专题一 化学基础（解析版）

专题一化学基础[考点导航]分子、原子、元素⭐化学式、化合价⭐⭐[例题1][分子、原子、元素]水电解生成氢气和氧气，其变化的微观过程如图所示。分析该示意图得到下列观点，其中不正确的是（）A．电解水过程中水分子发生了变化 B．每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 C．水电解变化的本质是构成分子的原子进行了重新组合 D．变化前后氢原子和氧原子没有变化，所以该变化为物理变化【解答】解：A、由微粒的变化可知，电解水过程中水分子发生了变化，故A正确；B、由微粒的构成可知，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，故B正确；C、由微粒的变化可知，水电解变化的本质是构成分子的原子进行了重新组合，故C正确。D、虽然变化前后氢原子和氧原子没有变化，但氢原子和氧原子发生了重新组合，生成了新的物质，所以该变化为化学变化，故D不正确。故选：D。[练习1]小金绘制了某元素三种同位素的结构示意图并对其进行了相关阐述，不合理的是（）A．图示的是氢元素，排在元素周期表首位 B．表示的电子带负电，质量远小于质子 C．表示的中子不带电，三种同位素的中子数不同 D．表示的质子带正电，与中子的个数和质量都相等【解答】解：A、质子数相同中子数不同的同一元素的原子互称同位素，表示的是质子，图示的原子中核内只有1个质子，图示的是氢元素，排在元素周期表首位，故选项说法正确。B、表示的是电子，带负电，质量很小，质量远小于质子，故选项说法正确。C、表示的是中子，不带电，三种同位素的中子数分别是0、1、2，中子数不同，故选项说法正确。D、由图示可知，表示的质子带正电，但与中子的个数和质量不一定都相等，第一种原子和第三种原子中质子数和中子数不相等，故选项说法错误。故选：D。[例题2][化学式与化合价]已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中，铁与氧的质量比为21：8，则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可能是（）A．9：20：5 B．9：20：33 C．2：5：3 D．5：6：3【解答】解：因Fe3O4中，铁元素和氧元素的质量比为21：8，则任意量都可满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21：8；FeO和Fe2O3可写成Fe2O3•FeO＝Fe3O4形式即它们的分子个数的比应保持在1：1，即质量比为20：9时，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21：8。所以FeO和Fe2O3的质量比为9：20时，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21：8。故选：AB。[练习2]炒菜时，又加料酒又加醋，可使菜变得香美可口，原因是醋中的乙酸与料酒中的乙醇生成乙酸乙酯。如表中是几种常见的酯，请完成下列问题：酯的名称甲酸甲酯甲酸乙酯乙酸甲酯乙酸乙酯化学式C2H4O2C3H6O2XC4H8O2（1）甲酸甲酯（C2H4O2）中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为6：1：8；（2）甲酸乙酯（C3H6O2）中碳元素的质量分数为48.6%（计算结果精确到0.1%）；（3）比较归纳是学习化学的重要方法，据表推测X的化学式为C3H6O2。【解答】解：（1）甲酸甲酯（C2H4O2）中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为：（12×2）：（1×4）：（16×2）＝6：1：8；故填：6：1：8；（2）甲酸乙酯（C3H6O2）中碳元素的质量分数为12×312×3+1×6+16×2（3）根据甲酸甲酯、甲酸乙酯的化学式可知，乙酸乙酯的一个分子里比乙酸甲酯的一个分子里多1个碳原子、2个氢原子，因此乙酸甲酯的化学式为C3H6O2；故填：C3H6O2。[猜押题专练]一．选择题（共10小题）1．普陀山佛茶为浙江省名茶。茶叶中的咖啡因能使中枢神经系统兴奋。咖啡因的化学式为C8H10N4O2，则下列说法中错误的是（）A．茶叶树的根向地生长是植物对地球引力刺激作出的反应 B．茶叶树相邻的叶总是不重叠，增大光照面积是对光合作用的适应 C．咖啡因分子由碳、氢、氮、氧四个元素组成 D．咖啡因中碳元素的质量分数约为49.5%【解答】解：A、茶叶树的根向地生长是植物对地球引力刺激作出的反应。正确；B、茶叶树相邻的叶总是不重叠，增大光照面积是对光合作用的适应，正确；C、咖啡因分子由碳、氢、氮、氧四种元素组成，而非四个元素，元素只分种类不分个数。错误；D、咖啡因中碳元素的质量分数12×812×8+1×10+14×4+16×2故选：C。2．由CO、HCOOH和H2COHOOH三种物质混合的蒸汽中，测得其中H元素的质量分数为a，则混合物中碳元素的质量分数为（）A．2(1−9a)7 B．2(1−7a)9 C．1﹣7ª 【解答】解：CO、HCOOH和H2COHOOH，三者可以分别看成CO、CO•H2O、CO•2H2O，根据氢元素相当于只在水中有，所以水的质量分数为9a，则相当于CO的质量分数为1﹣9a。而CO中碳元素的质量分数为1212+16=3故选：D。3．三种化合物CH4、C2H5OH、C2H4中，若含有碳元素的质量相同，则含有氢元素的质量比（）A．4：6：2 B．2：3：2 C．4：3：2 D．1：2：2【解答】解：将CH4、C2H5OH、C2H4化学式的碳原子的下标统一为2，得：C2H8、C2H5OH、C2H4，则等分子的分子中含有的碳元素质量相等，此时的氢原子个数比为：8：6：4＝4：3：2，即氢元素的质量比4：3：2。故选：C。4．某混合物中含有的化学成分和分子个数组合为：x份CaCO3，y份CaO，2y份CaSO4和p份NaCl（假定混合物中各化合物均匀存在）。已知混合物中氧的质量分数为39%，则混合物中钙的质量分数为（）A．32.5% B．31.3% C．33.2% D．70%【解答】解：CaCO3中钙元素与氧元素的个数比为1；3，故x份CaCO3中钙元素与氧元素的原子个数分别为x、3x；CaO中钙元素与氧元素的个数比为1；1，故y份CaO中钙元素与氧元素的原子个数分别为y、y。CaSO4中钙元素与氧元素的个数比为1；4，故2y份CaSO4中钙元素与氧元素的原子个数分别为2y、8y。混合物中钙元素与氧元素的个数应为混合物中各物质含有的钙元素、氧元素的原子个数之和。故混合物中钙元素与氧元素的原子个数比为：（x+y+2y）：（3x+y+8y）＝1：3。元素的质量比是各元素的相对原子质量乘以原子个数之比；故混合物中钙元素与氧元素的质量比为：（40×1）：（16×3）＝5：6。因元素的质量与它的质量分数成正比。设混合物中钙的质量分数为a%56a%＝32.5%故选：A。5．2020年新春之际出现了罕见的新型冠状病毒疫情，过氧乙酸（分子模型如图）能有效杀灭病毒。下列关于过氧乙酸的说法中正确的是（）A．过氧乙酸分子式为CH﹣COOH B．过氧乙酸是由碳原子、氢原子、氧原子三种原子构成 C．过氧乙酸的相对分子质量是76 D．过氧乙酸中碳元素的质量分数最大【解答】解：A．由分子结构模型可知，每个过氧乙酸分子是由2个碳原子、4个氢原子和3个氧原子构成的，其化学式可表示为CH3COOOH，选项说法错误；B．过氧乙酸是由分子构成的，过氧乙酸分子是由碳原子、氢原子、氧原子三种原子构成，选项说法错误；C．过氧乙酸的相对分子质量是12×2+1×4+16×3＝76，选项说法正确；D．过氧乙酸中碳、氢、氧三种元素的质量比（12×2）：（1×4）：（16×3）＝6：1：12，可见其中氧元素的质量分数最大，选项说法错误。故选：C。6．2020年春，一场突如其来的新冠肺炎疫情，打乱了人们的生活节奏。研究表明过氧乙酸消毒液可有效杀死病毒。下列关于过氧乙酸（C2H4O3）说法正确的是（）A．1个过氧乙酸分子中含有三种原子 B．过氧乙酸的相对分子质量为76克 C．过氧乙酸中碳元素和氢元素质量比是1：2 D．过氧乙酸由碳原子、氢原子、氧原子构成【解答】解：A．由化学式可知，1个过氧乙酸分子中含有碳原子、氢原子和氧原子共三种原子，选项说法正确；B．相对分子质量的单位不是“g”而是“1”，通常省略不写，选项说法错误；C．过氧乙酸中碳元素和氢元素质量比是（12×2）：（1×4）＝6：1，选项说法错误；D．过氧乙酸是由分子构成的，而不是由原子直接构成的，选项说法错误。故选：A。7．某化合物在水中能完全电离，将该化合物配制成甲、乙、丙三种不同浓度的水溶液，对溶液中所含阴、阳离子数目进行测定，结果如图所示。由图可判断该化合物可能是（）A．NaOH B．Al（NO3）3 C．CaCl2 D．H2SO4【解答】解：由溶液中所含阴、阳离子数目图可知，该溶液中阳离子和阴离子的个数比为1：1。A、氢氧化钠中钠离子和氢氧根离子的个数比为1：1，故选项正确。B、Al（NO3）3中铝离子和硝酸根离子的个数比为1：3，故选项错误。C、CaCl2中钙离子和氯离子的个数比为1：2，故选项错误。D、H2SO4中氢离子和硫酸根离子的个数比为2：1，故选项错误。故选：A。8．庆祝元素周期表诞生150周年，联合国将2019年定为国际化学元素周期表年。如图是元素周期表的一部分，对相关信息叙述正确的是（）A．碳、铝、硅三种元素都属于非金属元素 B．碳原子的相对原子质量是12.01g C．铝原子的核内质子数一定为13 D．铝元素和硅元素位于元素周期表的同一族【解答】解：A、铝元素是金属元素，A说法不正确；B、元素周期表中，每种元素占据的空格，最下面数字表示相对原子质量，碳原子的相对原子质量是12.01，单位不是g，B说法不正确；C、元素周期表中，每种元素占据的空格，左上角是原子序数，原子中，核内质子数＝原子序数，铝原子的核内质子数为13，C说法正确；D、铝元素和硅元素在同一横行，位于元素周期表的同一周期，不是同一族，D说法不正确。故选：C。9．已知某化学反应的微观模型示意图如图。下列说法正确的是（）A．该反应前后，只有硫元素的化合价发生改变 B．该反应的化学方程式可表示为：H2S+O2△¯S+H2OC．乙与丙两种物质在一定条件下也能发生反应 D．反应中，甲与丙两种物质的质量之比随乙物质的质量变化而改变【解答】解：由化学反应的微观模型示意图可知，该反应的方程式是：2H2S+3O2点燃¯2SO2+2H2A、由方程式及化合价原则可知，该反应前后，硫元素、氧元素的化合价发生改变，故A错误；B、由上述分析可知，该反应的化学方程式可表示为：2H2S+3O2△¯2S+2H2C、乙与丙两种物质分别是氧气和硫，在点燃的条件下硫能燃烧，故C正确；D、由质量守恒定律可知，甲与丁两种物质的质量之比不随乙物质的质量变化而改变，故D错误。故选：C。10．816O表示该氧元素的原子有8个质子，（16﹣8）个中子，818O是816O的一种同位素，含有8个质子，10个中子。现有两个容器，分别充满714N、A．所含物质的质量和质子数相等 B．含有相同数目的质子和中子 C．含有相同数目的中子和原子 D．含有相同数目的电子和中子【解答】解：两容器内含有一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）的分子数相同，一个氮原子有7个质子，7个中子；一个碳原子有6个质子，7个中子；一个氧原子有8个质子，10个中子。A、一个一氧化氮分子的相对质量和质子数分别为32、15；一个一氧化碳的相对质量和质子数分别为31、14，所含物质的质量不相等，故错误；B、一个一氧化氮的质子和中子数分别为15、17；一个一氧化碳的质子和中子数分别为14、17，含有不相同数目的质子，故错误；C、一个一氧化氮的中子和原子数分别为17、2；一个一氧化碳的中子和原子数分别为17、2，含有相同数目的中子和原子，故正确；D、电子数等于质子数，一个一氧化氮的电子和中子分别为15、17；一个一氧化碳的电子和中子数分别为14、17，含有不相同数目的电子，故错误。故选：C。二．填空题（共3小题）11．防锈和回收废旧金属都是保护金属资源的重要途径。为测定一种待回收的废铁中铁的锈蚀程度，某同学取该部分锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成），测得其中氧元素的含量为12%，则样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数约为31.8%。【解答】解：设该锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成）的质量为x．则氧化铁的质量=12%x被腐蚀的铁的质量=56×2所以该样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数为：56×256×2+16×3故答案为：31.8%。12．从分子、原子的角度认识化学反应是化学研究的基本方法。如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图。（”●”表示氧原子，“〇”表示氢原子）（1）下列关于变化Ⅱ的说法中，正确的是C（填写序号）；A．分子的数目增多了B．分子变小了C．分子间的距离变小了D．分子的种类发生了改变（2）从守恒的思想分析，化学反应的特点是反应前后原子的种类、数目不变。【解答】解：（1）由变化Ⅱ中微粒的变化可知，分子的间隔变小了，分子的数目、体积、种类没有发生变化；（2）从守恒的思想分析，化学反应的特点是：反应前后原子的种类、数目不变。故答为：（1）C。（2）反应前后原子的种类、数目不变。13．化学元素组成万物。人们很早就意识到物质都是由几种亘古不变的基本成分﹣﹣“元素”组成的。（1）古人曾认为水是组成物质的元素之一。在你学过的知识中能说明“水不是元素”的实验事实是电解水生成氢气和氧气。（2）现代化学对“元素”做了科学定义，图甲是两个微粒的结构模型示意图，小科认为这两个微粒不属于同种元素，你认为他的依据是核内质子数不同。（3）1869年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上制作出第一张元素周期表，图乙是元素周期表的部分内容，表中空白格处元素原子的质子数为31。【解答】解：（1）能说明“水不是元素”的实验事实是电解水生成氢气和氧气。故填：电解水生成氢气和氧气。（2）这两个微粒不属于同种元素，依据是核内质子数不同。故填：核内质子数不同。（3）表中空白格处元素原子的质子数为31，是因为同一周期中由左至右原子序数依次递增。故填：31。三．实验探究题（共1小题）14．科学理论的建立都要有一定的证据．在研究原子结构的历史进程中，卢瑟福揭开了原子世界一个又一个的奥秘．（1）1911年，卢瑟福等人进行了α粒子散射实验，将一些带两个单位正电荷的、高速运动的α粒子轰击金箔，发现多数α粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，但也有少数α粒子发生了较大角度的偏转，而极少数α粒子发生反弹．据此分析可以得到有关原子结构的说法正确的是（填序号）AC．A．大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向，说明了金原子中原子核的体积很小B．少部分α粒子改变原来的方向，说明原子核带负电C．极少数的α粒子被反弹了回来，说明了原子核的质量很大（2）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子中被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，从现代观点看，被打出的微粒一定是质子．【解答】解：（1）A、大多数α粒子不改变方向就可以顺利穿过，是因为原子内部有较大的空间原子核体积很小，故正确．B、有少部分α粒子发生偏转，是因为原子内部有带正电荷的微粒，故错误．C、有极少数α粒子被反弹回来，是因为原子内部有质量大体积小的微粒，故正确．故选AC；（2）1919年，卢瑟福从氮原子中打出了1个质子和1个电子，最终发现原子是由位于原子中心的原子核及在核外运动的电子组成，所以打出了一个质子；故填：质子．四．解答题（共4小题）15．金秋十月，余姚大岚的柿子挂满了枝头。柿子味道爽口，甜而不腻，它的营养价值非常丰富﹣﹣含多种维生素、人体所需的微量元素，但同时它又含有大量的鞣酸（C76H52O46）物质，在胃酸的作用下与其他食物中的钙、锌、镁、铁等矿物质凝结成大小不等的块状，不被人体所吸收，所以柿子不宜多食。（1）成熟的柿子吃起来甜甜的，这种甜性物质主要存在于细胞的液泡（填细胞结构名称）。（2）鞣酸中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为38：26：23。（3）鞣酸中质量分数最大的元素是C（或碳）。【解答】解：（1）成熟的柿子吃起来甜甜的，这种甜性物质主要存在于细胞的液泡。（2）鞣酸中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为76：52：46＝38：26：23。（3）鞣酸中碳、氢、氧元素的质量比为（12×76）：（1×52）：（16×46）＝912：52：736＝228：13：184，所以鞣酸中质量分数最大的元素是碳。故答案为：（1）液泡。（2）38：26：23。（3）C（或碳）。16．（1）X、Y两种元素组成的化合物甲和乙，甲的化学式为XY2，其中Y元素的质量分数50%，乙中Y元素的质量分数为60%，则乙的化学式为XY3。（2）在氮与氧形成的氧化物中，有一种会使人发笑的物质俗称“笑气”，在该物质中氮氧元素的质量比为7：4，则此氧化物的化学式是N2O。【解答】解：（1）X、Y两种元素组成的化合物甲和乙，甲的化学式为XY2，其中Y元素的质量分数50%，设X、Y的相对原子质量分别为a、b，则a2b=50%50%，a＝2b。乙中Y元素的质量分数为60%，则乙中X、Y的原子个数比为40%a：60%（2）在氮与氧形成的氧化物中，有一种会使人发笑的物质俗称“笑气”，在该物质中氮氧元素的质量比为7：4，则氮原子和氧原子的个数比为714：416=故答案为：（1）XY3。（2）N2O。17．1932年，美国化学大师LinusPauling提出电负性（用希腊字母x表示）的概念，用来确定化合物中原子某种能力的相对大小。LinusPauling假定F的电负性为4，井通过热化学方法建立了其它元素的电负性。LhlusPauhg建立的有关元素的电负性如下：H：2.1Li：1.0Be：1.5B：2.0C：2.5N：3.0O：3.5F：4.0Na：0.9Mg：1.2A1：l.5Si：1.8P：2.1