内容正文:
物质的组成与结构
时间:60分钟,满分:100分
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列对现象的解释不正确的是
A.端午时节,粽叶飘香——粽子香味中的分子在不断运动,运动到空气中
B.一滴水中大约有个水分子——分子的体积很小
C.热水使变瘪的乒乓球复原——受热后分子体积变大
D.氧气在加压后可装入钢瓶——压强增大,氧分子间隔变小
2.下列化学用语表达正确的是
A.氯化铁: B.两个氧原子:
C.四个硫酸根离子: D.锌离子:
3.用“”表示氢原子、“”表示氧原子,下图中能表示单质的是
A. B.
C. D.
第十五届全运会由粤港澳三地联合举办,在绿色环保、科技创新、文化融合、全民参与等方面呈现诸多亮点。完成下面小题。
4.吉祥物“喜洋洋”与“乐融融”铸件全部采用环保再生铜材。铜元素在元素周期表中的信息和原子结构示意图如图所示,下列说法正确的是
A.铜原子的中子数为29 B.铜属于金属元素
C.铜的原子质量为63.55 D.图中x的数值是2
5.场馆内的场地标线、赛事标识的印刷,使用的是环保型油墨,它的核心成分之一是乙酸乙酯()。关于的说法正确的是
A.乙酸乙酯由碳、氢、氧三个元素组成
B.乙酸乙酯中碳、氢、氧元素的质量比为4:8:82
C.乙酸乙酯分子由4个碳原子、8个氢原子和2个氧原子构成
D.乙酸乙酯的相对分子质量为88
6.下列有关全运会实践行为的化学知识错误的是
选项
实践行为
涉及到的化学知识
A
机器人“夸父”以铝合金材质为主体
铝合金硬度大、耐腐蚀、密度小
B
火炬“绽放”以丙烷为燃料
丙烷具有可燃性
C
游泳场馆用二氧化氯消毒
发生的是物理变化
D
空气质量检测仪监测的含量
是大气污染物
A.A B.B C.C D.D
7.2025年11月25日12时11分,神舟二十二号飞船在我国酒泉卫星发射中心顺利发射升空,发射任务取得圆满成功,金属钛(Ti)应用于神舟飞船,其主要由钛铁矿()来制备,其中Ti为+4价,则中Fe的化合价为
A.+2 B.+3 C.-1 D.-3
8.学习小组以“自制海水淡化器”为主题开展跨学科实践活动,甲、乙两组同学设计的作品如图所示。下列说法不正确的是
A.都利用了蒸馏的原理 B.水分子的体积和间隔都增大
C.甲组中,硬币有利于汇聚冷凝水 D.乙组中,水蒸气会散发导致损失
9.下列人物与其贡献不相符的是
A.道尔顿——提出原子论 B.张青莲——测定相对原子质量
C.闵恩泽——研发石油化工催化剂 D.拉瓦锡——发现元素周期律
10.如图为同一周期元素的名称、符号和原子结构示意图。下列说法正确的是
A.锂原子在化学反应中容易失去电子,形成阴离子
B.氟原子在化学反应中容易得到电子,形成阳离子
C.氢氧化铍的化学式是BeOH
D.镁原子的化学性质和铍原子相似
11.下图为氮元素的化合价与物质类别关系图,下列推断不合理的是
A.A物质在空气中体积分数最大 B.C物质过多会造成酸雨,不属于空气污染物
C.D物质的化学式为N2O5 D.B物质由分子构成
12.某元素的阳离子A3+的核外有23个电子,核内有30个中子,则该元素原子的核电荷数和相对原子质量分别为
A.23,53 B.26,30 C.26,56 D.23,46
13.依据所学知识和元素周期表的部分信息判断,下列叙述错误的是
A.H⁺的结构示意图如图
B.第3号元素的氧化物的化学式为Li2O
C.相同质量的Na、Mg、Al三种金属中,含原子个数最多的是Al
D.锂的相对原子质量是6.941
14.氯气消毒是最传统和广泛使用方法。氯气溶于水后,发生水解反应,生成次氯酸(HClO)。下图是氯气消毒的过程,以下说法正确的是
A.本反应的化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO
B.本反应中有3种物质是氧化物,一种物质是单质
C.HClO中氯元素的化合价为-1
D.参与反应的氯气分子与水分子个数之比为5:1
15.下列实验方案,能达到实验目的的是
A.探究二氧化碳与水是否发生反应
B.探究对分解的催化作用
C.验证质量守恒定律
D.探究温度对分子运动速率的影响
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题:本大题共6小题,第16小题7分,第17小题8分,第18~21小题各10分,共55分。
16.如图中A是氟元素在周期表中的信息,B、C、D分别为三种粒子的结构示意图,E为元素周期表中的部分信息,请根据图中信息回答。
(1)氟原子形成离子时容易_____(填“得到”或“失去”)电子,相对原子质量为______。
(2)硒(Se)元素与氧、硫元素的化学性质相似,原因是它们原子的______相同。
(3)硒在氧气中燃烧生成二氧化硒,该反应的化学方程式为______。
(4)元素在周期表中的分布是有规律的,E中乙的原子序数______(填“大于”或“小于”)甲的原子序数。乙所代表的元素的名称为______。
17.科学理论的建立与发展是一代代科学家不懈努力的结果。人们对物质构成的认识,经历了漫长的探索过程。
(1)原子的结构
①汤姆森之前,科学家对原子的认识是原子是构成物质的最小粒子,不可再分。1897年,汤姆森在实验中发现所有原子都能释放出一种带负电的粒子,这种粒子就是___________。
②卢瑟福等科学家在汤姆森研究的基础上,根据α粒子轰击金箔实验结论,提出了原子的核式(有核行星)模型。
③在化学变化中,构成原子的原子核内微粒(如质子数)___________(填“改变”或“不变”,下同),原子的种类___________。
(2)分子的结构
十九世纪初,科学家们提出早期的分子学说,部分观点如下:
观点1:一切物质都是由分子构成,分子是由原子构成。
观点2:分子质量等于组成它的原子质量总和。
根据以上材料回答问题:
①按现代分子理论,观点1是否正确?___________。(填“正确”或“不正确”)
②原子、分子质量很小,为计算和使用方便引入相对原子质量,结合观点2判断下列说法正确的有(填字母序号)___________。
a.相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理
b.相对分子质量等于组成它的所有原子的相对原子质量之和
c.1个分子质量一定大于1个原子质量
③已知碳-12原子的质量约为 kg,一种氧原子的质量约为 kg。计算这种氧原子的相对原子质量(列式表示即可)。___________
(3)离子的结构
①Mg和两种粒子具有相同的___________。
a.核外电子数 b.化学性质 c.质子数 d.电子层数
②锂、钠、钾等金属很容易失去电子,所以常被用作电池材料。研究表明,半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快。如图是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小,电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是___________离子电池。
18.空气是一种宝贵的资源。
(1)定性测定空气的主要成分。实验流程如图所示。
①3分钟后,操作1试管中出现了液体,该过程属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
②根据操作2中的现象,说明挥发出来的物质是___________。
③画出操作3中液体主要成分的微观示意图___________,并用化学符号进行标注。
④通过该实验说明,利用___________(填物理性质)可将空气中的氮气和氧气分离。
(2)定量测定空气中氧气的含量。装置如图所示,注射器1中不留空气,注射器2中留有空气体积为V1,塞好橡胶塞后试管内空气体积为V2.
①检查气密性。连接好仪器,缓慢推动注射器2的活塞直至不留空气,能说明装置气密性良好的证据是___________。
②加入稍过量的铜粉,平铺在试管的底部,点燃酒精灯加热。试管内发生反应的化学方程式为___________。
③需要反复交替推拉两个注射器的活塞,目的是___________。
④停止加热后,待试管冷却至室温,将注射器1内的气体全部推入试管内,注射器2留有气体的体积为V3,则本实验测定空气中氧气的体积分数为___________(忽略加入铜粉对试管内空气体积的影响)。
19.我国提出努力争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。“双碳”活动小组开展了“低碳有我”实践活动,请回答下列问题。
【活动一】调查碳循环
(1)图1与图2结合分析,“碳达峰”是指___________的排放量由增转降的历史拐点。
(2)观察图2,基于“碳循环”视角,实现“碳中和”可以从两方面进行:①减少二氧化碳的排放;②___________。
【活动二】探究碳“捕捉”
小组同学设计如图3所示实验,比较等体积的水、石灰水“捕捉”CO2的效果。装置连接的压强传感器用以测量烧瓶内压强,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图4所示。
(3)澄清石灰水“捕捉”CO2的反应的化学方程式是___________。
(4)利用图4数据分析,在同等条件下,___________对CO2的吸收效果更好。并仿照水“捕捉”二氧化碳后的甲图,画出乙图澄清石灰水“捕捉”二氧化碳后烧瓶内气体组成的微观示意图_______。
【活动三】探究碳“转化”
一定条件下,可将二氧化碳和氢气在催化剂表面转化为清洁的液体燃料甲醇(CH3OH)和水,该反应在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。
(5)此反应中H2与CO2的质量比为___________。
(6)为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为___________。
20.我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺过程分解模拟如题图。
(已知:Zn的熔点420℃,沸点为907℃。)
请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)炉甘石的主要成分是碳酸锌,中碳元素的化合价为_________,属于_________(填字母)。
a.单质 b.化合物 c.氧化物
(2)煤属于_________(填“可再生”或“不可再生”)能源。烧煤产生的对环境的危害是_________。
(3)装入原料器之前,将炉甘石粉碎的目的是_________。
(4)高温炉内,碳酸锌在高温条件下与煤的主要成分(碳)发生反应生成Zn和CO,反应的化学方程式为_________,该反应属于_________(填基本反应类型)。
(5)冷凝器通过控制温度除去CO的同时液态锌流出,故温度应控制在_________。
(6)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合所学知识,分析说明其中的原因是_________。
21.“乐享低碳・绿动地球”2024年全国生态日深圳全民低碳生活倡导活动在深圳国际低碳城正式启动,活动旨在进一步增强全民低碳生活意识,呼吁日常践行低碳生活,弘扬文明健康生活新风尚。碳元素对人类有十分重要的意义,碳和碳的化合物更是化学研究的重要内容。
(1)“低碳行动”中的“碳”指的是_______________(选填“C”“CO”或“CO2”)。
(2)如图是元素周期表中的一格。碳原子核外电子数为_____________________。
(3)下列关于金刚石和石墨的说法中,不正确的是 (填字母)。
A.金刚石和石墨都属于碳的单质 B.石墨转化为金刚石属于物理变化
C.它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳 D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同
(4)用CO2和H2作原料可制取甲醇,化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,该反应在发展清洁能源及减少碳排放等方面具有重要意义。若要生产48t甲醇,理论上能够吸收CO2的质量是多少?
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物质的组成与结构
时间:60分钟,满分:100分
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列对现象的解释不正确的是
A.端午时节,粽叶飘香——粽子香味中的分子在不断运动,运动到空气中
B.一滴水中大约有个水分子——分子的体积很小
C.热水使变瘪的乒乓球复原——受热后分子体积变大
D.氧气在加压后可装入钢瓶——压强增大,氧分子间隔变小
【答案】C
【详解】A、端午时节,粽叶飘香,是因为粽子香味中的分子在不断运动,向四周扩散,不符合题意;
B、一滴水中大约有个水分子,说明分子的质量和体积都很小,不符合题意;
C、热水使变瘪的乒乓球复原,是因为温度升高,分子之间的间隔变大,分子的体积不变,符合题意;
D、氧气在加压后可装入钢瓶,是因为分子之间存在间隔,压强增大,分子之间的间隔变小,不符合题意。
故选C。
2.下列化学用语表达正确的是
A.氯化铁: B.两个氧原子:
C.四个硫酸根离子: D.锌离子:
【答案】D
【详解】A、氯化铁中铁元素显+3价,氯元素显-1价,化学式为FeCl3,FeCl2是氯化亚铁,选项错误;
B、两个氧原子应表示为2O,O2表示氧分子,选项错误;
C、硫酸根离子为,故4个硫酸根离子表示为:,SO32-是亚硫酸根离子,选项错误;
D、锌离子带2个单位正电荷,离子符号的书写,将数字和正负号标在元素符号的右上角,先写数字,后标正负号,数值为1,省略不写,离子符号为Zn2+,选项正确;
故选D。
3.用“”表示氢原子、“”表示氧原子,下图中能表示单质的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A、该物质由一种分子构成,属于纯净物,分子中原子种类只有一种,则宏观上该纯净物由一种元素组成,属于单质,符合题意;
B、该物质由两种分子构成,属于混合物,不符合题意;
C、该物质由一种分子构成,属于纯净物,分子中原子种类有两种,则宏观上该纯净物由两种元素组成,属于化合物,不符合题意;
D、该物质由两种分子构成,属于混合物,不符合题意;
故选A。
第十五届全运会由粤港澳三地联合举办,在绿色环保、科技创新、文化融合、全民参与等方面呈现诸多亮点。完成下面小题。
4.吉祥物“喜洋洋”与“乐融融”铸件全部采用环保再生铜材。铜元素在元素周期表中的信息和原子结构示意图如图所示,下列说法正确的是
A.铜原子的中子数为29 B.铜属于金属元素
C.铜的原子质量为63.55 D.图中x的数值是2
5.场馆内的场地标线、赛事标识的印刷,使用的是环保型油墨,它的核心成分之一是乙酸乙酯()。关于的说法正确的是
A.乙酸乙酯由碳、氢、氧三个元素组成
B.乙酸乙酯中碳、氢、氧元素的质量比为4:8:82
C.乙酸乙酯分子由4个碳原子、8个氢原子和2个氧原子构成
D.乙酸乙酯的相对分子质量为88
6.下列有关全运会实践行为的化学知识错误的是
选项
实践行为
涉及到的化学知识
A
机器人“夸父”以铝合金材质为主体
铝合金硬度大、耐腐蚀、密度小
B
火炬“绽放”以丙烷为燃料
丙烷具有可燃性
C
游泳场馆用二氧化氯消毒
发生的是物理变化
D
空气质量检测仪监测的含量
是大气污染物
A.A B.B C.C D.D
【答案】4.B 5.D 6.C
【解析】4.A、在元素周期表中,左上角的数字表示原子序数,正下方的数字表示相对原子质量,在原子中,原子序数=质子数,相对原子质量质子数+中子数,则铜原子的中子数为,说法错误,不符合题意;
B、铜带“钅”字旁,属于金属元素,说法正确,符合题意;
C、在元素周期表中,正下方的数字表示相对原子质量,相对原子质量单位为“1”,通常省略不写,故铜的相对原子质量为63.55,说法错误,不符合题意;
D、在原子中,质子数=核外电子数,则图中x的数值是,说法错误,不符合题意。
故选:B;
5.A、元素只讲种类,不讲个数,乙酸乙酯由碳、氢、氧三种元素组成,说法错误,不符合题意;
B、乙酸乙酯中碳、氢、氧元素的质量比为,说法错误,不符合题意;
C、乙酸乙酯由乙酸乙酯分子构成,一个乙酸乙酯分子由4个碳原子、8个氢原子和2个氧原子构成,说法错误,不符合题意;
D、乙酸乙酯的相对分子质量为,说法正确,符合题意。
故选:D;
6.A、机器人“夸父”以铝合金材质为主体,是因为铝合金硬度大、耐腐蚀、密度小,说法正确,不符合题意;
B、火炬“绽放”以丙烷为燃料,是因为丙烷具有可燃性,说法正确,不符合题意;
C、游泳场馆用二氧化氯消毒,该过程中利用二氧化氯和水反应生成盐酸和次氯酸进行消毒,杀灭细菌,有新物质生成,发生的是化学变化,说法错误,符合题意;
D、空气质量检测仪监测的含量,是因为是大气污染物,说法正确,不符合题意。
故选:C。
7.2025年11月25日12时11分,神舟二十二号飞船在我国酒泉卫星发射中心顺利发射升空,发射任务取得圆满成功,金属钛(Ti)应用于神舟飞船,其主要由钛铁矿()来制备,其中Ti为+4价,则中Fe的化合价为
A.+2 B.+3 C.-1 D.-3
【答案】A
【详解】在FeTiO3中,Ti为+4价,O为-2价,设Fe的化合价为x,根据化合物中元素化合价代数和为零,得x + (+4)+ 3×(-2) = 0,解得x = +2。故选A。
8.学习小组以“自制海水淡化器”为主题开展跨学科实践活动,甲、乙两组同学设计的作品如图所示。下列说法不正确的是
A.都利用了蒸馏的原理 B.水分子的体积和间隔都增大
C.甲组中,硬币有利于汇聚冷凝水 D.乙组中,水蒸气会散发导致损失
【答案】B
【详解】A、由图可知,两个作品的设计都利用了蒸馏的原理,该选项说法正确;
B、分子间隔:气体>液体,则水变为水蒸气过程中,水分子的间隔变大,但水分子的体积不变,该选项说法不正确;
C、硬币将保鲜膜下压,有利于汇聚冷凝水,使其滴入碗中,该选项说法正确;
D、由图可知,乙组的设计没有密封,则水蒸气可能会散发损失,该选项说法正确。
故选B。
9.下列人物与其贡献不相符的是
A.道尔顿——提出原子论 B.张青莲——测定相对原子质量
C.闵恩泽——研发石油化工催化剂 D.拉瓦锡——发现元素周期律
【答案】D
【详解】A、道尔顿的核心贡献是提出原子论,对应正确。
B、张青莲是我国化学家,主持测定了多种元素的相对原子质量,对应正确。
C、闵恩泽被誉为 “中国催化剂之父”,主要贡献是研发石油化工催化剂,对应正确。
D、拉瓦锡的贡献是研究空气成分(得出空气由氧气、氮气组成),而发现元素周期律的是门捷列夫,对应不正确。
故选:D。
10.如图为同一周期元素的名称、符号和原子结构示意图。下列说法正确的是
A.锂原子在化学反应中容易失去电子,形成阴离子
B.氟原子在化学反应中容易得到电子,形成阳离子
C.氢氧化铍的化学式是BeOH
D.镁原子的化学性质和铍原子相似
【答案】D
【详解】A、锂原子最外层电子数为1,容易失去电子,形成带正电荷的阳离子,选项错误;
B、氟原子最外层电子数为7,容易得到电子,形成带负电荷的阴离子,选项错误;
C、铍的最外层电子数为2,在化学反应中容易失去最外层的2个电子,形成带两个单位正电荷的阳离子,故铍一般显+2价,氢氧根显-1价,形成化合物的化学式为:Be(OH)2,选项错误;
D、镁原子和铍原子最外层电子数相同,都为2,在化学反应中都容易失去最外层的2个电子形成稳定结构,故化学性质相似,选项正确;
故选D。
11.下图为氮元素的化合价与物质类别关系图,下列推断不合理的是
A.A物质在空气中体积分数最大 B.C物质过多会造成酸雨,不属于空气污染物
C.D物质的化学式为N2O5 D.B物质由分子构成
【答案】B
【详解】A、A物质中氮元素化合价为0价,属于单质,对应物质为氮气(),氮气在空气中的体积分数约为,是空气中体积分数最大的气体,推断合理。
B、C物质是氧化物,氮元素化合价为价,对应物质为二氧化氮(),二氧化氮会与水反应生成硝酸,形成酸雨,且二氧化氮属于空气污染物(会危害人体健康和环境),因此“不属于空气污染物”的推断错误,推断不合理。
C、D物质是氧化物,氮元素化合价为价,氧元素化合价为价,根据化合物中正负化合价代数和为0,设化学式为,则,解得,化学式为,推断合理。
D、B物质是氧化物,氮元素化合价为价,对应物质为一氧化氮(),一氧化氮由分子构成,推断合理。
故选:B。
12.某元素的阳离子A3+的核外有23个电子,核内有30个中子,则该元素原子的核电荷数和相对原子质量分别为
A.23,53 B.26,30 C.26,56 D.23,46
【答案】C
【详解】阳离子A3+由原子失去3个电子形成,核外电子数为23,故原子核外电子数为23+3=26。原子中核电荷数等于核外电子数,因此核电荷数为26。相对原子质量等于质子数加中子数,质子数为26,中子数为30,故相对原子质量为56。故选C。
13.依据所学知识和元素周期表的部分信息判断,下列叙述错误的是
A.H⁺的结构示意图如图
B.第3号元素的氧化物的化学式为Li2O
C.相同质量的Na、Mg、Al三种金属中,含原子个数最多的是Al
D.锂的相对原子质量是6.941
【答案】C
【详解】A、是氢原子失去1个电子形成的阳离子,氢原子质子数为1,核外电子数为1,失去电子后核外无电子,因此的结构示意图正确,该选项叙述正确。
B、第3号元素为锂(),其化合价通常为价,氧元素化合价为价。根据化合物中正负化合价代数和为零的原则,锂的氧化物化学式为(),该选项叙述正确。
C、原子个数=物质质量÷该原子的相对原子质量。在质量相同的情况下,相对原子质量越小,所含原子个数越多。(22.99)、(24.31)、(26.98)三种金属中,Na 的相对原子质量最小,因此相同质量下含原子个数最多的是,而非,该选项叙述错误。
D、从元素周期表中可知,锂()的相对原子质量为 6.941,该选项叙述正确。
故选:C。
14.氯气消毒是最传统和广泛使用方法。氯气溶于水后,发生水解反应,生成次氯酸(HClO)。下图是氯气消毒的过程,以下说法正确的是
A.本反应的化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO
B.本反应中有3种物质是氧化物,一种物质是单质
C.HClO中氯元素的化合价为-1
D.参与反应的氯气分子与水分子个数之比为5:1
【答案】A
【详解】A、化学方程式为。该反应符合图示中氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸的过程,原子守恒,配平正确,符合题意。
B、氧化物是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物。反应中的物质有(单质)、(氧化物)、HCl(不含氧,不是氧化物)、HClO(含三种元素,不是氧化物)。因此只有 1 种氧化物,不是3种,不符合题意。
C、在HClO中,氢元素为 + 1 价,氧元素为 - 2 价,设氯元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为 0,解得:,所以氯元素的化合价为+1,不是 - 1,不符合题意。
D、根据化学方程式,参与反应的氯气分子与水分子个数之比为 1:1,不是 5:1,不符合题意。
故选A。
15.下列实验方案,能达到实验目的的是
A.探究二氧化碳与水是否发生反应
B.探究对分解的催化作用
C.验证质量守恒定律
D.探究温度对分子运动速率的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、通入二氧化碳,可观察到干燥的紫色石蕊试纸不变色,湿润的紫色石蕊试纸变红,说明二氧化碳与水反应生成了酸性物质,能达到实验目的;
B、对比实验要控制变量,变量不唯一,除了有无二氧化锰,两个试管中过氧化氢溶液的浓度也不同,则不能探究二氧化锰能否加快过氧化氢的分解,不能达到实验目的;
C、装置敞口,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应生成的二氧化碳逸出装置,则反应前后天平失衡,不能验证质量守恒定律,不能达到实验目的;
D、探究温度对分子运动速率的影响,需要两个烧杯,一个是冷水一个是热水,然后放入相同大小的品红观察现象,只有一个热水烧杯,无法形成对比实验,不能达到实验目的;
故选A。
二、非选择题:本大题共6小题,第16小题7分,第17小题8分,第18~21小题各10分,共55分。
16.如图中A是氟元素在周期表中的信息,B、C、D分别为三种粒子的结构示意图,E为元素周期表中的部分信息,请根据图中信息回答。
(1)氟原子形成离子时容易_____(填“得到”或“失去”)电子,相对原子质量为______。
(2)硒(Se)元素与氧、硫元素的化学性质相似,原因是它们原子的______相同。
(3)硒在氧气中燃烧生成二氧化硒,该反应的化学方程式为______。
(4)元素在周期表中的分布是有规律的,E中乙的原子序数______(填“大于”或“小于”)甲的原子序数。乙所代表的元素的名称为______。
【答案】(1) 得到 19.00
(2)最外层电子数
(3)Se+O2SeO2
(4) 大于 氩
【详解】(1)元素周期表左上角数字表示原子序数,原子序数=质子数=核外电子数,故氟原子的核外电子数是9,分两层排布,由内至外分别为2、7,最此外电子数>4,容易得到电子
元素周期表中,元素名称下方数字表示相对原子质量,单位为“1”,一般省略,故氟原子的相对原子质量为19.00;
(2)元素的化学性质跟它的原子的最外层电子数目关系非常密切,决定元素化学性质的是最外层电子数,硒元素与氧、硫元素的化学性质相似的原因是它们原子的最外层的电子数相同;
(3)硒在氧气中燃烧生成二氧化硒,化学方程式为:Se+O2SeO2;
(4)元素在周期表中的分布是有规律的,同一周期,从左到右,原子序数依次递增,所以E中乙的原子序数大于甲的原子序数;
由乙的位置可知,乙所代表的元素为氩元素,元素名称为:氩。
17.科学理论的建立与发展是一代代科学家不懈努力的结果。人们对物质构成的认识,经历了漫长的探索过程。
(1)原子的结构
①汤姆森之前,科学家对原子的认识是原子是构成物质的最小粒子,不可再分。1897年,汤姆森在实验中发现所有原子都能释放出一种带负电的粒子,这种粒子就是___________。
②卢瑟福等科学家在汤姆森研究的基础上,根据α粒子轰击金箔实验结论,提出了原子的核式(有核行星)模型。
③在化学变化中,构成原子的原子核内微粒(如质子数)___________(填“改变”或“不变”,下同),原子的种类___________。
(2)分子的结构
十九世纪初,科学家们提出早期的分子学说,部分观点如下:
观点1:一切物质都是由分子构成,分子是由原子构成。
观点2:分子质量等于组成它的原子质量总和。
根据以上材料回答问题:
①按现代分子理论,观点1是否正确?___________。(填“正确”或“不正确”)
②原子、分子质量很小,为计算和使用方便引入相对原子质量,结合观点2判断下列说法正确的有(填字母序号)___________。
a.相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理
b.相对分子质量等于组成它的所有原子的相对原子质量之和
c.1个分子质量一定大于1个原子质量
③已知碳-12原子的质量约为 kg,一种氧原子的质量约为 kg。计算这种氧原子的相对原子质量(列式表示即可)。___________
(3)离子的结构
①Mg和两种粒子具有相同的___________。
a.核外电子数 b.化学性质 c.质子数 d.电子层数
②锂、钠、钾等金属很容易失去电子,所以常被用作电池材料。研究表明,半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快。如图是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小,电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是___________离子电池。
【答案】(1) 电子 不变 不变
(2) 不正确 ab
(3) c 钾/K
【详解】(1)①1897年,汤姆森在实验中发现所有原子都能释放出一种带负电的粒子,这种粒子就是电子;故填:电子。
③在化学变化中,构成原子的原子核内微粒(如质子数)不变,原子种类不变;故填:不变;不变。
(2)①观点1不正确,因为构成物质的微粒有分子、原子、离子等;故填:不正确。
②a、原子的质量很小,书写和使用都不方便,故国际上一致同意采用相对质量,即以一种碳原子质量的为标准,其它原子的质量与它相比较所得到的比,作为这种原子的相对原子质量,故相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理,故选项符合题意。
b、相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量的总和,故选项符合题意。
c、1个分子质量一定比组成它的原子的质量大,但是不一定比其他原子质量大,如氢分子的质量小于铁原子,故选项不符合题意。
故选ab。
③根据相对原子质量的概念,氧原子的相对原子质量=;故填:。
(3)①a、Mg的核外电子数是12,是镁原子失去2个电子形成的,其核外电子数是12-2=10,故选项说法不正确。
b、Mg的最外层电子数为2,易失去电子,化学性质活泼,是相对稳定结构,化学性质不活泼,故选项说法不正确。
c、Mg、的质子数均为12,故选项说法正确。
d、Mg的电子层数为3层,的电子层数为2层,故选项说法不正确。
故选c。
②由题意,研究表明,半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快,由锂、钠、钾三种金属的离子半径大小图可知,钾离子的半径最大,电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是钾电池;故填:钾或K。
18.空气是一种宝贵的资源。
(1)定性测定空气的主要成分。实验流程如图所示。
①3分钟后,操作1试管中出现了液体,该过程属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
②根据操作2中的现象,说明挥发出来的物质是___________。
③画出操作3中液体主要成分的微观示意图___________,并用化学符号进行标注。
④通过该实验说明,利用___________(填物理性质)可将空气中的氮气和氧气分离。
(2)定量测定空气中氧气的含量。装置如图所示,注射器1中不留空气,注射器2中留有空气体积为V1,塞好橡胶塞后试管内空气体积为V2.
①检查气密性。连接好仪器,缓慢推动注射器2的活塞直至不留空气,能说明装置气密性良好的证据是___________。
②加入稍过量的铜粉,平铺在试管的底部,点燃酒精灯加热。试管内发生反应的化学方程式为___________。
③需要反复交替推拉两个注射器的活塞,目的是___________。
④停止加热后,待试管冷却至室温,将注射器1内的气体全部推入试管内,注射器2留有气体的体积为V3,则本实验测定空气中氧气的体积分数为___________(忽略加入铜粉对试管内空气体积的影响)。
【答案】(1) 物理 氮气/N2 沸点
(2) 注射器1的活塞被推出,并稳定在某一位置 确保氧气被铜粉完全消耗
【详解】(1)①空气液化只是状态改变,没有新物质生成,属于物理变化。
②燃着的木条伸入后熄灭,说明该物质不支持燃烧,空气中含量最多且不支持燃烧的气体是氮气(N2)。
③氮气逸出后,剩余物质主要是氧气(O2),1个氧分子由2个氧原子构成,作图为。
④该实验中,氮气先汽化逸出,说明其沸点较低,利用氮气和氧气的沸点不同,可将空气中的氮气和氧气分离。
(2)①推动注射器2活塞时,装置内压强增大,若气密性良好,注射器1的活塞会被推出并稳定在某一位置。
②铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,化学方程式为。
③反复推拉活塞可让空气在试管内循环,确保氧气被铜粉完全消耗。
④初始空气总体积=注射器2内体积+试管内体积=V1+V2;反应后剩余气体体积=V2+V3;消耗的氧气体积=初始总体积−剩余体积,即;则测得氧气的体积分数为。
19.我国提出努力争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。“双碳”活动小组开展了“低碳有我”实践活动,请回答下列问题。
【活动一】调查碳循环
(1)图1与图2结合分析,“碳达峰”是指___________的排放量由增转降的历史拐点。
(2)观察图2,基于“碳循环”视角,实现“碳中和”可以从两方面进行:①减少二氧化碳的排放;②___________。
【活动二】探究碳“捕捉”
小组同学设计如图3所示实验,比较等体积的水、石灰水“捕捉”CO2的效果。装置连接的压强传感器用以测量烧瓶内压强,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图4所示。
(3)澄清石灰水“捕捉”CO2的反应的化学方程式是___________。
(4)利用图4数据分析,在同等条件下,___________对CO2的吸收效果更好。并仿照水“捕捉”二氧化碳后的甲图,画出乙图澄清石灰水“捕捉”二氧化碳后烧瓶内气体组成的微观示意图_______。
【活动三】探究碳“转化”
一定条件下,可将二氧化碳和氢气在催化剂表面转化为清洁的液体燃料甲醇(CH3OH)和水,该反应在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。
(5)此反应中H2与CO2的质量比为___________。
(6)为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为___________。
【答案】(1)二氧化碳
(2)增加二氧化碳的吸收
(3)
(4) 石灰水
(5)3:22
(6)有分子筛膜,温度控制在210℃左右
【详解】(1)碳达峰的核心是指二氧化碳的排放量达到峰值后由增转降,这是碳中和的前提;
(2)由图2可知,基于"碳循环"视角,实现"碳中和"可以从两方面进行:①减少二氧化碳的排放,如减少化石燃料燃烧,工业排放等;②增加二氧化碳的吸收,如植物的光合作用吸收,海洋吸收,植树造林等,通过这些方式抵消排放的二氧化碳,实现"碳中和";
(3)澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,反应的化学方程式为:;
(4)从图4的压强变化曲线可知:水和石灰水都吸收二氧化碳,导致瓶内压强下降;石灰水对应的压强下降幅度更大,说明吸收的二氧化碳更多,因此石灰水对的吸收效果更好;则"捕捉"后乙烧瓶内气体组成的微观示意图为::
(5)一定条件下,可将二氧化碳和氢气在催化剂表面转化为清洁的液体燃料甲醇(CH3OH)和水,反应的化学方程式为:;此反应中H2与CO2的质量比为;
(6)从图像中分析:有分子筛膜(三角形点)的甲醇产率远高于无分子筛膜(圆形点);有分子筛膜的曲线先上升后下降,产率最高的温度出现在210℃左右。因此最佳条件:有分子筛膜,温度控制在210℃左右。
20.我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺过程分解模拟如题图。
(已知:Zn的熔点420℃,沸点为907℃。)
请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)炉甘石的主要成分是碳酸锌,中碳元素的化合价为_________,属于_________(填字母)。
a.单质 b.化合物 c.氧化物
(2)煤属于_________(填“可再生”或“不可再生”)能源。烧煤产生的对环境的危害是_________。
(3)装入原料器之前,将炉甘石粉碎的目的是_________。
(4)高温炉内,碳酸锌在高温条件下与煤的主要成分(碳)发生反应生成Zn和CO,反应的化学方程式为_________,该反应属于_________(填基本反应类型)。
(5)冷凝器通过控制温度除去CO的同时液态锌流出,故温度应控制在_________。
(6)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合所学知识,分析说明其中的原因是_________。
【答案】(1) +4 b
(2) 不可再生 酸雨
(3)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(4) 置换反应
(5)419.5℃∼907℃之间
(6)锌的化学性质比铁和铜活泼,更难冶炼
【详解】(1)在碳酸锌中,锌元素显+2价,氧元素显−2价。设碳元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为零:(+2)+x+3×(−2)=0,解得 x=+4。是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物,故选b。
(2)煤属于不可再生能源。煤燃烧产生的二氧化硫会与空气中的水、氧气反应生成硫酸,形成酸雨,危害土壤、水体和植被等。
(3)将炉甘石粉碎的目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分。
(4)碳酸锌在高温下与碳反应生成锌和一氧化碳的化学方程式为:;该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
(5)已知锌的熔点为420℃、沸点为907℃,为了让锌蒸气液化流出,同时让保持气态逸出,温度应控制在420℃∼907℃之间。
(6)锌的化学性质比铁和铜更活泼,因此在自然界中锌多以化合态存在,难以直接还原。而铁和铜在自然界中既有单质形式(如铜),也有较易还原的化合物形式,因此古代更容易冶炼铁和铜。 冶炼锌的温度高于其沸点,锌以蒸气形式存在,古代冷凝收集技术不成熟,也是冶炼困难的原因之一。
21.“乐享低碳・绿动地球”2024年全国生态日深圳全民低碳生活倡导活动在深圳国际低碳城正式启动,活动旨在进一步增强全民低碳生活意识,呼吁日常践行低碳生活,弘扬文明健康生活新风尚。碳元素对人类有十分重要的意义,碳和碳的化合物更是化学研究的重要内容。
(1)“低碳行动”中的“碳”指的是_______________(选填“C”“CO”或“CO2”)。
(2)如图是元素周期表中的一格。碳原子核外电子数为_____________________。
(3)下列关于金刚石和石墨的说法中,不正确的是 (填字母)。
A.金刚石和石墨都属于碳的单质 B.石墨转化为金刚石属于物理变化
C.它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳 D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同
(4)用CO2和H2作原料可制取甲醇,化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,该反应在发展清洁能源及减少碳排放等方面具有重要意义。若要生产48t甲醇,理论上能够吸收CO2的质量是多少?
【答案】(1)CO2
(2)6
(3)B
(4)解:设理论上能够吸收CO2的质量为x
x=66t
答:理论上能够吸收CO2的质量是66t。
【详解】(1)“低碳行动”中的“碳”指的是CO2,“低碳”是指较低的二氧化碳的排放;
(2)在元素周期表中,元素名称左上角的数字表示原子序数,在原子中,原子序数=质子数=核外电子数,故碳原子核外电子数为6;
(3)A、金刚石和石墨均是由碳元素组成的纯净物,均属于碳单质,不符合题意;
B、金刚石和石墨是两种不同的物质,石墨转化为金刚石有新物质生成,属于化学变化,符合题意;
C、金刚石和石墨均属于碳单质,碳单质完全燃烧生成二氧化碳,不符合题意;
D、金刚石和石墨均是由碳原子构成,但是碳原子的排列方式不同,故物理性质差异很大,不符合题意。
故选B;
(4)见答案。
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