考向2 物质的组成与结构-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

100 考向二　物质的组成与结构 ▶ “答案与解析”见P52 1. (2024·无锡梁溪段考)下列关于化学学科观 念的说法,不正确的是 ( ) A. 分类观:CO2、O3都属于温室气体 B. 守恒观:镁条在空气中燃烧,反应前后固 体的质量相等 C. 转化观:氧气和二氧化碳在一定条件下可 相互转化 D. 结构观:水和过氧化氢化学性质不同,是 因为两者分子构成不同 2. (2024·驻马店期中)下列物质分类正确的是 ( ) A. 单质:氢气、空气 B. 氧化物:水、五氧化二磷 C. 化合物:氧化汞、水银 D. 混合物:自来水、高锰酸钾 3. 已知一个SO2分子的质量为nkg,一个SO3 分子的质量为mkg(设两分子中的硫原子和 氧原子分别相同)。若以一个氧原子质量的 1 16 作为相对原子质量的标准,则SO2 的相对 分子质量为 ( ) A. 16m m-n B. 16n m-n C. 16n n-m D. 32n m-n 答案讲解 4. (2023·天津和平期中)下列叙述 中,不正确的是 ( ) A. 质量相同的 CO 和 CO2 中,氧 元素的质量比为11∶14 B. 某 NH4NO3化肥中含 NH4NO380%(杂 质中不含氮元素),化肥中氮元素的质量 分数为28% C. 硫酸亚铁和硫酸铁组成的混合物中,硫元 素的质量分数为a,则铁元素的质量分数 为1-2a D. FeO、Fe2O3、CaCO3 组成的混合物中,铁 元素的质量分数为56%,则CaCO3 的质 量分数可能为 25% 5. (2024·南通启东期中)陶瓷是火与土的结 晶,是中华民族文化的象征之一。 (1) 根据C-14断代,中国的制陶工艺已有八 千多年的历史。C-14是质子数为6,中子数 为8的一种碳原子,与C-12相比,两者不同 的是 (填“质子数”或“中子数”)。 (2) 烧制陶瓷的原料为黏土,其成分如表所 示。制作陶瓷需要经过选土→淘洗→塑形→ 烧结等工艺。 成 分 二氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化镁 其 他 质量 分数/% 69.51 14.15 2.55 1.31 12.48 ① 黏土成分中,属于非金属氧化物的是 (填化学式)。 ② 工艺中一定发生化学变化的是 (填“选土”“淘洗”“塑形”或“烧结”)。 (3) 陶瓷的美在于其多变的釉彩。 ① 兵马俑彩绘中发现了绝美的“中国紫”, “中 国 紫”的 主 要 成 分 是 硅 酸 铜 钡 (BaCuSi2O6),其中硅元素和氧元素的质量 比为 (填最简整数比)。 ② 青花釉的烧结过程中存在Co3O4 分解成 CoO和O2 的过程,写出该反应的化学方程 式: 。 (4) 下 列实验仪器 中,材 质 为 陶 瓷 的 是 (填字母)。 A. 烧杯 B. 试管夹 C. 蒸发皿 (5) 氮化硅是一种耐高温的新型陶瓷材料, 氮化硅中氮元素的化合价为-3,硅元素的化 合价为+4,氮化硅的化学式为 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 101 6. (2024·南通通州期末)宏观和微观相结合是 认识物质结构与性质的重要方法。 (1) 如表所示为三种元素的原子结构示意图。 元素名称 氧 镁 硫 原子结构 示意图 ① 表中x= 。镁原子在化学反应中 容易 (填“得到”或“失去”)电子。 ② 硫原子在化学反应中得到两个电子形成 离子,其离子符号为 。 ③ 这三种原子电子层数越多,原子半径越大;电 子层数相同时,核电荷数越多,原子半径越小。 这三种原子中原子半径最大的是 。 (2) 碳及其化合物的“化合价—物质类别”关 系如图所示。 (第6题) ① 图中能代表CH4的是 (填字母)。 ② 写出物质D转化为物质E的化学方程式: 。 ③ 实验室中常用于检验物质D的化学试剂 是 。 (第7题) 7. (2023·南京江宁二模)了解研 究物质组成的方法具有重要意义。 (1) 图示实验中,通电一段时间 后,将燃着的木条分别放在a、b 两玻璃管管口,慢慢旋开活塞。 ① 在b玻璃管管口可观察到 。 ② 通过对a、b两玻璃管内产物的分析,可得 出结论:水是由 组成的。 (2) 甲醇是重要的化工原料,甲醇和乙醇组 成元素种类相同、性质相似。 ① 写出乙醇充分燃烧的化学方程式: 。 ② 设计实验证明甲醇中含有碳元素,并完成 实验报告。 实验步骤 实验现象 结 论 甲醇中含 有碳元素 (3) 由甲烷和另外两种气体组成的混合物 中,碳元素的质量分数为70%,则另外两种 气体可能是 (多选,填字母)。 A. H2和CO B. H2和C2H2 C. CO和C2H4 D. C2H2和C2H4 8. (2024·武汉武昌段考)每天饮用牛奶可补充 人体对钙等营养物质的需求。牛奶中的钙元 素主要以磷酸钙的形式存在,磷酸钙的化学 式为Ca3(PO4)2,某牛奶的标签如图所示,请 回答下列问题。 纯牛奶 配 料:鲜牛奶 保质期:8个月 净含量:250mL/盒 营养成分(每100mL): 钙≥0.11g 脂肪≥3.3g 蛋白质≥2.9g (第8题) (1) 标签上的钙指的是 (填字母)。 A. 分子 B. 原子 C. 单质 D. 元素 (2) 已知磷酸钙由离子构成,请写出构成磷 酸钙的阴离子符号: 。 (3) 磷酸钙的相对分子质量为 。 (4) 磷酸钙中钙元素和氧元素的质量比为 。 (5) 每盒牛奶中至少含多少克磷酸钙? (结 果精确到0.01g) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 期末压轴题特训 (5) 用作治疗疥疮的药物 [解析] (1) 物理性质是不需要 化学变化就能表现出来的性质,轻粉的物理性质为微溶于 水、白色粉末和易升华等。(2) 化学性质是需要通过化学 变化才能表现出来的性质,轻粉的化学性质为光照下容易 分解。(3) ① 反应物接触面积越大,反应越充分,为保证 小还丹与食盐等固体充分反应,可将固体研磨成粉末,增 大接触面积。② 加热条件下,硫酸亚汞与氯化钠反应生成 硫酸钠和Hg2Cl2,反应的化学方程式为Hg2SO4+2NaCl △ 􀪅􀪅Na2SO4+Hg2Cl2。(4) 轻粉在光照射下易分解,因此 保存方法是避光保存。 5. (1) 原子 (2) 丙、丁 (3) CH3OCH3+3O2 点燃 􀪅􀪅 2CO2+3H2O [解析] (1) 化学反应前后没有发生变化的 微观粒子是原子。(2) 由图示可知,甲、乙、丙、丁四种物质 的化学式分别为CH3OCH3、O2、CO2、H2O,其中属于氧化 物的是丙(CO2)和丁(H2O)。(3) 甲醚燃烧生成水和二氧 化碳,该反应的化学方程式是 CH3OCH3+3O2 点燃 􀪅􀪅 2CO2+3H2O。 6. (1) 2NaN3 撞击 􀪅􀪅2Na+3N2↑ 10Na+2KNO3 􀪅􀪅 K2O+5Na2O+N2↑ (2) TiCl4 TiCl4+O2 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅 TiO2+2Cl2 (3) O2+2NO+4CO 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅N2+4CO2 [解析] (1) NaN3分解生成甲、乙两种单质,根据质量守恒 定律可知,甲、乙分别为钠和氮气中的一种,该反应的化学 方程式为2NaN3 撞击 􀪅􀪅2Na+3N2↑。钠和氮气中,可能会 对人体造成伤害的是钠,所以甲为钠,钠与硝酸钾反应的 化学方程式为10Na+2KNO3􀪅􀪅N2↑+K2O+5Na2O。 (2) 在化学方程式2FeTiO3+7Cl2+3C 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅2X+ 2FeCl3+3CO2中,反应前铁、钛、氧、氯、碳原子的个数分别 为2、2、6、14、3,反应后除X的生成物中铁、钛、氧、氯、碳原 子的个数分别为2、0、6、6、3,根据质量守恒定律,化学反应 前后原子的种类和数目不变,则2X中含有2个钛原子和 8个氯原子,则X的化学式为TiCl4。X与氧气反应生成 TiO2 和 氯 气,该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 TiCl4 +O2 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅TiO2+2Cl2。(3) 由题图可知,一氧化氮与氧气 反应生成二氧化氮,二氧化氮再与一氧化碳反应生成氮气 和二氧化碳,所以总反应的化学方程式为O2+2NO+4CO 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅N2+4CO2。 7. (1) 一定不变 可能改变 (2) 不能,水受热变成水蒸 气属于物理变化,不能用质量守恒定律解释 (3) ① 乙同 学 反应生成气体,由于实验装置未密闭,气体逸散到空 气中 ② Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu ③ 解:减少的质量为反应生成的CO2 的质量。设反应中 消耗Na2CO3的质量为x。 Na2CO3 106 x +2HCl􀪅􀪅2NaCl+CO2 44 4.4g ↑+H2O 106 44= x 4.4g x=10.6g 答:反应中消耗Na2CO3 10.6g。 [解析] (1) 化学反应的过程就是参加反应的各物质的原 子重新组合成其他物质的过程,在化学反应前后原子种 类、数目、质量一定不变,分子的数目可能改变。(2) 20g 水受热变成20g水蒸气,属于物理变化,不能用质量守恒 定律解释。(3) ① 由于甲同学的实验中反应生成气体,但 实验装置未密闭,气体逸出装置,没有称量气体的质量,所 以结论错误。② 铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜, 化学方程式为Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu。 考向二　物质的组成与结构 1. B 2. B 3. B [解析] 由题可知,1个氧原子的质量为(m-n)kg, 1个硫原子的质量为[n-2(m-n)]kg,若以一个氧原子质 量的1 16 作为相对原子质量的标准,则硫的相对原子质量为 [n-2(m-n)]kg (m-n)kg 16 =16 (3n-2m) m-n ,氧原子的相对原子质量 为 (m-n)kg (m-n)kg× 1 16 =16,则 SO2 的 相 对 分 子 质 量 为 16(3n-2m) m-n +16×2= 16n m-n 。 4. C [解析] 质量相同的CO和CO2中,氧元素的质量比 为16 28∶ 16×2 44 =11∶14 , A正确。某NH4NO3 化肥中含 NH4NO3 80%(杂质中不含氮元素),则该化肥中氮元素的 质量分数为80%× 14×280 ×100% =28%,B正确。硫酸 亚铁和硫酸铁的化学式分别是FeSO4、Fe2(SO4)3,可以发 现两种物质中硫原子和氧原子的个数比均为1∶4,则硫元 素和氧元素的质量比为(32×1)∶(16×4)=1∶2,若硫元 素的质量分数为a,则氧元素的质量分数为2a,铁元素的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 25 质量分数为1-3a,C错误。铁元素的质量分数为56%,若 铁的氧 化 物 全 为 FeO,则 氧 化 亚 铁 的 质 量 分 数 为 56% 56 72×100% =72%,若铁的氧化物全为Fe2O3,则氧化铁的 质量分数为 56% 56×2 160 ×100% =80%,故CaCO3 的质量分数 在20%~28%之间,则CaCO3 的质量分数可能为25%,D 正确。 5. (1) 中子数 (2) ① SiO2 ② 烧结 (3) ① 7∶12 ② 2Co3O4 高温 􀪅􀪅6CoO+O2↑ (4) C (5) Si3N4 [解析](1) C-14是质子数为6,中子数为8的一种碳原子, C-12是质子数为6,中子数为6的一种碳原子,因此C-14 和C-12原子的质子数相同,而中子数不同。(2) ① 由一种 非金属元素和氧元素组成的化合物称为非金属氧化物,黏 土成分中属于非金属氧化物的是二氧化硅,化学式为 SiO2。② 选土、淘洗、塑形过程没有新物质产生,属于物理 变化,而烧结过程有新物质产生,属于化学变化。(3) ① 硅 酸铜钡(BaCuSi2O6)中硅元素和氧元素的质量比为(28× 2)∶(16×6)=7∶12。② Co3O4 在高温条件下分解生成 CoO和O2。(4) 烧杯材质为玻璃,A错误;试管夹是由木 材制成的,B错误;蒸发皿材质为陶瓷,C正确。(5) 氮化硅 中氮元素的化合价为-3,硅元素的化合价为+4,根据化 合物中各元素的化合价代数和为0可知,氮化硅的化学式 为Si3N4。 6. (1) ① 6 失去 ② S2- ③ 镁(或Mg) (2) ① A ② CO2+H2O􀪅􀪅H2CO3 ③ 澄清石灰水(或氢氧化钙 溶液) [解析] (1) ① 在原子中,质子数=核外电子数,则 有8=2+x,所以表中x=8-2=6;根据镁原子结构示意 图可知,镁原子的最外层电子数为2,在化学反应中容易失 去电子。② 硫原子在化学反应中得到两个电子形成离子, 其离子符号为S2-。③ 已知这三种原子电子层数越多,原 子半径越大,则镁、硫的原子半径大于氧;电子层数相同 时,核电荷数越多,原子半径越小,镁的核电荷数小于硫的 核电荷数,则镁原子的半径大于硫原子,故这三种原子中 原子半径最大的是镁。(2) ① 甲烷(CH4)中氢元素显+1 价,根据在化合物中元素正、负化合价代数和为0可知, CH4 中碳元素显-4价,故能代表甲烷(CH4)的是 A。 ② D为含有+4价碳元素的氧化物,即为CO2,E为含有 +4价碳元素的酸,即为H2CO3,D转化为E即为二氧化 碳和水反应生成碳酸。③ 实验室中常用澄清石灰水(或氢 氧化钙溶液)检验物质D(二氧化碳)。 7. (1) ① 木条燃烧得更旺 ② 氢元素和氧元素 (2) ① C2H5OH+3O2 点燃 􀪅􀪅2CO2+3H2O ② 实验步骤: 取少量甲醇于燃烧匙(或坩埚等),点燃,将用澄清石灰水润 湿内壁的烧杯罩在火焰上方 实验现象:澄清石灰水变浑 浊 (3) ABC [解析] (3) 甲烷中,碳元素的质量分数为 12 16×100%=75% ;A中氢气中不含碳元素,一氧化碳中碳 元素的质量分数为12 28×100%≈42.9% ;B中氢气中不含碳 元素,C2H2 中碳元素的质量分数为 24 26×100%≈92.3% ; C中一氧化碳中碳元素的质量分数为1228×100% ≈ 42.9%,C2H4 中 碳 元 素 的 质 量 分 数 为 24 28×100% ≈ 85.7%;D中C2H2 中碳元素的质量分数为 24 26×100%≈ 92.3%,C2H4 中 碳 元 素 的 质 量 分 数 为 24 28×100% ≈ 85.7%;因为混合气体中碳元素的质量分数为70%,而甲 烷中碳元素的质量分数大于70%,所以另外两种气体中碳 元素的质量分数一定要有小于70%或不含碳元素的物质 才能使混合气体中碳元素的质量分数为70%。 8. (1) D (2) PO3-4 (3) 310 (4) 15∶16 (5) 解:由图示可知,每盒牛奶中含钙元素的质量≥ 0.11g× 250mL 100mL=0.275g ,所以每盒牛奶中含磷酸钙的质 量为 0.275g 40×3 310 ×100% ≈0.71g。 答:每盒牛奶中至少含0.71g磷酸钙。 [解析] (1) 物质由元素组成,故标签上的钙指的是钙元 素。(2) 磷酸钙由钙离子、磷酸根离子构成,磷酸根离子的 符号为PO3-4 。(3) 磷酸钙的相对分子质量为40×3+ (31+16×4)×2=310。(4) 磷酸钙中钙、氧元素的质量比 为(40×3)∶(16×4×2)=15∶16。 考向三　空气的组成及氧气的性质 1. A [解析] 用如题图所示装置制备气体,当打开止水夹 时,放在多孔塑料板上的固体和液体接触,反应发生;当关 闭止水夹时,试管内的气体排不出去,压强增大,就会把液 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 35