专题1 第三单元 物质结构研究的意义-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（苏教版2019)

第三单元 物质结构研究的意义 提优点：1.促进化学科学的发展；2.物质结构的探索无止境 第1关练速度 5min为准，你的时间： 德国环境大奖。下列关于“新制冷剂”的叙述 1.(2023·福建厦门高二期末)下列不属于化学 不正确的是 () 科学未来探索空间的是 A.该制冷剂对环境不产生任何污染 A.阿伏加德罗定律 B.该制冷剂的作用原理与氨基本相同 B.超耐久性的超长碳纳米管 C.该制冷剂在水的凝固点附近的温度下发挥 C.人工光合作用 作用 D.常温常压合成氨 D.该制冷剂属于悬浊液 2.(2023·江苏南京高二检测)我国科学家利用 第2关练准确率 准确率>5%，你做对题 蜡虫肠道菌群，将塑料降解时间从500年缩 5.(2023·陕西安康高二期末)科技改变生活， 减到24小时，并用同位素示踪法证实了聚乙 2021年是我国人工智能、航空航天、量子通 烯降解为C02。下列有关该过程说法不正确 信、生命科学大放异彩的一年。下列说法错 的是 误的是 () A.一定发生了氧化反应 A.清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯 B.只涉及碳碳键的断裂 片一一天机芯的主要材料与光导纤维的相同 C.同位素示踪法是从微观角度识别物质的 B.量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为 变化 同素异形体 D.该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的环 C.“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具 境问题 有密度小、强度高、耐高温的特性 3.(2024·重庆高三月考)近年来我国航空航天 D.“天问一号”中Ti-Ni形状记忆合金的两种 事业取得了很多令世界瞩目的成就。下列说 金属都属于过渡金属元素 法错误的是 ( 6.硼烯具有优异的电学、力 A.液氢、液氧以及高氯酸铵等物质可应用于 学、热学等性能，将成为 火箭推进剂 B.航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点 继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。科 高于镍 学家已成功合成多种结构的硼稀，如图为 C.月壤中发现的石墨烯与地球上的金刚石互 “皱褶”式硼烯的结构。下列说法错误的是 为同素异形体 () D.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分 A.“皱褶”式硼烯中每个硼原子周围有3对 是多晶硅 共用电子 4.(2023·浙江舟山高二检测)据报道，德国某 B.“皱褶”式硼烯中硼原子达到8电子稳定 公司研究出无辐射冷却技术（用水和冰组成 结构 的两相液体代替传统的氟利昂或氨)而荣获 C.硼烯有望代替石墨烯作为电极材料 专题1学霸005 D.氧化硼的水化物是一种弱酸，与过量OH 其相应的反物质相遇后发生湮灭，所有的质 反应可生成BO 量完全转化为能量。根据上述信息回答下列 7.物理学家卢瑟福的“α散射实验”的成果如 问题： 下：使一束α粒子（质量数为4，带2个单位正 (1)根据你所学过的知识推测制造阿尔法磁谱 电荷)射向一片极薄的金箔。过去一直以为 仪核心部件的材料是 (填字母，下同)。 是实心球紧密排列而成的金箔，竞让大多数α A.FeO B.Fe2O3 C.Fe30 D.Fe;C 粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似 (2)反物质发生中和反应的离子方程式 的。但也有极少数的粒子的前进路线发生偏 为 9 转，或被笔直地弹回。根据以上实验现象得 A.H+0H=H,0 B.H*+OH*=H,O 出的下列结论错误的是 ) C.H+0H=H20 D.H*+OH-H2O A.金原子不是实心球，内部很“空旷”，其中 (3)画出氢离子反物质的结构示意图： 0 存在“硬核”，其体积比原子本身小得多 第了关练思维宽度 难度级别：女☆食☆ B.金原子的“硬核”质量比α粒子大得多，故 10.化学知识与生产生活紧密相 金原子的质量主要集中在“核”上 连，日常生活中的一些现象都可 C.金原子的“硬核”带正电，原子内含的正电 以用化学知识来解释。 荷集中在“核”上 (1)煤是一种常用的化 D.核外电子绕原子核做高速圆周运动 石燃料，家庭用煤经历 8.(2023·安徽合肥高二月考)泽维尔创立的飞 了从“煤球”到“蜂窝 秒(1fs=105s)化学研究了极短时间内的反 煤”的过程。以前人们把煤粉加工成略大于 应历程，巧妙地解决了如何确定反应起点问 乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱 题。例如Ⅲ与CO2的反应过程片段为H+ 体，并在圆柱体上打上一些孔（如图所示）。 0C0一HOC01006H0+C0。下列有关 请分析这种变化的优点： ； 说法正确的是 煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤 A.中间产物HOC0属于有机化合物 燃烧对环境的污染，可设法把煤转化成清洁 B.反应起点为HⅢ离解为H和I自由基，终点 燃料，如将水蒸气通过炽热的煤层可制得较 为HO自由基与I自由基结合 洁净的水煤气（主要成分是C0和H,),煤气 C.HOC0经1000fs离解为H0自由基和 厂常在家用水煤气中掺入少量有难闻气味 C0,说明Ⅲ与CO,的反应速率极快 的气体，其目的是 D.飞秒化学展现的反应历程不能为“化学反 (2)某同学在实验过程中发现氢氧化钠固体 应实质是旧键断裂和新键形成”提供有力 在空气中放置一段时间后会发生潮解，他在 证据 家中也曾发现饼干受潮会变软，这些现象说 9.我国参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发展号 明了空气中含有 (填化学式)。 航天飞机升入太空，探索宇宙中是否存在“反 请你结合生活经验和化学知识另举两个实 物质”（又称为“暗物质”）。反物质的主要特 例来说明空气中含有这种物质： 征是电子带正电荷，质子带负电荷。物质和 ① :② 选择性必修第二册·SJ学霸006参考答案 ANSWER 专题1 揭示物质结构的奥秘 第一单元 物质结构研究的内容 质谱仪其实是把有机物打成很多小块，会有很多不同的相对分子 质量出现，其中质荷比最大的那个就是该有机物的相对分子质量 第1关（练逸度） 不能测定结构.C错误：纸层析法是一种物质分离的简单方法，是 1.A2.C 色谱分析法的一种，D正确。 3.C解析：C项为难溶性固体与溶液的分离方法 7.C解析：所有的原子都含有质子和电子，并且二者在数值上是相 4.D解析：氘和怎是氢原子的不同核素，互为同位素不是同素异形 等的。因为质子和电子带的电荷数相等，而电性却相反.故整个原 体，A错误：D,,T,,DT中D和T的相对原子质量不同，三者的摩尔 子是电中性的。需要注意的是，并不是所有的原子都是由质子、中 质量不同.B错误：T转化为D是原子核发生变化.不属于化学变 子和电子构成的。如H中就只有一个质子和一个电子，没有中 化，C错误：D2、T2、DT都是氢的单质，D正确 子。多数原子的中子数和质子数比较接近，但没有必然的数量关 5.C解析：碳纳米管由碳原子构成，与石墨层内结构相似，能导电， 系，故A,B不正确。原子核对核外电子的吸引是一种电性作用，因 不可作为绝缘材料 为中子不显电性，质子和电子带相反电荷，C正确。从发展的观点 6.(1)78(2)同位素(3)相似 出发.原子中的质子，中子和电子三种构成原子的基本微粒有可能 解析：(1)根据质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),可得3C 再进一步分成更小的微粒，目前有资料介绍，科学家已经研究发现 1N的中子数分别为7,8。(2)两者都是碳原子，质子数相同，中子 了更小的做粒一夸克，D不正确 数不同.故两者互为同位素。(3)两者互为同位素.其化学性质 8.D解析：盐酸溶液中存在H0分子，H,C,A错误：发生化学反 相似。 应时，参加反应的物质的质量不变，原子种类，个数不变，B错误： 第2关（练准鸦牵） 溶于水呈碱性的物质不一定属于碱，如碳酸钠属于盐，在水溶液中 7.C解析：物质的键能越大越稳定，N,性质稳定，是因为N,分千中 呈碱性，C错误：碱性氧化物在一定条件下可与酸反应生成盐和 氨氨三键键能很大.A正确：用H:替代H,填充探空气球更安全是 水，D正确 因为He的电子构型稳定，满足2电子稳定结构，B正确：第2周期 9.(1)H:S:H微观结构(2)h归纳范式(3)aC 的元素随着核电荷数的增加，原子半径减小，C错误：白磷在常温 (4) 下就有很高的反应性是因为分子中的P一P键之间夹角为60 第3关（练思维宽度） 度，弯曲面具有较大张力.键能小，易断裂，D正确 10.(1)①原子核2正排斥③大于(2)实验法(3)卢瑟福 8.(1)同素异形体(2)6.02×10(3)共价键稳定性及熔、沸点 的α粒子散射实验给我们很多启示：对待学习要有严谨认其、一 解析：(1)石墨烯和石墨均为碳元素的单质.互为同素异形体 丝不苟的态度，绝不放过任何一个疑点，努力使自已成为敢于质 (2)0.12g石墨烯中碳原子的物质的量为0.01m,所含碳原子个 疑，敢于向权威挑战，具有创新意识和创新精神的现代中学生（合 数为6.02×10。(3)由图示可知，石墨烯中碳原子间均通过共用 理即可) 电子对即共价键结合，共价键影响物质的稳定性及熔，沸点。 解析：(1)极薄的金箔竞让大多数α粒子畅通无阻地通过，证明 9.(1)放出13230(2)AB 原子不是实心的球体，内部有“广阔“的空间。有极少数粒子 解析：(1)1mmlN0分子含有90molN一N键，它分解生成30mmd 被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则 N=N键。1mlNn分子中化学键拆开吸收的能量为0× 大部分《粒子不能畅通无阻地通过：同时证明金原子核的质量远 167kJ·mo=15030kJ,30molN,分子中化学键形成放出的能 大于α粒子的质量，否则金原子核将有被α粒子弹出的可能：还 量为30m×942k」·mm1=28260kJ。放出的总能量比吸收的总 能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相问，否则两者就会相互 能量多13230kJ,该化学反应是放热反应。(2)由于N的分解放 吸引：又能证明金原子核所带电尚数远大于α粒子，否则偏转的 出大量的热，因此N阳可以用作高能炸药和高能燃料。 就不会是a粒子，而是金原子核。 第3关（练思维宽度） 10.(1)原始大气中没有氧气：因为米勒加人的气体中没有氧气，如果 第三单元物质结构研究的意义 有氧气的话，在放电时CH4,H,等可能燃烧甚至爆炸(2)从下 第1关（妹逸度】 口进水，冷却效果好：因为从下口进水，冷却水能始终充满冷凝 1.C2.B 管，如果反过来，冷凝管里水柱很短(3)A(4)B(5)A 3.B解析：液氢可燃，液氧助燃，高氯酸铵具有强氧化性且分解生成 解析：(3)电火花放电是模拟自然界的雷电作用，这主要为该实验 气体，以上物质可应用于火箭推进剂.A正确：合金的熔点一般低 提供能量，放电的作用比一般加热作用强烈得多，能产生使气体 于纯金属，故镍基合金熔点低于镍，B错误：月壤中发现的石墨烯 电离，断键等效果 与地球上的金刚石是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形 第二单元 物质结构研究的范式与方法 体，C正确：航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是多品硅。 属于单质硅，D正确 第1关（练速度） 4.D解析：水和冰组成的两相液体制冷剂不属于悬浊液，因为分散 1.A2.C3.B4.A 系是混合物，而该制冷剂是纯净物 5.(1)演绎范式5.3306(2)锗的金属性比锡弱，非金属性比硅 第2关（练准确率） 弱：既能与强酸反应又能与强碱反应 5.A解析：芯片材料为单晶硅，光导纤维为二氧化硅，A错误：螺旋 解析：(1)上述物质结构研究的范式为演锋范式，根据单质密度的 碳纳米管与石墨娇均为碳单质，互为同素异形体，B正确：合金比 变化规律.锗在硅和锡之闻.密度大约是它们的平均值53：锗，锡，铅 纯金属性能优良，钛合金具有密度小，强度高、耐高温的特性，C正 比热的变化由已知后两者的数据可知是变小的，那么储的比热最 确：T-N形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属元素，D正确 大，储与锡间比热的差值应与锡铅之间差值相当，故得绪的比热约 6.B解析：由题图知“皱帮”式明烯中每个即原子周围有3对共用电 为218+88=306。(2)情处于金属与非金属的交界线.估计有两性。 子，A项正确：“被福”式锡烯中原子未达到8电子稳定结构 第2关（练准确率） B项错误：由题干信息硼烯具有优异的电学、力学，热学等性能 6.D解析：人造奶油主要成分是油脂，水解产物为高级脂防酸（或 故烯有望代替石墨烯作为电极材料，C项正确：氣化阴的水化物 羞)和甘油，故A措误：李比希燃烧法是元素定量分析法，B错误： 是一种弱酸，与过量OH反应可生成O,D项正确 参考答案学霸01 7,D解析：实验现象“大多数α粒子畅通无阻地通过”，说明原子不 的溶液具有腐使性，若不慎将NO州溶液藏到皮肤上，侧需用大量 是“实心球”，而是内部很“空Ⅲ旷”：a粒子能偏转甚至被弹回，根据 水冲洗，同时涂抹H,B0,以中和碱液，A正确：Y为山，在空气中燃 电性作用和动量守恒原理，说明原子的内部存在带正电的例性体 烧的产物只有1i,0.B错误：X为B,与氢元素会形成BH3或BH: 微粒，且质量比粒子大得多：俯转或被弹回的粒子很少，说明 等佛氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物。 这个带正电的“硬核”体积比原子本身小得多，但不能直接得出电 C错误：i和山两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为 子的存在及运动情况 同位素，D结误 8.B解析：中间产物H0C0为自由基，不属于有机化合物，A错误： :7.B解析：根据质量守恒可知，X微粒为H,Y微粒为H:,据此分 反应起点为H用离解为H和I自由基，H+OC0→HOC0,然后 析解题。由分析可知，X微粒为He,根据质量数等于质子数加中 HOC01006H0+0,最终为H0自由装与1自由基结合，B正 子数可知，该微粒的中子数为4，A错误：由分析可知，X微粒 确：HOC0经1000s离解为H0自由基和C0.这只能说明这个历 为He,Y微粒为He,二者具有相同的质子数，不同的中子数，故互 程快，不能说明整个反应的速率快，C错误：飞秒化学展现的反应 为同位素，B正确：由题干信息可知，。0与0的半衰期很短，故 历程中H川离解为H和1自由基以及HO自由基与I自由基结合等 不适宜用作示踪原子研究化学反应的历程，C错误：自然界中不存 均为“化学反应实质是旧键断裂和新键形成”提供有力证 在02与02并不是其化学键不稳定.而是由于只0与0的半刻 据，D错误 期很短，很容易发生核变化，0一0键的键能与形成该键的核素无 关，D错误。 9.(1)e(2)A(3)(- 专题1章末检测 解析：(1)铁的化合物中，有磁性的是下，O,,属于求久磁铁。从阿 尔法登谱仪的名称可以看出，磁谱仪的核心部件是由具有磁性的 1.B2.C3.C 4.C5.C 物质构成的。(2)抓住中和反应和反物质的特征即可，常见H 6.A解析：太阳能电池帆板的主要成分是硅单质，A不正确：火箭升 带正电荷.其反物质为H:OH带负电荷.其反物质为OH 空过程中，燃料发生反应：C,H.N2+2N,0,一2C02+3N2+4H0 (3)书写氢离子反物质的结构示意图时要注意质子带负电荷。 提供能量，偏二甲肼中碳元素化合价从-1价升高到+4价氮元素 第3关（练思维宽度） 从-3价升高到0价.作还原剂，B正确：Xe原子核中含131-54= 10.(1)使煤与空气的接触面积增大，燃烧更充分：便于及时发现煤 77个中子，C正确：蛋白质皮革主要成分为蛋白质，其属于有机物， 气泄漏(2)H,0①食盐在阴雨天会变潮②一些零食拆开 D正确 包装后脆性和酥性清失 7.D解析：A项，该油脂是由碳，氢、氧三种元素组成的，选项说法错 解析：(1)“煤球”变为“蜂窝煤”，增大了可燃物与空气的接触面 误：B项.该油脂中碳，氢，氧元素的质量比为(12×57)：(1× 积使燃烧更充分：由于水煤气中含有一氧化碳，会使人中毒，且 110):(16×6)=684:110:96,可见其中碳元素的质量分数最大， 一氧化碳和H,均为无色无珠的气体，人们很难发现其泄漏，所以 选项说法错误：C项.植物性油脂在常温下是液态的，选项说法错 在水煤气中摻人少量有难闻气味的气体就能使人们及时发现煤 误：D项，有些脂防酸是人体必需的，但人体内却不能合成，选项说 气泄漏，从面避免发生煤气中毒事故。(2)一一些易吸水的物质吸 法正确。 收室气中的水后会发生变化。 8.D解析：其有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互 专题1真题演练 为同位素：H,H是H的同位素，A正确：钛合金硬度大性能优 良，能承受深海高压，B正确：铝基和铁在海水中形成原电池，铅比 1,A解析：虽然氮气在一定条件下可以与氢气反应，而且是放热反 铁活泼，铝作负极被腐蚀，铁作正极被保护，牺牲阳极保障船体不 应，但是，由于■N键键能很大，该反应速率很慢，氢气不能在氨 易腐蚀，C正确：问主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱：售 气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此： 元素的单质比钠活泼，故遇水能迅速反应放出H,,D错误 液氨一液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意 9,B解析：由个别到个别是演泽，A错误：扫描隧道显微镜测的是制 2.C解析：纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误：沙的主 质的结构，C错误：由个别到一骰是归纳，D错误 要成分是硅酸盐，不是金属材料.B错误：金和铁都是金属，C正 10.D解析：0与Se同主族，原子序数：S>0.所以S元素的非金属 确：“甘之若怡”意思是把它看成像钠那样甜，销类是有机物，不是 性弱于0元素，则氢化物的稳定性：H,Se<H,0,A项辑误：制备的 金属材料，D错误 雨纳米颗粒是纯净物，不是胶体，B项错误：非金属性：S<S,则最 3.A解析：洗洁精去除油污主要是利用乳化原理，油污没有水 高价氧化物对应水化物的酸性：HS0,>H,S0,.C项错误：非金 解，A错误：妙菜时不宜将油加热至冒烟，主要是油脂在高温下容 属性越强的元素越容易与H,化合，所以与S相比，S与H,更难 易生成对身体有害的测环化合物，B正确：长期暴露在空气中的食 反应，D项正确 盐变成了糊状，因为食盐中常含有容易渭解的MC,C正确：久煮 11,D解析：冰水混合物、CS0,·5H0均只含一种物质，都是纯净 的鸡蛋蛋黄表而常呈灰绿色，是由于蛋白中硫元索与蛋黄中铁元 物，根据题干提供的信息可知，“水瓶”为混合物，A错误：金刚石 素生成的FS和蛋黄混合呈灰绿色，D正确。 石墨和C均是由碳元素形成的结构和性质不同的单质，互为同 4.A解析：多种处方药随意叠加使用，相互间可能发生化学反应，需 素异形体，B错误：磷酸钙为难溶物，但溶解的部分在水溶液中可 要按照医骗和药物说明进行使用，故A错误：化肥的用需依据对 以完全电离，是强电解质，C带误：石墨和C知互为同素异形体，同 像营养状况针对性地选择不同的化肥，故B正确：规范使用防阁制 素异形体之间的转化伴随着旧键的断裂和新键的形成，是化学变 品可以减缓食物变质速度，保持食品营养所值，提高食品的口感。 化，因反应前后元素的化合价没有发生变化，属于有单质参加的 故C正确：在种植业中，植物浸取试剂类医药也应慎重选用 非氧化还原反应，D正确 D正确 12.B解析：W0,和W02的分子式不同，二者不是同分异构体的关 5.C解析：制作日每圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材 系，A错误：W0:和WO,中W的化合价不同.由WO,制备0， 料，A正确：由两种或两种以上的金园与金属或非金属经一定方法 的过程发生了氧化还原反应，B正确：外界条件不确定时，无法确 所合成的其有金属特性的混合物称为合金，机械表中由相、钴、镍 定氢气的体积，C错误：水的分解反应为吸热反应，使用催化剂只 铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B正确：基于石英品体据 改变反应速率，D错误 荡将性计时的石英表，其中石英的成分为SO2,C辑误；日前“北京 13.B解析：H202与CH1转化为含氧有机物，Q代表H202.A项正 时间”授时以铯原子钟为基准，C的质量数为135，质子数为 确：根据图示，步骤N生成的HO,其中的H米自CHO州和 55,D正确。 H202,B项错误：根据图示步骤1，Ⅱ，得到产物水和CHOH.总 6.A解析：根据核反应为X+:n→Y+He可知，X的质量数N 为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈+1价，则推知Y位于IA 反应的化学方程式为CH+H02 熊化剂，CH,OH+,0,C项正 族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为山，其 确：模仿步骤Ⅱ，H2O2分成2个0H,1个结合H原子生成H0 质子数P=3,所以X的质子数Z=3+2-0=5,核电荷数=原子序 1个与步骤V生成的一CHO结合得到HCOOH,因此步骤W生成 数=核内质子数=5，则推知X为B元素。H,B0为审酸，氢氧化 HCOOH和H2O.D正确。 选择性必修第二册·SJ学霸02