高中化学专题1 揭示物质结构的奥秘第一单元 物质结构研究的内容达标测试

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[基础过关练]
1．同位素的发现能揭示物质微观结构与性质之间的关系。下列说法正确的是( )
A．O2和O3互为同位素
B．1个18O2中含有18个中子
C．18O2与16O2的性质完全相同
D．16O和18O的核外电子数相同
D [O2和O3是O元素组成的两种单质，二者互为同素异形体，A错误；1个18O2中含有2×(18－8)＝20个中子，B错误；18O2与16O2的物理性质不同，C错误；16O和18O的核外电子数都是8个，D正确。]
2．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是( )
A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
C．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
D．H2S的熔沸点小于H2O的熔沸点
D [非金属性F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对应的氢化物越稳定，A错误；NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体，离子半径越大，键能越小，熔沸点越低，B错误；金刚石、碳化硅、晶体硅属于原子晶体，原子之间存在共价键，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，与共价键的键能大小有关，C错误；H2O含有氢键，熔沸点较高，与键能无关，D正确。]
3．解释下列物质性质的变化规律与物质结构的因果关系时，与化学键强弱无关的变化规律是( )
A．与硅相比，金刚石的硬度大，其熔、沸点也高
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C．钠、镁、铝的熔、沸点逐渐升高
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D [原子晶体中，共价键越短，硬度、熔沸点越大，则金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与共价键有关，故A有关；非金属性F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对应的氢化物越稳定，与键能有关，故B有关；钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关，故C有关；分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，则F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，与化学键强弱无关，故D无关。]
4．R、X、Y、Z为短周期元素，室温下，浓度均为0.01 ml·L－1的各元素最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．原子序数大小：XB．最简单氢化物的沸点：X＞Z
C．R与Z形成的化合物溶于水呈中性
D．X和Y可形成各原子均满足8电子稳定结构的共价化合物
C [由已知信息和图可知：浓度均为0.01 ml·L－1的各元素最高价氧化物对应水化物的pH，以及原子半径可知R半径最大，对应pH为12，所以R为Na元素，X、Y对应的pH都是2，根据半径大小关系，X为N元素，Y为Cl元素，Z对应的pH小于2，所以Z为S元素。原子序数大小为NH2S，B正确；R与Z形成的化合物Na2S溶于水呈碱性，C错误；X和Y可形成共价化合物NCl3，各原子均满足8电子稳定结构，D正确。]
5．实验室用银氨溶液检验醛基的实验中，下列说法错误的是( )
A．检验试剂：银氨溶液必须新制
B．所需玻璃仪器：试管，胶头滴管，烧杯
C．银氨溶液的制取：在硝酸银溶液中加入过量氨水
D．实验现象：出现银镜
C [向硝酸银中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解得到银氨溶液，需要现用现配，防止变质，与含—CHO的有机物水浴加热生成光亮的银镜，以此来解答。A项正确；在试管中滴加试剂，且水浴加热可实现，需要试管、胶头滴管、烧杯，B项正确；不能加过量氨水，应向硝酸银中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解即可，C项错误；—CHO被银氨溶液氧化，生成Ag单质，观察到银镜出现，D项正确。]
6．据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题：
(1)铷(Rb)位于元素周期表的第______周期____________________________族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是________(填序号)。
①与水反应比钠剧烈
②它的原子半径比钠小
③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2
④它的阳离子最外层电子数和镁相同
⑤它是还原剂
(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是________(填序号)。
a．Li b．Na c．K d．Cs
[解析] (1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第5周期ⅠA族。
(2)由Rb的原子结构示意图可知②④不正确；又因Na和Rb同主族，根据同主族元素性质的递变规律知，Rb的金属性比Na强，故①③⑤正确。
(3)设该合金的平均相对原子质量为M，则根据得失电子守恒定律得eq \f(50 g,Mg·ml－1)×1＝eq \f(22.4 L,22.4 L·ml－1)×2，解得M＝25，因Mr(Rb)>25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可能为Li或Na。
[答案] (1)5 ⅠA (2)①③⑤ (3)ab
[拓展培优练]
7．南京理工大学团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，五氮阴离子Neq \\al(－,5)是制备全氮类物质Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)的重要中间体。下列说法正确的是( )
A．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含有共价键，属于共价化合物
B．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中的H3O＋与NHeq \\al(＋,4)含有的电子数不相同
C．1 ml Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)中含有70 ml电子，Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)与N2属于同素异形体
D．Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)中含有共价键和离子键，属于离子化合物
C [(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl属于盐，因此含有共价键，也含有离子键，属于离子化合物，A错误；1个H3O＋含有的电子数为1×3＋8－1＝10，1个NHeq \\al(＋,4)含有的电子数为7＋1×4－1＝10，两者含有的电子数相同，B错误；1 ml Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)中含有电子的物质的量为[(7×5)－1]＋[(7×5)＋1]＝70 ml，Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)与N2为N元素组成的两种不同的单质，属于同素异形体，C正确；Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)中含有共价键和离子键，但Neq \\al(＋,5)Neq \\al(－,5)是单质，不属于化合物，D错误。]
8.P4S3是黄色或淡黄色结晶或粉末，无臭、无味、易燃、有毒，遇潮气发生分解，分子结构如图所示，已知其燃烧热ΔH＝－3 677 kJ·ml－1(P被氧化为P4O10)，下列有关P4S3的说法中不正确的是( )
A．分子中磷元素显＋3价
B．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
C．热化学方程式为P4S3(s)＋8O2(g)===P4O10(s)＋3SO2(g) ΔH＝－3 677 kJ·ml－1
D．分子中存在极性键与非极性键
A [由图可知，1个P为＋3价，其他3个P都是＋1价，S为－2价，A错误；因P原子最外层有5个电子，S原子最外层有6个电子，由图可知，每个P形成3个共价键，每个S形成2个共价键，5＋3＝8，6＋2＝8，即分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，B正确；1 ml可燃物燃烧生成稳定氧化物放出的热量为燃烧热，则P4S3(s)＋8O2(g)===P4O10(s)＋3SO2(g) ΔH＝－3677 kJ·ml－1，C正确；由图可知，P—P之间的键为非极性键，P－S之间的键为极性键，D正确。]
9．决定物质性质的原子或原子团叫官能团，具有相同官能团的物质具有相似的性质。乙醇的官能团为羟基(—OH)，乙酸的官能团为羧基(—COOH)，由课本中乙醇和乙酸的性质请推测乳酸的性质。乳酸的结构简式为：
请回答下列问题：
(1)当乳酸在浓硫酸催化加热条件下发生酯化反应时，能产生多种酯类化合物，请写出两种该类产物的结构简式：________、________。
(2)请写出乳酸发生催化氧化反应时产物的结构简式：________。
(3)乳酸与金属钠反应的化学方程式：______________________________
______________________________________________________________。
(4)乳酸与Na2CO3溶液反应的化学方程式：___________________________。
[解析] (1)乳酸分子中含有羟基和羧基，两分子乳酸发生酯化反应可形成环酯，也可以脱去1分子水，生成物的结构简式分别为
。
(2)乳酸含有羟基，则发生催化氧化反应时产物的结构简式为CH3COCOOH。
(3)羟基、羧基均能与钠反应生成氢气，则乳酸与金属钠反应的化学方程式
H2↑。
(4)只有羧基与Na2CO3反应，则乳酸与Na2CO3溶液反应的化学方程式为＋Na2CO3―→＋CO2↑＋H2O。
[答案]