内容正文:
专题05 物质的微观构成
题型一 基础概念(如微观粒子、元素、碳单质的基本概念等)
题型二 微观结构示意图(如原子结构、离子形成、物质微观模型)
题型三 原子、离子中各粒子的数值关系
题型四 核外电子排布规律的理解与应用
题型五 相对原子质量
题型六 元素与化合价题(如元素周期表、化合价计算、化学式书写)
题型七 地壳中元素的含量
题型八 宏观、微观与符号之间的联系
题型九 物质的分类
题型十 化学方程式与计算题(考查碳的化学性质及相关计算)
题型十一 碳单质性质与应用(如金刚石、石墨、活性炭的性质与用途)
题型十二 综合应用题(推断、生活情境)
◆题型一 基础概念
解题要点
熟记分子、原子、离子的区别;掌握原子结构(质子=电子,中子数可变)。
关键:单质、化合物、氧化物的分类依据是组成元素的种类和数量。
【例1-1】下列关于微观粒子的说法正确的是( )
A. 分子是保持物质性质的最小粒子
B. 原子是由原子核和核外电子构成的
C. 离子是带电荷的原子或分子,所以带电荷的微粒一定是离子
D. 同种原子可以构成分子,不同种原子不能构成分子
【答案】B
【解析】A. 分子是保持物质化学性质的最小粒子,而不是所有性质,故A错误;
B. 原子是由原子核和核外电子构成的,这是原子的基本结构,故B正确;
C. 离子是带电荷的原子或分子,但带电荷的微粒不一定是离子,如质子、电子等也带电荷,但它们不是离子,故C错误;
D. 同种原子可以构成分子,不同种原子也能构成分子,如H2O分子就是由氢原子和氧原子构成的,故D错误。
【例1-2】元素是指具有相同 _______ 的一类原子的总称。
A. 质子数 B. 中子数 C. 核外电子数 D. 相对原子质量
【答案】A
【解析】元素是指具有相同质子数(或核电荷数)的一类原子的总称。质子数决定了元素的种类,故A正确;中子数、核外电子数、相对原子质量都不能决定元素的种类,故B、C、D错误。
【例1-3】下列关于碳单质的说法正确的是( )
A. 金刚石和石墨都是黑色的
B. 石墨很软,不能用于制作电极
C. C60是由60个碳分子构成的
D. 金刚石和石墨的物理性质差异大是因为碳原子的排列方式不同
【答案】D
【解析】A. 金刚石是无色透明的晶体,不是黑色的,故A错误;
B. 石墨虽然很软,但它具有良好的导电性,因此可以用于制作电极,故B错误;
C. C60是由60个碳原子构成的分子,而不是由60个碳分子构成的,故C错误;
D. 金刚石和石墨的物理性质差异大是因为碳原子的排列方式不同,这是它们物理性质差异的根本原因,故D正确。
【变式1-1】下列关于原子的说法错误的是( )
A. 原子是化学变化中的最小粒子
B. 原子核都是由质子和中子构成的
C. 原子不显电性是因为原子核与核外电子所带电量相等,电性相反
【答案】B
【解析】A. 原子是化学变化中的最小粒子,这是原子的基本性质,故A正确;
B. 原子核不都是由质子和中子构成的,如氢原子核内只有一个质子,没有中子,故B错误;
C. 原子不显电性是因为原子核与核外电子所带电量相等,电性相反,故C正确;
D. 原子可以直接构成物质,如金属、稀有气体等都是由原子直接构成的,故D正确。D. 原子可以直接构成物质
【变式1-2】下列关于元素的说法正确的是( )
A. 同种元素组成的物质一定是纯净物
B. 具有相同质子数的微粒一定属于同一种元素
C. 元素的种类是由原子核内的质子数决定的
D. 元素的相对原子质量近似等于其质子数与中子数之和
【答案】C、D
【解析】A. 同种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧的混合物就只含有氧元素,但不是纯净物,故A错误;
B. 具有相同质子数的微粒不一定属于同一种元素,如H2O和Ne的质子数都是10,但它们不属于同一种元素,故B错误;
C. 元素的种类是由原子核内的质子数决定的,这是元素定义的基础,故C正确;
D. 元素的相对原子质量近似等于其质子数与中子数之和,这是相对原子质量的定义,故D正确。
(若按单选处理,通常选C,因为D项虽正确但可能不是题目主要考察点)
【变式1-3】下列关于碳单质的用途与其性质对应关系错误的是( )
A. 金刚石用于切割玻璃——金刚石硬度大
B. 石墨用于制作铅笔芯——石墨很软且为黑色
C. 活性炭用于净水——活性炭具有可燃性
D. C60用于超导、催化等领域——C60具有特殊的物理和化学性质
【答案】C
【解析】A. 金刚石用于切割玻璃是因为金刚石硬度大,这是金刚石的物理性质,故A正确;
B. 石墨用于制作铅笔芯是因为石墨很软且为黑色,这是石墨的物理性质,故B正确;
C. 活性炭用于净水是因为活性炭具有吸附性,而不是可燃性,故C错误;
D. C60用于超导、催化等领域是因为C60具有特殊的物理和化学性质,这是C 60的特性,故D正确。
◆题型二 微观示意图
解题要点
电子排布遵循2,8,8规则;化学反应中分子可分、原子不可分。
关键:最外层电子数决定化学性质(得失电子趋势)。
【例1-1】下列微粒的结构示意图中,表示阳离子的是( )
【答案】D
【解析】阳离子是原子失去电子后形成的带正电的微粒。在微粒的结构示意图中,如果质子数(即原子核内的正电荷数)大于核外电子数,则该微粒为阳离子。
【例1-2】下列关于原子结构的说法正确的是( )
A. 所有原子核都是由质子和中子构成的 B. 在原子中质子数一定等于中子数
C. 原子核位于原子的中心,核外电子绕核做高速运动D. 钠原子和钠离子的化学性质相同
【答案】C
【解析】A. 并非所有原子核都包含中子。例如,氢原子(H)的原子核只有一个质子,没有中子。因此,A选项错误。
B. 在原子中,质子数等于核外电子数,但不一定等于中子数。例如,碳-12原子有6个质子和6个中子,而碳-14原子有6个质子和8个中子。因此,B选项错误。
C. 原子核位于原子的中心,核外电子绕核做高速运动。这是原子结构的基本模型,符合卢瑟福的核式结构模型。因此,C选项正确。
D. 钠原子(Na)和钠离子(Na + )的化学性质不同。钠原子容易失去一个电子形成钠离子,而钠离子已经失去了一个电子,因此它们的化学性质不同。因此,D选项错误。
【变式1-1】下列微粒的结构示意图中,表示阴离子的是( )
【答案】A
【解析】阴离子是原子得到电子后形成的带负电的微粒。在微粒的结构示意图中,如果质子数小于核外电子数,则该微粒为阴离子。
【变式1-2】下列关于离子形成的说法错误的是( )
A. 原子得失电子后形成离子
B. 离子是带电的原子或原子团
C. 原子得到电子后一定形成阴离子
D. 离子失去电子后一定形成阳离子(考虑如O2−再失去电子的情况)
【答案】D
【解析】
A. 原子通过得失电子可以形成离子。失去电子形成阳离子,得到电子形成阴离子。因此,A选项正确。
B. 离子是带电的原子或原子团。阳离子带正电,阴离子带负电。因此,B选项正确。
C. 原子得到电子后,如果得到的电子数使得核外电子数大于质子数,则形成阴离子。因此,C选项正确。
D. 离子失去电子后不一定形成阳离子。例如,氧离子(O 2−)失去两个电子后形成氧原子(O),而不是阳离子。因此,D选项错误。
◆题型三 原子、离子中各粒子的数值关系
解题要点
原子中质子数 = 核外电子数 = 核电荷数,质量数 = 质子数 + 中子数。
离子中质子数与核外电子数不相等,阳离子质子数大于核外电子数,阴离子质子数小于核
外电子数 。
【例1-1】已知某原子的核电荷数为17,则该原子的质子数为_________,核外电子数为______若它得到一个电子,则形成的阴离子的核外电子数为__________。
【答案】17;17;18
【解析】
核电荷数等于质子数,所以质子数为17。
在原子中,质子数等于核外电子数,所以核外电子数也为17。
若原子得到一个电子,则核外电子数增加1,变为18。
【例1-2】一个镁原子的质量是2.4×10−26kg,一个碳−12原子的质量为1.993×10−26 kg,则镁的相对原子质量为___________。
【答案】24
【解析】相对原子质量是某原子的质量与一个碳-12原子质量的1/12的比值。
镁的相对原子质量 = 1.993×10−26kg×1/12 2.4×10
−26kg ≈24
【例1-3】某阳离子M2+的核外有10个电子,则M原子的质子数为____________。
【答案】12
【解析】阳离子M2+ 的核外有10个电子,说明M原子失去2个电子后变为M2+。
因此,M原子的核外电子数为12(10 + 2)。
在原子中,质子数等于核外电子数,所以M原子的质子数也为12。
【例1-4】我国科学家成功研制用于外太空核反应堆的高强韧钼合金。钼元素在元素周期表中的
信息如图所示。下列有关钼元素的说法不正确的是( )
A.属于金属元素
B.相对原子质量为 95.96g
C.原子序数为 42
D.原子中核外电子数为 42
【答案】B
【解析】
钼元素属于金属元素,A选项正确。
相对原子质量的单位是“1”,不是“g”,B选项错误。
原子序数为42,C选项正确。
原子中核外电子数等于质子数,也为42,D选项正确。
【例1-5】镓是一种奇妙的金属,放在手心里马上熔化,犹如荷叶上的水珠流来流去。请阅读信息后回答
(1)金属镓________________________(填物理性质)。
(2)镓原子结构示意图中X的数值________________
【答案】(1)熔点低(或易熔化);(2)3
【解析】(1)金属镓放在手心里马上熔化,说明其熔点低(或易熔化)。
(2)镓原子结构示意图中,X的数值等于核外电子数减去内层电子数。由于镓是第四周期元素,其核外电子排布为2、8、18、3,所以X的数值为3。
【变式1-1】硫原子的质子数为16,中子数为16,其核外电子数为( )
A. 16 B. 32 C. 0 D. 8
【答案】A
【解析】硫原子的质子数为16,在原子中质子数等于核外电子数,所以核外电子数也为16。
【变式1-2】氧离子(O²⁻)的核外电子数为10,其质子数为( )
A. 8 B. 10 C. 6 D. 12
【答案】A
【解析】氧离子(O2− )的核外电子数为10,说明氧原子得到2个电子后变为氧离子。
氧原子的质子数为8(因为氧的原子序数为8),所以氧离子的质子数也为8。
【变式1-3】某元素原子失去2个电子后形成离子,其核外电子排布与氖原子相同,该元素原子的质子数为( )
A. 10 B. 12 C. 8 D. 20
【答案】B
【解析】某元素原子失去2个电子后形成离子,其核外电子排布与氖原子相同。
氖原子的核外电子数为10,所以该元素原子的核外电子数为12(10 + 2)。
在原子中质子数等于核外电子数,所以该元素原子的质子数也为12。
【变式1-4】如图为元素周期表第四周期的局部。下列有关说法正确的是
A.砷原子的质子数为 74 B.镓和锗均属于非金属元素
C.锗元素的相对原了质量为 72.64g D.Se4+的核外电子数为 30
【答案】D
【解析】砷原子的质子数为33(根据元素周期表),A选项错误。
镓和锗均属于金属元素,B选项错误。
锗元素的相对原子质量为72.64(单位是“1”,不是“g”),C选项错误。Se4+的核外电子数为30(硒的原子序数为34,失去4个电子后变为Se4+ ),D选项正确。
【变式1-5】已知碘元素(元素符号为I)的原子结构示意图为 请回答下列问题:
(1)x的值为____________
(2)依据该原子结构示意图,不能确定的是_____________
A.核内中子数 B.核电荷数 C.相对原子质量
(3)一般情况下,元素原子的最外层电子数相同,具有相似的化学性质。碘元素的化学性质与下图中元素的化学性质最相似的是__________________
【答案】(1)53;(2)A、C;(3)F(或氟元素)
【解析】
(1)碘元素的原子结构示意图中,x的数值等于核外电子数减去内层电子数。由于碘是第五周期元素,其核外电子排布为2、8、18、18、7,所以x的数值为53。
(2)依据该原子结构示意图,可以确定核电荷数(即质子数)和核外电子数,但不能确定核内中子数和相对原子质量。
(3)碘元素的最外层电子数为7,与氟元素的最外层电子数相同,所以碘元素的化学性质与氟元素的化学性质最相似。
◆题型四 核外电子排布规律的理解与应用
解题要点
核外电子分层排布,先排能量低的电子层,再排能量高的,每层最多容纳2n2个电子(n为
电子层数)。
最外层电子数不超过8个(第一层为最外层时不超过2个),次外层不超过18个,倒数第
三层不超过32个。
【例1-1】下列微粒的核外电子排布与氖原子相同的是( )
A.K+ B.F − C.Ca 2+ D.Al 3+
【答案】BD
【解析】氖原子的核外电子排布为2、8,共10个电子。K原子失去1个电子后,核外电子排布为2、8、8,与氖原子不相同。F原子得到1个电子后,核外电子排布为2、8,与氖原子相同;Ca原子失去2个电子后,核外电子排布为2、8、8,与氖原子不相同;Al原子失去3个电子后,核外电子排布为2、8,与氖原子相同。
【例1-2】下列关于原子结构的说法中,错误的是( )
A. 核电荷数一定等于质子数 B. 质子数一定不等于中子数
C. 相对原子质量约等于质子数与中子数之和 D. 原子核一定位于原子的中心
【答案】B
【解析】A. 核电荷数一定等于质子数:正确,核电荷数即质子数。
B. 质子数一定不等于中子数:错误,例如氢原子(H)的质子数和中子数都是1(对于氢-1同位素)。
C. 相对原子质量约等于质子数与中子数之和:正确,相对原子质量主要由质子和中子的质量决定。
D. 原子核一定位于原子的中心:正确,原子核位于原子的中心,核外电子绕核运动。
【例1-3】下列各组粒子中,核外电子数目相同的是
A.和O2- B.F-和 C.和 D.和
【答案】A
【详解】A、钠原子是11号原子,失去最外层的1个电子形成钠离子,故钠离子的核外电子数是10,氧原子是8号原子,最外层电子数为6,易得到两个电子形成氧离子,故氧离子的核外电子数是10,故正确;
B、氟原子是9号元素,最外层电子数为7,易得到1个电子,形成氟离子,故核外电子数是10,氯原子是17号元素,得到1个电子形成氯离子, 故氯离子的核外电子数为18,故不相等,故错误;
C、镁原子的核外电子数是12,最外层电子数为2,易失去两个原子,形成镁离子,故镁离子的核外电子数是10,故不相等,故错误;
D、硫原子的核外电子数是16,最外层电子数为6,易得到两个原子,形成硫离子,硫离子的核外电子数是18,故错误。
故选A。
【变式1-1】下列微粒的核外电子排布与Ar(氩)原子不相同的是( )
A.S 2− B.Cl − C.K + D.Mg 2+
【答案】D
【解析】氩原子的核外电子排布为2、8、8,共18个电子。Mg原子失去2个电子后,核外电子排布为2、8,与氩原子不相同
【变式1-2】下列离子的核外电子排布与氖原子相同的是( )
A.Li+ B.S2﹣ C.K﹣ D.Mg2+
【答案】D
【详解】氖原子核外有两个电子层,第一层有2个电子,第二层有8个电子。
A、Li+核外有一个电子层,故错误;
B、S2﹣核外有三个电子层,第一层有2个电子,第二层有8个电子,第三层有8个电子,故错误。
C、K﹣应该是K+,故错误;
D.Mg2+核外有两个电子层,第一层有2个电子,第二层有8个电子,正确。
故选:D。
【变式1-3】下列微粒的核外电子排布与Cl − 不相同的是( )
A.Ar B.K + C.S 2− D.Na +
【答案】D
【解析】Cl原子得到一个电子后的核外电子排布为2、8、8,共18个电子。Na原子失去1个电子后,核外电子排布为2、8,与氯离子不相同
◆题型五 相对原子质量
解题要点
相对原子质量是以一种碳原子质量的1/ 12为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比。
原子的相对原子质量≈质子数 + 中子数,元素相对原子质量是该元素各种核素相对原子质
量的加权平均值。
【例1-1】某原子的相对原子质量为31,质子数为15,则该原子的中子数为________。
【答案】16
【解析】相对原子质量 = 质子数 + 中子数
已知相对原子质量为31,质子数为15,则中子数 = 31 - 15 = 16。
【例1-2】一个碳-12原子的质量为m kg,一个铁原子的质量为n kg。则铁原子的相对原子质量为 。
【答案】
【详解】(2)根据相对原子质量的定义,可知铁原子的相对原子质量为。
【例1-3】已知一个碳-12原子的质量为1.993×10-26kg,一个某原子的原子质量为2.657×10-26kg。求这种原子的相对原子质量是多少?(结果精确到整数)
【答案】
相对原子质量= =
【详解】见答案
【例1-4】电子质量很小,仅相当于质子或中子质量的1/1836。所以原子的质量主要集中在原子核上。镁原子核有12个质子和12个中子。则镁的相对原子质量是( )
A.12 B. 24
C.12克 D.24克
【答案】B
【解析】
相对原子质量 = 质子数 + 中子数
镁原子核有12个质子和12个中子,则镁的相对原子质量 = 12 + 12 = 24。
选项C和D中的“克”是质量单位,不是相对原子质量的单位,故排除。
【变式1-1】已知一个碳12原子的质量为1.993×10-26kg,镁的相对原子质量为24,则一个镁原子的质量为
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】已知镁原子的相对原子质量为24,已知碳-12原子的质量为1.993×10-26 Kg,设一个镁原子的质量是x,则,x==3.986×10-26kg。故选B。
【变式1-2】已知一个碳12原子的质量为nkg,一个某原子的质量为mkg,则该原子的相对原子质量为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】相对原子质量是指以一种碳原子质量的为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比值,用公式表示为:某原子的相对原子质量=;故该原子的相对原子质量为;故选C。
【变式1-3】已知:一个碳12原子的质量为m Kg,一个钼原子(Mo)的质量是8m Kg,则钼的相对原子质量为( )
A. B.96 C.8 D.
【答案】B
【详解】已知一个碳-12原子的质量为mkg,一个钼原子的质量为8m kg,则钼的相对原子质量为=96。故选B。
◆题型六 元素与化合价题
解题要点
原子序数=质子数;化合物中正负化合价代数和为零。
关键:金属显正价,非金属常显负价(氧通常-2,氢+1)
【例1-1】下列元素符号书写正确的是( )
A. 钙 CA B. 镁 mg C. 铜 CU D. 铝 Al
【答案】D
【解析】
A. 钙的元素符号应为Ca,而不是CA,故A错误。
B. 镁的元素符号应为Mg,而不是mg,元素符号首字母应大写,故B错误。
C. 铜的元素符号应为Cu,而不是CU,元素符号第二个字母应小写,故C错误。
D. 铝的元素符号为Al,书写正确,故D正确。
【例1-2】已知A元素的原子最外层有6个电子,B元素的原子最外层有2个电子,则A、B两种元素组成的化合物的化学式为( )
A. BA B. AB C. B 2 A D. AB2
【答案】D
【解析】
A元素的原子最外层有6个电子,易得到2个电子形成稳定结构,显-2价;B元素的原子最外层有2个电子,易失去2个电子形成稳定结构,显+2价。根据化合物中正负化合价代数和为零的原则,A、B两种元素组成的化合物的化学式为AB
2,故D正确。
【例1-3】下列化学用语书写正确的是( )
A. 2个氢原子:H2
B. 钙元素:CA
C. 镁离子:Mg +2
D. 氮气:N2
【答案】D
【解析】A. 2个氢原子应表示为2H,而不是H
2,H2表示氢分子,故A错误。
B. 钙元素的符号应为Ca,而不是CA,元素符号第二个字母应小写,故B错误。
C. 镁离子应表示为Mg2+ ,而不是Mg+2,离子符号的书写应在元素符号右上角标出所带电荷数,且数字在前,正负号在后,故C错误。
D. 氮气的化学式为N2,书写正确,故D正确。
【例1-4】写出下列元素的符号或名称:
(1)氢___________,(2)氦_____________,
(3)Na___________,(4)P______________
【答案】(1) H
(2) He
(3) 钠
(4) 磷
【解析】
根据元素符号的书写规则和常见元素的名称进行填写。
【变式1-1】下列关于元素周期表的说法错误的是( )
A. 元素周期表共有7个横行,18个纵行
B. 原子序数等于原子的质子数
C. 同一周期的元素从左到右,元素的金属性逐渐增强
D. 同一族的元素化学性质相似
【答案】B
【解析】某化合物由两种元素组成,其中一种元素是氧元素,这样的化合物可能是氧化物(如CO2),也可能是其他含氧的化合物(如H2O2 ,但通常不称为氧化物,而是过氧化物)。因此,该化合物可能是氧化物,故B正确。A选项过于绝对,C、D选项均错误,因为含氧酸和碱都至少含有三种元素(酸中至少含有H、O和非金属元素,碱中至少含有金属元素、O和H)。
【变式1-2】某化合物由两种元素组成,其中一种元素是氧元素,则该化合物( )
A. 一定是氧化物 B. 可能是氧化物
C. 一定是含氧酸 D. 一定是碱
【答案】D
【解析】在高锰酸钾(KMnO4)中,钾元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价。设锰元素的化合价为x,则根据化合物中正负化合价代数和为零的原则,有(+1)+x+(−2)×4=0,解得x=+7,故D正确。
【变式1-3】实验室可用加热高锰酸钾(KMnO4)的方法制取氧气,高锰酸钾中锰元素的化合价为
A.+7 B.+1 C.+6 D.-2
【答案】A
【详解】设高锰酸钾中锰元素的化合价为x。钾元素化合价为+1,氧元素化合价为-2,依据化合物中元素化合价代数和为零,则,解得x=+7,所以高锰酸钾中锰元素化合价为+7,故选A。
【变式1-4】某化合物的化学式为HnXO2n,化合价相同的X元素的氧化物的化学式是( )
A.XO B.XO2 C.X2O3 D.X2O
【答案】C
【详解】解:在化合物中,各元素正负化合价的代数和为零,设X的化合价为x,则有:(+1)×n+x+(-2)×2n=0,解得x=+3n,由于化合价的绝对值不能大于7,故n可能为1或2,X的化合价可能为+3或+6,化合价相同的X元素的氧化物中,氧元素的化合价为-2,若X的化合价为+3,则化学式为X2O3,若X的化合价为+6,则化学式为XO3,观察选项,故选C。
◆题型七 地壳中元素的含量
解题要点
地壳中元素含量由高到低依次为氧、硅、铝、铁等,氧元素含量最多。
不同地区地壳中元素含量存在一定差异,但总体规律大致相同。
【例1-1】地壳中含量最多的元素是( )
A. 氧 B. 硅 C. 铝 D. 铁
【答案】A
【解析】
地壳是地球固体地表构造的最外圈层,整个地壳平均厚度约17千米,其中上地壳(又称硅铝层)平均厚度约10千米,下地壳(又称硅镁层)平均厚度约7千米。地壳中元素的含量是不均匀的,其中含量最多的元素是氧元素,它占地壳总质量的近一半。硅元素次之,铝元素和铁元素也占有一定比例,但远少于氧元素。因此,根据地壳中元素的分布和含量,可以确定地壳中含量最多的元素是氧元素,选项A正确。
【例1-2】地壳中含量最多的金属元素是( )
A. 氧 B. 硅 C. 铝 D. 铁
【答案】C
【解析】
地壳中除了含有大量的非金属元素外,还含有多种金属元素。其中,含量最多的金属元素是铝元素。铝元素在地壳中的含量仅次于氧元素和硅元素,是地壳中含量第三多的元素,但它是含量最多的金属元素。铁元素虽然在地壳中也有一定含量,但少于铝元素。氧元素和硅元素是非金属元素,不符合题目要求。因此,根据地壳中金属元素的分布和含量,可以确定地壳中含量最多的金属元素是铝元素,选项C正确。
【例1-3】按含量从多到少排列,地壳中含量排前四位的元素依次为_________、_________、
__________、___________。
【答案】氧;硅;铝;铁
【解析】
地壳中元素的含量是不均匀的,但按照含量从多到少的顺序排列,可以确定地壳中含量排前四位的元素。其中,氧元素是地壳中含量最多的元素,占地壳总质量的近一半。硅元素次之,是地壳中含量第二多的元素。铝元素和铁元素也占有一定比例,分别排在第三位和第四位。因此,地壳中含量排前四位的元素依次为氧、硅、铝、铁。
【例1-4】地壳中含量居第二位的元素和含量居第三位的元素形成的化合物的化学式可能是( )
A. SiO 2 B. Al 2 O 3
C. Fe 2O 3 D. MgO
【答案】A
【解析】地壳中含量居第二位的元素是硅,含量居第三位的元素是氧,二者形成的化合物是二氧化硅,化学式为SiO 2 。
【例1-5】地壳中含量最多的非金属元素与含量最多的金属元素组成的化合物的相对分子质量为( )
A. 40 B. 56 C. 102 D. 160
【答案】C
【解析】地壳中含量最多的非金属元素是氧,含量最多的金属元素是铝,二者组成的化合物是氧化铝,化学式为Al 2 O 3,相对分子质量为27×2+16×3=102。
【变式1-1】地壳中含量最多的非金属元素与含量最多的金属元素组成的化合物的化学式为_____。
【变式1-2】地壳中含量最多的元素与空气中含量最多的元素组成的化合物的化学式为________。
【变式1-3】地壳中含量最多的金属元素是_______,它形成的氧化物的化学式为______________。
【变式1-4】地壳中含量最多的元素与氢元素形成的化合物的化学式是( )
A. H 2 O B. CH 4
C. NH 3 D. HF
【答案】A
【解析】地壳中含量最多的元素是氧,与氢元素形成的化合物是水,化学式为H 2 O。
【变式1-5】地壳中含量最多的金属元素与含量最多的非金属元素形成的化合物中,金属元素的化合价为( )
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
【答案】C
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝,含量最多的非金属元素是氧,二者形成的化合物是氧化铝,化学式为Al 2 O 3,其中氧元素显−2价,根据化合物中正负化合价代数和为零,铝元素显+3价。
【变式1-6】已知地壳中含量最多的金属元素是A,含量最多的非金属元素是B,则A、B两种元素组成的化合物的化学式为( )
A. AB2 B. A 2B
C. A 2B 3 D. AB
◆题型八 宏观、微观与符号之间的联系
解题要点
宏观上物质由元素组成,微观上物质由分子、原子或离子构成,符号可表示元素、物质、
原子、离子等。
通过化学式可建立宏观物质组成与微观粒子构成及数量关系的联系,如H2O表示水由氢、
氧元素组成,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
【例1-1】下列符号只具有微观意义的是
A.H2 B.H2SO4 C.2H2O D.C2H4
【答案】C
【详解】A、H2可以表示氢气,有宏观意义。
B、H2SO4可以表示硫酸,有宏观意义。
C、在化学式前加数字,只能表示有几个该分子,2H2O只能表示2个水分子,只具有微观意义。
D、C2H4可以表示乙烯,有宏观意义。
故选C。
【例1-2】下列符号能表示2个氢分子的是
A.2H2O2 B.2H2 C.2H D.2H2O
【答案】B
【详解】A、2H2O2表示2个过氧化氢分子。故错。
B、2H2表示2个氢分子。故对。
C、2H表示2个氢原子。故错。
D、2H2O表示2个水分子。故错。
故选B。
【例1-3】用恰当的化学符号表示:
①2个水分子
②3个亚铁离子
③4个银原子
④氧化铝中铝显+3价
【答案】 2H2O 3Fe2+ 4Ag
【详解】①根据分子的表示方法:正确书写物质的化学式,表示多个该分子,就在其化学式前加上相应的数字,因此2个水分子表示为:2H2O;
②根据离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略.若表示多个该离子,就在其元素符号前加上相应的数字;因此3个亚铁离子表示为:3Fe2+;
③根据原子的表示方法:用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字.因此4个银原子表示为:4Ag;
④根据元素化合价的表示方法:确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,因此氧化铝中正三价的铝元素表示为:。
【例1-4】下列符号既能表示一种元素,又能表示一个原子,还能表示一种物质的是( )
A. O B. 2H C. Fe D. N 2
【答案】C
【解析】元素符号能表示一种元素,还能表示该元素的一个原子;化学式能表示一种物质,当元素符号又是化学式时,就同时具备了上述三层意义。O可表示氧元素,表示一个氧原子,但不能表示一种物质;2H表示2个氢原子;Fe属于金属元素,可表示铁元素,表示一个铁原子,还能表示铁这一纯净物;N 2 可表示氮气,但不能表示氮元素和一个氮原子。
【例1-5】保持二氧化碳化学性质的最小粒子是( )
A. 碳原子 B. 氧原子 C. 氧分子 D. 二氧化碳分子
【答案】D
【解析】分子是保持物质化学性质的最小粒子,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,所以保持二氧化碳化学性质的最小粒子是二氧化碳分子。
【例1-6】下列化学用语中“2”的含义表述正确的是( )
A. 2H:2个氢元素
B. O 2 :2个氧原子
C. 2CO:2个一氧化碳分子
D. Mg 2+ :镁元素的化合价为+2价
【答案】C
【解析】元素只讲种类、不讲个数,2H表示2个氢原子;O2 表示一个氧分子中含有2个氧原子;2CO表示2个一氧化碳分子;Mg 2+表示一个镁离子带2个单位的正电荷。
【变式1-1】下列符号中,既表示一个原子,又表示一种元素,还表示一种物质的是( )
A.H2 B.Cu C.CO D.N
【答案】B
【解析】
A. H2:表示氢气分子,由两个氢原子组成,不表示一个原子,也不直接表示一种元素(虽然氢元素是构成它的元素,但符号本身不直接表示元素),故A错误。
B. Cu:表示铜原子,也表示铜元素,还表示铜这种物质(因为铜是由铜原子直接构成的),故B正确。
C. CO:表示一氧化碳分子,由一个碳原子和一个氧原子组成,不表示一个原子,也不直接表示一种元素,故C错误。
D. N:表示氮原子,也表示氮元素,但不表示一种物质(因为氮在自然界中通常以氮气N2的形式存在),故D错误。
【变式1-2】下列化学符号中数字3''表示的意义正确的是( )
A.3H2O中的3表示3个氢元素
B.3Al中的3表示3个铝原子
C.Al3+中的3+表示一个铝离子带有3个单位的正电荷+3
D. Fe 2O 3 中的3表示一个三氧化二铁分子中含有3个氧原子
【答案】B
【解析】A. 3H2O中的3表示3个水分子,而不是3个氢元素。元素是宏观概念,只论种类不论个数,故A错误。
B. 3Al中的3表示3个铝原子,这是正确的。在化学符号前加数字表示原子的个数,故B正确。
C. Al 3+中的3+表示一个铝离子带有3个单位的正电荷,但表述中的“+3”是多余的,因为“3+”已经明确表示了电荷数和正负,故C错误(尽管核心意思正确,但表述不严谨)。
D. Fe2O 3中的3表示一个三氧化二铁分子中含有3个氧原子,但更准确的表述应该是“一个三氧化二铁分子中含有3个氧原子团(或氧原子,但通常在这种上下文中更倾向于说氧原子团,因为氧原子在这里是以氧化物的形式存在)”,不过按照题目的直接意思,它指的是氧原子的数量,但表述上容易让人误解为氧原子团或氧的某种组合形式,且通常我们不说“含有3个氧原子”来描述分子中的原子组成(除非是在非常明确的上下文中),而是说“由2个铁原子和3个氧原子组成”,故D错误。
【变式1-3】用化学符号表示:
(1)2个氧原子____;
(2)4个二氧化碳分子____;
(3)3个亚铁离子____。
【答案】
(1) 2O
(2) 4CO2
(3) 3Fe2+
【解析】(1) 2个氧原子:在氧元素的符号O前加数字2,表示2个氧原子,即2O。
(2) 4个二氧化碳分子:在二氧化碳的化学式CO 2前加数字4,表示4个二氧化碳分子,即4CO2。
(3) 3个亚铁离子:亚铁离子的符号是Fe 2+ ,在其前加数字3,表示3个亚铁离子,即3Fe 2+ 。
【变式1-4】下列符号中,数字“2”表示分子个数的是( )
A. 2N B. 2CO2
C. SO2 D. Mg 2+
【答案】B
【解析】2N表示2个氮原子;2CO
2前面的2表示2个二氧化碳分子;SO 2中的2表示一个二氧化硫分子中含有2个氧原子;Mg 2+ 中的2表示一个镁离子带2个单位的正电荷。
【变式1-5】下列化学用语中,既能表示一种物质,又能表示一个分子的是( )
A. Cu B. O C. N 2 D. 2H 2 O
【答案】C
【解析】Cu属于金属单质,可表示铜元素,表示一个铜原子,还能表示铜这一纯净物,但不能表示一个分子;O可表示氧元素,表示一个氧原子,但不能表示一种物质和一个分子;N 2 可表示氮气,还能表示一个氮分子;2H 2 O表示2个水分子。
◆题型九 物质的分类
解题要点
物质可分为纯净物和混合物,纯净物由一种物质组成,混合物由两种或两种以上物质组成。
纯净物又可分为单质和化合物,单质由同种元素组成,化合物由不同种元素组成 。
【例1-1】下列物质属于纯净物的是( )
A. 洁净的空气
B. 澄清石灰水
C. 冰水混合物
D. 大理石
【答案】C
【解析】纯净物由一种物质组成,混合物由多种物质组成。空气含氮气、氧气等多种物质,是混合物;澄清石灰水含氢氧化钙和水,是混合物;冰水混合物只含水这一种物质,是纯净物;大理石主要成分是碳酸钙,还含其他杂质,是混合物。
【例1-2】下列物质属于氧化物的是( )
A. KMnO4
B. O2
C. H2O
D. NaCl
【答案】C
【解析】氧化物由两种元素组成且其中一种为氧元素。KMnO4由钾、锰、氧三种元素组成,不是氧化物;O2只含氧元素,是单质;H2O由氢、氧两种元素组成,是氧化物;NaCl由钠、氯两种元素组成,不含氧元素,不是氧化物。
【例1-3】下列物质属于盐的是( )
A. H2SO4
B. Ca(OH)2
C. MgO
D. Na2CO 3
【答案】D
【解析】盐由金属离子(或铵根离子)和酸根离子组成。H2SO4由氢离子和硫酸根离子组成,是酸;Ca(OH) 2由钙离子和氢氧根离子组成,是碱;MgO由镁元素和氧元素组成,是氧化物;Na2CO3 由钠离子和碳酸根离子组成,是盐。
【变式1-1】下列物质属于混合物的是( )
A. 液态氧
B. 二氧化碳
C. 食盐水
D. 氯酸钾
【答案】C
【解析】液态氧只含氧气这一种物质,是纯净物;二氧化碳只含二氧化碳这一种物质,是纯净物;食盐水含氯化钠和水,是混合物;氯酸钾只含氯酸钾这一种物质,是纯净物。
【变式1-2】下列物质属于氧化物的是( )
A. Fe2O3
B. KCl
C. H2SO4
D. C6H12O6
【答案】A
【解析】Fe2O3由铁、氧两种元素组成,是氧化物;KCl由钾、氯两种元素组成,不含氧元素,不是氧化物;H2SO 4由氢、硫、氧三种元素组成,不是氧化物;C 6 H 12 O 6 由碳、氢、氧三种元素组成,不是氧化物。
【变式1-3】下列物质属于盐的是( )
A. HNO3
B. Cu(OH)2
C. CaCO 3
D. H 2 O
【答案】C
【解析】HNO 3
由氢离子和硝酸根离子组成,是酸;Cu(OH) 2
由铜离子和氢氧根离子组成,是碱;CaCO 3
由钙离子和碳酸根离子组成,是盐;H2O由氢、氧两种元素组成,是氧化物。
◆题型十 化学方程式与计算题
解题要点
配平方程式遵循质量守恒;计算时注意原子个数和相对质量。
关键:CO₂相对分子质量=12+16×2,碳质量分数=12/44×100%。
【例1-1】碳能在氧气中燃烧,现有12g碳完全燃烧需消耗氧气的质量是多少?
【答案】解:设需要消耗氧气的质量为x。
x= 32g
答:需要消耗氧气的质量为 32g。
【详解】详见答案。
【例1-2】某实验小组用一氧化碳还原氧化铜制取铜,若制取6.4g的铜,需要氧化铜的质量是多少克?
【答案】8
【详解】设需要氧化铜的质量为x
x=8g
答:需要氧化铜的质量为8g。
【例1-3】我市铁矿资源十分丰富,有“铁迁安”之美誉。长城钢铁公司采用一氧化碳在高温下与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳,若每天生产生铁(含铁95%)800t,则该公司每天需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量是多少?
【答案】1166t
【详解】设每天需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为x
x≈1166t
答:该公司每天需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为1166 t。
【变式1-1】工业上常用赤铁矿石炼铁,某同学在实验室取100g铁矿石粉末,利用一氧化碳将铁从赤铁矿石中还原出来,若反应生成铁的质量为56g,则同时产生二氧化碳的质量是多少?
【答案】解:设产生二氧化碳的质量为x,
,
答:产生二氧化碳的质量为66g。
【详解】见答案。
【变式1-2】在1个大气压下将碳酸钙加热到900℃会分解成氧化钙(CaO)和二氧化碳,化学反应方程式为,如果要在实验室制取11.2g氧化钙,理论上需要碳酸钙的质量是多少?
【答案】20g
【详解】设需要碳酸钙的质量是x,
x=20g,
答:理论上需要碳酸钙的质量是20g。
【变式1-3】宋代苏轼的《石炭》中提到“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”,意思是向燃烧的煤上泼水,火焰会燃烧得更加剧烈,其蕴含的化学原理之一是:在高温条件下,煤中的碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气。请计算: 120kg煤(含碳90%)完全参与该反应,生成的氢气的质量?
【答案】解:设生成氢气的质量为
答:生成氢气的质量为18kg。
【详解】解析见答案。
◆题型十一 碳单质性质题
解题要点
金刚石(硬)、石墨(导电)、活性炭(吸附)性质由结构决定。
关键:碳常温稳定,高温还原性(如还原CuO、CO₂)。
【例1-1】金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是( )
A. 组成元素不同
B. 原子排列方式不同
C. 碳原子结构不同
D. 含碳量不同
【答案】B
【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,碳原子结构相同,含碳量相同,但原子排列方式不同,导致物理性质差异很大。
【例1-2】下列关于石墨的说法中,错误的是( )
A. 具有良好的导电性
B. 质软,可作铅笔芯
C. 具有吸附性
D. 燃烧时生成二氧化碳
【答案】C
【解析】石墨具有良好的导电性,可作电极;质软,在纸上划过能留下痕迹,可作铅笔芯;燃烧时生成二氧化碳;活性炭具有吸附性,石墨不具有吸附性。
【例1-3】活性炭可用于净水,主要是利用了它的( )
A. 稳定性
B. 吸附性
C. 可燃性
D. 还原性
【答案】B
【解析】活性炭具有疏松多孔的结构,有很强的吸附性,能吸附水中的色素和异味,可用于净水。
【例1-4】下列关于金刚石和石墨的说法中,正确的是( )
A. 都是由碳元素组成的单质
B. 都是黑色固体
C. 硬度都很大
D. 都能导电
【答案】A
【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但它们的物理性质差异很大。金刚石是无色透明的晶体,硬度很大;石墨是黑色固体,质软,有良好的导电性。
【例1-5】活性炭具有吸附性,是因为它具有( )
A. 稳定的化学性质
B. 疏松多孔的结构
C. 还原性
D. 可燃性
【答案】B
【解析】活性炭具有疏松多孔的结构,这使得它具有很大的比表面积,能够吸附气体、液体中的杂质,因此具有吸附性。
【变式1-1】金刚石可用于切割玻璃,是因为它具有( )
A. 硬度大
B. 导电性
C. 吸附性
D. 可燃性
【答案】A
【解析】金刚石是自然界中硬度最大的物质,可用于切割玻璃。
【变式1-2】金刚石和石墨在物理性质上有很大差异的原因是( )
A. 组成元素不同
B. 原子排列方式不同
C. 碳原子结构不同
D. 含碳量不同
【答案】B
【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但它们的原子排列方式不同,导致物理性质差异很大。
【变式1-3】下列用途中,主要利用石墨的导电性的是( )
A. 作铅笔芯
B. 作电极
C. 作润滑剂
D. 作耐火材料
【答案】B
【解析】石墨具有良好的导电性,因此常被用作电极材料。而作铅笔芯是利用了石墨的质软和黑色;作润滑剂是利用了石墨的层状结构,层与层之间容易滑动;作耐火材料则是利用了石墨的高熔点。
【变式1-4】活性炭在净水过程中主要起什么作用( )
A. 杀菌消毒
B. 吸附杂质
C. 降低水的硬度
D. 增加水的溶解氧
【答案】B
【解析】活性炭具有吸附性,能够吸附水中的杂质、异味和色素等,从而起到净化水的作用。
【变式1-5】下列关于碳单质的说法中,错误的是( )
A. 金刚石是自然界中最硬的物质
B. 石墨具有良好的导电性
C. 活性炭可以吸附所有气体和液体
D. C60是一种由60个碳原子构成的分子
【答案】C
【解析】活性炭虽然具有吸附性,但并不能吸附所有气体和液体。它的吸附能力受到多种因素的影响,如温度、压力、被吸附物质的性质等。
◆题型十二 综合应用题
解题要点
结合微观性质和宏观现象(如活性炭净水=吸附作用)。
关键:黑色导电固体可能是石墨,使石灰水变浑的气体是CO₂。
【例1-1】题目:某无色气体可能含有CO 2、CO、H2中的一种或几种,依次进行以下实验(假设每步反应均完全进行):
通过赤热的炭层后,恢复到原状态,气体体积增大;
通过灼热的CuO时,固体变成红色;
通过白色CuSO 4 粉末时,粉末变成蓝色晶体;
通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。
下列判断正确的是( )
A. 原混合气体中一定含有CO2 、CO、H2
B. 原混合气体中一定没有CO2,一定含有H2和CO
C. 原混合气体中一定含有H 2和CO2,可能含有CO
D. 实验过程中一定没有CO2生成
【答案】C
【解析】通过赤热的炭层后气体体积增大,说明原气体中一定含有CO2,因为CO2与炭反应生成CO,气体体积增大;通过灼热的CuO时固体变成红色,说明有还原性气体存在,可能是CO或H2;通过白色CuSO 4粉末时粉末变成蓝色晶体,说明有水生成,即原气体中一定含有H2;通入澄清石灰水中石灰水变浑浊,说明有CO2生成,但无法确定是原气体中的CO2还是CO与CuO反应生成的CO2。因此,原混合气体中一定含有H2和CO2,可能含有CO。
【例1-2】生活处处有化学,下列说法正确的是( )
A. 铁锅生锈后,用食醋清洗即可除去铁锈
B. 发现煤气泄漏,立即打开排气扇通风
C. 图书档案着火,用二氧化碳灭火器灭火
D. 室内起火,迅速打开所有门窗通风
【答案】C
【解析】铁锅生锈后,用食醋清洗虽然可以除去部分铁锈,但食醋中的醋酸会与铁反应,腐蚀铁锅;发现煤气泄漏时,不能立即打开排气扇通风,因为电器开关可能产生电火花,引发爆炸;图书档案着火时,用二氧化碳灭火器灭火可以避免图书档案被水浸湿;室内起火时,不能迅速打开所有门窗通风,因为这样会使火势更加旺盛。
【例1-3】某同学为了探究碳的化学性质,进行了如下实验:将一块木炭放在酒精灯火焰上灼烧,然后迅速伸入盛有氧气的集气瓶中,观察到木炭剧烈燃烧,发出白光。该实验说明了什么?
【答案】该实验说明了碳具有可燃性,且在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。
【解析】木炭在酒精灯火焰上灼烧后伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧,发出白光,说明碳具有可燃性,且氧气浓度越高,燃烧越剧烈。
【变式1-1】某气体可能含有H 2 、CO、CH 4中的一种或几种,在空气中点燃该气体,用干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁出现水雾;用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,石灰水变浑浊。下列对该气体组成的推断正确的是( )
A. 一定含有H2、CO、CH4
B. 一定含有H2,可能含有CO、CH4
C. 一定含有CO、CH4,可能含有H 2
D. 一定含有H2、CH4,可能含有CO
【答案】B
【解析】烧杯内壁出现水雾说明有水生成,即原气体中一定含有氢元素;石灰水变浑浊说明有CO2生成,即原气体中可能含有CO或CH4(因为CH 4 燃烧也生成CO2)。综合以上信息,可以推断出原气体中一定含有H2(因为水只能由H2 燃烧生成),可能含有CO、CH4 。
【变式1-2】下列做法符合安全要求的是( )
A. 室内起火,立即打开门窗
B. 炒菜时油锅着火,立即用水浇灭
C. 燃气泄漏,立即关闭阀门并开窗通风
D. 高层楼房着火时,立即乘电梯逃生
【答案】C
【解析】室内起火时不能立即打开门窗,否则会使火势更旺;油锅着火时不能用水浇灭,因为油的密度比水小,会浮在水面上继续燃烧;燃气泄漏时应立即关闭阀门并开窗通风,防止燃气积聚引发爆炸;高层楼房着火时不能乘电梯逃生,因为电梯可能因火灾而停电或发生故障。
【变式1-3】某同学为了探究碳的还原性,将木炭和氧化铜混合后高温加热,观察到黑色粉末逐渐变成红色,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。该实验说明了什么?
【答案】该实验说明了碳具有还原性,能将氧化铜还原为铜,同时生成二氧化碳。
【解析】木炭和氧化铜混合后高温加热,木炭作为还原剂将氧化铜还原为铜(红色),同时生成二氧化碳(能使澄清石灰水变浑浊)
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专题05 物质的微观构成
题型一 基础概念(如微观粒子、元素、碳单质的基本概念等)
题型二 微观结构示意图(如原子结构、离子形成、物质微观模型)
题型三 原子、离子中各粒子的数值关系
题型四 核外电子排布规律的理解与应用
题型五 相对原子质量
题型六 元素与化合价题(如元素周期表、化合价计算、化学式书写)
题型七 地壳中元素的含量
题型八 宏观、微观与符号之间的联系
题型九 物质的分类
题型十 化学方程式与计算题(考查碳的化学性质及相关计算)
题型十一 碳单质性质与应用(如金刚石、石墨、活性炭的性质与用途)
题型十二 综合应用题(推断、生活情境)
◆题型一 基础概念
解题要点
熟记分子、原子、离子的区别;掌握原子结构(质子=电子,中子数可变)。
关键:单质、化合物、氧化物的分类依据是组成元素的种类和数量。
【例1-1】下列关于微观粒子的说法正确的是( )
A. 分子是保持物质性质的最小粒子
B. 原子是由原子核和核外电子构成的
C. 离子是带电荷的原子或分子,所以带电荷的微粒一定是离子
D. 同种原子可以构成分子,不同种原子不能构成分子
【例1-2】元素是指具有相同 _______ 的一类原子的总称。
A. 质子数 B. 中子数 C. 核外电子数 D. 相对原子质量
【例1-3】下列关于碳单质的说法正确的是( )
A. 金刚石和石墨都是黑色的
B. 石墨很软,不能用于制作电极
C. C60是由60个碳分子构成的
D. 金刚石和石墨的物理性质差异大是因为碳原子的排列方式不同
【变式1-1】下列关于原子的说法错误的是( )
A. 原子是化学变化中的最小粒子
B. 原子核都是由质子和中子构成的
C. 原子不显电性是因为原子核与核外电子所带电量相等,电性相反
【变式1-2】下列关于元素的说法正确的是( )
A. 同种元素组成的物质一定是纯净物
B. 具有相同质子数的微粒一定属于同一种元素
C. 元素的种类是由原子核内的质子数决定的
D. 元素的相对原子质量近似等于其质子数与中子数之和
【变式1-3】下列关于碳单质的用途与其性质对应关系错误的是( )
A. 金刚石用于切割玻璃——金刚石硬度大
B. 石墨用于制作铅笔芯——石墨很软且为黑色
C. 活性炭用于净水——活性炭具有可燃性
D. C60用于超导、催化等领域——C60具有特殊的物理和化学性质
◆题型二 微观示意图
解题要点
电子排布遵循2,8,8规则;化学反应中分子可分、原子不可分。
关键:最外层电子数决定化学性质(得失电子趋势)。
【例1-1】下列微粒的结构示意图中,表示阳离子的是( )
【例1-2】下列关于原子结构的说法正确的是( )
A. 所有原子核都是由质子和中子构成的 B. 在原子中质子数一定等于中子数
C. 原子核位于原子的中心,核外电子绕核做高速运动D. 钠原子和钠离子的化学性质相同
【变式1-1】下列微粒的结构示意图中,表示阴离子的是( )
【变式1-2】下列关于离子形成的说法错误的是( )
A. 原子得失电子后形成离子
B. 离子是带电的原子或原子团
C. 原子得到电子后一定形成阴离子
D. 离子失去电子后一定形成阳离子(考虑如O2−再失去电子的情况)
◆题型三 原子、离子中各粒子的数值关系
解题要点
原子中质子数 = 核外电子数 = 核电荷数,质量数 = 质子数 + 中子数。
离子中质子数与核外电子数不相等,阳离子质子数大于核外电子数,阴离子质子数小于核
外电子数 。
【例1-1】已知某原子的核电荷数为17,则该原子的质子数为_________,核外电子数为______若它得到一个电子,则形成的阴离子的核外电子数为__________。
【例1-2】一个镁原子的质量是2.4×10−26kg,一个碳−12原子的质量为1.993×10−26 kg,则镁的相对原子质量为___________。
【例1-3】某阳离子M2+的核外有10个电子,则M原子的质子数为____________。
【例1-4】我国科学家成功研制用于外太空核反应堆的高强韧钼合金。钼元素在元素周期表中的
信息如图所示。下列有关钼元素的说法不正确的是( )
A.属于金属元素
B.相对原子质量为 95.96g
C.原子序数为 42
D.原子中核外电子数为 42
【例1-5】镓是一种奇妙的金属,放在手心里马上熔化,犹如荷叶上的水珠流来流去。请阅读信息后回答
(1)金属镓________________________(填物理性质)。
(2)镓原子结构示意图中X的数值________________
【变式1-1】硫原子的质子数为16,中子数为16,其核外电子数为( )
A. 16 B. 32 C. 0 D. 8
【变式1-2】氧离子(O²⁻)的核外电子数为10,其质子数为( )
A. 8 B. 10 C. 6 D. 12
【变式1-3】某元素原子失去2个电子后形成离子,其核外电子排布与氖原子相同,该元素原子的质子数为( )
A. 10 B. 12 C. 8 D. 20
【变式1-4】如图为元素周期表第四周期的局部。下列有关说法正确的是
A.砷原子的质子数为 74 B.镓和锗均属于非金属元素
C.锗元素的相对原了质量为 72.64g D.Se4+的核外电子数为 30
【变式1-5】已知碘元素(元素符号为I)的原子结构示意图为 请回答下列问题:
(1)x的值为____________
(2)依据该原子结构示意图,不能确定的是_____________
A.核内中子数 B.核电荷数 C.相对原子质量
(3)一般情况下,元素原子的最外层电子数相同,具有相似的化学性质。碘元素的化学性质与下图中元素的化学性质最相似的是__________________
◆题型四 核外电子排布规律的理解与应用
解题要点
核外电子分层排布,先排能量低的电子层,再排能量高的,每层最多容纳2n2个电子(n为
电子层数)。
最外层电子数不超过8个(第一层为最外层时不超过2个),次外层不超过18个,倒数第
三层不超过32个。
【例1-1】下列微粒的核外电子排布与氖原子相同的是( )
A.K+ B.F − C.Ca 2+ D.Al 3+
【例1-2】下列关于原子结构的说法中,错误的是( )
A. 核电荷数一定等于质子数 B. 质子数一定不等于中子数
C. 相对原子质量约等于质子数与中子数之和 D. 原子核一定位于原子的中心
【例1-3】下列各组粒子中,核外电子数目相同的是
A.和O2- B.F-和 C.和 D.和
【变式1-1】下列微粒的核外电子排布与Ar(氩)原子不相同的是( )
A.S 2− B.Cl − C.K + D.Mg 2+
【变式1-2】下列离子的核外电子排布与氖原子相同的是( )
A.Li+ B.S2﹣ C.K﹣ D.Mg2+
【变式1-3】下列微粒的核外电子排布与Cl − 不相同的是( )
A.Ar B.K + C.S 2− D.Na +
◆题型五 相对原子质量
解题要点
相对原子质量是以一种碳原子质量的1/ 12为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比。
原子的相对原子质量≈质子数 + 中子数,元素相对原子质量是该元素各种核素相对原子质
量的加权平均值。
【例1-1】某原子的相对原子质量为31,质子数为15,则该原子的中子数为________。
【例1-2】一个碳-12原子的质量为m kg,一个铁原子的质量为n kg。则铁原子的相对原子质量为 。
【例1-3】已知一个碳-12原子的质量为1.993×10-26kg,一个某原子的原子质量为2.657×10-26kg。求这种原子的相对原子质量是多少?(结果精确到整数)
【例1-4】电子质量很小,仅相当于质子或中子质量的1/1836。所以原子的质量主要集中在原子核上。镁原子核有12个质子和12个中子。则镁的相对原子质量是( )
A.12 B. 24
C.12克 D.24克
【变式1-1】已知一个碳12原子的质量为1.993×10-26kg,镁的相对原子质量为24,则一个镁原子的质量为
A. B.
C. D.
【变式1-2】已知一个碳12原子的质量为nkg,一个某原子的质量为mkg,则该原子的相对原子质量为
A. B. C. D.
【变式1-3】已知:一个碳12原子的质量为m Kg,一个钼原子(Mo)的质量是8m Kg,则钼的相对原子质量为( )
A. B.96 C.8 D.
◆题型六 元素与化合价题
解题要点
原子序数=质子数;化合物中正负化合价代数和为零。
关键:金属显正价,非金属常显负价(氧通常-2,氢+1)
【例1-1】下列元素符号书写正确的是( )
A. 钙 CA B. 镁 mg C. 铜 CU D. 铝 Al
【例1-2】已知A元素的原子最外层有6个电子,B元素的原子最外层有2个电子,则A、B两种元素组成的化合物的化学式为( )
A. BA B. AB C. B 2 A D. AB2
【例1-3】下列化学用语书写正确的是( )
A. 2个氢原子:H2
B. 钙元素:CA
C. 镁离子:Mg +2
D. 氮气:N2
【例1-4】写出下列元素的符号或名称:
(1)氢___________,(2)氦_____________,
(3)Na___________,(4)P______________
【变式1-1】下列关于元素周期表的说法错误的是( )
A. 元素周期表共有7个横行,18个纵行
B. 原子序数等于原子的质子数
C. 同一周期的元素从左到右,元素的金属性逐渐增强
D. 同一族的元素化学性质相似
【变式1-2】某化合物由两种元素组成,其中一种元素是氧元素,则该化合物( )
A. 一定是氧化物 B. 可能是氧化物
C. 一定是含氧酸 D. 一定是碱
【变式1-3】实验室可用加热高锰酸钾(KMnO4)的方法制取氧气,高锰酸钾中锰元素的化合价为
A.+7 B.+1 C.+6 D.-2
【变式1-4】某化合物的化学式为HnXO2n,化合价相同的X元素的氧化物的化学式是( )
A.XO B.XO2 C.X2O3 D.X2O
◆题型七 地壳中元素的含量
解题要点
地壳中元素含量由高到低依次为氧、硅、铝、铁等,氧元素含量最多。
不同地区地壳中元素含量存在一定差异,但总体规律大致相同。
【例1-1】地壳中含量最多的元素是( )
A. 氧 B. 硅 C. 铝 D. 铁
【例1-2】地壳中含量最多的金属元素是( )
A. 氧 B. 硅 C. 铝 D. 铁
【例1-3】按含量从多到少排列,地壳中含量排前四位的元素依次为_________、_________、
__________、___________。
【例1-4】地壳中含量居第二位的元素和含量居第三位的元素形成的化合物的化学式可能是( )
A. SiO 2 B. Al 2 O 3
C. Fe 2O 3 D. MgO
【例1-5】地壳中含量最多的非金属元素与含量最多的金属元素组成的化合物的相对分子质量为( )
A. 40 B. 56 C. 102 D. 160
【变式1-1】地壳中含量最多的非金属元素与含量最多的金属元素组成的化合物的化学式为_____。
【变式1-2】地壳中含量最多的元素与空气中含量最多的元素组成的化合物的化学式为________。
【变式1-3】地壳中含量最多的金属元素是_______,它形成的氧化物的化学式为______________。
【变式1-4】地壳中含量最多的元素与氢元素形成的化合物的化学式是( )
A. H 2 O B. CH 4
C. NH 3 D. HF
【变式1-5】地壳中含量最多的金属元素与含量最多的非金属元素形成的化合物中,金属元素的化合价为( )
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝,含量最多的非金属元素是氧,二者形成的化合物是氧化铝,化学式为Al 2 O 3,其中氧元素显−2价,根据化合物中正负化合价代数和为零,铝元素显+3价。
【变式1-6】已知地壳中含量最多的金属元素是A,含量最多的非金属元素是B,则A、B两种元素组成的化合物的化学式为( )
A. AB2 B. A 2B
C. A 2B 3 D. AB
◆题型八 宏观、微观与符号之间的联系
解题要点
宏观上物质由元素组成,微观上物质由分子、原子或离子构成,符号可表示元素、物质、
原子、离子等。
通过化学式可建立宏观物质组成与微观粒子构成及数量关系的联系,如H2O表示水由氢、
氧元素组成,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
【例1-1】下列符号只具有微观意义的是
A.H2 B.H2SO4 C.2H2O D.C2H4
【例1-2】下列符号能表示2个氢分子的是
A.2H2O2 B.2H2 C.2H D.2H2O
【例1-3】用恰当的化学符号表示:
①2个水分子
②3个亚铁离子
③4个银原子
④氧化铝中铝显+3价
【例1-4】下列符号既能表示一种元素,又能表示一个原子,还能表示一种物质的是( )
A. O B. 2H C. Fe D. N 2
【例1-5】保持二氧化碳化学性质的最小粒子是( )
A. 碳原子 B. 氧原子 C. 氧分子 D. 二氧化碳分子
【例1-6】下列化学用语中“2”的含义表述正确的是( )
A. 2H:2个氢元素
B. O 2 :2个氧原子
C. 2CO:2个一氧化碳分子
D. Mg 2+ :镁元素的化合价为+2价
【变式1-1】下列符号中,既表示一个原子,又表示一种元素,还表示一种物质的是( )
A.H2 B.Cu C.CO D.N
【变式1-2】下列化学符号中数字3''表示的意义正确的是( )
A.3H2O中的3表示3个氢元素
B.3Al中的3表示3个铝原子
C.Al3+中的3+表示一个铝离子带有3个单位的正电荷+3
D. Fe 2O 3 中的3表示一个三氧化二铁分子中含有3个氧原子
【变式1-3】用化学符号表示:
(1)2个氧原子____;
(2)4个二氧化碳分子____;
(3)3个亚铁离子____。
【变式1-4】下列符号中,数字“2”表示分子个数的是( )
A. 2N B. 2CO2
C. SO2 D. Mg 2+
【答案】B
【变式1-5】下列化学用语中,既能表示一种物质,又能表示一个分子的是( )
A. Cu B. O C. N 2 D. 2H 2 O
◆题型九 物质的分类
解题要点
物质可分为纯净物和混合物,纯净物由一种物质组成,混合物由两种或两种以上物质组成。
纯净物又可分为单质和化合物,单质由同种元素组成,化合物由不同种元素组成 。
【例1-1】下列物质属于纯净物的是( )
A. 洁净的空气
B. 澄清石灰水
C. 冰水混合物
D. 大理石
【例1-2】下列物质属于氧化物的是( )
A. KMnO4
B. O2
C. H2O
D. NaCl
【例1-3】下列物质属于盐的是( )
A. H2SO4
B. Ca(OH)2
C. MgO
D. Na2CO 3
【变式1-1】下列物质属于混合物的是( )
A. 液态氧
B. 二氧化碳
C. 食盐水
D. 氯酸钾
【变式1-2】下列物质属于氧化物的是( )
A. Fe2O3
B. KCl
C. H2SO4
D. C6H12O6
【变式1-3】下列物质属于盐的是( )
A. HNO3
B. Cu(OH)2
C. CaCO 3
D. H 2 O
◆题型十 化学方程式与计算题
解题要点
配平方程式遵循质量守恒;计算时注意原子个数和相对质量。
关键:CO₂相对分子质量=12+16×2,碳质量分数=12/44×100%。
【例1-1】碳能在氧气中燃烧,现有12g碳完全燃烧需消耗氧气的质量是多少?
【例1-2】某实验小组用一氧化碳还原氧化铜制取铜,若制取6.4g的铜,需要氧化铜的质量是多少克?
【例1-3】我市铁矿资源十分丰富,有“铁迁安”之美誉。长城钢铁公司采用一氧化碳在高温下与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳,若每天生产生铁(含铁95%)800t,则该公司每天需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量是多少?
【变式1-1】工业上常用赤铁矿石炼铁,某同学在实验室取100g铁矿石粉末,利用一氧化碳将铁从赤铁矿石中还原出来,若反应生成铁的质量为56g,则同时产生二氧化碳的质量是多少?
【变式1-2】在1个大气压下将碳酸钙加热到900℃会分解成氧化钙(CaO)和二氧化碳,化学反应方程式为,如果要在实验室制取11.2g氧化钙,理论上需要碳酸钙的质量是多少?
【变式1-3】宋代苏轼的《石炭》中提到“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”,意思是向燃烧的煤上泼水,火焰会燃烧得更加剧烈,其蕴含的化学原理之一是:在高温条件下,煤中的碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气。请计算: 120kg煤(含碳90%)完全参与该反应,生成的氢气的质量?
◆题型十一 碳单质性质题
解题要点
金刚石(硬)、石墨(导电)、活性炭(吸附)性质由结构决定。
关键:碳常温稳定,高温还原性(如还原CuO、CO₂)。
【例1-1】金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是( )
A. 组成元素不同
B. 原子排列方式不同
C. 碳原子结构不同
D. 含碳量不同
【例1-2】下列关于石墨的说法中,错误的是( )
A. 具有良好的导电性
B. 质软,可作铅笔芯
C. 具有吸附性
D. 燃烧时生成二氧化碳
【例1-3】活性炭可用于净水,主要是利用了它的( )
A. 稳定性
B. 吸附性
C. 可燃性
D. 还原性
【例1-4】下列关于金刚石和石墨的说法中,正确的是( )
A. 都是由碳元素组成的单质
B. 都是黑色固体
C. 硬度都很大
D. 都能导电
【例1-5】活性炭具有吸附性,是因为它具有( )
A. 稳定的化学性质
B. 疏松多孔的结构
C. 还原性
D. 可燃性
【变式1-1】金刚石可用于切割玻璃,是因为它具有( )
A. 硬度大
B. 导电性
C. 吸附性
D. 可燃性
【变式1-2】金刚石和石墨在物理性质上有很大差异的原因是( )
A. 组成元素不同
B. 原子排列方式不同
C. 碳原子结构不同
D. 含碳量不同
【变式1-3】下列用途中,主要利用石墨的导电性的是( )
A. 作铅笔芯
B. 作电极
C. 作润滑剂
D. 作耐火材料
【变式1-4】活性炭在净水过程中主要起什么作用( )
A. 杀菌消毒
B. 吸附杂质
C. 降低水的硬度
D. 增加水的溶解氧
【变式1-5】下列关于碳单质的说法中,错误的是( )
A. 金刚石是自然界中最硬的物质
B. 石墨具有良好的导电性
C. 活性炭可以吸附所有气体和液体
D. C60是一种由60个碳原子构成的分子
◆题型十二 综合应用题
解题要点
结合微观性质和宏观现象(如活性炭净水=吸附作用)。
关键:黑色导电固体可能是石墨,使石灰水变浑的气体是CO₂。
【例1-1】题目:某无色气体可能含有CO 2、CO、H2中的一种或几种,依次进行以下实验(假设每步反应均完全进行):
通过赤热的炭层后,恢复到原状态,气体体积增大;
通过灼热的CuO时,固体变成红色;
通过白色CuSO 4 粉末时,粉末变成蓝色晶体;
通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。
下列判断正确的是( )
A. 原混合气体中一定含有CO2 、CO、H2
B. 原混合气体中一定没有CO2,一定含有H2和CO
C. 原混合气体中一定含有H 2和CO2,可能含有CO
D. 实验过程中一定没有CO2生成
【例1-2】生活处处有化学,下列说法正确的是( )
A. 铁锅生锈后,用食醋清洗即可除去铁锈
B. 发现煤气泄漏,立即打开排气扇通风
C. 图书档案着火,用二氧化碳灭火器灭火
D. 室内起火,迅速打开所有门窗通风
【例1-3】某同学为了探究碳的化学性质,进行了如下实验:将一块木炭放在酒精灯火焰上灼烧,然后迅速伸入盛有氧气的集气瓶中,观察到木炭剧烈燃烧,发出白光。该实验说明了什么?
【变式1-1】某气体可能含有H 2 、CO、CH 4中的一种或几种,在空气中点燃该气体,用干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁出现水雾;用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,石灰水变浑浊。下列对该气体组成的推断正确的是( )
A. 一定含有H2、CO、CH4
B. 一定含有H2,可能含有CO、CH4
C. 一定含有CO、CH4,可能含有H 2
D. 一定含有H2、CH4,可能含有CO
【变式1-2】下列做法符合安全要求的是( )
A. 室内起火,立即打开门窗
B. 炒菜时油锅着火,立即用水浇灭
C. 燃气泄漏,立即关闭阀门并开窗通风
D. 高层楼房着火时,立即乘电梯逃生
【变式1-3】某同学为了探究碳的还原性,将木炭和氧化铜混合后高温加热,观察到黑色粉末逐渐变成红色,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。该实验说明了什么?
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