2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题1第一单元 物质结构研究的内容 作业

1.1物质结构研究的内容一、单选题1．用化学用语表示2NCl3+3H2O=3HCl+N2↑+3HClO中的相关微粒，其中正确的是A．中子数为10的氧原子：O B．NCl3的电子式：C．HClO的结构式：H－Cl－O D．Cl-的结构示意图：2．化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语正确的是A．的电子式： B．的结构式：C．分子的电子式： D．质量数为37的氯原子3．反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是A．中子数为18的氯原子：ClB．N2分子的电子式：N⋮⋮NC．Cl2分子的结构式：Cl—ClD．Cl-的结构示意图：4．用中子轰击X原子产生α粒子(即氦核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．X和氢元素形成离子化合物D．6Y和7Y互为同素异形体5．下列化学用语正确的是A．中子数为8的碳原子：CB．氯离子的结构示意图：C．次氯酸钾的化学式：KClO3D．Ca(OH)2的电离方程式：Ca(OH)2=Ca2++(OH-)6．下列说法正确的是A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料B．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料C．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅D．我国自主研发的东方超环(人造太阳)使用的氕、氘、氚互为同素异形体7．美国科学家制成了用作车轮的“纳米汽车”(如图所示)，下列说法不正确的是A．属于新型无机非金属材料B．可以在一定条件下转化为金刚石，且发生物理变化C．与石墨互为同素异形体D．的摩尔质量为8．下列有关碳及其化合物的说法中，正确的是A．12C、13C、14C是碳元素的三种核素B．干冰与二氧化碳气体互为同素异形体C．石墨转化为金刚石改变了碳原子的排列方式，是物理变化D．石墨和石墨烯都是碳元素形成的单质，性质完全相同二、填空题9．现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2+、Fe3+、O2、O3。按要求完成以下各题：(1)互为同素异形体的微粒是__。(2)Fe2+的中子数为___，核外电子数为__。(3)形成上述9种微粒的核素有__种、元素有___种。(4)常温下，16gO2、O3的混合气体中原子的物质的量为__。(5)由1H、2H和16O、18O构成的水分子有__种。10．Ⅰ．用表示原子：(1)中性原子的中子数：N=___________。(2)中性分子中子数：12C16O2分子中，N=___________。(3)A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2-所含电子的物质的量为___________mol。Ⅱ．有①、、②H2、D2、T2③红磷、白磷④、、四组微粒或物质，回答下列问题：(1)互为同位素的是___________(填编号，下同)。(2)互为同素异形体的是___________。三、实验题11．（本题共14分）按要求完成下列各题14分（1）下列各组物质①O2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5mL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、有机推断题12．有下列各组物质：A．O2和O3(臭氧)B．和C．CH3-CH2-CH2-CH3和D．和E.甲烷和庚烷F.与C(CH3)4G.CH3COOH与HCOOCH3H.金刚石与石墨(1)______________组两种核素互为同位素；(2)______________组两物质互为同素异形体；(3)______________组两物质属于同系物；(4)______________组两物质互为同分异构体；(5)______________组两物质互属于同一种物质。五、元素或物质推断题13．有A、B、C、D、E五种微粒：I.A微粒不带电，其质量数为1；II.B微粒呈电中性，得2个电子后，其电子层结构与Ne相同；III.C微粒带有一个单位的正电荷，核电荷数为11；IV.D微粒核内有14个中子，核外M层上有3个电子；V.E微粒核外有18个电子，当失去一个电子时呈电中性。(1)写出A微粒的符号_______，B微粒的结构示意图_______，C微粒的电子式_______，D微粒的质量数_______，E微粒的结构示意图_______；(2)B、C、E所属三种元素可组成多种物质，请写出它们的化学式_______、_______。六、工业流程题14．可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以形式存在，还含有、、、等物质。以独居石为原料制备的工艺流程如图：已知：CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF回答下列问题：(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为___________；(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有___________(一条即可)；(3)滤渣I的主要成分是硫酸钙、磷酸钙和___________、___________(填化学式)；(4)加入絮凝剂的目的是促使Fe3+和___________沉淀(填一离子)；(5)“沉铈”过程中，生成的离子方程式为___________，(6)滤渣Ⅱ的主要成分为，在高温条件下，、葡萄糖()和可制备电极材料，同时生成、CO2和，该反应的化学方程式为___________七、原理综合题15．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）Po具有放射性，经衰变成稳定的铅，在衰变过程中释放一个He2+，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，wgPo4+含有的电子的物质的量为____；（2）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克的Po，经276天后，得到铅的质量为____。八、结构与性质16．有下列各组物质：①和；②石墨和足球烯；③正丁烷和异丁烷；④丙烷和庚烷；⑤和⑥CH3-CH2-CH2-CH3和CH3-CH(CH3)CH3.用序号填空：(1)___________组互为同位素。(2)___________组互为同素异形体。(3)___________组属于同系物。(4)___________组互为同分异构体。(5)___________组是同一物质。参考答案：1．B【详解】A．中子数为10的氧原子的质量数为8+10=18，该核素为，A错误；B．NCl3的中心原子是N，与Cl原子共用1对电子，N、Cl原子的最外层电子数均为8，其电子式为，B正确；C．HClO的中心原子是O，含有H-O键和O-Cl键，其结构式为H-O-Cl，C错误；D．Cl-的质子数为17，核外电子数为18，核外电子分层排布，则结构示意图最外层电子数为8，其结构示意图为，D错误；故答案选B。2．A【详解】A．是由钙离子和氢离子构成的，电子式正确，A正确；B．的结构式为，B错误；C．分子的电子式：，C错误；D．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；质量数为37的氯原子，D错误；故选A。3．C【详解】A．氮元素的质子数为17，中子数为18的氮原子的质量数=质子数+中子数=7+9=35，该核素可以表示为：Cl，故A错误；B．氮气分子中存在氮氮三键，氮原子最外层达到8电子稳定结构，氮气的电子式为：，故B错误；C．氯气电子式为：，分子中存在1对氯氯共用电子对，其结构式为：Cl-Cl，故C正确；D．氯离子的核电荷数为17，最外层为8个电子，氯离子的离子结构示意图为：，故D错误；故选：C。4．A【分析】根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素，据此分析解答。【详解】A．为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹，以中和碱液，A正确；B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；C．X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；D．和两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；故选A。5．A【详解】A．中子数为8的碳原子的质量数为8+6=14，该原子正确的表示方法为：C，故A正确；B．为氯原子结构示意图，氯离子的核外电子总数为18，最外层含有8个电子，其正确的离子结构示意图为：，故B错误；C．次氯酸钾为离子化合物，由钾离子和次氯酸根离子构成，化学式中氯的化合价为+1价，化学式为：KClO，故C错误；D．氢氧化钙是强碱，能完全电离为钙离子和氢氧根离子，电离方程式为：Ca(OH)2=Ca2++2OH−，故D错误；故选A。6．B【详解】A．钢铁结成的圈梁，属于金属材料，A错误；B．高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，属于新型无机非金属材料，B正确；C．太阳能电池板的主要材料是硅，C错误；D．氕、氘、氚为H元素的不同种核素，互为同位素，D错误；答案选B。7．B【详解】A．常见的无机非金属材料如氮化硅、晶体硅、二氧化硅、C60等，其中C60为新型无机非金属材料，A正确；B．有新物质生成是化学变化，C60和金刚石属于不同物质，所以C60在一定条件下转化为金刚石是化学变化，B错误；C．C60与石墨均是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，C正确；D．C60的摩尔质量在数值上等于相对分子质量，故为720g⋅mol−1，D正确；故选B。8．A【分析】根据核素、同位素的基本概念进行判断，化学变化的特点是有无新物质生成。【详解】A．核素是具有一定质子数和一定中子数的原子，12C、13C、14C是碳元素的三种核素，故A正确；B．干冰是固体二氧化碳，和二氧化碳是同一种物质，故B不正确；C．石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化，故C不正确；D．石墨和石墨烯在物理性质上不同，故D不正确；故选A。【点睛】注意物质具有的性质，一般是物理性质和化学性质两种。9．O2和O33024751mol6【详解】(1)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，因此互为同素异形体的微粒是O2和O3。(2)质子数+中子数＝质量数，所以Fe2+的中子数为56－26＝30，核外电子数为26―2＝24。(3)具有一定数目质子和一定数目中子的原子是核素，因此形成上述9种微粒的核素有7种，即H、H、C、C、N、Fe2+、Fe3+，具有相同核电荷数即质子数相同的同一类原子互为同位素，因此元素有H、C、N、Fe、O，共计是五种元素。(4)O2、O3均是由同一种氧原子形成的单质，则常温下，16gO2、O3的混合气体中原子的物质的量为16g÷16g/mol＝1mol。(5)由1H、2H和16O、18O构成的水分子有2H216O、1H218O、1H216O、2H218O、1H2H16O、2H1H18O，共计是6种。10．A-Z22①④③【详解】Ⅰ(1)中子数=质量数-原子序数，的中子数=A-Z；(2)中性分子中子数：12C16O2分子中，N=12-6+2×(16-8)=22；(3)A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则原子序数为m-x，原子序数等于原子核外电子数，则A2-所含电子数为m-x+2，ngA2-的物质的量为，所含电子数为；Ⅱ(1)同位素是质子相同，而中子数不同的原子，互为同位素的是①④；(2)同素异形体是虽然含有同样的元素组成，不同形态的单质，互为同素异形体的是③。11．②①③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）①O2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。12．BA，HEC，GD，F【分析】结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物；分子式相同结构不同的化合物互称同分异构体；质子数相同中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，同位素必须原子；同一元素形成的不同单质称同素异形体，同素异形体必须是单质。【详解】(1)和质子数相同中子数不同，互称同位素，故答案为B；(2)O2和O3和金刚石与石墨都是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，故答案为A、H；(3)甲烷和庚烷结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，互称同系物，故答案为E；(4)CH3-CH2-CH2-CH3和、CH3COOH与HCOOCH3分子式相同，结构不同，互称为同分异构体，故答案为C、G；(5)和、与C(CH3)4分子式相同、结构也相同，应该是同一种物质，故答案为D、F。【点睛】判断同位素、同素异形体、同分异构体的方法是：若化学式为元素，可能是同位素；若化学式为单质，则可能是同素异形体；若化学式为分子式相同、结构不同的有机化合物，则为同分异构体；若是分子式不同结构相似的有机化合物，则为同系物。13．(1)HNa+27(2)NaClONaClO3【分析】A微粒不带电，其质量数为1，则A为H；B微粒呈电中性，得2个电子后，其电子层结构与Ne相同，则B为O；C微粒带有一个单位的正电荷，核电荷数为11，则C为Na；D微粒核内有14个中子，核外M层上有3个电子，则D为Al；E微粒核外有18个电子，当失去一个电子时呈电中性，则E为Cl。(1)A微粒的符号H，B微粒的结构示意图，C微粒的电子式Na+，D微粒的质量数27，E微粒的结构示意图。(2)B、C、E所属三种元素可组成多种物质，如NaClO、NaClO3。14．(1)(2)适当升高温度，将独居石粉碎，搅拌等(3)FePO4SiO2(4)Al3+(5)(6)6++12=12+6CO↑+6H2O+6CO2↑【分析】杂质中的除了二氧化硅都能与硫酸反应，与浓硫酸反应，化学方程式为CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF，则“焙烧”、加入浓硫酸、再水浸，可以除去同时生成磷酸，酸性气体为HF；得到滤液为Al2(SO4)3、硫酸铁、硫酸铈、磷酸，滤渣Ⅰ为、FePO4、磷酸钙和CaSO4；“除磷”过程中，磷元素转变为FePO4沉淀，则滤渣Ⅱ为FePO4；“聚沉”过程中，加入MgO调节pH=5，是为了促进溶液中Al3+、Fe3+水解为Al(OH)3、Fe(OH)3，加入絮凝剂是为了促进Al(OH)3、Fe(OH)3，胶体聚沉，便于分离，则滤渣Ⅲ为Al(OH)3、Fe(OH)3，；最后“沉铈”过程中Ce3+与反应生成。(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为：，故答案为：；(2)升高温度，增大表面积，或者搅拌等都可以加速反应速率，提高浸取率，故为提高“水浸”效率，可采取的措施有适当升高温度，将独居石粉碎，搅拌等，故答案为：适当升高温度，将独居石粉碎，搅拌等；(3)由分析可知，滤渣I的主要成分是硫酸钙、磷酸钙、FePO4和，故答案为：FePO4，。(4)加入絮凝剂的目的是促使Fe3+和Al3+生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，胶体聚沉，便于分离，则滤渣Ⅲ为Al(OH)3、Fe(OH)3，故答案为：Al3+。(5)“沉铈”过程中，生成的离子方程式为：(6)在高温条件