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專題1揭示物質結構的奧秘
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．在探索微觀世界的過程中，科學家們常通過建立假說模型來把握物質的結構及特點。關于假說，有如下表述，其中正確的是
A．假說是對現實中已知事物或現象的一種簡化處理
B．假說是對未知領域的事物或現象的一種推測
C．假說是對一個問題的所有幻想和假定
D．假說最終都可以變成科學理論
2．下列不同時期原子結構模型的提出時間排列正確的是(　　)
①電子分層排布模型　②“葡萄干布丁”模型　③量子力學模型　④道爾頓原子學說　⑤核式模型
A．①③②⑤④ B．④②③①⑤
C．④②⑤①③ D．④⑤②①③
3．1913年，丹麥科學家玻爾第一次認識到氫原子光譜是氫原子的電子躍遷產生的，玻爾的原子結構理論一個很大的成就是（　　）。
A．證明了原子核外電子在圓形軌道上運動
B．提出了原子核是可以進一步細分的
C．解決了氫原子光譜和原子能級之間的關系
D．應用了量子力學理論中的概念和方法
4．科學研究發現鉑的兩種化合物(短線表示化學鍵)有不同的特性，其中a具有抗癌作用，而b沒有。下列說法正確的是
A．a、b分子中，Pt原子與2個Cl原子、2個N原子間形成的結構與CH2Cl2相似
B．a、b是不同物質
C．a、b互為同素異形體
D．a、b是同一物質
5．科學家發現的C60是一種新型分子，它具有空心、類似于足球的結構。最近科學家又發現另一種分子“N60”，它與C60的結構相似，在高溫或機械撞擊時，其積蓄的巨大能量會在一瞬間釋放出來。下列關于N60的說法正確的（ ）
A．N60是由共價鍵結合而成的空心球狀結構，是一種分子晶體
B．N60和14N都是氮的同位素
C．N60與NO2互為同素異形體
D．N60不可能成為很好的火箭燃料
6．我國科學家研制出一種納米電子學材料—石墨炔，圖丁為石墨炔的結構片段。下列有關說法錯誤的是
A．甲分子中的6個溴原子在同一平面上
B．丙的二氯代物有2種
C．丙能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D．石墨炔和互為同素異形體
7．下列關于物質性質的說法正確的是
A．物質的性質是物質固有的，不隨外界因素的改變而改變
B．物質的性質包括物理性質和化學性質
C．物質的性質包括物理性質、化學性質、生物活性和生理活性等
D．物質的性質完全是由物質的結構所決定的
8．中學化學中很多“規律”都可以類推，下列根據有關“規律”推出的結論正確的是
A．Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，故Li 在空氣中燃燒也會生成Li2O2
B．濃硫酸可以干燥HCl氣體，故也可用濃硫酸干燥HI氣體
C．硅是半導體材料。故同族的鍺也是半導體材料
D．鹵素單質隨核電荷數增加熔點升高。故堿金屬單質熔點也隨核電荷數增加而升高
二、填空題
9．氫元素的三種核素
氫元素的原子核 原子名稱 原子符號(X)
質子數(Z) 中子數(N)
氕
氘
氚
10．現有下列幾種粒子：1H、2H、3H、1H+、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。請回答下列問題：
(1)以上粒子屬于 種元素，屬于氫元素的核素有 種，屬于鈾元素的核素有 種。互為同位素的原子分別為 ， 。
(2)質量數相等的粒子為 ， ， 。
11．核外電子排布的表示方法
原子的結構示意圖 離子結構示意圖
Na＋ Cl-
核內質子數 核外電子數 陽離子：核外電子數 核電荷數 陰離子：核外電子數 核電荷數
12．歸納范式的過程為 。具體而言，根據 進行 ，抽象出 ，上升為 。
三、解答題
13．有A、B、C、D、E五種微粒：
I.A微粒不帶電，其質量數為1；
II.B微粒呈電中性，得2個電子后，其電子層結構與Ne相同；
III.C微粒帶有一個單位的正電荷，核電荷數為11；
IV.D微粒核內有14個中子，核外M層上有3個電子；
V.E微粒核外有18個電子，當失去一個電子時呈電中性。
(1)寫出A微粒的符號 ，B微粒的結構示意圖 ，C微粒的電子式 ，D微粒的質量數 ，E微粒的結構示意圖 ；
(2)B、C、E所屬三種元素可組成多種物質，請寫出它們的化學式 、 。
14．A、B、C、D、E五種短周期元素，A與D同周期，A的單質既可與鹽酸反應，又可與NaOH溶液反應，B的單質在放電條件下能與氧氣反應，C的常見離子不含電子，D元素原子的最外層電子數是其次外層電子數的，E元素原子的最外層電子數是其次外層電子數的3倍。
(1)A的簡單離子結構示意圖為 ，E元素在周期表的位置是 。
(2)用電子式表示C的氧化物的形成過程： 。
(3)B、D、E的簡單氫化物的沸點由高到低的順序為 。
(4)化合物甲由元素A、B組成，具有絕緣性。化合物甲能與水緩慢反應生成化合物乙。乙分子中含有10個電子，寫出該反應的化學方程式： 。
(5)化學家鮑林在研究含氧酸的酸性強弱時，提出了一個定性規則：含氧酸分子中的非羥基(注：羥基是—OH)氧原子數與酸性強弱有關。設含氧酸化學式為HnROm，則非羥基氧原子數為m-n，其數值越大，該含氧酸的酸性越強。鮑林認為含氧酸的酸性強弱與非羥基氧原子數(m-n)有如下關系：
m-n 0 1 2 3
含氧酸強度 弱 中強 強 很強
實例 HClO H3PO4 HNO3 HClO4
①根據規則判斷H2CrO4、HMnO4酸性由強到弱的順序為 。
②As為第VA族元素，H3AsO3為弱酸，H3PO3為中強酸，試推斷H3AsO3分子的結構簡式為 ，H3PO3分子的結構簡式為 。
《專題1揭示物質結構的奧秘》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C D B A B C C
1．B
【詳解】假說是科學家在探索的過程中，為把握物質的結構及特點而建立的一種模型，它是對未知領域的事物或現象的一種推測，然后通過實驗或推理去驗證它正確與否，故選B。
2．C
【詳解】①電子分層排布模型由玻爾1913年提出；
②“葡萄干布丁”模型由湯姆遜1903年提出；
③量子力學模型于1926年提出；
④道爾頓原子學說于1803年提出；
⑤核式模型由盧瑟福于1911年提出；
所以順序為④②⑤①③，答案選C。
3．D
【詳解】玻爾把量子論用于原子，與盧瑟福核式原子模型結合起來，提出電子在一定軌道上運動的原子結構模型，成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的原因，為后來人們用更多的量子數來標記核外電子的運動狀態、來解釋復雜的原子光譜提供了可以借鑒的方法，所以D說法正確。
4．B
【詳解】A．a、b的性質不同，說明a、b是不同的分子，則它們的分子結構為平面結構，存在異構，而CH2Cl2分子為四面體構型，不存在異構，A項錯誤；
B．a、b性質不同，不是同種物質，B項正確；
C．a、b均為化合物，不是同素異形體的關系，C項錯誤；
D．a、b性質不同，不是同種物質，互為同分異構體，D項錯誤；
答案選B。
5．A
【詳解】A.C60是一種分子晶體，“N60”與C60的結構相似，晶體類型相似，N60是一種分子晶體，故A正確；
B.N60和14N一個是單質，一個是原子，不是互為同位素關系，故B錯誤；
C.N60是單質，NO2屬于化合物，但同素異形體是同種元素組成性質不同的單質之間的互稱，故C錯誤；
D.根據N60在高溫或機械撞擊時，其積蓄的巨大能量會在一瞬間釋放出來，得知N60可能成為很好的火箭燃料，故D錯誤。
故選：A。
6．B
【詳解】A．苯環中所有原子共平面，溴原子取代苯分子中原子生成甲，則甲中所有原子共平面，故A正確；
B．丙的二氯代物有鄰間對共3種，故B錯誤；
C．丙中含有碳碳三鍵，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故C正確；
D．石墨炔中只含元素，中也只含元素，二者均為單質，但結構不同，互為同素異形體，故D正確；
答案選B。
7．C
【詳解】A．物質的性質雖然是物質固有的，但也會隨外界因素的改變而改變，如H2O2，在強氧化性環境中表現還原性，在強還原性環境中表現氧化性，A不正確；
B．物質的性質中，物理性質和化學性質只是其中的一部分，B不正確；
C．物質的性質不僅包括物理性質、化學性質，還包括生物活性和生理活性等，C正確；
D．物質的性質不僅由物質的結構所決定，還由物質的組成決定，D不正確；
故選C。
8．C
【詳解】A、Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，但Li沒有Na活潑，在空氣中燃燒會生成的是Li2O，故A錯誤；B、B. 濃硫酸可以干燥HCl氣體，但不能用濃硫酸干燥HI氣體，因為濃硫酸具有強氧化性，可以氧化HI，故B錯誤；C、硅是半導體材料，同族的鍺也在金屬和非金屬的分界線，故鍺是半導體材料；D、鹵素單質隨核電荷數增加熔點升高，由于鹵素單質是分子晶體，但堿金屬單質熔點隨核電荷數增加而降低，堿金屬單質是金屬晶體，故D錯誤；故選C。
9． 1； 0； ； 1； 1； H或D； 1； 2； H或T。
【詳解】氫元素的三種核素的名稱分別為：氕、氘、氚，氕的質子數為1，中子數為0，原子符號為：，氘的質子數為1，中子數為1，原子符號為：H或D，氚的質子數為1，中子數為2，原子符號為：H或T，故答案為：1；0；；1；1；H或D；1；2；H或T。
10．(1) 7 3 3 1H、2H、3H 234U、235U、238U
(2) 40K、40Ca 14N、14C 1H、1H+
【分析】(1)
以上微粒中含有H、U、K、Ca、Cl、N、C，共有7種元素；1H、1H+是1H的原子和離子，1H、2H、3H屬于氫元素的3種不同核素，且互為同位素，屬于氫元素的核素有3種；234U、235U、238U屬于鈾元素的3種不同核素，也互為同位素；故答案為：7；3；3；1H、2H、3H；234U、235U、238U；
(2)
質量數相等的粒子，即相對原子質量相等的微粒，分別為40K、40Ca；14N、14C；1H、1H+；故答案為：40K、40Ca；14N、14C；1H、1H+。
11． 等于 小于 大于
【詳解】由Na原子的結構示意圖可知，核內質子數為11，核外電子數也為11，則核內質子數等于核外電子數；Na＋為Na原子最外層失去一個電子得到，離子結構示意圖為，核外電子數是10，核電荷數是11，則核外電子數小于核電荷數；同理，Cl-為Cl原子最外層得到一個電子得到，離子結構示意圖為，核外電子數是18，核電荷數是17，則核外電子數大于核電荷數。
12． 從個別到一般 事實 概括歸納 共同點 本質規律
【詳解】我們在學習有機化學知識時，就是利用歸納的方法，從甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等的分子式中歸納出了飽和烷烴的碳鏈結構，從而得出通式為CnH2n+2。所以，歸納范式的過程為從個別到一般。具體而言，根據事實進行概括歸納，抽象出共同點，上升為本質規律。
13．(1) H Na+ 27
(2) NaClO NaClO3
【分析】A微粒不帶電，其質量數為1，則A為H；B微粒呈電中性，得2個電子后，其電子層結構與Ne相同，則B為O；C微粒帶有一個單位的正電荷，核電荷數為11，則C為Na；D微粒核內有14個中子，核外M層上有3個電子，則D為Al；E微粒核外有18個電子，當失去一個電子時呈電中性，則E為Cl。
【詳解】（1）A微粒的符號H，B微粒的結構示意圖，C微粒的電子式Na+，D微粒的質量數27，E微粒的結構示意圖。
（2）B、C、E所屬三種元素可組成多種物質，如NaClO、NaClO3。
14． 第二周期VIA族 H2O>NH3>H2S HMnO4>H2CrO4
【分析】A、B、C、D、E五種短周期元素，A的單質既可與鹽酸反應，又可與NaOH溶液反應，則A為Al；A與D同周期，D元素原子的最外層電子數是其次外層電子數的，則最外層電子數為6，次外層電子數為8，故D為S；B的單質在放電條件下能與氧氣反應，則B為N；C的常見離子不含電子，則C為H；E元素原子的最外層電子數是其次外層電子數的3倍，E原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，故E為O。
【詳解】(1)A為Al，原子核外有3個電子層，失去3個電子后其離子結構示意圖為；E為O，在周期表的位置是第二周期VIA族；
(2)C的氧化物為H2O，為共價化合物，用電子式表示C的氧化物的形成過程為；
(3)B、D、E分別為N、S、O，簡單氫化物(為分子晶體)的沸點一般由分子的相對分子質量決定，相對分子質量越大，沸點越高，但是HF、H2O、NH3的沸點比同族元素氫化物的沸點高，原因是這些分子間易形成氫鍵，故N、S、O的簡單氫化物的沸點由高到低的順序為H2O>NH3>H2S；
(4)化合物甲由元素Al、N組成，具有絕緣性，甲為AlN，能與水緩慢反應生成含N的化合物乙，乙分子中含有10個電子，則乙為NH3，同時生成Al(OH)3，反應的化學方程式為；
(5)①H2CrO4的非羥基氧原子有2個，HMnO4的非羥基氧原子有3個，所以酸性由強到弱的順序為HMnO4>H2CrO4；
②因為H3AsO3為弱酸，所以其分子中不存在非羥基氧原子，故其分子的結構簡式應為；由于H3PO3為中強酸，由題表可知其非羥基氧原子有一個，而分子中卻有三個氫原子，說明必有一個氫原子是直接與P原子結合，該分子的結構簡式為。
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