高中化学 无机非金属材料习题 新人教版选修2

1、课题1 无机非金属材料习题1. 下列关于硅的叙述中，错误的是 （ ）A.硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石B.晶体硅的结构类似于金刚石，硬度也很大C.常温下硅很稳定，不能跟强酸、强碱反应D.含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性2.过量的河沙、纯碱、生石灰熔化后生成 （）水泥玻璃瓷器混凝土一种硅酸盐产品A. B. C. D.3熔融烧碱应选用的器皿是 （）A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.陶瓷坩埚4制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧物二氧化硅，它是具有立体网状结构的晶体，关于这种制造光纤的材料，下列说法正确的是 （ ）A.它的晶体中硅原子与氧原子数目比是4B.它的晶体中硅原子与氧原

2、子数目比是6C.这种氧化物是原子晶体 D.这种氧化物是分子晶体5.最近，科学家们制得了一种新的分子，它具有类似足球的空心结构，分子式为C60，下列说法正确的是 （）A. C60是一种新型的化合物 B. C60和石墨都是碳的同素异形体C. C60中含离子键 D. C60的相对分子质量是7206石英玻璃是将石英在1 600 高温下熔化，冷却后形成的玻璃体，关于石英玻璃的结构和性质描述正确的是 （）A.石英玻璃属于原子晶体 B.石英玻璃的结构类似于液体C.石英玻璃耐高温且能抵抗一切酸的腐蚀 D.石英玻璃能经受温度剧变且能抵抗碱的腐蚀7石英砂和焦炭在高温电炉中可合成金刚砂，已知和金刚石有类似的晶体结构

3、，只不过和碳原子相连接的是硅原子，和硅原子相连接的是碳原子，下列说法错误的是 （）A.金刚砂的化学式为SiC B.金刚砂的硬度很大C.金刚砂的熔点比晶体硅要高 D.反应方程式为SiO2+2CSiC+CO28下列说法正确的是 （）A. 陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品 B. B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应D.将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物的形式：3（MgO·CaO）·4SiO29.下列物质不能用玻璃塞器皿贮存的是 （）A.苛性钠 B.盐酸 C.浓硫酸 D.硝酸铵10 碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C5）

4、、氮化硅（Si3N4）等非氧化物陶瓷是新型无机非金属材料，合成这些物质需要在高温条件下进行，在合成它们的过程中必须注意 （ ）A. 通入足量氧气 B.避免与氧气接触 C.通入少量氯气 D.通入少量氧气11.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 （）A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀C.高温下SiO2与碳酸盐溶液反应生成CO2D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀12科学家发现的C60是一种新的分子，它是空心的，具有类似足球的结构，被称为“分子足球”；最近日本科学家确认世界上还存在一种“分子足球N60”，

5、它与C60的结构相似，而且在高温或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。对于N60，下列说法中正确的是 （）A. N60是化合物，不是单质 B. B.N60与14N都是氮的同位素C.N60没有同素异形体 D.N60的发现开辟了能源世界的新天地，N60将会成为较好的火箭燃料13 下列说法不正确的是 （ ）A.硅是一种常用半导体材料 B.单晶硅属于原子晶体C.氮化硅陶瓷不足之处就是耐磨性差，一般不能用于做刀具 D.光导纤维的原料是二氧化硅14 磷酸钙是陶瓷，也是一种新型无机非金属材料，它可用于制成人造骨骼，这是利用了这类材料的 （ ）A.而高温的特性 B.电学特性 C.光学特性 D.生

6、物功能15氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 时反应获得。（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_（填序号）。A.制气轮机叶片 B.制有色玻璃 C.制永久性模具 D.制造柴油机（2）写出N的原子结构示意图_。根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式_。（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：_。（4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_。16粉末状的氮化硅，可以由SiCl4蒸气和NH3的混合物反应制取。粉末状的

7、氮化硅对空气和水都不稳定。但是将粉末状的氮化硅和适量的MgO在230×1.01×105 Pa和185 的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密且对空气和水都十分稳定的高温结构材料。（1）写出由SiCl4和NH3反应制备氮化硅的化学方程式：_。（2）分别写出氮化硅与H2O、O2反应的化学方程式：_、_。（3）试思考说明为什么结构紧密的氮化硅不再受H2O、O2的侵蚀。17 在氮化硅中添加氧化铝，用氧原子替代一部分氮，用铝原子替代一部分硅，通常常压烧结即成为新一代无机非金属材料叫氧氮化硅铝，即赛伦（Sialon），化学通式为：Si6-xAlxOxNy（x为24）。试回答：（1）赛

8、伦属于_晶体类型，并且具有_等特性（至少写出两种）。（2）化学通式里y值为_（用含x的表达式或某一具体数值表示）。18在碳的同素异形体金刚石、石墨和C60中：（1）熔点最高的是_，熔点最低的是_。（2）在一定条件下能升华的是_。（3）具有润滑作用的是_。（4）硬度最大的是_。（5）易导电的是_，用于制作超导材料的是_。 参考答案1.AC解析：人造骨骼体现新型无机非金属材料对人体组织有较好的适应性，这是解决该题的关键。2B解析：水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3，其生产原料为黏土、石灰石。陶瓷属于硅酸盐产品，其主要原料是黏土

9、。混凝土是水泥、碎石和沙子的混合物。泥沙的主要成分是SiO2，与纯碱（Na2CO3）、生石灰（CaO）熔化后发生如下反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 SiO2+CaOCaSiO3 ,而Na2SiO3、CaSiO3与SiO2的熔合物是玻璃，且玻璃是一种硅酸盐产品。3C解析：石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，高温下，烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，而铁在高温下不与NaOH反应。4C解析：看似很复杂的问题其实依据的仍然是基本规律，如化合价代数和为零。5.BD解析：C60是由碳元素组成的单质，不是化合物。在C60中不存在离子键。C60

10、的相对分子质量=12×60=720，C60与石墨都是碳的同素异形体。6.B解析：玻璃不属于晶体，是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态叫玻璃态，A项不正确。从粒子分布的角度看，玻璃态跟液态类似，B项正确。石英玻璃可与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O,C项不正确。SiO2属酸性氧化物，可与强碱反应：SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O，D项不正确。7D解析：根据题意，石英砂和焦炭在高温电炉中可合成金刚砂（SiC），反应方程式为SiO2+2CSiC+CO2。8A解析：水晶、玛瑙、光纤的主要成分都是SiO2，硅胶的主要成分为SiO2·xH2O；SiO2

11、不跟氢氟酸以外的酸反应；石棉改写成氧化物形式为3MgO·CaO·4SiO2。9A解析：不能用玻璃塞，是含有常温下能与玻璃反应的物质。玻璃是以含硅物质为原料，经加热制成的硅酸盐产品，普通玻璃是硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）和二氧化硅（SiO2）熔化在一起所得到的物质。二氧化硅是酸性氧化物，不溶于水，能跟碱性氧化物或碱发生反应生成盐。苛性钠是氢氧化钠的俗名，玻璃中含的二氧化硅能够被碱腐蚀：SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O（常温下反应慢）。实验室里盛放碱溶液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用玻璃塞，因为玻璃塞是磨口的，表面积大，以防止玻璃与碱反应生成Na2S

12、iO3而把瓶口和塞子黏结在一起。盐酸、浓硫酸和硝酸铵跟玻璃都不反应，可以使用。10.B11.B解析：由强酸制弱酸的规律可判断两种酸的酸性强弱，但高温下SiO2与碳酸盐溶液反应生成挥发性的气体，不能用此规律解释。12D解析：N60是同种元素形成的纯净物，是单质不是化合物，A项不正确。同位素的概念适用对象为原子，而N60为分子，故B项错误。同素异形体是指由同种元素形成的不同单质，N元素除了以N60形式存在外，更多、更普遍的存在形式是N2，即N60与N2是同素异形体。题干最后一句所提供的信息，说明N60可以提供大量能量，综合上述分析只有选项D正确。13C思路解析：晶体硅是一种原子晶体，类似于金刚石，

13、常用作半导体材料，所以A、B正确。D说法也正确。排它法只有C说法不正确了。14D解析：根据新型无机非金属材料的四种特性及其应用进行判断。植入的陶瓷和人体组织有很好的亲和性，在体内能长期发挥功能。15解析：根据N和Si的原子结构及元素周期律的知识，可判断出氮元素的非金属性比硅强，故N显负价（-3），Si显正价（+4），由此可以写出氮化硅的化学式为Si3N4。答案：（1）ACD（2）Si3N4(3)Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3（4）3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl16解析：（1）根据质量守恒定律，SiCl4和NH3反应生成Si3N4的同时应有HCl生成， 故反应方

14、程式为3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl。（2）由于SiN键键能小于SiO键键能，Si3N4与H2O反应时，SiN键转化为SiO键，生成SiO2，同时应有NH3生成。同理，Si3N4与O2反应时，产物应为SiO2和N2。反应方程式分别为Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3，Si3N4+3O2=3SiO2+2N2。（3）Si3N4与MgO在密闭容器中经高压加热处理后，使Si3N4固体表面形成了一层致密的SiO2保护膜，阻止了SiO2被H2O、O2侵蚀。答案：（1）3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl（2）Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3Si3N4+3O2=3

15、SiO2+2N2（3）固体Si3N4表面与空气中的氧气反应，形成了二氧化硅的保护层，防止内部的Si3N4继续与O2和H2O接触而被侵蚀。17解析：（1）用“等价代换法”。已知Si3N4为原子晶体，由于与N3-、Si4+与Al3+半径大小相近，“用氧原子替代一部分氮，用铝原子替代一部分硅”后，晶体类型不发生变化，因此，赛伦还是原子晶体。原子晶体具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、超强度、热稳定性好等特性。（2）由元素化合价代数和等于零，知：（6-x）×（+4）+x×（-2）+y×（-3）=0，解得：y=8x。答案：（1）原子 耐磨、耐高温 （2）y=8x18解析：（1）由于金刚石晶体中的CC键长大于石墨晶体的CC键长，所以石墨的熔点比金刚石高。C60固态时是分子晶体，熔点最低。（2）C