内容正文:
课时梯级训练(2) 物质结构研究的范式与方法
题型一 物质结构研究的范式
1.下列关于归纳范式的说法不正确的是 ( )
A.归纳范式的过程为“从个别到一般”
B.由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是归纳法
C.由甲烷、乙烷、丙烷等的性质可归纳出烷烃的性质
D.归纳范式就是根据事实进行概括归纳,抽象出共同点
B 解析:由“相似相溶规则”可推知乙醇易溶于水运用的是演绎法。
2.化学工作者把烷烃、烯烃、环烷烃、炔烃……的通式转化成键数的通式,给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便。烷烃中碳原子数跟键数的关系通式为CnH3n+1,烯烃(视双键为两条单键)、环烷烃中碳原子数跟键数关系通式为CnH3n,则苯的同系物中碳原子数跟键数关系通式为 ( )
A.CnH3n-1 B.CnH3n-2
C.CnH3n-3 D.CnH3n-4
答案:C
题型二 物质结构研究的方法
3.下列有关研究物质结构的方法中,说法不正确的是 ( )
A.研究物质的结构时,常用到观察、实验、分类、比较、模型、假设等方法
B.观察是一种有计划、有目的地运用感官考察研究对象的方法
C.科学家提出的假说一定能成为科学理论
D.使用模型有助于人们研究物质的结构
C 解析:观察、实验、分类、比较、模型、假设等是研究物质结构时常用到的方法,A正确;观察是一种有计划、有目的地运用感官或借助仪器观察物质的宏观表现的方法,B正确;假说不一定是正确的,C错误;通过建构模型对物质或物质的变化进行简化模拟,有助于人们研究物质的结构,D正确。
4.某同学想利用所学的知识去探究SO2的性质,设计了如下研究程序,合理的是 ( )
A.观察(得出SO2的物理性质)→分类(预测SO2的化学性质)→实验(观察实验现象、验证预测)→比较并得出结论,对于异常现象再预测,再实验,再验证
B.分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→实验→比较并得出结论
C.观察(得出SO2的物理性质)→实验→分类(预测SO2的化学性质)→比较并得出结论
D.实验→分类(预测SO2的化学性质)→观察(得出SO2的物理性质)→比较并得出结论
答案:A
5.下列说法正确的是 ( )
A.互为同分异构体的物质不可能具有相同的通式
B.通式相同的不同有机物一定互为同系物
C.互为同分异构体的物质之间物理性质一定不同,但化学性质一定相似
D.具有相同官能团的有机物不一定互为同系物
D 解析:互为同分异构体的物质具有相同的通式,如环烷烃和单烯烃,通式都是CnH2n,A错误;根据选项A的分析,通式相同的有机物不一定互为同系物,B错误;物理性质不一定相同,化学性质不一定相同,如选项A中的分析,环烷烃不能发生加成反应,但单烯烃可以发生加成反应,C错误;同系物还需要看结构是否相似,官能团的数目是否相同,如乙醇和丙三醇,都含有羟基,但不互为同系物,D正确。
6.下列关于元素金属性、非金属性的说法正确的是 ( )
A.HCl的酸性强于H2S,故非金属性:Cl>S
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.仅用AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaOH溶液,无法验证Mg、Al的金属性强弱
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强
B 解析:HCl、H2S都不是最高价氧化物的水化物形成的酸,无法根据二者酸性比较Cl、S元素的非金属性,A错误;同一周期元素,元素的金属性随着原子序数的增大而逐渐减弱,所以ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素,B正确;氢氧化铝溶于NaOH,而氢氧化镁不溶,说明氢氧化铝为两性氢氧化物,氢氧化镁则为金属氢氧化物,金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强,所以金属性比较:Mg>Al,则可仅用AlCl3、MgCl2、NaOH三种溶液验证Mg、Al的金属性强弱,C错误;ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,则其最高价氧化物的水化物的酸性越弱,D错误。
7.下列关于元素周期表的说法错误的是 ( )
A.元素周期表是元素周期律的具体表现形式
B.是先有元素周期律,再有元素周期表的
C.中学课本上的元素周期表是常用的一种形式,也是唯一的一种形式
D.元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律
C 解析:元素周期表是按照原子序数大小排列的,每一周期元素原子具有相同电子层数,每一族元素的最外层电子数目相等,化学性质相似,同时按照原子序数的递增呈周期性变化,即元素周期表是元素周期律的具体表现形式,A正确;元素周期表是元素周期律的具体表现形式,先有了元素周期律,然后门捷列夫才作出了元素周期表,B正确;不只有门捷列夫作出了元素周期表,还有别人的不一样的排列方式,C错误;原子核外电子排布呈现周期性的变化,因此元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律,D正确。
8.类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用。以下类推的结论正确的是 ( )
A.Al与氢氧化钠溶液反应,故Mg也可以
B.金刚石的硬度大,则C60的硬度也大
C.CO2与SiO2化学式相似,则CO2与SiO2的物理性质也相似
D.Na常温下与水剧烈反应,故K常温下也能与水剧烈反应
答案:D
9.下列物质研究的范式不属于演绎范式的是 ( )
A.由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应
B.在元素理论的指导下,人们于1875年发现了“类铝”(镓)
C.利用酸的通性推知乙酸可与NaHCO3溶液发生反应
D.利用元素周期律可推断出还原性:K>Na
A 解析:由乙烯、丙烯均能与Br2、HCl、H2发生加成反应得出烯烃能发生加成反应,利用的是归纳法,A错误。
10.下列说法正确的是 ( )
A.演绎范式是从某个一般结论出发,向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程
B.探究物质通性时一般用演绎范式,而预测物质性质时则一般用归纳范式
C.根据元素周期律,可知原子半径:N>F>K
D.CO2、SO2均能与水反应,所以酸性氧化物均能与水反应
A 解析:探究物质通性时一般用归纳范式,而预测物质性质时则一般用演绎范式,B错误;原子半径大小应为K>N>F,C错误;SiO2不能与水反应,D错误。
11.下列说法错误的是 ( )
A.人们可以利用实验方法对假设的正确与否进行检验
B.各种光谱和X射线衍射实验方法可用于研究原子、分子和晶体的结构
C.科学家在观察的基础上提出假设,它是人们关于某一事物或现象的一种理性推测
D.苯的凯库勒式结构体现了苯的真实结构
D 解析:苯分子中碳原子之间并不是单双键交替结构,而是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键,D错误。
12.下列说法不正确的是 ( )
A.假说经过反复验证和修正,才发展成为科学的理论
B.化学模型在研究物质的结构和性质变化时有很重要的作用
C.研究物质的性质常用观察、实验、分类、比较等方法
D.探究物质性质的基本程序是做实验并观察实验现象→分析、解释,得出结论
D 解析:探究物质性质的基本程序是观察物质的外部特征→预测物质的性质→实验和观察→解释和结论,D错误。
13.下列说法不正确的是 ( )
A.利用归纳范式可以获得物质的通性
B.假说一旦上升为理论,就无须进行修正
C.模型抽取了物质原型的关键要素,是对原型的简化
D.利用乙烯、乙炔的球棍模型可以认识其结构特点及结构与性质之间的关系
B 解析:当反常现象大量出现,原有理论不能很好地进行解释时,就需要对原有理论加以修改,甚至提出新的理论,B错误。
14.门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第4周期的三种元素留下了空位,并对它们的一些性质做了预测,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家温克勒发现,并证实门捷列夫当时的预测相当准确。下列有关描述错误的是 ( )
A.根据一般规律的预测结果都是正确的
B.由元素周期表推断元素是利用了演绎范式
C.由硅的结构可以通过科学假设和论证方法研究“类硅”的结构
D.可以通过实验方法研究硅及“类硅”结构的区别
A 解析:预测可能是正确的,也可能是错误的,要经过不断的重复实验进行论证,A错误。
15.超重元素的假说预言自然界中可以存在原子序数为114 号的稳定同位素X,请根据原子结构理论和元素周期律预测:
(1)该元素位于元素周期表第________周期________族。
(2)写出该元素的最高价氧化物为________,其水化物的化学式为________________,并估计后者为________性(“酸”或“碱”)。
答案:(1)七 ⅣA (2)XO2 H2XO3 酸
解析:114号元素的原子结构中有7个电子层,最外层电子数为4。
(1)周期数等于电子层数,最外层电子数等于族序数,则位于第七周期ⅣA族。
(2)该元素最高价为+4,最高价氧化物为XO2;其水化物的化学式为H2XO3,根据同主族的最高价氧化物的水化物碳酸、硅酸均为酸性,估计H2XO3为酸性。
16.元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表是六种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍元素的原子半径为0.089 nm)。
元素代号
A
B
C
原子半径/nm
0.037
0.143
0.102
主要化合价
+1
+3
+6,-2
元素代号
D
X
Y
原子半径/nm
0.099
0.074
0.075
主要化合价
-1
-2
+5,-3
(1)C元素在周期表中的位置为______________,其离子结构示意图为______________。
(2)B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)关于C、D两种元素说法正确的是________(填标号)。
a.简单离子的半径:D>C
b.气态氢化物的热稳定性:D>C
c.最高价氧化物对应的水化物的酸性:C>D
(4) 在100 mL 18 mol·L-1 C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片,加热使其充分反应,产生气体的体积为6.72 L(标准状况下),则该反应过程中转移的电子数为________。
(5) 比较Y元素与其同主族短周期元素的氢化物的熔点、沸点:________>________(填氢化物化学式),理由:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)第3周期ⅥA族
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)b (4)0.6NA
(5)NH3 PH3 两者都为分子晶体,NH3存在分子间氢键,增强分子间作用力,导致NH3的熔点、沸点比PH3高
解析:根据表格进行分析可知,A的主要化合价为+1,且其原子半径最小,故A为H元素,C和X都有-2价,C还有+6价,故C为S元素,B的主要化合价为+3,其原子半径大于S,则B为Al元素,D和X的主要化合价为-1和-2,根据原子半径可判断D为Cl元素,X为O元素,Y的主要化合价是+5和-3,原子半径大于氧原子而小于氯原子,则Y是N元素。
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