2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题1第三单元 物质结构研究的意义 作业

1.3物质结构研究的意义一、单选题1．我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10－9m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物内的叶绿素非常相似。下列关于“钴酞菁”A．在水中形成的分散系能产生丁达尔现象B．“钴酞菁”分子既能透过滤纸，也能透过半透膜C．分子直径比钠离子小D．在水中所形成的分散系属悬浊液2．化学与生产、生活密切相关。下列有关叙述错误的是（）A．向薯片袋內充入氮气可以防止薯片氧化变质B．“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”等措施都能提高空气质量C．海水淡化时可以采用蒸馏、电渗析、离子交换等多种方法D．石英光导纤维是一种新型通信材料，它属于硅酸盐材料3．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法错误的是（）A．“时气错逆，霾雾蔽日”，雾所形成的气溶胶能产生丁达尔效应B．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”；屠呦呦改进提取青蒿素的这种方法，提取过程中发生了化学变化C．《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化，还蕴含着许多化学知识。例如刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”可以看出金性质稳定，可通过物理方法得到D．“外观如雪，强烧之，紫青烟起”。南北朝陶弘景对硝酸钾的鉴定过程中利用了焰色反应4．下列各组物质的性质比较，正确的是()A．氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2 B．氢化物稳定性：H2S＞H2O＞HFC．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Ca(OH)2 D．酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SO45．下列有关物质性质的比较，结论错误的是（）A．溶解度：Na2CO3＞NaHCO3 B．热稳定性：HCl＞PH3C．沸点：C2H5SH＞C2H5OH D．碱性：Be(OH)2<LiOH6．2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学等领域。我国科学家在研究点击反应砌块的过程中，发现了一种结构如图的化合物，X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y和W是同主族元素。下列说法正确的是A．简单离子半径：Y<ZB．简单氢化物的沸点：Y<WC．化合物XH4H中的化学键均为共价键D．Y与X、Y与W均能形成多种化合物7．下列物质的密度小于水的有几项()①苯②四氯化碳③溴苯④植物油⑤乙酸乙酯⑥硝基苯A．3项 B．4项 C．5项 D．7项8．某化合物可用作发酵助剂，结构如图所示。图中X、Y、Z、W为元素周期表中前20号元素，且位于不同周期，它们的原子序数依次增大，其中Y为地壳中含量最高的元素。下列有关说法错误的是（）A．该物质做焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰B．Z的最高价氧化物的水化物的酸性比硫酸弱C．X分别与Y、Z、W形成的简单化合物中均含有共价键D．四种元素中电负性最大的是Y，第一电离能最小的是W9．下列对有机物结构或反应特征的描述正确的是（）A．组成为C4H10的烷烃中仅能由两种烯烃与氢气加成而制得B．某烃的化学式为C9H12，则该烃一定是苯的同系物C．中反应①②分别是取代反应、加成反应D．1个含有5个碳原子的烃分子中，最多可含有4个碳碳单键10．M、N、Z、Y、X、T是原子半径依次增大的短周期主族元素，基态N原子核外电子有5种空间运动状态，并有1个单电子，这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是A．与Y同周期且第一电离能大于Y的元素仅有1种B．该化合物中含有离子键、共价键和配位键C．六种元素中，X的最高价含氧酸的酸性最强D．M与X、Y形成的化合物中，前者的沸点一定低于后者11．下图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是（）A．X和Z的最高化合价均为+7价B．HX和HZ在水中均为强酸，电子式可表示为与C．最简单氢化物的稳定性：Y＞WD．Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物12．我国宋代著作《天工开物》中记载：“百里内外，土中必生可燔石。……火力到后，烧酥石性，置于风中久自吹化成粉。急用者以水沃之，亦自解散”。文中没有涉及到的物质是（）A．石灰石 B．生石灰C．熟石灰 D．熟石膏13．最近英国研究人员创造了一种由18个碳原子构成的环碳(cyclocarbon)分子(如图)。下列有关说法错误的是（）A．与石墨互为同素异形体B．是一种新型共价化合物C．在加热条件下能与浓硝酸反应D．分子中碳原子均达8电子稳定结构14．已知：X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y和Z的价电子数之和等于W的原子序数，X、Y的核外电子总数等于Z的价电子总数，乙为地壳中含量最多的元素。由X、Y、Z、W组成的化合物结构如图，下列说法正确的是（）A．Y位于第三周期ⅢA族B．W的最高正价为价，其最高价含氧酸为强酸C．仅由X、Z形成的某种化合物具有漂白性D．非金属性：15．磷元素的某种硫化物分子结构如图所示。下列说法正确的是（）A．图中的黑色球代表硫原子，灰色球代表磷原子B．4个黑色球在空间上处于正四面体的4个顶点上C．硫元素氧化物对应水化物的酸性比磷元素的强D．基态磷原子的价层电子排布式为16．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Y、Z可形成结构如图所示的“糖葫芦”分子；X、Y、Z位于同周期，其中X是该周期中原子半径最大的元素。下列叙述正确的是A．元素形成的单质的氧化性：W强于ZB．最高价氧化物的水化物的酸性：W>YC．工业上常用电解饱和XZ溶液的方法来制取X单质D．YZ5中所有原子满足8电子稳定结构二、综合题17．深入研究物质的组成、结构与其性质之间的相互关系有利于揭示物质的奥秘。（1）下列有关物质结构与性质的说法中，正确的是____(填标号)。A．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，可以推测出石墨属于金属单质C．分子中具有碳碳双键的有机物与乙烯具有相似的化学性质D．乙醇能与钠发生反应，故乙醇为电解质（2）原子结构模型经历了五个主要阶段：1803年实心球模型→1904年“葡萄干面包”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。对原子核式结构模型贡献最大的科学家是____(填标号)。A．玻尔 B．汤姆生 C．卢瑟福 D．道尔顿（3）由元素周期律推测酸性强弱：，属于(填“归纳范式”或“演绎范式”，下同)的应用。由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序，属于的应用。（4）具有放射性，其α衰变方程为。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，已知的半衰期为138天，物质的量为1mol的，经276天后，得到Pb的物质的量为mol。18．（1）绿矾的化学式是。（2）热稳定性H2O大于H2S的主要原因是。（3）写出镁在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式：。19．“结构决定性质”是化学科学的重要理论。（1）下列关于基态O原子结构的相关描述中错误的是________。A．轨道表达式(电子排布图)为B．有2个未成对电子C．电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形D．价电子数为4（2）Na的焰色反应为黄色，其原因是。（3）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的电子亲和能E1变化趋势如图所示。氮元素的E1呈现异常的原因是。（4）K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是。（5）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是。20．硒是动物和人体所必需的微量元素之一，在周期表中信息如图所示。完成下列填空：（1）Se元素在周期表中的位置为。表中78.96的意义为。Se原子最外层电子排布的轨道表示式为。（2）从原子结构角度解释硫的非金属性大于硒。（3）硒化氢（H2Se）是一种有恶臭味的有毒气体，是一种（选填“极性、或非极性”）分子，其空间结构为型。（4）工业上常用浓H2SO4焙烧CuSe的方法提取硒，反应产生SO2、SeO2的混合气体，写出反应的化学方程式。理论上该反应每转移1mol电子，可得到SeO2的质量为g，得到SO2在标准状况下的体积为L。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.根据“钴酞菁”的分子的直径为1.3×10－9mB.“钴酞菁”分子既能透过滤纸，不能透过半透膜，故不符合题意；C.该分子直径比钠离子大，故不符合题意；D.在水中所形成的分散系属胶体。故不符合题意。故答案为：A。

【分析】当一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的"通路"，这种现象叫丁达尔现象，也叫丁达尔效应或者丁铎尔现象、丁泽尔效应、廷得耳效应。2．【答案】D【解析】【解答】A.向薯片袋內充入氮气将空气排出，可以防止空气中的氧气将薯片氧化变质，选项A符合题意。B.“静电除尘”除去空气中的粉尘、“燃煤固硫”减少空气中二氧化硫的含量、“汽车尾气催化净化”可以减少CO、NO等物质的排放，这些措施都能提高空气质量，选项B符合题意。C.蒸馏、电渗析、离子交换都是海水淡化的方法，选项C符合题意。D.光导纤维的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐，选项D不符合题意。【分析】光导纤维是一种能够传导光波和各种光信号的纤维。在当今的信息时代，人们在经济活动和科学研究中有大量的信息及数据需要加工和处理，而光纤正是传输信息的最理想的工具。以光导通信技术为基础的信息系统与传统的电缆系统比较，在同样多的时间内它可以进行更大量和更多类型信息的传送。3．【答案】B【解析】【解答】A、气溶胶具有胶体的性质，可发生丁达尔效应，故A不符合题意；B、提取青蒿素的过程利用萃取的原理，没有发生化学变化，故B符合题意；C、由于金的密度大于沙，所以可以利用两者密度不同加以分离，是物理方法，故C不符合题意；D、选项涉及硝酸钾的灼烧以及颜色，利用了焰色反应，故D不符合题意；故答案为：B；

【分析】萃取只是将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中去的过程，并未产生新的物质，因此属于物理变化。4．【答案】A【解析】【解答】A．非金属性F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，故A符合题意；B．非金属性F＞O＞S，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，HF＞H2O＞H2S，故B不符合题意；C．金属性Ca＞Na＞Mg，元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，但氢氧化钙微溶于水，则溶液的碱性NaOH＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2，故C不符合题意；D．非金属性Cl＞S＞P，则元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，酸性大小为：HClO4＞H2SO4＞H3PO4，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】此题考查物质的四个性质，都是对元素非金属性和金属性的判断，根据非金属和金属性的强弱进行判断物质的性质。5．【答案】C【解析】【解答】A．碳酸钠的溶解度应该大于碳酸氢钠，实际碳酸氢钠在含钠化合物中属于溶解度相对很小的物质，选项A不符合题意；B．同周期由左向右非金属的气态氢化物的稳定性逐渐增强，所以稳定性应该是：HCl＞PH3，选项B不符合题意；C．C2H5OH分子中有羟基，可以形成分子间的氢键，从而提高物质的沸点，沸点：C2H5SH<C2H5OH，选项C符合题意；D．同周期由左向右最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱，所以碱性应该是：LiOH＞Be(OH)2，选项D不符合题意。故答案为：C。

【分析】A．碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠；

B．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强；

C．C2H5OH分子间有氢键；

D．金属性越强，最高价氧化物的水化物的碱性越强；6．【答案】D【解析】【解答】A．简单离子半径：O2->F-，A不符合题意；B．简单氢化物的沸点：H2O>H2S，B不符合题意；C．化合物NH4H中的化学键包含离子键和共价键，C不符合题意；D．O与N、O与S均能形成多种化合物，D符合题意；故答案为：D。

【分析】A．电子层结构相同，核电荷数越多半径越小；B．分子间有氢键，沸点较高；C．化合含离子键和共价键；D．N、S是变价元素，氧化物有多种。7．【答案】A【解析】【解答】题目所给物质中四氯化碳、溴苯、硝基苯的密度均比水大；苯、植物油、乙酸乙酯的密度均比水小，所以共有3项，故答案为A。

【分析】密度小于水的有苯、植物油、乙酸乙酯8．【答案】C【解析】【解答】A．据分析可知，该物质含有钾元素，做焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，A不符合题意；B．Z为P元素，Z的最高价氧化物的水化物为H3PO4，H3PO4的酸性比硫酸弱，B不符合题意；C．X分别与Y、Z、W形成的简单化合物分别为H2O、PH3、KH，H2O、PH3中均含有共价键，而KH中只含有离子键，C符合题意；D．元素非金属性越强，元素的电负性和第一电离能越大，H、O、P、K四种元素非金属性最强的为O元素，最弱的为K元素，则四种元素中电负性最大的是Y，第一电离能最小的是W，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】A．依据钾元素的焰色为紫色判断；

B．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强；

C．金属氢化物为离子化合物，含离子键；

D．元素非金属性越强，元素的电负性和第一电离能越大。9．【答案】C【解析】【解答】A.由CH2=CH-CH2-CH3、CH3-CH=CH-CH3和CH2=C(CH3)2三种烯烃与氢气发生加成反应均可以得到C4H10的烷烃，A不符合题意；B.化学式为C9H12，如果不含有苯环，该烃一定不是苯的同系物，B不符合题意；C.丙烯与氯气发生取代反应，生成CH2=CH-CH2Cl，然后再与溴发生加成反应，生成CH2Br-CHBr-CH2Cl，C符合题意；D.碳原子可以形成碳链，无论带支链，还是不带支链，都含有4个单键；碳原子可以形成碳环，可以带支链，也可以不带支链，都含有5个单键，D不符合题意；故答案为：C。【分析】A、要考虑烯烃的同分异构现象；

B、同系物是指结构相似、分子组成相差若干个"CH2"原子团的有机化合物；一般出现在有机化学中，且必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团；

C、根据流程图分析；

D、碳原子可以形成碳链，可以形成碳环；10．【答案】B【解析】【解答】A．元素Y是氮元素，与氮元素同周期且比氮元素第一电离能大的元素有氟、氖两种元素，故A不符合题意；B．该化合物中有阴、阳离子，存在离子键，阳离子内部原子之间以共价键相连，阴离子内部存在配位键，故B符合题意；C．最高价含氧酸的酸性强弱可以通过元素的非金属性强弱来比较，氟元素的非金属性最强，但是氟元素没有含氧酸，氧元素没有最高正价，所以氮元素的最高价含氧酸酸性最强，故C不符合题意；D．M与X形成的化合物种类有很多，例如苯的沸点比M与Y形成的NH3的沸点要高，故D不符合题意；故答案为：B。【分析】A．同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中IIA族和VA族的第一电离能高于相邻的元素；B．依据化合物结构判断；C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强；D．有机化合物种类有很多。11．【答案】D【解析】【解答】A．Z的最高化合价为+7价，X无最高正价，故A不符合题意；B．HX在水中为弱酸，HZ在水中为强酸，它们的电子式可表示为与，故B不符合题意；C．Y为P，W为N，两者同主族，从上到下，非金属性逐渐减弱，其最简单氢化物的稳定性逐渐减弱，因此最简单氢化物的稳定性：W＞Y，故C不符合题意；D．Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物，比如氯化铵，故D符合题意。故答案为：D。

【分析】A．F无最高正价；B．HF为弱酸，HClZ在水中为强酸；C．同主族，从上到下，非金属性逐渐减弱，其最简单氢化物的稳定性逐渐减弱；D．铵盐含有离子键和共价键。12．【答案】D【解析】【解答】文中涉及到碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，没有涉及到的物质是硫酸钙，故答案为：D。【分析】熟石膏为硫酸钙，可用作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂以及医疗上的石膏绷带，也用于冶金和农业等方面。水泥厂也用石膏调节水泥的凝固时间。13．【答案】B【解析】【解答】A．该环碳分子和石墨都是由碳元素组成的单质，互为同素异形体，故A不符合题意；B．该环碳分子只由碳元素组成，属于单质，故B符合题意；C．单质碳在加热条件下能与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，故C不符合题意；D．碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个共价键，分子中碳原子均达8电子稳定结构，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A.同种元素组成的不同单质为同素异形体；

B.只含共价键的化合物为共价化合物；

C.碳单质和浓硝酸加热反应生成二氧化氮，二氧化碳和水；

D.分子中碳原子形成的共用电对4个。14．【答案】C【解析】【解答】A．Y为B，位于第二周期ⅢA族，故A不符合题意；B．W为F元素，没有正价态，故B不符合题意；C．仅由X、Z形成的化合物H2O2具有漂白性，故C符合题意；D．Z为O，W为F元素，非金属性：，故D不符合题意；故答案为：C。【分析】A．依据题目信息和结构图的价键分析；B．F元素没有正价；C．H2O2具有漂白性；D．同周期元素从左到右非金属性增强。15．【答案】B【解析】【解答】A．从成键个数分析，图中黑色球代表磷原子，灰色球代表硫原子，A不符合题意；B．从图中的结构可知，4个黑色球在空间上处于正四面体的4个顶点上，B符合题意；C．硫的最高价氧化物对应水化物酸性比磷元素强，选项中没有说明是最高价氧化物对应的水化物，C不符合题意；D．基态磷原子的价层电子排布式为3s23p3，D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A．从成键个数分析；B．从图中的结构判断；C．选项中没有说明是最高价氧化物对应的水化物，无法判断；D．依据原子构造原理分析；16．【答案】B【解析】【解答】A．由分析可知，W为N、Z为Cl，由于N的电负性比Cl的弱，故元素形成的单质的氧化性：W弱于Z，A不符合题意；B．由分析可知，W为N、Y为P，同一主族从上往下元素非金属性依次减弱，故最高价氧化物的水化物的酸性HNO3＞H3PO4即W>Y，B符合题意；C．由分析可知，X为Na、Z为Cl，工业上常用电解饱和XZ即NaCl溶液的方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑得不到X单质Na，而是电极熔融的NaCl方法来制取X单质，C不符合题意；D．由分析可知，Y为P，Z为Cl，故YZ5即PCl5中Cl原子满足8电子稳定结构，但P原子不满足8电子稳定结构，D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A．非金属性越强，则电负性越大；

B．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强；C．钠会与溶液中的水反应；D．P原子不满足8电子稳定结构。17．【答案】（1）A；C（2）C（3）演绎范式；归纳范式（4）0.75【解析】【解答】(1)A．通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大，故A项确；B．石墨易传热、能导电，但是石墨属于非金属单质，故B不正确；C．分子中具有碳碳双键的物质与乙烯具有相似的化学性质，故C正确；D．乙醇和钠反应，但乙醇是非电解质，故D不正确；答案AC。(2)对原子核式结构模型贡献最大的科学家是卢瑟福，故答案C。(3)由元素周期律推测酸性强弱：，是“从一般到个别”的过程，属于演绎范式的应用。由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序，是“从个别到一般”的过程，属于归纳范式的应用。(4)经过第一个半衰期生成的Pb的物质的量为1×50%mol，剩余的Po的物质的量为1×50%mol；再经过第二个半衰期生成的Pb的物质的量为1×50%×50%mol，所以经过276天所得Pb的物质的量为(1×50%＋1×50%×50%)mol=0.75mol。

【分析】（1）A.键能越大物质越稳定；

B.石墨是非金属单质；

C.含有相同官能团的物质化学性质相似；

D.乙醇在水溶液中和熔融状态下均不导电，属于非电解质；

（2）原子核式结构模型由卢瑟福提出；

（3）“从一般到个别”的过程，属于演绎范式的应用；“从个别到一般”的过程，属于归纳范式的应用；

（4）经过276天所得Pb的物质的量为(1×50%＋1×50%×50%)mol=0.75mol。18．【答案】（1）FeSO4•7H2O（2）原子半径O＜S，键能O－H＞S－H（3）CO2＋2MgC＋2MgO【解析】【解答】(1)绿矾的化学式是FeSO4•7H2O；(2)O与S为同主族元素，且S的核电荷数大于O，则原子半径O＜S，键能O－H＞S－H，故热稳定性H2O大于H2S；(3)镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳的化学反应方程式为CO2＋2MgC＋2MgO。【分析】结合键能大小比较氢化物稳定性；根据燃烧产物写化学方程式。19．【答案】（1）A；D（2）电子由较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以黄色光的形式释放能量（3）N原子的2p能级处于半充满状态，较稳定，故不易结合一个电子（4）K的原子半径较大，且价电子数较少，金属键较弱（5）Ge原子半径大，原子间形成的单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难形成键【解析】【解答】(1)A．氧原子核外有8个电子，根据核外电子排布规律，基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4，轨道表示式为，选项A不正确；B．根据基态氧原子的轨道表示式可知，O原子的2p能级上有2个未成对电子，选项B正确；C．氧原子核外电子占据的最高能级为2p，p能级的电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形，选项C正确；D．氧为第ⅥA族元素，2s轨道上的2个电子和在2p轨道上的4个电子都为价电子，故氧的价电子数为6，选项D不正确；故答案为：AD；(2)Na的焰色反应为黄色，其原因是电子由较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以黄色光的形式释放能量；(3)根据图中信息可知，N原子的2p能级处于半充满状态，较稳定，故不易结合一个电子，故氮元素的E1呈现异常；(4)K的原子半径较Cr的大，且K的价电子数较少，故K的金属键较Cr的弱，熔、沸点较Cr的低；(5)虽然Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子半径大，原子间形成的单键较长，p-p轨道