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学习目标 1.能结合已有知识描述常见物质的微观结构，分析物质结构与其性质之间的关系。2.能从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质。3.认识物质结构研究对化学科学发展的重要意义。
一、认识物质的特征结构
1.认识物质的特征结构
(1)从原子结构认识化学反应
以氯化钠的形成过程为例：钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7，均不稳定。氯原子、钠原子通过得失电子后最外层达到____________稳定结构，分别形成Cl－和Na＋，两种带相反电荷的离子通过静电作用力结合在一起，形成新物质氯化钠。
(2)从化学键认识化学反应
①在反应
中，乙醇分子中—OH________________，与—OH相连的C上也____________，形成新的________双键，乙醇分子转化成乙醛分子，此反应为______________________________________________________________________
反应。
②氮气分子含有氮氮三键，通常情况下很稳定，难以参加化学反应。所以固氮时需要改变条件，氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3。
2.人们通过深入研究原子的结构，特别是最外电子层上发生的变化，以此判断元素的性质。
3.研究物质之间的化学反应，其本质就是研究从一种结构(反应物)如何转变为另一种新的结构(生成物)，这就需要对反应物、生成物的特征结构进行针对性的研究，考察反应物中什么原子或原子团上的化学键容易发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键。
1.如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是( )
A.钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子
B.钠离子与钠原子有相似的化学性质
C.钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强
D.氯化钠是离子化合物
2.从化学键的角度看化学变化的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”。下列变化中既有旧化学键断裂，又有新化学键形成的是( )
A.碘升华
B.酒精溶于水
C.氢氧化钠晶体受热熔化
D.一定条件下O3转化为O2
3.(2023·苏州高二质检)下列说法正确的是( )
A.H2O的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键
B.HCl气体溶于水后，共价键被破坏，形成了H＋和Cl－
C.H2S分子中所有原子最外电子层都具有8电子的稳定结构
D.NaOH和MgCl2所含化学键类型完全相同
二、揭示物质结构与性质的关系
物质的结构在很大程度上决定物质的某些性质，物质的性质反映物质的结构。
1.白磷和红磷的结构与性质
白磷晶体是由____________组成的分子晶体，分子结构为，呈________________，键角为________，因其中的________键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂，所以白磷在常温、常压下有很高的反应活性。而红磷呈________结构，比较稳定，室温下不与氧气反应。
2.同素异形体
(1)概念：由同一种元素形成的不同单质。
(2)性质：同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。同素异形体性质不同的原因是组成它们的结构的微粒排列方式不同。
3.碳的五种同素异形体的结构与性质差异
(1)金刚石
碳原子间结合牢固。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可用于________________。
(2)木炭
碳原子不规则结合，又称___________________________________________。
(3)富勒烯结构
碳原子结合形状呈中空足球状，其中空部分可以填入其他原子或分子。
(4)碳纳米管结构
中空管状的富勒烯又称碳纳米管。它__________、__________，应用前景广泛。
INCLUDEPICTURE"S6.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S6.TIF" \* MERGEFORMATINET
(5)石墨
同一层上的碳原子之间形成六边形网状结构并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动。常用作_____________________________________________________。
INCLUDEPICTURE"S7.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S7.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料，它是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体，具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的可能用途不正确的是( )
A.用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B.能解决室温下，低气压、高容量储存氢气的难题
C.作为优秀的绝缘材料
D.制成电脑芯片可大大提升计算机系统的计算能力
2.最近医学界通过用放射性14C来标记C60，发现C60的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病(AIDS)。下列有关14C的叙述正确的是( )
A.与12C原子的核外电子数不同
B.与14N的中子数相同，是C60的同素异形体
C.14C标记的C60相对分子质量不变
D.与12C互为同位素
3.美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE"S8.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S8.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
B.C60是一种新型的化合物
C.C60与石墨不是同素异形体
D.用激光笔照射该物质分散在蒸馏水中形成的分散系，光线通过时出现明亮的光路
1.金刚石和石墨的物理性质存在着较大差异，原因是( )
A.它们是由不同种元素组成的
B.它们各自的原子排列方式不同
C.它们具有不同的几何外形
D.石墨能导电而金刚石不能
2.科学家发现由磷原子构成的黑磷(黑磷的磷原子二维结构如图)是比石墨烯更好的新型二维半导体材料。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE"S9.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S9.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.黑磷属于化合物
B.黑磷导电属于化学变化
C.黑磷高温下在空气中可以稳定存在
D.黑磷与白磷互为同素异形体
3.下列说法正确的是( )
A.红磷转化为白磷，属于物理变化
B.石墨导电、金刚石不导电，故二者不是同素异形体
C.O2和O3分子式不同，性质相同
D.硫有S2、S4、S6等单质，它们都是硫的同素异形体
4.下列有关物质结构与性质的说法中，不正确的是( )
A.N2通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大
B.根据石墨易传热、能导电的性质，可以推测出石墨晶体中有自由移动的电子
C.金刚石和石墨物理性质、化学性质均相同
D.研究材料结构与性质的关系，有助于新材料的研发
第一课时 物质结构研究的内容
一、1.(1)8电子 (2)①失去1个H 失去1个H C===O
氧化(去氢)
对点训练
1.B [钠原子最外层只有1个电子，当它失去1个电子后形成的Na＋具有最外层8个电子的稳定结构，氯原子最外层有7个电子，当它得到1个电子后形成的Cl－具有最外层8个电子的稳定结构，Na＋和Cl－通过静电作用力形成离子化合物NaCl。]
2.D [碘升华，酒精溶于水，均属于物理变化，没有化学键断裂和形成，故不选A、B；氢氧化钠晶体受热熔化，属于物理变化，氢氧化钠电离为自由移动的钠离子和氢氧根离子，有离子键断裂，没有化学键形成，故不选C；O3转化成O2是化学变化，既有旧化学键断裂，又有新化学键形成，故选D。]
3.B [水的沸点较高是因为水分子间存在氢键，氢键是分子间作用力，不属于化学键，A错误；氯化氢气体溶于水时，H—Cl共价键断裂，形成H＋和Cl－，B正确；H2S分子中H的最外电子层上有2个电子，不具有8电子稳定结构，C错误；NaOH含有离子键和共价键，MgCl2只含离子键，两者化学键类型不完全相同，D错误。]
二、1.白磷分子 正四面体结构 60° P—P 链状 3.(1)切割玻璃、金属
(2)无定型碳 (4)强度高 弹性佳 (5)润滑剂
对点训练
1.C [碳纳米管由碳原子构成，能导电，不可作为绝缘材料。]
2.D
3.D [每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米，该物质分散在蒸馏水中形成的分散系属于胶体，有丁达尔效应。]
课堂达标训练
1.B 2.D 3.D 4.C(共51张PPT)
第一课时 物质结构研究的内容
专题1
揭示物质结构的奥秘
1.能结合已有知识描述常见物质的微观结构，分析物质结构与其性质之间的关系。
2.能从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质。
3.认识物质结构研究对化学科学发展的重要意义。
学习目标
一、认识物质的特征结构
二、揭示物质结构与性质的关系
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、认识物质的特征结构
对点训练
1.认识物质的特征结构
(1)从原子结构认识化学反应
以氯化钠的形成过程为例：钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7，均不稳定。氯原子、钠原子通过得失电子后最外层达到________稳定结构，分别形成Cl－和Na＋，两种带相反电荷的离子通过静电作用力结合在一起，形成新物质氯化钠。
8电子
(2)从化学键认识化学反应
①在反应
中，乙醇分子中—OH____________，与—OH相连的C上也____________，形成新的____________双键，乙醇分子转化成乙醛分子，此反应为______________反应。
失去1个H
失去1个H
C===O
氧化(去氢)
②氮气分子含有氮氮三键，通常情况下很稳定，难以参加化学反应。所以固氮时需要改变条件，氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3。
2.人们通过深入研究原子的结构，特别是最外电子层上发生的变化，以此判断元素的性质。
3.研究物质之间的化学反应，其本质就是研究从一种结构(反应物)如何转变为另一种新的结构(生成物)，这就需要对反应物、生成物的特征结构进行针对性的研究，考察反应物中什么原子或原子团上的化学键容易发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键。
1.如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是( )
B
A.钠原子易失去一个电子，氯原子易得
到一个电子
B.钠离子与钠原子有相似的化学性质
C.钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其
稳定性增强
D.氯化钠是离子化合物
解析 钠原子最外层只有1个电子，当它失去1个电子后形成的Na＋具有最外层8个电子的稳定结构，氯原子最外层有7个电子，当它得到1个电子后形成的Cl－具有最外层8个电子的稳定结构，Na＋和Cl－通过静电作用力形成离子化合物NaCl。
2.从化学键的角度看化学变化的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”。下列变化中既有旧化学键断裂，又有新化学键形成的是( )
A.碘升华 B.酒精溶于水
C.氢氧化钠晶体受热熔化 D.一定条件下O3转化为O2
D
解析 碘升华，酒精溶于水，均属于物理变化，没有化学键断裂和形成，故不选A、B；氢氧化钠晶体受热熔化，属于物理变化，氢氧化钠电离为自由移动的钠离子和氢氧根离子，有离子键断裂，没有化学键形成，故不选C；O3转化成O2是化学变化，既有旧化学键断裂，又有新化学键形成，故选D。
3.(2023·苏州高二质检)下列说法正确的是( )
A.H2O的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键
B.HCl气体溶于水后，共价键被破坏，形成了H＋和Cl－
C.H2S分子中所有原子最外电子层都具有8电子的稳定结构
D.NaOH和MgCl2所含化学键类型完全相同
B
解析 水的沸点较高是因为水分子间存在氢键，氢键是分子间作用力，不属于化学键，A错误；氯化氢气体溶于水时，H—Cl共价键断裂，形成H＋和Cl－，B正确；H2S分子中H的最外电子层上有2个电子，不具有8电子稳定结构，C错误；NaOH含有离子键和共价键，MgCl2只含离子键，两者化学键类型不完全相同，D错误。
二、揭示物质结构与性质的关系
对点训练
物质的结构在很大程度上决定物质的某些性质，物质的性质反映物质的结构。
1.白磷和红磷的结构与性质
白磷分子
正四面体结构
60°
P—P
链状
2.同素异形体
(1)概念：由同一种元素形成的不同单质。
(2)性质：同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。同素异形体性质不同的原因是组成它们的结构的微粒排列方式不同。
3.碳的五种同素异形体的结构与性质差异
(1)金刚石
碳原子间结合牢固。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可用于________________。
切割玻璃、金属
(2)木炭
碳原子不规则结合，又称__________。
无定型碳
(3)富勒烯结构
碳原子结合形状呈中空足球状，其中空部分可以填入其他原子或分子。
(4)碳纳米管结构
中空管状的富勒烯又称碳纳米管。它________、________，应用前景广泛。
强度高
弹性佳
(5)石墨
同一层上的碳原子之间形成六边形网状结构并层层重叠，层与层之
间引力微弱，可以滑动。常用作________。
润滑剂
1.碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料，它是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体，具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的可能用途不正确的是( )
C
A.用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B.能解决室温下，低气压、高容量储存氢气的难题
C.作为优秀的绝缘材料
D.制成电脑芯片可大大提升计算机系统的计算能力
解析 碳纳米管由碳原子构成，能导电，不可作为绝缘材料。
2.最近医学界通过用放射性14C来标记C60，发现C60的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病(AIDS)。下列有关14C的叙述正确的是( )
A.与12C原子的核外电子数不同
B.与14N的中子数相同，是C60的同素异形体
C.14C标记的C60相对分子质量不变
D.与12C互为同位素
D
3.美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是( )
D
A.人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
B.C60是一种新型的化合物
C.C60与石墨不是同素异形体
D.用激光笔照射该物质分散在蒸馏水中形成的分散系，
光线通过时出现明亮的光路
解析 每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米，该物质分散在蒸馏水中形成的分散系属于胶体，有丁达尔效应。
课堂达标训练
1.金刚石和石墨的物理性质存在着较大差异，原因是( )
A.它们是由不同种元素组成的
B.它们各自的原子排列方式不同
C.它们具有不同的几何外形
D.石墨能导电而金刚石不能
B
2.科学家发现由磷原子构成的黑磷(黑磷的磷原子二维结构如图)是比石墨烯更好的新型二维半导体材料。下列说法正确的是( )
D
A.黑磷属于化合物
B.黑磷导电属于化学变化
C.黑磷高温下在空气中可以稳定存在
D.黑磷与白磷互为同素异形体
3.下列说法正确的是( )
A.红磷转化为白磷，属于物理变化
B.石墨导电、金刚石不导电，故二者不是同素异形体
C.O2和O3分子式不同，性质相同
D.硫有S2、S4、S6等单质，它们都是硫的同素异形体
D
4.下列有关物质结构与性质的说法中，不正确的是( )
A.N2通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大
B.根据石墨易传热、能导电的性质，可以推测出石墨晶体中有自由移动的
电子
C.金刚石和石墨物理性质、化学性质均相同
D.研究材料结构与性质的关系，有助于新材料的研发
C
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意
1.关于化学科学的说法，正确的是( )
A.化学是在质子变化的层次上研究物质的一门基础学科
B.化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质
C.化学学科研究物质性质但不能创造出新物质
D.化学学科表征物质的方法与物理学科完全相同
B
2.碳13尿素呼气试验用来检查幽门螺杆菌的感染，其原理是将经过稳定核素13C标记的底物引进机体(主要方式为口服)，利用同位素比值质谱仪检测底物的最终代谢产物13CO2的变化来研究机体内代谢反应和生理过程。碳的13C核素的中子数为( )
A.7 B.8 C.14 D.20
A
3.下列说法中正确的是( )
B
解析 只含有一种元素的物质可能是由几种同一元素的不同同素异形体构成的混合物，A错误；H2、D2和HD都是氢气，不是氢元素的同素异形体，C错误；相对分子质量相同的不同物质所含元素不一定相同，如CO和N2，不一定是同分异构体，D错误。
4.下列说法正确的是( )
D
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
解析 35Cl和37Cl是氯元素的两种不同原子，A错误；单晶硅是硅的单质，石英是SiO2，二者不互为同素异形体，B错误；HCOOH和HOCH2CHO是不同类有机物，不互为同系物，C错误；H与Na在元素周期表中处于同一主族(ⅠA族)，D正确。
5.下列有关物质结构和性质的表述正确的是( )
C
6.科学工作者发现另一种“足球分子”N60，它的结构与C60相似。下列说法正确的是( )
A.N60与C60互为同素异形体 B.N60是一种新型化合物
C.N60和N2是同素异形体 D.N60和14N都是氮的同系物
C
解析 N60和C60是不同元素组成的单质，所以不是同素异形体，故A错误；N60中只含一种元素，所以是单质，故B错误；N60和N2是N的不同单质，所以是同素异形体，故C正确；N60是单质，14N是原子，所以不是同系物，故D错误。
7.下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是( )
D
8.如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图，下列相关说法正确的是( )
B
A.这四种物质都很软，可作润滑剂
B.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
C.这四种物质都是由碳分子构成的
D.这四种物质中碳原子的排列方式相同
解析 金刚石硬度大，A说法不正确；这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2，B说法正确；金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳元素组成的，C说法不正确；这四种物质中碳原子的排列方式不相同，D说法不正确。
9.物质的结构决定物质的性质，下列关于物质结构与性质的说法不正确的是( )
A.一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有，是由于分子构成不同
B.铁在空气中易生锈，铝在空气中抗腐蚀能力很强，是由于金属活动性顺序不同
C.金刚石是无色透明的晶体，石墨是黑色的有金属光泽的细鳞片状固体，是由于碳原子的排列方式不同
D.铁块在空气中不能燃烧，纳米级铁粉在空气中可以自燃，是由于铁与空气的接触面积不同
B
10.(2023·长沙宁乡高二期末)意大利罗马大学的一些人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如图所示，下列说法正确的是( )
D
A.1 mol N4分子中含有共价键数目为4NA
B.N4转化为N2属于物理变化
C.等物质的量N4和N2含有相同的质子数
D.N4分子中仅含有非极性共价键
解析 从图中可知，一个N4分子含有6条共价键，则1 mol N4分子含有共价键数目为6NA，A错误；N4转化为N2，有新物质生成，属于化学变化，B错误；等物质的量的N4和N2含有的N原子数不相同，则含有的质子数不相同，C错误；根据图示结构可知N4分子中仅含有非极性共价键，D正确。
11.下列说法正确的是( )
D
12.钋(Po)是一种低熔点金属，极其稀有，毒性和放射性极强，回答下列问题：
82
124
cd
47.09 g
B级 素养培优练
13.中国科学院院士、北京大学教授彭练矛所带领的团队成功研制出基于碳基 CMOS 集成电路技术的 5 纳米栅长的碳管晶体管，其性能和功耗综合指标较目前最先进的硅基 CMOS 器件具有 10 倍以上的优势。已知碳晶体管是采用石墨为原料制造而成，是一种碳纳米材料。下列说法正确的是( )
D
A.石墨与金刚石互为同分异构体
B.碳纳米材料是胶体
C.碳纳米管是金属导体
D.碳纳米管比表面积大，也可用作新型储氢材料
C
15.揭示原子内部结构的奥秘，有助于我们理解所处的物质世界。
(1)上表中元素f的氢化物的电子式是__________________，此氢化物的热稳定性比元素g的氢化物的热稳定性________(填“强”或“弱”)。
弱
(2)某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的，该元素形成的化合物种类也最多，该元素是______(填编号)。该元素有多种同位素，在理论上和科学上均有重要的应用，写出其中两种用途_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________。
b
利用14C的放射性考古断代，
12C可作为相对原子质量的基准，0.012 kg 12C所含有的碳原子数称为阿伏加德罗常数(任选其二即可)
(3)α粒子是________(填编号)原子所形成的一种粒子，1909年，卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验，从而提出原子结构的行星模型，下列选项中能正确表示这种模型的是________。
a
C作业1 物质结构研究的内容
(分值:65分)
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~11题,每题4分,共44分)
1.关于化学科学的说法,正确的是 ( )
化学是在质子变化的层次上研究物质的一门基础学科
化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质
化学学科研究物质性质但不能创造出新物质
化学学科表征物质的方法与物理学科完全相同
2.碳13尿素呼气试验用来检查幽门螺杆菌的感染,其原理是将经过稳定核素13C标记的底物引进机体(主要方式为口服),利用同位素比值质谱仪检测底物的最终代谢产物13CO2的变化来研究机体内代谢反应和生理过程。碳的13C核素的中子数为 ( )
7 8
14 20
3.下列说法中正确的是 ( )
只含有一种元素的物质一定是纯净物
石墨转变为金刚石的变化为化学变化
H2、D2和HD(D为H)互为同素异形体
相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
4.下列说法正确的是 ( )
35Cl和37Cl是两种不同的元素
单晶硅和石英互为同素异形体
HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
H与Na在元素周期表中处于同一主族
5.下列有关物质结构和性质的表述正确的是 ( )
某微粒的结构示意图为,该元素位于周期表第3周期0族
工业上用Na(l)+KCl(l)K(g)+NaCl(l)的反应来制备钾,是因为钠比钾更活泼
N2通常情况下很稳定是因为氮分子中氮氮三键的键能大
乙醇与二甲醚分子式相同,两者均可与金属钠反应放出氢气
6.科学工作者发现另一种“足球分子”N60,它的结构与C60相似。下列说法正确的是 ( )
N60与C60互为同素异形体
N60是一种新型化合物
N60和N2是同素异形体
N60和14N都是氮的同系物
7.下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是 ( )
乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体
Cl与Cl互为同位素
氧气与臭氧互为同素异形体
乙烯与聚乙烯互为同系物
8.如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图,下列相关说法正确的是 ( )
这四种物质都很软,可作润滑剂
这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
这四种物质都是由碳分子构成的
这四种物质中碳原子的排列方式相同
9.物质的结构决定物质的性质,下列关于物质结构与性质的说法不正确的是 ( )
一氧化碳具有还原性,二氧化碳没有,是由于分子构成不同
铁在空气中易生锈,铝在空气中抗腐蚀能力很强,是由于金属活动性顺序不同
金刚石是无色透明的晶体,石墨是黑色的有金属光泽的细鳞片状固体,是由于碳原子的排列方式不同
铁块在空气中不能燃烧,纳米级铁粉在空气中可以自燃,是由于铁与空气的接触面积不同
10.(2023·长沙宁乡高二期末)意大利罗马大学的一些人获得了极具理论研究意义的N4分子,N4分子结构如图所示,下列说法正确的是 ( )
1 mol N4分子中含有共价键数目为4NA
N4转化为N2属于物理变化
等物质的量N4和N2含有相同的质子数
N4分子中仅含有非极性共价键
11.下列说法正确的是 ( )
O和O互为同位素
金刚石和金刚烷互为同素异形体
符合通式CnH2n+2且n不同的烃,不一定属于同系物(n≥1)
CH3COOCH2CH3和CH3OOCCH2CH3互为同分异构体
12.(6分)钋(Po)是一种低熔点金属,极其稀有,毒性和放射性极强,回答下列问题:
(1)(3分Po具有放射性,经α衰变成稳定的Pb原子,在衰变过程中释放一个He。生成的Pb的原子核中质子数为 ,中子数为 。Po元素能形成较稳定的+4价离子,w g Po4+含有的电子的物质的量为 。
(2)(2分)下列有关说法正确的是 (填字母序号)。
a.由Po衰变为铅的变化是化学变化
b.钋元素的相对原子质量为210
c.210Po比209Po原子核多一个中子
d.研究表明,烟草中含有210Po和209Po等,它们互为同位素
(3)(1分)半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中,放射性元素原子核有50%发生衰变所需的时间。已知Po的半衰期为138天,质量为64 g的Po,经276天后,得到铅的质量为 。
B级 素养培优练
(13~14题,每题4分,共8分)
13.中国科学院院士、北京大学教授彭练矛所带领的团队成功研制出基于碳基 CMOS 集成电路技术的 5 纳米栅长的碳管晶体管,其性能和功耗综合指标较目前最先进的硅基 CMOS 器件具有 10 倍以上的优势。已知碳晶体管是采用石墨为原料制造而成,是一种碳纳米材料。下列说法正确的是 ( )
石墨与金刚石互为同分异构体
碳纳米材料是胶体
碳纳米管是金属导体
碳纳米管比表面积大,也可用作新型储氢材料
14.科研团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,五氮阴离子是制备全氮类物质的重要中间体。下列说法正确的是 ( )
(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含有共价键,属于共价化合物
(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中的H3O+与N含有的电子数不相同
1 mol 中含有70 mol电子,与N2属于同素异形体
中含有共价键和离子键,属于离子化合物
15.(7分)揭示原子内部结构的奥秘,有助于我们理解所处的物质世界。
(1)(2分)上表中元素f的氢化物的电子式是 ,此氢化物的热稳定性比元素g的氢化物的热稳定性 (填“强”或“弱”)。
(2)(3分)某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的,该元素形成的化合物种类也最多,该元素是 (1分)(填编号)。该元素有多种同位素,在理论上和科学上均有重要的应用,写出其中两种用途 (2分)。
(3)(2分)α粒子是 (填编号)原子所形成的一种粒子,1909年,卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验,从而提出原子结构的行星模型,下列选项中能正确表示这种模型的是 。
作业1 物质结构研究的内容
1.B 2.A
3.B [只含有一种元素的物质可能是由几种同一元素的不同同素异形体构成的混合物，A错误；H2、D2和HD都是氢气，不是氢元素的同素异形体，C错误；相对分子质量相同的不同物质所含元素不一定相同，如CO和N2，不一定是同分异构体，D错误。]
4.D [35Cl和37Cl是氯元素的两种不同原子，A错误；单晶硅是硅的单质，石英是SiO2，二者不互为同素异形体，B错误；HCOOH和HOCH2CHO是不同类有机物，不互为同系物，C错误；H与Na在元素周期表中处于同一主族(ⅠA族)，D正确。]
5.C
6.C [N60和C60是不同元素组成的单质，所以不是同素异形体，故A错误；N60中只含一种元素，所以是单质，故B错误；N60和N2是N的不同单质，所以是同素异形体，故C正确；N60是单质，14N是原子，所以不是同系物，故D错误。]
7.D [乙酸和甲酸甲酯分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故A正确；Cl、Cl的质子数相同，中子数不同，是氯元素的不同核素，互为同位素，故B正确；氧气和臭氧是氧元素形成的不同的单质，互为同素异形体，故C正确；乙烯含碳碳双键，聚乙烯无碳碳双键，含官能团不同，不是同类物质，不是同系物，故D错误。]
8.B [金刚石硬度大，A说法不正确；这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2，B说法正确；金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳元素组成的，C说法不正确；这四种物质中碳原子的排列方式不相同，D说法不正确。]
9.B
10.D [从图中可知，一个N4分子含有6条共价键，则1 mol N4分子含有共价键数目为6NA，A错误；N4转化为N2，有新物质生成，属于化学变化，B错误；等物质的量的N4和N2含有的N原子数不相同，则含有的质子数不相同，C错误；根据图示结构可知N4分子中仅含有非极性共价键，D正确。]
11.D [同位素是同种元素不同原子的互称，而HO和HO是两种化合物，A不正确；金刚石为碳的单质，而金刚烷为碳、氢元素组成的烃，二者不互为同素异形体，B不正确；CnH2n＋2为烷烃的通式，n不同时，两种烷烃的结构相似、组成上相差若干个“CH2”，所以二者一定属于同系物(n≥1)，C错误；CH3COOCH2CH3和CH3OOCCH2CH3互为同分异构体，D正确。]
12.(1)82 124 mol (2)cd (3)47.09 g
解析 (3)经过第一个半衰期生成的Pb的物质的量为×50% mol，剩余的Po的物质的量为×50% mol，再经过第二个半衰期生成的Pb的物质的量为×50%×50% mol，所以经过276天所得Pb的质量为(×50%＋×50%×50%)×206≈47.09 g。
13.D
14.C [(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl属于盐，因此含有共价键，也含有离子键，属于离子化合物，A错误；1个H3O＋含有的电子数为1×3＋8－1＝10，1个NH含有的电子数为7＋1×4－1＝10，两者含有的电子数相同，B错误；1 mol NN中含有电子的物质的量为[(7×5)－1]mol＋[(7×5)＋1]mol＝70 mol，NN与N2为N元素组成的两种不同的单质，属于同素异形体，C正确；NN中含有共价键和离子键，但NN是单质，不属于化合物，D错误。]
15.(1) 弱
(2)b 利用14C的放射性考古断代，12C可作为相对原子质量的基准，0.012 kg 12C所含有的碳原子数称为阿伏加德罗常数(任选其二即可)
(3)a C
