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2023年秋高中化学选择性必修2（苏教版2019）专题1 揭示物质结构的奥秘 过关检测（含解析）
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这是一份2023年秋高中化学选择性必修2（苏教版2019）专题1 揭示物质结构的奥秘 过关检测（含解析），共13页。
专题1 揭示物质结构的奥秘 过关检测
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝,下列有关解读错误的是( )
A.“常恐秋节至,焜黄华叶衰”,树叶由绿变黄是发生了化学变化
B.“心忧炭贱愿天寒”中的炭与“嫦娥五号”卫星所用的碳纤维互为同素异形体
C.“兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光”,“香”的原因之一是美酒含酯类物质
D.“三月打雷麦谷堆”,在雷电作用下N2最终转化成被农作物吸收的化合态氮
2.碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料,它是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体,具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的可能用途不正确的是( )
A.用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B.能解决室温下,低气压、高容量储存氢气的难题
C.作为优秀的绝缘材料
D.制成电脑芯片可大大提升计算机系统的计算能力
3.工业上可用氪(3685Kr)进行机械磨损的研究,关于 3685Kr的说法正确的是( )
A.原子序数为49
B.质量数为36
C.中子数85
D.最外层电子数为8
4.反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为9的氮原子:79N
B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
5.高铁动车车厢禁止吸烟,高铁装有的离子式烟雾传感器具有稳定性好、灵敏度高的特点,其主体是一个放有镅(95241Am)放射源的电离室。下列关于 95241Am的说法中,正确的是( )
A.核外电子数为95
B.质子数为146
C.质量数为146
D.中子数为95
6.下列说法中正确的是( )
A.中子数为20的氯原子可以表示为 1720Cl
B.互为同位素的两种核素,它们原子核内的质子数一定相等
C.人们发现了118种元素,即共有118种核素
D.原子结构模型演变历史可以用上图表示
7.下列与生活有关的化学知识中叙述错误的是( )
A.焦炭(主要含石墨微晶)与金刚石都是碳的同素异形体,其化学性质完全相同
B.钢铁制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理,使其表面产生起保护作用的致密且极薄的氧化物膜
C.“嫦娥五号”返回器带回的月壤中含有3He,它与地球上的4He互为同位素
D.泡沫灭火器可用于一般的起火的扑灭,不可用于金属钠起火的扑灭
8.北京大学和中国科学院的化学工作者合作成功研制出了碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,且具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析不正确的是( )
A.K3C60中既有离子键,又有共价键
B.该物质在熔融状态下能导电
C.该物质在熔融状态下破坏了离子键
D.1 mol K3C60中含有的K+数目约为6.02×1023
9.我国科学家成功合成的3 mm长的管状定向碳纳米管,长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)大、密度小(只有钢的四分之一)、熔点高、化学稳定性好的特点,因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是( )
A.它是制造飞机的理想材料
B.它的主要组成元素是碳
C.它的结构与石墨不同
D.碳纤维复合材料为一种高分子化合物
10.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关反应方程式的类推正确的是( )
选项
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中:Fe+Cu2+Cu+Fe2+
将Ag加入CuSO4溶液中:2Ag+Cu2+Cu+2Ag+
B
稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
NaHSO4溶液与
Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
C
铁和氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3
铁和氧气反应:4Fe+3O22Fe2O3
D
SO2是酸性气体,可以用浓硫酸干燥
H2S也是酸性气体,可以用浓硫酸干燥
11.中国国家知识产权局公布了“一种抗肿瘤无机含硒纳米颗粒及其制备方法和应用”的专利,该发明为硒(Se,与O和S位于同一主族)在抗肿瘤方面的应用提供了一种新的制备方法,有望抗肿瘤的同时降低其毒副作用。下列说法正确的是( )
A.氢化物稳定性:H2Se>H2O
B.该方法制备的硒纳米颗粒是胶体
C.酸性:H2SO4
12.下列说法错误的是( )
A.金刚石和石墨、红磷和白磷,H2O和D2O均属于同素异形体
B.12C、13C、14C是碳元素的三种不同核素,互为同位素
C.CH4、CH3—CH3、CH3—CH2—CH3均属于烷烃,互为同系物
D.乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)均属于烃的衍生物,互为同分异构体
13.科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究有意义的是( )
A.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质可能是Cu(OH)2
B.探究Na与水的反应可能有O2生成
C.探究NO和N2O可能化合生成NO2
D.探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
14.有一种分子(分子式为C3H2),该分子过去只是在星际空间被探测到,现在一个研究小组在实验室中制造出了这种稳定的分子。该分子也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成,刚接触到这个分子时,有人认为是a、b两种结构中的某一种(如图所示),如果取其样品继续研究,你认为下列推断正确的是( )
①a、b分子属于同分异构体
②若用C3HD(D即2H)示踪,燃烧后生成等物质的量的H2O、D2O和HDO,可推测应为b
③a、b两物质在一定条件下均能发生加成反应、氧化反应及加聚反应
④a、b中的所有原子都应处于同一平面
A.①② B.②③
C.①③④ D.②③④
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(18分)研究人员最近发现,在一定的实验条件下,给水施加一个弱电场,在20 ℃、1个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”。如图是水和“热冰”的计算机模拟图,图中小球代表水分子中的原子。
图1 图2
(1)图中较大的球代表 原子,其原子结构示意图是 。水分子中氢氧原子间的化学键是 (填“共价键”或“离子键”)。
(2)已知水分子中氧原子一端带部分负电荷,氢原子一端带部分正电荷,在外加电场作用下,水结成冰。如图中模拟“热冰”的示意图是 (填“图1”或“图2”),理由是 。
请你展开想象,给“热冰”设计一个应用实例: 。
(3)用高能射线照射液态水时,一个水分子能释放出一个电子,同时产生一种阳离子(H2O+),由水分子释放出电子时产生的阳离子具有较强的氧化性,试写出该阳离子与H2S的水溶液反应的离子方程式: ;该反应破坏的化学键是 。
16.(12分)揭示原子内部结构的奥秘,有助于我们理解所处的物质世界。下表是元素周期表中的一部分,回答有关问题。
(1)上表中元素d的氢化物的电子式是 ,此氢化物的热稳定性比元素f的氢化物热稳定性 (填“强”或“弱”)。
(2)某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的,该元素形成的化合物种类也最多,该元素是 (填元素符号)。该元素有多种同位素,在理论上和科学上均有重要的应用,写出其中一种用途: 。
(3)α粒子是 (填元素周期表中字母)原子所形成的一种粒子,1911年,卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验,从而提出原子结构的行星模型,下列选项中能正确表示这种模型的是 (填字母)。
17.(16分)2009年《自然》杂志报道了我国科学家通过测量化石中26Al和10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果,这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空:
(1)10Be和9Be (填字母)。
a.是同一种原子
b.具有相同的中子数
c.具有相同的化学性质
d.具有恒定的丰度
(2)Al和Be具有相似的化学性质,请写出Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2的化学方程式: 。
(3)研究表明26Al可以衰变为26Mg,比较这两种元素金属性强弱的方法是 (填字母)。
a.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
c.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
d.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
(4)目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和Ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序: (用化学符号表示);其中一种与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂,此化合物的电子式是 。
(5)Al、S、Cl三种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (写名称)。工业制铝时,电解熔融的Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
18.(12分)BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料,曾被用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验,它是锗酸铋的简称。若知:
①在BGO中锗处于其最高价态;
②在BGO中铋的化合价与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同,在此氯化物中铋具有最外层8个电子的稳定结构;
③BGO可以看成是由锗和铋两种元素所形成的复杂氧化物,且在BGO晶体的化学式中,这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空:
(1)锗和铋的元素符号分别是 和 ,锗在元素周期表中的位置 。
(2)BGO晶体的化学式为 。
(3)BGO晶体中铋的化合价为 价,所含铋的氧化物的化学式为 。
答案：
1.B 解析 “常恐秋节至,焜黄华叶衰”,树叶由绿变黄是树叶中叶绿素分解,被叶绿素掩盖的红色素、黄色素露出而显红色、黄色,有新物质产生,发生了化学变化,故A正确;碳纤维是一种新型无机非金属材料,是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,“心忧炭贱愿天寒”中的炭为木炭,两者不能互为同素异形体,故B错误;酒放置时间长,酒中的少量羧酸可与乙醇生成酯类化合物,酯类化合物具有香味,所以产生香味主要是因为美酒含有酯类物质,故C正确;氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体;一氧化氮与空气中的氧气化合,生成红棕色的二氧化氮气体;二氧化氮溶于水后生成硝酸,硝酸可与土壤中的矿物质反应转化为可以被植物吸收的硝酸盐,增加土壤中氮肥含量,有利于作物生长, 故D正确。
2.C 解析 碳纳米管由一层碳原子卷曲而成,能导电,不可作为绝缘材料。
3.D 解析 3685Kr原子序数为36,质量数为85,中子数为85-36=49,A、B、C均错误;Kr为稀有气体元素,最外层电子数为8,D正确。
4.C 解析 N原子的质子数为7,中子数为9的氮原子的质量数为7+9=16,该氮原子表示为 716N,A错误;N2分子中两个N原子间形成3对共用电子对,N2分子的电子式为··N︙︙N··,B错误;Cl2分子中两个Cl原子间形成1对共用电子对,Cl2分子的结构式为Cl—Cl,C正确;Cl-的核电荷数为17,核外有18个电子,Cl-的结构示意图为,D错误。
5.A 解析 根据核素的表示方式,95241Am的质子数是95,则核外电子数为95,A正确,B错误;质量数是241,C错误;中子数=质量数-质子数=241-95=146,D错误。
6.B 解析 中子数为20的氯原子可以表示为 1737Cl,A错误;同位素是指具有相同数目质子、不同数目中子的同一元素的不同核素,故互为同位素的两种核素,它们原子核内的质子数一定相等,B正确;由于同一元素可能有多种核素,人们发现了118种元素,但总共的核素种类大于118,C错误;19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体,1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年提出“葡萄干面包”的原子结构模型,1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型,1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型,D错误。
7.A 解析 焦炭(主要含石墨微晶)是一种混合物,与金刚石不互为同素异形体,而且化学性质相似,并不是完全相同,选项A错误;钢铁制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理,使其表面产生起保护作用的致密且极薄的氧化物膜,防止腐蚀,选项B正确;3He与4He为具有相同质子数和不同中子数的氦的两种核素,互为同位素,选项C正确;泡沫灭火器不可以扑灭金属钠着火,因为水会与钠反应放出可燃性气体H2,且水会与钠燃烧生成的Na2O2反应生成O2,选项D正确。
8.D 解析 碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,碳碳之间以共价键结合,K+与C603-间以离子键结合,所以既有离子键,又有共价键,A项正确;该物质属于离子化合物,熔融状态能导电,B项正确;熔融状态下离子键被破坏,C项正确;1 mol K3C60中含有的K+数目约为3×6.02×1023,D项错误。
9.D 解析 这种碳纤维的强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好,是制造飞机的理想材料,故A正确;碳纤维的主要组成元素是碳,故B正确;石墨的强度小、刚度低,与碳纤维性质差别较大,所以石墨与这种碳纤维的结构不同,故C正确;碳纤维主要组成元素是碳,不是高分子化合物,故D错误。
10.B 解析 银的金属性弱于铜,银不能与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜,故A错误;稀硫酸与氢氧化钡溶液反应至中性生成硫酸钡沉淀和水,硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应至中性生成硫酸钠、硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式都为2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O,故B正确;铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,故C错误;具有强氧化性的浓硫酸能与具有强还原性的硫化氢发生氧化还原反应,则浓硫酸不能干燥硫化氢气体,故D错误。
11.D 解析 O与Se同主族,原子序数Se>O,所以Se元素的非金属性弱于O元素,则氢化物的稳定性:H2SeH2SeO4,C项错误;非金属性越强的元素越容易与氢化合,所以与S相比,Se与H2更难反应,D项正确。
12.A 解析 H2O和D2O均是由同位素原子H、D形成的化合物,因此不属于同素异形体,A错误;12C、13C、14C是碳元素的三种不同核素,它们互为同位素,B正确;CH4、CH3—CH3、CH3—CH2—CH3均属于烷烃,结构相似,在分子组成上相差CH2的整数倍,因此互为同系物,C正确;乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)中含有C、H、O三种元素,均属于烃的衍生物,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确。
13.D 解析 Cu(OH)2为蓝色,浓硫酸与铜发生反应产生的黑色物质一定不是Cu(OH)2,因此没有探究意义,故A错误;若钠和水反应产生的气体为氧气,不符合氧化还原反应的基本规律,反应中Na的化合价一定升高,Na是还原剂,则水只能作氧化剂,元素化合价需要降低,氧元素已是最低价-2价,不可能再降低,没有探究意义,故B错误;NO中N元素化合价是+2价,N2O中N元素的化合价为+1价,二氧化氮中N元素的化合价为+4价,发生氧化还原反应生成NO2时化合价都升高,不符合氧化还原反应的本质特征,所以该探究没有意义,故C错误;二氧化硫具有还原性,过氧化钠具有氧化性,SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成,该探究有意义,故D正确。
14.C 解析 a、b分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,①正确;a、b分子若用C3HD(D即2H)示踪,则燃烧后均可能生成等物质的量的H2O、D2O和HDO,②错误;a、b分子均可发生加成反应、氧化反应、加聚反应,③正确;a、b分子均为平面结构,④正确。
15.答案 (1)氧(或O) 共价键
(2)图1 分子有序排列 建造室温溜冰场或室温条件下做冰雕
(3)2H2O++H2S2H2O+S↓+2H+ 共价键
解析 (1)氧原子比氢原子大,故大球代表氧原子,其原子结构示意图是,水分子中氢氧原子间的化学键是共价键。
(2)“热冰”中的水分子应为有序排列,氧原子一端吸引氢原子一端,故为图1。利用水分子的这一特点可建造室温溜冰场或室温条件下做冰雕。
(3)H2O+中O的化合价为-1价,有强氧化性,H2S有还原性,二者反应的离子方程式为2H2O++H2S2H2O+S↓+2H+,该反应破坏了共价键。
16.答案 (1) 强 (2)C 利用14C考古断代(合理即可) (3)a C
解析 (1)由题图可知元素d为氧元素,氢化物的电子式为,同主族元素氢化物的热稳定性从上到下依次减弱,所以H2O比H2S稳定。
(2)气态氢化物中氢的含量最高、形成的化合物种类最多的元素为碳元素。碳元素有多种同位素,12C是作为相对原子质量标准的碳原子,利用14C考古断代。
(3)α粒子是He原子所形成的一种粒子。
17.答案 (1)cd
(2)Be+2NaOHNa2BeO2+H2↑
(3)bc (4)S2->Cl-
(5)高氯酸 AlCl3是共价化合物,液态时不能电离出自由移动的离子,不能导电
解析 (1)10Be和9Be的质子数相同、中子数不同,属于同位素,二者不是同一种原子,故a错误;10Be和9Be的中子数分别为6、5,所以其中子数不同,故b错误;决定化学性质的是其最外层电子,二者的核外电子排布相同,所以同位素具有相同的化学性质,故c正确;同位素具有恒定的丰度,故d正确。
(2)Al和Be具有相似的化学性质,根据Al与NaOH溶液的反应知,Be与NaOH溶液反应的化学方程式为Be+2NaOHNa2BeO2+H2↑。
(3)金属性强弱与其单质的硬度和熔点无关,故a错误;在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液,氢氧化铝能溶于NaOH溶液,而氢氧化镁不溶于NaOH溶液,所以Mg的金属性强于Al,故b正确;将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液,加入Mg的溶液呈红色、加入Al的溶液不变色,说明Mg能置换出氢气,则Mg的金属性强于Al,故c正确;将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用,二者表面都生成氧化物薄膜,氧化镁和氧化铝都不与水反应,所以无法判断金属性强弱,故d错误。
(4)和Ar核外电子排布相同的阴离子有S2-、Cl-,电子层结构相同的离子,其离子半径随着原子序数的增大而减小,所以这两种离子半径大小顺序是S2->Cl-;其中一种与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂,该离子是钙离子,形成的干燥剂是CaCl2,CaCl2中阴阳离子之间存在离子键,其电子式为。
(5)Al、S、Cl三种元素中非金属性最强的是Cl,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性最强的是HClO4,名称为高氯酸。工业制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物,在液态时不能电离出自由移动的离子,不能导电。
18.答案 (1)Ge Bi 第4周期ⅣA族
(2)Bi4(GeO4)3(或Bi4Ge3O12或2Bi2O3·3GeO2)
(3)+3 Bi2O3
解析 (1)锗和铋的元素符号分别为Ge、Bi,锗在元素周期表中位于第4周期ⅣA族。
(2)因锗(Ge)元素处于最高正价,为+4价,则其氧化物的化学式为GeO2。铋元素(Bi)为ⅤA族元素,其氯化物中铋原子达到8电子的稳定结构,则其化合价为+3价,则其氧化物的化学式为Bi2O3,由两种氧化物所含氧的质量相同,则BGO的化学式可写成2Bi2O3·3GeO2,即化学式为Bi4Ge3O12。
(3)因在BGO中铋呈+3价,所以氧化物为Bi2O3。
专题1 揭示物质结构的奥秘 过关检测
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝,下列有关解读错误的是( )
A.“常恐秋节至,焜黄华叶衰”,树叶由绿变黄是发生了化学变化
B.“心忧炭贱愿天寒”中的炭与“嫦娥五号”卫星所用的碳纤维互为同素异形体
C.“兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光”,“香”的原因之一是美酒含酯类物质
D.“三月打雷麦谷堆”,在雷电作用下N2最终转化成被农作物吸收的化合态氮
2.碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料,它是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体,具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的可能用途不正确的是( )
A.用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B.能解决室温下,低气压、高容量储存氢气的难题
C.作为优秀的绝缘材料
D.制成电脑芯片可大大提升计算机系统的计算能力
3.工业上可用氪(3685Kr)进行机械磨损的研究,关于 3685Kr的说法正确的是( )
A.原子序数为49
B.质量数为36
C.中子数85
D.最外层电子数为8
4.反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为9的氮原子:79N
B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
5.高铁动车车厢禁止吸烟,高铁装有的离子式烟雾传感器具有稳定性好、灵敏度高的特点,其主体是一个放有镅(95241Am)放射源的电离室。下列关于 95241Am的说法中,正确的是( )
A.核外电子数为95
B.质子数为146
C.质量数为146
D.中子数为95
6.下列说法中正确的是( )
A.中子数为20的氯原子可以表示为 1720Cl
B.互为同位素的两种核素,它们原子核内的质子数一定相等
C.人们发现了118种元素,即共有118种核素
D.原子结构模型演变历史可以用上图表示
7.下列与生活有关的化学知识中叙述错误的是( )
A.焦炭(主要含石墨微晶)与金刚石都是碳的同素异形体,其化学性质完全相同
B.钢铁制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理,使其表面产生起保护作用的致密且极薄的氧化物膜
C.“嫦娥五号”返回器带回的月壤中含有3He,它与地球上的4He互为同位素
D.泡沫灭火器可用于一般的起火的扑灭,不可用于金属钠起火的扑灭
8.北京大学和中国科学院的化学工作者合作成功研制出了碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,且具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析不正确的是( )
A.K3C60中既有离子键,又有共价键
B.该物质在熔融状态下能导电
C.该物质在熔融状态下破坏了离子键
D.1 mol K3C60中含有的K+数目约为6.02×1023
9.我国科学家成功合成的3 mm长的管状定向碳纳米管,长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)大、密度小(只有钢的四分之一)、熔点高、化学稳定性好的特点,因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是( )
A.它是制造飞机的理想材料
B.它的主要组成元素是碳
C.它的结构与石墨不同
D.碳纤维复合材料为一种高分子化合物
10.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关反应方程式的类推正确的是( )
选项
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中:Fe+Cu2+Cu+Fe2+
将Ag加入CuSO4溶液中:2Ag+Cu2+Cu+2Ag+
B
稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
NaHSO4溶液与
Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
C
铁和氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3
铁和氧气反应:4Fe+3O22Fe2O3
D
SO2是酸性气体,可以用浓硫酸干燥
H2S也是酸性气体,可以用浓硫酸干燥
11.中国国家知识产权局公布了“一种抗肿瘤无机含硒纳米颗粒及其制备方法和应用”的专利,该发明为硒(Se,与O和S位于同一主族)在抗肿瘤方面的应用提供了一种新的制备方法,有望抗肿瘤的同时降低其毒副作用。下列说法正确的是( )
A.氢化物稳定性:H2Se>H2O
B.该方法制备的硒纳米颗粒是胶体
C.酸性:H2SO4
12.下列说法错误的是( )
A.金刚石和石墨、红磷和白磷,H2O和D2O均属于同素异形体
B.12C、13C、14C是碳元素的三种不同核素,互为同位素
C.CH4、CH3—CH3、CH3—CH2—CH3均属于烷烃,互为同系物
D.乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)均属于烃的衍生物,互为同分异构体
13.科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究有意义的是( )
A.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质可能是Cu(OH)2
B.探究Na与水的反应可能有O2生成
C.探究NO和N2O可能化合生成NO2
D.探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
14.有一种分子(分子式为C3H2),该分子过去只是在星际空间被探测到,现在一个研究小组在实验室中制造出了这种稳定的分子。该分子也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成,刚接触到这个分子时,有人认为是a、b两种结构中的某一种(如图所示),如果取其样品继续研究,你认为下列推断正确的是( )
①a、b分子属于同分异构体
②若用C3HD(D即2H)示踪,燃烧后生成等物质的量的H2O、D2O和HDO,可推测应为b
③a、b两物质在一定条件下均能发生加成反应、氧化反应及加聚反应
④a、b中的所有原子都应处于同一平面
A.①② B.②③
C.①③④ D.②③④
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(18分)研究人员最近发现,在一定的实验条件下,给水施加一个弱电场,在20 ℃、1个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”。如图是水和“热冰”的计算机模拟图,图中小球代表水分子中的原子。
图1 图2
(1)图中较大的球代表 原子,其原子结构示意图是 。水分子中氢氧原子间的化学键是 (填“共价键”或“离子键”)。
(2)已知水分子中氧原子一端带部分负电荷,氢原子一端带部分正电荷,在外加电场作用下,水结成冰。如图中模拟“热冰”的示意图是 (填“图1”或“图2”),理由是 。
请你展开想象,给“热冰”设计一个应用实例: 。
(3)用高能射线照射液态水时,一个水分子能释放出一个电子,同时产生一种阳离子(H2O+),由水分子释放出电子时产生的阳离子具有较强的氧化性,试写出该阳离子与H2S的水溶液反应的离子方程式: ;该反应破坏的化学键是 。
16.(12分)揭示原子内部结构的奥秘,有助于我们理解所处的物质世界。下表是元素周期表中的一部分,回答有关问题。
(1)上表中元素d的氢化物的电子式是 ,此氢化物的热稳定性比元素f的氢化物热稳定性 (填“强”或“弱”)。
(2)某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的,该元素形成的化合物种类也最多,该元素是 (填元素符号)。该元素有多种同位素,在理论上和科学上均有重要的应用,写出其中一种用途: 。
(3)α粒子是 (填元素周期表中字母)原子所形成的一种粒子,1911年,卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验,从而提出原子结构的行星模型,下列选项中能正确表示这种模型的是 (填字母)。
17.(16分)2009年《自然》杂志报道了我国科学家通过测量化石中26Al和10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果,这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空:
(1)10Be和9Be (填字母)。
a.是同一种原子
b.具有相同的中子数
c.具有相同的化学性质
d.具有恒定的丰度
(2)Al和Be具有相似的化学性质,请写出Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2的化学方程式: 。
(3)研究表明26Al可以衰变为26Mg,比较这两种元素金属性强弱的方法是 (填字母)。
a.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
c.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
d.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
(4)目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和Ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序: (用化学符号表示);其中一种与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂,此化合物的电子式是 。
(5)Al、S、Cl三种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (写名称)。工业制铝时,电解熔融的Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
18.(12分)BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料,曾被用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验,它是锗酸铋的简称。若知:
①在BGO中锗处于其最高价态;
②在BGO中铋的化合价与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同,在此氯化物中铋具有最外层8个电子的稳定结构;
③BGO可以看成是由锗和铋两种元素所形成的复杂氧化物,且在BGO晶体的化学式中,这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空:
(1)锗和铋的元素符号分别是 和 ,锗在元素周期表中的位置 。
(2)BGO晶体的化学式为 。
(3)BGO晶体中铋的化合价为 价,所含铋的氧化物的化学式为 。
答案：
1.B 解析 “常恐秋节至,焜黄华叶衰”,树叶由绿变黄是树叶中叶绿素分解,被叶绿素掩盖的红色素、黄色素露出而显红色、黄色,有新物质产生,发生了化学变化,故A正确;碳纤维是一种新型无机非金属材料,是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,“心忧炭贱愿天寒”中的炭为木炭,两者不能互为同素异形体,故B错误;酒放置时间长,酒中的少量羧酸可与乙醇生成酯类化合物,酯类化合物具有香味,所以产生香味主要是因为美酒含有酯类物质,故C正确;氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体;一氧化氮与空气中的氧气化合,生成红棕色的二氧化氮气体;二氧化氮溶于水后生成硝酸,硝酸可与土壤中的矿物质反应转化为可以被植物吸收的硝酸盐,增加土壤中氮肥含量,有利于作物生长, 故D正确。
2.C 解析 碳纳米管由一层碳原子卷曲而成,能导电,不可作为绝缘材料。
3.D 解析 3685Kr原子序数为36,质量数为85,中子数为85-36=49,A、B、C均错误;Kr为稀有气体元素,最外层电子数为8,D正确。
4.C 解析 N原子的质子数为7,中子数为9的氮原子的质量数为7+9=16,该氮原子表示为 716N,A错误;N2分子中两个N原子间形成3对共用电子对,N2分子的电子式为··N︙︙N··,B错误;Cl2分子中两个Cl原子间形成1对共用电子对,Cl2分子的结构式为Cl—Cl,C正确;Cl-的核电荷数为17,核外有18个电子,Cl-的结构示意图为,D错误。
5.A 解析 根据核素的表示方式,95241Am的质子数是95,则核外电子数为95,A正确,B错误;质量数是241,C错误;中子数=质量数-质子数=241-95=146,D错误。
6.B 解析 中子数为20的氯原子可以表示为 1737Cl,A错误;同位素是指具有相同数目质子、不同数目中子的同一元素的不同核素,故互为同位素的两种核素,它们原子核内的质子数一定相等,B正确;由于同一元素可能有多种核素,人们发现了118种元素,但总共的核素种类大于118,C错误;19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体,1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年提出“葡萄干面包”的原子结构模型,1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型,1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型,D错误。
7.A 解析 焦炭(主要含石墨微晶)是一种混合物,与金刚石不互为同素异形体,而且化学性质相似,并不是完全相同,选项A错误;钢铁制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理,使其表面产生起保护作用的致密且极薄的氧化物膜,防止腐蚀,选项B正确;3He与4He为具有相同质子数和不同中子数的氦的两种核素,互为同位素,选项C正确;泡沫灭火器不可以扑灭金属钠着火,因为水会与钠反应放出可燃性气体H2,且水会与钠燃烧生成的Na2O2反应生成O2,选项D正确。
8.D 解析 碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,碳碳之间以共价键结合,K+与C603-间以离子键结合,所以既有离子键,又有共价键,A项正确;该物质属于离子化合物,熔融状态能导电,B项正确;熔融状态下离子键被破坏,C项正确;1 mol K3C60中含有的K+数目约为3×6.02×1023,D项错误。
9.D 解析 这种碳纤维的强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好,是制造飞机的理想材料,故A正确;碳纤维的主要组成元素是碳,故B正确;石墨的强度小、刚度低,与碳纤维性质差别较大,所以石墨与这种碳纤维的结构不同,故C正确;碳纤维主要组成元素是碳,不是高分子化合物,故D错误。
10.B 解析 银的金属性弱于铜,银不能与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜,故A错误;稀硫酸与氢氧化钡溶液反应至中性生成硫酸钡沉淀和水,硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应至中性生成硫酸钠、硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式都为2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O,故B正确;铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,故C错误;具有强氧化性的浓硫酸能与具有强还原性的硫化氢发生氧化还原反应,则浓硫酸不能干燥硫化氢气体,故D错误。
11.D 解析 O与Se同主族,原子序数Se>O,所以Se元素的非金属性弱于O元素,则氢化物的稳定性:H2Se
12.A 解析 H2O和D2O均是由同位素原子H、D形成的化合物,因此不属于同素异形体,A错误;12C、13C、14C是碳元素的三种不同核素,它们互为同位素,B正确;CH4、CH3—CH3、CH3—CH2—CH3均属于烷烃,结构相似,在分子组成上相差CH2的整数倍,因此互为同系物,C正确;乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)中含有C、H、O三种元素,均属于烃的衍生物,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确。
13.D 解析 Cu(OH)2为蓝色,浓硫酸与铜发生反应产生的黑色物质一定不是Cu(OH)2,因此没有探究意义,故A错误;若钠和水反应产生的气体为氧气,不符合氧化还原反应的基本规律,反应中Na的化合价一定升高,Na是还原剂,则水只能作氧化剂,元素化合价需要降低,氧元素已是最低价-2价,不可能再降低,没有探究意义,故B错误;NO中N元素化合价是+2价,N2O中N元素的化合价为+1价,二氧化氮中N元素的化合价为+4价,发生氧化还原反应生成NO2时化合价都升高,不符合氧化还原反应的本质特征,所以该探究没有意义,故C错误;二氧化硫具有还原性,过氧化钠具有氧化性,SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成,该探究有意义,故D正确。
14.C 解析 a、b分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,①正确;a、b分子若用C3HD(D即2H)示踪,则燃烧后均可能生成等物质的量的H2O、D2O和HDO,②错误;a、b分子均可发生加成反应、氧化反应、加聚反应,③正确;a、b分子均为平面结构,④正确。
15.答案 (1)氧(或O) 共价键
(2)图1 分子有序排列 建造室温溜冰场或室温条件下做冰雕
(3)2H2O++H2S2H2O+S↓+2H+ 共价键
解析 (1)氧原子比氢原子大,故大球代表氧原子,其原子结构示意图是,水分子中氢氧原子间的化学键是共价键。
(2)“热冰”中的水分子应为有序排列,氧原子一端吸引氢原子一端,故为图1。利用水分子的这一特点可建造室温溜冰场或室温条件下做冰雕。
(3)H2O+中O的化合价为-1价,有强氧化性,H2S有还原性,二者反应的离子方程式为2H2O++H2S2H2O+S↓+2H+,该反应破坏了共价键。
16.答案 (1) 强 (2)C 利用14C考古断代(合理即可) (3)a C
解析 (1)由题图可知元素d为氧元素,氢化物的电子式为,同主族元素氢化物的热稳定性从上到下依次减弱,所以H2O比H2S稳定。
(2)气态氢化物中氢的含量最高、形成的化合物种类最多的元素为碳元素。碳元素有多种同位素,12C是作为相对原子质量标准的碳原子,利用14C考古断代。
(3)α粒子是He原子所形成的一种粒子。
17.答案 (1)cd
(2)Be+2NaOHNa2BeO2+H2↑
(3)bc (4)S2->Cl-
(5)高氯酸 AlCl3是共价化合物,液态时不能电离出自由移动的离子,不能导电
解析 (1)10Be和9Be的质子数相同、中子数不同,属于同位素,二者不是同一种原子,故a错误;10Be和9Be的中子数分别为6、5,所以其中子数不同,故b错误;决定化学性质的是其最外层电子,二者的核外电子排布相同,所以同位素具有相同的化学性质,故c正确;同位素具有恒定的丰度,故d正确。
(2)Al和Be具有相似的化学性质,根据Al与NaOH溶液的反应知,Be与NaOH溶液反应的化学方程式为Be+2NaOHNa2BeO2+H2↑。
(3)金属性强弱与其单质的硬度和熔点无关,故a错误;在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液,氢氧化铝能溶于NaOH溶液,而氢氧化镁不溶于NaOH溶液,所以Mg的金属性强于Al,故b正确;将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液,加入Mg的溶液呈红色、加入Al的溶液不变色,说明Mg能置换出氢气,则Mg的金属性强于Al,故c正确;将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用,二者表面都生成氧化物薄膜,氧化镁和氧化铝都不与水反应,所以无法判断金属性强弱,故d错误。
(4)和Ar核外电子排布相同的阴离子有S2-、Cl-,电子层结构相同的离子,其离子半径随着原子序数的增大而减小,所以这两种离子半径大小顺序是S2->Cl-;其中一种与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂,该离子是钙离子,形成的干燥剂是CaCl2,CaCl2中阴阳离子之间存在离子键,其电子式为。
(5)Al、S、Cl三种元素中非金属性最强的是Cl,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性最强的是HClO4,名称为高氯酸。工业制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物,在液态时不能电离出自由移动的离子,不能导电。
18.答案 (1)Ge Bi 第4周期ⅣA族
(2)Bi4(GeO4)3(或Bi4Ge3O12或2Bi2O3·3GeO2)
(3)+3 Bi2O3
解析 (1)锗和铋的元素符号分别为Ge、Bi,锗在元素周期表中位于第4周期ⅣA族。
(2)因锗(Ge)元素处于最高正价,为+4价,则其氧化物的化学式为GeO2。铋元素(Bi)为ⅤA族元素,其氯化物中铋原子达到8电子的稳定结构,则其化合价为+3价,则其氧化物的化学式为Bi2O3,由两种氧化物所含氧的质量相同,则BGO的化学式可写成2Bi2O3·3GeO2,即化学式为Bi4Ge3O12。
(3)因在BGO中铋呈+3价,所以氧化物为Bi2O3。
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