第五章 碳族元素、无机非金属材料
第一部分 三年高考题荟萃
2011年高考题
1．（2011上海8）高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是
A．铁 B．氮 C．氧 D．碳 解析：本题考察炼铁原理。 答案：D
2．(2011全国II卷27)（15分）（注意：在试题卷上作答无效） ．．．．．．．．．
下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。
已知：
① 反应能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
点燃 ② I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I
2F＋D，F中的E元
素的质量分数为60%. 回答问题：
(1）①中反应的化学方程式为____________________________________________； (2）化合物Ⅰ的电子式为______________________,它的空间构型是_________；
(3）1.6g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量（写出离子方程式和计算过程）；
(4）C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为___________________________，反应后溶液与
过量化合物Ⅰ反应的离子方程式为_______________________________;
(5)E在I中燃烧观察到的现象是__________________________。
1
解析；①中反应属于铝热反应，故C是单质铝，B是单质铁，H是氧化铝；②中I是二
氧化碳，D所单质碳，E是单质镁。F是由氧元素和镁元素组成，即氧化镁，所以A是氧气。 答案：
（4）2Al＋2OH＋2H2O=2AlO2＋3H2↑ AlO2＋CO2＋2H2O=HCO3＋Al(OH)3↓
(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的碳
2010年高考题
一、选择题
（2010全国卷1）下列叙述正确的是
A．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2 B．将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀 C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸 D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu还原成Cu
【解析】A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2O,直接取材于第一册课本第二章第三节； B错误，酸性：HCl＞H2SO3＞H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀，因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑；D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2
△ 2+
－
－
－
－
CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为
Cu,要还原必须是干燥的固态！C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3＞HClO,反应为：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO，直接取材于课本第一册第四章第一节；
【答案】C
【命题意图】考查无机元素及其化合物，如碱金属，氯及其化合物，碳及其化合物，硫
2
及其化合物，氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本，D取材于高二第一章氮族。 【点评】再次印证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错！
（2010山东卷）13．下列推断正确的是
A．SiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与 CO2反应产物也相同 C．CO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色 解析：酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故A正确，因为
2NaOH?SiO2?Na2SiO3?H2O, Na2O与CO2反应生成Na2CO3, Na2O2与CO2反
应除生成
Na2CO3外，还生成O2，故B错；NO在空气中会发生反应2NO?O2?2NO2，
故C错；因为新制氯水中含有HClO,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故D错。 答案：A
（2010全国卷1）13．下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是
A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 C．最小的环上，Si和O原子数之比为1：2 D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
【解析】二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于4个顶角所以A项错误；在SiO2晶体中，每6个Si和6个O形成一个12元环（最小环），所以D对，B、C都错误！
【答案】D
【命题意图】考查学生的空间想象能力，和信息迁移能力，实际上第三册课本第一单元里面有结构图！
【点评】怎样理解SiO2的结构，可从晶体硅进行转化，晶体硅与金刚石结构相似，只需将C原子换成Si原子即可，课本上有我直接拿来用，再将Si-Si键断开，加入氧即可，见：
3
?
但是若将题目中B、B、D三个选项前面分别加上“平均每个”，则本题的答案就又变了，这时就要应用均摊法了，由于每个Si原子被12个环所共用，每个O原子被6个环所共用，每个Si-O键被6个环所共用，则均摊之后在每个环上含有0.5个Si，1个O，2个Si-O键，此时则B、D错误，C正确了，也即在1molSiO2中含有4 mol Si-O键（这是我们经常考的） 二、非选择题
（2010山东卷）32.（８分）【化学-物质结构与性质】 碳族元素包括：C、Si、 Ge、 Sn、Pb。
(1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过 杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠 结合在一起。
(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br的键角 120°（填“＞”“＜”或“＝”）。
(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb处于立方晶胞顶点，Ba处于晶胞中心，O处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为 ，每个Ba与 个O配位。 解析：(1)石墨的每个碳原子用sp杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。
(2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：C＞H ＞Si。
(3) SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120°。
(4)每个晶胞含有Pb：8×1=1个，Ba：1个，O：12×1=3个，故化学式为：PbBaO3。84Ba处于晶胞中心，只有1个，O处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba与12个O配位 答案：(1) sp
2
2+
2-2+
2-4+
2+
2-2
2-2+
2-4+
2+
范德华力
4
(2) C＞H ＞Si (3) ＜
2009年高考题
一、选择题
1．（09广东理科基础22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 答案 A
解析 光导纤维的成分是SiO2，③错；陶瓷的成分是SiO2，而不属于硅酸盐，④错。故A项正确。
2.（09安徽理科基础22）石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 （ ） A.石墨烯与石墨互为同位素
B.0.12g石墨烯中含有6.02*10个碳原子 C石墨烯是一种有机物
D.石墨烯中的碳原子间以共价键结合 答案 D
解析 同位素的研究对象是原子，A选项错误；0.12g石墨烯的物质的量为0.01mol，所含碳原子个数为0.01NA，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，C选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，D选项正确。 二、非选择题
3．(09全国卷Ⅰ29） 已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：
（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是 ；
5
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