《第三单元 物质结构研究的意义》（同步训练）高中化学选择性必修2-苏教版-2024-2025学年

《第三单元物质结构研究的意义》同步训练(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、物质结构的研究对化学发展具有重要意义，下列关于物质结构研究的叙述不正确的是：A.通过研究物质结构可以预测物质的物理性质B.研究物质结构有助于理解化学反应的本质C.物质结构的研究仅限于原子和分子层面D.探索物质结构能够指导新材料的设计与合成2、以下关于物质结构研究的意义的说法中，正确的是：A.物质结构的研究只对化学领域有重要意义，对其他科学领域影响不大。B.物质结构的研究可以揭示自然界中所有物质的基本构成。C.物质结构的研究有助于理解物质的性质和变化规律，从而为新材料的设计和合成提供理论依据。D.物质结构的研究与日常生活无关，只存在于实验室和理论研究中。3、下列关于物质结构研究的意义，哪一个说法是不正确的？A.研究物质结构有助于理解材料的物理和化学性质。B.物质结构的研究对开发新型药物没有帮助。C.对物质结构的理解可以促进新能源材料的研发。D.探索物质结构能够支持环境保护技术的发展。4、下列关于物质结构研究的意义，哪一项描述是不正确的？A.物质结构的研究有助于理解材料的物理和化学性质。B.通过研究物质结构，可以预测物质在不同条件下的行为。C.研究物质结构对开发新材料没有实际帮助。D.物质结构的研究为药物设计提供了理论基础。5、在原子结构的研究中，以下哪个实验揭示了电子在原子中的分布规律？A.卢瑟福的α粒子散射实验B.汤姆孙的阴极射线实验C.沙尔文的X射线衍射实验D.玻尔的原子模型实验6、下列关于物质结构研究的意义的说法中，不正确的是：A.有助于理解物质性质和变化规律B.有助于揭示化学反应的本质C.有助于开发新型材料和药物D.有助于预测自然灾害7、在下列选项中，哪一个不是通过研究物质结构所获得的直接信息？A.分子中原子的排列方式B.物质的颜色和气味C.化学键的类型及其强度D.原子间的距离8、在研究物质结构的过程中，以下哪个实验方法最有助于揭示原子核的内部结构？A.X射线衍射实验B.粒子散射实验C.红外光谱分析D.气相色谱分析9、在原子结构的研究中，以下哪个实验对揭示原子结构内部的秘密起到了关键作用？A.汤姆孙的阴极射线实验B.洛克的α粒子散射实验C.卢瑟福的α粒子散射实验D.爱因斯坦的光电效应实验10、以下关于物质结构研究的意义的说法，不正确的是（）A.有助于我们深入理解物质的性质和变化规律B.为化学合成新物质提供理论指导C.可以为材料科学的发展提供基础D.物质结构研究对生物学和医学领域没有影响11、下列关于物质结构研究意义的描述，不正确的是：A.物质结构的研究有助于揭示物质的性质和变化规律。B.物质结构的研究有助于指导新材料的开发和制备。C.物质结构的研究有助于推动化学工业的发展。D.物质结构的研究与生物学的进化无关。12、在物质结构研究中，下列哪个理论认为原子是由一个带正电的原子核和绕核高速运动的电子组成的？A.波粒二象性理论B.氢原子模型C.卢瑟福原子模型D.电子云模型13、在下列关于物质结构研究的意义的陈述中，正确的是：A.物质结构研究可以解决所有化学问题B.物质结构研究有助于理解物质的性质和变化规律C.物质结构研究可以完全预测化学实验的结果D.物质结构研究只关注原子层面的结构14、关于物质结构研究的意义，以下说法正确的是：A.物质结构研究仅限于理论研究，与实际应用无关B.物质结构研究有助于理解化学反应的机理，指导化学合成C.物质结构研究仅关注原子和分子的结构，忽略宏观性质D.物质结构研究只涉及化学领域，不涉及其他科学领域15、以下哪个选项描述了物质结构研究的意义？A.提高生产效率B.了解物质的性质和变化规律C.促进经济发展D.推动科技创新16、在下列关于分子间作用力的说法中，哪一项是正确的？A.离子键存在于所有类型的晶体结构中。B.氢键仅能在水分子之间形成。C.范德华力（VanderWaalsforces）包括伦敦分散力和偶极-偶极相互作用。D.金属键是由金属阳离子和自由移动的电子云之间的静电吸引力构成的，这种键只存在于合金中。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题：根据以下信息，回答问题：某元素的原子序数为20，其基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²。（1）写出该元素的最高化合价；（2）根据该元素的电子排布，推测其可能的化学性质；（3）简述该元素在物质结构研究中的重要性。第二题：在原子结构的研究中，科学家通过α粒子散射实验发现了原子核，这一发现对化学有哪些重要意义？第三题已知某元素X的原子序数为17，试根据物质结构理论回答以下问题：（1）写出元素X的电子排布，并指出它属于哪个周期、哪个族。（2）解释为什么元素X倾向于获得一个电子形成阴离子而不是失去电子形成阳离子。（3）基于元素X的性质，推测其最高价氧化物对应水化物的酸碱性，并简要说明理由。第四题：在原子结构的研究中，以下哪种实验方法对于揭示电子云的分布起到了关键作用？A.α粒子散射实验B.光电效应实验C.X射线衍射实验D.电子轨道理论《第三单元物质结构研究的意义》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、物质结构的研究对化学发展具有重要意义，下列关于物质结构研究的叙述不正确的是：A.通过研究物质结构可以预测物质的物理性质B.研究物质结构有助于理解化学反应的本质C.物质结构的研究仅限于原子和分子层面D.探索物质结构能够指导新材料的设计与合成答案：C解析：选项A、B和D都准确地反映了物质结构研究的重要性和应用范围。物质结构的研究不仅帮助我们了解物质的物理和化学性质，还提供了设计和合成新物质的可能性。然而，选项C表述有误，因为物质结构的研究并不仅仅局限于原子和分子层面，它也涉及到晶体结构、聚合物链结构等更复杂的层次，甚至包括纳米尺度和宏观尺度上的结构特性。因此，正确的选择是C。2、以下关于物质结构研究的意义的说法中，正确的是：A.物质结构的研究只对化学领域有重要意义，对其他科学领域影响不大。B.物质结构的研究可以揭示自然界中所有物质的基本构成。C.物质结构的研究有助于理解物质的性质和变化规律，从而为新材料的设计和合成提供理论依据。D.物质结构的研究与日常生活无关，只存在于实验室和理论研究中。答案：C解析：物质结构的研究对于理解物质的性质和变化规律至关重要，它有助于预测和解释各种化学现象，对于开发新材料、药物设计、环境保护等领域都有重要应用。因此，选项C正确地反映了物质结构研究的意义。选项A错误，因为物质结构的研究对多个科学领域都有重要影响；选项B过于绝对，不是所有物质的基本构成都能通过物质结构的研究揭示；选项D错误，因为物质结构的研究与日常生活密切相关，例如在食品、药品、能源等领域都有应用。3、下列关于物质结构研究的意义，哪一个说法是不正确的？A.研究物质结构有助于理解材料的物理和化学性质。B.物质结构的研究对开发新型药物没有帮助。C.对物质结构的理解可以促进新能源材料的研发。D.探索物质结构能够支持环境保护技术的发展。答案：B解析：物质结构的研究在现代科学和技术中扮演着至关重要的角色。它不仅对于理解材料的基本物理和化学性质至关重要（选项A），而且对于设计和开发新的药物也有重大影响（因此选项B的说法是不正确的）。通过深入研究分子和晶体结构，科学家们能够优化药物的效能和靶向性。此外，物质结构的知识同样应用于新能源材料（选项C）和环保技术（选项D）的开发，比如提高太阳能电池效率或设计更有效的催化剂来减少污染。因此，正确答案为B，因为它错误地低估了物质结构研究的重要性。4、下列关于物质结构研究的意义，哪一项描述是不正确的？A.物质结构的研究有助于理解材料的物理和化学性质。B.通过研究物质结构，可以预测物质在不同条件下的行为。C.研究物质结构对开发新材料没有实际帮助。D.物质结构的研究为药物设计提供了理论基础。答案：C解析：物质结构的研究对于现代科学和技术的发展具有极其重要的意义。它不仅帮助我们理解现有的物质特性（选项A），还使得科学家能够根据分子或晶体结构预测物质的行为，例如熔点、沸点、硬度等（选项B）。此外，通过对物质结构的理解，科学家们可以设计并合成新型材料，这些材料可能具有特定的功能或性能，如高强度、轻质、耐高温、导电性等，因此选项C的说法是错误的。最后，物质结构的知识在生物化学领域也有广泛应用，比如在药物设计中，了解药物分子与靶点之间的相互作用机制对于提高药效和减少副作用至关重要（选项D）。因此，正确答案为C。5、在原子结构的研究中，以下哪个实验揭示了电子在原子中的分布规律？A.卢瑟福的α粒子散射实验B.汤姆孙的阴极射线实验C.沙尔文的X射线衍射实验D.玻尔的原子模型实验答案：A解析：卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，即原子的质量和正电荷集中在原子核中，而电子则围绕原子核运动。这个实验为后来的量子力学和原子结构的研究奠定了基础。汤姆孙的阴极射线实验发现了电子，沙尔文的X射线衍射实验揭示了晶体结构的规律，玻尔的原子模型实验则是对氢原子光谱的解释。因此，选项A正确。6、下列关于物质结构研究的意义的说法中，不正确的是：A.有助于理解物质性质和变化规律B.有助于揭示化学反应的本质C.有助于开发新型材料和药物D.有助于预测自然灾害答案：D解析：物质结构研究对于理解物质性质和变化规律、揭示化学反应本质以及开发新型材料和药物具有重要意义。然而，预测自然灾害主要依赖于地质学、气象学等学科的研究，与物质结构研究关系不大。因此，D选项不正确。7、在下列选项中，哪一个不是通过研究物质结构所获得的直接信息？A.分子中原子的排列方式B.物质的颜色和气味C.化学键的类型及其强度D.原子间的距离答案：B解析：物质结构的研究主要关注的是原子和分子层面的信息，包括原子如何组合形成分子（选项A），化学键的本质（选项C），以及原子或离子之间的精确距离（选项D）。这些信息对于理解物质的物理和化学性质至关重要。然而，虽然物质的颜色和气味是其物理性质的一部分，并且可以间接地与物质结构相关联，但它们并不是通过研究物质结构直接获得的信息。例如，颜色可能取决于物质吸收光的方式，而气味则涉及分子与嗅觉受体的相互作用，这些都是较为宏观的现象，超出了单纯结构分析所能提供的信息范围。因此，正确答案为B。8、在研究物质结构的过程中，以下哪个实验方法最有助于揭示原子核的内部结构？A.X射线衍射实验B.粒子散射实验C.红外光谱分析D.气相色谱分析答案：B解析：粒子散射实验，如卢瑟福散射实验，是揭示原子核内部结构的关键实验方法。通过观察α粒子与金箔的散射情况，卢瑟福提出了原子核式结构模型，即原子内部有一个带正电的核，电子围绕核运动。其他选项如X射线衍射实验主要用于研究晶体结构，红外光谱分析和气相色谱分析则主要用于分子结构的研究。9、在原子结构的研究中，以下哪个实验对揭示原子结构内部的秘密起到了关键作用？A.汤姆孙的阴极射线实验B.洛克的α粒子散射实验C.卢瑟福的α粒子散射实验D.爱因斯坦的光电效应实验答案：C解析：卢瑟福的α粒子散射实验通过观察α粒子在金箔上的散射情况，揭示了原子结构内部的秘密，即原子中有一个集中在原子中心的带正电的核。这一实验结果推翻了汤姆孙的“葡萄干面包模型”，提出了原子核模型。其他选项虽然也是重要的物理实验，但不是直接揭示原子结构的实验。10、以下关于物质结构研究的意义的说法，不正确的是（）A.有助于我们深入理解物质的性质和变化规律B.为化学合成新物质提供理论指导C.可以为材料科学的发展提供基础D.物质结构研究对生物学和医学领域没有影响答案：D解析：物质结构研究对生物学和医学领域有重要影响。例如，通过对蛋白质结构的了解，可以帮助科学家设计出针对特定疾病的治疗药物。因此，选项D的说法是不正确的。其他选项A、B、C均正确，物质结构研究确实有助于我们深入理解物质的性质和变化规律，为化学合成新物质提供理论指导，以及为材料科学的发展提供基础。11、下列关于物质结构研究意义的描述，不正确的是：A.物质结构的研究有助于揭示物质的性质和变化规律。B.物质结构的研究有助于指导新材料的开发和制备。C.物质结构的研究有助于推动化学工业的发展。D.物质结构的研究与生物学的进化无关。答案：D解析：物质结构的研究对于生物学领域也有重要意义，例如，了解蛋白质、核酸等生物大分子的结构有助于揭示生物体的生命活动机制，因此选项D的说法是不正确的。其他选项A、B、C都是物质结构研究的重要意义。12、在物质结构研究中，下列哪个理论认为原子是由一个带正电的原子核和绕核高速运动的电子组成的？A.波粒二象性理论B.氢原子模型C.卢瑟福原子模型D.电子云模型答案：C解析：卢瑟福原子模型认为原子是由一个带正电的原子核和绕核高速运动的电子组成的，这一理论对理解原子结构起到了重要作用。选项A波粒二象性理论是量子力学的基本原理，描述了微观粒子的波粒二重性；选项B氢原子模型是描述氢原子结构的模型；选项D电子云模型则是在量子力学基础上对电子运动状态的一种描述。13、在下列关于物质结构研究的意义的陈述中，正确的是：A.物质结构研究可以解决所有化学问题B.物质结构研究有助于理解物质的性质和变化规律C.物质结构研究可以完全预测化学实验的结果D.物质结构研究只关注原子层面的结构答案：B解析：物质结构研究对于理解物质的性质和变化规律具有重要意义，它有助于我们预测物质的化学行为和设计新的化学反应。选项A过于绝对，物质结构研究并非万能的；选项C同样过于绝对，化学实验结果受到多种因素的影响；选项D则过于狭隘，物质结构研究不仅关注原子层面的结构，还包括分子、晶体等不同层次的结构。因此，选项B是正确的。14、关于物质结构研究的意义，以下说法正确的是：A.物质结构研究仅限于理论研究，与实际应用无关B.物质结构研究有助于理解化学反应的机理，指导化学合成C.物质结构研究仅关注原子和分子的结构，忽略宏观性质D.物质结构研究只涉及化学领域，不涉及其他科学领域答案：B解析：物质结构研究对于理解化学反应的机理、指导化学合成等具有重要的实际应用价值。选项A错误，因为物质结构研究既包括理论研究，也包括实际应用；选项C错误，因为物质结构研究不仅关注原子和分子的结构，也涉及物质的宏观性质；选项D错误，因为物质结构研究涉及化学、物理等多个科学领域。15、以下哪个选项描述了物质结构研究的意义？A.提高生产效率B.了解物质的性质和变化规律C.促进经济发展D.推动科技创新答案：B解析：物质结构研究的主要意义在于通过研究物质的内部结构，深入了解物质的性质和变化规律。这对于化学学科的发展、新物质的发现和应用具有重要意义，从而推动科技进步。虽然选项A、C和D也与物质结构研究相关，但它们并不是物质结构研究的直接意义。16、在下列关于分子间作用力的说法中，哪一项是正确的？A.离子键存在于所有类型的晶体结构中。B.氢键仅能在水分子之间形成。C.范德华力（VanderWaalsforces）包括伦敦分散力和偶极-偶极相互作用。D.金属键是由金属阳离子和自由移动的电子云之间的静电吸引力构成的，这种键只存在于合金中。答案：C解析：选项A错误，因为离子键主要存在于离子晶体中，如氯化钠（NaCl），而不是所有类型的晶体。其他类型的晶体包括分子晶体、共价网络晶体和金属晶体，它们分别通过分子间力、共价键和金属键结合在一起。选项B错误，氢键可以在任何含有氢原子与高电负性原子（如氮、氧或氟）直接相连的分子之间形成，不仅限于水分子。例如，氨（NH3）和甲醇（CH3OH）分子之间也可以形成氢键。选项C正确，范德华力确实包含两种主要类型的作用力：伦敦分散力（瞬时偶极诱导偶极作用）和永久偶极-偶极相互作用。这些弱相互作用在非极性和极性分子之间普遍存在，并对物质的物理性质有重要影响。选项D错误，金属键是指金属阳离子和自由移动的电子云之间的静电吸引力，这是所有纯金属和合金共同具有的特征，而不仅仅是合金。金属键赋予了金属材料良好的导电性、延展性和光泽等特性。因此，正确答案为C。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题：根据以下信息，回答问题：某元素的原子序数为20，其基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²。（1）写出该元素的最高化合价；（2）根据该元素的电子排布，推测其可能的化学性质；（3）简述该元素在物质结构研究中的重要性。答案：（1）该元素的最高化合价为+6。（2）该元素最外层电子排布为4s²，因此可能形成+2价的阳离子；由于3d轨道已满，4s轨道电子相对稳定，故该元素也可能表现出+6价，形成高价化合物。此外，该元素可能具有还原性和氧化性，具体性质取决于其化学反应条件。（3）该元素在物质结构研究中的重要性体现在以下几个方面：首先，其基态原子的电子排布对于理解该元素及其化合物的化学性质至关重要；其次，该元素的存在形式和化学性质的变化可以帮助我们了解过渡金属元素的性质规律；最后，该元素在催化、材料科学等领域具有重要的应用价值。解析：（1）通过观察电子排布式，可以看出该元素的最外层电子位于4s轨道，因此其最高化合价应为+6，因为最外层电子可以全部参与化合。（2）由于该元素的电子排布式为3d¹⁰4s²，最外层有2个电子，因此可以形成+2价阳离子。同时，由于3d轨道已满，4s轨道电子相对稳定，因此也可能表现出+6价。化学性质取决于具体反应条件，可能表现出还原性或氧化性。（3）该元素作为过渡金属，其电子排布和化学性质的研究有助于我们理解整个过渡金属元素族的性质，对于材料科学、催化等领域的研究具有重要意义。第二题：在原子结构的研究中，科学家通过α粒子散射实验发现了原子核，这一发现对化学有哪些重要意义？答案：原子核的发现揭示了原子的内部结构，为理解元素的性质和化学反应的本质奠定了基础。原子核的存在解释了同位素现象，即同种元素的不同原子核可以具有不同的质量数。原子核的研究促进了核化学的发展，为原子能的利用和核技术在工业、农业、医疗等领域的应用提供了理论基础。原子核的结构研究有助于理解化学反应中的能量变化，例如核反应释放或吸收的能量。解析：本题考查原子核的发现对化学的重要意义。通过α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核模型，这一模型揭示了原子内部的结构，对化学领域产生了深远的影响。原子核的发现使得化学家能够更深入地理解元素的性质、同位素现象以及化学反应中的能量变化。这些发现不仅推动了化学理论的发展，也为实际应用提供了重要的科学依据。因此，原子核的发现对化学具有重大的理论和实践意义。第三题已知某元素X的原子序数为17，试根