢键

A．A B．B C．C D．D
11．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中不正确的是

A．三氯甲硅烷()是反应②的还原产物 B．氢气和氯化氢均可循环利用
C．①②③三个反应均为氧化还原反应 D．高纯硅可以制备芯片和太阳能电池板
12．（2023秋·安徽芜湖·高三统考期末）化学与生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A．汽油、甘油、花生油均能发生水解反应和氧化反应
B．用高粱生产白酒的化学原理是淀粉水解生成了乙醇
C．首款异构融合类脑芯片——天机芯的主要材料与光导纤维相同
D．硫酸铜溶液可用于游泳池水消毒是利用了Cu2+ 能使蛋白质变性

二、多选题
13．（2023春·安徽·高三芜湖一中校联考阶段练习）我国首个火星巡视车“祝融号”成功着陆火星，预示着我国的航天事业又达到了一个新的高度，火星车的探测仪镜头中含有SiO2成分。下列有关硅及其化合物的说法正确的是
A．二氧化硅具有良好的半导体特性，故可用于制造火星车的探测仪镜头
B．用氢氟酸在玻璃表面写下“我是最棒的”激励自己
C．通过单质C与SiO2的置换反应，不能证明非金属性的强弱：C＞Si
D．石英、硅胶、太阳能电池板的主要成分都是二氧化硅
14．（2023春·江西抚州·高三南城县第二中学校考阶段练习）下列有关物质的性质正确，且与用途具有对应关系的是
A．常温下铜和浓硝酸会发生钝化，可用铜制容器盛装浓硝酸
B．酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液遇乙醇(C2H6O)变为灰绿色，可用于检验司机是否饮酒驾车
C．氢氟酸(HF)能与SiO2反应，可用于刻蚀玻璃
D．浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氨气

三、非选择题
15．（2023春·辽宁铁岭·高三西丰县高级中学校考期中）请根据要求书写出方程式。
(1)2021年3月18日，在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2021年中国IC领袖峰会上，苏州芯联成软件有限公司获优异表现，芯片的主要成分是___________，写出其工业用二氧化硅制备其粗产品的化学反应方程式___________
(2)精美的雕花玻璃使我们的世界变得绚丽多彩，雕花玻璃涉及的主要反应的化学方程式为___________。
(3)1754年，Briestly用硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为___________。
(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式___________。
(5)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S，其物质转化如图所示。该图示的总反应为___________。

  
16．（2022秋·山西太原·高三太原市进山中学校校考期末）A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：

(1)若A是一种金属C是淡黄色固体，则B的化学式为______；A→C反应的化学方程式为______；写出C的一种用途______(用化学方程式表示)。
(2)若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的分子式为______，电子式为______。B→C反应的化学方程式为______。A和C是否能反应？______(填“能”或“不能”)，若能，写出反应的化学方程式：______(若不能，此空不填)。
17．（2022秋·陕西西安·高三校考阶段练习）材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
(1)试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质是_________。
A．玻璃 B．陶瓷
(2)钢铁是目前用量最大的铁合金。钢铁接触海水发生电化学腐蚀，其负极反应式为_________；
A．O2+2H2O+4e-=4OH-        B．Fe-2e-=Fe2+
(3)太阳能电池现已被广泛使用。生产太阳能电池主要用到的是_________(填字母)。
A．晶体硅 B．石墨 C．金属锂
(4)钢铁是日常生活中使用最为广泛的金属，在潮湿的环境中易发生_________(填“化学”或“电化学”)腐蚀，在铁制闸门上常嵌入_________(填“铜块”、“锌块”)来保护闸门防止腐蚀。
18．（2021秋·陕西咸阳·高三咸阳市实验中学校考阶段练习）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是_________(填化学式)。
(2)工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，该反应的化学方程式为_________。
(3)兵马俑中所用颜料成分之一为蓝紫色的硅酸铜钡(铜为价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是_________(填字母)。
A．可用氧化物形式表示为 B．性质稳定，不易脱色
C．x等于6 D．易溶解于强酸和强碱
(4)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程如图：

①电弧炉中发生反应的化学方程式为_________。
②在流化床反应的产物中，大约占85%，还有等，有关物质的沸点数据如表，则提纯的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_________。
物质







沸点/
2355
57.6
31.8
8.2



③整个制作过程必须严格控制无水、无氧，遇水剧烈反应生成、气体和另一种物质，该反应的化学方程式为_________。

参考答案：
1．B
【详解】A．分子是不停运动的，点燃沉香，可以闻到散发的沉香香味，选项A正确；
B．芯片的主要成分是晶体硅，选项B错误；
C．中含有配位键，选项C正确；
D．铝的冶炼是利用电解熔融氧化铝，但氧化铝熔点太高，采用冰晶石助熔可降低冶炼成本，选项D正确；
答案选B。
2．C
【详解】A．中Cl为−1价，则硅元素的化合价为+4价，故A正确；
B．可用于制造计算机芯片、太阳能电池等，故B正确；
C．根据化学方程式，可知每生成，反应转移电子，故C错误；
D．粗硅制纯硅的化学方程式：，，故D正确。
综上所述，答案为C。
3．B
【详解】A．氮化硅为共价晶体，熔沸点很高，硬度很大，性质稳定，耐高温，抗氧化，可用于制造高温结构陶瓷，故A正确；
B．氯化铁具有氧化性，能与Cu单质反应，因此用于刻蚀铜制电路板，与溶液酸性无关，故B错误；
C．硬铝合金具有高强度，低密度的特点，可用于制造飞机外壳，故C正确；
D．聚乳酸具有生物相容性，同时也可水解成乳酸，容易降解，因此可用作手术缝合线，故D正确；
故选：B。
4．A
【详解】A．硅是非金属元素，晶体硅为良好的半导体材料，是制造芯片、集成电路主要原料，故A正确；
B．二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，四氟化硅不是盐，所以二氧化硅不是两性氧化物，属于酸性氧化物，故B错误；
C．水晶、玛瑙成分为二氧化硅，是氧化物，不是硅酸盐，故C错误；
D．反应只有在高温条件下才能进行，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强，故D错误；
故选A。
5．C
【详解】A．氮化硅陶瓷硬度大、耐高温，是新型无机非金属材料，故A正确；
B．碳纳米管有优良的电学性能，能导电，可用于生产电池和传感器，故B正确；
C．工业生产陶瓷的原料主要是黏土，故C错误；
D．制造光导纤维的原料是二氧化硅，故D正确；
选C。
6．A
【详解】A．氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应生成SiF4气体，腐蚀玻璃，实验室里氢氟酸盛放于塑料试剂瓶中，A正确；
B．SO2 或 NOx 都会导致酸雨的形成，CO2导致温室效应，B错误；
C．SiO2属于酸性氧化物，但和水不反应，C错误；
D．SO2能与 CaCl2溶液不反应，假设可以反应则为弱酸制强酸不符合原理，D错误；
故答案为：A。
7．B
【详解】A．制造手机芯片的关键材料是硅单质，故A错误；
B．工业制水泥、玻璃都要用到石灰石；制水泥、陶瓷都要用到黏土，故B正确；
C．刚玉的主要成分是氧化铝，金刚砂的主要成分是碳化硅，故C错误；
D．碳纳米管、氮化硅陶瓷，光导纤维属于新型无机非金属材料，普通玻璃属于传统无机非金属材料，故D错误；
故选B。
8．D
【分析】①中反应的化学方程式为；
②中反应的化学方程式为；
③中反应的化学方程式为。
【详解】A．反应①②③均有化合价的变化，均为氧化还原反应，A正确；
B．根据流程可知，和可以循环利用，B正确；
C．步骤③中的用焦炭代替会产生杂质，C正确；
D．由反应①可知，碳元素化合价升高，体现木炭的还原性，不能说明碳的非金属性比硅强，D错误；
故答案为：D。
9．C
【详解】A． 锂电池的负极是锂，锂与水反应，电解质溶液不可以是水溶液，故A错误；
B． 加热是反应条件，与反应是否放热没有必然联系，常温下不需要加热就能进行的反应不一定是放热反应，故B错误；
C． 硫的氧化物和氮氧化物与酸雨的形成有关，故C正确；
D． 水玻璃可用于制备木材防火剂，晶体硅的主要用途是制造芯片，光导纤维的主要成分是二氧化硅，故D错误；
故选C。
10．C
【详解】A．氢氟酸可用于蚀刻玻璃，是因为产物中SiF4呈气态，有利于反应的正向进行，在此反应中，SiO2没有表现出碱性，不是碱性氧化物，A不正确；
B．明矾可用作净水剂，是因为Al3+水解生成氢氧化铝胶体具有吸附水中悬浮颗粒物的能力，B不正确；
C．铝箔在酒精灯火焰上加热时，铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高于铝，所以铝熔化但不滴落，C正确；
D．HF的热稳定性比HCl强，是因为F的非金属性比Cl强，与H形成的共价键能大，D不正确；
故选C。
11．A
【分析】由题给流程可知，反应①为高温条件下二氧化硅与焦炭反应生成硅和一氧化碳，反应②为粗硅中的硅与氯化氢高温条件下反应生成三氯硅烷和氢气，反应③为三氯硅烷与氢气高温条件下反应生成氯化氢和硅，三个反应都有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应。
【详解】A．由分析可知，反应②为粗硅中的硅与氯化氢高温条件下反应生成三氯硅烷和氢气，反应中硅元素的化合价升高被氧化，三氯硅烷是反应的氧化产物，故A错误；
B．由分析可知，氯化氢是反应②的反应物，反应③的生成物，而氢气是反应②的生成物，反应③的反应物，所以氢气和氯化氢均可循环利用，故B正确；
C．由分析可知，①②③三个反应都有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应，故C正确；
D．高纯硅是良好的半导体材料，可以制备芯片和太阳能电池板，故D正确；
故选A。
12．D
【详解】A．汽油、甘油不能发生水解反应，A错误；
B． 用高粱生产白酒的化学原理是：淀粉水解制得葡萄糖、葡萄糖发酵可制得乙醇，淀粉不能水解为乙醇，B错误；
C．芯片的主要材料为Si，光导纤维为SiO2，C错误；
D．Cu2+ 能使蛋白质变性，故硫酸铜溶液可用于游泳池水消毒，D正确；
选D。
13．BC
【详解】A．硅具有良好的半导体特性而二氧化硅没有半导体特性，这也不是其用于制造火星车的探测仪镜头的原因，A项错误；
B．氢氟酸可以与反应，可以用氢氟酸蚀刻玻璃，B项正确；
C．元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，通过单质的氧化性强弱可判断元素的非金属性强弱，但该反应中C是还原剂，Si是还原产物，该反应不能说明非金属性：，C项正确；
D．硅胶为硅酸胶体，太阳能电池板的主要成分是硅单质，二者成分都不是二氧化硅，D项错误；
故选BC。
14．BC
【详解】A．常温下铜和浓硝酸不会发生钝化，不可用铜制容器盛装浓硝酸，A错误；
B．乙醇有还原性，重铬酸钾有氧化性可以氧化乙醇，方程式为：2K2Cr2O7+8H2SO4+3CH3CH2OH=3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+11H2O+2K2SO4，生成绿色物质，可用于检验司机是否饮酒驾车，B正确；
C．氢氟酸能和二氧化硅反应生成四氟化硅和水，所以可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，C正确；
D．浓硫酸具有吸水性，可干燥氯气，D错误；
故选BC。
15．(1) Si
(2)4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
(3)
(4)
(5)2H2S+O2=2S↓+2H2O

【详解】（1）硅芯片主要为Si单质。工业利用碳还原SiO2制得，反应为。答案为Si；；
（2）玻璃雕花利用HF与SiO2反应实现，反应为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。答案为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；
（3）硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]共热制得了氨。答案为；
（4）甲烷除氮氧化物产生CO2和N2，反应为。答案为；
（5）从图看Cu2+和Fe3+为催化剂，而CuS为中间体，则反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O。答案为2H2S+O2=2S↓+2H2O。
16．(1) Na2O 2Na+O2Na2O2 2+2H2O=4NaOH+O2↑、2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
(2) CO2 2CO+O22CO2 能 C＋CO22CO

【分析】(1)A是一种金属，C是淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O ，C为Na2O2；(2)A是一种非金属，其单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则A为C，B为CO，C为CO2。
【详解】（1）由分析可知B为Na2O；Na在氧气中燃烧生成，则A→C反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2；C为，可以在呼吸面具和潜水艇里作为供氧剂，化学方程式为2+2H2O=4NaOH+O2↑、2+2CO2=2Na2CO3+O2↑；
（2）由分析可知C的分子式为CO2，其电子式为；CO在O2中燃烧生成CO2，则B→C反应的化学方程式为2CO+O22CO2；C能和CO2发生归中反应生成CO，所以 A和C反应的化学方程式为: C＋CO22CO。
17．(1)A
(2)B
(3)A
(4) 电化学 锌块

【详解】（1）试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质都是玻璃，属于传统硅酸盐产品，传统硅酸盐产品还有陶瓷和水泥，故选A，故答案为：A。
（2）钢铁在海水中发生吸氧腐蚀，Fe易失电子作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故选B。
（3）硅位于金属和非金属分界线处，其单质属于半导体材料，常常用于制作太阳能电、硅芯片等，故选A。
（4）钢铁是日常生活中使用最为广泛的金属，在潮湿的环境中钢铁表明有一层中性或酸性的水膜，易发生电化学腐蚀；原电池负极的金属加速被腐蚀，原电池正极的金属被保护，铁、锌和电解质溶液构成原电池，锌易失电子作负极，所以铁被保护，在铁制闸门上常嵌入锌块来保护闸门防止腐蚀。
18．(1)
(2)
(3)D
(4) 蒸馏

【详解】（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是；
（2）工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，氢氟酸与二氧化硅反应生成氟化硅和水，该反应的化学方程式为；
（3）A.硅酸盐改写成氧化物形式时:活泼的金属氧化物写在前面，再写，含有氢元素的最后写，所以硅酸铜用氧化物形式表示: BaO·CuO·2，故A正确；
B.BaCuSi2O6中铜显+2价，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，故B正确；
C. 在硅酸铜中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(+2) + (+2) + (+4)×2+(-2)×x=0，解得x=6，故C正确；
D. BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，故D错误；
故选:D。
（4）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成单质硅，反应为：；
②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3(沸点31.8C)中含有少量 SiCl4(沸点57.6C)和HCl(沸点-84.9C)由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；
③常温下SiHCl3水解的反应方程式：。