专题2研究物质的基本方法
第三单元人类对原子结构的认识
课后练习——2021-2022学年高中化学苏教版(2019)
一、单选题(共16题)
1.
在农业上常用于辐射育种。该原子的质子数是(???
)
A.27
B.33
C.60
D.87
2.“嫦娥五号”成功着陆月球,实现了中国首次月球无人采样返回。月壤中的
可用于于核聚变,下列说法正确的是(
??)
A.
和
核外电子数相等
B.
和
是同种核素
C.
和
中子数相等
D.由
组成的单质为
3.科学家用毕生的研究不断更新着我们对科学世界的认识。下列关于科学家成就的描述与当时不相符合的是(
??)
A.?1869年俄国化学家门捷列夫将元素按照核电荷数由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行,制出了第一张元素周期表
B.?荷兰物理学家范德华首先研究出了分子间作用力,因此这种力也称为范德华力
C.?1825年英国科学家法拉第首先发现了苯
D.?1866年德国化学家凯库勒提出苯分子是一个由6个碳原子以单、双键相互交替结合而成的环状链式结构
4.2020年初,中国武汉爆发新冠肺炎,用13C—NMR(核磁共振)、15N—NMR可用于测定核酸等生物大分子的空间结构从而快速确诊,下列有关13C、15N的叙述正确的是(
??)
A.?13C、15N具有相同的中子数
B.?13C与12C60是两种不同的核素
C.?15N的核外电子数与中子数相同
D.?15N与14N化学性质相同
5.下列科学家在元素周期律和元素周期表方面贡献最大的是(
??)
A.?阿伏加德罗??????????????????????????????B.?道尔顿??????????????????????????????C.?牛顿??????????????????????????????D.?门捷列夫
6.铱(
Ir)是最耐腐蚀的金属。已知人工放射性同位素
是通过稳定元素
受中子辐射获得,常用于工业探伤。下列关于
的说法正确的是(
??)
A.?
含有115个电子
B.?
含有77个中子
C.?
含有192个质子
D.?
的质量数与质子数之差为115
7.我国科学家为世界科技发展做出了重要贡献,下列属于我国科学家研究成果的是(
??)
①新一代抗疟药——双氢青蒿素的合成
②首次蛋白质的人工合成——结晶牛胰岛素
③提出原子理论——为近代化学的发展奠定基础
④发现元素周期律——把元素化学物纳入统一的理论体系
A.?①②?????????????????????????????????????B.?③④?????????????????????????????????????C.?①③?????????????????????????????????????D.?②③
8.无机物氰酸铵(NH4OCN)受热可转化为有机物尿素[CO(NH2)2],这一反应的发现使人类踏上了有机合成的征程。下列关于这两种物质的说法中正确的是(???
)
A.?都属于铵盐???????????????B.?都属于离子化合物???????????????C.?互为同素异形体???????????????D.?互为同分异构体
9.具有下列价电子数的原子,最难形成离子的是(??
)
A.?L层6个???????????????????????????????B.?L层4个???????????????????????????????C.?M层2个???????????????????????????????D.?M层7个
10.在科学史上每一次重大的发现都极大地推进了科学的发展.俄国科学家门捷列夫对化学的突出贡献在于(??
)
A.?提出了元素周期律?????
?B.?提出了原子结构模型
C.?确立了化学原子论??????D.?开发了合成氨的工艺
11.下列关于
说法正确的是(??
)
A.?中子数为60???????????????????B.?质量数为87
?C.?核电荷数为27???????????????????D.?核外电子数为33
12.日常生活中的“加碘食盐”、“加铁酱油”、“高钙牛奶”中的碘、铁、钙应理解为(
??)
A.?元素????????????????????????????????????B.?分子????????????????????????????????????C.?单质????????????????????????????????????D.?氧化物
13.某阳离子Mn+的核外共有x个电子,核内有y个中子,则M的质量数为(??
)
A.?y-x-n?????????????????????????????????B.?y+x+n?????????????????????????????????C.?y+x-n?????????????????????????????????D.?y-x+n
14.钯(
)是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。钯原子核内中子数与核外电子数之差是(??
)
A.?106????????????????????????????????????????B.?60????????????????????????????????????????C.?46????????????????????????????????????????D.?14
15.下列有关叙述正确的是(
??)
①在世界上我国科学家第一次人工合成了结晶牛胰岛素
②塑料属于天然有机物?
③最早实现无机物转化为有机物的科学家是维勒?
④首先提出有机化学概念的是贝采利乌斯
A.①②④
B.②③④
C.①③④
D.①②③
16.邮票被誉为国家名片,是我国化学史不可或缺的重要文献,下列说法错误的是(??
)
A.?邮票甲中的人物是侯德榜,创立了中国人自己的制碱工艺—侯氏制碱法
B.?邮票乙中的图是用橡胶生产的机动车轮胎,塑料、橡胶和纤维被称为三大合成材料
C.?邮票丙中的图是显微镜下的结晶牛胰岛素,我国首次合成的结晶牛胰岛素属于蛋白质
D.?邮票丁是纪念抗击非典的邮票,非典和新型冠状病毒都可用紫外线、高温等杀死
二、综合题(共4题)
17.某微粒的结构示意图为
,试回答:
(1)x表示________,y表示________。
(2)当x-y
>
10时,该微粒是________(选填“阳离子”或“阴离子”或“原子”)
(3)当
时,该微粒带有2个单位的负电荷,则该微粒的符号为________,该微粒的结构示意图为________
(4)当y=2的中性原子M跟y=7的中性原子N化合时,形成化合物的化学式为__
18.氯化铬酰(CrO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂,能与许多有机物反应。
请回答下列问题:
(1)写出铬原子的基态电子排布式________,与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有________(填元素符号),其中一种金属的晶胞结构如图所示,该晶胞中含有金属原子的数目为________。
(2)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中,碳原子采取sp2杂化的分子有________(填序号),CS2分子的空间构型是________。
19.化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用.
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7
,
其中的Cu以罕见的Cu3+形式存在.Cu在元素周期表中的位置为________?,基态Cu3+的核外电子排布式为________?
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛.研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性.下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为 ________? (填选项字母).
A.V2O5???
B.CrO2???
C.PbO???
D.ZnO
(3)屠呦呦因在抗疟药﹣﹣青蒿素研究中的杰出贡献,成为首获科学类诺贝尔奖的中国人.青蒿素的结构简式如图l所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 ________?;碳原子的杂化方式为________?
(4)“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源,由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示.
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为________?.
②H20的VSEPR模型为________?.比较键角的大小:H2O________?CH4(填“>”“<”或“=”),原因为________?
(5)锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景.该电池负极材料为石墨,石墨为层状结构(如图3),其晶胞结构如图4所示,该晶胞中有________?个碳原子.已知石墨的层间距为apm,C﹣C键长为b
pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则石墨晶体的密度为________? ? g.cm﹣3(列出计算式).
20.水是生命之源,它与我们的生活密切相关.在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂.
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为________?
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒 ________? (填2种).
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+
,
形成水合氢离子(H3O+).下列对上述过程的描述不合理的是 ________? .
A.氧原子的杂化类型发生了改变??????
B.微粒的形状发生了改变
C.微粒的化学性质发生了改变????????
D.微粒中的键角发生了改变
(4)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序).与冰的晶体类型相同的是 ________? (请用相应的编号填写)
(5)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能”是 ________? kJ/mol.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
A
【解析】【解答】中60为质量数,27为质子数,故的质子数为27,
故答案为:A。
【分析】元素符号左上角为质量数,左下角为质子数。
2.【答案】
A
【解析】【解答】A.
和
的质子数相同,核外电子数相等,故A符合题意;
B.
和
的质子数相同,中子数不同,是两种不同的核素,故B不符合题意;
C.
和
的质子数相同,中子数不同,故C不符合题意;
D.稀有气体的单质是单原子分子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.同位素的原子核外电子数相等;
B.核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子;
C.同位素的质子数相同,中子数不同;
D.稀有气体的单质是单原子分子。
3.【答案】
A
【解析】【解答】A.1869年俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行,制出了第一张元素周期表,故A符合题意;
B.荷兰物理学家范德华首先研究出了分子间作用力,因此这种力也称为范德华力,故B不符合题意;
C.1825年英国科学家法拉第首先发现了苯,故C不符合题意;
D.1866年德国化学家凯库勒提出苯分子是一个由6个碳原子以单、双键相互交替结合而成的环状链式结构,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】元素周期表是由门捷列夫按照相对原子质量的大小依次进行排列的不是按照质子数进行排列的。其它均正确
4.【答案】
D
【解析】【解答】A.13C的中子数=13-6=7,15N的中子数=15-7=8,两者的中子数不同,A不符合题意;
B.而12C60是分子,不是核素,B不符合题意;
C.15N的核外电子数为7,中子数=15-7=8,两者不相同,C不符合题意;
D.15N与14N互为同位素,均为N元素,化学性质相同,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.
13C的质子是6,中子数是7,15N的?质子数是7,中子数是8
B.核素是指具有一定数目的质子和中子的元素,
C.根据计算出15N的?质子数是7,中子数是8
D.质子数相等,都是氮元素,故化学性质相似
5.【答案】
D
【解析】【解答】A.阿伏加德罗在化学上的主要贡献是提出了分子的概念,并创立了分子学说,A不符合题意;
B.道尔顿提出了近代原子学说,B不符合题意;
C.伟大的科学家牛顿是英国人,曾在力学、光学、天文学、数学等方面作出卓越的贡献,他1687年出版的《自然科学的数学原理》中提出三条运动定律,C不符合题意;
D.俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,并编制出元素周期表,使得化学学习和研究变得有规律可循,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.阿伏加德罗在创立了分子学说;
B.道尔顿提出了近代原子学说;
C.牛顿提出运动三定律;
D.门捷列夫发现了元素周期律,并编制出元素周期表。
6.【答案】
D
【解析】【解答】元素符号的左上角为质量数,左下角为质子数,则
原子的质量数为192,质子数为77,中子数=质量数-质子数=192-77=115,原子的核外电子数=质子数=77,综上分析,
故答案为:D。
【分析】元素的原子核外电子数等于质子数;原子中的质量数=质子数+中子数,左上角为质量数,左下角为质子数。
7.【答案】
A
【解析】【解答】①2015年,我国科学家屠呦呦创制双氢青蒿素,①符合题意;
②1965年我国化学家在实验室里实现人工全合成牛胰岛素,②符合题意;
③英国化学家道尔顿提出了原子学说,③不符合题意;
④俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,④不符合题意;
故答案为:A。
【分析】①新一代抗疟药-双氢青蒿素的合成,屠呦呦因此获得诺贝尔医学奖;
②首次蛋白质的人工合成结晶牛胰岛素,1965年我国化学家在实验室里实现人工全合成牛胰岛素;
③提出原理论为近代化学的发展奠定基础,1998年美国化学家科恩和英国化学键波普尔因提出理论化学获得诺贝尔化学奖;
④发现元素周期律把元素化学物纳入统一的理论体系,俄国化学家门捷列夫提出。
8.【答案】
D
【解析】【解答】A.尿素不属于铵盐,A不符合题意;
B.尿素属于共价化合物,C不符合题意;
C.二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C不符合题意;
D.二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】此题考查基本概念,注意有机物和无机物的之间的区别。
9.【答案】
B
【解析】【解答】原子最难形成离子的即既不易得电子,也不易失电子,说明最外层电子数为4个电子,所以四种原子中最难形成离子的为B,
故答案为:B。
【分析】难形成离子,说明不容易得失电子;原子最外层电子小于4个时,易失去电子,最外层大于4个时,易得到电子,故当等于4个时不易得失电子
10.【答案】
A
【解析】【解答】A.俄国化学家门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律,并编制出第一张元素周期表,故A符合题意;
B.1911年英国物理学家卢瑟福进行α粒子散射实验后,提出了带核的原子结构模型,故B不符合题意;
C.道尔顿提出原子学说,被称为原子学说之父,故C不符合题意;
D.20世纪初,由德国化学家哈伯等研究开发了合成氨的生产工艺,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】门捷列夫主要提出元素周期律
11.【答案】
C
【解析】【解答】A.
中子数=质量数-质子数=60-27=33,A不符合题意;
B.
质量数=60,B不符合题意;
C.
核电荷数=质子数=27,C符合题意;
D.
核外电子数=质子数=27,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】质量数=质子数+中子数;原子序号=质子数=核外电子数=核电荷数。
12.【答案】
A
【解析】【解答】“加碘食盐”、“加铁酱油”、“高钙牛奶”中的碘、铁、钙指在食盐、酱油、牛奶中加入相应的元素,
故答案为:A。
【分析】主要指的是元素
13.【答案】
B
【解析】【解答】某阳离子Mn+
的核外共有x个电子,则质子数为x+n,又核内有y个中子,所以质量数为x+n+y,
故答案为:B。
【分析】根据质量数=质子数+中子数,且阳离子的电子数=质子数-多带电荷数计算即可
14.【答案】
D
【解析】【解答】质量数=质子数+中子数,因此钯原子核内的中子数=106-46=60,钯的核外电子数=质子数=46,钯原子核内中子数与核外电子数之差=60-46
=14,
故答案为:D。
【分析】解答本题要注意审题,不是求中子数,也不是求电子数,是计算二者之差。
15.【答案】
C
【解析】【解答】①1965年,中国科学家在世界上第一次用人工方法合成了结晶牛胰岛素,故①符合题意;②塑料属于人工合成高分子材料,故②不符合题意;③最早实现无机物转化为有机物的科学家是维勒,1828年首次使用无机物质氰酸氨(NH4CNO,一种无机化合物)与硫酸铵人工合成了尿素,故③符合题意;④瑞典化学家贝采利乌斯在1806年最早提出“有机化学”和“有机化合物”,故④符合题意;
故答案为C。
【分析】充分了解化学的发展历史,天然有机高分子主要是羊毛、棉花、天然纤维等等,塑料是有机合成材料
16.【答案】
B
【解析】【解答】A.邮票甲中的人物是侯德榜,1941年,侯德榜改进了索尔维制碱法,研究出了制碱流程与合成氨流程于一体的联产纯碱与氯化铵化肥的制碱新工艺,命名“侯氏制碱法”,故A不符合题意;
B.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料,橡胶和纤维都有天然的,它们不断替代金属成为现代社会使用的重要材料,故B符合题意;
C.我国科学家在1965年首次合成了具有生命活力的蛋白质??结晶牛胰岛素,故C不符合题意;
D.病毒为蛋白质,而紫外线、高温加热均可以使蛋白质变性,故紫外线、高温可以杀菌消毒,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】三大有机合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维
二、综合题
17.【答案】
(1)质子;最外层电子
(2)阳离子
(3)S2-;
(4)MgCl2
【解析】【解答】解:(1)原子结构示意图中,圆圈中数字x代表质子数或核电荷数;y为最外层电子数,因此,本题正确答案是:质子数或核电荷数;最外层电子数;
(2)当x-y
>
10,说明微粒质子数>核外电子数,该微粒带正电荷,为阳离子,因此,本题正确答案是:阳离子;
(3)
y=8时,该微粒带2个单位负电荷,则x=2+8+8-2=16,为S2-离子;其结构示意图为:
,因此,本题正确答案是:
;
;
(4)
当y=2的中性原子M的核外电子数为2+8+2=12,则M为Mg,y=7的中性原子N的核外电子数为2+8+7=17,N为Cl元素,二者形成化合物的化学式为:
MgCl2
,
因此,本题正确答案是:
MgCl2。
【分析】(1)根据原子的电子排布式的含义进行回答;
(2)x-y
>
10,说明微粒质子数>核外电子数,该微粒带正电荷;
(3)y=8,且带有2个负电荷,则原子最外层电子数为6;
(4)根据最外层电子数确定原子,然后确定形成离子化合物氯化镁。
18.【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d54s1;K、Cu;4
(2)非极性
(3)①③;直线形
【解析】【解答】(1)铬是24号元素,处于第4周期,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1
,
其最外层只有一个电子,同周期中原子最外层只有一个电子的元素还有K、Cu。根据晶胞图示可知,金属原子的数目为8×
+6×
=4。
(2)CCl4、CS2均为非极性分子,根据相似相溶原理可知,CrO2Cl2为非极性分子。
(3)若C都成单键则为sp3杂化;形成双键则为sp2杂化;形成叁键则为sp杂化,所以碳原子采取sp2杂化的分子有甲醛和二硫化碳,
故答案为:①③。CS2分子的空间构型和CO2相似,是直线形结构
【分析】此题注意极性分子的判断可以根据分子的空间结构对称性进行判断,对称是非极性分子,不对称的是极性分子。杂化的判断可以根据空间构型进行判断,平面型分子的杂化肯定是sp2杂化。
19.【答案】
(1)第四周期第ⅠB族;1s22s22p63s23p63d8
(2)B
(3)O>C>H;sp2、sp3
(4)氢键、范德华力;四面体形;<;甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对,而H2O分子有两对孤对电子,孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小
(5)4;
【解析】【解答】(1)Cu原子核外电子数为29,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1
,
处于周期表中第四周期第ⅠB族,失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cu3+
,
基态Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8
,
故答案为:第四周期第ⅠB族;1s22s22p63s23p63d8;
(2)A.V2O5
中V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6
,
没有未成对电子,没有磁性;
B.CrO2
中Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2
,
有未成对电子,具有磁性;
C.PbO
中Pb处于IVA族,失去p能级2电子形成Pb2+
,
没有未成对电子,没有磁性;
D.ZnO中Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10
,
没有未成对电子,具有磁性,
CrO2适合作录音磁带磁粉原料,
故选:B;
(3)青蒿素的组成元素有C、H、H,非金属性越强电负性越大,故电负性O>C>H;分子中酯基中C原子为形成3个σ键、其它碳原子形成4个σ键,均没有孤对电子,碳原子的杂化方式为
sp2、sp3
,
故答案为:O>C>H;sp2、sp3;
(4)①水分子之间形成氢键,分子之间还存在范德华力,故答案为:氢键、范德华力;
②H2O分子中O原子形成2个σ键、含有2对孤电子对,VSEPR模型为四面体形;甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对,而H2O分子有两对孤对电子,孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小,则键角H2O<CH4
,
故答案为:四面体形;<;甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对,而H2O分子有两对孤对电子,孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小;
(5)根据均摊法,晶胞中C原子数目=1+8×+4×+2×=4,晶胞质量为g,C﹣C键长为b
pm,则上、下底面为菱形,上底面棱长为b
pm××2=b
pm,石墨的层间距为apm,则晶胞高为2a
pm,则晶胞密度为g÷{[2××b×10﹣10×b×10﹣10×sin60°cm]×2a×10﹣10cm}=g.cm﹣3
,
故答案为:
.
【分析】(1)Cu原子核外电子数为29,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1
,
失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cu3+;
(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时,该化合物具有磁性,适合作录音磁带磁粉原料,根据离子核外电子排布式判断;
(3)青蒿素的组成元素有C、H、H,非金属性越强电负性越大;分子中酯基中C原子为形成3个σ键、其它碳原子形成4个σ键,均没有孤对电子;
(4)①水分子之间形成氢键,分子之间还存在范德华力;
②H2O分子中O原子形成2个σ键、含有2对孤电子对;孤对电子与成键电子的排斥力比成键电子之间排斥力大;
(5)根据均摊法计算晶胞中C原子数目,C﹣C键长为b
pm,则上、下底面为菱形,上底面棱长为b
pm××2=b
pm,石墨的层间距为apm,则晶胞高为2a
pm,计算晶胞质量,根据ρ=?计算晶胞密度.
20.【答案】
(1)1s22s22p4
(2)H2S、NH2﹣
(3)A
(4)BC
(5)20
【解析】【解答】(1)水分子中氧原子的核外电子数为8,氧原子在基态时核外电子排布式为1s22s22p4
,
故答案为:1s22s22p4;
(2)H2O分子中的原子数为3,价电子数为10,H2S、NH2﹣的原子数目均为3,价电子数目均为10,则与水互为等电子体,故答案为:H2S、NH2﹣;
(3)A.水中氧的杂化为sp3
,
H3O+中氧的杂化为sp3
,
则氧原子的杂化类型没有改变,故A错误;
B.水分子为V型,H3O+为三角锥型,则微粒的形状发生了改变,故B正确;
C.因结构不同,则性质不同,微粒的化学性质发生了改变,故C正确;
D.水分子为V型,H3O+为三角锥型,微粒中的键角发生了改变,故D正确;
故答案为:A;
(4)冰属于分子晶体,由晶胞图可知,B为干冰的晶胞图,构成微粒为分子,C为碘的晶胞图,构成微粒为碘分子,则与冰的晶体类型相同的是BC,故答案为:BC;
(5)冰的升华热是51kJ/mol,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),根据图象知,1mol水中含有2mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol,故答案为:20.
【分析】(1)根据O原子核外有8个电子,据此分析解答;
(2)根据原子数目和价电子数目来分析等电子体;
(3)水中氧的杂化为sp3
,
H3O+中氧的杂化为sp3
,
据此解答;
(4)冰属于分子晶体,利用晶胞图来判断晶体的构成微粒,以此来分析;
(5)升华热=范德华力+氢键,利用均摊法计算水分子与氢键的关系,结合升华热、范德华力计算氢键键能.