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第7讲 元素和构成物质的微粒
考点1 分子、原子、离子
1.联合国把今年定为“元素周期表年”。俄国科学家门捷列夫对元素周期表的编制做出巨大贡献,人们将101号元素命名为“钔”来纪念他。钔原子的核电荷数为101,相对原子质量为258,则钔原子的质子数为 ( )
A.101 B.157 C.258 D.359
答案 A
解析 在原子中,质子数=核电荷数,钔原子的核电荷数为101,则钔原子的质子数为101,故选A。
如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片,经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是( )
A.金的元素符号为aU
B.金容易被锈蚀
C.金单质由金原子构成
D.金的相对原子质量为197 g
答案 C
解析 金的元素符号为Au,A错误;金在空气中不容易被腐蚀,B错误;金属单质由原子直接构成,金是由金原子构成的,C正确;金的相对原子质量为197,单位为“1”,D错误。
3.2021年4月,我国科学家首次合成的铀-214,是目前已知质量最小的铀原子。其相对原子质量为214,质子数是92。则铀-214原子的核外电子数为 ( )
A.92 B.122 C.214 D.306
答案 A
解析 在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,所以铀-214原子核外电子数为92,故选A。
4.有一种人造氢原子(可表示为H)的原子核中有3个中子,它可以结合成H2分子。一个H2分子中,下列微粒的个数不等于2的是 ( )
A.原子 B.质子 C.中子 D.电子
答案 C
解析 根据题给信息,一个H中含有1个质子和3个中子,可推知一个H2分子中含有2个氢原子、2个质子和6个中子。根据原子中,质子数=核外电子数,可知一个H2分子中含有2个电子,故选C。
5.2021年4月13日,日本政府正式决定将福岛第一核电站的上百万吨核污水排入大海,多国对此表示反对。核污水中含有氚,下图为氚原子结构示意图,由图可知氚原子 ( )
A.含有2个质子 B.核电荷数为1 C.相对原子质量为4 D.质子数和中子数相等
答案 B
解析 由题图可看出,有1个质子,A错误;核电荷数等于质子数,为1,B正确;相对原子质量为3,C错误;质子数为1,中子数为2,质子数与中子数不相等,D错误。
6.某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示。
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 32 200 1 0
反应后质量/g 0 x y z
下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A.甲物质由碳原子和氢原子直接构成
B.该反应属于置换反应
C.参加反应的反应物分子个数比为1∶1
D.x+y+z=233
答案 D
解析 由题图中反应物和生成物的微观示意图可知,该反应的化学方程式是CH4+2O2 CO2+2H2O。A项,由物质的构成可知,甲物质是由甲烷分子构成的,错误;B项,由物质的构成可知,该反应的生成物是两种化合物,不符合置换反应的特点,错误;C项,由化学方程式可知,参加反应的反应物分子个数比为1∶2,错误;D项,根据质量守恒定律可知,x+y+z=32+200+1=233,正确。
7.实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气,向盛有稀硫酸的烧杯中加入足量的锌至反应完全。
(1)写出该反应的化学方程式: 。
(2)如图的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子,则“”表示 。(填写离子符号)
答案 (1)Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ (2)S
解析 (2)反应前的溶液为稀硫酸,反应后是硫酸锌溶液,故“”为氢离子,“”为硫酸根离子。
8.据报道,“火星快车”号探测器在火星大气层中发现了一种二氧化碳分子,它的化学式可表示为:C16O18O(元素符号左上角的数字代表该原子中质子数和中子数之和)。回答:
(1)18O中的质子数是 ,中子数是 。
(2)相同分子数的C16O2和C16O18O,分别与足量CaO化合全部转化为CaCO3,生成CaCO3的质量前者 后者(选填“大于”“小于”或“等于”)。
答案 (1)8 10 (2)小于
解析 (1)18O的质子数等于其原子序数,即8;中子数=18-8=10。(2)由反应CO2+CaO CaCO3可知,CO2中的氧元素最终全部转化为CaCO3中的氧元素,因此CO2中所含氧元素的相对原子质量小的生成的CaCO3的质量也小。
9.CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题:
(1)2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池,放电时该电池“吸收CO2”,充电时该电池“放出CO2”。放电时,金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐,写出此反应的化学方程式 。
(2)2018年5月,某杂志介绍了我国的一项研究成果:在一种新催化剂作用下可实现二氧化碳高效转化为甲醇,相关反应如图所示,参加反应的甲和乙的分子个数之比为 。
答案 (1)4Na+3CO2 2Na2CO3+C (2)1∶3
解析 (1)由题意可知,金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐,由质量守恒定律可知,常见的盐是碳酸钠,非金属单质应是碳,反应的化学方程式是4Na+3CO22Na2CO3+C;(2)由微观示意图可知,该反应的化学方程式是CO2+3H2 CH3OH+H2O,参加反应的甲和乙的分子个数之比为1∶3。
思路分析 (1)根据质量守恒定律分析钠与二氧化碳反应的生成物,写出反应的化学方程式;(2)根据二氧化碳和氢气反应生成甲醇的化学方程式得出参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数之比。
考点2 元素
10.二氧化碳和二氧化硫都是由AB2型分子构成的物质,但分子中A原子和B原子的空间位置不同,其模型如图所示。根据此模型,下列叙述错误的是 ( )
A.两种物质都由两种元素组成
B.两种物质中碳元素和硫元素化合价相同
C.两种物质的化学性质相同
D.分子中原子空间位置不同是因为A原子种类不同
答案 C
解析 二氧化碳由碳、氧两种元素组成;二氧化硫由硫、氧两种元素组成,A正确;氧元素的化合价为-2,所以碳元素的化合价为+4,硫元素的化合价为+4,B正确;空间结构不同,构成物质的元素不同,所以物质的化学性质不同,C错误;原子种类不同造成分子中原子空间位置不同,D正确。
11.2020年12月,贴满“暖宝宝”的嫦娥五号返回器图片(如图1)火遍全网。给返回器贴“暖宝宝”是为了防止它携带的推进剂无水肼(N2H4)凝固。
(1)无水肼中各元素的质量分数模型如图2所示,图中甲表示的元素是 。
(2)下列关于无水肼说法正确的有 。
A.无水肼的相对分子质量是32
B.无水肼中氮元素的化合价为-2价
C.无水肼分子由氮元素和氢元素组成
D.无水肼由2个氮原子和4个氢原子构成
答案 (1)N或氮 (2)AB
解析 (2)无水肼的相对分子质量为14×2+4×1=32,A正确;设氮元素的化合价为x,则有2x+(+1)×4=0,x=-2,B正确;无水肼由氮元素和氢元素组成,C错误;一个无水肼分子由2个氮原子和4个氢原子构成,D错误。
12.氯霉素属于广谱抗生素,能杀灭细菌,但摄入过多容易导致血液疾病,所以国家严令禁止在食品中使用。今年,广州市有关部门在抽检中发现,有些不法商贩向黄金贝、花蛤等海产品中添加氯霉素,来延长海鲜的存活期。这种滥用氯霉素的现象引起了市民的警觉。
(1)氯霉素性质稳定,不易分解,这种性质属于 (填“物理”或“化学”)性质。
(2)氯霉素(化学式为C11H12Cl2N2O5)中碳元素和氧元素的质量比为 。
答案 (1)化学 (2)33∶20
解析 (1)氯霉素性质稳定,不易分解,需要通过化学反应才能表现出来,属于化学性质;(2)氯霉素中碳元素和氧元素的质量比为(12×11)∶(16×5)=33∶20。
13.2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂电池领域做出重大贡献的吉野彰等三位科学家,分析回答下列问题:
(1)图甲是元素周期表中锂元素的相关信息,可知锂元素的原子核电荷数是 。
(2)图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂离子符号可表示为 。
答案 (1)3 (2) Li+
解析 (1)根据题中元素周期表中的一格可知,左上角的数字为3,表示原子序数为3;元素原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,则锂元素的原子核电荷数是3。(2)题图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂原子失去1个电子形成带1个单位正电荷的锂离子,其离子符号为 Li+。
解题关键 本题难度不大,灵活运用元素周期表中元素的信息(原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量)、原子和离子的相互转化是正确解答本题的关键。
14.覆盆子果实含有丰富的维生素、少量水杨酸以及钙、钾等元素,有“黄金水果”的美誉。其中的水杨酸常温下稳定,加热易分解,微溶于水,其水溶液呈酸性。
(1)覆盆子果实中的钙、钾等元素是以 (填“单质”或“化合物”)的形态存在。
(2)水杨酸(C7H6O3)中碳元素和氧元素的质量比为 。
(3)水杨酸的上述性质中,属于物理性质的是 。
答案 (1)化合物 (2)7∶4 (3)水杨酸微溶于水
解析 (1)覆盆子果实含有丰富的维生素、少量水杨酸以及钙、钾等元素,钙、钾等元素是以化合物的形态存在的,果实中不含金属单质;(2)水杨酸(C7H6O3)中碳元素和氧元素的质量比为(12×7)∶(16×3)=7∶4;(3)水杨酸微溶于水,描述的是物质的溶解性,属于物理性质。
考向警示 本题考查同学们结合新信息,灵活运用化学式的有关计算、物理性质的判别方法等分析问题、解决问题的能力。
15.磁铁矿石(含Fe3O4)是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2,将其中的Fe3O4转化为Fe。
(1)Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为 。
(2)假设冶炼过程中铁没有损耗,用含有464吨Fe3O4的磁铁矿石可提炼出含铁质量分数为96%的生铁多少吨
答案 (1)21∶8
(2)Fe3O4中含铁元素的质量:mFe=464 t×=336 t
生铁的质量=336 t÷96%=350 t
解析 (1)Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为(56×3)∶(16×4)=21∶8。
16.某品牌钙片的部分信息:①钙片主要成分为碳酸钙;②每片钙片的质量为1克。
某科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验:把100克稀盐酸分成五等份,分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中,充分反应(钙片中其他成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/克 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 8.0 6.0 4.0 2.2 2.2
回答下列问题:
(1)钙片用于补“钙”。钙片中所含的“钙”是指 ;
A.元素 B.单质 C.原子
(2)10片钙片中所含碳酸钙的总质量为 克;
(3)计算该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
答案 (1)A (2)7.8
(3)解:设稀盐酸的溶质质量为x
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2克 x
= x=1.46克
HCl%=×100%=7.3%
答:稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
解析 (1)钙片中的“钙”指钙元素。(2)碳酸钙的质量为10 g-2.2 g=7.8 g。
17.最近,国外研究人员发明了一种在锌原子周围聚合咪唑钠(C3H3N2Na)和苯并咪唑(C7H6N2)两种有机物的新型玻璃,与硅原子周围聚合各种无机物的传统玻璃相比,具有更好的透光性和延展性。
(1)硅元素与锌元素之间最根本的区别是 不同。
(2)新型玻璃具有更好的延展性,这属于物质的 (选填“物理”或“化学”)性质。
(3)请列式计算咪唑钠(C3H3N2Na)中碳元素的质量分数。
答案 (1)质子数 (2)物理
(3)C%=×100%=×100%=40%
答:碳元素的质量分数为40%。
解析 (1)元素是具有相同质子数的一类原子的总称,硅元素与锌元素之间最根本的区别是质子数不同;(2)延展性属于物质的物理性质。
A组 基础题组
1.下列科学家的科学研究中,没有用到模型的是 ( )
答案 D
解析 P表示磷元素的符号,不属于模型。
2.中国天才少年曹原以石墨烯为材料用实验揭开了超导奥秘,荣获 2018 年《自然》年度人物榜首。石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成,具有相似的化学性质,是目前导电性能最出色的材料。下列有关选项错误的是( )
A.石墨烯是一种单质
B.石墨有导电性,可制作电极
C.石墨烯具有稳定结构,不能燃烧
D.金刚石是自然界中最硬的物质,可作钻头
答案 C
解析 石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成,是一种由碳元素形成的单质,A正确;石墨具有优良的导电性,可制作电极,B正确;石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成,具有相似的化学性质,故石墨烯具有可燃性,能燃烧,C错误;金刚石是自然界中最硬的物质,硬度大,可作钻头,D正确。
3.酒驾测试仪器中有一种重要元素——铬,铬原子的核外电子数为24,相对原子质量为52,则铬原子的核电荷数为( )
A.52 B.24 C.28 D.76
答案 B
解析 原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,故选B。
4.2020年12月17日,嫦娥五号返回器携带月壤样品回到地球,月壤中蕴含He-3,它被认为是解决未来能源问题的重要物质之一,He-3原子核内有2个质子和1个中子。地球上的氦元素主要以He-4形式存在,下列说法正确的是 ( )
A.He-3、He-4属同种元素
B.He-3、He-4的原子核内具有相同的中子数
C.He-3和He-4的相对原子质量相同
D.He-3原子比He-4原子少一个电子
答案 A
解析 He-3中子数为1,He-4中子数为2,B错误;He-3、He-4相对原子质量分别是3和4,C错误;He-3、He-4质子数相同,所以电子数也相同,D错误。
5.1774年,拉瓦锡完成了氧化汞加热实验,如图为反应过程示意图。
(1)从化学反应的基本类型分析,该反应属于 反应。
(2)图中属于化合物的物质有 (填化学式)。
答案 (1)分解 (2)HgO
解析 (1)根据示意图可知,反应物只有一种,而生成物却有两种,因此属于分解反应。(2)HgO由两种元素组成,属于化合物;Hg和O2都只由一种元素组成,属于单质。
6.一瓶完全变质的NaOH溶液,在变质前后溶液中存在的主要离子种类如图所示,其中“”表示 (填写离子的符号);检验此瓶试剂是否已完全变质的方法是 。
答案 C 取少量待检溶液于试管中,加入足量BaCl2溶液,静置;在上层清液中滴加酚酞试液;若观察到有白色沉淀生成,酚酞试液不变色,则说明其已完全变质(合理即可)
解析 氢氧化钠变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以变质前溶液中离子为钠离子和氢氧根离子,变质后为钠离子和碳酸根离子,根据反应前后粒子种类可知,“”表示C。
B组 提升题组
7.2019年5月加州理工学院建造了一个将二氧化碳分子转化为分子氧和原子碳的反应炉。首先将二氧化碳分子电离,接着使用电场加速离子,撞击就能得到相应产物,相关反应如图所示。
(1)请写出该反应的化学方程式: 。
(2)该反应过程中出现的最小微粒是 。
答案 (1)CO2 C+O2 (2)原子
解析 (1)由微观反应示意图可知,该反应是二氧化碳在高能真空、紫外线照射的条件下生成碳和氧气,化学方程式为CO2C+O2。(2)由微观反应示意图可知,该反应过程中,最小的微粒是原子。
8.盐酸是一种重要的化工产品,也是实验室中重要的化学试剂。
(1)工业上将H2与Cl2在点燃的条件下反应生成HCl,用H2O吸收HCl制盐酸。一密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体,已知其分子个数之比为11∶5∶1,用电火花点燃,使其完全反应,冷却后所得盐酸的质量分数为 。(HCl被H2O完全吸收,精确到1%)
(2)如图表示稀盐酸中加入过量的铁粉,请你解释图中反应前后微粒数量变化的原因: 。
答案 (1)29% (2)铁和盐酸发生置换反应,亚铁离子进入溶液,而氢离子生成氢气跑进空气中,因此离子数量减少
解析 (1)假设密闭容器中氯气分子个数为1,根据题意,则氧气分子个数为5,氢气分子个数为11,根据化学方程式H2+Cl22HCl可知:1分子氯气消耗1分子氢气,生成2分子氯化氢;根据化学方程式2H2+O22H2O可知:5分子氧气可支持10分子氢气完全燃烧生成10分子水。H2、O2、Cl2的混合气体分子数之比为11∶5∶1,用电火花点燃,使其充分反应,恰好完全反应,生成HCl与H2O的分子个数比为2∶10=1∶5,则生成HCl与H2O的质量比为36.5∶90;因此,所得溶液的溶质质量分数为×100%≈29%。
9.浙江大学团队在《科学》杂志中介绍了一种利用“分子围栏”催化剂,在70 ℃时将甲烷转化成甲醇(CH3OH)的技术,解决了甲烷高效率变甲醇的难题,其微观示意图如图所示:
(1)甲醇分子中C、H、O原子的个数比为 。
(2)利用该技术将甲烷转化为甲醇,转化率可达17.3%,是当前国际最高水平。若16吨甲烷参加反应,获得甲醇的最大质量约为多少吨 (写出计算过程,结果保留1位小数)
答案 (1)1∶4∶1
(2)解:设甲醇的质量为x。
CH4+O2+H2CH3OH+H2O
16 32
16吨×17.3% x
=
x≈5.5吨
答:获得甲醇的最大质量约为5.5吨。
思维亮剑
1.从中草药中提取的 calebin A(化学式为C21H20O7)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebin A的说法错误的是 ( )
A.属于有机物
B.由碳、氢、氧三种元素组成
C.一个分子由48个原子构成
D.其中氧元素的质量分数最小
答案 D
解析 A项,calebin A是含碳元素的化合物,属于有机物;B项,calebin A是由碳、氢、氧三种元素组成的;C项,一个calebin A分子是由21个碳原子、20个氢原子和7个氧原子构成的;D项,calebin A中,碳、氢、氧元素的质量比为(12×21)∶(1×20)∶(16×7)=252∶20∶112,可见其中氢元素的质量分数最小。
2.(1)下图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图。
①C粒子的符号为 。
②图A、B、C、D共表示 种元素,由A、C两种元素组成的化合物的化学式为 。
③D中x= 。
(2)二氧化碳会引起温室效应。某纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化为液体燃料甲醇(CH3OH),其微观示意图如下(图中的微粒恰好完全反应)。
①该反应中涉及的单质的化学式为 。
②写出该化学反应方程式: 。
答案 (化学方程式2分,其余每空1分,共7分)
(1)①Al3+ ②三或3 Al2O3 ③8
(2)①H2 ②3H2+CO2CH3OH+H2O
解析 (1)阳离子的质子数大于核外电子数,故C是带有三个单位正电荷的铝离子,符号为Al3+。质子数不同,元素种类不同,可知题图微粒中共有质子数是18、13、8的三种元素。A是氧元素,C是铝元素,两者形成的化合物是Al2O3。(2)单质是由同种元素组成的纯净物,可知反应中的单质为氢气。根据质量守恒定律及微观示意图,可以得知丁代表一个水分子,故化学方程式为3H2+CO2CH3OH+H2O。
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第7讲 元素和构成物质的微粒
考点1 分子、原子、离子
1.联合国把今年定为“元素周期表年”。俄国科学家门捷列夫对元素周期表的编制做出巨大贡献,人们将101号元素命名为“钔”来纪念他。钔原子的核电荷数为101,相对原子质量为258,则钔原子的质子数为 ( )
A.101 B.157 C.258 D.359
如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片,经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是( )
A.金的元素符号为aU
B.金容易被锈蚀
C.金单质由金原子构成
D.金的相对原子质量为197 g
3.2021年4月,我国科学家首次合成的铀-214,是目前已知质量最小的铀原子。其相对原子质量为214,质子数是92。则铀-214原子的核外电子数为 ( )
A.92 B.122 C.214 D.306
4.有一种人造氢原子(可表示为H)的原子核中有3个中子,它可以结合成H2分子。一个H2分子中,下列微粒的个数不等于2的是 ( )
A.原子 B.质子 C.中子 D.电子
5.2021年4月13日,日本政府正式决定将福岛第一核电站的上百万吨核污水排入大海,多国对此表示反对。核污水中含有氚,下图为氚原子结构示意图,由图可知氚原子 ( )
A.含有2个质子 B.核电荷数为1 C.相对原子质量为4 D.质子数和中子数相等
6.某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示。
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 32 200 1 0
反应后质量/g 0 x y z
下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A.甲物质由碳原子和氢原子直接构成
B.该反应属于置换反应
C.参加反应的反应物分子个数比为1∶1
D.x+y+z=233
7.实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气,向盛有稀硫酸的烧杯中加入足量的锌至反应完全。
(1)写出该反应的化学方程式: 。
(2)如图的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子,则“”表示 。(填写离子符号)
8.据报道,“火星快车”号探测器在火星大气层中发现了一种二氧化碳分子,它的化学式可表示为:C16O18O(元素符号左上角的数字代表该原子中质子数和中子数之和)。回答:
(1)18O中的质子数是 ,中子数是 。
(2)相同分子数的C16O2和C16O18O,分别与足量CaO化合全部转化为CaCO3,生成CaCO3的质量前者 后者(选填“大于”“小于”或“等于”)。
9.CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题:
(1)2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池,放电时该电池“吸收CO2”,充电时该电池“放出CO2”。放电时,金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐,写出此反应的化学方程式 。
(2)2018年5月,某杂志介绍了我国的一项研究成果:在一种新催化剂作用下可实现二氧化碳高效转化为甲醇,相关反应如图所示,参加反应的甲和乙的分子个数之比为 。
考点2 元素
10.二氧化碳和二氧化硫都是由AB2型分子构成的物质,但分子中A原子和B原子的空间位置不同,其模型如图所示。根据此模型,下列叙述错误的是 ( )
A.两种物质都由两种元素组成
B.两种物质中碳元素和硫元素化合价相同
C.两种物质的化学性质相同
D.分子中原子空间位置不同是因为A原子种类不同
11.2020年12月,贴满“暖宝宝”的嫦娥五号返回器图片(如图1)火遍全网。给返回器贴“暖宝宝”是为了防止它携带的推进剂无水肼(N2H4)凝固。
(1)无水肼中各元素的质量分数模型如图2所示,图中甲表示的元素是 。
(2)下列关于无水肼说法正确的有 。
A.无水肼的相对分子质量是32
B.无水肼中氮元素的化合价为-2价
C.无水肼分子由氮元素和氢元素组成
D.无水肼由2个氮原子和4个氢原子构成
12.氯霉素属于广谱抗生素,能杀灭细菌,但摄入过多容易导致血液疾病,所以国家严令禁止在食品中使用。今年,广州市有关部门在抽检中发现,有些不法商贩向黄金贝、花蛤等海产品中添加氯霉素,来延长海鲜的存活期。这种滥用氯霉素的现象引起了市民的警觉。
(1)氯霉素性质稳定,不易分解,这种性质属于 (填“物理”或“化学”)性质。
(2)氯霉素(化学式为C11H12Cl2N2O5)中碳元素和氧元素的质量比为 。
13.2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂电池领域做出重大贡献的吉野彰等三位科学家,分析回答下列问题:
(1)图甲是元素周期表中锂元素的相关信息,可知锂元素的原子核电荷数是 。
(2)图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂离子符号可表示为 。
14.覆盆子果实含有丰富的维生素、少量水杨酸以及钙、钾等元素,有“黄金水果”的美誉。其中的水杨酸常温下稳定,加热易分解,微溶于水,其水溶液呈酸性。
(1)覆盆子果实中的钙、钾等元素是以 (填“单质”或“化合物”)的形态存在。
(2)水杨酸(C7H6O3)中碳元素和氧元素的质量比为 。
(3)水杨酸的上述性质中,属于物理性质的是 。
15.磁铁矿石(含Fe3O4)是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2,将其中的Fe3O4转化为Fe。
(1)Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为 。
(2)假设冶炼过程中铁没有损耗,用含有464吨Fe3O4的磁铁矿石可提炼出含铁质量分数为96%的生铁多少吨
16.某品牌钙片的部分信息:①钙片主要成分为碳酸钙;②每片钙片的质量为1克。
某科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验:把100克稀盐酸分成五等份,分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中,充分反应(钙片中其他成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/克 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 8.0 6.0 4.0 2.2 2.2
回答下列问题:
(1)钙片用于补“钙”。钙片中所含的“钙”是指 ;
A.元素 B.单质 C.原子
(2)10片钙片中所含碳酸钙的总质量为 克;
(3)计算该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
17.最近,国外研究人员发明了一种在锌原子周围聚合咪唑钠(C3H3N2Na)和苯并咪唑(C7H6N2)两种有机物的新型玻璃,与硅原子周围聚合各种无机物的传统玻璃相比,具有更好的透光性和延展性。
(1)硅元素与锌元素之间最根本的区别是 不同。
(2)新型玻璃具有更好的延展性,这属于物质的 (选填“物理”或“化学”)性质。
(3)请列式计算咪唑钠(C3H3N2Na)中碳元素的质量分数。
A组 基础题组
1.下列科学家的科学研究中,没有用到模型的是 ( )
2.中国天才少年曹原以石墨烯为材料用实验揭开了超导奥秘,荣获 2018 年《自然》年度人物榜首。石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成,具有相似的化学性质,是目前导电性能最出色的材料。下列有关选项错误的是( )
A.石墨烯是一种单质
B.石墨有导电性,可制作电极
C.石墨烯具有稳定结构,不能燃烧
D.金刚石是自然界中最硬的物质,可作钻头
3.酒驾测试仪器中有一种重要元素——铬,铬原子的核外电子数为24,相对原子质量为52,则铬原子的核电荷数为( )
A.52 B.24 C.28 D.76
4.2020年12月17日,嫦娥五号返回器携带月壤样品回到地球,月壤中蕴含He-3,它被认为是解决未来能源问题的重要物质之一,He-3原子核内有2个质子和1个中子。地球上的氦元素主要以He-4形式存在,下列说法正确的是 ( )
A.He-3、He-4属同种元素
B.He-3、He-4的原子核内具有相同的中子数
C.He-3和He-4的相对原子质量相同
D.He-3原子比He-4原子少一个电子
5.1774年,拉瓦锡完成了氧化汞加热实验,如图为反应过程示意图。
(1)从化学反应的基本类型分析,该反应属于 反应。
(2)图中属于化合物的物质有 (填化学式)。
6.一瓶完全变质的NaOH溶液,在变质前后溶液中存在的主要离子种类如图所示,其中“”表示 (填写离子的符号);检验此瓶试剂是否已完全变质的方法是 。
B组 提升题组
7.2019年5月加州理工学院建造了一个将二氧化碳分子转化为分子氧和原子碳的反应炉。首先将二氧化碳分子电离,接着使用电场加速离子,撞击就能得到相应产物,相关反应如图所示。
(1)请写出该反应的化学方程式: 。
(2)该反应过程中出现的最小微粒是 。
8.盐酸是一种重要的化工产品,也是实验室中重要的化学试剂。
(1)工业上将H2与Cl2在点燃的条件下反应生成HCl,用H2O吸收HCl制盐酸。一密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体,已知其分子个数之比为11∶5∶1,用电火花点燃,使其完全反应,冷却后所得盐酸的质量分数为 。(HCl被H2O完全吸收,精确到1%)
(2)如图表示稀盐酸中加入过量的铁粉,请你解释图中反应前后微粒数量变化的原因: 。
9.浙江大学团队在《科学》杂志中介绍了一种利用“分子围栏”催化剂,在70 ℃时将甲烷转化成甲醇(CH3OH)的技术,解决了甲烷高效率变甲醇的难题,其微观示意图如图所示:
(1)甲醇分子中C、H、O原子的个数比为 。
(2)利用该技术将甲烷转化为甲醇,转化率可达17.3%,是当前国际最高水平。若16吨甲烷参加反应,获得甲醇的最大质量约为多少吨 (写出计算过程,结果保留1位小数)
思维亮剑
1.从中草药中提取的 calebin A(化学式为C21H20O7)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebin A的说法错误的是 ( )
A.属于有机物
B.由碳、氢、氧三种元素组成
C.一个分子由48个原子构成
D.其中氧元素的质量分数最小
2.(1)下图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图。
①C粒子的符号为 。
②图A、B、C、D共表示 种元素,由A、C两种元素组成的化合物的化学式为 。
③D中x= 。
(2)二氧化碳会引起温室效应。某纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化为液体燃料甲醇(CH3OH),其微观示意图如下(图中的微粒恰好完全反应)。
①该反应中涉及的单质的化学式为 。
②写出该化学反应方程式: 。
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