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课标要点 知识导图
1.了解硅元素的原子结构特点和存在形式。认识硅的性质、用途和制法。
2.了解SiO2的存在形态，掌握其化学性质。
3.认识硅酸的组成和性质，了解硅胶的形成和性质。
4.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
一、含硅化合物的性质
1．中华民族有着光辉灿烂的发明史，下列发明创造不涉及化学反应的是( )
A.火法
炼铜 B.粘土
制陶瓷 C.树皮造纸 D.打磨磁石
制指南针
2.下列说法正确的是( )
A．硅酸不溶于水，因此二氧化硅不与NaOH溶液反应
B．据SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C．硅太阳能电池、石英光导纤维和计算机芯片所用的材料都是Si
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料经高温烧结而制成的
3．下列说法正确的是( )
A．二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属两性氧化物
B．生产水泥是以石灰石、金刚砂为原料制得的
C．国产飞机C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
D．中国天眼传输信息用的光纤材料的主要成分是高纯度的硅
4．用硅的氧化物可以制取硅单质，主要步骤及化学反应如下：
①粗硅的制取：SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)Si(粗硅)＋2CO↑
②纯硅的制取：Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
下列说法正确的是( )
A．步骤①反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
B．步骤②涉及反应中硅元素均被还原
C．可用石英坩埚灼烧熔融的Na2CO3固体
D．Si、SiO2都能与氢氟酸、NaOH溶液反应
二、含硅化合物的转化
5．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
B．流程中HCl和H2可以循环利用
C．反应①②③均为氧化还原反应
D．反应②与反应③互为可逆反应
6．下列变化不能一步实现的是( )
A．Na2SiO3→H2SiO3
B．H2SiO3→SiO2
C．SiO2→H2SiO3
D．SiO2→Na2SiO3
7．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)下列物质不属于硅酸盐材料的是________。
A．陶瓷 B．玻璃
C．水泥 D．生石灰
(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
工艺师常用______________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(3)Na2SiO3用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________________________________________________________________________。
Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
(4)根据如图所示装置回答以下问题。
若要用此装置证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：①稀HNO3 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2。试剂A与C分别为________(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
有同学认为此实验不能说明酸性强弱，你认为原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．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)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________，
工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)工业上常用2C＋SiO2Si＋2CO来制备硅单质，该反应中还原剂是____________(填化学式)。
(3)CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，所以硅酸酸性________碳酸(填“大于”或“小于”)。
(4)除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的________。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．盐酸 D．硫酸
高考模拟演练
(2022·广东选择考)广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是( )
文物
选项 A.南宋鎏
金饰品 B.蒜头
纹银盒 C.广彩瓷
咖啡杯 D.铜镀
金钟座
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课标要点 知识导图
1.知道化学反应中能量变化的主要原因。
2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。
3.了解化学能与热能之间的相互转化。
4.了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。
一、化学反应中能量变化的转化形式及能量变化的本质
1．下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是( )
A．反应物总能量大于生成物总能量
B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C．反应开始后，针筒活塞向右移动
D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊
2．下列实验现象或图像信息不能充分说明对应的化学反应是放热反应的是( )
反应装置或图像 实验现象或图像信息
A 反应开始后，针筒活塞向右移动
B 反应物总能量大于生 成物总能量
C 反应开始后，甲处液面低于乙处液面
D 温度计的水银柱不断上升
◎易错警示
(1)“三个不一定”。①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳与氧气的反应；②放热反应常温下不一定容易发生；③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化。NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
3．已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol H—N键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式：N2＋3H22NH3，反应消耗1 mol N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 mol N≡N键需吸收的能量是( )
A．431 kJ B．945.6 kJ
C．649 kJ D．869 kJ
4．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．反应物X和Y的总能量一定小于生成物M和N的总能量
5．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法正确的是( )
A．催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响
B．②→③过程，是放热过程
C．③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量
二、化学能与能量转化形式及应用
6．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( )
A. 由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应
B. 由图2知，S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2 ，则ΔH1>ΔH2
C. 由图3知，白磷比红磷稳定
D. 由图4知，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH>0
7．反应C→A＋B(反应吸热)分两步进行：①C→X(反应吸热)，②X→A＋B(反应放热)。能正确表示总反应过程中能量变化的示意图是( )
三、反应能量变化的实验探究
8．某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。
(a) (b)
(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是________热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该________其生成物的总能量。
9．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：
(1)上述三套装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是________________________________________________________________________。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水____________(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____________________。
(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①：选择上述装置________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验。方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是____________反应。
高考模拟演练
(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量
/kJ·mol－1 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是( )
A．H2的键能为436 kJ·mol－1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOO
参考答案
硅及其化合物的性质及转化
1．D 火法炼铜Cu2S＋O22Cu＋SO2，属于化学反应，A错误；制陶瓷的原料是粘土，发生化学变化生成硅酸盐产品，属于化学反应，B 错误；用树皮造纸的蒸煮过程中纤维素在碱性条件下水解，属于化学反应，C错误；打磨磁石制指南针，只是改变物质的外形，没有新物质生成，不涉及化学反应，D正确。
2．D 硅酸不溶于水，但是二氧化硅可以与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，故A错误；反应在高温下进行，生成的二氧化碳是气体，SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑的反应，是高沸点的物质制取低沸点的物质，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，故B错误；石英光导纤维所用的材料是SiO2，故C错误；普通玻璃是以纯碱、石灰石、石英为原料高温烧结而成，故D正确。
3．C 二氧化硅与氢氧化钠等强碱溶液反应生成盐和水、二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅和水、二氧化硅和其他酸不反应，A错误；生产水泥是以石灰石、粘土为原料制得的，B错误；氮化硅陶瓷是高温陶瓷材料、是新型无机非金属材料，C正确；光纤材料的主要成分是高纯度的二氧化硅，D错误。
4．D 步骤①反应中，SiO2是氧化剂，C是还原剂，二者的物质的量之比为1∶2，A错误；步骤②涉及两个反应，前者Si元素被氧化，后者Si元素被还原，B错误；石英坩埚中含有SiO2，高温条件下会与Na2CO3反应生成Na2SiO3，C错误；硅、二氧化硅都能与氢氟酸反应生成SiF4气体，都能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，D正确。
5．D 在反应①发生反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑，在该反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，A正确；在反应②中产生H2，可用于反应③还原SiHCl3制取Si单质，反应③产生的HCl可与粗硅反应制取SiHCl3，因此流程中HCl和H2可以循环利用，B正确；在反应①②③中均有元素化合价的变化，因此三个反应均为氧化还原反应，C正确；反应②是Si＋3HClSiHCl3＋H2，反应③是SiHCl3＋H2Si＋3HCl，二者反应物与生成物正好颠倒，但反应温度不同，因此反应②与反应③不能互为可逆反应，D错误。
6．C Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2；
SiO2＋NaOH―→Na2SiO3；SiO2与水不反应，不能一步反应生成H2SiO3。
7．解析：(1)陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐材料，生石灰是氧化钙，不属于硅酸盐，答案选D。(2)二氧化硅是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(3)硅酸钠是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠浸泡棉花就阻隔了棉花与空气中氧气的直接接触，可用作防火剂的原料；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与纯碱反应，氧化铝与纯碱能够发生反应(生成偏铝酸钠和二氧化碳)，铁和碳酸钠在高温下不会反应，所以高温熔融纯碱时可选用的是铁坩埚。(4)证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，试剂A、B、C分别为稀硝酸、碳酸钠和硅酸钠溶液；试管中发生反应的离子方程式为：CO2＋H2O＋SiO===H2SiO3↓＋CO；有同学认为此实验不能说明酸性强弱，原因是硝酸具有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸。
答案：(1)D
(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸
(3) 防火剂 D
(4)①④ CO2＋H2O＋SiO===H2SiO3↓＋CO HNO3有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸
8．解析：(1)SiO2与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。二氧化硅能和氢氟酸反应，工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃；(2)2C＋SiO2Si＋2CO此反应中，碳的化合价由0价升高到＋2价，化合价升高被氧化，故碳是还原剂。(3)CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，根据酸和盐发生复分解反应有强酸制弱酸的规律，可以判断硅酸酸性小于碳酸。(4)SiO2和 CaCO3都难溶于水，则用水无法除去SiO2中混有的CaCO3，故A不符合题意；SiO2溶于氢氧化钠溶液，而CaCO3不溶于氢氧化钠溶液，则氢氧化钠溶液不能除去SiO2中混有的CaCO3，故B不符合题意；SiO2和盐酸不反应， CaCO3和盐酸反应溶于盐酸，则盐酸能除去SiO2中混有的CaCO3，故C符合题意；SiO2和 CaCO3都不和硫酸反应，都不溶于硫酸，则硫酸不能除去SiO2中混有的CaCO3，故D不符合题意。
答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸 (2)C (3)小于 (4)C
高考模拟演练
C 南宋鎏金饰品的主要原料是金属，不属于硅酸盐材料，故A错误；蒜头纹银盒的材料为银，不属于硅酸盐材料，故B错误；广彩瓷咖啡杯的材料为陶瓷，属于硅酸盐材料，故C正确；铜镀金钟座的主要材料为金属，不属于硅酸盐材料，故D错误。
化学反应与能量变化
1．C 反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放热，A不符合；反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶内气体受热膨胀，则试管内的反应放热，B不符合；反应开始后，针筒活塞向右移动，可能是反应放热引起的、也可能是液体滴入使气体扩散引起的，也可能是生成气体引起的，则不能说明反应放热，C符合；反应开始后，饱和石灰水变浑浊，则溶液温度升高氢氧化钙因溶解度降低而析出，则试管内的反应放热，D不符合。
2．A 锌粒与稀硫酸反应生成H2，气体增多，压强增大，针筒活塞向右移动，A不能判断反应是否放出热量；反应物的总能量高于生成物的总能量，B能说明该反应是放热反应；集气瓶中密封空气，反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明瓶中空气的压强增大，推测试管中物质发生的反应是放热反应，C不符合题意；稀盐酸与NaOH溶液反应，温度计的水银柱不断上升，说明该反应是放热反应，D不符合题意。
3．B 设断开1 mol N≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4 kJ＝6×391 kJ－3×436 kJ－x，x＝945.6 kJ。
4．D
5．D 由图知，通过催化剂的参与，N2和H2生成了NH3，催化剂通过改变反应条件而改变了反应速率， A错误；②→③过程，断裂为，H—H键断裂为两个H原子，均为吸热过程，B错误； ③→④过程， N原子和H原子通过共用电子对形成NH3，N—H是极性键，C错误；合成氨为放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确。
6．A 由图像1可知金刚石的能量比石墨的能量高，则石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确；相同条件下，等质量S(g)和S(s)的能量比较，S(s)较小，则相同物质的量的S(g)比S(s)完全反应时放热多，因为放热反应，ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，故B错误；由图像3可知白磷比红磷能量高，则白磷较不稳定，故C错误；由图像4可知CO(g)＋H2O(g)总能量大于CO2(g)＋H2(g)总能量，则CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，ΔH<0，故D错误。
7．A C→A＋B为吸热反应，C的总能量小于A和B总能量，C→X为吸热反应，C的总能量小于X的总能量，X→A＋B为放热反应，X的总能量大于A和B的总能量，因此符合题意的图像是，故A符合题意。
8．解析：(1)反应后(a)中温度升高，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。(3)(b)中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。
答案：(1)放 吸
(2)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (3)低于
9．解析：(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅲ只是铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应。(2)氢氧化钡与稀硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。(3)浓硫酸、硝酸铵溶于水有热效应，但不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。
答案：(1)Ⅲ
(2)左端液柱降低，右端液柱升高 放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱 ②可能是放热反应 某些物质(如浓硫酸)溶于水放热，但不是放热反应 ③硝酸铵(或其他合理答案)
(4)Ⅰ(或Ⅱ) 放热
高考模拟演练
C 根据表格中的数据可知，H2的键能为218×2＝436 (kJ·mol－1)，A正确；由表格中的数据可知O2的键能为249×2＝498 (kJ·mol－1)，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；由表格中的数据可知HOO===HO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249＋39－10＝278 (kJ·mol－1)，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；由表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136－249－(－242)＝－143 (kJ·mol－1)，D正确。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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