内容正文:
课时跟踪检测(一) 物质结构研究的内容
(选择题请在答题栏中作答)
一、选择题
1.下列说法正确的是 ( )
A.红磷转化为白磷,属于物理变化
B.石墨导电,金刚石不导电,故二者不是同素异形体
C.氧气和臭氧的分子式不同,性质相同
D.硫有S2、S4、S6等单质,它们都是硫的同素异形体
2.研究人员开发出被称为第五形态的固体碳,这种新的碳结构称作“纳米泡沫碳”,它外形类似海绵,密度极小,并具有磁性。纳米泡沫碳与金刚石的关系是 ( )
A.同种物质 B.不同密度的核素
C.同位素 D.相同元素构成的不同单质
3.物理学家、化学家索迪因提出了著名的同位素假说,并因研究同位素的存在和性质而获得了诺贝尔化学奖。下列说法错误的是 ( )
A.碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13是碳元素的三种核素,互为同位素
B.因碳⁃14具有放射性,可用于考古时测定文物的年代
C.碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13的化学性质相同
D.碳元素的相对原子质量为13
4.科学家获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4转化为N2属于物理变化
C.N4的摩尔质量为56
D.N4与N2互为同素异形体
5.科学家发现由磷原子构成的黑磷(黑磷的磷原子二维结构如图)是比石墨烯更好的新型二维半导体材料。下列说法正确的是 ( )
A.黑磷属于化合物
B.黑磷导电属于化学变化
C.黑磷高温下在空气中可以稳定存在
D.黑磷与白磷互为同素异形体
6.科学工作者发现另一种“足球分子”N60,它的结构与C60相似。下列说法正确的是 ( )
A.N60与C60互为同素异形体
B.N60是一种新型化合物
C.N60和N2是同素异形体
D.N60和14N都是氮的同系物
7.下列说法中正确的是 ( )
A.只含有一种元素的物质一定是纯净物
B.石墨转变为金刚石的变化为化学变化
C.H2、D2和HD(D为H)互为同素异形体
D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
8.(2025·泉州一中阶段练习)如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图,下列相关说法正确的是 ( )
A.这四种物质都很软,可作润滑剂
B.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
C.这四种物质都是由碳分子构成的
D.这四种物质中碳原子的排列方式相同
9.下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是 ( )
A.乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体
BCl与Cl互为同位素
C.氧气与臭氧互为同素异形体
D.乙烯与聚乙烯互为同系物
10.(2025·保定期中)NH3是一种重要的化工原料,在半导体光催化的作用下,N2分子被光催化材料捕获进而实现N2―→NH3的转化(过程如图)。下列说法错误的是 ( )
A.N2在光催化材料表面断开了N≡N键
B.该反应中,N2被还原
C.该反应过程中有旧化学键断裂和新化学键形成
D.该反应的类型是化合反应
11.新闻报道称,中国科学院院士、北京大学教授彭练矛所带领的团队成功研制出基于碳基 CMOS 集成电路技术的 5 纳米栅长的碳管晶体管,其性能和功耗综合指标较目前最先进的硅基 CMOS 器件具有 10 倍以上的优势。这意味着我国科学家有可能研制出以此类晶体管为元器件的商用碳基芯片,有望在芯片研究技术上赶超国外同行。已知碳晶体管是采用石墨为原料制造而成,是一种碳纳米材料。下列说法正确的是 ( )
A.石墨与金刚石互为同分异构体
B.碳纳米材料是胶体
C.碳纳米管是金属导体
D.碳纳米管比表面积大,也可用作新型储氢材料
12.下列有关物质性质、结构的表述均正确,且存在因果关系的是 ( )
选项
表述Ⅰ
表述Ⅱ
A
NaCl的水溶液能导电
NaCl溶于水后在电流的作用下产生自由移动的Na+、Cl-
B
通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性高
Pb与C位于同一主族,Pb的非金属性弱于C,CH4比PbH4稳定
C
在形成化合物时,同一主族元素的化合价相同
同一主族元素原子的最外层电子数相同
D
P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电
P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
二、非选择题
13.(9分)乙醇在不同的化学反应中会断裂不同的化学键,如图所示,请写出下列反应的化学方程式,并指出在反应时乙醇分子中断裂的化学键(填序号)。
(1)乙醇与金属钠反应: ; 。
(2)在空气中完全燃烧: ; 。
(3)乙醇的催化氧化反应: ; 。
14.(8分)有下列各组微粒或物质:
A.O2和O3 BC和C
C.CH3CH2CH2CH3和
D.和
E.CH3CH2CH2CH3和
(1) 组两种微粒互为同位素。
(2) 组两种物质互为同素异形体。
(3) 组两种物质属于同系物。
(4) 组两种物质互为同分异构体。
(5) 组两种物质是同一物质。
(6)E中物质物理性质 (填“相同”或“不同”),原因是 。
15.(8分)据报道,科研人员应用电子计算机模拟出了类似C60的物质N60。已知N60分子中每个氮原子之间均以氮氮共价键结合三个氮原子,所有的氮原子都具有最外层为8个电子的稳定结构。N—N键的键能为167 kJ·mol-1,N==N键的键能为418 kJ·mol-1,N≡N键的键能为942 kJ·mol-1。
试回答:
(1)根据键能和物质化学变化中的能量变化原理计算,1 mol N60全部分解为N2所吸收或放出的能量(热量)为 kJ。
(2)根据(1)的计算结论推断,下列N60的用途正确的是 (填字母)。
A.可用作高能炸药
B.可用作高能燃料
课时跟踪检测答案
课时跟踪检测(一)
1.选D 红磷和白磷是不同的物质,二者之间的转化属于化学变化,A错误;石墨和金刚石都是由碳原子组成的单质,二者互为同素异形体,B错误;O2和O3是不同的物质,二者性质不完全相同,C错误。
2.选D 同一元素的不同单质互称同素异形体,纳米泡沫碳与金刚石都是由碳元素组成的不同单质,所以互称为同素异形体。
3.选D 碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,是碳元素的三种核素,互为同位素,故A正确;因为核素14C具有放射性,可用于考古时测定文物的年代,故B正确;碳⁃14、碳⁃12、碳⁃13的核外电子数相同,最外层电子数相同,化学性质相同,故C正确;相对原子质量数值上近似等于质量数,元素的相对原子质量是各种同位素原子相对原子质量的平均值,故D错误。
4.选D N4是由一种元素组成的物质,因而是一种新型的单质,而不是化合物;N4和N2是两种不同的物质,所以两者的转化是化学变化;N4的摩尔质量为56 g·mol-1;N4和N2互为同素异形体。
5.选D 黑磷是一种元素组成的纯净物,属于单质,A错误;黑磷导电过程中无新物质生成,为物理变化,B错误;黑磷高温下在空气中燃烧生成氧化物,不能稳定存在,C错误。
6.选C N60和C60是不同元素组成的单质,所以不是同素异形体,故A错误;N60只含一种元素,所以是单质,故B错误;N60和N2是N的不同单质,所以是同素异形体,故C正确;N60是单质,14N是原子,所以不是同系物,故D错误。
7.选B 只含有一种元素的物质可能是由不同同素异形体构成的混合物,A错误;H2、D2和HD都是氢气,不是氢元素的同素异形体,C错误;相对分子质量相同的不同物质所含元素不一定相同,如CO和N2,不一定是同分异构体,D错误。
8.选B 金刚石硬度大,A不正确;这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2,B正确;金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳元素组成的,C不正确;这四种物质中碳原子的排列方式不相同,D不正确。
9.选D 乙酸和甲酸甲酯分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故A正确ClCl的质子数相同,中子数不同,是氯元素的不同核素,互为同位素,故B正确;氧气和臭氧是氧元素形成的不同的单质,互为同素异形体,故C正确;乙烯含碳碳双键,聚乙烯无碳碳双键,含官能团不同,不是同类物质,不是同系物,故D错误。
10.选D 该反应中,N2转变为氨气,氮元素的化合价从0降低到-3,被还原,B正确;该反应过程中N2、水参加反应,生成氨气、氧气,有旧化学键断裂和新化学键形成,C正确;由题图知,反应中有氨气、氧气生成,则该反应的类型不可能是化合反应,D不正确。
11.选D 石墨与金刚石互为同素异形体,A错误;碳纳米材料不是胶体,其分散在适当的溶剂中所形成的混合物为胶体,B错误;碳纳米管的原料是石墨,是非金属材料,C错误。
12.选B A选项,NaCl的水溶液能导电,是其溶于水后电离出自由移动的离子,而不是在电流的作用下电离,表述Ⅱ错误;B选项,元素的非金属性越强,其简单氢化物越稳定,正确;C选项,元素形成化合物不一定都是最高价或最低价,同一种元素在不同条件下可以形成不同价态的化合物,表述Ⅰ错误;D选项,因P4O10溶于水时生成H3PO4,溶液能导电,表述Ⅰ错误。
13.解析:乙醇分子由于受羟基的影响,性质活泼。除了掌握乙醇的化学性质,还应理解化学反应的机理,明确化学反应与化学键的关系。
答案:(1)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑ ①
(2)CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
①②③④⑤
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ①③
14.(1)B (2)A (3)C (4)E (5)D
(6)不同 这两种物质结构不同,所以性质不同
15.解析:(1)1 mol N60分子含有90 mol N—N键,它分解生成30 mol N≡N键。1 mol N60分子中化学键断裂吸收的能量为90 mol×167 kJ·mol-1=15 030 kJ,30 mol N2分子中化学键的形成放出的能量为30 mol×942 kJ·mol-1=28 260 kJ。放出的总能量比吸收的总能量多13 230 kJ,化学反应是放热反应。
(2)由于N60的分解放出大量的热,因此N60可用作高能炸药和高能燃料。
答案:(1)13 230 (2)AB
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