主题三 物质的组成与结构（综合训练）（全国通用）2026年中考化学二轮复习高效培优系列

主题三 物质的组成与结构 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．难度系数：0.65。 5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 Al-27 O-16 N-14 Li-7 Mn-55 Cl-35.5 Mg-24 P-31 Fe-56 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意） 1．健康生活倡导“均衡营养”，加碘食盐、富硒大米、高钙麦片等食品标签上标注的营养成分，指的都是 A．元素 B．单质 C．原子 D．分子 【答案】A 【解析】A. 食品标签上标注的营养成分是从元素种类层面描述物质的组成，与其具体存在形态无关，该项正确。 B. 碘、硒、钙的单质性质活泼，无法直接添加到食品中被人体摄入，该项错误。 C. 这些营养成分不以单个原子的形式存在于食品中，该项错误。 D. 这些营养成分的存在形态多样，并非统一以分子形式存在，该项错误。 故选A。 2．【新情境·传统文化传承】敦煌壁画的矿物颜料中使用了一种名为“铅白”的颜料，其主要成分为碱式碳酸铅中的化合价为 A． B．+1 C．+2 D．+6 【答案】C 【解析】化合物中各元素正负化合价的代数和为0，其中整体显-1价，整体显-2价。设的化合价为，结合化学式列式：，解得，因此的化合价为。 3．化学符号中的数字都有特定含义。对于下列含数字的化学用语：①2H  ②  ③  ④  ⑤。下列相关说法正确的是 A．①和③中“2”均表示2个氢原子 B．②中的两个“2”含义相同 C．④中的“2”表示元素的化合价 D．⑤中的2表示离子的个数 【答案】D 【解析】A. ①中“2”表示2个氢原子，③中“2”表示1个氢分子中含有2个氢原子，二者含义不同，错误。 B. ②中化学式前的“2”表示2个水分子，氢元素右下角的“2”表示1个水分子中含有2个氢原子，二者含义不同，错误。 C. ④中“2”表示1个镁离子带2个单位的正电荷，不是元素的化合价，错误。 D. 离子符号前的数字表示离子的个数，故⑤中“2”表示2个铝离子，正确。 4．【新技术·结合核聚变实验装置】EAST是中国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置，其热核材料氘、氚的原子构成示意图如下。有关说法正确的是 A．氘、氚原子中质子数相同 B．氚原子核内有一个中子 C．氘、氚原子均带有正电 D．氘、氚原子的质量相等 【答案】A 【解析】A. 根据题中给出的原子结构示意图可以看出，二者的原子核内都有一个带正电的粒子，即它们的原子核内质子数都为1，正确； B. 原子核内不带电的粒子为中子，由示意图可知，氚原子核内有2个中子，错误； C. 原子中核内质子数等于核外电子数，正负电荷总量相等，整体呈电中性，不带电，错误； D. 原子质量主要集中在原子核上，氘原子核内共2个核子（1质子+1中子），氚原子核内共3个核子（1质子+2中子），二者质量不相等，错误。 5．【新情境·航空航天技术】单质铍应用于北斗惯性导航设备制造，其在元素周期表中的信息如图所示。下列说法不正确的是 A．铍元素属于金属元素 B．铍单质的化学式是Be C．铍元素的相对原子质量为9.012 g D．铍元素的原子核外的电子数为4 【答案】C 【解析】A、“铍”带“钅”字旁，属于金属元素，正确； B、金属单质的化学式直接用元素符号表示，因此铍单质化学式为Be，正确； C、相对原子质量的单位是“1”，不是，通常省略不写，因此铍的相对原子质量为9.012，错误； D、原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，因此铍原子核外电子数为4，正确。 6．【新材料·合成新型氧分子】科学家使用普通氧分子和带电的氧离子合成了新型氧分子O4，下列关于O4的说法错误的是 A．O4是由氧元素组成的单质 B．1个O4分子由4个氧原子构成 C．O4和O2的化学性质不相同 D．等质量的O4和O2，所含氧原子数不相等 【答案】D 【解析】A、单质是由同种元素组成的纯净物，仅由氧元素组成，属于单质，表述正确。 B、化学式中元素符号右下角的数字代表1个分子中该原子的个数，因此1个分子由4个氧原子构成，表述正确。 C、分子是保持物质化学性质的最小粒子，和的分子构成不同，因此化学性质不同，表述正确。 D、和都只含氧原子，等质量的两种物质中，氧元素的总质量相等，单个氧原子质量相同，因此所含氧原子数相等，表述错误。 7．将套着气球的试管放入盛有热水的烧杯中，气球逐渐变大（如图所示）。从微观的视角分析，错误的是 A．分子的数目不变 B．分子运动速率加快 C．分子之间间隔变大 D．分子的体积变大 【答案】D 【解析】A、整个装置密闭，无气体进出，分子总数不变，说法正确。 B、温度升高，分子运动速率加快，说法正确。 C、温度升高，分子之间的间隔变大，可观察到气球逐渐变大，说法正确。 D、物理变化中，分子本身的体积不会随温度变化而改变，该说法错误。 8．构建化学基本观念是学好化学的基础。下列认识不正确的是 A．元素观：物质是由元素组成的 B．守恒观：1 g碳与1 g氧气充分反应，生成2 g二氧化碳 C．微粒观：等质量的镁和铝中原子个数比为 D．转化观：化学变化有新物质生成，其本质是原子的重新组合 【答案】B 【解析】A、所有宏观物质都由元素组成，符合元素观的核心内容，表述正确。 B、碳燃烧的反应式为，参加反应的碳、氧气质量比为，因此1g碳和1g氧气反应时碳过量，氧气完全消耗，生成二氧化碳的质量小于2g，表述错误。 C、等质量的金属中，原子个数与相对原子质量成反比，设镁、铝质量均为，则原子个数比为，表述正确。 D、化学变化的本质是分子分裂为原子，原子重新组合为新分子，过程中有新物质生成，符合转化观，表述正确。 9．马年春晚《武BOT》惊艳全球。PEEK[化学式为]是机器人关节骨架的材料。下列有关PEEK的说法正确的是 A．该物质中含有分子 B．氢、氧元素质量比为4∶1 C．该物质由34个原子构成 D．碳元素的质量分数为 【答案】D 【解析】A、分子是由原子构成的，PEEK由PEEK分子构成，不含O3分子，错误。 B、氢、氧元素的质量比为，不是，错误。 C、PEEK的聚合度数值不固定，1个PEEK分子含个原子，且宏观物质不能描述为“由34个原子构成”，错误。 D、碳元素的质量分数为=，正确。 10．在生活生产中用途广泛，其转化和利用如下图所示。下列说法不正确的是 A．转化①中分子间的空隙变小 B．反应②中氯原子得到电子形成 C．反应③可用于自来水杀菌消毒，属于化合反应 D．反应④可用于制漂白粉，反应中的化合价既升高又降低 【答案】C 【解析】A、转化①是气态加压降温变为液态液氯的过程，气体液化时分子间空隙变小，表述正确。 B、反应②是和点燃生成的反应，氯原子最外层有7个电子，反应中得到1个电子形成，表述正确。 C、反应③的化学方程式为，生成物有2种，不符合化合反应“多变一”的特征，表述错误。 D、反应④的化学方程式为，反应前为0价，反应后中为-1价、中为+1价，的化合价既升高又降低，表述正确。 11．【新情境·传统工艺】晋代葛洪所著《抱朴子》一书中记载有“丹砂烧之成水银”，丹砂指的是HgS。该反应的微观示意图如下：下列说法不正确的是 A．该反应属于置换反应 B．物质丙是由原子构成的 C．物质丁是形成酸雨的主要物质之一 D．参加反应的乙、丁两种物质的质量比为1：1 【答案】D 【解析】A、由微观示意图可知，该反应为硫化汞与氧气在加热条件下反应生成汞和二氧化硫，符合一种单质与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，正确； B、由微观示意图可知，丙为汞，汞是由汞原子构成的，正确； C、由微观示意图可知，丁为二氧化硫，二氧化硫在大气中经过复杂的化学反应后形成硫酸，是形成酸雨的主要物质之一，正确； D、由微观示意图可知，乙为氧气、丁为二氧化硫，该反应的化学方程式为，则参加反应的乙、丁两种物质的质量比为，错误。 12．传世名画《千里江山图》的青色来自于天然矿石颜料——石青，其主要成分的化学式为。下列说法不正确的是 A．表示氢氧根离子 B．“Cu”既有宏观含义又有微观含义 C．表示氢原子的结构示意图 D．中的“2-”表示离子所带电荷数 【答案】A 【解析】A、 氢氧根离子的符号为，不带电荷的不能表示氢氧根离子，该说法错误。 B、“”宏观上可表示铜元素、铜单质，微观上可表示1个铜原子，既有宏观含义又有微观含义，该说法正确。 C、图示结构示意图中质子数=核外电子数=1，为氢原子的结构示意图，该说法正确。 D、碳酸根离子右上角的“2-”表示碳酸根离子所带的电荷数，该说法正确。 13．图1是元素周期表中的部分元素，图2是某原子的原子结构示意图。下列说法正确的是    A．X元素的元素符号为Al B．Y的数值是16 C．磷原子的相对原子质量是30.97 g D．图1中的三种元素位于同一族 【答案】B 【解析】A、图1中X是17号氯元素，元素符号为，是13号铝元素的符号，A错误。 B、原子中质子数=核外电子总数，因此，B正确。 C、相对原子质量的单位为“1”，不是“g”，通常省略不写，磷的相对原子质量为30.97，C错误。 D、图1三种元素电子层数相同，属于同一周期，同族元素要求最外层电子数相同，D错误。 14．化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气无接触燃烧的绿色燃烧方式。基于载氧体的化学链燃烧原理如图所示，下列说法正确的是 A．空气反应器中发生的反应是分解反应 B．燃料反应器中反应前后C的化合价降低 C．理论上，维持整个转化持续发生需要额外不断补充 D．若该过程燃烧，则理论上生成质量为 【答案】D 【解析】A、空气反应器中是和反应生成，属于“多变一”的化合反应，不是分解反应，错误。 B、燃料反应器中，中为+2价，反应后生成的中为+4价，的化合价升高，错误。 C、流程中和可循环转化，不需要额外补充，错误。 D、根据质量守恒，反应前后碳元素质量不变，28kg中的碳元素全部转化为中的碳元素，碳元素的质量为，生成的质量为，正确。 15．工业制取硝酸的关键反应为：4NH3+5O24X+6H2O，34g NH3与一定质量O2反应时，NH3、H2O的质量随消耗O2质量的变化如图。下列说法错误的是 A．反应后容器中氢、氧元素的质量比为1：8 B．X化学式为NO C．反应前后原子种类不变 D．80g O2完全反应时，生成X的质量为60g 【答案】A 【解析】A、根据图像，反应生成54g ，反应后氢元素全部在生成的中，氢元素的质量；根据质量守恒定律，反应消耗了80g ，则产物中氧元素的总质量也为80g。因此，反应后容器中氢、氧元素质量比为，不是，符合题意。 B、根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变：反应前共4个氮原子、12个氢原子、10个氧原子，反应后6个含12个氢原子、6个氧原子，因此4个共含4个氮原子、4个氧原子，可得为，不符合题意。 C、化学反应的微观本质是原子的重新组合，反应前后原子种类、数目、质量均不变，不符合题意。 D、根据质量守恒，参加反应的总质量等于生成物总质量：X的质量，不符合题意。 故选A。 第Ⅱ卷 二、非选择题（本大题共6小题，共55分） 16．【新情境·航空航天】（8分）对嫦娥六号采集的月壤样品的初步分析：①Al2O3和CaO含量较高，FeO含量较低，且具有丰富的微孔和囊泡结构；②相较于地球上主要存在的氦-4(2个质子，2个中子)，月壤中蕴藏着大量氦-3，氦-3是理想的核聚变燃料；③太阳风中的氢离子(H⁺)轰击月表，与月壤中的氧原子结合，可生成羟基或水分子，月壤样品含水率随深度的分布特征如图1所示。 科学家提出利用巨型菲涅尔透镜聚焦太阳光高温加热月壤，直接制取金属和氧气(原理如图2所示)；同时利用月壤自身的催化特性，在光照下将水分解为氢气和氧气，从而获得呼吸用氧和能源。 依据上文，回答问题。 （1）月壤具有良好催化性能的原因可能是具有_____结构。 （2）月球表面水分子形成过程为_____(用字母表示)。 a．生成羟基或水分子b．氢离子轰击月表c．氢离子与氧原子结合 （3）羟基中一定含有的元素是_____。 （4）氦-3与氦-4在原子结构上的不同点是_____。 （5）根据图1，预测深度在300nm以下月壤样品含水率的变化趋势：_________。 （6）图2可能发生反应的化学方程式为___________(写一个)。 （7）针对月球基地氧气供应问题，科学家提出了_____种解决方案。 【答案】（1） 丰富的微孔和囊泡 （2）bca （3） 氢元素和氧元素 （4） 中子数不同 （5） 含水率很低且基本保持稳定 （6） 或或 （7）两/二/2 【解析】（1）略； （2）根据题干描述，水分子形成的先后顺序为：氢离子轰击月表→氢离子与氧原子结合→生成羟基或水分子，因此顺序为bca； （3）羟基由氢离子和氧原子结合生成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，因此羟基一定含有氢、氧元素； （4）氦-3和氦-4都属于氦元素，质子数相同均为2，但是中子数不同，其中氦-3中子数为1，氦-4中子数为2，则二者原子结构的差异为中子数不同； （5）由图1可知，0~250nm范围内深度越大含水率越低，250nm时含水率已经接近最低值、下降趋势极缓，因此300nm以下含水率基本保持稳定； （6）图2的原理是高温下金属氧化物分解生成金属单质和氧气，月壤中含氧化铝、氧化钙、FeO，则发生反应的化学方程式可能是：或或； （7）题干共给出两种制氧方案：①高温加热月壤制取氧气；②利用月壤催化光照分解水制取氧气，因此共2种。 17．（6分）藏在生活里的“科学魔法”——同位素 化学世界里有群“长得像”却不一样重的“多胞胎”——同位素，它们属于同一种元素，质子数相同，但中子数不同，比如氢元素有氕(H-1)、氘(H-2)、氚(H-3)三种同位素，它们的质子数都是1，相对原子质量却分别是1、2、3。 同位素是守护健康的“隐形卫士”，比如常见的幽门螺杆菌测试，就离不开它的帮忙。这种细菌会引发胃病，而C-13同位素就是检测它的“探测器”。检测原理如下图所示，受检者空腹服下带有同位素标记的C-13尿素胶囊，30分钟后将呼出气体吹入集气袋中检测。如果胃里有幽门螺杆菌，其产生的尿素酶就能迅速将尿素[CO(NH2)2]在水溶液中转化为氨气(NH3)和带标记的CO2，氨气与胃里的H+进一步结合，产生的CO2则通过血液运输进入肺排出体外，被收集后即可在仪器上检测。 在考古领域，同位素更是“时光侦探”，考古学家常用C-14同位素来测定文物年代，活着的动植物会不断吸收碳元素，体内C-12和C-14的比例是固定的；一旦死亡，就不再吸收新的C-14，而C-14会慢慢衰变，每过5730年就减少一半。通过测量文物中两种碳同位素的比例，就能算出它们的“年龄”，帮我们揭开古代文明的神秘面纱。 结合文中信息，回答以下问题： （1）幽门螺杆菌测试中使用的C-13，其质子数为6，则它的中子数是___________，C-13和C-14属于同种元素的原因是___________。 （2）在幽门螺杆菌测试中，在尿素酶的催化作用下，尿素发生反应的化学方程式为___________。 （3）当生物死亡后，体内C-14会变少的原因是___________。 （4）下列说法正确的有___________。 a．氕、氘、氚相对原子质量不同，实际原子质量也不同 b．由图可知，感染者服用尿素胶囊后，胃液中产生的阳离子是 c．某文物样品中，C-14的剩余量为初始量的，则该样品距今约5730年 【答案】（1） 7 质子数相同/核电荷数相同 （2） （3） 生物死亡后不再吸收新的C-14，且C-14会不断衰变减少 （4） ab 【解析】（1）原子的相对原子质量≈质子数+中子数，C-13的相对原子质量为13，质子数为6，因此中子数=13-6=7。因为C-13和C-14原子核内质子数都为6，所以属于同种元素。 （2）水溶液中，在尿素酶催化作用下，尿素和水反应生成氨气和二氧化碳，配平后得到对应化学方程式。 （3）略。 （4）a、相对原子质量是原子的质量与C-12原子质量的的比值，因此原子实际质量与相对原子质量成正比，正确； b、氨气和胃液中的结合生成，正确； c、C-14半衰期为5730年，剩余量为初始1/4时，说明经过了2个半衰期，距今约年，错误。 18．（10分）碳酸锂是制锂电池的重要原料。“盐湖提锂”是用盐湖水(、、、、、、等浓度较高)制备碳酸锂，主要工序如图1。 （1）除杂：ⅰ．先加入熟石灰除去盐湖水中的，反应的化学方程式___________。ⅱ．再加入除去___________(填离子符号)，俗称是___________。 （2）碳化：通入发生的反应，的化学式为___________。受热分解成等物质，其中___________可循环利用。 （3）精制：洗涤可以精制，其中洗涤的次数与纯度的关系如图2，最佳洗涤次数选“4”的理由：少于4次会导致___________、大于4次会导致___________。 （4）锂电池：常见的含锂物质有、等，其中锂元素的化合价为价，则中锰元素的化合价为___________。中锂元素质量分数___________(填“>”、“=”或“<”)。 【答案】（1） 纯碱/苏打 （2） /二氧化碳 （3）纯度较低 生产效率降低，浪费资源 （4） > 【解析】（1）ⅰ.加入熟石灰[Ca (OH)2]与 发生复分解反应，生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，该反应化学方程式为。 ⅱ．原盐湖水中的和加入熟石灰中的与反应生成 CaCO3沉淀。 略。 （2）根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。，反应前：2个锂原子、2个碳原子和5个氧原子；反应后2个锂原子、2个碳原子、6个氧原子和2个氢原子，则X中含有2个氢原子和1个氧原子，X的化学式为。 受热分解反应： ，生成的CO2​可通入碳化塔中再次参与反应，实现循环利用。 （3）最佳洗涤次数选“4”的理由少于4次洗涤：Li2​CO3​表面的可溶性杂质，比如 NaCl、LiCl 等未被完全洗净，导致产品纯度较低。大于4次洗涤：部分Li2​CO3​会溶解在洗涤液中，造成产品损失，导致产率降低，或水资源浪费。 （4）设中锰元素的化合价为，锂元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知：，，中锰元素的化合价为+3。中锂元素质量分数=；中锂元素质量分数= ，中锂元素质量分数＞中锂元素质量分数。 19．（9分）阅读下面科普短文。 氨气是制备各类含氮化合物的基础原料，广泛应用于化工生产、制冷、工业脱硝等多个领域，在生产、储存和使用过程中极易产生氨氮废水。这类废水，必须经过专业化处理，达标后才能对外排放，从原料制备到废水治理的全流程，都蕴含着核心化学原理与工艺技术。 Ⅰ.氨的合成：工业上常用氮气和氢气为原料，用作催化剂在一定条件下合成氨气，在高温环境下，部分会被氢气还原为，催化剂组分随之发生改变。 Ⅱ.氨的应用：氨气的性质决定了其多元用途：液氨汽化时会吸收大量热量，因此常被用作环保制冷剂；工业上还可利用氨气的还原性，去除尾气中的一氧化氮，生成水和一种气体单质，实现脱硝脱污，减少大气污染。 Ⅲ.氨氮废水处理：氨氮废水是含氮化工环节的主要污染物，水体中的氮元素通常以氨氮（或）、硝氮（或）形式存在。工业常用处理流程如图1所示。 主要分为“吹脱”和“氧化”两步。吹脱阶段，实现初步脱氮；氧化阶段，完成深度脱氮。实际处理中，次氯酸钠（）的投放量直接影响氨氮去除率和总氮残留率，“氧化”时，次氯酸钠投入质量对废水中的氨氮去除率（）和总氮残留率（）的影响如图2所示。 依据文章内容，回答下列问题。 （1）工业上可通过分离________获得氮气用作原料来合成氨气。合成氨气的过程中固体催化剂所含铁元素的质量分数________（填“升高”或“降低”）。 （2）液氨制冷时，发生改变的是________（从微观角度解释）。 （3）利用去除汽车尾气中的，该过程中化合价发生变化的元素是________。 （4）如图1所示“吹脱”时，加入物质，将转化为，并通入热空气将吹出。物质可选用________（填字母，多选）。（提示：铵根和氢氧根结合可以生成氨气） A．稀盐酸 B．溶液 C．熟石灰 D．生石灰 （5）根据图1写出将反应转化为的化学方程式为________。 （6）根据图2分析随着投入质量逐渐增加，氨氮去除率的变化规律是：________。当时，废水中总氮残留率上升的原因是________。 【答案】（1）液态空气 升高 （2）分子间隔 （3）氮（或） （4）BCD （5） （6）先增大后不变 因为部分氨气被转化为或，留在废水中。 【解析】（1）工业上利用液态氧和液态氮的沸点不同，通过分离液态空气获得氮气；中铁元素的质量分数为，中铁元素的质量分数为，所以该转化过程中固体所含铁元素的质量分数升高。 （2）氨气转化为液氨过程中，氨分子间的间隔变小，所以发生改变的是氨分子间的间隔。 （3）由短文可知，利用去除尾气中的，生成水和一种气体单质，根据质量守恒定律，气体单质为氮气，中氮元素化合物为-3价，中氮元素化合价为+2价，氮气中氮元素化合价为0价，氢元素与氧元素化合价没有改变，所以该过程中化合价发生变化的元素是氮。 （4）“吹脱”时，加入物质X，将转化为，与反应生成氨气和水。 A、稀盐酸中不含，不符合题意； B、NaOH溶液中含，符合题意； C、熟石灰中含，符合题意； D、生石灰即氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙中含，符合题意。 （5）由图1可知，与反应生成氮气、氯化钠和水，化学方程式为。 （6）由图2可知，随着投入质量逐渐增加，氨氮去除率的变化规律是先增大后不变；当时，废水中总氮残留率上升，但氨氮去除率为100%，说明氮元素不以氨气或铵根离子的形式残留，已知水体中的氮元素通常以氨氮(或)、硝氮(或)形式存在，说明此时废水中的氮元素以硝氮形式存在，所以废水中总氮残留率上升，是因为部分氨气被转化为或，留在废水中。 20．（13分）氢气的发现、制取、储存和利用意义重大。 【发现氢气】16世纪科学家就发现稀与Fe反应能生成“易燃空气”。1787年拉瓦锡将[表示水蒸气]通过一根烧红的铁制枪管，得同样“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。 （1）拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体生成，该反应属于___________(填一基本反应类型)。 【制取氢气】 （2）一种以为催化剂制氢的反应原理如图所示。 ①反应Ⅰ中___________(填“参加”或“未参加”)化学反应。 ②将和足量的通过该方法制氢，理论上可获得___________。 （3）一种循环利用制氢的原理如下。 反应1：    反应2： ①理论上产生氢气与氧气的质量比为___________。 ②已知ZnO在2000℃左右充分分解，但反应1分离得到的Zn很少，若往装置中充入氩气，制得的Zn明显增加。可能的原因是___________。 【储存氢气】 （4）已知：储氢合金理论储氢量= 镁基材料储氢具有储量大、安全等优点。“储氢”时，Mg与在一定条件下反应生成固体。的理论储氢量为___________(精确到0.1%)。由两种离子按个数比1：2构成，则构成的是和___________(填离子符号)。“释氢”时，固体与水发生反应生成氢氧化镁和。“释氢”时反应的化学方程式为___________。 【利用氢气】助力碳中和，电解水联合碳酸钙分解制氧化钙，新方法如下图。 （5）反应器1：一定的环境及较低温度下，与反应生成CO与的分子个数比为___________。如何判断反应器1中反应已充分，请写出你的实验方案：___________(自选试剂，并写出具体操作和现象)。反应器1中CO、的含量随反应温度的变化如图，___________℃时，抑制生成的效果最好。 反应器2：同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。一定条件下，CO和发生化合反应生成甲醇，参与反应的CO和的体积比为1：2，请推测甲醇的化学式为___________(最简比)。 【答案】（1）置换反应 （2）参加 30 （3）1：8 氩气带走反应生成的氧气，促进分解，得到更多（合理即可） （4）7.7% （5）1：1 取反应后剩余固体，加入足量稀盐酸，若无气泡产生，说明反应已充分 750 【解析】（1）该反应是单质铁和化合物水蒸气反应，生成新单质氢气和新化合物四氧化三铁，符合置换反应“单质+化合物→新单质+新化合物”的定义，因此是置换反应。 （2）① 从反应流程可知，反应Ⅰ中转化为和，作为反应物参与了反应Ⅰ，因此填“参加”。 ② 该反应的总反应方程式为，设生成氢气的质量为x （3）① 将两个反应配平相加，总反应为 ，因此氢气和氧气的质量比为。 ② 充入氩气可以及时带走反应生成的氧气，降低装置内氧气浓度，促进氧化锌分解反应正向进行，因此得到更多锌。 （4）根据题目给的公式计算：相对分子质量为，理论储氢量；根据电荷守恒，1个带2个正电荷，2个阴离子总电荷为-2，因此阴离子是带1个负电的；根据反应物和生成物配平，释氢反应的方程式为。 （5）配平反应器1的反应：，因此和的分子个数比为1:1；判断反应是否充分，只需检验是否剩余，利用碳酸钙和稀盐酸反应生成气泡的性质设计实验即可：取反应后剩余固体，加入足量稀盐酸，若无气泡产生，说明反应已充分；从柱状图可知，750℃时含量最高，含量最低，抑制生成效果最好；同温同压下体积比等于分子个数比，化合反应中1个和2个合并，得到甲醇的最简化学式为。 21．（9分）化学是研究物质组成、结构、性质、转化和应用的科学。下面是某化学学习小组开展关于乙醇的项目式学习，请参与该学习活动。 【组成结构】 （1）乙醇化学式为，其分子模型见图所示。据此可知乙醇由三________（填“个”或“种”）元素组成，一个乙醇分子由________个原子构成，乙醇中C元素的质量分数为________（精确到0.1%）。 【性质应用】 （2）乙醇俗名酒精，是一种无色透明的液体，它易挥发吸热，密度比水小，沸点为78.3℃，能与水以任意比互溶，可在空气中燃烧生成二氧化碳和水，用途广泛。医生用药棉蘸酒精在打针部位消毒，皮肤有凉感的原因是乙醇有________的性质。 【合成转化】生产乙醇的两个反应如下： Ⅰ：，Ⅱ： （3）若用反应Ⅱ制取46 g乙醇，理论上至少需要水（）的质量是多少？ （4）原子经济性，它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中，原子经济性更好的是反应________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 【答案】（1）种 9 52.2% （2）易挥发吸热 （3）解：需要水的质量为x。 答：理论上至少需要水的质量是18g。 （4）Ⅱ 【解析】（1）乙醇化学式为，据此可知乙醇由三种元素组成；一个乙醇分子由2+6+1=9个原子构成；乙醇中C元素的质量分数。 （2）略。 （3）见答案。 （4）反应Ⅰ的原子经济性=，反应Ⅱ的原子经济性=，因为100%> 51.1%，所以原子经济性更好的是反应Ⅱ。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 主题三 物质的组成与结构 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．难度系数：0.65。 5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 Al-27 O-16 N-14 Li-7 Mn-55 Cl-35.5 Mg-24 P-31 Fe-56 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意） 1．健康生活倡导“均衡营养”，加碘食盐、富硒大米、高钙麦片等食品标签上标注的营养成分，指的都是 A．元素 B．单质 C．原子 D．分子 2．【新情境·传统文化传承】敦煌壁画的矿物颜料中使用了一种名为“铅白”的颜料，其主要成分为碱式碳酸铅中的化合价为 A． B．+1 C．+2 D．+6 3．化学符号中的数字都有特定含义。对于下列含数字的化学用语：①2H  ②  ③  ④  ⑤。下列相关说法正确的是 A．①和③中“2”均表示2个氢原子 B．②中的两个“2”含义相同 C．④中的“2”表示元素的化合价 D．⑤中的2表示离子的个数 4．【新技术·结合核聚变实验装置】EAST是中国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置，其热核材料氘、氚的原子构成示意图如下。有关说法正确的是 A．氘、氚原子中质子数相同 B．氚原子核内有一个中子 C．氘、氚原子均带有正电 D．氘、氚原子的质量相等 5．【新情境·航空航天技术】单质铍应用于北斗惯性导航设备制造，其在元素周期表中的信息如图所示。下列说法不正确的是 A．铍元素属于金属元素 B．铍单质的化学式是Be C．铍元素的相对原子质量为9.012 g D．铍元素的原子核外的电子数为4 6．【新材料·合成新型氧分子】科学家使用普通氧分子和带电的氧离子合成了新型氧分子O4，下列关于O4的说法错误的是 A．O4是由氧元素组成的单质 B．1个O4分子由4个氧原子构成 C．O4和O2的化学性质不相同 D．等质量的O4和O2，所含氧原子数不相等 7．将套着气球的试管放入盛有热水的烧杯中，气球逐渐变大（如图所示）。从微观的视角分析，错误的是 A．分子的数目不变 B．分子运动速率加快 C．分子之间间隔变大 D．分子的体积变大 8．构建化学基本观念是学好化学的基础。下列认识不正确的是 A．元素观：物质是由元素组成的 B．守恒观：1 g碳与1 g氧气充分反应，生成2 g二氧化碳 C．微粒观：等质量的镁和铝中原子个数比为 D．转化观：化学变化有新物质生成，其本质是原子的重新组合 9．马年春晚《武BOT》惊艳全球。PEEK[化学式为]是机器人关节骨架的材料。下列有关PEEK的说法正确的是 A．该物质中含有分子 B．氢、氧元素质量比为4∶1 C．该物质由34个原子构成 D．碳元素的质量分数为 10．在生活生产中用途广泛，其转化和利用如下图所示。下列说法不正确的是 A．转化①中分子间的空隙变小 B．反应②中氯原子得到电子形成 C．反应③可用于自来水杀菌消毒，属于化合反应 D．反应④可用于制漂白粉，反应中的化合价既升高又降低 11．【新情境·传统工艺】晋代葛洪所著《抱朴子》一书中记载有“丹砂烧之成水银”，丹砂指的是HgS。该反应的微观示意图如下：下列说法不正确的是 A．该反应属于置换反应 B．物质丙是由原子构成的 C．物质丁是形成酸雨的主要物质之一 D．参加反应的乙、丁两种物质的质量比为1：1 12．传世名画《千里江山图》的青色来自于天然矿石颜料——石青，其主要成分的化学式为。下列说法不正确的是 A．表示氢氧根离子 B．“Cu”既有宏观含义又有微观含义 C．表示氢原子的结构示意图 D．中的“2-”表示离子所带电荷数 13．图1是元素周期表中的部分元素，图2是某原子的原子结构示意图。下列说法正确的是    A．X元素的元素符号为Al B．Y的数值是16 C．磷原子的相对原子质量是30.97 g D．图1中的三种元素位于同一族 14．化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气无接触燃烧的绿色燃烧方式。基于载氧体的化学链燃烧原理如图所示，下列说法正确的是 A．空气反应器中发生的反应是分解反应 B．燃料反应器中反应前后C的化合价降低 C．理论上，维持整个转化持续发生需要额外不断补充 D．若该过程燃烧，则理论上生成质量为 15．工业制取硝酸的关键反应为：4NH3+5O24X+6H2O，34g NH3与一定质量O2反应时，NH3、H2O的质量随消耗O2质量的变化如图。下列说法错误的是 A．反应后容器中氢、氧元素的质量比为1：8 B．X化学式为NO C．反应前后原子种类不变 D．80g O2完全反应时，生成X的质量为60g 第Ⅱ卷 二、非选择题（本大题共6小题，共55分） 16．【新情境·航空航天】（8分）对嫦娥六号采集的月壤样品的初步分析：①Al2O3和CaO含量较高，FeO含量较低，且具有丰富的微孔和囊泡结构；②相较于地球上主要存在的氦-4(2个质子，2个中子)，月壤中蕴藏着大量氦-3，氦-3是理想的核聚变燃料；③太阳风中的氢离子(H⁺)轰击月表，与月壤中的氧原子结合，可生成羟基或水分子，月壤样品含水率随深度的分布特征如图1所示。 科学家提出利用巨型菲涅尔透镜聚焦太阳光高温加热月壤，直接制取金属和氧气(原理如图2所示)；同时利用月壤自身的催化特性，在光照下将水分解为氢气和氧气，从而获得呼吸用氧和能源。 依据上文，回答问题。 （1）月壤具有良好催化性能的原因可能是具有_____结构。 （2）月球表面水分子形成过程为_____(用字母表示)。 a．生成羟基或水分子b．氢离子轰击月表c．氢离子与氧原子结合 （3）羟基中一定含有的元素是_____。 （4）氦-3与氦-4在原子结构上的不同点是_____。 （5）根据图1，预测深度在300nm以下月壤样品含水率的变化趋势：_________。 （6）图2可能发生反应的化学方程式为___________(写一个)。 （7）针对月球基地氧气供应问题，科学家提出了_____种解决方案。 17．（6分）藏在生活里的“科学魔法”——同位素 化学世界里有群“长得像”却不一样重的“多胞胎”——同位素，它们属于同一种元素，质子数相同，但中子数不同，比如氢元素有氕(H-1)、氘(H-2)、氚(H-3)三种同位素，它们的质子数都是1，相对原子质量却分别是1、2、3。 同位素是守护健康的“隐形卫士”，比如常见的幽门螺杆菌测试，就离不开它的帮忙。这种细菌会引发胃病，而C-13同位素就是检测它的“探测器”。检测原理如下图所示，受检者空腹服下带有同位素标记的C-13尿素胶囊，30分钟后将呼出气体吹入集气袋中检测。如果胃里有幽门螺杆菌，其产生的尿素酶就能迅速将尿素[CO(NH2)2]在水溶液中转化为氨气(NH3)和带标记的CO2，氨气与胃里的H+进一步结合，产生的CO2则通过血液运输进入肺排出体外，被收集后即可在仪器上检测。 在考古领域，同位素更是“时光侦探”，考古学家常用C-14同位素来测定文物年代，活着的动植物会不断吸收碳元素，体内C-12和C-14的比例是固定的；一旦死亡，就不再吸收新的C-14，而C-14会慢慢衰变，每过5730年就减少一半。通过测量文物中两种碳同位素的比例，就能算出它们的“年龄”，帮我们揭开古代文明的神秘面纱。 结合文中信息，回答以下问题： （1）幽门螺杆菌测试中使用的C-13，其质子数为6，则它的中子数是___________，C-13和C-14属于同种元素的原因是___________。 （2）在幽门螺杆菌测试中，在尿素酶的催化作用下，尿素发生反应的化学方程式为___________。 （3）当生物死亡后，体内C-14会变少的原因是___________。 （4）下列说法正确的有___________。 a．氕、氘、氚相对原子质量不同，实际原子质量也不同 b．由图可知，感染者服用尿素胶囊后，胃液中产生的阳离子是 c．某文物样品中，C-14的剩余量为初始量的，则该样品距今约5730年 18．（10分）碳酸锂是制锂电池的重要原料。“盐湖提锂”是用盐湖水(、、、、、、等浓度较高)制备碳酸锂，主要工序如图1。 （1）除杂：ⅰ．先加入熟石灰除去盐湖水中的，反应的化学方程式___________。ⅱ．再加入除去___________(填离子符号)，俗称是___________。 （2）碳化：通入发生的反应，的化学式为___________。受热分解成等物质，其中___________可循环利用。 （3）精制：洗涤可以精制，其中洗涤的次数与纯度的关系如图2，最佳洗涤次数选“4”的理由：少于4次会导致___________、大于4次会导致___________。 （4）锂电池：常见的含锂物质有、等，其中锂元素的化合价为价，则中锰元素的化合价为___________。中锂元素质量分数___________(填“>”、“=”或“<”)。 19．（9分）阅读下面科普短文。 氨气是制备各类含氮化合物的基础原料，广泛应用于化工生产、制冷、工业脱硝等多个领域，在生产、储存和使用过程中极易产生氨氮废水。这类废水，必须经过专业化处理，达标后才能对外排放，从原料制备到废水治理的全流程，都蕴含着核心化学原理与工艺技术。 Ⅰ.氨的合成：工业上常用氮气和氢气为原料，用作催化剂在一定条件下合成氨气，在高温环境下，部分会被氢气还原为，催化剂组分随之发生改变。 Ⅱ.氨的应用：氨气的性质决定了其多元用途：液氨汽化时会吸收大量热量，因此常被用作环保制冷剂；工业上还可利用氨气的还原性，去除尾气中的一氧化氮，生成水和一种气体单质，实现脱硝脱污，减少大气污染。 Ⅲ.氨氮废水处理：氨氮废水是含氮化工环节的主要污染物，水体中的氮元素通常以氨氮（或）、硝氮（或）形式存在。工业常用处理流程如图1所示。 主要分为“吹脱”和“氧化”两步。吹脱阶段，实现初步脱氮；氧化阶段，完成深度脱氮。实际处理中，次氯酸钠（）的投放量直接影响氨氮去除率和总氮残留率，“氧化”时，次氯酸钠投入质量对废水中的氨氮去除率（）和总氮残留率（）的影响如图2所示。 依据文章内容，回答下列问题。 （1）工业上可通过分离________获得氮气用作原料来合成氨气。合成氨气的过程中固体催化剂所含铁元素的质量分数________（填“升高”或“降低”）。 （2）液氨制冷时，发生改变的是________（从微观角度解释）。 （3）利用去除汽车尾气中的，该过程中化合价发生变化的元素是________。 （4）如图1所示“吹脱”时，加入物质，将转化为，并通入热空气将吹出。物质可选用________（填字母，多选）。（提示：铵根和氢氧根结合可以生成氨气） A．稀盐酸 B．溶液 C．熟石灰 D．生石灰 （5）根据图1写出将反应转化为的化学方程式为________。 （6）根据图2分析随着投入质量逐渐增加，氨氮去除率的变化规律是：________。当时，废水中总氮残留率上升的原因是________。 20．（13分）氢气的发现、制取、储存和利用意义重大。 【发现氢气】16世纪科学家就发现稀与Fe反应能生成“易燃空气”。1787年拉瓦锡将[表示水蒸气]通过一根烧红的铁制枪管，得同样“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。 （1）拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体生成，该反应属于___________(填一基本反应类型)。 【制取氢气】 （2）一种以为催化剂制氢的反应原理如图所示。 ①反应Ⅰ中___________(填“参加”或“未参加”)化学反应。 ②将和足量的通过该方法制氢，理论上可获得___________。 （3）一种循环利用制氢的原理如下。 反应1：    反应2： ①理论上产生氢气与氧气的质量比为___________。 ②已知ZnO在2000℃左右充分分解，但反应1分离得到的Zn很少，若往装置中充入氩气，制得的Zn明显增加。可能的原因是___________。 【储存氢气】 （4）已知：储氢合金理论储氢量= 镁基材料储氢具有储量大、安全等优点。“储氢”时，Mg与在一定条件下反应生成固体。的理论储氢量为___________(精确到0.1%)。由两种离子按个数比1：2构成，则构成的是和___________(填离子符号)。“释氢”时，固体与水发生反应生成氢氧化镁和。“释氢”时反应的化学方程式为___________。 【利用氢气】助力碳中和，电解水联合碳酸钙分解制氧化钙，新方法如下图。 （5）反应器1：一定的环境及较低温度下，与反应生成CO与的分子个数比为___________。如何判断反应器1中反应已充分，请写出你的实验方案：___________(自选试剂，并写出具体操作和现象)。反应器1中CO、的含量随反应温度的变化如图，___________℃时，抑制生成的效果最好。 反应器2：同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。一定条件下，CO和发生化合反应生成甲醇，参与反应的CO和的体积比为1：2，请推测甲醇的化学式为___________(最简比)。 21．（9分）化学是研究物质组成、结构、性质、转化和应用的科学。下面是某化学学习小组开展关于乙醇的项目式学习，请参与该学习活动。 【组成结构】 （1）乙醇化学式为，其分子模型见图所示。据此可知乙醇由三________（填“个”或“种”）元素组成，一个乙醇分子由________个原子构成，乙醇中C元素的质量分数为________（精确到0.1%）。 【性质应用】 （2）乙醇俗名酒精，是一种无色透明的液体，它易挥发吸热，密度比水小，沸点为78.3℃，能与水以任意比互溶，可在空气中燃烧生成二氧化碳和水，用途广泛。医生用药棉蘸酒精在打针部位消毒，皮肤有凉感的原因是乙醇有________的性质。 【合成转化】生产乙醇的两个反应如下： Ⅰ：，Ⅱ： （3）若用反应Ⅱ制取46 g乙醇，理论上至少需要水（）的质量是多少？ （4）原子经济性，它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中，原子经济性更好的是反应________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 / 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