专题5《微观结构与物质的多样性》检测题
一、单选题
1.下列化学用语正确的是
A.CH3OOCCH3名称为甲酸乙酯
B.次氯酸的电子式
C.17Cl原子3p亚层有一个未成对电子
D.碳原子最外层电子云有两种不同的伸展方向
2.金属钛有“生物金属”之称。下列有关和的说法正确的是( )
A.和原子中均含有22个中子
B.和互为同位素
C.和的物理性质相同
D.和为同一核素
3.铋(Bi)在医药方面有重要应用。下列关于和的说法正确的是
A.和是同一种核素 B.和的中子数相同
C.和互称为同位素 D.和的质量数相同
4.同一周期元素X、Y、Z,其最高价氧化物对应的水化物的酸性HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列关系正确的是
A.非金属性X<Y<Z
B.原子半径X>Y>Z
C.最外层电子数X>Y>Z
D.气态氢化物的稳定性HX<H2Y<ZH3
5.下列电子式书写错误的是( )
A.
B.
C.
D.
6.下列有关化学键的叙述正确的是
A.化学键是相邻原子或离子之间强烈的相互作用
B.化学键是相邻分子之间强烈的相互作用
C.化学键只存在于分子之间
D.化学键只存在于离子之间
7.A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大,A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,B的气态氢化物的水溶液呈碱性;C为金属元素且有两种常见含氧化合物(都含两种元素);若往D单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊溶液,可观察到先变红后褪色。下列说法中正确的是
A.原子半径:D>A>B>C
B.简单氢化物的稳定性:A>B
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:B>D
D.C的两种含氧化合物中阴、阳离子个数比都为1:2
8.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.1 mol C2H6中所含的共价键数为7NA
B.a mol R2+(R原子核内中子数为N,质量数为A)的核外电子数a(A-N-2)NA
C.46 g C2H6O分子中含极性键数目一定是7NA
D.6 g CH3COOH分子中含有共价键数为0.8NA
9.某同学用如图装置设计实验证明非金属性:,选取试剂最合理的是
试剂a 试剂b 试剂c
A 硝酸 碳酸钙 二氧化硅
B 盐酸 碳酸钠 硅酸钠溶液
C 硫酸 碳酸钠 硅酸钠溶液
D 硫酸 碳酸钙 硅酸
A.A B.B C.C D.D
10.下列说法错误的是
A.元素在自然界中的存在形式有原子、分子或离子
B.在化学变化中,分子可以再分,离子和原子不可以再分
C.同一种元素可能有多种不同原子,同一种原子也可能形成不同的离子
D.酸性氧化物不一定是非金属氧化物
11.卢瑟福用粒子(即氦核)轰击主族非金属元素X核发现了质子(即):,其中元素Y的核外电子数为其同主族元素Z的核外电子数的一半。下列叙述不正确的是
A.X是植物生长的营养元素 B.Z的氧化物不止一种
C.原子半径: D.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
12.下列表示不正确的是
A.水分子的比例模型: B.苯酚的分子式:C6H6O
C.乙酸乙酯的键线式: D.羟基的电子式:
13.图中曲线表示短周期元素的原子序数(按递增顺序连续排列)及其常见最高化合价的关系,下列叙述不正确的是
A.①、②形成的化合物的摩尔质量可能是44g/mol
B.①、③可以按原子个数比1:l形成化合物
C.②、③形成的化合物是两性物质
D.单核简单离子半径大小为:②<③
14.该图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层电子数是电子总数的三分之一,下列说法中正确的是
A.a的最高价氧化物对应水化物有两性
B.b与d组成的化合物不能与水反应
C.c的单质能与强碱反应生成两种盐
D.非金属性:c>d>b>a
15.元素周期表具有丰富的结构内容,以下有关元素周期表的说法中,正确的是
A.共有8个横行 B.共有16个纵列
C.共有16个族 D.目前共有100种元素
二、填空题
16.铝是重要的金属元素。完成下列填空:
(1)写出铝原子的结构示意图_______。
(2)氢氧化铝既能跟盐酸反应又能跟氢氧化钠溶液反应,由此可知氢氧化铝是_______物质。氢氧化铝和氢氧化钠反应的化学方程式为_______。
(3)将1.08g纯铝粉完全溶解于含有0.130mol HCl的盐酸中,得到40.0mL溶液。所得溶液中氯化铝的物质的量浓度为_______mol/L。
17.核外电子排布
(1)原子核外电子根据能量由低到高顺序分别在距原子核由_______到_______的不同区域运动。
(2)把核外电子运动的不同区域看做不同的_______,共有_______电子层,其符号分别为_______。各电子层上电子的能量不同。电子层离原子核越近其层上电子能量越_______,越远能量_______。
三、计算题
18.氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素,氯元素的相对原子质量为35.5,则35Cl和37Cl的原子个数比为____;由Na、35Cl和37C构成的11.7g氯化钠中含35Cl的质量是___g;11.7g该晶体刚好能和某200mL的AgNO3溶液完全反应,则该AgNO3溶液的物质的量浓度是___mol/L。
19.在100mL 0.5mol/L AlCl3溶液中加入100mL NaOH溶液,得到0.78g Al(OH)3沉淀,则NaOH的物质的量浓度可能为多少
四、实验题
20.某小组同学探究I2能否将Fe2+氧化为Fe3+。
试管中加适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,充分反应后,铁粉有少量剩余,取适量上层清液于试管中,滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管观察到溶液变为黄色。
(1)小组同学认为试管中溶液呈黄色不能说明I2将Fe2+氧化为Fe3+,其理由是:________。
(2)继续进行实验
操作 现象
向试管中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置 静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色
取出上层溶液,滴加KSCN溶液 溶液变成浅红色
①试管中加入CCl4的目的是________。
②滴加KSCN溶液后,溶液变成浅红色的原因是________。
(3)有同学认为该实验现象不能说明I2将Fe2+氧化为Fe3+,理由是___。
(4)经查阅资料,发现Cl2和Br2都能将Fe2+ 氧化,请写出Cl2与Fe2+ 反应的离子方程式为________;I2与FeCl2溶液反应的程度很小。
(5)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,从原子结构解释其原因_______。
21.由短周期元素组成的化合物X是某抗酸药的有效成分。某同学欲探究X的组成。
查阅资料:①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝。
②Al3+在pH=5.0时沉淀完全;Mg2+在pH=8.8时开始沉淀,在pH=11.4时沉淀完全。
实验过程:
Ⅰ.向化合物X粉末中加入过量盐酸,产生气体A,得到无色溶液。
Ⅱ.用铂丝蘸取少量Ⅰ中所得的溶液,在火焰上灼烧,无黄色火焰。
Ⅲ.向Ⅰ中所得的溶液中滴加氨水,调节pH至5~6,产生白色沉淀B,过滤。
Ⅳ.向沉淀B中加过量NaOH溶液,沉淀全部溶解。
Ⅴ.向Ⅲ中得到的滤液中滴加NaOH溶液,调节pH至12,得到白色沉淀C。
(1)Ⅰ中气体A可使澄清石灰水变浑浊,A的化学式是________。
(2)由Ⅰ、Ⅱ判断X一定不含有的元素是磷、________。
(3)Ⅲ中生成B的离子方程式是__________________________________________________。
(4)Ⅳ中B溶解的离子方程式是__________________________________________________。
(5)沉淀C的化学式是________。
(6)若上述n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶1∶3,则X的化学式是__________________________。
试卷第2页,共6页
参考答案:
1.C
【详解】A.酯的命名是根据生成酯的酸和醇来命名为某酸某酯,此有机物是由甲醇和乙酸酯化得到的,故为乙酸甲酯,选项A错误;
B.次氯酸为共价化合物,分子中不存在氢氯键,次氯酸的电子式为:,选项B错误;
C.17Cl原子3p亚层上只有一个未成对电子的原子,其外围电子排布为3s23p5,选项C正确;
D.碳原子最外层有两个2s、两个2p电子,s电子的电子云为球形,p电子的电子云为纺锤形,有3种伸展方向,选项D错误。
答案选C。
2.B
【详解】A.质量数=质子数+中子数,所以和原子中的中子数分别为26、28,故A错误;
B.和的质子数相同,中子数不同,互为同位素,故B正确;
C.和原子为同元素的不同原子,化学性质相同,物理性质不同,故C错误;
D.和的质子数相同,而中子数不同,是不同核素,故D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.和的质子数相同、中子数不同,是Bi元素的两种不同的核素,A错误;
B.、的中子数分别为126、127,B错误;
C.和的质子数相同、中子数不同,两者互为同位素,C正确;
D.、的质量数分别为209、210,D错误;
答案选C。
4.C
【分析】元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,同一周期元素,元素的非金属性随着原子序数的增大而增强因为最高价氧化物的水化物酸性由强到弱顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4,则原子序数X>Y>Z、非金属性X>Y>Z,结合元素周期律分析判断。
【详解】A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,所以非金属性X>Y>Z,故A错误;
B.通过以上分析知,原子序数X>Y>Z,同周期元素,原子序数大的原子半径小,则原子半径为X<Y<Z,故B错误;
C.原子序数X>Y>Z,同一周期元素,最外层电子数随原子序数增大而增大,因此原子最外层电子数X>Y>Z,故C正确;
C.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性X>Y>Z,气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3,故D错误;
故选C。
5.C
【详解】A.氢氧根是原子团,整体得一个电子,故A正确;
B.氧气形成两对共用电子对,每个原子满足8电子结构,故B正确;
C.碳原子没有满足8电子结构,故C错误;
D.过氧化钠是离子化合物,过氧根得两个电子使每个氧原子满足8电子结构,故D正确;
答案选C。
6.A
【详解】A.化学键在相邻原子或离子之间形成,化学键的能量大,所以是强烈的相互作用,A正确;
B.分子之间不能形成化学键,B不正确;
C.化学键只存在于原子之间或离子之间,不存在于分子之间,C不正确;
D.离子之间可以形成化学键,原子之间也可以形成化学键,D不正确;
故选A。
7.D
【分析】A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大,A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,则A是C元素;B的气态氢化物的水溶液呈碱性,则B是N元素;C为金属元素且有两种常见含氧化合物(都含两种元素),则C是Na元素;若往D单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊溶液,可观察到先变红后褪色,则D是Cl元素,然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知:A是C,B是N,C是Na,D是Cl元素。
A.原子核外电子层数越多,原子半径越大,同一周期元素的原子半径随原子序数的增大而减小。C、N的第二周期元素,Na、Cl第是第三周期元素,所以原子半径大小关系为:C>D>A>B,A错误;
B.元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物的稳定性就越强。由于元素的非极性N>C,所以简单氢化物的稳定性:NH3>CH4,用序号表示为:B>A,B错误;
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4>HNO3,用序号表示为:D>B,C错误;
D.Na元素的两种氧化物是Na2O、Na2O2,Na2O是由Na+与O2-构成,阴、阳离子个数比为1:2;Na2O2是由Na+与构成,阴、阳离子个数比也为1:2,D正确;
故合理选项是D。
8.C
【详解】A.1个C2H6分子中含有7个共价键,则在1 mol C2H6中所含的共价键数为7NA,A正确;
B.R原子核外电子数为(A-N)个,则R2+核外电子数为(A-N-2)个,所以a mol R2+核外电子数为a mol×(A-N-2)×NA/mol=a(A-N-2)NA,B正确;
C.46 g C2H6O的物质的量是1 mol,该分子式表示的物质可能是CH3CH2OH,也可能是CH3-O-CH3,其中CH3CH2OH分子中含有7个极性键,而CH3-O-CH3分子中含有6个极性键,46 g C2H6O表示的是哪种物质微粒不能确定,因此不能确定1 mol分子式是C2H6O中所含有的极性键的数目,C错误;
D.6 g CH3COOH的物质的量n(CH3COOH)=,在一个CH3COOH分子中含有8个共价键,则在0.1 mol CH3COOH分子中含有共价键数目为0.8NA,D正确;
故合理选项是C。
9.C
【分析】若证明非金属性:,则需证明酸性H2CO3>H2SiO3,锥形瓶中先制得二氧化碳,通入到硅酸钠溶液中,据此解题。
【详解】A.试剂c中二氧化硅不符合题意,故A错误;
B.盐酸易挥发,通入到硅酸钠溶液中也能生成硅酸沉淀,不能证明碳酸酸性大于硅酸,故B错误;
C.硫酸和碳酸钠溶液生成二氧化碳气体,二氧化碳通入到硅酸钠溶液中生成硅酸,可以证明碳酸酸性大于硅酸酸性,故C正确;
D.因硫酸钙微溶,故反应一段时间后反应即停止,故D错误;
故选C。
10.B
【详解】A.元素在自然界中的存在形式有原子、分子或离子,A正确;
B.化学变化中分子可以再分,原子不能再分,B错误;
C.同一种元素可能有多种不同原子,如氢元素存在3种同位素,同一种原子也可能形成不同的离子,如铁有二价和三价铁离子,C正确;
D.Mn2O7为金属氧化物,是酸性氧化物,D正确;
故选B。
11.C
【分析】根据质量守恒得:14+4=b+1,b=17,元素Y的核外电子数为其同主族元素Z的核外电子数的一半,可知Y为O,Z为S,则a=8,X的质子数=8-1=7,X为N,据此解答。
【详解】A.X为N元素,N是组成生命体的重要元素,是植物生长的营养元素之一,故A正确;
B.Z为S,能形成二氧化硫、三氧化硫等氧化物,故B正确;
C.N、O为同周期元素,从左到右原子半径减小,即原子半径:N>O,故C错误;
D.Z的最高价氧化物对应水化物是硫酸,硫酸是强酸,故D正确;
故选:C。
12.A
【详解】A.用原子的相对大小表示分子的空间结构的模型为比例模型,而水为V型结构,则水的比例模型为,A错误;
B.苯酚的结构简式为C6H5OH,所以苯酚的分子式为C6H6O,B正确;
C.用端点和拐点表示碳原子、将C原子上的H原子省略、其他原子不能省略所得的式子为键线式,由于乙酸乙酯的结构简式为CH3COOCH2CH3,故其键线式为 ,C正确;
D.-OH中O原子上有一个未成对电子,故其电子式为 ,D正确;
故选A。
13.D
【分析】①的常见最高化合价为+5价,②的常见最高化合价为0价,③的常见最高化合价为+3价,三种元素均为短周期元素,则①为N元素,②为O元素,③为Al元素
【详解】A.①、②形成的化合物N2O的摩尔质量是44g/mol,A正确;
B.①、③可以形成化合物AlN,原子个数比1:l,B正确;
C.②、③形成的化合物Al2O3,氧化铝与强酸、强碱均能反应是两性物质,C正确;
D.电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则单核简单离子半径大小为:O2->Al3+,D错误;
答案选D。
14.C
【分析】由元素在周期表中的位置可知,d位于第二周期,a、b、c位于第三周期,a原子的最外层电子数是电子总数的三分之一,设a原子最外层电子数为x,则2+8+x=3x,解得:x=5,故a为P元素,则b为S元素,c为Cl元素,d为O元素,据此分析解答。
【详解】关键上述分析,a为P元素,b为S元素,c为Cl元素,d为O元素。
A.a的最高价氧化物对应水化物为磷酸,不具有两性,故A错误;
B.b与d组成的化合物有二氧化硫、三氧化硫,均与水发生反应,故B错误;
C.氯气能与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,能与强碱反应生成两种盐,故C正确;
D.同一周期从左向右,非金属性增强,同一主族,从上到下,非金属性减弱,非金属性:O>Cl,即d>c,故D错误;
故选C。
【点睛】本题的难点为D中O和Cl元素非金属性的判断,可以根据形成的化合物ClO2中Cl为正价,O为负价判断。
15.C
【详解】元素周期表共有7个横行,7个周期,18个纵列16个族,目前共有118种元素;
答案选C。
16. 两性 1
【详解】(1)铝原子的质子数为13,其原子结构示意图为:,故答案为:;
(2)氢氧化铝既能跟盐酸反应又能跟氢氧化钠溶液反应,可知氢氧化铝具有两性特点,被称为两性氢氧化物;氢氧化铝与强碱氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,反应方程式为:,故答案为:两性;;
(3)1.08g纯铝的物质的量为,铝与盐酸反应的方程式为:,由反应可知0.04mol铝单质消耗0.12molHCl,而盐酸的物质的量为0.130mol,可知盐酸过量,铝单质完全反应,产生的氯化铝的物质的量为0.04mol,所得溶液中氯化铝的物质的量浓度=,故答案为:1;
17.(1) 近 远
(2) 电子层 7 K、L、M、N、O、P、Q 低 高
【解析】略
18. 3∶1 5.25 1
【分析】根据元素的相对原子质量列式计算35Cl和37Cl的原子个数比,再结合氯化钠的质量计算35Cl的质量,根据氯化钠与硝酸银的化学方程式计算AgNO3溶液的物质的量浓度。
【详解】(1)设1737Cl和1735Cl的物质的量分别为xmol、ymol,则有:=35.5,解之得x∶y=3∶1;n(NaCl)==0.2mol,所以1735Cl为0.15mol,1735Cl的质量是0.15mol×35g/mol=5.25g;根据NaCl~AgNO3~AgCl知, n(AgNO3)= n(NaCl)=0.2mol, c(AgNO3)==1mol/L,故答案为3∶1;5.25;1。
19.0.3mol/L、 1.9moL/L
【分析】AlCl3的物质的量n(AlCl3)=0.1L×0.5mol·L-1=0.05mol,与NaOH反应完全转化为Al(OH)3,为0.05mol,而得到0.01mol Al(OH)3沉淀,由Al3++3OH-= Al(OH)3↓和Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,NaOH存在两种情况,一是NaOH不足,部分Al3+转化为Al(OH)3,二是Al3+全转化为Al(OH)3后,Al(OH)3部分溶解。
【详解】AlCl3的物质的量n(AlCl3)=0.1L×0.5mol·L-1=0.05mol,与NaOH反应完全转化为Al(OH)3,为0.05mol,,而得到0.78g 的物质的量为0.01mol Al(OH)3沉淀,则
一是NaOH不足,部分Al3+转化为Al(OH)3,则:
Al3++3OH-= Al(OH)3↓
0.03mol 0.01mol
c(NaOH)=0.03mol/0.1L=0.3mol·L-1;
二是Al3+全转化为Al(OH)3后,Al(OH)3部分溶解,则:
Al3++3OH-= Al(OH)3↓
0.05mol 0.15mol 0.05mol
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,
(0.05-0.01)mol 0.04mol
c(NaOH)=(0.15mol+0.04mol)/0.1L=1.9mol·L-1,
答:NaOH的物质的量浓度可能为0.3mol·L-1和1.9moL·L-1。
20. 黄色可能是碘水稀释后的颜色,无法说明反应是否发生 萃取I2,排除I2的干扰 生成Fe3+的浓度较低 亚铁离子与空气接触会被氧化,应该排除空气对实验的影响 2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl- Cl、Br、I位于同一主族,元素从上到下原子最外层电子数相同,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力减小,得电子能力逐渐减弱,氧化性减弱
【详解】(1) 碘水呈棕黄色,试管中溶液呈黄色可能是碘水稀释后的颜色,无法说明I2将Fe2+氧化为Fe3+;
(2)①碘易溶于CCl4,试管中加入CCl4的目的是萃取I2,排除I2的干扰;
②Fe3+遇KSCN溶液变红,滴加KSCN溶液后,溶液变成浅红色的原因是生成Fe3+的浓度较低;
(3)氧气能把Fe2+氧化为Fe3+,亚铁离子与空气接触会被氧化,应该排除空气对实验的影响,所以该实验现象不能说明I2将Fe2+氧化为Fe3+;
(4)Cl2把Fe2+ 氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl-;
(5)Cl、Br、I位于同一主族,元素从上到下原子最外层电子数相同,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力减小,得电子能力逐渐减弱,氧化性减弱。
21. CO2 钠、硅 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O Mg(OH)2 Mg3Al(OH)7CO3
【分析】气体A可使澄清石灰水变浑浊,结合抗酸药的有效成分,知该气体A为CO2,X中一定不含Si元素,因为硅酸盐中加入适量盐酸,会产生硅酸沉淀,溶液B中含有氯化镁和氯化铝;X中一定不含Na,因为Na的焰色为黄色;根据题给信息知调节pH至5~6时生成的白色沉淀B为Al(OH)3;加入过量NaOH溶液,沉淀B完全溶解,离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;加入NaOH溶液调节pH至12,有白色沉淀产生,则沉淀C为Mg(OH)2,据此解答。
【详解】(1)气体A可使澄清石灰水变浑浊,结合抗酸药的有效成分,知该气体为CO2;
(2)X中一定不含Si元素,因为硅酸盐中加入过量盐酸,会产生硅酸沉淀,一定不含Na元素,因为Na元素的焰色为黄色,即由Ⅰ、Ⅱ判断X一定不含有的元素是磷、硅、钠;
(3)调节pH至5~6时生成的白色沉淀为Al(OH)3,NH3 H2O为弱电解质,离子方程式中应写为化学式,即离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(4)Ⅳ中氢氧化铝溶解的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(5)加入NaOH溶液调节pH至12,有白色沉淀产生,则沉淀C为Mg(OH)2;
(6)由于n(CO2):n[Al(OH)3]:n[Mg(OH)2]=1:1:3,则CO32-、Al3+、Mg2+的物质的量之比为1:1:3,结合电荷守恒,则CO32-、Al3+、Mg2+、OH-的物质的量之比为1:1:3:7,故X为Mg3Al(OH)7CO3