廣東省普通高中2015-2016學(xué)年高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平測試第9講非金屬元素(一)-氫、氧、碳、硅講練

第九講非金屬元素(一)——氫、氧、碳、硅考點概覽考綱要求氫單質(zhì)了解氫單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用氧和水了解氧單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用碳及其化合物了解單質(zhì)碳及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用和對環(huán)境質(zhì)量的影響硅及其化合物了解單質(zhì)硅及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用和對環(huán)境質(zhì)量的影響一、氫1．氫元素的存在與性質(zhì)。(1)存在：宇宙中，氫是最豐富的元素，地球上H主要以________態(tài)存在于____和________中。氫元素主要有三種核素：eq\o\al(1,1)H(氕)、eq\o\al(2,1)H(氘)、eq\o\al(3,1)H(氚)。(2)物理性質(zhì)：H2在通常條件下為無色無味、________溶于水，稍溶于有機(jī)溶劑的氣體。(3)化學(xué)通性：在常溫條件下，H2不太活潑，在________下，H2非?；顫?，有較強(qiáng)的________性。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫反應(yīng)生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫。如氯化氫、硫化氫等。2．有H2參加或生成的主要反應(yīng)。(1)氫氣在加熱或高溫條件下(點燃或使用催化劑)參與反應(yīng)，是很好的還原劑。如N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫高壓))________。(2)鹵族單質(zhì)(X2)在不同條件下與H2反應(yīng)生成HX：H2＋X2=2HX(X：F、Cl、Br、I)。(3)常見產(chǎn)生H2的主要反應(yīng)。①鋁、鋅、鎂、鐵等金屬與鹽酸、稀硫酸等非氧化性酸反應(yīng)。②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。③鈉、鎂、鋁、鐵等金屬在一定的溫度下與水反應(yīng)。④鈉與醇反應(yīng)，如2Na＋2CH3OH=________________。⑤電解水：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))___________________________________。注意：①②適用于實驗室等少量氫氣的制??；⑤是未來清潔能源來源。答案：1．(1)化合水有機(jī)物(2)不(3)高溫條件還原2．(1)2NH3(3)④2CH3ONa＋H2↑⑤2H2↑＋O2↑二、氧和水1．有O2參加或生成的反應(yīng)。(1)非金屬與O2反應(yīng)生成非金屬氧化物，鹵族單質(zhì)(X2)________O2直接反應(yīng)，硫與氧氣反應(yīng)只生成________，不生成________，氮氣與氧氣在放電條件下反應(yīng)生成________，不生成________。工業(yè)使用的氧氣主要來自分離液態(tài)________。(2)金屬與O2反應(yīng)生成金屬氧化物，活潑金屬如鈉等在空氣中燃燒生成過氧化物。Au、Pt不與O2反應(yīng)。(3)氧氣的實驗室制備反應(yīng)。氯酸鉀熱分解(二氧化錳催化)：2KClO3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))_____________________________________________。高錳酸鉀熱分解：2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))_________________________。(4)常見產(chǎn)生O2的分解反應(yīng)。①過氧化氫分解(二氧化錳催化)：2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))_______________。②次氯酸光照分解：2HClOeq\o(=,\s\up7(光))_________________________。2．有關(guān)水的反應(yīng)。(1)水在氧化還原反應(yīng)中的作用。①水作氧化劑，如水與碳在高溫下反應(yīng)：C＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))________。②水作還原劑：如2F2＋2H2O=________。③水既作氧化劑又作還原劑：如2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))________。④水既不作氧化劑也不作還原劑：如Cl2＋H2O=________；3NO2＋H2O=________。(2)水參與的非氧化還原反應(yīng)：如水與二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳等酸性氧化物化合成酸，但不能與二氧化硅化合。3．臭氧(O3)：有強(qiáng)氧化性，不穩(wěn)定易分解。在高空能吸收紫外線，減少對人體的傷害，在低空因其強(qiáng)氧化性對人體健康有害。臭氧可用作______劑、漂白劑。答案：1．(1)不與SO2SO3NONO2空氣(3)2KCl＋3O2↑K2MnO4＋MnO2＋O2↑(4)①2H2O＋O2↑②2HCl＋O2↑2．(1)①CO＋H2②4HF＋O2③2H2↑＋O2↑④HCl＋HClO2HNO3＋NO3．消毒三、碳及其重要化合物1．碳單質(zhì)。(1)碳單質(zhì)的存在形式主要有：金剛石、石墨、足球烯分子(如C60、C9、C120等)，其中能溶于有機(jī)溶劑的是______、在死火山口存在較多的是________、能作電極材料的是________。(2)碳單質(zhì)主要化學(xué)性質(zhì)：碳有較強(qiáng)的還原性，主要有如下反應(yīng)。①碳與石英砂高溫反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(電爐))___________________。②碳與氧化銅反應(yīng)：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))_______________________。③高溫下被二氧化碳氧化：C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))__________________。④碳被熱的濃硫酸氧化：C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))______________。⑤碳被熱的濃硝酸氧化：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))______________。2．CO2與CO的比較。COCO2物理性質(zhì)無色無味有毒難溶于水比空氣略輕④熔沸點低無色無味②溶于水(常溫1∶1)③比空氣重④熔沸點低化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)還原性②不與堿反應(yīng)弱氧化性②與堿反應(yīng)鑒別燃燒產(chǎn)物使澄清________變渾濁使澄清________變渾濁主要用途冶金工業(yè)作________劑、燃料化工原料、滅火、飲料添加劑、人工降雨3.碳酸鹽。(1)常見碳酸鹽俗稱與主要化學(xué)成分。石灰石、蛋殼、貝殼、鐘乳石________；純堿、蘇打________；小蘇打________；碳銨(氮肥)________；硬水的主要成分________和________；鍋垢的主要成分________和______。(2)碳酸氫鈉與碳酸鈉性質(zhì)比較。①有碳酸鹽的通性，兩者均與鹽酸等反應(yīng)生成二氧化碳，在反應(yīng)時耗酸量及生成氣體反應(yīng)速率______。②兩種鹽均能與石灰水或氫氧化鋇溶液生成________沉淀。③碳酸氫鈉能跟氫氧化鈉等堿反應(yīng)，碳酸鈉________與堿反應(yīng)。④碳酸鈉跟氯化鈣或氯化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鹽________沉淀，碳酸氫鈉跟氯化鈣或氯化鋇溶液________反應(yīng)。(3)碳酸及其鹽穩(wěn)定性規(guī)律。酸<酸式鹽<正鹽；如H2CO3<NaHCO3<Na2CO3。(4)碳酸鹽溶解度規(guī)律。一般條件下，酸式鹽>正鹽，如Ca(HCO3)2>CaCO3；特例NaHCO3<Na2CO3。答案：1．(1)足球烯分子金剛石石墨(2)①Si＋2CO↑②2Cu＋CO2↑③2CO④2SO2↑＋2H2O＋CO2↑⑤4NO2↑＋CO2↑＋2H2O2．石灰水石灰水還原3．(1)CaCO3Na2CO3NaHCO3NH4HCO3Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2CaCO3Mg(OH)2(2)①不同②白色③不④白色不四、硅及其主要化合物1．硅單質(zhì)。(1)晶體硅是有金屬光澤的灰黑色固體，是______材料。常溫________酸堿反應(yīng)(氫氟酸例外)，加熱時能被氧化劑氧化。如硅與氧氣加熱反應(yīng)：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))________。(2)硅單質(zhì)的制備主要反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(電爐))______(高溫隔絕氧氣)。2．SiO2：俗稱水晶、石英，是無色晶體，難溶于水，屬于________氧化物。(1)主要性質(zhì)有。①SiO2與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋HF=_______________________。②SiO2與生石灰在高溫下反應(yīng)：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))____________。③SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，如SiO2＋2NaOH=________________。④SiO2在高溫條件下與碳酸鹽反應(yīng)，如SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))______________；SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))_________________________。(2)用途：SiO2用于制晶體硅、光導(dǎo)纖維、玻璃儀器、玻璃原料、建筑材料等。3．Na2SiO3的水溶液是無色粘稠堿性液體，俗稱“水玻璃”，主要用途可做肥皂填料、耐火材料和建筑材料的________劑等。4．硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷都屬于硅酸鹽材料。答案：1．(1)半導(dǎo)體不與SiO2(2)Si＋2CO↑2．酸性(1)①SiF4↑＋2H2O②CaSiO3③Na2SiO3＋H2O④Na2SiO3＋CO2↑CaSiO3＋CO2↑3．防腐A組單選題1．(2015·深圳市第二高級中學(xué)學(xué)業(yè)水平檢測)某化學(xué)活動小組欲制備一定量的氫氣，下列方法不能達(dá)到目的的是()A．Cu和稀硝酸反應(yīng)B．Fe和稀鹽酸反應(yīng)C．Al和稀硫酸反應(yīng)D．Zn和稀鹽酸反應(yīng)解析：3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，故答案為A。答案：A2．下列物質(zhì)最易與H2發(fā)生反應(yīng)的是()A．N2B．O2C．F2D．He答案：C3．在SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(△))Si＋4HCl反應(yīng)中，H2的作用是()A．H2作氧化劑，被氧化B．H2作氧化劑，被還原C．H2作還原劑，被還原D．H2作還原劑，被氧化解析：反應(yīng)中H的化合價由0價升高為＋1價，H2作還原劑，被氧化。答案：D4．鑒別氫氣、一氧化碳和甲烷可以根據(jù)()A．顏色B．溶解性C．可燃性D．燃燒后產(chǎn)物答案：D5．雷雨天閃電時空氣中有臭氧(O3)生成，下列說法中正確的是()A．O2和O3互為同位素B．O3是由3個氧原子構(gòu)成的化合物C．O2和O3相互轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化D．等物質(zhì)的量的O2和O3含有的氧原子數(shù)相同解析：O2和O3是兩種不同的氧單質(zhì)分子，兩者相互轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化。答案：C6．(2015·廣州市第七中學(xué)學(xué)業(yè)水平模擬考試)水是人類賴以生存的物質(zhì)。H2O的相對分子質(zhì)量為()A．16B．18C．20D．22解析：普通H2O的相對分子質(zhì)量為18，故答案為B。答案：B7．下列方法最難能制備氧氣的是()A．加熱氯酸鉀B．加熱氯酸鉀和二氧化錳C．加熱高錳酸鉀D．加熱雙氧水答案：A8．(2015·普寧二中學(xué)業(yè)水平模擬測試)下列物質(zhì)中氧元素的化合價正確的是()A．SiO2中氧元素的化合價為－1B．O2中氧元素的化合價為－2C．CO中氧元素的化合價為－1D．Na2O2中氧元素的化合價為－1解析：A、C中O為－2，B中O為0、D中O為－1，故答案為D。答案：D9．(2015·深圳市第二高級中學(xué)學(xué)業(yè)水平檢測)我國很早就能制作精美的瓷器，瓷器的材質(zhì)中含有的主要非金屬元素是()A．SB．SiC．ND．C解析：瓷器的成分為硅酸鹽，屬于無機(jī)非金屬材料，主要非金屬元素是Si，答案為B。答案：B10．(2015·廣州市第七中學(xué)學(xué)業(yè)水平模擬考試)碳可以多種形式存在。金剛石、C60和石墨()A．互為同位素B．為同一物質(zhì)C．互為同素異形體D．互為同分異構(gòu)體解析：金剛石、C60和石墨為單質(zhì)，互為同素異形體，答案選C。答案：C11．下列關(guān)于煤、石油和天然氣的說法正確的是()A．三者均為可再生能源B．天然氣的主要成分是甲烷C．石油產(chǎn)品中的乙烷和乙烯都能發(fā)生加成反應(yīng)D．煤燃燒產(chǎn)生的SO2和CO2都是造成溫室效應(yīng)的主要原因解析：煤和石油不是可再生能源，A錯，乙烷不能發(fā)生加成反應(yīng)，C錯，SO2不是溫室效應(yīng)的主要原因，D錯。答案：B12．下列關(guān)于碳及其化合物的說法，正確的是()A．CO和CO2都可將氧化銅還原成銅B．CO2的排放不是導(dǎo)致酸雨的原因C．在室內(nèi)放一盆澄清石灰水可防止CO中毒D．鉛筆字跡易變模糊是因為常溫下石墨化學(xué)性質(zhì)活潑解析：一氧化碳具有還原性，可將氧化銅還原成銅；二氧化碳不具有還原性，不能將氧化銅還原成銅，故A項說法錯誤。CO2的排放過多會導(dǎo)致溫室效應(yīng)，二氧化硫、二氧化氮是導(dǎo)致酸雨的主要原因，故B項說法正確。一氧化碳難溶于水，在室內(nèi)放一盆澄清石灰水不能防止CO中毒，故C項說法錯誤。在常溫下石墨的化學(xué)性質(zhì)不活潑，鉛筆字跡易變模糊是因為發(fā)生了物理作用的摩擦讓碳分散導(dǎo)致字跡模糊，故D項說法錯誤。答案：B13．下列幾種情況都有白色物質(zhì)生成，其中白色物質(zhì)的化學(xué)成分相同的是()①塊狀純堿久置于空氣中生成的白色粉末②盛澄清石灰水的燒杯內(nèi)壁附著的白色物質(zhì)③生石灰久置于空氣中生成的白色物質(zhì)④漂白粉久置于空氣中生成的不溶于水的白色物質(zhì)解析：①中的白色物質(zhì)是含結(jié)晶水的碳酸鈉發(fā)生風(fēng)化失水后生成的無水碳酸鈉；②③④中的生成物都是CaCO3。答案：BA．①④B．②③④C．②③D．③④14．(2015·廣州市第七中學(xué)學(xué)業(yè)水平模擬考試)下列有關(guān)物質(zhì)用途的說法中，不正確的是()A．硝酸可用于制氮肥B．氯氣可用于制漂白粉C．硅可用于制光導(dǎo)纖維D．硅酸鈉可用于制木材防火劑解析：A.N為植物生長的營養(yǎng)元素，則硝酸可用于制氮肥，A正確；B.工業(yè)常用氯氣和石灰乳反應(yīng)制備漂白粉，B正確；C.制造光導(dǎo)纖維的主要原料為二氧化硅，而硅用于半導(dǎo)體材料，C錯誤；D.硅酸鈉熔點高、性質(zhì)穩(wěn)定，可用作阻燃材料，D正確，選C。答案：C15．下面關(guān)于硅的敘述中，正確的是()A．硅的非金屬性比碳強(qiáng)，只有在高溫下才能跟氫氣起化合反應(yīng)B．硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存在D．硅在電子工業(yè)中，是重要的半導(dǎo)體材料解析：硅的非金屬性比碳弱，A項錯；硅在地殼中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，B項錯；硅在自然界中是以化合態(tài)存在的，C項錯。答案：D16．光導(dǎo)纖維的主要成分是()A．單質(zhì)硅B．玻璃C．石墨D．高純度的SiO2解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是高純度的SiO2，答案選D。答案：D17．下列物質(zhì)中不與二氧化硅反應(yīng)的是()A．燒堿B．氫氟酸C．硝酸D．生石灰解析：一般而言，酸性氧化物不與酸起反應(yīng)，但SiO2與HF的反應(yīng)是此規(guī)律的特例。由二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)知，SiO2能與NaOH、HF、CaO反應(yīng)，但不能與HNO3反應(yīng)。答案：C18．(2015·廣州市第七中學(xué)學(xué)業(yè)水平考試)下列物質(zhì)的用途不正確的是()A．水玻璃可用作木材防火劑B．用大量的二氧化硫作食品漂白劑C．硅可用于制造太陽能電池D．食醋可作食品酸味劑解析：二氧化硫?qū)θ梭w有毒害，不能作食品漂白劑，B錯；其他選項明顯正確；答案為B。答案：B19．(2015·廣州市第七中學(xué)學(xué)業(yè)水平考試)屬于硅酸鹽材料的是()A．水晶B．玻璃C．生石灰D．瑪瑙解析：水晶主要成分是SiO2，瑪瑙主要成分是Al2O3，玻璃主要成分是硅酸鹽(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2)，故答案為B。答案：B20．碳化鈦(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N4)和碳化硅(SiC)等非氧化物陶瓷是新型無