5.3 从微观结构看物质的多样性 课时训练 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 课时训练 2024-2025学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册 一、单选题 1．22届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕，本届奥运会中藏着许多化学高科技。下列说法不正确的是 A．北京冬奥会使用二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保 B．冬奥火炬“飞扬”采用碳纤维和高性能树脂结合，能抵御“冰与火”的双重考验，高性能树脂属于有机高分子材料 C．冬奥会上礼仪服含有石墨烯材料，其导热系数高，它与金刚石是同分异构体 D．采用氢燃料电池车，开发了全新的车载光伏发电系统，体现了绿色出行的理念 2．核能的和平利用对于完成“节能减排”的目标有着非常重要的意义。尤其是核聚变，因其释放能量大，成为当前研究的一个热门课题。其反应原理为2H＋3H4He＋n，下列说法中正确的是 A．D和T是质量数不同，质子数相同的氢的两种元素 B．通常所说的氢元素是指1H C．1H、2H、3H是氢的三种核素，互为同位素 D．这个反应既是核反应，也是化学反应 3．元素周期表中氧元素的数据如图，说法正确的是    A．氧元素的质量数是16 B．氧元素的相对原子质量是16.00 C．氧原子2p亚层有一个未成对电子 D．氧原子最外层有6个能量相同的电子 4．下列各组关系描述正确的是 A．同位素：35Cl2与37Cl2 B．同分异构体：淀粉与纤维素 C．同系物：C17H35COOH与CH3COOH D．同素异形体：金刚石与14C 5．科学家发现有三种氢原子：氕、氘、氚。下列有关氘的名称或俗称、代号或元素符号、原子符号均正确的是 选项 名称或俗称 代号或元素符号 原子符号 A 氢 H H B 氕 H H C 重氢 D H D 超重氢 T H A．A B．B C．C D．D 6．在我国北斗三号全球卫星导航系统中使用了“铷()原子钟”，它被誉为卫星的“心脏”，下列有关说法错误的是 A．铷元素位于第五周期第IA族 B．和具有相同的电子数 C．的中子数为48 D．和互为同素异形体 7．ETH天文研究报道称组成太阳的气体中存在20Ne和22Ne，下列关于20Ne和22Ne的说法正确的是 A．20Ne和22Ne互为同位素 B．20Ne和22Ne互为同素异形体 C．20Ne和22Ne的质量数相同 D．20Ne和22Ne的中子数相同 8．用可除去水体中过量氨氮(以表示)，以防止水体富营养化，其原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．原理中所涉及的元素的原子半径： B．所含的质子数和电子数均相等 C．和所含的化学键类型相同 D．反应①②③中只有反应②是氧化还原反应 9．下列微观粒子中，互为同位素的是 A．40Ar和40Ca B．D和T C．H2O和D2O D．O2和O3 10．最近，科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是：Na2O+2CO Na2CO3+C(石墨烯)，然后除去Na2CO3，即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法错误的是 A．该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1：1 B．Na2O属于碱性氧化物，CO属于酸性氧化物，Na2CO3属于盐 C．石墨烯与金刚石互为同素异形体 D．Na2O和Na2CO3都属于电解质 11．卢瑟福在核反应中用粒子(即氦核)轰击原子，得到原子，同时发现了质子，核反应为，其中X、Y均为第二周期元素，其原子的最外层电子数之和为11。下列叙述错误的是 A．与互为同位素 B．以上反应中共涉及四种核素 C．X、Y元素之间可以形成多种化合物 D．Y元素与H元素形成的化合物都只含极性键 12．下列有关化学用语的表示方法中正确的是 A．次氯酸的电子式： B．Na+的结构示意图： C．用电子式表示MgCl2的形成过程： D．M2+核外有a个电子，b个中子，M的原子符号为： 13．黑火药发生爆炸反应的化学方程式为，下列说法正确的是 A．当有生成时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3 B．是同位素 C．中只含极性共价键 D．是氧化产物 14．某容器中含有下列分子式表示的物质，其中一定属于纯净物的是 A． B． C． D． 15．下列说法中错误的是 A．I2是非极性分子，所以易溶于水 B．酸性强弱，三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸 C．基态碳原子核外有三种能量不同的电子 D．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验 16．放射性同位素在工农业生产、科学研究、医学领域有着重要的应用，以下属于放射性同位素应用领域的组合是①探测金属器件缺陷；②科学育种；③研究化学反应机理；④保存食物；⑤治疗肿瘤。 A．①②③ B．②③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ 17．下列说法不正确的是 A．与为不同核素 B．石墨和互为同素异形体 C．和互为同位素 D．与的相互转化是化学变化 18．下列关于各组物质的分类及说法正确的有 A．同素异形体：、金刚石、石墨 B．电解质：、、NaOH、纯醋酸 C．根据酸分子中含有的氢原子个数，将酸分为一元酸、二元酸和多元酸 D．酸性氧化物：、、NO、，碱性氧化物：、、CaO、 19．核反应和为研究原子结构和发现新原子做出了重要贡献。下列说法错误的是 A．c=13b B．X、Y、Z形成的单质分子均为非极性分子 C．Q、R 为质量数相同的不同核素 D．基态 W 与Z原子核外电子的空间运动状态种类相等 20．部分含或含物质的分类与相应化合价关系如图，下列推断不正确的是 A．肯定存在和的直接转化 B．和的转化均可通过向溶液中通入来实现 C．g的水溶液可以用作黏合剂 D．晶体含有共价键 21．中国石墨烯制造处于世界领先地位。石墨烯是一种碳单质，它比最坚固的钢大约强100倍，可以非常有效地传导热和电，并且几乎是透明的。下列说法正确的是 A．石墨烯属于有机物 B．石墨烯与石墨性质相同 C．石墨烯与都是碳元素的同素异形体 D．碳的单质都是黑色的 22．某化合物(如图所示)可用作肥料，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素，且位于不同的周期，其中Y元素在周期表中的位置为第三周期第VA族。下列叙述正确的是 A．W与X形成的化合物中均不存在非极性共价键 B．X与Y形成的化合物可用作食品干燥剂 C．元素X、Y均有多种同素异形体 D．1 mol该化合物最多可与4 molCa(OH)2反应 23．下列相关微粒的化学用语正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同分异构体 C．的结构示意图： D．的电子式： 24．实现下列变化，需克服相同类型作用力的是 A．干冰和碘的升华 B．冰的融化和水的分解 C．NaCl和HCl溶于水 D．石英和氯化钠分别受热熔化 25．短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3−、dD−都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是 A．单质的还原性：A>B>D>C B．a−c=1 C．离子半径：C>D>B>A D．原子半径：A>B>D>C 二、填空题 26．氢元素的三种核素 氢元素的原子核 原子名称 原子符号(X) 质子数(Z) 中子数(N) 氕 氘 氚 27．C、为第ⅣA族短周期元素，和的化学式相似，但结构和物理性质有很大的不同。 回答下列问题： (1)、CO2两种晶体的构成微粒分别是 、 (填“原子”或“分子”)，熔化时克服的微粒间的作用力分别是 、 。 (2)属于 晶体，干冰属于 晶体，熔点： (填“>”“＜”或“=”)干冰。 (3)从原子半径大小的角度分析，C、O原子间能形成键，而、O原子间不能形成键的原因是 。 28．分子、原子、离子、电子等微观粒子，是化学最基本的研究对象。这些粒子的结合重组，是构成物质及其物质变化和能量变化的根本原因。 (1)H、D、T、14C、14N、16O这些微粒中，共有 种核素， 种元素，互为同位素的是 。 (2)某元素X的负离子与氖原子的电子层结构相同。X可形成X2气体，经测定标准状况时2.24 L X2气体为3.2 g。写出X的负离子的结构示意图： ；写出X原子核内含10个中子的原子的化学符号： 。 (3)10 g 10Be所含的中子数与质子数之差为 个。 (4)电解相同质量的和时产生的氢气在同温同压下体积之比为 。 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．C 【详解】A．氟利昂会导致臭氧空洞，因此使用二氧化碳跨临界制冰机组与传统制冷剂氟利昂相比更加环保，故A正确； B．高性能树脂属于高聚物，是有机高分子材料，故B正确； C．石墨烯材料是碳单质，它与金刚石是同素异形体，故C错误； D．采用氢燃料电池车，开发了全新的车载光伏发电系统，更利于“碳中和”，体现了绿色出行的理念，故D正确。 综上所述，答案为C。 2．C 【详解】A．D和T是质量数不同、质子数相同的氢的两种核素，A选项错误； B．通常所说的氢元素是指H，而不是某一种核素，B选项错误； C．氢元素的三种核素，互为同位素，C选项正确； D．该反应是核反应，不属于化学变化，D选项错误； 答案选C。 3．B 【详解】A. 元素一般不谈质量数，原子谈质量数，且该氧原子中子数未知，故氧原子质量数也不能确定，A项错误； B. 由图可知，氧元素的相对原子质量为16.00，B项正确； C. 2p亚层有3个轨道，容纳4个电子，根据泡利原理、洪特规则可知，2p亚层电子排布图为  ，则应有2个未成对电子，C项错误； D. 氧原子最外层6个电子的能量并不都相同，s能级2个电子能量相同，p能级4个电子能量相同，D项错误； 答案选B。 4．C 【详解】A．同位素针对原子而言，而35Cl2与37Cl2都为单质，故A错误； B．淀粉与纤维素中的n值不相同，因此两者不是同分异构体，故B错误； C．C17H35COOH与CH3COOH都是饱和一元酸，两者结构相似，分子组成相差n个−CH2−原子团，因此两者互为同系物，故C正确； D．同素异形体针对单质而言，14C是原子，金刚石是单质，故D错误。 综上所述，答案为C。 5．C 【详解】氕、氘、氚的质子数均为1，中子数分别为0、1、2，氘的俗称为重氢，符号为D，质量数=质子数+中子数=2，则原子符号为，故选：C。 6．D 【详解】A．铷元素位于第五周期IA族，A项正确； B．和具有相同的电子数，电子数为37，B项正确; C．相对原子质量=质子数+中子数，中子数=85-37=48，C项正确； D．质子数相同，中子数不同的原子互称为同位素，D项错误； 故选D。 7．A 【分析】具有相同质子数，不同中子数（或不同质量数）同一元素的不同核素互为同位素．同种元素形成的不同单质为同素异形体．在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数。 【详解】A．由具有相同质子数，不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素， 20Ne和22Ne互为同位素，故A正确； B．同种元素形成的不同单质为同素异形体， 20Ne和22Ne不是同素异形体，故B错误； C．20Ne和22Ne的质量数分别为20、22，故C错误； D．20Ne和22Ne的中子数分别为20−10=10、22−10=12，故D错误； 答案选A。 8．D 【详解】A．原理中所涉及的元素的原子半径，A错误； B．所含电子数相同为10，质子数相同为10，质子数为9，B错误； C．所含的化学键类型有离子键、共价键，所含的化学键类型只有共价键，不含离子键，C错误； D．反应①②③中，只有反应②有元素化合价变化，中Cl化合价由+1价转化为中-1价Cl，中-3价N转化为中0价N，只有该反应为氧化还原反应，D正确； 答案选D。 9．B 【详解】A．40Ar和40Ca质子数不同，为两种不同的元素，故A错误； B．D和T质子数相同，中子数不同，互为同位素，故B正确； C．H2O和D2O都是化合物，不是原子，故C错误； D．氧气和臭氧是由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，故D错误； 故选B。 【点晴】对于元素、核素、同位素、同素异形体、同分异构体、同系物、同种物质等概念的区别是考试的热点问题，核电荷数相同的一类原子为一种元素；有相同质子数，不同中子数的原子或同一元素的不同核素互为同位素；相同元素组成，不同形态的单质互为同素异形体；据此分析解题。 10．B 【详解】A．该反应中氧化剂和还原剂均为CO，物质的量之比为1：1，A正确； B．CO不是酸性氧化物，B错误； C．石墨烯和金刚石是碳元素组成的不同单质，是同素异形体，C正确； D．氧化钠和碳酸钠在熔融状态下均可导电，为电解质，D正确； 故选B。 11．D 【分析】根据核反应方程式可知，X、Y均为第二周期元素，其原子的最外层电子数之和为11，质子数相差1，所以X为N元素，Y为O元素。 【详解】A．X为N元素，与是氮元素的两种核素，互为同位素，故A正确； B．上述反应涉及、、、四种核素，故B正确； C．氮元素和氧元素可形成NO、NO2、N2O3等多种化合物，故C正确； D．中还含非极性键，D项错误； 答案选D。 12．D 【详解】 A．次氯酸的电子式为，A错误； B．Na+的结构示意图为，B错误； C．用电子式表示MgCl2的形成过程为，C错误； D．M2+核外有a个电子，质子数是a+2，b个中子，质量数为a+b+2，则M的原子符号为：，D正确； 答案选D。 13．C 【分析】2KNO3+3C+S═K2S+N2↑+3CO2↑中，N元素的化合价由+5价降低为0，S元素的化合价由0降低为-2价，C元素的化合价由0升高为+4价，以此来解答。 【详解】A．氧化剂是S和KNO3，还原剂是C，由方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，故A错误； B．是同素异形体，故B错误； C．中只含极性共价键，故C正确； D．是还原产物，故D错误。 答案选C。 14．B 【详解】A．可以表示CHBr2CH3和CH2BrCH2Br，不一定是纯净物，A不符合题意； B．只能表示丙烷，一定是纯净物，B符合题意； C．可以表示乙醇或二甲醚，不一定是纯净物，C不符合题意； D．可以表示CH3COOH、CH3OOCH等物质，不一定是纯净物，D不符合题意； 故选B。 15．A 【详解】A．碘是非极性分子，水是极性分子，有相似相溶原理可知，碘微溶于水，故A错误； B．氯原子的非金属性强，是吸电子原子，羧酸分子中氯原子的数目越多，羧基中氢氧键的极性越强，越易电离出氢离子，酸性越强，所以羧酸的酸性强弱顺序为三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸，故B正确； C．碳元素的原子序数为6，电子排布式为1s22s22p2，原子核外有1s、2s、2p三种能量不同的电子，故C正确； D．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故D正确； 故选A。 16．D 【详解】γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤；放射性诱变育种；作为示踪原子，研究化学反应机理；放射性同位素放射的射线对食品辐射处理，达到长期保存食品的目的；属于放射性同位素应用领域的是①探测金属器件缺陷；②科学育种；③研究化学反应机理；④保存食物；⑤治疗肿瘤，选D。 17．C 【详解】A．12C与14C的质子数相同，质量数不同，是碳元素的不同核素，故A正确； B．石墨与C60是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确； C．H2O和D2O都是化合物不是原子，不是同位素，故C错误； D．与是不同的物质，相互转化属于化学变化，故D正确； 故选C。 18．A 【详解】A．、金刚石、石墨都是由碳元素组成的不同性质的单质，它们互称为同素异形体，A正确； B．、NaOH、纯醋酸分别为酸、碱、盐，都属于电解质，属于非电解质，B不正确； C．根据酸分子电离时所能生成的氢离子的个数，可以把酸分为一元酸、二元酸、三元酸，酸分子中含有的氢原子个数可能与酸的元数不相等，如H3PO3为二元酸，C不正确； D．、、为酸性氧化物， 、CaO为碱性氧化物，NO、为不成盐氧化物，为两性氧化物，D不正确； 故选A。 19．B 【分析】由信息推知：分别为，核素的质子数为91、质量数为234； 【详解】A．根据分析可知，，A项正确； B．X可以形成O2、O3两种单质分子，为极性分子，B项错误； C．为质量数相同、质子数不同的不同核素，C项正确； D．电子的空间运动状态数等于原子轨道数，基态和原子均只有轨道，故空间运动状态种类相等，D项正确； 答案选B。 20．A 【详解】A．不能一步反应生成，也不能一步反应生成，故A错误； B．往溶液和溶液中分别通入可分别生成和，故B正确； C．的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂，故C正确； D．晶体中每个原子与4个O原子形成共价键，含有，故D正确； 故答案选A。 21．C 【详解】A．石墨烯是一种碳单质，不属于有机物，A错误； B．石墨烯、石墨、是碳元素的同素异形体，都由碳元素组成，但性质不同，B错误； C．石墨烯与C60都是碳元素的同素异形体，C正确； D．由题干可知，石墨烯是透明的，D错误； 故答案为：C。 22．C 【解析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素，且位于不同的周期，则W是H元素，X是O元素，Y元素在周期表中的位置为第三周期第VA族，则Y是P元素，Z形成带2个单位正电荷的离子，则Z是Ca元素，然后分析解答。 【详解】根据上述分析可知W是H，X是O，Y是P，Z是Ca元素。 A. H、O两种元素可形成H2O、H2O2，其中H2O2，既含有极性键，也含有非极性键，A错误； B. P、O形成的化合物P2O5具有吸水性，可以作干燥剂，但由于吸收水分后产生的物质具有酸性，因此不能用作食品干燥剂，B错误； C. 氧元素的单质由O2、O3；磷元素的单质由白磷、红磷、紫磷、黑磷等，可见均有多种同素异形体，C正确； D. 图示物质为Ca(H2PO4)2,1 mol Ca(H2PO4)2最多可以与2 molCa(OH)2发生反应产生Ca3(PO4)2和H2O，D错误； 故合理选项是C。 【点睛】本题考查了元素及化合物的推断、元素周期律的应用。根据元素原子结构特点及原子序数关系推断元素是解题关键，注意熟练掌握元素周期律与元素周期表、原子结构的关系，掌握有关元素及化合物的性质，题目有助于提高学生分析、理解能力及逻辑推理能力。 23．B 【详解】A．质子数相同中子数不同的原子互称同位素，和都是单质，不是互为同位素，A错误； B．和异丁烷的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B正确； C．氯离子的核电荷数为17，核外电子总数为18，其正确的离子结构示意图为：，C错误； D．CO2为共价化合物，C原子和O原子间共用2对电子，C、O原子外围电子数均为8，电子式为，D错误； 故选：B。 24．A 【详解】A．干冰和碘升华克服的均为分子间作用力，A正确； B．冰融化克服的分子间作用力，水分解破坏的是H和O之间的共价键，B错误； C．NaCl溶于水，离子键被破坏，HCl溶于水电离出H＋和Cl－，共价键被破坏，C错误； D．石英受热熔化，共价键被破坏，NaCl熔化离子键被破坏，D错误； 答案选A。 25．C 【详解】A．A、B处于同一周期，A、B形成阳离子，则A、B为金属，原子序数A＞B，单质还原性B＞A，C、D处于同一周期，C、D形成阴离子，则C、D为非金属，原子序数D＞C，单质氧化性D＞C，故A错误； B．aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构，所以有：a-2=b-1=c+3=d+1，所以a－c＝5，故B错误； C．aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，核电荷数a＞b＞d＞c，所以离子半径C3-＞D-＞B+＞A2+，故C正确； D．A、B在周期表中C、D的下一周期，并且原子序数：a＞b＞d＞c，原子核外电子层数越多，半径越大，同周期元素原子序数越大，原子半径越小，则有原子半径：B＞A＞C＞D，故D错误； 答案为C。 【点睛】根据核外电子排布确定元素所在周期表中的位置，理解掌握元素周期律的递变规律是解题关键，短周期元素的离子：aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构，所以有：a-2=b-1=c+3=d+1，且A、B在周期表中C、D的下一周期，原子序数：a＞b＞d＞c，A、B处于同一周期，C、D处于同一周期，且A、B处于C、D所在周期的相邻下一周期，A、B形成阳离子，则A、B为金属，C、D形成阴离子，则C、D为非金属，结合元素周期律递变规律解答该题。 26． 1； 0； ； 1； 1； H或D； 1； 2； H或T。 【详解】氢元素的三种核素的名称分别为：氕、氘、氚，氕的质子数为1，中子数为0，原子符号为：，氘的质子数为1，中子数为1，原子符号为：H或D，氚的质子数为1，中子数为2，原子符号为：H或T，故答案为：1；0；；1；1；H或D；1；2；H或T。 27． 原子 分子 共价键 分子间作用力 原子 分子 > 的原子半径大于C，、O原子间距离较大，轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成稳定的键 【详解】(1)属于以共价键结合成空间网状结构的原子晶体，熔化时需要克服共价键；CO2属于以分子间作用力结合形成的分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，故答案为：原子；分子；共价键；分子间作用力； (2) 属于以共价键结合成空间网状结构的原子晶体；CO2属于以分子间作用力结合形成的分子晶体，原子晶体的熔点高于分子晶体，故答案为：原子；分子；>； (3)CO2晶体是分子晶体，其中C的原子半径较小，C、O原子能充分接近，p-p轨道肩并肩重叠程度较大，形成稳定的π键；而Si原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，故答案为：的原子半径大于C，、O原子间距离较大，轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成稳定的键。 28．(1) 6 4 H、D、T (2) (3)2NA (4)10：9 【详解】（1）核素是具有一定数目的质子和一定数目中子的原子，在H、D、T、14C、14N、16O这些微粒中，共有6种不同核素； 元素是质子数相同的一类原子的总称。在上述6种微粒中共有4种不同元素； 其中H、D、T质子数相同都是1个，而中子数分别是0、1、2，可见中子数不同，它们互为同位素； （2）某元素X的负离子与氖原子的电子层结构相同。X可形成X2气体，经测定标准状况时2.24 L X2气体为3.2 g，其物质的量是0.1 mol，故其摩尔质量为M(X2)=，故X是O元素，O元素形成的O2-核外电子排布是2、8，故X的负离子的结构示意图为：； O原子的核内质子数是8，则中子数是10个中子的O原子质量数是8+10=18，故该O原子可表示为； （3）Be是4号元素，原子核内质子数是4，则10Be所含的中子数为10-4=6，1个10Be中质子数与中子数的差是2，10 g 10Be的物质的量是n(10Be)=1 mol，则其中所含的中子数与质子数的物质的量的差是2 mol，故中子数与质子数的之差为2NA； （4）水电解的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，根据反应方程式可知：每1 mol H2O电解，反应产生1 mol H2。的式量是18，的式量是20，假设两种水的质量分别是1 g，两种水分子的物质的量分别是、，二者反应产生H2的物质的量分别是、，反应产生H2的物质的量的比为：=10：9，根据V=n∙Vm可知气体的体积比等于气体的物质的量的比，故电解相同质量的和时产生的氢气在同温同压下体积之比为10：9。 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 $$