专题5 微观结构与物质的多样性
一、单选题
1.下列表示物质结构的化学用语正确的是
A.乙烯的电子式为 B.乙醇的填充模型:
C.羧基的结构简式为:COOH D.乙醇的分子式为:C2H5OH
2.氯化钠晶体熔化的过程中,破坏了( )
A.离子键和金属键 B.离子键
C.共价键和金属键 D.共价键
3.己亥末,庚子春,阻击新冠,众志成城。喷洒以Cl2O配制的消毒剂,可防止病毒传播。Cl2O中氯元素的化合价为
A.+1 B.0 C.-1 D.+2
4.对下列事实的原因分析正确的是
选项 事实 原因
A H2SO4是酸 H2SO4中含有氢元素
B 氢氧化铝受热易分解 可用作胃酸中和剂
C 氧化镁作耐火材料 氧化镁难溶于水
D 用可溶性铝盐和氨水制备氢氧化铝 氢氧化铝碱性比氨水弱且很难与氨水反应
A.A B.B C.C D.D
5.下列物质中只含有离子键的是
A.氨气 B.液氯 C.氯化钾 D.硫酸钠
6.下列有关化学用语的表示正确的是
A.质量数为37的氯原子:Cl
B.二氧化碳分子的比例模型:
C.NH4Br的电子式:
D.对羟基苯甲醛的结构简式:
7.下列有关物质的用途,说法不正确的是( )
A.水玻璃是建筑行业常用的一种黏合剂
B.碳酸钠是烘制糕点所用发酵剂的主要成分之一
C.硫酸钡医学上用作检查肠胃的内服剂,俗称“钡餐”
D.金属钠可以与钛、锆、铌、钽等氯化物反应置换出对应金属
8.有5种微粒分别是X、Z、Q+、R、M,它们分属( )种元素
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
9.可用于治疗胃酸过多的物质是( )
A.氢氧化铝 B.氯化钠 C.氯化钾 D.氢氧化钠
10.同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是
A.14C与12C是两种不同的元素
B.16O与18O的物理性质相同
C.35Cl2与37Cl2互为同位素
D.铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子
11.根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是
A.气态氢化物的稳定性:SiH4>H2O>NH3
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
12.下表中,陈述I与陈述Ⅱ不具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 小苏打用于治疗胃酸过多 可与盐酸反应
B 久置的氯水失去颜色 不稳定,光照分解
C 燃放烟花时有黄色呈现 金属钠具有强还原性
D 考古时利用测定文物年代 核素具有放射性
A.A B.B C.C D.D
13.某元素在元素周期表中的相关信息如图所示。下列说法不正确的是
A.原子序数为30 B.核外电子数为30
C.元素符号为Zn D.相对原子质量为65.39g
14.下列各组中互为同位素的是
A.甲烷和乙烷 B.O2和O3 C.正丁烷和异丁烷 D.和
二、填空题
15.(1)12.4g Na2X含有0.4mol Na+,Na2X的摩尔质量为________,X的相对原子质量为________。
(2)气态化合物A的化学式可以表示为OxFy,已知同温同压下10mLA受热完全分解生成15mL O2和10mL F2,则A的化学式为________。
(3)有X、Y、Z三种元素, X原子核内无中子, Y原子的第三个电子层上有2个电子, Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍。试画出Y原子结构示意图______________。这三种元素所组成的化合物的化学式为____________。
16.(1)写出以下化学用语:
①自然界中与氧气互为同素异形体的物质分子式:________;
②氢氧化钠的电离方程式:________
(2)写出氢氧化镁溶于盐酸的离子方程式:________。
三、计算题
17.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水中后有1.16g白色沉淀,在所得的悬浊液中逐滴加入1mol·L-1HCl溶液,加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如图所示。试回答:
(1)A点沉淀物的化学式为_____________,
(2)AlCl3的物质的量为________________。
(3)HCl溶液在Q点的加入量是_________________
18.某元素的同位素,它的氯化物XCl21.11g溶于水配成溶液后,加入1mol/L的AgNO3溶液20mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子,求:
(1)Z值_________和A值_________。
(2)X元素在周期表中的位置_________。
四、实验题
19.在复习元素周期律过程中,某研究性学习小组的几位同学拟通过具体的实验来探讨某些金属元素的性质差异,下面是他们设计的探究性实验方案,请填写下列空白:
(1)实验目的:比较钠、镁、铝金属性强弱。
(2)实验用品:酒精灯、______、试管、试管夹、砂纸、滤纸;
钠、镁条、铝片、酚酞、蒸馏水、6 mol·L-1的盐酸
(3)实验过程与现象记录
Ⅰ.甲同学的方案如下:
实验过程 预期现象 实际观察到的现象
a取已切去表皮的一小块金属钠,放入盛有水的某容器中 立即剧烈反应 开始时钠块浮在水面上不反应,稍后才开始与水剧烈反应
b向盛有适量水(内含2滴酚酞的试管中加入一小段镁条 有气泡产生,溶液变红色 没有相应现象,加热后仍无明显变化
c向两支盛有3mL6mol·L-1盐酸的试管中加入大小相同的镁片和铝片 镁、铝与盐酸反应产生气泡剧烈程度不同 镁与盐酸反应产生气泡速率较快
①你认为a、b两步实验中出现异常现象的可能原因是:
a_______________________________________;
b___________________________________________。
②上面的实验表明:钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为____________________。
Ⅱ乙同学的方案:他认为只需要一种试剂就可以确定钠、镁、铝的金属性强弱,预计他的主要实验操作是____________________。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.乙烯的电子式为,故A错误;
B.可表示乙醇的填充模型,故B正确;
C.羧基的结构简式为-COOH,故C错误;
D.乙醇的分子式为C2H6O,故D错误;
故答案选B。
2.B
【详解】氯化钠晶体为离子化合物,熔化时电离出钠离子、氯离子,破坏了离子键,故B符合题意,答案选B。
【点睛】化学键分为离子键、共价键和金属键。氯化钠晶体中仅含有离子键。
3.A
【详解】Cl2O中氧元素的化合价是-2价,根据化合价原则正负化合价的代数和为零,则氯元素的化合价是+1价,
故选:A。
4.D
【详解】A. 含有氢元素的不一定是酸,如碳酸氢钠含有氢离子属于盐,电离出的阳离子全部是氢离子的化合物是酸,硫酸在溶液中电离出阳离子全部是氢离子,则硫酸属于酸,故A错误;
B. 氢氧化铝的热稳定性差,则氢氧化铝受热易分解,与作胃酸中和剂无关,故B错误。
C. 氧化镁的熔点高,可作耐火材料,与氧化镁的溶解度无关,故C错误;
D. 由于氢氧化铝能溶于过量的强碱,但不与氨水反应,所以实验室用可溶性的铝盐与氨水反应制备氢氧化铝,故D正确;
答案选D。
5.C
【详解】A.NH3是由分子构成,在NH3分子中只含有极性共价键,不含有离子键,A不符合题意;
B.液氯是由Cl2构成,分子中只含有非极性共价键,无离子键,B不符合题意;
C.KCl是由K+与Cl-之间通过离子键结合形成的离子化合物,只含有离子键,C符合题意;
D.Na2SO4中Na+与以离子键结合,在中S与O原子之间以极性共价键结合,因此其中含有离子键、共价键,D不符合题意;
故合理选项是C。
6.C
【详解】A.原子结构质量数和质子数的表示:X,其中A表示质量数,Z表示质子数,则质量数为37的Cl原子表示为Cl,题目中表示不正确,A错误;
B.同周期从左向右原子半径减小(稀有气体除外),碳原子半径大于氧原子半径,,B错误;
C.NH4Br是离子化合物,其电子式为 ,C表示正确;
D.键的连接方向错误,正确的是: ,D错误;
故答案选C。
7.B
【详解】A. 水玻璃是硅酸钠的水溶液,可用于生产黏合剂和防火剂,故A正确;
B. 碳酸氢钠是烘制糕点所用发酵剂的主要成分之一,故B错误;
C. 硫酸钡医学上用作检查肠胃的内服剂,俗称“钡餐”,故C正确;
D. 金属钠的还原性比钛、锆、铌、钽的还原性强,可以与其氯化物反应置换出对应金属,故D正确;
题目要求选择错误选项,故选B。
【点睛】本题考查了物质的用途,明确物质的性质是解本题关键,性质决定用途,用途体现性质,平时注意掌握常见元素化合物的性质,注意基础知识的积累和运用。
8.B
【详解】左下角是质子数,质子数相同的核素为同种元素,不难看出一共有3种元素:氩、钾、钙,答案选B。
9.A
【分析】胃酸中的酸主要是盐酸。
【详解】A.氢氧化铝是弱碱,可与盐酸反应生成氯化铝和水,宜用做治疗胃酸过多的药物,故A符合题意;
B.氯化钠不能与盐酸反应,不能用于治疗胃酸过多的药物,故B不符合题意;
C.氯化钾不能与盐酸反应,不能用于治疗胃酸过多的药物,故C不符合题意;
D.氢氧化钠属于强碱,具有强烈的腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多的药物,故D不符合题意;
答案选A。
【点睛】要治疗胃酸过多,可以选用能与盐酸反应的物质,且应选择无毒、无腐蚀性的物质。
10.D
【详解】A. 14C与12C质子数相同,中子数不同,为同一种元素的不同核素,故A错误;
B. 16O与18O质子数相同,中子数不同,互为同位素,物理性质不同,故B错误;
C. 35Cl2与37Cl2为氯的同位素形成的同一种单质,不是同位素,不是两种单质,不是同素异形体,故C错误;
D.中子数不同,质子数相同,属于同位素,铯元素的两种同位素中137Cs、133Cs质子数相同,根据中子数=质量数-质子数,137Cs的133Cs多4个中子,故D正确;
故选D。
11.A
【分析】根据实验,得出酸性,非金属性。
【详解】A.非金属性,所以氢化物的稳定性,A错误;
B.氢元素可与非金属元素形成共价化合物,与活泼金属形成离子化合物,B正确;
C.根据实验,得出酸性,非金属性,C正确;
D.根据原子核外电子排布规律,第118号元素在周期表中位于第七周期0族,D正确;
故选A。
12.C
【详解】A.胃酸的主要成分是盐酸,碳酸氢钠能与盐酸反应,小苏打常用于治疗胃酸过多,故A不符合题意;
B.氯水中含有的次氯酸不稳定,遇光发生分解反应生成盐酸和氧气,导致久置的氯水失去颜色,故B不符合题意;
C.金属钠的焰色反应为黄色,含有钠元素化合物的烟花燃放时会有黄色呈现,故C符合题意;
D.核素具有放射性,考古时常利用测定文物年代,故D不符合题意;
故选C。
13.D
【分析】元素周期表信息图中,元素名称的左上角的数字为元素的原子序数,右上角为元素符号,中间的汉字表示元素名称,下边是元素的相对原子质量。
【详解】A.原子序数为30,A正确;
B.原子中质子数=原子序数=核外电子数,故核外电子数为30,B正确;
C.元素符号为Zn,C正确;
D.根据相对原子质量是有单位的,其单位为“1”,只不过常省略,可知锌元素的相对原子质量为65.39;D错误;
故选D。
14.D
【详解】A. 甲烷和乙烷是化合物不是原子,所以不是同位素,故A错误;
B. O2和O3是氧元素形成的不同的单质,不是同位素,故B错误;
C. 正丁烷和异丁烷是化合物不是原子,所以不是同位素,故C错误;
D. 和是质子数相同中子数不同的同一元素,互称同位素,故D正确;
故选D。
15. 62g/mol 16 O3F2 Mg(OH)2
【分析】(1)根据摩尔质量M=计算,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量;
(2)同温同压下,体积之比等于物质的量之比,再结合质量守恒进行计算;
(3)X原子核内无中子,则X是H元素;Y原子的第三层上有2个电子,则Y是Mg元素;Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Z是O元素,进而判断。
【详解】(1)12.4g Na2X中含有0.4mol Na+,则Na2X的物质的量为0.2mol,则Na2X的摩尔质量==62g/mol,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,则Na2X的相对分子质量为62,钠原子的相对原子质量是23,所以X的相对原子质量是62-23×2=16;
(2)同温同压下,体积之比等于物质的量之比,故A、O2和F2的物质的量之比=10:15:10=2:3:2,则该反应方程式为:2A3O2+2F2,根据原子守恒可知A的化学式为:O3F2;
(3)X原子核内无中子,则X是H元素;Y原子的第三层上有2个电子,则Y是Mg元素;Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Z是O元素;Y原子结构示意图为;三种元素所组成的化合物的化学式为Mg(OH)2。
16. O3 NaOH=Na++OH- Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
【详解】(1)①与氧气互为同素异形体的物质是臭氧,其分子式为O3,故答案为:O3;
②氢氧化钠是强碱,完全电离,其电离方程式:NaOH=Na++OH-,故答案为:NaOH=Na++OH-;
(2)氢氧化镁与盐酸反应的化学反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,其离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,故答案为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O。
【点睛】强酸强碱以及大部分的盐属于强电解质,完全电离;弱酸弱建以及水属于弱电解质,部分电离。
17. Mg(OH)2 AlO2-+H++H2O=Al(OH)3 ↓ 1:1 130
【详解】分析:向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,O-A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;
A-B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3;
B-C过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以C点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠。
详解:(1)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,O-A时没有沉淀生成,说明此时盐酸和氢氧化钠反应,即:NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后,溶液中NaOH过量,此时溶液中铝离子为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;
A-B段,有沉淀生成,应为盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3 ↓,
因此,本题正确答案是:Mg(OH)2 ;AlO2-+H++H2O=Al(OH)3 ↓
(2)B-Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,原反应物为:NaOH、MgCl2、AlCl3和盐酸,对比知反应前后MgCl2、AlCl3不变,实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应,所以Q点可以看做氢氧化钠和盐酸二者恰好反应,n(NaOH)=n(HCl),(1)中已分析:B点溶液中存在的溶质是氯化钠,由Na+离子和Cl-离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl),
因n(MgCl2)==0.02mol, n(AlCl3)=n[Al(OH)3]=1mol/L×(30-10)×10-3L=0.02mol,
n(MgCl2):n(AlCl3)=0.02mol:0.02mol=1:1
所以,n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02mol×2+0.02mol×3+1mol/L×0.03L=0.13mol,
则V(HCl)===0.13L=130mL,
因此,本题正确答案是:1:1;130。
18.(1) 20 40
(2)第四周期第ⅡA族
【详解】(1)由Cl-+Ag+═AgCl↓可知,n(Cl-)=n(Ag+)=0.02L×1mol/L=0.02mol,所以n(XCl2)=0.5n(Cl-)=0.5×0.02mol=0.01mol,则M(XCl2)=1.11g÷0.01mol=111g/mol,所以XCl2相对分子质量为111,因此X的相对原子质量=111-35.5×2=40,即X的质量数为40,质子数=质量数-中子数=40-20=20,即Z=20,A=40;
(2)X的原子序数为20,X为Ca,位于第四周期第ⅡA族。
19. 烧杯(或水槽) 钠表面的煤油没有用滤纸吸干净 镁表面的氧化膜没有被除去 钠﹥镁﹥铝 用滤纸将一小块金属钠表面的煤油吸干后放入盛有水的烧杯中,将除掉了氧化膜的镁条、铝片分别放入盛有适量水的试管中并加热
【详解】(2)由钠与水反应实验知缺少烧杯(或水槽);
(3)I ① a理论上钠是金属性强的活泼金属加到水中应立刻剧烈反映,现在出现开始时钠块浮在水面上不反应的这种现象,只能说明钠的表面有不与水反应煤油阻止钠与水的接触;
b镁在加热的条件下是能和水反应的现在没有相应现象应该镁表面的氧化膜阻止接触;
②由反应的剧烈程度两两比较得出金属性:钠﹥镁﹥铝;
II由反应条件加热和不加热,反应剧烈程度比较金属性,与相同试剂水是最好的,因钠与酸反应太剧烈