考点10   微观模型

考点精讲

微粒观点的应用就是从物质的微粒性角度来分析解决实际问题，也就是运用分子、原子或离子等微观粒子的知识来分析解释实际问题，而模型图的应用是指把看不见的、抽象的微观粒子，用能够看到的模型图的形式形象展现出来，以便用来解释抽象的概念、化学反应或实际问题等。

1. 确定化学式和物质的类别

2. 判定模型表示的反应类型

3. 化学方程式书写

4. 化学反应实质

考向一、确定化学式和物质的类别

（1）化学式书写：首先明确每个“球”代表的原子种类及对应原子个数，再据此写出化学式，如①为C5H4（若分子中含有C、H、O原子，一般按C、H、O的顺序排列）

（1）纯净物：图中只含一种分子或原子，即图形形状及组合方式完全相同，如图如③和④；

（2）混合物：图中含有两种或两种以上分子或原子，即存在不同种形状组合的分子或原子，如如②；

（3）单质：图中只含一种原子或由同一种原子组合而成的分子，如③；

（4）化合物：图中只含一种分子，且该分子由同两种或两种以上原子组合而成；

（5）氧化物：由不同种原子构成的分子是化合物，如④；若化合物的分子由两种原子构成，其中一种是氧原子，则是氧化物。

真题解析

1. (2020•遂宁)随着科学的发展，新能的开发不断取得突破。清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如下图所示（图中的微粒恰好完全反应）。

下列说法错误的是（    ）

A．丁的化学式是H2O

B．甲是单质，乙、丙、丁均为化合物

C．乙物质中碳元素的化合价为+4

D．反应前后分子种类和原子种类均发生改变

【答案】D

【解析】由题目信息和质量守恒定律可知，该反应为氢气和二氧化碳在催化剂的作用下生成甲醇和水，化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。

A、由上述分析可知，丁为水，化学式为H2O，故正确；

B、由图示和化学方程式可知，甲为氢气，乙为二氧化碳，丙为甲醇，丁为水，则甲是单质，乙、丙、丁均为化合物，故正确；

C、由上述分析可知，乙为二氧化碳，化学式为CO2，其中碳元素的化合价为+4，故正确；

D、由图示和质量守恒定律可知，反应前后分子种类发生改变，原子种类不发生改变，故错误。故选D。

2.  (2020•昆明)从下图某化学反应的微观示意图中，获得的信息错误的是（    ）

A. 参加反应的一种物质的化学式为C2H4

B. 该反应的生成物为混合物

C. 参加反应的两种物质的分子个数比为1:1

D. 中碳、氢、氧原子个数比为2:6:1

【答案】B

【解析】A、从图中可知，有一种反应物分子中碳氢原子比为2:4，因此该反应物分子式为C2H4，A选项正确，不合题意；

B、该反应的生成物是乙醇，乙醇为纯净物，因此B选项错误，符合题意；

C、可从图中看出2个C2H4分子和2个H2O分子生成了2个C2H5OH分子，因此反应物的分子个数比为1:1，C选项正确，不合题意；

D、该反应的生成物是乙醇，一个乙醇分子由2个C原子，6个H原子和1个O原子构成，因此D选项正确，不合题意；故选B。

3. 分子模型可以直观的表示分子的微观结构（分子模型中，不同颜色、大小的小球代表不同的原子）。下图所示的分子模型表示的分子是（     ）

A．HCHO  B．CO2  C．NH3  D．CH4 

【答案】A

【解析】HCHO分子由三种原子构成，四个原子构成一个分子；一个HSCN由四个原子构成，且属于四种原子；NH3分子由两种原子构成，一个分子里含有四个原子，有三个相同的氢原子；H2O2分子是由两种原子构成，一个分子里含有4个原子。故选A。

4. 物质都是由微粒构成的。若用“○”和“●”表示两种不同元素的原子，下列能表示化合物的是（    ）

A．   B．   C．   D．

【答案】B

【解析】如果这两种原子都能直接构成物质，那么它可以表示混合物，如果不能直接构成物质，就不能表示混合物；是一种物质，属于纯净物中的化合物；是一种单质和一种化合物组成的混合物；属于纯净物中的单质。故选B。

5. 蛋白质是人类重要的营养物质，它是由多种氨基酸构成的化合物，丙氨酸是其中的

一种。下列有关丙氨酸的叙述正确的是(   ) 

A．丙氨酸是由四种原子构成               B．一个丙氨酸分子中质子数是89 

C．丙氨酸中氮元素与氢元素的质量比为2：1 D．丙氨酸的化学式为C3H6O2N

【答案】C

【解析】根据丙氨酸分子结构模型可知，丙氨酸分子由3个C原子、7个H原子、2个O原子和1个N原子所构成；而丙氨酸是由丙氨酸分子所构成；根据每个C原子含6个质子、每个O原子含8个质子、每个H原子含1个质子、每个N原子含7个质子，而一个丙氨酸分子由3个C原子、7个H原子、2个O原子和1个N原子所构成，则一个丙氨酸分子中质子数=6×3+1×7+8×2+7×1=48≠89；根据丙氨酸的化学式C3H7O2N，丙氨酸中氮元素与氢元素的质量比=14：（1×7）=2：1；根据丙氨酸分子结构模型可知，丙氨酸分子由3个C原子、7个H原子、2个O原子和1个N原子所构成，故丙氨酸的化学式可表示为C3H7O2N；故选C。

突破提升

一、单选题

1．建立模型是学习科学的重要方法，在理解化学反应的本质时往往引入模型。下图是某反应的微观模型，有关该模型的叙述中，正确的是

A．反应前后原子种类发生改变

B．是保持氧气化学性质的最小微粒

C．化学反应前后没有元素的化合价改变

D．反应中和的质量比为7：8

2．下图是某化学反应的微观模型示意图，据此分析正确的是

A．反应前后分子个数不变 B．反应物和生成物均为氧化物

C．生成物中丙和丁分子个数比为2∶1 D．反应前后各元素的化合价均没有变化

3．工业生产硫酸中的某一步反应用微观模型图表示如下，下列说法正确的是

A．反应前后硫元素的化合价从+3价变成+6价

B．反应前后分子数目不变

C．参加反应的反应物间分子个数比是1：1

D．该反应属于化合反应

4．将宏观、微观以及化学符号联系在一起是化学特有的思维方式，下图是某化学反应的微观模型示意图，根据图示得到的信息不正确的是

A．甲物质是一种有机物

B．反应前后各原子的种类和数目都没有发生改变

C．反应过程中乙、丙两物质的分子个数比为 3：2

D．反应过程中甲、丁两物质的质量比为 14：9

二、填空题

5．“宏观一微观一符号”三重表征是表示物质及其变化的独特方法，结合下图回答问题。

(1)图1是中国科学院的科学家们通过特殊技术，在单晶硅膜片上移动硅原子形成世界上最微小的汉字一中国。

①硅元素属于___________(选填“金属”或“非金属”)元素；

②图中符号“Si”表示多种信息，如：表示硅元素、1个硅原子，还能表示____________。

③硅原子核外有三个电子层，则硅元素在元素周期表中排在第___________周期。

(2)图2表示某化学反应的微观模型，该反应原理用化学方程式表示为____________。

6．看图回答问题：

(1)图1是氮在周期表中的信息和原子结构示意图，氮元素的最外层电子数有______个电子，氮元素与氧元素形成的化合物的化学式为______（写一个即可）。

(2)图2描述了NaOH溶液与稀盐酸发生中和反应的微观实质，图中A处应填入的一种离子符号为______。

(3)甲同学经检查患有坏血病，你认为甲同学应该多食用下列食物中的______。

A．米饭 B．馒头

C．西红柿 D．牛奶鸡蛋

(4)近年来，我国科研人员在“甲烷——二氧化碳重整和Ni基催化剂”的研究方面取得突破。如图是甲烷与二氧化碳反应的微观示意图。

①在框内补充C的微观模型图______。

②该反应利用两种温室气体，兼具环保和经济价值；反应难点之一是破坏甲烷分子、二氧化碳分子的稳定结构，分裂为氢原子、氧原子、______（填微粒名称）并重新组合。

7．我国科学家研究出碳化钼（Mo2C）负载金原子组成的高效催化体系，使水煤气中的CO和H2O在120℃下发生反应，如图所示。

(1)反应微观模型中共有_______种单质分子 。

(2)金原子对_______（填“CO”或“H2O”）起吸附催化作用。

(3)反应的化学方程式为________

8．人类生存离不开燃料和空气、水资，请回答以下问题：

(1)①在家中厨房安装天然气泄漏报警器，报警器的位置应按__________(填“A”或“B”)图安装。如果漏气，下列应急措施可行的有__________(填序号)

a.关闭气阀门          b.打开门窗          c.立即打开抽油烟机

②燃气燃烧不充分时火焰会显黄色，此时可以调大气灶__________(填“空气”或“燃气”)的进入量。

(2)空气是一种宝贵的自然资。

①从分类角度：空气属于__________(填“混合物”或“纯净物”)。

②从微观角度；用“”表示氮原子，用“”表示氧原子。同温同压下，气体的体积比等于分子数目比。若空气中其他成分忽略不计，下图可表示空气微观模型的是__________(填字母标号)。

③从变化角度；已知：常压下，氮气沸点-196°C，氧气沸点-183°C。将燃着的木条置于盛满液态空气(模拟分离液态空气条件)的烧杯口，观察到的现象是________。该烧杯放置一段时间后，液态物质剩余约1/10体积，其主要成分是________。

(3)6月5日为世界环境日，请你参与下列问题的讨论。

①净水过程中，向水样中加入明矾搅拌溶解，静置一段时间后，进行____________(填操作名称)除去固体杂质，再向水样中加入____________，除去水样中的颜色和异味。

②为了判断得到的自来水是硬水还是软水，可加入____________进行检验。

③自来水可被电解，正、负极产生气体的体积比为_______；反应的基本类型为________。

④野外生存训练课上，某同学几种获得饮用水的方法，其中最不合理的是____

A 融化积雪，煮沸后使用                         B．收集雨水，煮沸后使用

C．过滤泥水，煮沸后使用                         D．用沙子和木炭处理海水，煮沸后使用

9．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。根据所学知识，回答问题。

(1)下列各种“水”中，属于纯净物的是_____。

A．矿泉水 B．自来水 C．蒸馏水 D．运河水

(2)水和天然气重整可以得到合成气，其反应的微观示意图如图1所示，写出微观模型中，表示的化学方程式_____。

(3)初中化学实验中经常用到水。如图2实验有关水的用途叙述正确的是_____（填写所有正确的序号，多选）。

A．实验①中热水对铜片起到了加热的作用

B．实验②中主要利用了气体密度比水小

C．实验③中水没有参加反应

D．实验④中水起到冷凝的作用

10．请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。

(1)从分类角度：空气属于______（填“混合物”或“纯净物”）。

(2)从微观角度：用“”表示氮原子，用“”表示氧原子。

A． B． C．

①用“”可表示的微粒是______（填名称）。

②同温同压下，气体的体积比等于分子数目比。若空气中其他成分忽略不计，图中可表示空气微观模型的是______（填字母序号）。

(3)从变化角度：

已知：常压下，氮气沸点－196 ℃，氧气沸点－183 ℃。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，观察到的现象是______。该烧杯放置一段时间后，液态物质剩余约1/10体积，其主要成分是______。而观之目前，人们利用最多的能是煤、石油和______（化石燃料）。煤燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等气体，影响大气环境，造成污染。这些气体中，溶于雨水会形成酸雨的是______。科学家正在努力开发和利用的新能有______、地热能、潮汐能等来减少化石燃料的使用。