专题1 揭示物质结构的奥秘综合拔高练

综合拔高练
高考真题练
考点1　物质结构研究的内容和方法
1.(2024山东,7)我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中,下列描述错误的是(　　)
A.通过萃取法可获得含青蒿素的提取液
B.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
C.通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量
D.通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团
2.(2024河北,1)燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是(　　)
战国宫门青铜铺首　　　　　　西汉透雕白玉璧
五代彩绘石质浮雕　　　　　　元青花釉里红瓷盖罐
A.青铜铺首主要成分是铜锡合金
B.透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C.石质浮雕主要成分是碳酸钙
D.青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
3.(2022山东,3O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
HeHeY。下列说法正确的是(　　)
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
CO可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在O2、O2分子是因其化学键不稳定
4.(2020课标Ⅰ,10)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A.CH3COI是反应中间体
B.甲醇羰基化反应为CH3OH+COCH3CO2H
C.反应过程中Rh的成键数目保持不变
D.存在反应CH3OH+HICH3I+H2O
考点2　物质结构研究的意义
5.(2024广东,2)“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是　(　　)
A.“雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B.大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时存在化学能转化为热能
D.神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验:水的电子式为H··O··H
6.(2023辽宁,1)科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法错误的是(　　)
A.利用CO2合成了脂肪酸:实现了无机小分子向有机高分子的转变
B.发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”:其成分属于无机盐
C.研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能→电能
D.革新了海水原位电解制氢工艺:其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀
7.(2022广东,2)北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是(　　)
A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料H2为氧化性气体
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化
D.核电站反应堆所用铀棒中含有的U与U互为同位素
8.(2021河北,1)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是(　　)
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
9.(2021广东,3)“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是(　　)
A.煤油是可再生能源
B.H2燃烧过程中热能转化为化学能
C.火星陨石中的20Ne质量数为20
D.月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
高考模拟练
应用实践
1.化学与生产、生活、科技及环境等密切相关,下列说法正确的是　　(　　)
A.我国新一代长征七号运载火箭使用的是液氧煤油发动机,煤油主要由煤的干馏制得
B.固定太空电梯的缆绳材料最有可能是碳纳米管,碳纳米管与C60互为同素异形体
C.植物可以吸收利用空气中的NOx作为肥料,实现氮的固定
D.利用CO2合成了脂肪酸:实现了无机小分子向有机高分子的转变
2.下列有关科技成果解读错误的是(　　)
选项 科技成果 相关解读
A 我国科学家利用CO2和H2人工合成了淀粉 有助于实现碳达峰、碳中和
B 我国首套吨级氢液化系统研制成功 氢气液化时因断裂化学键而吸热
C 我国科学家研制出了高强度、高耐蚀镁合金材料(AZ80) AZ80属于金属材料
D 我国科学家发现磷酸锆可除去核废水中的Sr Sr的中子数与质子数之差为14
3.医学界通过用放射性14C来标记C60,发现一种C60的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)。下列说法正确的是(　　)
A.C60与石墨互为同位素
B.14C的中子数与质子数相差2
C.常温下,C60易溶于氯化钠溶液
D.用于文物年代鉴定的14C和12C互为同素异形体
4.第19届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”办会理念。下列说法不正确的是(　　)
A.亚运村餐厅“竹餐具”中含有丰富的多糖
B.火炬燃料“零碳甲醇”燃烧不产生二氧化碳
C.吉祥物“江南忆”机器人所用芯片的主要成分为单晶硅
D.火炬使用的“1070”铝合金具有硬度高、耐高温的特点
5.牛津大学与IBM苏黎世研究中心首次借助原子力显微镜(AFM)对分子甲及反应中间体乙、丙进行高分辨率的探测成像,并利用单原子操纵技术对其进行原子尺度的操作,通过针尖施加电压脉冲逐步切断CO基团,最终成功合成了2019年度明星分子丁。下列说法错误的是(　　)
A.甲分子含有6个手性碳原子
B.反应中间体乙、丙都是碳的氧化物
C.丁和石墨互为同素异形体
D.甲生成丁的反应属于分解反应
6.根据元素周期律,由下列事实进行推测,错误的是(　　)
选项 事实 推测
A Na、Al通常用电解法冶炼 Mg可用电解法冶炼
B H3PO4是中强酸,H2SO4是强酸 HClO4是强酸
C Si是半导体材料,Ge也是半导体材料 第ⅣA族元素的单质都是半导体材料
D Mg与冷水较难反应,Ca与冷水较易反应 Be与冷水更难反应
7.我国科学工作者成功发现了新一类水分解产氢催化剂:通过调控三氧化钨(WO3)局部原子结构,制备出深蓝色钨氧化物(WO2.9),该种钨的氧化物能高效而快速地催化水分解产生H2。下列有关说法正确的是(　　)
A.WO3和WO2.9互为同素异形体
B.由WO3制备WO2.9的过程发生了氧化还原反应
C.18gH2O在WO2.9的高效催化下产生H2体积为 22.4L
D.利用这种新型催化剂分解水的同时可放出热量
迁移创新
8.据报道,我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在25℃下用H2O2直接将 CH4转化为含氧有机物,其主要原理如下图所示:
下列说法不正确的是(　　)
A.上图中代表 H2O2
B.由上图可知,步骤Ⅳ生成的 H2O中的 H 原子全部来自 H2O2
C.步骤Ⅰ、Ⅱ的总反应方程式是CH4+H2O2CH3OH+H2O
D.根据以上原理,推测步骤Ⅵ生成 HCOOH 和 H2O
答案与分层梯度式解析
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高考真题练
1.C　青蒿素为有机物,利用有机溶剂萃取可获得含青蒿素的提取液,A正确;X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构,B正确;用质谱法测定青蒿素的相对分子质量,C错误;红外光谱可提供分子中所含化学键或官能团的信息,D正确。
2.D　青铜铺首是青铜器,其主要成分是铜锡合金,A项正确;透雕白玉璧是玉石,玉石的主要成分是硅酸盐,B项正确;石质浮雕的主要成分是碳酸钙,C项正确;青花釉里红瓷盖罐的主要成分是硅酸盐,D项错误。
3.B　根据质子数和质量数守恒可知X为Y为He,据此分析解题He的质量数=质子数+中子数,故He的中子数为4,A错误He和He具有相同的质子数,但其中子数不同,互为同位素,B正确;由题干信息可知O与O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C错误O与O的半衰期很短,在自然界中不能稳定存在,所以这两种核素对应的单质也不能稳定存在,与化学键无关,D错误。
4.C　根据题干信息和催化反应的过程可知,CH3COI是中间产物,A项正确;甲醇羰基化反应为CH3OH+COCH3CO2H,B项正确;从催化反应过程可以看出,Rh的成键数目发生了变化,C项错误;由题图可知,存在反应CH3OH+HICH3I+H2O,D项正确。
方法指引　
5.C　破冰过程中,冰碎裂,未生成新物质,属于物理变化,A错误;液化属于物理变化,不会形成新的化学键,B错误;燃烧时存在化学能转化为热能,C正确;水的电子式为H····H,D错误。
6.A　脂肪酸不属于有机高分子,A错误;“嫦娥石”含酸根阴离子和金属离子,属于无机盐,B正确;太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,C正确;聚四氟乙烯性质稳定,耐腐蚀,D正确。
7.D　H2是一种还原性气体,A项错误;玻璃纤维既不是天然的,也不是有机高分子,B项错误;溶液过饱和后,溶质析出的过程是物理变化,C项错误。
8.C　根据题目信息可知钢是以铁为主的含碳合金,A项正确;钢的含碳量越高,硬度和脆性越大,B项正确;生铁的熔点低于熟铁,C项错误;赤铁矿的主要成分为Fe2O3,D项正确。
9.C　煤油是石油分馏或裂化的产物,是不可再生能源,A项错误;H2燃烧过程中,化学能转化为热能,B项错误;元素符号左上角数字代表质量数,C项正确;3He与3H质子数不同,不互为同位素,D项错误。
高考模拟练
1.B　煤油由石油经分馏或裂化而得,A项错误;碳纳米管与C60均为碳单质,二者互为同素异形体,B项正确;植物吸收利用空气中的NOx作为肥料的过程是含N化合物之间的转化,不属于氮的固定,C项错误;脂肪酸不是有机高分子化合物,D项错误。
2.B　我国科学家利用CO2和H2人工合成淀粉,该技术的应用可以消耗二氧化碳,有助于实现碳达峰、碳中和,A正确;氢气液化过程中没有化学键的断裂,B错误;镁合金材料(AZ80)属于金属材料,C正确Sr的质子数为38,中子数为90-38=52,中子数与质子数之差为14,D正确。
3.B　C60与石墨互为同素异形体,A项错误;14C的质子数为6,质量数为14,中子数为8,则其中子数与质子数相差2,B项正确;常温下,C60不溶于氯化钠溶液,C项错误;14C和12C互为同位素,D项错误。
4.B　“竹餐具”的主要成分是纤维素,纤维素属于多糖,A项正确;“零碳甲醇”是利用氢气与从工业尾气中捕集的CO2合成的“绿色甲醇”,甲醇的结构简式为CH3OH,甲醇中含有碳元素,燃烧会产生CO2,B项错误;芯片的主要成分为单晶硅,C项正确;铝合金材料具有硬度高、耐高温的特性,符合火炬材料的需求,D项正确。
5.A　手性碳原子一定是饱和碳原子,且碳原子所连接的四个原子或原子团不相同,根据甲分子的结构可知,甲分子中的碳原子均为不饱和碳原子,故甲分子中不含有手性碳原子,A项错误;反应中间体乙、丙均由C、O两种元素组成,属于碳的氧化物,B项正确;由丁分子的结构可知,丁是由C元素形成的单质,与石墨互为同素异形体,C项正确;根据题干信息分析可知,甲通过针尖施加电压脉冲逐步切断基团,最终得到丁,属于分解反应,D项正确。
6.C　同周期主族元素,从左到右金属性依次减弱,则Mg的金属性介于Na和Al之间,由Na和Al通常用电解法冶炼可知,镁也可用电解法冶炼,A正确;同周期主族元素,从左到右非金属性依次增强,则Cl的非金属性强于S,由S的最高价氧化物对应的水化物硫酸是强酸可知,高氯酸是强酸,B正确;同主族元素,从上到下金属性依次增强,非金属性依次减弱,则Sn和Pb的金属性强于Ge,位于金属元素和非金属元素分界线附近的Si和Ge可作半导体材料,但Sn和Pb不是半导体材料,C错误;同主族元素,从上到下金属性依次增强,则铍的金属性弱于镁,镁与冷水较难反应,则铍与冷水更难反应,D正确。
7.B　同素异形体对应的物质为单质,WO3和WO2.9不互为同素异形体,A项错误;WO3和WO2.9中W的化合价不同,由WO3制备WO2.9的过程发生了氧化还原反应,B项正确;所处状况未知,无法确定氢气的体积,C项错误;水的分解反应为吸热反应,使用催化剂不能改变热效应,D项错误。
8.B　代表H2O2,A项正确;根据图示,步骤Ⅳ生成的H2O中的H原子来自CH3OH和H2O2,B项错误;根据图示步骤Ⅰ、Ⅱ,得到产物水和CH3OH,总反应方程式为CH4+H2O2CH3OH+H2O,C项正确;模仿步骤Ⅱ,1个H2O2分成2个—OH,1个结合H原子生成H2O,1个与步骤Ⅴ生成的—CHO结合得到HCOOH,因此步骤Ⅵ生成HCOOH和H2O,D项正确。
素养解读　本题以反应机理为情境载体,考查物质结构与性质的关系,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。