2025屆高三化學二輪復習++專題突破訓練++++++增強“民族自信”-“中國芯”與半導體材料

增強“民族自信”——“中國芯”與半導體材料(分值:39分)選擇題1~13題,每題3分,共39分1.“中國芯”的主要原料是單晶硅,反應SiCl4+2H2Si+4HCl可用于純硅的制備。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是()常溫下,pH=1的HCl溶液中含有的H+數(shù)目為0.1NA標準狀況下,1molSiCl4的體積為22.4LSiCl4的電子式為Cl︰Si‥Cl‥28g晶體硅中含有的共價鍵數(shù)目為2NA2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。砷化鎵(GaAs)是半導體材料,氣相生長法制備GaAs的原理如下,下列敘述正確的是()①2Ga(g)+2HCl(g)===2GaCl(g)+H2(g)②4AsH3(g)===As4(g)+6H2(g)③4GaCl(g)+As4(g)+2H2(g)===4GaAs(s)+4HCl(g)7.0g鎵(31Ga)含電子的數(shù)目為0.3NA0.1molAs4含共價鍵數(shù)目為0.1NA標準狀況下,0.448L3375AsH3(g)含中子的數(shù)目為0.9N反應③中每生成1molGaAs轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3NA3.黑磷(結(jié)構(gòu)如圖所示)是一種由磷元素組成的、結(jié)構(gòu)與石墨烯類似的新型二維半導體材料。下列說法正確的是()32P還原性比33P強33P的中子數(shù)為15黑磷中存在共價鍵黑磷和白磷互為同位素4.近年我國“中國芯”(主要成分為單質(zhì)硅)自主研發(fā)再獲突破。工業(yè)上通過反應①Si+3HClSiHCl3+H2和反應SiHCl3+H2Si+3HCl,由粗硅制得高純硅。下列說法正確的是()反應①和反應②互為可逆反應基態(tài)硅原子中有2個未成對電子SiHCl3中各原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)用原子軌道描述氫氣分子中化學鍵的形成:5.《流浪地球2》向觀眾展示了太空電梯、行星發(fā)動機、超級計算機550W等超前的科技幻想,探討了數(shù)字生命、人工智能等科技倫理問題。它們與化學有著密切聯(lián)系,下列說法不正確的是()我國“硅—石墨烯—鍺高速晶體管”技術(shù)獲重大突破,C、Si、Ge都是主族元素我國提出網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略,光纖線路總長超過三千萬公里,光纖的主要成分是SiO2新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高溫結(jié)構(gòu)材料富勒烯、石墨烯都是含碳化合物6.“中國芯”的主要原料是單晶硅,“精煉硅”反應歷程中的能量變化如下圖所示。下列有關(guān)描述正確的是()歷程Ⅰ、Ⅲ是吸熱反應歷程Ⅱ的熱化學方程式是:SiHCl3(g)+H2(g)===SiHCl3(l)+H2(g)ΔH=+28kJ·mol-1歷程Ⅲ的熱化學方程式是:SiHCl3(l)+H2(g)===Si(s)+3HCl(g)ΔH=+238kJ·mol-1實際工業(yè)生產(chǎn)中,粗硅變?yōu)榫璧倪^程中能量不損耗7.2023年9月華為推出了舉世矚目的“中國芯”——麒麟芯。制備“中國芯”的主要原料是單晶硅,制取純硅的過程如下圖。下列說法正確的是()因為碳的非金屬性比硅強所以步驟①中能發(fā)生SiO2+CSi+CO2↑二氧化硅是酸性氧化物,能與水反應生成硅酸SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃),通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl314g純硅中含有的共價鍵數(shù)目為2NA8.“中國芯”的主要原材料是高純單晶硅,反應SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。下列有關(guān)說法正確的是()Si原子的價層電子軌道排布式為SiCl4為極性分子1mol單晶硅中含有4NA個Si—Si鍵該反應中有極性鍵、非極性鍵的斷裂,形成的只有極性鍵9.“中國芯”的主要原材料是高純單晶硅,可通過反應SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)制備高純硅。下列有關(guān)說法正確的是()H2分子中含有非極性共價鍵氯化氫的電子式:H+︰Cl單晶硅是傳輸信號所用光纜的主要成分由圖可知硅晶胞中硅原子的配位數(shù)為1210.“中國芯”的發(fā)展離不開高純單晶硅。從石英砂(主要成分為SiO2)制取高純硅涉及的主要反應用流程圖表示如下:下列說法正確的是()流程圖中的X是CO2流程中HCl和H2可以循環(huán)利用步驟②③互為可逆反應硅太陽能電池、光導纖維和計算機芯片所用的材料都是Si11.中國芯片蝕刻技術(shù)國際領(lǐng)先。NF3進行硅芯片蝕刻時的產(chǎn)物均為氣體,在蝕刻物表面不留任何殘留物。該反應微觀示意圖如下,下列說法正確的是()上述四種物質(zhì)均由分子構(gòu)成反應前后各元素的化合價均不變空氣中物質(zhì)丁的質(zhì)量分數(shù)為78%反應生成的丙和丁微粒數(shù)之比為3∶212.β-Ga2O3晶體是一種超寬禁帶半導體材料。工業(yè)制法:將GaCl3溶于熱水中,加入碳酸氫鈉的高濃度熱溶液,煮沸至鎵鹽全部轉(zhuǎn)變?yōu)镚a(OH)3沉淀,用熱水洗滌,然后于600℃灼燒,得到β-Ga2O3。下列說法正確的是()生成Ga(OH)3沉淀的離子方程式為2Ga3++3CO32?+3H2O===2Ga(OH)3↓+3CO2用熱水洗滌的操作是:用玻璃棒引流,向漏斗中加入熱水至剛好浸沒沉淀,待熱水自然流下,重復操作2~3次檢驗鎵鹽是否沉淀完全的方法:取少量濾液,滴加稀硝酸酸化,再加硝酸銀溶液灼燒需要的玻璃儀器有玻璃棒、試管和酒精燈13.g-C3N4是一種光催化半導體材料(其結(jié)構(gòu)如圖1所示)。光照時,光催化材料會產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),能實現(xiàn)CO2和H2O的資源化轉(zhuǎn)化(如圖2所示)。下列說法錯誤的是()該光催化材料實現(xiàn)了太陽能→化學能每消耗22gCO2,能產(chǎn)生1molO2H2O轉(zhuǎn)化的反應為2H2O+4h+===O2↑+4H+圖1和圖2物質(zhì)中碳原子的雜化方式共有2種增強“民族自信”——“中國芯”與半導體材料1.D[pH=1只能求出氫離子的濃度,體積未知,所以無法求出數(shù)目,A錯誤;標準狀況下,SiCl4為非氣態(tài),摩爾體積不是22.4L·mol-1,所以無法計算1molSiCl4的體積,B錯誤;SiCl4所給的電子式為Cl︰Si‥Cl‥Cl︰Cl,Cl不滿足8電子結(jié)構(gòu),C錯誤;1molSi單質(zhì)含有2molSi—Si鍵,28gSi的物質(zhì)的量為1mol,所以含有的共價鍵數(shù)目為2N2.D[7.0gGa的物質(zhì)的量為7.0g70g·mol?1=0.1mol,含電子數(shù)為3.1NA,A項錯誤;白磷分子是正四面體形結(jié)構(gòu),1個P4中含6個P—Pσ鍵,As4結(jié)構(gòu)與P4相似,故1個As4分子含6個σ鍵,0.1molAs4中含σ鍵數(shù)目為0.6NA,B項錯誤;1個3375AsH3中含42個中子,標準狀況下0.448L3375AsH3(g)即0.02mol3375AsH3含0.84mol中子,含中子數(shù)目為0.84NA,C項錯誤;反應③中H的化合價由0價升至+1價,Ga的化合價由+1價升至+3價,As的化合價由0價降至-3價,每生成4molGaAs轉(zhuǎn)移12mol電子,則每生成13.C[A.32P和33P互為同位素,化學性質(zhì)基本相同,選項A錯誤;B.33P的中子數(shù)為質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=33-15=18,選項B錯誤;C.黑磷屬于混合晶體,P原子之間的作用力為σ鍵,層與層之間存在著范德華力,選項C正確;D.白磷和黑磷是同種元素形成的不同單質(zhì),互為同素異形體,選項D錯誤。]4.B[A.反應①和反應②的反應條件不同,不互為可逆反應,A錯誤;B.基態(tài)Si原子的價電子排布式為3s23p2,基態(tài)硅原子中有2個未成對電子,B正確;C.SiHCl3中氫原子沒有達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),C錯誤;D.氫原子未成對電子為s軌道球形,2個氫原子的s軌道通過頭碰頭形成σ鍵結(jié)合成氫分子,圖示為,D錯誤。]5.D[A.C、Si、Ge都是主族元素,故A正確;B.光纖的主要成分是SiO2,故B正確;C.新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高溫結(jié)構(gòu)材料,故C正確;D.富勒烯和石墨烯都是碳元素的單質(zhì),故D錯誤。]6.C[A.從圖中可知,歷程Ⅰ反應物總能量高于生成物總能量,為放熱反應,A錯誤;B.從圖中可知,歷程Ⅱ反應物總能量高于生成物總能量,為放熱反應,ΔH=-28kJ·mol-1,B錯誤;C.歷程Ⅲ反應物總能量低于生成物總能量,為吸熱反應,ΔH=+238kJ·mol-1,熱化學方程式正確,C正確;D.實際工業(yè)生產(chǎn)中,粗硅變?yōu)榫璧倪^程中,伴隨著能量的損耗,D錯誤。]7.C[步驟①中反應產(chǎn)物應為CO,并且該反應中碳表現(xiàn)還原性,硅是還原產(chǎn)物,無法說明碳的非金屬性比硅強,A錯誤;二氧化硅是酸性氧化物,但不溶于水,不能與水反應生成硅酸,B錯誤;SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃),互溶的液體且沸點有差距可以通過蒸餾(或分餾)分離,提純SiHCl3,C正確;14g純硅中含有的共價鍵數(shù)目為NA,D錯誤。]8.A[A.Si原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2,所以價層電子軌道排布式為:,A正確;B.SiCl4同甲烷一樣是正四面體構(gòu)型,為非極性分子,B錯誤;C.單晶硅同金剛石一樣為空間網(wǎng)狀的立體構(gòu)型,一個硅原子與其他四個硅原子共用四個共價鍵,根據(jù)均攤法可知1mol單晶硅中含有2NA個Si—Si鍵,C錯誤;D.該反應中斷裂了Si-Cl極性鍵和H-H非極性鍵,形成了Si—Si非極性鍵和H-Cl極性鍵,D錯誤。]9.A[A.氫氣分子是含有非極性共價鍵的非金屬單質(zhì),故A正確;B.氯化氫是共價化合物,電子式為H×·Cl‥‥︰,故B錯誤;C.二氧化硅是傳輸信號所用光纜的主要成分,故C錯誤;D.由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中每個硅原子周圍有4個硅原子10.B[A.反應①是SiO2+2CSi+2CO↑,所以X為CO,A項錯誤;B.反應②產(chǎn)生的H2可以用于反應③中,反應③產(chǎn)生的HCl可以用于反應②中,所以H2和HCl可以循環(huán)利用,B項正確;C.反應②和③的反應條件不同,不互為可逆反應,C項錯誤;D.硅太陽能電池和計算機芯片所用的材料都是Si,而光導纖維用的材料是SiO2,D項錯誤。]11.D[A.由物質(zhì)的構(gòu)成可知,乙物質(zhì)是由原子構(gòu)成的,故A錯誤;B.該反應有單質(zhì)參加反應,又有單質(zhì)生成,反應前后一定有元素化合價的變化,故B錯誤;C.丁是氮氣,空氣中氮氣的體積分數(shù)是78%,故C錯誤;D.由反應的微觀示意圖可知,該反應的方程式是:4NF3+3Si3SiF4+2N2,由方程式的意義可知,該反應生成的丙和丁微粒數(shù)之比為3∶2,故D正確。]12.B[A.將GaCl3溶于熱水中,加入碳酸氫鈉的高濃度熱溶液,煮沸至鎵鹽全部轉(zhuǎn)變?yōu)镚a(OH)3沉淀,則生成Ga(OH)3沉淀的離子方程式為:Ga3++3HCO3?===Ga(OH)3↓+3CO2↑,A錯誤;B.用熱水洗滌沉淀的操作是:用玻璃棒引流,向漏斗中加入熱水至剛好浸沒沉淀,待熱水自然流下,重復操作2~3次,B正確;C.取少量濾液,滴加稀硝酸酸化,再加硝酸銀溶液,是用來檢驗氯離子,濾液中含有大量的氯離子,因此不能用來檢驗鎵鹽是否沉淀完全,C錯誤;D.灼燒在坩堝中進行,不需要用到試管,D13.D[A.光照時,光催