《专题1 揭示物质结构的奥秘》试卷及答案-高中化学选择性必修2-苏教版-2024-2025学年

《专题1揭示物质结构的奥秘》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子核由质子和电子组成B.所有原子都含有中子C.电子的质量大约是质子质量的1/1836D.氢原子中的质子数可以为零2、在下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质子数等于电子数，因此原子不显电性。B.原子的质量主要集中在原子核上，而原子核是由质子和中子组成的。C.原子的电子层数等于其电子数。D.原子的化学性质由其最外层电子数决定，但内层电子对化学性质没有影响。3、下列哪一种粒子不具有相同的电子层结构？A.氩原子(Ar)B.氯离子(Cl⁻)C.钾离子(K⁺)D.硫离子(S²⁻)4、下列关于原子结构的陈述，正确的是（）A.原子核由质子和电子组成，核外电子在轨道上运动B.原子的化学性质由最外层电子数决定，电子层数越多，原子的化学活性越强C.在原子核中，质子数等于电子数，因此原子不带电D.同位素的原子核中质子数相同，但中子数不同，因此它们的化学性质相同5、下列关于原子结构和元素周期表的说法中，正确的是（）A.原子的最外层电子数决定了该元素在周期表中的族位置。B.元素周期表中，主族元素的最外层电子数等于其族序数加10。C.所有过渡金属元素的最外层电子数都是2，因此它们都位于周期表的第IIA族。D.稀有气体元素的最外层电子数总是8，这使得它们化学性质非常稳定。6、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子的电子层结构是由质子数决定的。C.原子核外的电子是按照能量由低到高的顺序排布的。D.原子核的质子数等于原子核外的电子数。7、下列关于原子结构的说法中，正确的是（）A.原子核由质子和中子构成，核外电子与原子核之间的作用力为库仑力B.同位素的原子核中质子数相同，中子数不同，化学性质相同C.原子中质子数等于电子数，因此原子呈电中性D.电子云是电子在原子轨道中运动的空间概率分布，但电子在某一瞬间只能位于某一轨道8、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子核内质子数等于电子数，因此原子不带电。B.原子核由中子和质子组成，质子带正电，中子不带电。C.同位素是指质子数相同、中子数不同的原子。D.原子中的电子都是按照能量最低原则排布在原子核外。9、在下列关于原子结构模型的描述中，正确的是：A.汤姆生的“葡萄干布丁模型”认为原子是一个充满正电荷的球体，电子像葡萄干一样嵌在其中。B.卢瑟福的“核式结构模型”认为原子由一个带正电的原子核和绕核运动的电子组成。C.波尔的“量子化轨道模型”认为电子只能在某些特定的轨道上运动，并且轨道离核越远，电子的能量越高。D.沙斯特恩的“原子模型”认为电子是连续分布在原子核周围的云团。10、下列关于原子结构的说法中，正确的是（）A.原子的质子数等于电子数，所以原子呈电中性。B.原子的质子数等于中子数，所以原子质量数等于质子数。C.原子的核外电子按能级排布，每个能级最多容纳2n²个电子，n为能级数。D.原子的电子排布遵循泡利不相容原理，同一轨道的两个电子自旋方向相同。11、下列关于原子核结构的说法正确的是：A.原子核由中子和质子组成，不带电B.原子核由质子和电子组成，带正电C.原子核由中子和电子组成，带负电D.原子核由质子和中子组成，带负电12、下列关于原子结构的陈述中，正确的是（）A.电子云是实际存在的粒子，可以用小黑点来表示B.原子的质子数等于其核外电子数，因此原子是电中性的C.同位素是指具有相同质子数但不同中子数的原子D.原子核的半径比电子云的半径小很多13、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的核外电子层数等于其质子数。B.原子的核外电子层数等于其中子数。C.原子的核外电子层数等于其电子数。D.原子的核外电子层数等于其原子序数。14、在下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质子数等于电子数，所以原子呈电中性。B.原子核的体积远小于电子云的体积，但原子核的质量几乎等于整个原子的质量。C.同一元素的不同同位素，其原子核内的质子数相同，但中子数不同。D.原子的化学性质主要取决于其最外层电子的排布。15、在下列关于原子结构的描述中，正确的是（）A.原子核由质子和中子组成，电子在核外绕核运动B.原子的质量主要集中在原子核，原子核带正电C.电子的能级越高，其能量越低D.原子核的质子数等于其电子数，因此原子整体不带电16、下列关于原子结构中电子排布的描述，正确的是：A.原子的最外层电子数等于其电子层数B.电子在原子核外按照能量由低到高的顺序排列C.同一能量层内的电子总是成对出现D.原子的电子排布总是遵循泡利不相容原理和洪特规则，但不一定遵循能级顺序二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题简述原子结构模型的发展历程，包括汤姆孙、卢瑟福和玻尔的贡献，并解释这些模型如何逐步揭示了原子内部结构的奥秘。根据量子力学模型，解释电子云的概念及其对于理解元素周期表中元素性质周期性变化的重要性。请以钠(Na)和氯(Cl)为例说明。第二题：某有机物分子式为C₆H₁₂，已知其分子结构中含有3个碳碳双键，且分子中不存在环状结构。请回答以下问题：（1）根据分子式，推断该有机物的名称。（2）写出该有机物分子中两个碳碳双键的相对位置可能的三种不同结构。（3）该有机物可以发生加成反应，请写出该有机物与Br₂发生加成反应的产物结构式。第三题题目描述（12分）考虑元素周期表中的过渡金属及其化合物。铁(Fe)是一种重要的过渡金属，具有多种氧化态，在自然界和工业中扮演着重要角色。本题将探讨铁的几种常见氧化物：氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe₂O₃)和四氧化三铁(Fe₃O₄)。请解释为什么铁能够形成不同类型的氧化物，并说明这些氧化物中铁的氧化数。（4分）请写出上述三种铁的氧化物在空气中高温加热时可能发生的化学反应方程式，并指出哪种氧化物最稳定。（4分）在实验室中，如果要通过化学方法区分这三种氧化物，你认为可以采用哪些实验手段？请简述你的方案。（4分）第四题：分析下列化学反应，并回答相关问题。反应方程式：4NH3+5O2→4NO+6H2O（1）请写出该反应的化学平衡常数表达式。（2）假设该反应在密闭容器中进行，当反应达到平衡时，测得反应物NH3的浓度为0.5mol/L，生成物NO的浓度为0.4mol/L，请计算该反应在该条件下的化学平衡常数K。（3）若在相同条件下，将反应物的初始浓度均增加1倍，请分析平衡移动的方向，并说明理由。《专题1揭示物质结构的奥秘》试卷及答案一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子核由质子和电子组成B.所有原子都含有中子C.电子的质量大约是质子质量的1/1836D.氢原子中的质子数可以为零答案：C解析：此题考查了对原子基本结构的理解。选项A错误，因为原子核是由质子和中子组成的，而电子围绕着原子核运动；选项B错误，并不是所有的原子都含有中子，例如氢-1（氕）就没有中子；选项C正确，电子的质量确实约为质子质量的1/1836；选项D错误，氢原子中至少包含一个质子，这是定义氢元素的关键。因此，正确答案是C。2、在下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质子数等于电子数，因此原子不显电性。B.原子的质量主要集中在原子核上，而原子核是由质子和中子组成的。C.原子的电子层数等于其电子数。D.原子的化学性质由其最外层电子数决定，但内层电子对化学性质没有影响。答案：B解析：选项A正确地说明了原子的电中性，但并未直接涉及原子结构；选项B正确地描述了原子核的组成和质量集中情况；选项C错误，因为电子层数并不一定等于电子数；选项D错误，因为内层电子虽然不参与化学反应，但它们对原子的稳定性和化学性质仍有影响。因此，正确答案是B。3、下列哪一种粒子不具有相同的电子层结构？A.氩原子(Ar)B.氯离子(Cl⁻)C.钾离子(K⁺)D.硫离子(S²⁻)答案：A解析：此题考察的是对电子层结构的理解。氩原子（Ar），氯离子（Cl⁻），钾离子（K⁺），和硫离子（S²⁻）都是18电子构型的粒子，意味着它们都拥有18个电子围绕着原子核。然而，氩原子是一个中性原子，它在未形成任何化学键或离子的情况下自然地拥有18个电子，这使得它的电子层结构与其它选项不同。其他三种粒子（Cl⁻,K⁺,S²⁻）都是通过获得或失去电子从其对应的中性原子转变为离子状态，以达到更稳定的电子配置，即氖原子的电子层结构。因此，正确答案是A.氩原子(Ar)，因为它本身就是一个稳定的惰性气体，不需要通过获得或失去电子来改变其电子层结构。4、下列关于原子结构的陈述，正确的是（）A.原子核由质子和电子组成，核外电子在轨道上运动B.原子的化学性质由最外层电子数决定，电子层数越多，原子的化学活性越强C.在原子核中，质子数等于电子数，因此原子不带电D.同位素的原子核中质子数相同，但中子数不同，因此它们的化学性质相同答案：C解析：选项A错误，因为原子核由质子和中子组成，电子在核外轨道上运动；选项B错误，因为原子的化学性质主要由最外层电子数决定，但电子层数多不一定意味着化学活性强；选项C正确，因为原子中质子数等于电子数，所以原子整体不带电；选项D错误，虽然同位素的质子数相同，但中子数不同会导致它们的质量不同，化学性质也可能有所不同。5、下列关于原子结构和元素周期表的说法中，正确的是（）A.原子的最外层电子数决定了该元素在周期表中的族位置。B.元素周期表中，主族元素的最外层电子数等于其族序数加10。C.所有过渡金属元素的最外层电子数都是2，因此它们都位于周期表的第IIA族。D.稀有气体元素的最外层电子数总是8，这使得它们化学性质非常稳定。答案：A解析：A选项正确。元素的最外层电子数（也称为价电子数）确实决定了它在元素周期表中的族位置。例如，IA族元素（如氢、锂、钠等）有一个最外层电子，而VIIA族元素（如氟、氯等）有七个最外层电子。B选项错误。对于主族元素，最外层电子数通常等于其族序数。例如，IVA族元素有四个最外层电子。只有对于副族元素（即过渡金属），情况会稍微复杂一些，但也不是简单地将族序数加10来确定最外层电子数。C选项错误。虽然很多过渡金属元素的最外层电子数是2，但这并不意味着它们都位于第IIA族。过渡金属位于周期表的中部，从IB到VIIB以及第IIIB到第IIB族，它们的特征之一是最外层电子数通常是2，但内层d轨道上有不同数量的电子。D选项不完全正确。除了氦以外，其他稀有气体元素的确具有8个最外层电子，形成所谓的“八隅体”结构，这使它们相对化学性质稳定。然而，氦只有两个最外层电子，因为它的最外层就是第一层，只能容纳两个电子。尽管如此，氦同样因其满壳层而表现出极高的稳定性。因此，根据以上分析，正确答案为A。6、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子的电子层结构是由质子数决定的。C.原子核外的电子是按照能量由低到高的顺序排布的。D.原子核的质子数等于原子核外的电子数。答案：C解析：A选项中，虽然电子的质量确实很小，但并不是可以忽略不计，因为电子的质量对原子的整体质量有贡献。B选项中，电子层结构是由电子数决定的，而不是质子数。D选项中，原子在电中性状态下，质子数等于电子数，但在离子状态下，这个关系不成立。C选项正确，因为电子在原子核外是按照能量由低到高的顺序排布的，即内层电子的能量低于外层电子。7、下列关于原子结构的说法中，正确的是（）A.原子核由质子和中子构成，核外电子与原子核之间的作用力为库仑力B.同位素的原子核中质子数相同，中子数不同，化学性质相同C.原子中质子数等于电子数，因此原子呈电中性D.电子云是电子在原子轨道中运动的空间概率分布，但电子在某一瞬间只能位于某一轨道答案：C解析：选项A中，虽然原子核由质子和中子构成，但核外电子与原子核之间的作用力不仅包括库仑力，还包括其他核力。选项B中，同位素的化学性质相同，但物理性质可能不同。选项D中，电子云描述的是电子在空间中的概率分布，电子可以在不同的轨道上出现，但每个轨道上电子的概率分布是确定的。因此，正确答案是C，原子中质子数等于电子数，原子呈电中性。8、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子核内质子数等于电子数，因此原子不带电。B.原子核由中子和质子组成，质子带正电，中子不带电。C.同位素是指质子数相同、中子数不同的原子。D.原子中的电子都是按照能量最低原则排布在原子核外。答案：C解析：选项A错误，因为虽然原子核内质子数等于电子数，但电子在原子核外，所以原子是中性的。选项B错误，因为原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。选项C正确，同位素的定义就是质子数相同，中子数不同的原子。选项D错误，因为电子的排布不仅遵循能量最低原则，还遵循泡利不相容原理和洪特规则。9、在下列关于原子结构模型的描述中，正确的是：A.汤姆生的“葡萄干布丁模型”认为原子是一个充满正电荷的球体，电子像葡萄干一样嵌在其中。B.卢瑟福的“核式结构模型”认为原子由一个带正电的原子核和绕核运动的电子组成。C.波尔的“量子化轨道模型”认为电子只能在某些特定的轨道上运动，并且轨道离核越远，电子的能量越高。D.沙斯特恩的“原子模型”认为电子是连续分布在原子核周围的云团。答案：B解析：卢瑟福的“核式结构模型”是最早提出原子由一个带正电的原子核和绕核运动的电子组成的模型，这一模型后来得到了进一步的发展和完善。A选项描述的是汤姆生的“葡萄干布丁模型”，该模型已经被卢瑟福的核式结构模型所替代；C选项描述的是波尔的量子化轨道模型，它是在卢瑟福模型的基础上提出的；D选项中的沙斯特恩模型并不是一个已知的原子结构模型。10、下列关于原子结构的说法中，正确的是（）A.原子的质子数等于电子数，所以原子呈电中性。B.原子的质子数等于中子数，所以原子质量数等于质子数。C.原子的核外电子按能级排布，每个能级最多容纳2n²个电子，n为能级数。D.原子的电子排布遵循泡利不相容原理，同一轨道的两个电子自旋方向相同。答案：A解析：A选项正确，因为原子的质子带正电荷，电子带负电荷，质子数等于电子数，所以原子呈电中性。B选项错误，因为质子数和中子数不一定相等，原子质量数是质子数和中子数之和。C选项错误，虽然核外电子按能级排布，但每个能级最多容纳2n²个电子是错误的，因为s轨道最多容纳2个电子，p轨道最多容纳6个电子。D选项错误，泡利不相容原理指出同一轨道的两个电子自旋方向相反。11、下列关于原子核结构的说法正确的是：A.原子核由中子和质子组成，不带电B.原子核由质子和电子组成，带正电C.原子核由中子和电子组成，带负电D.原子核由质子和中子组成，带负电答案：A解析：原子核是由质子和中子组成的，其中质子带正电，中子不带电，因此整个原子核带正电。选项A正确描述了原子核的组成，虽然它没有明确提到原子核带正电，但这是原子核结构的基本知识。选项B、C和D都存在错误。12、下列关于原子结构的陈述中，正确的是（）A.电子云是实际存在的粒子，可以用小黑点来表示B.原子的质子数等于其核外电子数，因此原子是电中性的C.同位素是指具有相同质子数但不同中子数的原子D.原子核的半径比电子云的半径小很多答案：B解析：选项A错误，因为电子云是表示电子在原子核周围空间的概率分布，并不是实际存在的粒子。选项B正确，因为原子的质子数等于其核外电子数，所以原子整体是电中性的。选项C错误，同位素是指具有相同质子数但不同中子数的原子，而不是质子数不同。选项D错误，虽然原子核的半径确实比电子云的半径小很多，但这并不是一个全面的陈述，因为电子云的半径并不能简单地用数字来表示。13、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的核外电子层数等于其质子数。B.原子的核外电子层数等于其中子数。C.原子的核外电子层数等于其电子数。D.原子的核外电子层数等于其原子序数。答案：C解析：原子的核外电子层数是由其电子数决定的，因为电子在原子核外的分布决定了电子层数。而质子数、中子数和原子序数虽然与电子数有关，但它们并不直接决定电子层数。因此，选项C是正确的。14、在下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质子数等于电子数，所以原子呈电中性。B.原子核的体积远小于电子云的体积，但原子核的质量几乎等于整个原子的质量。C.同一元素的不同同位素，其原子核内的质子数相同，但中子数不同。D.原子的化学性质主要取决于其最外层电子的排布。答案：C解析：A选项错误，虽然原子的质子数等于电子数，但这并不直接说明原子呈电中性，因为原子的电中性是由正电荷的质子数和负电荷的电子数相等所决定的。B选项错误，虽然原子核的体积远小于电子云的体积，但其质量几乎等于整个原子的质量，因为原子核中的质子和中子的质量远大于电子的质量。C选项正确，同一元素的同位素具有相同的质子数，但中子数不同，这是同位素的定义。D选项错误，原子的化学性质主要取决于其最外层电子的排布，但题目要求选择描述正确的选项，而C选项描述了同位素的特性，更符合题意。15、在下列关于原子结构的描述中，正确的是（）A.原子核由质子和中子组成，电子在核外绕核运动B.原子的质量主要集中在原子核，原子核带正电C.电子的能级越高，其能量越低D.原子核的质子数等于其电子数，因此原子整体不带电答案：B解析：选项A错误，因为原子核中除了质子和中子外，还可能含有其他粒子；选项C错误，电子的能级越高，其能量也越高；选项D错误，虽然原子核的质子数等于其电子数，但原子整体是否带电取决于质子和电子的数目是否相等，如果质子数大于电子数，则原子带正电。选项B正确，原子的质量主要集中在原子核，原子核带正电。16、下列关于原子结构中电子排布的描述，正确的是：A.原子的最外层电子数等于其电子层数B.电子在原子核外按照能量由低到高的顺序排列C.同一能量层内的电子总是成对出现D.原子的电子排布总是遵循泡利不相容原理和洪特规则，但不一定遵循能级顺序答案：B解析：选项A错误，因为原子的最外层电子数与其电子层数无直接关系；选项B正确，电子在原子核外确实按照能量由低到高的顺序排列；选项C错误，同一能量层内的电子不一定总是成对出现，例如，在3p轨道上可以有一个未成对的电子；选项D错误，原子的电子排布必须遵循泡利不相容原理、洪特规则和能级顺序。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题简述原子结构模型的发展历程，包括汤姆孙、卢瑟福和玻尔的贡献，并解释这些模型如何逐步揭示了原子内部结构的奥秘。根据量子力学模型，解释电子云的概念及其对于理解元素周期表中元素性质周期性变化的重要性。请以钠(Na)和氯(Cl)为例说明。答案及解析：答案：汤姆孙(J.J.Thomson)提出了“布丁模型”或称为“水蜜桃模型”，他认为原子是一个正电荷均匀分布的球体，而负电荷的电子则嵌入其中。这是首次提出原子内存在负电荷粒子（电子）的概念。卢瑟福(ErnestRutherford)通过α粒子散射实验，发现原子几乎全部质量集中在中心的小区域内，即原子核，而电子围绕着这个核在外部空间旋转，这被称为“行星模型”。这一发现挑战了汤姆孙的模型，并为现代原子结构理论奠定了基础。玻尔(NielsBohr)引入了量子化轨道的概念，他假设电子只能在特定的稳定轨道上运动，当它们从一个轨道跃迁到另一个时会吸收或发射光子。玻尔模型成功地解释了氢原子光谱线的规律，是连接经典物理与量子力学的重要桥梁。解析：本题旨在考察学生对历史上科学家们提出的原子结构模型的理解以及这些模型对揭示原子内部结构所作的贡献。通过对三位科学家工作的回顾，学生可以了解科学知识是如何随着时间逐渐演进并完善的。答案：电子云是指根据量子力学原理，描述电子在原子核外出现概率分布的一种形象说法。它不再将电子视为沿着固定轨道绕核运行的粒子，而是认为电子存在于某个区域内，该区域内的每一点都有一定的概率找到电子。这种观念有助于我们更好地理解元素周期表中的元素性质为何呈现出周期性的变化。例如，钠(Na)位于元素周期表的第IA族，最外层有一个电子；而氯(Cl)位于第VIIA族，最外层有七个电子。由于两者最外层电子数不同，导致它们化学性质差异显著：钠倾向于失去一个电子形成+1价阳离子，而氯则倾向于获得一个电子成为-1价阴离子，从而实现稳定的八隅体结构。解析：此部分意在测试学生对量子力学模型下电子行为的理解，特别是电子云概念的应用，以及它如何帮助解释元素周期表中元素性质的变化。通过具体例子来阐述电子配置与元素化学性质之间的关系，可以使抽象的概念更加直观易懂。第二题：某有机物分子式为C₆H₁₂，已知其分子结构中含有3个碳碳双键，且分子中不存在环状结构。请回答以下问题：（1）根据分子式，推断该有机物的名称。（2）写出该有机物分子中两个碳碳双键的相对位置可能的三种不同结构。（3）该有机物可以发生加成反应，请写出该有机物与Br₂发生加成反应的产物结构式。答案：（1）名称：1,3-己二烯（2）三种不同的结构：结构1：CH₂=CH-CH=CH-CH₂-CH₃结构2：CH₂=CH-CH₂-CH=CH-CH₃结构3：CH₂=CH-CH₂-CH₂-CH=CH₂（3）加成反应产物结构式：CH₂=CH-CH=CH-CH₂-CH₃+Br₂→Br-CH₂-CHBr-CHBr-CH₂-CH₃解析：（1）根据分子式C₆H₁₂，可以计算出该有机物的度不饱和度为(2×6+2-12)/2=2。由于分子中含有3个碳碳双键，且无环状结构，因此该有机物是一个直链烯烃，其名称为1,3-己二烯。（2）两个碳碳双键的相对位置可能的三种不同结构分别是1,3-己二烯、1,4-己二烯和1,5-己二烯。（3）烯烃与Br₂发生加成反应时，Br₂会加成到碳碳双键上，生成二溴代烷。在1,3-己二烯的情况下，Br₂会加成到两个双键上，形成1,2,3,4-四溴己烷，即Br-CH₂-CHBr-CHBr-CH₂-CH₃。第三题题目描述（12分）考虑元素周期表中的过渡金属及其化合物。铁(Fe)是一种重要的过渡金属，具有多种氧化态，在自然界和工业中扮演着重要角色。本题将探讨铁的几种常见氧化物：氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe₂O₃)和四氧化三铁(Fe₃O₄)。请解释为什么铁能够形成不同类型的氧化物，并说明这些氧化物中铁的氧化数。（4分）请写出上述三种铁的氧化物在空气中高温加热时可能发生的化学反应方程式，并指出哪种氧化物最稳定。（4分）在实验室中，如果要通过化学方法区分这三种氧化物，你认为可以采用哪些实验手段？请简述你的方案。（4分）答案与解析解释及氧化数：铁能够形成不同类型的氧化物主要是因为它有多个电子层，尤其是其d轨道未填满，这使得它可以失去不同数量的电子，从而形成不同的氧化态。具体来说，铁的主要氧化态为+2和+3。因此，铁可以形成如下氧化物：氧化亚铁(FeO)，其中铁的氧化数为+2。氧化铁(Fe₂O₃)，其中铁的氧化数为+3。四氧化三铁(Fe₃O₄)，这是一种混合价态