5.3 从微观结构看物质的多样性 课后练习 2024-2025学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

5.3 从微观结构看物质的多样性 课后练习 2024-2025学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册 一、单选题 1．H、D、T、H+可以用来表示 A．氢元素的四种不同微粒 B．四种不同的元素 C．化学性质不同的氢原子 D．四种不同的氢元素 2．元素之间的根本区别是原子的 A．核内质子数不同 B．核外电子数不同 C．核内中子数不同 D．相对原子质量不同 3．下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物是 A．CCl4、HD、H2O2 B．PCl3、SiC、H2SO4 C．SO2、SO3、P2O5 D．NH3、Na2S、C10H18 4．下列各组物质中不属于同素异形体的是 A．金刚石和石墨 B．O2和O3 C．红磷和白磷 D．H2O和H2O2 5．下列属于同素异形体的是 A．白磷和红磷 B．甲烷和丁烷 C．水和重水 D．CO和CO2 6．下列跟氧气和臭氧的关系相同的一组物质是 A．和 B．氯气和液氯 C．乙醇和二甲醚 D．红磷和白磷 7．下列化学用语或模型不正确的是 A．HF的电子式： B．CO2的结构式∶O=C=O C．CH4分子的空间充填模型∶ D．含有18个中子的氯原子：Cl 8．化学材料的使用对人类生活质量的提高和科技的发展有重要作用，下列说法正确的是 A．生铁的含碳量为0.03%～2% B．“天和”核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体，使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于无机非金属材料 C．T−碳是一种新型三维碳结构晶体，与C60互为同位素 D．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料-砷化镓属于金属材料 9．下列说法错误的是 A．分子的电子式为，其中每个原子都达到了8电子稳定结构 B．同种元素的不同单质互为同素异形体，与互为同素异形体 C．以钙原子撞击锎()靶：，X为中子 D．与反应的过程中存在共价键、离子键的断裂和形成 10．aXn－和bYm＋为两主族元素的离子，它们的电子层结构相同，下列判断错误的是(　　) A．原子半径X＜Y B．离子半径Xn－＜Ym＋ C．a＋n＝b－m D．X的氢化物的化学式为HnX 11．下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．甲烷分子是正四面体结构 C．含电子的数目为 D．淀粉和纤维素互为同分异构体 12．据此下列说法正确的是 A．CH3(CH2)2CH3与CH3CH(CH3)2是同系物 B．18O2与16O3互为同位素 C．金刚石与石墨是同素异形体 D．与 是同分异构体 13．意大利科学家最近合成了一种新型的氧分子，其化学式为O4，对其说法正确的是 A．O4是一种化合物 B．O4是由O2组成的混合物 C．O4 和 O2互为同素异形体 D．一个 O4 分子由 2个O2分子构成 14．互为同位素的两种原子不可能具有 A．相同的电子数 B．相同的中子数 C．几乎完全相同的化学性质 D．相同的质子数 15．已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是 A．原子半径　A＞B＞D＞C B．原子序数　b＞a＞d＞c C．离子半径　C＞D＞B＞A D．单质的还原性　A＞B＞D＞C 16．铜有两种天然同位素Cu和Cu，已知铜元素的近似相对原子质量为63.5，则Cu的原子个数百分数是 A．75% B．25% C．50% D．45% 17．“纳米车”(如图所示)是科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成的，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是 A．C60是一种新型的化合物 B．C60与12C是同素异形体 C．人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动 D．“纳米车”诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段 18．下列说法正确的是 A．16O2和18O3互为同位素 B．杨万里《戏笔》中写道“野菊荒苔各铸钱，金黄铜绿两争妍”，铜绿的主要成分为碱式碳酸铜()，属于碱式盐 C．实验中，没有用完的任何试剂都不得放回原试剂瓶 D．食物腐败、胶体的制备、植物光合作用都与氧化还原反应有关 19．下列说法正确的是 A．食物腐败、金属的冶炼、Al(OH)3胶体净水都与氧化还原反应有关 B．14C可用于文物鉴定，14C与12C互为同素异形体 C．既能与酸反应又能与碱反应的化合物属于两性氧化物 D．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料 20．共价键、离子键、范德华力和氢键都是微观粒子之间的不同作用力。有下列物质：①Na2O2  ②冰  ③金刚石  ④碘单质  ⑤CaCl2  ⑥白磷，只含有两种作用力是（   ） A．①④⑥ B．①③⑥ C．②④⑤ D．①②③⑤ 21．下列各组粒子中，属于同位素的是 A．和 B．和 C．和 D．和 22．下列与生活有关的化学知识中叙述错误的是 A．焦炭(主要含石墨微晶)与金刚石都是碳的同素异形体，其化学性质完全相同 B．钢铁制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理，使其表面产生起保护作用的致密且极薄的氧化物膜 C．“嫦娥五号”返回器带回的月壤中含有，它与地球上的互为同位素 D．泡沫灭火器可用于一般的起火的扑灭，不可用于金属钠起火的扑灭 23．下列说法正确的是 A．单晶硅和石英互为同素异形体 B．某化合物熔融状态能导电，则一定不含共价键 C．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较低 D．在元素周期表中，从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 24．下列化学用语正确的是 A．Na的结构示意图： B．硫酸的电离方程式：H2SO4=H+SO C．中子数为20的氯原子： D．胆矾的化学式：CuSO4·5H2O 25．1891年Engel首次制得S6分子，1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是 A．S6和S8互为同位素 B．S6和S8分别与铜粉反应，所得产物均为CuS C．S6和S8分别与过量的氧气反应可以得到SO3 D．等质量的S6和S8分别与足量的热KOH溶液反应，消耗KOH的物质的量相同 二、填空题 26．X射线衍射实验获得分子信息 通过晶体X射线衍射实验，可以测定晶胞中各个原子的 ，根据原子坐标，可以计算原子间的 ，判断哪些原子之间存在化学键，确定 和键角，得出分子的 。 27．我国的探月工程正在有计划的进行着，最近发射的嫦娥二号卫星又圆满完成了多项科学任务。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石（可分为铁橄榄石[Fe2SiO4]、镁橄榄石[Mg2SiO4]、铁-镁橄榄石[(Mg∙Fe)2SiO4]）等。 （1）铁橄榄石中铁元素化合价为 ，硅元素原子核外电子排布式为 。 （2）硅元素的原子核外共有 种不同能级的电子，其原子最外层共有 种不同运动状态的电子。 （3）月球上的上述主要矿物中，属于短周期元素的原子半径由大到小依次为 (填相应的元素符号)，在这些短周期元素中，其单质晶体微粒间存在两种相互作用的是 元素。 （4）某元素与氧元素同周期，且与氧元素组成的化合物中氧元素显正+2价，写出一个化学方程式，说明该元素与氧元素的非金属性的强弱 。 28．下列8种化学符号：、、、、、、、。 (1)表示核素的符号共 种。 (2)互为同位素的是 。 (3)质量相同的和所含中子数之比为 。 根据周期表对角线规则，金属Be与Al单质及其化合物性质相似。试回答下列问题： (4)写出与NaOH溶液反应的离子方程式： 。 (5)与可用 试剂鉴别。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】A. H、D、T、H+属于氢元素的四种不同微粒，故A正确； B. H、D、T、H都属于氢元素，故B错误； C. H、D、T等三者的化学性质几乎完全相同，故C错误； D. 四种微粒都属于氢元素，故D错误。 综上所述，答案为A。 2．A 【详解】元素的定义是指具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称，故元素之间的根本区别是原子的核内质子数，故答案为：A。 3．C 【详解】A．HD是单质，不是化合物，A项错误； B．SiC是由硅原子和碳原子形成的共价晶体，属于共价晶体的化合物，B项错误； C．SO2、SO3、P2O5均属于分子晶体，C正确； D．构成Na2S晶体的微粒是钠离子和硫离子，属于离子晶体，不是分子晶体，D项错误。 故选C。 4．D 【分析】判断同素异形体的关键把握两点：①同种元素形成，②不同单质。 【详解】判断同素异形体的关键把握两点:①同种元素形成,②不同单质。 A．金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故A不符合题意； B．O2和O3都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故B不符合题意； C．红磷和白磷都是由磷元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故C不符合题意； D．H2O和H2O2是化合物，不是单质，故H20和H202不属于同素异形体，故D符合题意； 故选D。 5．A 【详解】A．白磷和红磷是磷元素形成的性质不同的两种单质，故是互为同素异形体，A符合题意； B．甲烷和丁烷是结构相似，组成上相差3个CH2原子团的有机物，故互为同系物，B不合题意； C．水H2O和重水D2O都是水分子，属于同一种物质，C不合题意； D．CO和CO2是碳元素的两种氧化物，不属于同素异形体，D不合题意； 故答案为：A。 6．D 【分析】氧气和臭氧是氧元素形成的两种不同的单质，是同素异形体的关系。 【详解】A．和是碳元素的两种不同核素，互称为同位素，故A不选； B．氯气和液氯是氯单质的两种不同状态：气态和液态，故B不选； C．乙醇和二甲醚分子式相同，均为C2H6O，结构不同，互称为同分异构体，故C不选； D．红磷和白磷是磷元素形成的两种不同单质，互称为同素异形体，故D选； 故选D。 【点睛】同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素；同素异形体是同种元素形成的不同单质；同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物；同系物是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。 7．A 【详解】A．HF的电子式：，故A错误；     B．CO2为共价化合物，结构式为O=C=O，故B正确； C．CH4分子为四面体形，空间充填模型∶    ，故C正确； D．含有18个中子的氯原子，质量数为18+17=35，故为Cl，故D正确； 故选A。 8．B 【详解】A．生铁的含碳量为2%～4.3%，故A错误； B．氮化硼陶瓷基复合材料由B、N元素组成，具有耐高温、强度高、耐腐蚀等优良性能，是新型无机非金属材料，故B正确； C．T−碳是一种新型三维碳结构晶体，与C60互为同素异形体，故C错误； D．砷化镓是化合物，不是金属材料，故D错误。 综上所述，答案为B。 9．A 【详解】A．分子的电子式为，A错误； B．与是由有O元素组成的不同单质，互称同素异形体，B正确； C．以钙原子撞击锎()靶：，由质量守恒可知，X为中子，C正确； D．与反应方程式为：，反应的过程中存在共价键、离子键的断裂和形成，D正确； 故选A。 10．B 【详解】aXn－和bYm＋为两主族元素的离子，它们的电子层结构相同，则a+n＝b－m，其中X是非金属，Y是金属，位于X的下一周期，A. 原子半径X＜Y，A正确；B. 核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，所以离子半径Xn－＞Ym＋，B错误；C. a＋n＝b－m，C正确；D. X的最低价是－n价，则氢化物的化学式为HnX，D正确，答案选B。 11．D 【详解】A．质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素，所以和互为同位素，A正确； B．甲烷分子是正四面体结构，四个氢原子在正四面体的顶点，碳原子在正四面体的体心，B正确； C．的物质的量为：，所以含电子的数目为：，C正确； D．淀粉和纤维素均为高分子化合物，聚合度n不确定，均为混合物，不互为同分异构体，D错误； 答案为：D。 12．C 【详解】A．同系物是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物。CH3(CH2)2CH3与CH3CH(CH3)2分子组成一样，不属于同系物，A项错误； B．具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。18O2与16O3是由不同核素所构成的单质，不属于同位素，B项错误； C．金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，它们互为同素异形体，C项正确； D．具有相同的分子式，但结构不同的化合物互为同分异构体。二氯甲烷是甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代而生成的化合物，与的结构相同，不是同分异构体，D项错误； 答案选C。 13．C 【详解】A. O4只含有氧元素，属于单质，A错误； B. O4是具有明确化学式的单质，属于纯净物，B错误； C. O4和 O2属于同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，C正确； D. 一个 O4分子由 4个O原子构成，D错误。 答案为C。 14．B 【分析】质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称同位素。 【详解】A、互为同位素的两种原子具有相同的质子数和电子数，错误； B、互为同位素的两种原子具有不同的中子数，正确； C、互为同位素的两种原子核外电子排布相同，具有几乎完全相同的化学性质，错误； D、互为同位素的两种原子具有相同的质子数，错误。 答案选B。 15．C 【分析】短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则它们分别为12Mg2+、11Na+、7N3－、9F－。 【详解】A．电子层数相同的主族元素的原子，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：Na(B)＞Mg(A)，N(C)＞F(D)，A不正确； B．原子序数：b(11)＜a(12)，Ｂ不正确； C．对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越小，离子半径越大，则离子半径：C(N3-)＞D(F-)＞B(Na+)＞A(Mg2+)，C正确； D．金属性越强，单质的还原性越强，则单质的还原性：Na(B)＞Mg(A)，N(C)＞F(D)，D不正确； 故选C。 16．A 【详解】设Cu原子的原子个数百分比为x，则Cu的原子个数百分比为1-x， 铜的相对原子质量为63.5，则63x+65（1-x）=63.5，解得x=75%； 答案选A。 【点睛】本题考查相对原子质量的计算。 17．D 【详解】A．C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不属于化合物，故A错误； B．C60是由碳元素形成的单质，而是碳元素的一种原子，故C60与不是互为同素异形体，故B错误； C．因“纳米车”很小，我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动，故C错误； D．“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段，故D正确； 故答案选D。 18．B 【详解】A．16O2和18O3是单质，不是原子，不互为同位素，故A错误； B．铜绿的主要成分为碱式碳酸铜()，碱式碳酸铜电离时除了能电离出Cu2+和碳酸根外，还能电离出OH-，属于碱式盐，故B正确； C．实验中，没有用完的某些金属如钠可以放回原试剂瓶，故C错误； D．胶体的制备原理为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl，该反应不是氧化还原，故D错误； 故选B。 19．D 【详解】A．食物腐败和金属的冶炼过程中发生了氧化还原反应，Al(OH)3胶体净水是因为胶体能吸附水中的杂质起到净水的作用，与氧化还原反应无关，A错误； B．14C与12C质子数相同，中子数不同，两者互为同位素，B错误； C．既能与酸反应也能与碱反应的化合物可能为两性氢氧化物，如氢氧化铝，不一定是两性氧化物，C错误； D．镧镍合金具有优良的储氢能力，能大量吸收氢气形成金属氢化物，可作储氢材料，D正确； 故答案选D。 20．A 【分析】大多非金属元素之间形成的键是共价键，以共价键结合的物质可能为原子晶体，也可能为分子晶体，在分子晶体中还存在分子间作用力；活泼金属和活泼的非金属之间形成的键大多是离子键，离子晶体中含有离子键；金属晶体中含有金属键；电负性很大的元素（N、O、F）与氢元素形成共价键时，H原子几乎是裸露的质子，不同分子之间存在氢键，以此来解答。 【详解】①Na2O2中钠离子与过氧根离子之间形成离子键，过氧根离子中氧原子之间形成共价键，含有离子键和共价键两种作用力，故①符合； ②冰属于分子晶体，分子内氧原子与氢原子之间形成共价键，分子之间存在氢键、范德华力，故②不符合； ③金刚石是原子晶体，只存在共价键，故③不符合； ④碘单质属于分子晶体，分子内碘原子之间形成共价键，分子之间存在范德华力，故④符合； ⑤氯化钙属于离子晶体，钙离子与氯离子之间形成离子键，只存在离子键，故⑤不符合； ⑥白磷属于分子晶体，白磷分子中磷原子之间形成共价键，分子间存在分子间作用力，故⑥符合； 答案选A。 【点睛】本题考查化学键和晶体类型，难度不大，注意化学键的形成规律及分子晶体中存在分子间作用力。 21．C 【分析】同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，据此分析。 【详解】A．和为不同氢原子组成的氢气单质，不是同位素，A不选； B．和为化合物，不是同位素，B不选； C．和质子数相同，中子数不同的同种元素不同种原子，故二者互为同位素，选C； D．和不是同种元素，不是同位素，D不选； 故本题选C。 22．A 【详解】A．焦炭(主要含石墨微晶)与金刚石都是碳的同素异形体，同素异形体由于结构不同，即原子排列不同，彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似，选项A错误； B．钢铁制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理，使其表面产生起保护作用的致密且极薄的氧化物膜，从而起到保护作用，防止腐蚀，选项B正确； C．与为具有相同质子数和不同中子数的氦的两种核素，互为同位素，选项C正确； D．泡沫灭火器不可以扑救金属钠火灾,因为水会加剧钠反应，选项D正确； 答案选A。 23．D 【详解】A．石英是二氧化硅，属于化合物，故A错误； B．某化合物熔融状态能导电，说明是离子化合物，一定含有离子键，可能含有共价键，如氢氧化钠，熔融状态能导电，含有离子键、共价键，故B错误； C．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高，离核较近的区域运动的电子能量较低，故C错误； D．在元素周期表中，从ⅢB族到ⅡB族10个纵列为过渡元素，过渡元素都是金属元素，故D正确； 选D。 24．D 【详解】A．Na是11号元素，原子核外电子排布是2、8、1，故Na原子结构示意图为 ，A错误； B．硫酸是二元强酸，在溶液中电离产生H+、，其电离方程式为： H2SO4=2H++，B错误； C．原子符号左下角为质子数，左上角为质量数，质量数等于质子数与中子数的和，则中子数为20的氯原子质量数是37，用原子符号表示为：，C错误； D．胆矾是硫酸铜晶体，带有五个结晶水，故其化学式为：CuSO4·5H2O，D正确； 故合理选项是D。 25．D 【详解】A．具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素，S6和S8都是单质，不是核素，A错误； B．硫单质具有弱氧化性，与金属反应，生成低价金属硫化物，S6和S8都是硫元素的不同单质，化学性质相似，因此他们分别与铜粉反应，所得产物均为Cu2S，B错误； C．不管氧气是过量还是少量，S6和S8分别氧气反应只能得到SO2，C错误； D．等质量的S6和S8，其硫元素的物质的量相同，因此他们分别于足量的热KOH反应，消耗KOH的物质的量相同，D正确； 故答案为：D。 26． 位置(坐标) 距离 键长 空间结构 【解析】略 27． +2 1s22s22p63s23p2 5 4 Mg＞Al＞Si＞O 氧 2F2+2H2O=4HF+O2 【分析】（1）根据化合价法则进行分析；根据核外电子排布规律进行书写； （2）根据硅元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，判断硅元素的原子核外共有多少种不同能级的电子，其原子最外层共有多少种不同运动状态的电子； （3）同一周期从左到右，原子半径减小，电子层越多，原子半径越大，据此进行分析；在这些短周期元素中，镁、铝属于金属晶体，硅属于原子晶体，氧气属于分子晶体； （4）根据信息可以推断出该元素为F；利用氟气能够置换出氧气来说明氟元素的非金属性大于氧元素的非金属性。 【详解】（1）根据氧元素为-2价，硅元素为+4价，所以铁橄榄石中铁元素化合价为+2价；硅原子的核电荷数为14，硅元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2； 综上所述，本题正确答案：+2；1s22s22p63s23p2； （2）硅元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，硅元素的原子核外共有5种不同能级的电子，其原子最外层共有4种不同运动状态的电子； 综上所述，本题正确答案：5，4； （3）月球上的上述主要矿物中，属于短周期元素的是：Mg、Al、Si、O；同一周期从左到右，原子半径减小，电子层越多，原子半径越大，因此四种原子的原子半径由大到小依次为Mg＞Al＞Si＞O；在这些短周期元素中，镁、铝属于金属晶体，只存在金属键，硅属于原子晶体，只存在共价键，氧气分子内部存在共价键，分子间存在范德华力； 综上所述，本题正确答案：Mg＞Al＞Si＞O，氧； （4）某元素与氧元素同周期，且与氧元素组成的化合物中氧元素显正+2价，该元素为氟；氟气与水反应生成氧气和氢氟酸，说明氟元素的非金属性大于氧元素的非金属性，方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2； 综上所述，本题正确答案：2F2+2H2O=4HF+O2。 28．(1)六 (2)、 (3)8∶9 (4)Al(OH)3＋OH－=AlO＋2H2O (5)NaOH溶液 【详解】（1）核素指具有一定质子数和一定中子数的一种原子。所以上述中有：、、、、、六种核素；故答案为：六； （2）同位素是指质子数相同，质量数不同的不同核素。如、；故答案为：、； （3）的中子数为8，的中子数10，质量相同的和所含中子数之比为(×8)∶(×10)＝8∶9；故答案为：8∶9； （4）根据周期表对角线规则，金属Be与Al单质性质相似，所以Be与NaOH溶液反应也能生成Na2BeO2和氢气，离子方程式：Be＋2OH－=BeO＋H2↑；故答案为：Al(OH)3＋OH－=AlO＋2H2O； （5）Be(OH)2能与NaOH溶液反应而Mg(OH)2不能与NaOH溶液反应，则Be(OH)2与Mg(OH)2可用NaOH溶液鉴别。故答案为：NaOH溶液； 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$