第一章 揭示物质结构的奥秘 同步练习 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

第一章揭示物质结构的奥秘 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．化学中的模型有助于我们形成化学学科的思想和方法，其中，实物模型是依靠物质的基本形态所做的模仿。下列属于实物模型的是 A B C D 卢瑟福原子结构模型     分子的结构模型 氧化汞受热分解示意图 接触法制硫酸示意图 A．A B．B C．C D．D 2．科学家根据元素周期律和原子结构理论预测，原子序数为114的元素位于第七周期ⅣA族，称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是 A．类铅元素原子的最外层电子数为6 B．它的最高价氧化物水化物的碱性比铅的最高价氧化物水化物的碱性弱 C．它的金属性比铅强，具有放射性 D．它的原子半径比铅小 3．近日，中国国家知识产权局公布了“一种抗肿瘤无机含硒纳米颗粒及其制备方法和应用”的专利，该发明为硒(Se，与O和S位于同一主族)在抗肿瘤方面的应用提供了一种新的制备方法，有望抗肿瘤的同时降低其毒副作用。下列说法正确的是 A．氢化物热稳定性：H2Se>H2O B．该方法制备的硒纳米颗粒是胶体 C．酸性：H2SO4<H2SeO4 D．与S相比，Se与H2更难反应 4．虽然与金刚石互为同素异形体，但两者的物理性质差异较大。下列关于的说法中正确的是 A．易溶于水 B．易溶于氯化钠溶液 C．易溶于氨水 D．可溶于苯等有机溶剂 5．下列由事实得出的结论错误的是 A．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限 B．门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新 C．C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性 D．科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科 6．中学化学中很多“规律”都可以类推，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是 A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li 在空气中燃烧也会生成Li2O2 B．浓硫酸可以干燥HCl气体，故也可用浓硫酸干燥HI气体 C．硅是半导体材料。故同族的锗也是半导体材料 D．卤素单质随核电荷数增加熔点升高。故碱金属单质熔点也随核电荷数增加而升高 7．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含，也有的结构。下列叙述不正确的是 ①该物质有很高的熔点、很大的硬度 ②该物质形成的晶体属于分子晶体 ③该物质分子中被包裹在里面 ④该物质中不含离子键 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 8．下列有关物质结构的认识中，正确的是 A．物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构 B．物质的结构仅包括构成物质的微粒间的相互作用和分子的结构 C．物质的结构随着人们的认识或研究的发展经常发生一些小的变化 D．物质的结构有宏观和微观两个方面的认识，从宏观上说物质是由元素组成的，从微观上说物质是由分子构成的 二、填空题 9．请从物质结构研究的历史中选取一个主题，仔细查阅资料，整理出参与研究的科学家所作的贡献，阐述研究的方法，体会科学家坚持不懈、敢于批判的精神 。 10．结合已有知识和实例，分别阐述归纳法和演绎法在化学学习中的作用 。 11．阅读下面一段资料，并回答问题。 2001年10月10日，瑞典皇家科学院宣布将本年度诺贝尔化学奖奖金的一半授予美国科学家诺尔斯(William S. Knowles)和日本科学家野依良治(Ryoji Noyori)，以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所作出的贡献；奖金另一半授予美国科学家夏普菜斯(K Barry Sharpless)，以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。 过去想要合成手性化合物的某一个异构体是非常困难的。正是由于诺尔斯、野依良治和夏普莱斯三位有机化学家开创了不对称催化合成，使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体。 1968年，诺尔斯应用手性催化剂催化烯烃的氢化反应，第一次实现了用少量手性催化剂控制氢化反应的对映异构体的选择性。经过不断改进，很快他就将这一反应的选择性提高，该反应从1974年起被用于生产治疗帕金森氏症的药物——左旋多巴。1980年，野依良治等发现了一类能够适用于各种双键化合物氢化的有效手性催化剂，现在这类手性催化剂已经被广泛地应用于手性药物及其中间体的合成。同年，夏普莱斯发现用钛和酒石酸二乙酯形成的手性催化剂可以有效地催化烯丙醇化合物的环氧化反应，选择性非常高。后来，他又发现了催化不对称烯双烃基化反应。 (1)为什么手性催化合成又称不对称催化合成 ？ (2)不对称催化合成有何重要意义 ？ 12．科学家需要运用一定的 与 对实验结果进行处理。 13．“大爆炸”理论指出：200亿年以前，宇宙中所有物质都包含在一个密度无限大、温度无限高的原始核中。由于某种原因它发生爆炸，首先产生了中子、质子和电子，随后就产生了元素。据此推测，在元素周期表中最先产生的元素是哪一种 ？并说明理由。 三、解答题 14．A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C的常见离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。 (1)A的简单离子结构示意图为 ，E元素在周期表的位置是 。 (2)用电子式表示C的氧化物的形成过程： 。 (3)B、D、E的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为 。 (4)化合物甲由元素A、B组成，具有绝缘性。化合物甲能与水缓慢反应生成化合物乙。乙分子中含有10个电子，写出该反应的化学方程式： 。 (5)化学家鲍林在研究含氧酸的酸性强弱时，提出了一个定性规则：含氧酸分子中的非羟基(注：羟基是—OH)氧原子数与酸性强弱有关。设含氧酸化学式为HnROm，则非羟基氧原子数为m-n，其数值越大，该含氧酸的酸性越强。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m-n)有如下关系： m-n 0 1 2 3 含氧酸强度 弱 中强 强 很强 实例 HClO H3PO4 HNO3 HClO4 ①根据规则判断H2CrO4、HMnO4酸性由强到弱的顺序为 。 ②As为第VA族元素，H3AsO3为弱酸，H3PO3为中强酸，试推断H3AsO3分子的结构简式为 ，H3PO3分子的结构简式为 。 15．是原子序数依次增大的五种短周期元素，其元素性质或原子结构如下。 元素 元素性质或原子结构 W 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素 X 在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小 Y 电离能/(kJ/mol)数据：；；；…… Z 其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等 N 只有一个不成对电子 回答下列问题。 (1)写出W、Y的元素符号：W 、Y 。 (2)X的电子排布式是 。 (3)Z、N的最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是 (填化学式)；W、X和N可以形成多种化合物，其中水溶液是 (填化学式)。 (4)X、Z和N元素的电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。 (5)从原子结构的角度解释元素Y的第一电离能高于同周期相邻元素的原因 。 《第一章揭示物质结构的奥秘》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C D D D C C A 1．D 【详解】A．原子结构模型属于微观结构模型； B．分子结构模型属于微观结构模型； C．从微观分析化学变化，属于微观模型； D．接触法制硫酸示意图是依靠实际物质所做，属于实物模型； 故答案为：D。 2．C 【详解】A.类铅元素位于第七周期ⅣA族，可知该元素的原子的最外层电子数为4个，A错误； B.由于同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强，所以类铅的最高价氧化物水化物的碱性比铅的最高价氧化物水化物的碱强，B错误； C.同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强，而且原子序数大于92号的元素大多具有放射性，由于类铅元素在铅元素的下一周期，所以金属性比铅强，具有放射性，C正确； D.原子核外电子层数越多，原子半径越大。由于类铅在铅的下一周期，所以原子半径比铅大，D错误； 故合理选项是C。 3．D 【详解】A．O与Se同主族，原子序数Se>O，所以Se元素的非金属性弱于O元素，则氢化物的稳定性H2Se<H2O，A错误； B．制备的硒纳米颗粒是纯净物，不是胶体，B错误； C．非金属性Se<S，则最高价氧化物的水化物的酸性：H2SO4>H2SeO4，C错误； D．非金属性越强越容易与氢化合，所以与S相比，Se与H2更难反应，D正确； 综上所述答案为D。 4．D 【详解】属于非极性分子，不溶于水溶液中，在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非极性溶剂中有一定的溶解性， 故选D。 5．D 【详解】A项，有机物一般指含碳元素的化合物，无机物一般指不含碳元素的物质，维勒用无机物合成了有机物尿素，突破了无机物与有机物的界限，A正确； B项，门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律并编制了元素周期表，表明科学研究既要继承又要创新，B正确； C项，C60是英国和美国化学家共同发现的，体现国际科技合作的重要性，C正确； D项，虽然科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，但化学仍是以实验为主的学科，D错误； 故答案选D。 6．C 【详解】A、Na在空气中燃烧会生成Na2O2，但Li没有Na活泼，在空气中燃烧会生成的是Li2O，故A错误；B、B. 浓硫酸可以干燥HCl气体，但不能用浓硫酸干燥HI气体，因为浓硫酸具有强氧化性，可以氧化HI，故B错误；C、硅是半导体材料，同族的锗也在金属和非金属的分界线，故锗是半导体材料；D、卤素单质随核电荷数增加熔点升高，由于卤素单质是分子晶体，但碱金属单质熔点随核电荷数增加而降低，碱金属单质是金属晶体，故D错误；故选C。 7．C 【详解】由题给信息可知该物质为分子晶体： ①分子晶体的熔点低、硬度小，①错误； ②该物质形成的晶体为分子晶体，②正确； ③C的原子半径小于Si的原子半径，所以C60被包裹在里面，③错误； ④该物质中不含离子键，④正确； ①③错误，故选C。 8．A 【详解】A．物质结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构，A正确； B．物质的结构指的是构成物质的微粒、微粒间的作用力及微粒的排列方式等，B错误； C．物质的结构是自然存在的，只是人们认识物质结构的过程在逐步深入，C错误； D．从微观上说，构成物质的微粒有分子，也有原子、离子，D错误； 答案选A。 9．根据原子结构模型的演变可知： (1)19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体； (2)1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型； (3)1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型； (4)1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型； (5)奥地利物理学家薛定提出电子云模型(几率说). 【详解】根据原子结构模型的演变可知： (1)19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体； (2)1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型； (3)1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型； (4)1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型； (5)奥地利物理学家薛定提出电子云模型(几率说)。 10．归纳法：是由认识个别到认识一般，如学习氯及其化合物的性质后，可以推断卤族元素的性质； 演绎法：是由认识一般进而认识个别，学习元素递变性质后推断某一种具体元素的性质。 【详解】归纳法：是由认识个别到认识一般，如学习氯及其化合物的性质后，可以推断卤族元素的性质； 演绎法：是由认识一般进而认识个别，学习元素递变性质后推断某一种具体元素的性质。 11．(1)手性就是物质的分子与镜像不重合性，构成生物体的有机分子绝大多数是不对，因此手性催化合成又称为不对称催化合成 (2)使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体 【详解】（1）可从手性的含义进行理解，手性是自然界中的普遍特征，其空间结构完全不同，就像人的左手与右手的关系，所以叫手性分子，人的左手和右手不能完全重合，一对手性异构体在空间上也不能完全重合，因此手性又和不对称有某种相似之处，人们把手性催化合成又称为不对称催化合成；故答案为手性就是物质的分子与镜像不重合性，构成生物体的有机分子绝大多数是不对，因此手性催化合成又称为不对称催化合成； （2）一些有机物的分子，特别是许多天然产物和人体内的活性分子，都是手性分子，在生命科学和医药领域有着广泛的应用，手性分子的特殊结构决定了它的特殊性质，使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体；故答案为使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体。 12． 逻辑推理 模型思维 【详解】科学家需要运用一定的逻辑推理与模型思维对实验结果进行处理。模型既可以是对原型的简化和纯化、抽象和近似，也可以是结合某种理论形态下建立的思维模型。 13．氢元素；由于氢原子只含有一个质子和电子，最容易形成，所以最先产生的第一种元素应该是氢元素。 【详解】氢元素；由于氢原子只含有一个质子和电子，最容易形成，所以最先产生的第一种元素应该是氢元素。 14． 第二周期VIA族 H2O>NH3>H2S HMnO4>H2CrO4 【分析】A、B、C、D、E五种短周期元素，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，则A为Al；A与D同周期，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的，则最外层电子数为6，次外层电子数为8，故D为S；B的单质在放电条件下能与氧气反应，则B为N；C的常见离子不含电子，则C为H；E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，E原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故E为O。 【详解】(1)A为Al，原子核外有3个电子层，失去3个电子后其离子结构示意图为；E为O，在周期表的位置是第二周期VIA族； (2)C的氧化物为H2O，为共价化合物，用电子式表示C的氧化物的形成过程为； (3)B、D、E分别为N、S、O，简单氢化物(为分子晶体)的沸点一般由分子的相对分子质量决定，相对分子质量越大，沸点越高，但是HF、H2O、NH3的沸点比同族元素氢化物的沸点高，原因是这些分子间易形成氢键，故N、S、O的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>NH3>H2S； (4)化合物甲由元素Al、N组成，具有绝缘性，甲为AlN，能与水缓慢反应生成含N的化合物乙，乙分子中含有10个电子，则乙为NH3，同时生成Al(OH)3，反应的化学方程式为； (5)①H2CrO4的非羟基氧原子有2个，HMnO4的非羟基氧原子有3个，所以酸性由强到弱的顺序为HMnO4>H2CrO4； ②因为H3AsO3为弱酸，所以其分子中不存在非羟基氧原子，故其分子的结构简式应为；由于H3PO3为中强酸，由题表可知其非羟基氧原子有一个，而分子中却有三个氢原子，说明必有一个氢原子是直接与P原子结合，该分子的结构简式为。 15． O Mg 1s22s22p63s1 HClO4 NaClO Cl＞Si＞Na 镁的价电子排布是3s2，达到S亚层的全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大 【分析】W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，W的原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，原子核外电子排布为1s22s22p4或1s22s22p63s2，W为O或Mg，由于W的第一电离能低于同周期相邻元素，则W为O元素；X在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小，X属于碱金属，原子序数比O大，则X为Na元素；由Y的第一至第四电离能可知，第三电离能剧增，说明最外层有2个电子，容易失去2个电子，则该元素原子形成离子的化合价为+2价，为第IIA族元素，原子序数比Na大，则Y为Mg元素；Z的原子序数比Mg大，其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等，则Z的价电子排布式为3s23p2，则Z为Si元素；N的原子序数比Si大，其电子排布中只有一个不成对电子，电子排布式为1s22s22p63s23p5，则N为Cl元素；据此解答。 【详解】由上分析可知，W为O元素，X为Na元素，Y为Mg元素，Z为Si元素，N为Cl元素； (1)由W为O元素，Y为Mg元素，它们的元素符号为O，Mg；答案为O，Mg。 (2)X为Na元素，原子序数为11，核外有11个电子，其电子排布式为1s22s22p63s1；答案为1s22s22p63s1。 (3)Z为Si元素，N为Cl元素，二者属于同周期元素，从左往右，非金属性依次增强，其最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强，原子序数Cl＞Si，酸性更强的是HClO4；W为O元素，X为Na元素，N为Cl元素，它们可以形成多种化合物，其中水溶液pH＞7是强碱弱酸盐，即NaClO；答案为HClO4，NaClO。 (4)X为Na元素，Z为Si元素，N为Cl元素，三者属于同周期元素，从左往右，非金属性依次增强，原子序数Cl＞Si＞Na，即非金属性Cl＞Si＞Na，元素的非金属性越强其电负性越大，即电负性Cl＞Si＞Na；答案为Cl＞Si＞Na。 (5)Y为Mg元素，原子序数为12，其电子排布式为1s22s22p63s2，镁的价电子排布是3s2，达到S亚层的全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大；答案为镁的价电子排布是3s2，达到S亚层的全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大。 学科网（北京）股份有限公司 $$