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．下列说法正确的是 A．、、是同一种核素 B．相同条件下，HD、HT、H2密度相同 C．石墨烯、金刚石和C60互为同素异形体 D．16O2与18O2互为同位素 2．“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是 A．煤油是可再生能源 B．H2燃烧过程中化学能转化为热能 C．火星陨石中的20Ne中子数为20 D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素 3．铜有两种天然同位素和，铜的相对原子质量约为63.50，则铜元素中的质量分数判断正确的是 A．25% B．略大于25% C．略小于75% D．75% 4．下列各组中互为同位素的是 A．O2和O3 B．1H和2H C．H2O和H2O2 D．O2-和O 5．下列各组物质中，互为同素异形体的是（    ） A．CH3OCH3与CH3CH2OH B．16O和18O C．H2和D2 D．金刚石和石墨 6．下列关于晶体的说法中，不正确的是(　 　) ①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性　 ②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体　 ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点　 ④MgO的晶格能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小　 ⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列　 ⑥干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻；CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6 A．①②③ B．②③④ C．④⑤ D．②③⑥ 7．下列说法正确的是（    ） A．H2和D2互为同位素 B．CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2互为同系物 C． 和 互为同分异构体 D． 和 是同一种物质 8．石墨烯是由石墨剥离而成碳的二维结构（结构示意图如右），被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料。下列关于石墨烯的判断错误的是 A．是电的良导体 B．是原子晶体 C．属于烃 D．碳原子间以共价键结合 9．下列粒子互为同素异形体的是（    ） A．H与H+ B．金刚石与C60 C．H2O与CO2 D．H+与OH- 10．下列有关化学用语的表示正确的是 A．中子数为8的碳原子： B．的电离方程式： C．的结构示意图： D．C和O形成的过程： 11．下列化学用语表示不正确的是 A．次氯酸钙的化学式：Ca(ClO)2 B．Cl－的结构示意图： C．质子数为6，中子数为8的微粒： D．H218O 的摩尔质量为20g·mol-1 12．下列各组物质，互为同分异构体的是： A．金刚石和足球烯（C60） B．尿素[(NH2)2CO] 和氰酸铵（NH4CNO） C．H2O和D2O D．苯和甲苯 13．同位素在化学研究方面有重要用途，化学家利用18O成功研究了某化学反应的历程。下列关于18O与16O的叙述错误的是 A．18O 与16O 的物理性质相同 B．18O 与 16O的化学性质相同 C．18O 与 16O的质子数相同 D．18O与 16O的中子数不同 14．下列关于35Cl的说法正确的是 A．35Cl2与37Cl2互为同位素 B．  和  互为同分异构体 C．与37Cl的得电子能力相同 D．35Cl－和与它核外电子排布相同的微粒化学性质相同 15．下列化学用语表示错误的是（　　） A．HClO的电子式： B．S2-的结构示意图： C．过氧化钠的电子式为：Na+[ :O:: O: ]2-Na+ D．R2+离子核外有a个电子，b个中子，R原子表示为： 16．下列说法错误的是 A．物质CaHAsO4中含有两种长周期元素 B．SiO2超分子纳米管(微观结构如图)中存在共价键 C．新型原电池材料磷酸盐Li1-xFePO4中Fe显+2价 D．离子结构示意图为的粒子能表示35Cl-或37Cl- 17．下列说法正确的是 A．石墨和金刚石互为同素异形体 B．石墨和金刚石是同一种物质 C．氯化铵、蔗糖都属于电解质 D．碘单质和碘蒸气不是同一物质 18．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号携带月壤样本成功返回地球，月壤富含、、、、等核素。下列说法错误的是 A．中含有的中子数为1 B．和互为同位素 C．中含有的中子数和电子数相等 D．和的最外层电子数相等 19．下列化学用语表示正确的是 A．光导纤维主要成分的分子式：SiO2 B．O2和O3互为同素异形体 C．空间填充模型，可表示CH4分子，也可表示CCl4分子 D．NH4Cl的电子式： 20．下列有关化学用语的描述不正确的是（    ） A．MgF2的电子式: B．中子数为15的硅原子:   C．乙烯的结构简式：CH2CH2 D．NH3·H2O的电离方程式:  NH3·H2O ⇌NH4+ + OH- 21．由四种短周期元素X、Y、Z、R构成的分子结构如图所示，其中所有原子均达到8电子稳定结构。四种元素位于不同主族，R的内层电子数比其最外层电子数多3；X、Y、Z同周期，Z的原子半径为三者中最小，Y的非金属性为三者中最弱。下列有关叙述正确的是 A．四种元素的氢化物均可能含非极性键 B．最高价氧化物水化物的酸性：X>Y C．简单氢化物的稳定性：X>Z>R D．离子半径：Z<R<X 22．下列互为同素异形体的是 A．与 B．与 C．与 D．与 23．下列表示正确的是 A．氮化镁的化学式： B．与属于同种核素 C．的原子结构示意图： D．用电子式表示氯化钠的形成过程： 24．分类是科学研究的重要方法，下列物质分类不正确的是 A．化合物：干冰，冰水混合物，烧碱，小苏打 B．非电解质：乙醇，四氯化碳，氯气，葡萄糖 C．同素异形体：活性炭，C60，石墨烯，金刚石 D．混合物：空气，纯净矿泉水，水煤气，84消毒液 25．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是 A．浓硝酸与铜反应得到NO2、N2O4共23g，则铜失去的电子数为0.5NA B．向含有FeI2的溶液中通入适量氯气，当有1molFe2+被氧化时，该反应转移电子数目为3NA C．将标准状况下2.24LSO2通入水中完全溶解，溶液中H2SO3分子数小于0.1NA D．标准状况下8.96L的平均相对分子质量为3.5的H2与D2含有中子数为0.6NA 二、填空题 26．回答下列问题： (1)①写出次氯酸的化学式 ； ②由与所代表的物质中，共有 种核素； ③写出与NaBr反应的化学方程式 ； (2)写出图中下列字母代表的仪器的名称：b ；d 。 (3)有以下六种物质：①盐酸、②酒精、③液氯、④硫酸铵晶体、⑤铁、⑥二氧化硫能导电的是 ，属于电解质的是 。(填序号) 27．某微粒的结构示意图为试回答： (1)当x－y=10时，该粒子为 (选填“原子”或“阳离子”、“阴离子”)； (2)当y=8时，该粒子可能是(用化学式表示，任填3种) 、 、 ； (3)请写出工业上制取y=7元素对应单质时的离子方程式： 。 28．有下列各组物质：A．O2和O3 B．12C和13C C． CH3-CH2-CH2-CH3和 D．甲烷和庚烷 (1) 组两物质互为同位素。 (2) 组两物质互为同素异形体。 (3) 组两物质属于同系物。 (4) 组两物质互为同分异构体。 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．、、质子数相同中子数不同，不是同一种核素，A错误； B．HD、HT、H2是不同核素组成的不同氢气分子，相同条件下，密度不同，B错误； C．石墨烯、金刚石和C60是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体， C正确； D．同位素为质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素，16O2与18O2属于两种不同的分子，不属于同位素， D错误； 故选C。 2．B 【详解】A．煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误； B．氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B正确； C．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C错误； D．同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误； 故选B。 3．A 【详解】设铜元素中的质量分数a，则质量分数为1-a，则a×65+（1-a）×63=63.5，a=25%； 故选A。 4．B 【分析】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。 【详解】A．氧气和臭氧互为同素异形体，A错误； B．1H和2H，质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确； C．H2O和H2O2为化合物，属于不同物质，C错误； D．O2-为氧离子，O为氧原子，质子数、中子数都相同，D错误； 答案选B。 5．D 【详解】A. CH3OCH3与CH3CH2OH，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故A不符合题意； B. 16O和18O，二者核电荷数相同，中子数不同，互为同位素，故B不符合题意； C. H2和D2都为氢气，为同一种单质，故C不符合题意； D. 金刚石和石墨是同种元素形成的不同单质，是同素异形体，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 【点睛】由同一种元素组成的不同性质的单质，互为同素异形体；常见的同素异形体有：金刚石和石墨，氧气和臭氧，红磷和白磷。 6．D 【详解】①构成物质的微粒中，晶体中微粒呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中微粒排列相对无序，无自范性，故①正确； ②金属晶体的构成微粒为金属阳离子与自由电子，含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，故②错误； ③原子晶体中共价键可决定晶体的熔、沸点，但分子晶体中共价键不决定晶体的熔、沸点，故③错误； ④离子所带电荷越多、离子半径越小，晶格能越大，MgO的晶格能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小，故④正确； ⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，故⑤正确； ⑥干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6，但CsCl晶体中阴、阳离子的配位数都为8，故⑥错误； ②③⑥错误，故答案为D。 7．D 【详解】A．H2和D2均为氢元素构成的单质，且均为双原子分子，为同种物质，故A错误； B．CH2=CH2只含有一个双键，CH2=CH-CH=CH2含有两个双键，二者结构不相似，不属于同系物，故B错误； C．由于甲烷为正四面体结构，所以 和 为同种物质，故C错误； D．主碳链均为4，甲基在2号碳上，二者均为2-甲基丁烷，为同种物质，故D正确； 故答案为D。 8．C 【详解】A、石墨烯是由石墨剥离而成碳的二维结构，传导电子速度最快的新型材料，是电的良导体，选项A正确； B、石墨烯是由石墨剥离而成碳的二维结构，与石墨结构相似，是原子晶体，选项B正确； C、石墨烯是由石墨剥离而成的，为碳元素的一种单质，属于无机物，而烃是碳氢化合物，属于有机物，选项C错误； D、石墨烯中的碳原子之间形成的化学键是共价键，选项D正确； 答案选C。 9．B 【分析】同素异形体是同种元素形成的不同单质。 【详解】A.H与H+是氢元素的原子和离子，故A错误； B.金刚石与C60是碳元素的两种单质，互为同素异形体，故B正确； C.H2O与CO2是两种不同的氧化物，故C错误； D. H+与OH-是两种不同的离子，故D错误； 故选B。 10．B 【详解】A．中子数为8的碳原子：，故A错误； B．为强电解质，故电离方程式为：，故B正确； C．的结构示意图：，故C错误； D．C和O形成的过程：，故D错误； 故选B。 11．C 【详解】A．次氯酸钙的化学式：Ca(ClO)2，故A正确； B．Cl－的结构示意图最外层有8个电子，如图所示，故B正确； C．质子数为6，中子数为8的微粒：，故C错误； D．H218O 的相对分子质量为20，摩尔质量为20g·mol-1，故D正确； 故选C。 12．B 【详解】A.金刚石和足球烯(C60)都是同种元素的不同单质，属于同分异构体，故A错误； B.氰酸铵（NH4CNO）与尿素[CO(NH2)2]的分子式相同，均是CH4ON2，但二者的结构不同，互为同分异构体，故B正确； C.H2O和D2O都是由氢氧元素组成的化合物，结构相同，为同一物质，故C错误； D.甲苯和苯在结构上相似，在组成上相差一个“CH2”原子团，互为同系物，故D错误。 故选B。 13．A 【详解】A. 18O 与16O互为同位素，质量数不同，物理性质不同，故A错误； B．18O 与16O的质子数相同，核外电子数相同，化学性质几乎完全相同，故B正确； C．18O 与16O同一元素的不同核素，质子数相同，故C正确； D．18O 与16O与的中子数分别为10、8，中子数不同，故D正确； 答案选A。 【点睛】元素的化学性质是由原子的结构决定的，同位素的质子数相同，中子数不同，物理性质不同，化学性质几乎完全相同。 14．C 【详解】A．两者均是氯气单质，是一种物质，故A错误； B．甲烷为正四面体结构，其二氯取代物只有一种，故二者是同一种物质，故B错误； C．两者互为同位素，最外层电子数相同，化学性质相同，故C正确； D．35Cl-最外层达到了8个电子的稳定结构，化学性质不活泼，与它核外电子排布相同的微粒化学性质不相同，例如钾离子等，故D错误； 故答案为C。 15．C 【详解】A．次氯酸的中心原子是氧原子，次氯酸的电子式为，故A正确； B．硫离子含有16个质子，核外有18个电子，结构示意图为，故B正确； C．过氧化钠为离子化合物，钠离子直接用离子符号表示，过氧根离子，氧原子最外层8个电子，其电子式为，故C错误； D．R2+离子核外有a个电子，b个中子，质子数为：a+2，质量数为：2+a+b，R原子符合为：，故D正确； 故答案为C。 16．C 【详解】A． 物质CaHAsO4中含有Ca、As两种长周期元素，故A正确； B． SiO2超分子纳米管(微观结构如图)中存在Si-O共价键，故B正确； C． 根据化合价代数和为0，新型原电池材料磷酸盐Li1-xFePO4中Fe显+(2+x)价，故C错误； D． 离子结构示意图为的粒子能表示35Cl-或37Cl-，35Cl-或37Cl-，质子数均17，电子数均为18，故D正确； 故选C。 17．A 【详解】A．石墨和金刚石是同种元素组成的不同单质，属于同素异形体，A正确； B．石墨和金刚石是同种元素组成的不同单质，B错误； C．氯化铵在水溶液中能导电，属于电解质，蔗糖在水溶液中和熔融状态下都不能导电，是非电解质，C错误； D．碘单质和碘蒸气是一种物质的不同状态，是同种物质，D错误； 故选A。 18．C 【详解】A．He的质子数为2，则中含有的中子数为3-2=1，A正确； B．和为质子数相同，中子数不同的同种元素的不同种原子，二者互为同位素，B正确； C．中质子数=核外电子数=18，中子数=38-18=20，则含有的中子数和电子数不相等，C错误； D．和的最外层电子数均为8，则二者最外层电子数相等，D正确； 选C。 19．B 【详解】A．光导纤维主要成分是二氧化硅，二氧化硅为共价晶体，SiO2表示二氧化硅的化学式，故A错误； B．O2和O3是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确； C．碳原子小于氯原子而大于氢原子，故空间填充模型，可表示CH4分子，但不可表示CCl4分子，故C错误； D．NH4Cl为离子化合物，由铵根离子和氯离子构成，的电子式： ，故D错误； 答案选B。 20．C 【详解】A．MgF2是离子化合物，其电子式为，故A正确； B．质量数=质子数+中子数，故中子数为15的硅原子的质量数为14+15=29，表示为，故B正确； C．乙烯的官能团是碳碳双键，乙烯的结构简式为：CH2=CH2，故C错误； D．一水合氨为弱电解质，不能完全电离，且为一元碱，故电离方程式为：NH3·H2O⇌NH4++OH-，故D正确； 故答案选C。 21．B 【分析】R的内层电子数比其最外层电子数多3，根据核外电子排布规律，R应为第三周期元素，即R为Cl，四种元素均满足8电子稳定结构，根据结构中成键特点，Y有4个共价键，因此Y应为C，X、Y、Z同周期，Z形成两个共价键，即Z为O，X形成三个共价键，即X为N，据此分析； 【详解】根据上述分析，X为N，Y为C，Z为O，R为Cl， A．HCl没有非极性键，N可以形成N2H4，N原子间为非极性共价键，C与H形成C2H4等，C原子间为非极性共价键，O与H形成H2O2，O原子之间为非极性共价键，故A错误； B．N的最高价氧化物对应水化物是HNO3，C的最高价氧化物对应水化物为H2CO3，硝酸为强酸，碳酸为弱酸，故B正确； C．非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，O的非金属性强于N，因此O的简单氢化物的稳定性强于N的简单氢化物，故C错误； D．Cl-核外有三个电子层，O2-、N3-核外有两个电子层，因此Cl-的半径最大，故D错误； 答案为B。 22．C 【详解】A．与为质子数相同而中子数不同的原子，互为同位素，故A不符合题意； B．与是H元素的不同氧化物，故B不符合题意； C．与是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，故C符合题意； D．与的分子式相同而结构不同，互为同分异构体，故D不符合题意； 故选C。 23．D 【详解】A．氮化镁中N元素化合价为-3价，镁元素化合价为+2价，氮化镁的化学式：，A错误； B．一种原子称为一种核素，与是同种元素，属于两种不同的核素，B错误； C．的原子结构示意图：，C错误； D．一个钠原子失去一个电子形成Na+，一个氯原子得到一个电子形成Cl-，形成的氯化钠为离子化合物，用电子式表示氯化钠的形成过程：，D正确； 故选D。 24．B 【详解】A．干冰(CO2)、冰水混合物(H2O)、烧碱(NaOH)、小苏打(NaHCO3)，它们都属于化合物，A 正确； B．乙醇、四氯化碳、葡萄糖都属于非电解质，但氯气属于单质，既不是电解质也不是非电解质，B不正确； C．活性炭、C60、石墨烯、金刚石都属于碳单质，它们互称同素异形体，C正确； D．空气(由氮气、氧气等构成)，纯净矿泉水(由水及矿物质构成)，水煤气(由CO、H2等构成)，84消毒液(由NaCl、NaClO等构成)，都由两种或两种以上的物质所构成，都属于混合物，D正确； 故选B。 25．B 【详解】A．N2O4可以看成是(NO2)2，则可以将这23g混合气体看作是只有NO2，物质的量为=0.5mol，则反应中转移电子的数目0.5NA，即铜失去的电子数为0.5NA，A正确； B．I-的还原性大于Fe2+，向含有FeI2的溶液中通入适量氯气，Cl2先氧化I-，再氧化Fe2+，若溶液中含有1mol FeI2，当有1mol Fe2+被氧化时，该反应转移电子数目为3NA，但题中未告知FeI2的物质的量，即无法得知在Fe2+被氧化之前，参加反应的I-的物质的量，故该溶液中，当有1mol Fe2+被氧化时，该反应转移电子数目不一定是3NA，B错误； C．标准状况下，2.24L SO2的物质的量为0.1mol，将0.1mol SO2通入水中完全溶解，SO2和H2O反应生成H2SO3的反应是可逆反应，且H2SO3在水中部分电离，故溶液中H2SO3分子数小于0.1NA，C正确； D．标准状况下，8.96L气体的总物质的量为0.4mol，设H2的物质的量为x mol，D2的物质的量为y mol，气体的平均相对分子质量为3.5，则有，解得x=0.1，y=0.3，即该气体中含有0.1mol H2和0.3mol D2，H2分子不含中子，1个D2分子含有2个中子，故该气体含有的中子数为0.6NA，D正确； 故选B。 26． 4 蒸馏烧瓶 直形冷凝管 ①⑤ ④ 【分析】本题是一道以氯气为中心的综合题，考查学生的综合知识运用，难度一般。 【详解】（1）①次氯酸的化学式为HClO，写出即可； ②简单来说，一种原子就是一种核素，我们发现一共有、、、四种核素； ③氯气与溴化钠相当于一个非金属的置换反应，氯气作氧化剂，溴化钠作还原剂，写出方程式：； （2）b是有支管的，因此为蒸馏烧瓶；d是冷凝管，里面的管是直的，因此为直形冷凝管； （3）盐酸中有自由移动的氯离子和氢离子，因此可以导电；铁中有能自由移动的电子，因此也可以导电；酒精、液氯、二氧化硫、硫酸铵晶体都无法导电；电解质是指能在水溶液中或熔融状态下导电的化合物，符合定义的只有硫酸铵晶体。 27． 原子 S2- Cl- Ar 2H2O+2Cl- 2OH-+Cl2↑+H2↑ 【分析】(1)依据原子核电荷数=质子数=海外电子数计算分析； (2)依据原子核电荷数=质子数=核外电子数，原子得失电子可能形成8电子稳定结构，稀有气体是8电子稳定结构； (3)y=7元素对应单质为Cl2，依据制备氯气反应原理写出。 【详解】(1)x-y=10时，说明x=10+y，符合核电荷数=质子数=核外电子数，是原子； (2)原子核电荷数=质子数=核外电子数，原子得失电子可能形成8电子稳定结构，稀有气体是8电子稳定结构；符合结构的原子为Ar，阳离子为K+、Ca2+，阴离子为S2-、Cl-等； (3)y=7元素对应单质为Cl2，工业上用电解饱和食盐水制氯气，发生反应的离子方程式为：2H2O+2Cl- 2OH-+Cl2↑+H2↑。 28． B A D C 【分析】根据同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的概念分析解答。 【详解】(1)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则12C和13C互为同位素； (2)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，则O2和O3两物质互为同素异形体； (3)结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的物质互为同系物，则甲烷和庚烷两物质属于同系物； (4)分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，则CH3-CH2-CH2-CH3和两物质互为同分异构体。 【点睛】1. 同种元素组成的不同单质互称为同素异形体，则互为同素异形体的物质必须是单质； 2. 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； 3. 同系物指结构相似，分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的物质，结构相似即同系物具有相同种类和数目的官能团，通式相同； 4. 具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；这是常考点，也是学生们的易错点。 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 $$