資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
期末核心考點 無機非金屬材料
一．選擇題（共14小題）
1．（2025春 北京校級月考）縱觀古今，化學與環境、材料、生產、生活關系密切，下列說法不正確的是（　　）
A．“玉兔號”月球車帆板太陽能電池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飛船使用的碳纖維材料、光導纖維都是新型無機非金屬材料
C．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成
D．“神舟”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結構陶瓷的主要成分不是硅酸鹽
2．（2025春 豐臺區校級月考）下面有關含有Si元素的物質，說法正確的是（　　）
A．太陽能電池板由二氧化硅制作而成，而光導纖維主要成分為硅單質
B．制作玻璃時會發生反應，由此可知H2SiO3酸性比H2CO3強
C．由反應可知C的非金屬性比Si強
D．由反應可知盛放Na2CO3溶液的試劑瓶應使用橡膠塞而不用玻璃塞
3．（2025春 通州區期中）金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的熔體通過快速冷卻得到的具有非晶態結構的金屬固體。以下關于金屬玻璃的說法正確的是（　　）
A．金屬玻璃能自發呈現多面體外形
B．金屬玻璃具有固定的熔點
C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學方法為X射線衍射實驗
D．金屬玻璃是金屬與二氧化硅的混合物
4．（2025春 通州區期中）下列新型材料的主要成分不屬于無機非金屬材料的是（　　）
A.硬鋁飛機外殼 B.光導纖維 C.耐高溫碳化硅陶瓷 D.硅太陽能電池
A．A B．B C．C D．D
5．（2025 房山區一模）我國在新型儲能電池領域取得重大突破，鋰硫電池因高能量密度成為研究熱點。下列關于鋰硫電池說法中不正確的是（　　）
A．硫單質是金屬晶體
B．放電過程鋰元素發生氧化反應
C．電池隔膜材料聚丙烯，屬于有機高分子材料
D．鋰硫電池單位質量儲能比鈉硫電池高
6．（2024秋 海淀區校級期末）近年來，我國航空航天事業成果顯著。下列成果所涉及的材料為金屬材料的是（　　）
A．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料﹣﹣﹣﹣﹣﹣液氫
B．“C919”飛機身使用的復合材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣碳纖維和環氧樹脂
C．“北斗三號”導航衛星使用的太陽能電池材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣砷化鎵
D．“天宮二號”航天器使用的質量輕強度高的材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣鈦合金
7．（2024秋 海淀區期末）近年來，我國科技成果顯著。下列成果所涉及的材料不屬于金屬材料的是（　　）
A．神舟十九號的耐高溫材料——錸合金
B．超導量子計算機“本源悟空”的芯片材料——鋁、銅和鈮等
C．國產大飛機C919發動機的涂層材料——氮化硅
D．首艘大型郵輪“愛達 魔都號”上層建筑材料——鋁合金
8．（2024秋 昌平區期末）近年來我國航天領域取得新突破，下列工程所使用的材料為金屬材料的是（　　）
A．嫦娥六號探測器主體框架——鈦合金
B．嫦娥六號探測器光學望遠鏡——高密度碳化硅特種陶瓷
C．神舟宇航員宇航服——碳纖維復合材料
D．“天和”核心艙電推進系統推力器的腔體——氮化硼陶瓷
9．（2023秋 昌平區校級期末）近年來我國科學家在諸多科技領域取得新突破，下列成果所涉及的材料為金屬材料的是（　　）
A．可應用于電化學能量儲存和轉換的新型全碳材料——石墨炔
B．單孔腔鏡手術機器人蛇形手術臂使用的形狀記憶合金——鎳鈦合金
C．大型客機C919的發動機渦輪部件——陶瓷基復合材料
D．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料——液氫
10．（2025春 東城區校級月考）近年來，我國科技迅猛發展，下列科技成果中所蘊含的化學知識敘述不正確的是（　　）
A．在“人造太陽”中發生核聚變的3H、2H是1H的同位素
B．華為麒麟芯片的主要成分是單質硅
C．殲﹣20戰斗機采用大量先進復合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料屬于有機高分子材料
D．“奮斗者”號載人潛水器球殼所使用的鈦合金能承受深海高壓
11．（2023春 西城區校級期中）下列說法不正確的是（　　）
A．制玻璃和水泥都要用到石灰石
B．光纖和手機芯片的主要成分都是硅單質
C．硅在自然界主要以化合物形式存在
D．碳化硅是一種耐高溫陶瓷
12．（2024 海淀區校級開學）玻璃中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等。下列說法不正確的是（　　）
A．Na+和O2﹣具有相同的電子層結構
B．Si的最外層電子數為4，不易得到電子也不易失去電子
C．Ca的原子結構示意圖為
D．O的得電子能力強于Si
13．（2021秋 海淀區期中）我國“天問一號”探測器使用了大量新材料，其中屬于金屬材料的是（　　）
A．探測器結構材料——鎂鋁合金
B．深空太陽能電池材料——砷化鎵
C．隔熱組件材料——二氧化硅納米氣凝膠
D．柔性可伸縮材料——形狀記憶聚合物
14．（2023 西城區校級模擬）近年來，我國航空航天事業成果顯著。下列成果所涉及的材料為金屬材料的是（　　）
A．“天宮二號”航天器使用的質量輕、強度高的材料——鈦合金
B．“北斗三號”導航衛星使用的太陽能電池材料——砷化鎵
C．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料——液氫
D．“C919”飛機機身使用的復合材料——碳纖維和環氧樹脂
二．解答題（共5小題）
15．（2024春 浙江期中）工業上以石英砂為原料生產高純硅的工藝路線如圖：
已知：①SiHCl3分子中硅的化合價為+4價。
②SiHCl3SiCl4均極易水解，反應方程式分別為：
SiHCl3+3H2O═3HCl+H2↑+H2SiO3↓
SiCl4+4H2O═4HCl+
（1）硅原子的最高能級的電子云輪廓圖呈 　 　 形，硅元素位于元素周期表的 　 　 區。
（2）寫出石英砂與焦炭反應的化學反應方程式：　 　 。
（3）下列說法正確的是 　 　 。
A.電負性：Cl＞C＞Si＞H
B.1mol SiO2晶體中含有共價鍵2NA
C.該工藝流程中的H2和HCl都可以循環使用
D.整個工藝流程中都應該隔絕空氣
（4）寫出SiCl4與足量乙醇反應生成A的化學反應方程式：　 　 。
（5）設計實驗驗證SiCl4水解后溶液中的主要離子：　 　 。
16．（2025春 北京校級月考）硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。
（1）下列物質中不屬于硅酸鹽材料的是　 　 。
A．陶瓷
B．玻璃
C．水泥
D．水晶
（2）工業上常用反應：2C+SiO2Si+2CO↑制備粗硅，該反應中氧化劑是　 　 （填化學式，下同），氧化產物是　 　 。
（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，它　 　 酸性氧化物（填“是”或“不是”）。
（4）SiO2和NaOH生成　 　 ，（填化學式），其水溶液俗稱水玻璃。
17．（2022春 順義區期末）閱讀短文，回答問題。
硅元素在地殼中的含量僅次于氧。人類很早就利用硅酸鹽燒陶制瓷、獲得玻璃制品。
1824年，人類成功提煉出硅單質。
如今，半導體“硅”已經成為信息時代高科技的代名詞。由于硅元素儲量豐富，且單晶硅具有優異的耐高溫與抗腐蝕性能，所以單晶硅成為制造大規模集成電路（俗稱“芯片”）的基底材料。
芯片的制造是一個“聚沙成塔”的過程，要經歷用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提純、單晶硅處理等許多微加工步驟，再將根據要求設計的芯片光罩上的電路圖轉移上去，通過晶片切割最后封裝成集成電路。整個過程需要高精密度的專業設備實現，其中不乏我國目前還未完全掌握而被“卡脖子”的技術。
我國科學家正開發“碳基”芯片來替代硅基芯片，習近平主席評價此項研究“另辟蹊徑，柳暗花明”。
請依據以上短文，判斷下列說法是否正確（填“對”或“錯”）。
（1）硅元素在自然界中以游離態（單質）形式存在 　 　 。
（2）單晶硅做芯片的基底材料與硅元素儲量豐富、單晶硅耐腐蝕性能優異有關 　 　 。
（3）芯片“聚沙成塔”的制造過程未涉及化學變化 　 　 。
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性質相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片 　 　 。
18．（2021秋 房山區期末）閱讀短文，回答問題。
2022年冬奧會及冬殘奧會火炬的設計秉持綠色、可持續理念，力圖將藝術設計與科技創新相融合。
其科技亮點之一是火炬采用氫作為燃料。除了環保屬性外，氫燃料的特性保證了火炬能在極寒天氣中使用，并可抗風10級。然而，若要維持同樣的燃燒時間，氫氣的存儲空間比傳統液態丙烷燃料要大一倍。這也意味著氫燃料的燃燒罐需要能夠承受更大的壓力。
第二個技術亮點是火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主。外飄帶使用了先進的碳纖維立體編織成型技術，以及抗高溫燃燒涂層。點火段采用鋁合金材質，耐800攝氏度以上的高溫。
國際奧委會執委會對此次火炬設計給予了高度肯定，認為這次火炬的設計既有文化傳承又有科技創新。不僅體現了雙奧之城的特點，而且展現了奧林匹克的精神。
請依據以上短文，判斷下列說法是否正確（填“對”或“錯”）。
（1）2022年冬奧會火炬采用氫作為燃料。 　 　
（2）丙烷是比氫氣更加優良的火炬燃料。 　 　
（3）用碳纖維材料制造的火炬更輕、更耐壓。 　 　
（4）碳纖維和鋁合金均為耐高溫材料。 　 　
19．（2024秋 藍田縣期末）碳形成的化合物種類繁多，硅是構成地殼巖石的主要元素．
（1）碳在自然界有兩種穩定的同位素，有關數據如下表：
同位素 相對原子質量 豐度（原子分數）
12C 12（整數，相對原子質量的基準） 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
請列出碳元素近似相對原子質量的計算式　 　 ．
（2）Si原子的14個電子排布在　 　 個能級上；與硅元素同周期、其原子核外有2個未成
對電子的元素的最外層電子排布式為　 　 ．
（3）SiO2用途廣泛，以下敘述錯誤的是　 　 ．
a．SiO2是二氧化硅的分子式
b．SiO2中1個Si原子結合4個O原子
c．SiO2是酸性氧化物
d．SiO2熔沸點較高，屬于原子晶體
（4）通常狀況下，SiF4呈氣態．以下敘述正確的是　 　 ．
a．Si原子難以形成Si4+
b．SiF4是有極性鍵的非極性分子
c．固態SiF4是原子晶體
d．相同壓強時，SiF4的沸點高于SiCl4
（5）Fe3O4 可以寫成FeO Fe2O3，也可寫成鹽的形式：Fe[Fe2O4]．Pb3O4中含+2價的Pb和
+4價的Pb，請將Pb3O4寫成兩種氧化物的形式　 　 ，寫成鹽的形式　 　 ．
（6）Pb的+2價化合物穩定，+4價的Pb能氧化濃鹽酸生成Cl2．寫出Pb3O4與鹽酸反應的化學方程式　 　 ．
參考答案與試題解析
一．選擇題（共15小題）
1．（2025春 北京校級月考）縱觀古今，化學與環境、材料、生產、生活關系密切，下列說法不正確的是（　　）
A．“玉兔號”月球車帆板太陽能電池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飛船使用的碳纖維材料、光導纖維都是新型無機非金屬材料
C．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成
D．“神舟”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結構陶瓷的主要成分不是硅酸鹽
【專題】物質的組成專題；理解與辨析能力．
【分析】A．二氧化硅不導電性、能對光線進行全反射；硅是良好的半導體材料；
B．碳纖維材料、光導纖維性能優良；
C．秦始皇兵馬俑是由黏土經高溫燒結而成的陶制品；
D．高溫結構陶瓷是新型無機非金屬材料。
【解答】解：A．硅是良好的半導體材料，可制作太陽能電池，二氧化硅不導電性、能對光線進行全反射，可用于制造光導纖維，故A 錯誤；
B．碳纖維材料、光導纖維性能優良，都是新型無機非金屬材料，故B正確；
C．秦始皇兵馬俑是由黏土經高溫燒結而成的陶制品，故C正確；
D．高溫結構陶瓷是新型無機非金屬材料，其主要成分有氮化硼等，主要成分不是硅酸鹽，故D正確；
故選：A。
【點評】本題考查物質的組成，側重考查學生基礎知識的掌握情況，試題難度中等。
2．（2025春 豐臺區校級月考）下面有關含有Si元素的物質，說法正確的是（　　）
A．太陽能電池板由二氧化硅制作而成，而光導纖維主要成分為硅單質
B．制作玻璃時會發生反應，由此可知H2SiO3酸性比H2CO3強
C．由反應可知C的非金屬性比Si強
D．由反應可知盛放Na2CO3溶液的試劑瓶應使用橡膠塞而不用玻璃塞
【專題】碳族元素；理解與辨析能力．
【分析】A．太陽能電池板由硅單質制作而成；
B．酸性強弱通常通過它們在水溶液中電離出H+的能力來判斷，制作玻璃時會發生反應；
C．非金屬性是指元素吸引電子的能力，表現為氧化性，該反應中碳作還原劑將二氧化硅還原成硅單質；
D．反應說明二氧化硅可以與堿性物質反應，玻璃的主要成分有二氧化硅，長期與堿性物質（Na2CO3溶液）接觸會發生反應，導致瓶塞與瓶口粘連。
【解答】解：A．光導纖維主要成分為二氧化硅，太陽能電池板由硅單質制作而成，故A錯誤；
B．酸性強弱通常通過它們在水溶液中電離出H+的能力來判斷，制作玻璃時會發生反應，只能知道在高溫下二者能反應，不能直接反應兩種酸的相對強弱，故B錯誤；
C．非金屬性是指元素吸引電子的能力，表現為氧化性，該反應中碳作還原劑將二氧化硅還原成硅單質，碳表現還原性，不能說明非金屬性強弱，故C錯誤；
D．玻璃的主要成分有二氧化硅，反應說明二氧化硅可以與堿性物質反應，長期與堿性物質（Na2CO3溶液）接觸會發生反應，導致瓶塞與瓶口粘連，因此盛放Na2CO3溶液的試劑瓶應使用橡膠塞，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生含硅物質性質的掌握情況，試題難度中等。
3．（2025春 通州區期中）金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的熔體通過快速冷卻得到的具有非晶態結構的金屬固體。以下關于金屬玻璃的說法正確的是（　　）
A．金屬玻璃能自發呈現多面體外形
B．金屬玻璃具有固定的熔點
C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學方法為X射線衍射實驗
D．金屬玻璃是金屬與二氧化硅的混合物
【專題】物質的組成專題；理解與辨析能力．
【分析】A．金屬玻璃是非晶體；
B．金屬玻璃是非晶體；
C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學方法為X射線衍射實驗；
D．金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的金屬固體。
【解答】解：A．金屬玻璃是非晶體，不能自發呈現多面體外形，故A錯誤；
B．非晶體沒有固定熔沸點，金屬玻璃是非晶體，故B錯誤；
C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學方法為X射線衍射實驗，故C正確；
D．金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的金屬固體，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查物質的組成，側重考查學生基礎知識的掌握情況，試題難度中等。
4．（2025春 通州區期中）下列新型材料的主要成分不屬于無機非金屬材料的是（　　）
A.硬鋁飛機外殼 B.光導纖維 C.耐高溫碳化硅陶瓷 D.硅太陽能電池
A．A B．B C．C D．D
【專題】物質的分類專題；理解與辨析能力．
【分析】根據傳統無機非金屬材料：水泥、玻璃、陶瓷進行分析。
【解答】解：A．硬鋁飛機外殼屬于金屬材料，不屬于無機非金屬材料，故A正確；
B．光導纖維主要成分為二氧化硅，屬于無機非金屬材料，故B錯誤；
C．耐高溫碳化硅陶瓷屬于傳統無機非金屬材料，故C錯誤；
D．硅太陽能電池屬于無機非金屬材料，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查了物質組成、分類的分析判斷，注意知識的積累，題目難度不大。
5．（2025 房山區一模）我國在新型儲能電池領域取得重大突破，鋰硫電池因高能量密度成為研究熱點。下列關于鋰硫電池說法中不正確的是（　　）
A．硫單質是金屬晶體
B．放電過程鋰元素發生氧化反應
C．電池隔膜材料聚丙烯，屬于有機高分子材料
D．鋰硫電池單位質量儲能比鈉硫電池高
【專題】物質的性質和變化專題；理解與辨析能力．
【分析】A．硫為非金屬元素；
B．鋰為負極，放電時發生氧化反應；
C．相對分子質量大于10000的為有機高分子化合物；
D．單位質量的鋰失電子比鈉多。
【解答】解：A．硫為非金屬元素，不是金屬晶體，故A錯誤；
B．鋰為負極，放電時發生氧化反應，故B正確；
C．聚丙烯相對分子質量大于10000，屬于有機高分子材料，故C正確；
D．單位質量的鋰失電子比鈉多，鋰硫電池單位質量儲能比鈉硫電池高，故D正確；
故選：A。
【點評】本題考查了物質結構與性質，明確原電池工作原理，熟悉相關物質的性質是解題關鍵，題目難度中等。
6．（2024秋 海淀區校級期末）近年來，我國航空航天事業成果顯著。下列成果所涉及的材料為金屬材料的是（　　）
A．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料﹣﹣﹣﹣﹣﹣液氫
B．“C919”飛機身使用的復合材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣碳纖維和環氧樹脂
C．“北斗三號”導航衛星使用的太陽能電池材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣砷化鎵
D．“天宮二號”航天器使用的質量輕強度高的材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣鈦合金
【專題】化學應用．
【分析】A．液氫是液態的氫氣，屬于非金屬單質；
B．碳纖維是碳單質，環氧樹脂屬于有機高分子材料；
C．砷化鎵屬于新型無機金屬材料；
D．合金都是金屬材料。
【解答】解：A．液氫是液態的氫氣，屬于非金屬單質，不屬于金屬材料，故A不選；
B．碳纖維是碳單質，屬于非金屬材料，環氧樹脂屬于有機高分子材料，均不屬于金屬材料，故B不選；
C．砷化鎵屬于新型無機金屬材料，不屬于金屬材料，故C不選；
D．合金都是金屬材料，所以鈦合金屬于金屬材料，故D選。
故選：D。
【點評】本題考查了化學在社會、生產、生活中的應用，利用化學知識解答生活問題，熟悉物質組成、性質和應用是解題關鍵，側重于基礎知識的考查，有利于培養學生的良好的科學素養和提高學習的積極性，難度不大.
7．（2024秋 海淀區期末）近年來，我國科技成果顯著。下列成果所涉及的材料不屬于金屬材料的是（　　）
A．神舟十九號的耐高溫材料——錸合金
B．超導量子計算機“本源悟空”的芯片材料——鋁、銅和鈮等
C．國產大飛機C919發動機的涂層材料——氮化硅
D．首艘大型郵輪“愛達 魔都號”上層建筑材料——鋁合金
【專題】物質的分類專題；分析與推測能力．
【分析】金屬材料包括金屬和合金，據此分析。
【解答】解：A．錸合金屬于金屬材料，故A正確；
B．鋁、銅和鈮等屬于金屬材料，故B正確；
C．氮化硅屬于新型無機非金屬材料，故C錯誤；
D．鋁合金屬于金屬材料，故D正確；
故選：C。
【點評】本題主要考查金屬材料等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
8．（2024秋 昌平區期末）近年來我國航天領域取得新突破，下列工程所使用的材料為金屬材料的是（　　）
A．嫦娥六號探測器主體框架——鈦合金
B．嫦娥六號探測器光學望遠鏡——高密度碳化硅特種陶瓷
C．神舟宇航員宇航服——碳纖維復合材料
D．“天和”核心艙電推進系統推力器的腔體——氮化硼陶瓷
【專題】物質的分類專題；分析與推測能力．
【分析】A．鈦合金是金屬材料；
B．高致密碳化硅特種陶瓷是非金屬元素形成的化合物；
C．碳纖維是碳單質，屬于非金屬材料；
D．氮化硼陶瓷是非金屬元素形成的化合物。
【解答】解：A．主體框架鈦合金是金屬材料，故A正確；
B．光學望遠鏡高致密碳化硅特種陶瓷屬于新型無機非金屬材料，故B錯誤；
C．碳纖維是碳單質，屬于非金屬材料，故C錯誤；
D．氮化硼陶瓷是非金屬元素形成的化合物，屬于新型無機非金屬材料，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查了化學在社會、生產、生活中的應用，利用化學知識解答生活問題，熟悉物質組成、性質和應用是解題關鍵，側重于基礎知識的考查，有利于培養學生的良好的科學素養和提高學習的積極性，題目難度不大。
9．（2023秋 昌平區校級期末）近年來我國科學家在諸多科技領域取得新突破，下列成果所涉及的材料為金屬材料的是（　　）
A．可應用于電化學能量儲存和轉換的新型全碳材料——石墨炔
B．單孔腔鏡手術機器人蛇形手術臂使用的形狀記憶合金——鎳鈦合金
C．大型客機C919的發動機渦輪部件——陶瓷基復合材料
D．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料——液氫
【專題】物質的組成專題；理解與辨析能力．
【分析】A．石墨是非金屬；
B．合金和純金屬均為金屬材料；
C．陶瓷基復合材料為無機非金屬材料；
D．氫氣是非金屬。
【解答】解：A．石墨是非金屬，石墨炔不是金屬材料，故A錯誤；
B．合金和純金屬均為金屬材料，鎳鈦合金為金屬材料，故B正確；
C．陶瓷基復合材料為無機非金屬材料，故C錯誤；
D．氫氣是非金屬，液氫不是金屬材料，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題考查物質的組成，側重考查學生基礎知識的掌握情況，試題比較簡單。
10．（2025春 東城區校級月考）近年來，我國科技迅猛發展，下列科技成果中所蘊含的化學知識敘述不正確的是（　　）
A．在“人造太陽”中發生核聚變的3H、2H是1H的同位素
B．華為麒麟芯片的主要成分是單質硅
C．殲﹣20戰斗機采用大量先進復合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料屬于有機高分子材料
D．“奮斗者”號載人潛水器球殼所使用的鈦合金能承受深海高壓
【專題】物質的性質和變化專題．
【分析】A．質子數相同中子數不同的原子互為同位素；
B．硅為良好的半導體材料；
C．石墨烯為碳的單質；
D．一般合金性能優于成分金屬。
【解答】解：A．3H、2H是1H質子數相同，中子數不同，互為同位素，故A正確；
B．硅為良好的半導體材料，是制造芯片的主要原料，故B正確；
C．石墨烯為碳的單質，是無機物，故C錯誤；
D．鈦合金強度高，能承受深海高壓，故D正確；
故選：C。
【點評】本題考查物質的組成、結構與性質，為高頻考點，把握物質的性質、應用及化學與生活的關系為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，綜合性較強，題目難度不大。
11．（2023春 西城區校級期中）下列說法不正確的是（　　）
A．制玻璃和水泥都要用到石灰石
B．光纖和手機芯片的主要成分都是硅單質
C．硅在自然界主要以化合物形式存在
D．碳化硅是一種耐高溫陶瓷
【專題】碳族元素．
【分析】A．制玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英，制水泥的主要原料是黏土、石灰石；
B．光纖的主要成分是二氧化硅；
C．Si在自然界中主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在；
D．碳化硅為共價晶體。
【解答】解：A．制玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英，制水泥的主要原料是黏土、石灰石，制玻璃和水泥都要用到石灰石，故A正確；
B．手機芯片的主要成分是單質硅，光纖的主要成分是二氧化硅，故B錯誤；
C．Si在自然界中主要以化合態存在，主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在，故C正確；
D．碳化硅為共價晶體，耐高溫，硬度高，是一種耐高溫陶瓷，故D正確；
故選：B。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生含硅物質性質的掌握情況，試題比較簡單。
12．（2024 海淀區校級開學）玻璃中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等。下列說法不正確的是（　　）
A．Na+和O2﹣具有相同的電子層結構
B．Si的最外層電子數為4，不易得到電子也不易失去電子
C．Ca的原子結構示意圖為
D．O的得電子能力強于Si
【專題】原子組成與結構專題；碳族元素；理解與辨析能力．
【分析】A．Na+和O2﹣的電子層結構相同；B．Si的最外層電子數為4，形成8電子穩定結構，難得到和失去電子4個；
C．Ca的原子核內有20個質子、核外有20個電子；
D．O原子半徑越小，最外層電子數多，易得到電子。
【解答】解：A．Na+和O2﹣具有相同的電子層結構，都為兩個電子層，電子數分別為2、8，故A正確；
B．Si的最外層電子數為4，不易得到電子也不易失去電子，易形成共價鍵，故B正確；
C．Ca的原子核內有20個質子、核外有20個電子，原子結構示意圖為，故C錯誤；
D．O的最外層電子數6，原子核外兩個電子層，硅的最外層電子數4，原子核外3個電子層，O得電子能力強于Si，故D正確；
故選：C。
【點評】本題考查了原子結構、元素性質分析判斷，注意知識的熟練掌握，題目難度不大。
13．（2021秋 海淀區期中）我國“天問一號”探測器使用了大量新材料，其中屬于金屬材料的是（　　）
A．探測器結構材料——鎂鋁合金
B．深空太陽能電池材料——砷化鎵
C．隔熱組件材料——二氧化硅納米氣凝膠
D．柔性可伸縮材料——形狀記憶聚合物
【專題】化學應用．
【分析】A．合金屬于金屬材料；
B．砷化鎵是一種半導體材料；
C．二氧化硅納米氣凝膠為納米級二氧化硅顆粒構成的充滿氣體的極輕的固體；
D．形狀記憶聚合物是具有形狀記憶功能的高分子化合物。
【解答】解：A．合金屬于金屬材料，故A正確；
B．砷化鎵是一種半導體材料，不是金屬材料，故B錯誤；
C．二氧化硅納米氣凝膠為納米級二氧化硅顆粒構成的充滿氣體的極輕的固體，屬于膠體，不是金屬材料，故C錯誤；
D．形狀記憶聚合物是具有形狀記憶功能的高分子化合物，屬于合成有機高分子化合物，不是金屬材料，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查物質的組成及性質，為高頻考點，把握物質的組成、用途解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，學習中注意相關基礎知識的積累，注意材料組成的分析判斷。
14．（2023 西城區校級模擬）近年來，我國航空航天事業成果顯著。下列成果所涉及的材料為金屬材料的是（　　）
A．“天宮二號”航天器使用的質量輕、強度高的材料——鈦合金
B．“北斗三號”導航衛星使用的太陽能電池材料——砷化鎵
C．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料——液氫
D．“C919”飛機機身使用的復合材料——碳纖維和環氧樹脂
【專題】物質的分類專題．
【分析】金屬材料的是指金屬單質及其合金，據此進行分析。
【解答】解：A．合金都是金屬材料，所以鈦合金屬于金屬材料，故A正確；
B．“北斗三號”導航衛星使用的太陽能電池材料——砷化鎵是化合物，不是金屬材料，故B錯誤；
C．“長征五號”運載火箭使用的高效燃料——液氫是非金屬單質，故C錯誤；
D．“C919”飛機機身使用的復合材料——碳纖維和環氧樹脂，屬于復合材料，不屬于金屬材料，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查了化學在社會、生產、生活中的應用，利用化學知識解答生活問題，熟悉物質組成、性質和應用是解題關鍵，側重于基礎知識的考查，有利于培養學生的良好的科學素養和提高學習的積極性，題目難度不大。
二．解答題（共5小題）
15．（2024春 浙江期中）工業上以石英砂為原料生產高純硅的工藝路線如圖：
已知：①SiHCl3分子中硅的化合價為+4價。
②SiHCl3SiCl4均極易水解，反應方程式分別為：
SiHCl3+3H2O═3HCl+H2↑+H2SiO3↓
SiCl4+4H2O═4HCl+
（1）硅原子的最高能級的電子云輪廓圖呈 　啞鈴　 形，硅元素位于元素周期表的 　p　 區。
（2）寫出石英砂與焦炭反應的化學反應方程式：　SiO2+2CSi+2CO↑　 。
（3）下列說法正確的是 　CD　 。
A.電負性：Cl＞C＞Si＞H
B.1mol SiO2晶體中含有共價鍵2NA
C.該工藝流程中的H2和HCl都可以循環使用
D.整個工藝流程中都應該隔絕空氣
（4）寫出SiCl4與足量乙醇反應生成A的化學反應方程式：　SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl　 。
（5）設計實驗驗證SiCl4水解后溶液中的主要離子：　取水解且過濾后少量的溶液于試管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液變紅色，說明溶液中含有氫離子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果生成白色沉淀，說明含有氯離子　 。
【專題】碳族元素．
【分析】石英砂和焦炭在1800℃條件下反應生成粗硅和CO，粗硅和氯氣在高溫下反應生成SiCl4，SiCl4和足量CH3CH2OH反應生成（CH3CH2O）4Si和HCl；粗硅和HCl在300℃條件下反應生成SiHCl3和H2，SiHCl3和H2在1100℃下反應生成Si和HCl；
（1）p能級的電子云輪廓圖為啞鈴形；第ⅢA族～0族的元素都是p區元素；
（2）石英砂和焦炭在高溫下反應生成Si、CO；
（3）A.元素的非金屬性越強，其電負性越大；
B.SiO2晶體中，每個Si原子形成4個Si—O鍵；
C.粗硅生成SiHCl3生成H2、SiHCl3生成高純硅消耗H2，SiCl4生成A生成HCl，反應Ⅱ消耗HCl；
D.硅易和氧氣反應，氫氣、乙醇都易燃燒；
（4）SiCl4和足量CH3CH2OH反應生成（CH3CH2O）4Si和HCl；
（5）SiCl4水解生成HCl和原硅酸，溶液中含有氫離子和氯離子，溶液呈酸性，氯離子可以用硝酸銀溶液檢驗。
【解答】解：（1）p能級的電子云輪廓圖為啞鈴形，Si原子最高能級為3p能級，所以硅原子的最高能級的電子云輪廓圖呈啞鈴形；第ⅢA族～0族的元素都是p區元素，Si元素位于第ⅣA族，屬于p區元素，
故答案為：啞鈴；p；
（2）石英砂和焦炭在高溫下反應生成Si、CO，反應方程式為SiO2+2CSi+2CO↑，
故答案為：SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）A.元素的非金屬性：Cl＞C＞H＞Si，電負性：Cl＞C＞H＞Si，故A錯誤；
B.SiO2晶體中，每個Si原子形成4個Si—O鍵，則1mol SiO2晶體中含有共價鍵4NA，故B錯誤；
C.粗硅生成SiHCl3生成H2、SiHCl3生成高純硅消耗H2，SiCl4生成A生成HCl，反應Ⅱ消耗HCl，所以該工藝流程中的H2和HCl都可以循環使用，故C正確；
D.硅易和氧氣反應，氫氣、乙醇都易燃燒，所以整個工藝流程中都應該隔絕空氣，故D正確；
故選：CD；
（4）SiCl4和足量CH3CH2OH反應生成（CH3CH2O）4Si和HCl，反應方程式為SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl，
故答案為：SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl；
（5）SiCl4水解生成HCl和原硅酸，溶液中含有氫離子和氯離子，溶液呈酸性，可以用紫色石蕊試液檢驗氫離子、用硝酸銀溶液檢驗氯離子，檢驗方法為：取水解且過濾后少量的溶液于試管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液變紅色，說明溶液中含有氫離子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果生成白色沉淀，說明含有氯離子，
故答案為：取水解且過濾后少量的溶液于試管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液變紅色，說明溶液中含有氫離子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果生成白色沉淀，說明含有氯離子。
【點評】本題考查元素化合物的性質，側重考查閱讀、分析、判斷及知識綜合運用能力，明確元素化合物的性質、物質之間的轉化關系、離子的檢驗方法是解本題關鍵，題目難度不大。
16．（2025春 北京校級月考）硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。
（1）下列物質中不屬于硅酸鹽材料的是　D　 。
A．陶瓷
B．玻璃
C．水泥
D．水晶
（2）工業上常用反應：2C+SiO2Si+2CO↑制備粗硅，該反應中氧化劑是　SiO2　 （填化學式，下同），氧化產物是　CO　 。
（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，它　是　 酸性氧化物（填“是”或“不是”）。
（4）SiO2和NaOH生成　Na2SiO3　 ，（填化學式），其水溶液俗稱水玻璃。
【專題】碳族元素；理解與辨析能力．
【分析】（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產品；
（2）反應中C元素化合價升高，C為還原劑；Si元素化合價降低，SiO2為氧化劑；
（3）SiO2能與堿反應生成鹽和水；
（4）SiO2和NaOH反應生成Na2SiO3。
【解答】解：（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產品，所以都屬于硅酸鹽材料，而水晶主要成分是二氧化硅，
故答案為：D；
（2）反應中C元素化合價升高，C為還原劑，發生氧化反應，得到氧化產物CO；Si元素化合價降低，SiO2為氧化劑，發生還原反應，得到還原產物Si，
故答案為：SiO2；CO；
（3）SiO2能與堿反應生成鹽和水，屬于酸性氧化物，
故答案為：是；
（4）SiO2和NaOH反應生成Na2SiO3，其水溶液俗稱水玻璃，
故答案為：Na2SiO3。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生含硅物質性質的掌握情況，試題難度中等。
17．（2022春 順義區期末）閱讀短文，回答問題。
硅元素在地殼中的含量僅次于氧。人類很早就利用硅酸鹽燒陶制瓷、獲得玻璃制品。
1824年，人類成功提煉出硅單質。
如今，半導體“硅”已經成為信息時代高科技的代名詞。由于硅元素儲量豐富，且單晶硅具有優異的耐高溫與抗腐蝕性能，所以單晶硅成為制造大規模集成電路（俗稱“芯片”）的基底材料。
芯片的制造是一個“聚沙成塔”的過程，要經歷用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提純、單晶硅處理等許多微加工步驟，再將根據要求設計的芯片光罩上的電路圖轉移上去，通過晶片切割最后封裝成集成電路。整個過程需要高精密度的專業設備實現，其中不乏我國目前還未完全掌握而被“卡脖子”的技術。
我國科學家正開發“碳基”芯片來替代硅基芯片，習近平主席評價此項研究“另辟蹊徑，柳暗花明”。
請依據以上短文，判斷下列說法是否正確（填“對”或“錯”）。
（1）硅元素在自然界中以游離態（單質）形式存在 　錯　 。
（2）單晶硅做芯片的基底材料與硅元素儲量豐富、單晶硅耐腐蝕性能優異有關 　對　 。
（3）芯片“聚沙成塔”的制造過程未涉及化學變化 　錯　 。
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性質相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片 　對　 。
【專題】碳族元素．
【分析】（1）硅為親氧元素；
（2）硅為良好的半導體，硅元素儲量豐富、單晶硅耐腐蝕性；
（3）過程中有新物質生成的變化為化學變化，沒有新物質生成的變化為物理變化；
（4）依據同主族元素性質的相似性解答。
【解答】解；（1）硅為親氧元素，自然界中不存在游離態的硅，通常以二氧化硅或者硅酸鹽形式存在，
故答案為：錯；
（2）單晶硅做芯片的基底材料與硅元素儲量豐富、單晶硅耐腐蝕性能優異有關，說法正確，
故答案為：對；
（3）芯片“聚沙成塔”的制造過程涉及二氧化硅轉化為硅，有新物質生成，涉及化學變化，
故答案為：錯；
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性質相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片，說法正確，
故答案為：對。
【點評】本題考查了元素化合物知識，側重考查硅及其化合物性質和用途，性質決定用途，熟悉相關物質的性質即可解答，題目難度不大。
18．（2021秋 房山區期末）閱讀短文，回答問題。
2022年冬奧會及冬殘奧會火炬的設計秉持綠色、可持續理念，力圖將藝術設計與科技創新相融合。
其科技亮點之一是火炬采用氫作為燃料。除了環保屬性外，氫燃料的特性保證了火炬能在極寒天氣中使用，并可抗風10級。然而，若要維持同樣的燃燒時間，氫氣的存儲空間比傳統液態丙烷燃料要大一倍。這也意味著氫燃料的燃燒罐需要能夠承受更大的壓力。
第二個技術亮點是火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主。外飄帶使用了先進的碳纖維立體編織成型技術，以及抗高溫燃燒涂層。點火段采用鋁合金材質，耐800攝氏度以上的高溫。
國際奧委會執委會對此次火炬設計給予了高度肯定，認為這次火炬的設計既有文化傳承又有科技創新。不僅體現了雙奧之城的特點，而且展現了奧林匹克的精神。
請依據以上短文，判斷下列說法是否正確（填“對”或“錯”）。
（1）2022年冬奧會火炬采用氫作為燃料。 　對　
（2）丙烷是比氫氣更加優良的火炬燃料。 　錯　
（3）用碳纖維材料制造的火炬更輕、更耐壓。 　對　
（4）碳纖維和鋁合金均為耐高溫材料。 　對　
【專題】物質的分類專題．
【分析】（1）上述分析可知，火炬燃料是氫氣；
（2）丙烷燃燒生成二氧化碳和水，氫氣燃燒生成水；
（3）火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主；
（4）火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主，外飄帶使用了先進的碳纖維立體編織成型技術，以及抗高溫燃燒涂層，點火段采用鋁合金材質，耐800攝氏度以上的高溫。
【解答】解：（1）2022年冬奧會火炬采用氫作為燃料，氫燃料的特性保證了火炬能在極寒天氣中使用，并可抗風10級，
故答案為：對；
（2）丙烷燃燒生成二氧化碳和水，氫氣燃燒生成水，氫氣是比丙烷更加優良的火炬燃料，
故答案為：錯；
（3）火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主，用碳纖維材料制造的火炬更輕、更耐壓，
故答案為：對；
（4）火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，點火段采用鋁合金材質，耐800攝氏度以上的高溫，碳纖維和鋁合金均為耐高溫材料，
故答案為：對。
【點評】本題考查了物質組成和分類、物質性質的理解應用，題目難度不大。
19．（2024秋 藍田縣期末）碳形成的化合物種類繁多，硅是構成地殼巖石的主要元素．
（1）碳在自然界有兩種穩定的同位素，有關數據如下表：
同位素 相對原子質量 豐度（原子分數）
12C 12（整數，相對原子質量的基準） 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
請列出碳元素近似相對原子質量的計算式　12.01　 ．
（2）Si原子的14個電子排布在　5　 個能級上；與硅元素同周期、其原子核外有2個未成
對電子的元素的最外層電子排布式為　3s23p4　 ．
（3）SiO2用途廣泛，以下敘述錯誤的是　a　 ．
a．SiO2是二氧化硅的分子式
b．SiO2中1個Si原子結合4個O原子
c．SiO2是酸性氧化物
d．SiO2熔沸點較高，屬于原子晶體
（4）通常狀況下，SiF4呈氣態．以下敘述正確的是　b　 ．
a．Si原子難以形成Si4+
b．SiF4是有極性鍵的非極性分子
c．固態SiF4是原子晶體
d．相同壓強時，SiF4的沸點高于SiCl4
（5）Fe3O4 可以寫成FeO Fe2O3，也可寫成鹽的形式：Fe[Fe2O4]．Pb3O4中含+2價的Pb和
+4價的Pb，請將Pb3O4寫成兩種氧化物的形式　2PbO．PbO2　 ，寫成鹽的形式　Pb2PbO4　 ．
（6）Pb的+2價化合物穩定，+4價的Pb能氧化濃鹽酸生成Cl2．寫出Pb3O4與鹽酸反應的化學方程式　Pb3O4+8HCl（濃）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O　 ．
【分析】（1）元素相對原子質量等于各同位素與其豐度之積的和；
（2）Si原子有1s、2s、2p、3s、3p幾個能級；與硅元素同周期、其原子核外有2個未成對電子的元素是S，其最外層電子為3s、3p電子；
（3）二氧化硅是原子晶體，不存在分子，屬于酸性氧化物，能和堿反應；
（4）a．Si原子最外層有4個電子，不易失去4個電子；
b．正負電荷重心重合的分子為非極性分子；
c．原子晶體熔沸點較高；
d．分子晶體中，熔沸點與其相對分子質量成正比；
（5）Pb在化合物中的化合價有+2價、+4價，改寫氧化物時要遵循化合價不變、原子守恒；
（6）Pb3O4中+4價的Pb具有強氧化性，能氧化濃鹽酸，+4價的Pb被濃鹽酸還原成+2價，確定生成物PbCl2、Cl2、H2O．
【解答】解：（1）元素相對原子質量等于各同位素與其豐度之積的和，則碳元素的相對分子質量＝12×0.9893+13.003354826×0.0107＝12.01，故答案為：12.01；
（2）Si原子有1s、2s、2p、3s、3p幾個能級，Si原子的14個電子排布在5個能級上；對電子的元素的最外層電子排布式為；與硅元素同周期、其原子核外有2個未成對電子的元素是S，其最外層電子為3s、3p電子，最外層電子排布式為3s23p4，故答案為：5；3s23p4；
（3）a．SiO2是原子晶體，沒有分子式只有化學式，故錯誤；
b．SiO2中1個Si原子結合4個O原子，一個O原子連接2個Si原子，故正確；
c．SiO2是酸性氧化物，能和堿反應生成鹽和水，故正確；
d．SiO2熔沸點較高，屬于原子晶體，故正確；
故選a；
（4）a．Si原子最外層有4個電子，不易失電子也不易得電子，所以難以形成Si4+，故正確；
b．Si元素和F元素吸引電子能力不同，所以形成極性鍵，正負電荷重心重合，所以SiF4是有極性鍵的非極性分子，故正確；
c．固態SiF4熔沸點較低，屬于分子晶體，故錯誤；
d．分子晶體與其相對分子質量成正比，所以相同壓強時，SiF4的沸點低于SiCl4，故錯誤；
故選b；
（5）Fe3O4 可以寫成FeO Fe2O3，也可寫成鹽的形式：Fe[Fe2O4]，則Pb3O4Pb3O4寫成兩種氧化物的形式為2PbO．PbO2，寫成鹽的形式為Pb2PbO4，
故答案為：2PbO．PbO2；Pb2PbO4；
（6）Pb3O4中Pb的化合價只有+2、+4，再根據化合價代數和等于零，求得Pb的總化合價為+8價，即可確定Pb3O4中有一個+4價、有兩個+2價，且+4價的Pb具有強氧化性，能氧化濃鹽酸生成Cl2，本身被還原成+2價Pb，生成PbCl2，
Pb3O4中一個+4價的Pb降低到+2價，降低2價；HCl（濃）中﹣1價的Cl上升到0價生成Cl2，上升1價×2，所以Pb3O4和Cl2前面的計量數都為1，根據原子守恒配平其它物質前計量數，得方程式為Pb3O4+8HCl（濃）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O，
故答案為：Pb3O4+8HCl（濃）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O．
【點評】本題以Si及其化合物為載體考查氧化還原反應、二氧化硅的性質等知識點，綜合性較強，知道二氧化硅的空間構型，為常考查點，有時計算其共價鍵個數，難點是（6）題，題目難度中等．
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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