专题1 揭示物质结构的奥秘 综合训练 2022-2023学年高二下学期化学苏教版(2019)选择性必修2
一、单选题
1.化学与工农业生产、人类生活密切相关,下列说法错误的是
A.为遏制“温室效应”的加剧,大力发展水电和核能
B.T-碳(T-Carbon)是中科院预言的一种三维碳结构晶体,其与互为同位素
C.血糖过低的患者可利用注射葡萄糖溶液的方法迅速补充营养
D.能与水缓慢反应生成和,可以作为饮用水的消毒剂和净化剂
2.某粒子的结构示意图为,关于该粒子的说法不正确的是
A.核外电子数为18 B.核外有3个电子层
C.属于阳离子 D.在化学反应中易失电子
3.下列说法正确的是
A.与互为同系物
B.35Cl与37Cl-互为同位素
C.三元轴烯()与苯互为同分异构体
D.N3与互为同素异形体
4.设阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.标准状况下,含有的分子数为
B.完全溶于水,转移电子数为
C.加入沸水中生成胶体的粒子数为
D.已知,则0.5molX中含有的中子数为
5.下列各组物质中,互为同位素的是( )
A.和 B.和
C.CO和 D.和
6.下列物质互为同素异形体的是
A.H2O和H2O2 B.H2和Cl2 C.金刚石和石灰石 D.O2和O3
7.许多元素有多种核素,如氧元素存在O、O、O三种核素,氢元素有H、H、H三种核素。下列说法正确的是
A.由O、H、H三种核素最多可能组成4种水分子
B.10.0g由H、O组成的水分子其中含中子数为5NA
C.10.0g由H、O组成的水分子其中含质子数为5NA
D.由H和O两种核素组成的水分子,其摩尔质量为18
8.在探索微观世界的过程中,科学家们常通过提出假说来把握物质的结构及特点,不断拓展认识的新领域。关于假说,有如下表述,其中正确的是
A.假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理
B.假说是根据已知的科学事实和原理对未知领域的事物或现象的本质提出的一种推测
C.假说是对一个问题的所有幻想和假定
D.假说最终都可以变成科学理论
9.下列化学用语表示正确的是
A.H2的摩尔质量是2g
B.氯原子的原子结构示意图:
C.质子数为6,中子数为8的微粒:C
D.NaHSO4在水中的电离方程式:NaHSO4=Na++H++SO
10.据报道,在月球的土壤中含有较丰富的He,它原子核内的中子数是
A.1 B.2 C.3 D.4
11.原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星,这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等,因此称为“铱星计划”。 已知铱的一种同位素是,则其核内的中子数与电子数之差是( )
A.77 B.114 C.191 D.37
12.常用于治疗甲状腺疾病。下列关于的说法正确的是
A.中子数为53 B.核外电子数为78
C.与性质相同 D.与互为同位素
13.“玉兔”号月球车用作为热源材料。的中子数是
A.238 B.94 C.144 D.332
14.在原子中,下列关系一定正确的是
A.核内质子数=核电荷数
B.最外层电子数=电子层数
C.质子数>中子数
D.相对原子质量=质子数+核外电子数
二、填空题
15.用X表示原子:
(1)中性原子的中子数N=__________。
(2)AXn+共有x个电子,则该阳离子的中子数N=______________。
(3)AXn-共有x个电子,则该阴离子的中子数 N=______________。
(4)12C16O2分子中的中子数N=________。
(5)A2-原子核内有x个中子,其质量数为m,则n g A2-所含电子的物质的量为_____________。
16.(1)微粒AXn-核外有X个电子,则它的核内中子数为_______。
(2)已知:碳元素有12C、13C、14C;氧元素有16O、17O、18O,则它们能够形成______种CO2分子。
三、实验题
17.(本题共14分)按要求完成下列各题14分
(1)下列各组物质 ① O2和O3②12C和14C
互为同位素的是______ 互为同素异形体的是_____,互为同分异构体的是_____________
(2)如下图所示,把试管放入盛有25℃的饱和石灰水溶液的烧杯中,试管中开始放入几小片镁片,再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。回答下列问题:
①实验中观察到的现象是_____________________。
②产生上述现象的原因是___________________。
③写出有关反应的离子方程式__________________。
④由实验推知,所得MgCl2溶液和H2的总能量___________(填“大于”“小于”“等于”)原来镁片和盐酸的总能量。
四、计算题
18.电解普通水和重水(H2O)的混合物,通电一段时间后,两极共生成气体18.5g,体积为33.6L(标况下)。求所生成的气体中氕和氘的原子个数比是多少。
19.完成下列基本计算:
(1)9.2g氮的氧化物NOx中氮原子的物质的量为0.2mol,则NOx的摩尔质量为________,此质量的NOx在标准状况下的体积约为________;
(2)19.2g Cu与足量稀硝酸反应时,转移电子总数是_____NA(NA表示阿佛加德罗常数);
(3)元素M的某种原子,其氯化物(MCl2)11.1g配成溶液后,需用1mol/L的AgNO3溶液200mL才能把氯离子完全沉淀下来。已知该原子中:质子数=中子数。
① 该原子M的质量数A为_____________。
② 写出该原子(核素)符号___________。
③ M元素在周期表中的位置是_______________。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.大力发展水电和核能,能减少二氧化碳的排放,遏制“温室效应”的加剧,A正确;
B.T-碳和是由碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,B错误;
C.血糖主要是指葡萄糖,血糖过低的患者,通过注射葡萄糖溶液的方法可迅速补充营养,C正确;
D.具有强氧化性,能与水缓慢反应生成胶体和,可以作为饮用水的消毒剂和净化剂,D正确;
故选B。
2.D
【分析】某粒子的结构示意图为,核电荷数=19,核外电子数18,说明是钾元素的阳离子,是原子失去一个电子形成。
【详解】A.微粒核外电子数18,故A正确;
B.离子核外三个电子层,故B正确;
C.核电荷数=19,核外电子数18,说明是钾元素的阳离子,故C正确;
D.分析可知钾原子最外层电子数1个,反应中易失电子发生氧化反应,粒子是钾离子,反应中难失电子,故D错误。
答案选D。
3.C
【详解】A.为酚类,为醇类,结构不相似,不为同系物,故A错误;
B.同位素为质子数相同而中子数不相同的原子,而37Cl-不是原子,故B错误;
C.三元轴烯()与苯的分子式都为C6H6,结构不同,故为同分异构体,故C正确;
D.同素异形体为相同元素形成的不同单质,而不是单质,故D错误;
故选C。
4.D
【详解】A.标准状况下,是液态,因此含有的溴分子的物质的量不是0.1mol,错误;
B.的物质的量为0.5mol,完全溶于水生成和NO,根据可知,转移的电子数为,错误;
C. 胶体粒子是由多个Fe(OH)3聚合而成,加入沸水中生成胶体粒子小于,故胶体粒子总数不为0.1mol,错误;
D.根据反应可知X的质量数为226-4=222,质子数为88-2=86,则中子数为222-86=136,0.5mol X含有的中子数为,D正确。
故选D。
5.B
【分析】同位素的概念:具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同原子互为同位素,以此来解答。
【详解】A.O2和O3是氧元素的不同单质,不是原子,不是同位素,故A错误;
B.和都是H原子,中子数不同,它们是H元素的不同原子,互为同位素,故B正确;
C.CO和CO2是碳的两种氧化物,不是原子,不符合同位素的概念,故C错误;
D.C2H6和C4H10是两种不物质,都是烷烃互为同系物,不满足同位素的概念,故D错误;
故选:B。
6.D
【解析】由同种元素形成的不同单质互为同素异形体,互为同素异形体的物质需要满足两个条件,即同种元素、不同单质,由此分析。
【详解】A.H2O和H2O2都是化合物,不是单质,不属于同素异形体,故A不符合题意;
B.H2和Cl2是单质,但不是同种元素组成的单质,故B不符合题意;
C.金刚石是碳的单质,石灰石的主要成分是碳酸钙,不是单质,金刚石和石灰石不属于同素异形体,故C不符合题意;
D.O2和O3都是氧元素形成的不同单质,互为同素异形体,故D符合题意;
答案选D。
7.C
【详解】A.1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的,H和H可以自身组合,还可以两个组合,共有三种组合,所以和O能组成三种水分子,故A错误;
B.由H、O组成的水分子的摩尔质量为2×3+16=22g/mol,中子数为(3-1)×2+16-8=12,所以10.0g由H、O组成的水分子其中含中子数为≠5NA,故B错误;
C.由H、O组成的水分子的摩尔质量为2×2+16=20g/mol,质子数为1×2+8=10,10.0g由H、O组成的水分子中含质子数为=5NA,故C正确;
D.由H和O两种核素组成的水分子,其摩尔质量为2×3+16=22g/mol ,故D错误;
故选C。
8.B
【详解】物理学中的假说是以事物或现象和科学理论为依据,对未知领域的事物或现象提出的一种推测。故ACD错误,B正确;
故答案为:B。
9.D
【详解】A.H2的摩尔质量是2g/mol,A错误;
B.氯原子的原子结构示意图为,B错误;
C.质子数为6,中子数为8的微粒表示为C,C错误;
D.NaHSO4在水中完全电离出钠离子和氢离子和硫酸根离子,NaHSO4在水中的电离方程式:NaHSO4=Na++H++SO,D正确;
答案选D。
10.A
【详解】在原子中,质量数=质子数+中子数,He的原子核内质子数为2,质量数为3,则H的中子数为1,故选A。
11.D
【详解】对Ir来说,质子数是77,质量数是191,则中子数为191-77=114,核内的中子数与电子数之差是114-77=37,答案选D。
【点睛】本题考查原子结构中粒子关系以,根据原子的表示方法及中子数=质量数-质子数的关系计算,再计算粒子数之间的差值。
12.D
【详解】A.中子数=质量数-质子数=131-53=78,A说法错误;
B.核外电子数=质子数=原子序数=53,B说法错误;
C.与质子数相同,中子数不同,化学性质相同,物理性质有较大差别,C说法错误;
D.与质子数相同,中子数不同,互为同位素,D说法正确;
答案为D。
13.C
【详解】核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;质量数=质子数+中子数,这个Pu原子的质子数为94,则中子数为238-94=144,故选C。
14.A
【详解】A.在原子中核内质子数一定等于核电荷数,A正确;
B.在原子中,最外层电子数不一定等于电子层数,两者无必然联系,B错误;
C.质子数与中子数可能相等、可能不相等,如2H中质子数和中子数相等,1H中质子数和中子数不相等,C错误;
D.相对原子质量=,D错误;
答案选A。
15. A-Z A-x-n A-x+n 22 mol
【详解】(1)根据“质子数+中子数=质量数”的关系可知:N=A-Z。
(2)AXn+共有x个电子,中性原子X的电子数为x+n,则N=A-x-n。
(3)AXn-共有x个电子,中性原子X的电子数为x-n,则N=A-x+n。
(4)12C16O2分子中的中子数为12-6+(16-8)×2=22。
(5)A2-原子核内有x个中子,其质量数为m,则质子数为m-x,含电子数为m-x+2,则n g A2-所含电子的物质的量为 mol。
16. A-x+n 18
【详解】(1)微粒AXn-核外有X个电子,核内质子数等于X-n,质量数=质子数+中子数,则它的核内中子数等于质量数-质子数=A-(x-n)=A-x+n;
(2)CO2由一个碳原子和两个氧原子构成,碳元素有12C、13C、14C;氧元素有16O、17O、18O,两个氧原子可为同一核素,也可为不同核素,根据数学组合可知,它们能形成3×3×(3-1)=18,故总共有18种组合,12C、13C、14C和16O、17O、18O能够形成18种CO2分子。
17. ② ① ③ 烧杯中出现白色浑浊 镁与盐酸反应为放热反应, Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体 Mg+2H+=Mg2++H2↑ 小于
【分析】(1) 同一元素的不同核素之间互为同位素;由同种元素组成的不同单质互称同素异形体;同分异构体是分子式相同结构式不同的化合物;据以上概念进行判断;
(2)①Mg位于氢之前,能和稀盐酸反应生成氢气,该反应是放热反应,放出的热量使烧杯中溶液温度升高,氢氧化钙溶解度随着温度升高而减小;
②金属与酸的反应为放热反应,氢氧化钙溶解度随着温度升高而减小;
③单质、气体、沉淀等写化学式,可溶性强电解质写离子;
④当反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应是放热反应,反之是吸热反应。
【详解】(1)① O2和O3,是由氧元素组成的不同单质,互称同素异形体;
②12C和14C,是碳元素的不同核素,互为同位素;
其分子式都是C5H12,但结构不同,为同分异构体;
所以互为同位素的是②;互为同素异形体的是①;互为同分异构体的是③;
综上所述,本题正确选项:②;①;③;
(2)①Mg位于氢之前,能和稀盐酸反应生成氢气,该反应是放热反应,放出的热量使烧杯中溶液温度升高,氢氧化钙溶解度随着温度升高而减小;镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,所以试管中镁片逐渐溶解,生成氢气,所以试管中产生无色气泡,金属和酸的反应是放热反应,氢氧化钙溶解度随着温度升高而减小,升高温度,氢氧化钙饱和溶液变为过饱和溶液,所以烧杯底部析出少量白色固体;
因此,本题正确答案是:烧杯中出现白色浑浊;
②镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体;
因此,本题正确答案是:镁与盐酸反应为放热反应, Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体;
③单质、气体、沉淀等写化学式,可溶性强电解质写离子,镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑;
因此,本题正确答案是: Mg+2H+=Mg2++H2↑;
④根据能量守恒定律可知,镁片的能量加上稀盐酸的总能量等于氯化镁溶液的能量、氢气的能量和释放出来的热量之和,所以氯化镁溶液与氢气的总能量小于镁片和盐酸的总能量;
因此,本题正确答案是:小于。
18.3:1
【详解】电解水的方程式为2H2O2H2↑+O2↑,由方程式知,氢气和氧气的体积之比为2:1,33.6L混合气体气体的物质的量是n=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol,其中氢气的体积为22.4L,氢气的物质的量为1mol;氧气的体积为11.2L,氧气的物质的量是0.5mol,氧气的质量m(O2)=(11.2L÷22.4L/mol)×32g/mol=16g;氢气的质量为2.5g,所以氢气的平均摩尔质量=2.5g÷1mol=2.5g/mol,普通氢和重氢的物质的量之比为:(4-2.5):(2.5-2)=1.5:0.5=3:1,普通氢和重氢都是双原子分子,所以普通氢和重氢的原子个数之比为3:1。
19.(1) 46g/mol 4.48L
(2)0.6
(3) 40 40Ca 第四周期第ⅡA族
【详解】(1)9.2g氮的氧化物NOx中氮原子的物质的量为0.2mol,则NOx的物质的量是0.2mol,所以摩尔质量为9.2g÷0.2mol=46g/mol;此质量的NOx在标准状况下的体积约为0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
(2)19.2g Cu的物质的量是19.2g÷64g/mol=0.3mol,与足量稀硝酸反应时生成硝酸铜,铜元素化合价从0价升高到+2价,转移电子总数是0.6NA;
(3)由可知,n (Cl-)=n(Ag+)=0.2L×1mol/L=0.2mol,所以MCl2的物质的量是0.1mol,则M(MCl2)=11.1g÷0.1mol=111g/mol,由摩尔质量与相对分子质量的数值相等及质量数=质子数+中子数,则M=111-35.5×2=40,又因为质子数=中子数,所以Z=20,则M是Ca;
①该原子M的质量数A=40;②该原子(核素)符号为;③Ca元素在周期表中的位置是第四周期第ⅡA族