第二单元 物质结构研究的范式与方法
1. (2022·宁波九校期末联考)下列说法正确的是( )
A. F2、Cl2、Br2、I2单质的颜色逐渐加深,沸点逐渐降低
B. 金属和非金属分界线附近可以寻找制作优良的催化剂的元素
C. 同一周期中,ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数可以相差25
D. 在多电子原子中,离核近的区域内运动的电子能量较高
2. 下列说法不正确的是( )
A. 假说经过反复验证和修正,才发展成为科学的理论
B. 化学模型在研究物质的结构和性质变化时有很重要的作用
C. 研究物质的性质常用观察、实验、分类、比较等方法
D. 研究物质性质的基本程序是做实验并观察实验现象→分析并得出结论
3. 研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。下列用于研究有机物的方法错误的是( )
A. 蒸馏常用于分离液态有机混合物
B. 对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定官能团
C. 燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
D. 核磁共振氢谱常用于分析有机物的相对分子质量
4. 下列“类比”合理的是( )
A. Fe与S反应生成FeS,则Cu与S反应生成Cu2S
B. C在足量的O2中燃烧生成CO2,则S在足量的O2中燃烧生成SO3
C. Cl2与水反应生成HCl和HClO,则F2与水反应生成HF和HFO
D. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
5. (2020·新泰一中月考)某同学想利用所学的知识去探究SO2的性质,下列研究程序合理的是( )
A. 观察(得出SO2的物理性质)→分类(预测SO2的化学性质)→实验(观察实验现象、验证预测)→比较并得出结论,对于异常现象再预测,再实验,再验证
B. 分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→实验→比较并得出结论
C. 观察(得出SO2的物理性质)→实验→分类(预测SO2的化学性质)→比较并得出结论
D. 实验→分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→比较并得出结论
6. 通常情况下,前者无法决定后者的是( )
A. 原子的核外电子排布——元素的金属性强弱
B. 化合物的内在结构——电解质的相对强弱
C. 碳碳双键具有还原性——烯烃使溴水褪色
D. 反应物的化学性质——化学反应的快慢
7. 类比推理是化学中常用的思维方法,下列推理合理的是( )
A. Fe与Cl2反应可生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
B. CaO与Al2O3都可与酸反应生成对应的盐和水,推测两者都属于碱性氧化物
C. SO2与CaCl2溶液不反应,推测SO2与Ca(NO3)2溶液也不反应
D. CO2是直线形分子,推测CS2也是直线形分子
8. 下列有关说法不正确的是( )
A. 用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素
B. 第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”,与石墨烯互为同分异构体
C. 维生素C又称“抗坏血酸”,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,这说明维生素C具有还原性
D. 港珠澳大桥共用钢铁42万吨,水泥189万吨,其中钢铁属于合金,水泥属于传统无机非金属材料
9. (2021·长沙一中质检)对拟卤素的性质进行探究,设计了以下实验。其中溶液Ⅰ、溶液Ⅱ红色均褪去。
已知:(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称之为拟卤素,它们的化学性质均与卤素单质相似。下列说法正确的是( )
A. 溶液颜色变红时发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3↓
B. 红色溶液褪色表现了SO2的漂白性
C. 氧化性:KMnO4>Fe3+>(SCN)2
D. 溶液 Ⅱ 中滴入适量的KMnO4(H+)溶液,溶液又变成红色
10. 金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂,某钙线的主要成分为金属M和Ca,并含有3.5%(质量分数)CaO。
(1) Ca原子的结构示意图为 。
(2) Ca与最活泼的非金属元素A形成化合物D,D的沸点比A与Si形成的化合物E的沸点________(填“高”或“低”),D的电子式为____________。
(3) 将钙线试样溶于稀盐酸后,加入过量NaOH溶液,生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色,最后变成红褐色M(OH)n。则灰绿色物质的成分是________________(填化学式)。
(4) 取1.6 g钙线试样,与水充分反应,生成224 mL H2(标准状况),再向溶液中通入适量的CO2,最多能得到CaCO3________g。
11. 在下列表示分子结构的图示中,●表示短周期的几种元素的“原子实”(指原子除去最外层电子后剩余的部分),周围小黑点表示没有用于形成共价键的最外层电子,短线代表共价键。
示例:卤素单质X2
试回答下列问题:
(1) A、B、C、D四种图示中,所表示的物质可分为四组共______种。这些物质的分子中的电子总数可能为__________或__________。
(2) 分子结构符合D图所示物质的分子式是__________,该组中,物质的稳定性顺序是____________;该组物质沸点的变化与其余各组相比__________ (填“相同”或“不相同”),其原因是______________________________________________________________________。
(3) 写出上述物质中的两种间相互反应生成离子化合物的化学方程式:___________________________________________________________(任写一个)。
12. 下表是元素周期表中短周期元素的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。
A B
D E
C G F H
(1) C、D、G三种元素的原子半径由大到小的顺序是____________(填元素符号); H、G的最高价氧化物对应水化物的酸性由强至弱的顺序是________________(填化学式)。
(2) 在一定条件下,A与E可形成一种极易溶于水的气态化合物,其结构式为__________。
(3) 现有另一种元素X,其原子获得一个电子所释放出的能量是上表中所列元素中最大的,则X元素在周期表中的位置是__________________。
(4) “神舟”十一号载人飞船内需要有一种化合物来吸收航天员呼出的CO2,该物质是由上表中的C、F元素组成,其电子式为__________,3.9 g 该物质可吸收标准状况下的________L CO2。
13. 元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表是六种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍元素的原子半径为0.089 nm)。
元素 代号 A B C D X Y
原子半 径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化 合价 +1 +3 +6, -2 -1 -2 +5, -3
(1) C元素在周期表中的位置为__________________,其离子结构示意图为________________。
(2) B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3) 关于C、D两种元素说法正确的是________(填字母)。
a. 简单离子的半径:D>C
b. 气态氢化物的热稳定性:D>C
c. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:C>D
(4) 在100 mL 18 mol·L-1C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片,加热使其充分反应,产生气体的体积为6.72 L(标准状况下),则该反应过程中转移的电子数为________。
(5) 比较Y元素与其同族短周期元素的氢化物的熔、沸点高低:________>________(填氢化物化学式),理由:_______________________________。
第二单元 物质结构研究的范式与方法
1. C 解析:常温下F2、Cl2为气体,Br2为液体,I2为固体,沸点逐渐升高,A错误;金属和非金属分界线附近的元素往往具有一定的金属性和一定的非金属性,常用于作半导体材料,B错误;短周期ⅡA与ⅢA族原子序数相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期因有镧系元素和锕系元素存在,ⅡA与ⅢA族原子序数相差25,C正确;电子离核越近能量越低,D错误。
2. D 解析:探究物质性质的基本程序是观察物质的外观性质、预测物质的性质、实验和观察、解释和结论,D错误。
3. D 解析:核磁共振氢谱常用于分析有机物中不同环境氢原子的种类,分析有机物的相对分子质量通常用质谱法,D错误。
4. A 解析:S的氧化性比较弱,S与Fe反应产生FeS,与Cu反应产生Cu2S,A正确;C在足量的O2中燃烧生成CO2,而S在足量的O2中燃烧生成SO2,B错误;Cl2与水反应生成HCl和HClO,但F2与水反应却生成HF和O2,C错误;Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,由于Na2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,则Na2O2与SO2反应生成Na2SO4,不能生成Na2SO3和O2,D错误。
5. A 解析:探究SO2的性质的基本程序:先从色、态方面观察SO2的外观,得出SO2的物理性质,然后根据SO2可能具有的性质,预测SO2的化学性质,再做实验验证预测,观察实验并记录现象,再分析实验现象并用已知化学知识解释现象,最后得出结论,故选A。
6. C 解析:烯烃使溴水褪色是因为碳碳双键能与溴发生加成反应,与碳碳双键的还原性无关,C错误。
7. D 解析:氯气具有强氧化性,能将变价金属氧化为高价态,碘单质氧化性较弱,将变价金属氧化为低价态,Fe与I2反应生成FeI2,A错误;Al2O3为两性氧化物,CaO属于碱性氧化物,B错误;SO2与CaCl2溶液不反应, SO2与Ca(NO3)2溶液反应生成硫酸钙沉淀,因为硝酸钙溶液中通入二氧化硫后呈酸性,硝酸根离子在酸性条件下表现强氧化性,将二氧化硫氧化成SO,SO与Ca2+形成硫酸钙沉淀,C错误。
8. B 解析:“碳纳米泡沫”是一种碳单质,与石墨烯互为同素异形体,B错误。
9. D 解析:溶液颜色变红是因为铁离子与KSCN发生了络合反应,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,没有沉淀生成,A错误;红色溶液褪色,表现了SO2的还原性,B错误;溶液颜色变红时发生反应的离子方程式是Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,该反应没有生成(SCN)2,不能说明三价铁离子的氧化性强于(SCN)2,C错误;溶液Ⅱ中含有亚铁离子和SCN-,根据分析SCN-与氯离子相似,具有还原性,亚铁离子的还原性强于氯离子,根据拟卤素的化学性质均与卤素单质相似,所以亚铁离子的还原性强于SCN-,即滴入适量的KMnO4(H+)溶液,先将亚铁离子氧化为三价铁离子,溶液又变成红色,D正确。
10. (1)
(2) 高 []-Ca2+[]-
(3) Fe(OH)2、Fe(OH)3 (4) 1.1
11. (1) 8 10 18
(2) CH4、SiH4 CH4>SiH4 不相同 NH3、H2O和HF分子之间能形成氢键,而CH4则不能
(3) NH3+HCl===NH4Cl(答案合理即可)
解析:由原子实的概念可知,A、B、C、D都是非金属元素的氢化物,在短周期元素中,各图示对应的物质分别为A:H2O和H2S,B:HF和HCl,C:NH3和PH3,D:CH4和SiH4。在这些氢化物中,NH3、H2O和HF分子之间能形成氢键,导致它们的沸点较高。
12. (1) Na>Si>C HClO4>H2SiO3
(2) NHHH (3) 第2周期ⅤⅡA族
(4) Na+[]2-Na+ 1.12
13. (1) 第3周期ⅥA族
(2) Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3) b (4) 0.6NA
(5) NH3 PH3 两者都为分子晶体,NH3存在分子间氢键,增强分子间作用力,导致熔、沸点比PH3高
解析:根据表格进行分析可知,A的主要化合价为+1价,且其原子半径最小,故A为H元素,C和X都有-2价,C还有+6价,故C为S元素,B的主要化合价为+3价,其原子半径大于S,则B为Al元素,D和X的主要化合价为-1价和-2价,根据原子半径可判断D为Cl元素,X为O元素,Y的主要化合价是+5价和-3价,原子半径大于氧原子而小于氯原子,则Y是N元素。