3.3物质的组成
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．如图为氧化汞受热分解时的微观过程示意图，下列对此图分析中错误的是（ ）
A．此反应基本类型为分解反应
B．构成图示中物质的粒子有分子、原子和离子
C．在化学变化中原子是最小的粒子
D．该反应前后元素的化合价都变了
2．芬太奴是强有力的麻醉剂，在军事上作为“非致命武器”曾被用作解救人质，其化学式为C20H24N2O，下列关于芬太奴的说法中正确的是
A．芬太奴中含有47个原子
B．芬太奴是由碳、氢、氮、氧四种元素组成的物质
C．芬太奴是国际禁用的杀伤性武器
D．芬太奴中碳、氢、氮、氧、四种元素的质量比为20：24：2：1
3．工业酒精中常含有甲醇（CH4O），甲醇有剧毒，不能食用。下列有关甲醇的叙述中，正确的是
A．甲醇由甲醇分子构成
B．甲醇由碳原子、氢原子、氧原子构成
C．甲醇由一个碳元素、四个氢元素、一个氧元素组成
D．每个甲醇分子中有三个原子核
4．下列化学用语书写正确的是
A．两个氮原子：2N2
B．两个氢分子：2H
C．甲烷的化学式：CH4
D．一个钠离子：Ca+
5．常见的化合价记忆口诀，有一句是“SO42-，CO32- 负二价．NO3-，OH-负一价，还有NH4+正一价”，请问NH4+ 中氮元素的化合价是
A．+3 B．+1 C．-3 D．+5
6．下列化学符号中，“2”与所表述含义相符的是
A．--碳酸根的化合价为 B．--两个氨分子
C．--硫化氢分子含2个氢原子 D．--镁元素带2个单位正电荷
7．南阳有“华中药库”之称。南阳特产山茱萸中含有丰富的药用成分厚朴酚(C18H18O2)。下列关于厚朴酚的说法正确的是
A．厚朴酚属于混合物 B．厚朴酚中碳、氧元素质量比为9：1
C．厚朴酚中含有38个原子 D．厚朴酚中碳元素的质量分数最高
8．“桂子月中落，天香云外飘”。桂花香气中含有多种易挥发的物质，关于其中橙花醇（ 化学式为 C10H18O）的说法正确的是
A．橙花醇由碳、氢、氧三个元素组成
B．橙花醇由碳、氢、氧原子构成
C．橙花醇分子中碳、氢、氧的原子个数比为 10∶18∶1
D．橙花醇中氢元素的质量分数最大
9．实验测得某铁的氧化物中铁元素的质量分数为70%，则该氧化物的化学式可能是
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．无法确定
10．对于2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑的反应，下列说法错误的是（ ）
A．该反应属于分解反应 B．固体减少的质量等于生成O2的质量
C．MnO2加快了反应速率 D．反应前后氧元素的化合价有变化
二、判断题
11．CO2和O2中都含有1个氧分子( )
12．同一元素在同一化合物中只能显一种化合价( )
13．氢氧化钠的化学式：NaOH( )
14．氨气分子：NH3( )
15．H2O、H2、H2O2中都含有氢分子( )
三、科学探究题
16．某化学兴趣小组对书本知识进行的一系列深入探究学习。
探究一 分子运动及影响分子运动速率的因素。
小明采用下图甲A-D装置进行实验，请你完成分析与讨论
[分析与讨论]
（1）该实验现象是C试管比B试管中的酚酞 （填“先”或“后”）变红。
（2）通过该现象可得出的结论：分子在不停地的运动，其运动速率与 有关。
（3）该实验（图甲）与课本实验（图乙）相比，优点是 （写一条即可）。
探究二实验证明“二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂”这一命题，小张设计下列实验方案并完成了对该命题的实验证明。
实验一、操作：将氯酸钾加热，在加热过程中伸入带火星木条
现象：氯酸钾直到熔化时，带火星木条才复燃
结论：氯酸钾受热会分解产生氧气，但是时间长，温度较高
实验二、操作：加热二氧化锰，伸入带火星木条
现象：木条 。
结论：加热二氧化锰不产生氧气
实验三、操作： 。
现象：木条迅速复燃
结论：二氧化锰能加快氯酸钾的分解，该反应符号表达式为 。
总结：二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂
（1）请你帮小张同学填写实验方案中未填完的空格。
（2）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出方案内的“总结”，他补充了二个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验验证。
第一个方面的探究实验，其目的是证明二氧化锰在反应前后质量不变。
第二个方面的探究实验，其目的是 。
（3）用氯酸钾和二氧化锰制氧气的过程中，小英同学用如图表示相关物质的质量（m）与消耗的氯酸钾质量（M）变化关系，其中正确的是 。
探究三 认识化学式丰富的内涵
下表是几种常见的酯类物质，请你一起完成（1）、（2）、（3）、（4）题的填空
酯的名称 甲酸甲酯 甲酸乙酯 乙酸甲酯 乙酸乙酯
化学式 C2H4O2 C3H6O2 C3H6O2 X
（1）甲酸甲酯的相对分子质量为 。
（2）据表推测X的化学式 。
（3）实验测得由甲酸甲酯（C2H4O2）、甲酸乙酯（C3H6O2）组成的混合物中氢元素的质量分数为a%，试求：
①a%的数值范围 （精确到0.1%）。
②该混合物中氧元素的质量分数为 。
四、综合应用题
17．元素周期表是学习和研究化学的重要工具。请根据下表回答有关问题：
(1)镁原子结构示意图：，则该原子的核电荷数是 ，该原子在化学变化中易 电子，形成 (填微粒符号)。
(2)第11 号元素与第17 号元素组成的化合物是 (填写化学式)，构成该物质的微粒是 、 (填微粒符号)。
(3)在元素周期表中，同一族(纵行)的元素具有相似的化学性质，如氧元素与硫元素化学性质相似，原因是它们的原子 相同。
(4)同一周期从左向右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。则元素硅、磷、硫、氯中，非金属性最强的是 。
18．水是生命活动不可缺少的物质。请回答相关的问题。
Ⅰ、探究水的组成实验
(1)为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁反应，将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。模拟实验装置如图1所示。
①该反应的化学符号表达式为 。
②加热铁粉前，应先通入水蒸气一段时间，理由是 。
(2)电解水实验的简易装置如图2所示，a中收集到的气体是 （填化学式）；从该实验得到关于水的组成的结论是 ；从能量变化角度看，该过程是将 能转化为 能。
Ⅱ、水的净化
化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的京杭大运河的河水，模拟自来水厂进行水的净化过程。其实验过程如下所示，请回答以下问题。
(3)自来水厂常用明矾作絮凝剂，明矾[KAl（SO4）m·12H2O]能作絮凝剂，是因为明矾溶于水后生成具有吸附作用的胶状物氢氧化铝，则m= ，氢氧化铝的化学式为 。
(4)操作2是吸附。主要除去液体C中一些异味和色素，可选用的物质是 。
(5)将净化水加热煮沸，发现水壶内有水垢（主要成分为碳酸钙）产生，则加热煮沸除了杀菌消毒之外，还起到的作用是 。欲使净化水转化为纯水，则可采取的方法是 。
19．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究 对反应速率的影响。
编号 温度 催化剂 氯酸钾、二氧化锰的质量比 生成1升氧气所需时间/s
实验Ⅰ 400℃ MnO2 1:1 153
实验Ⅱ 400℃ MnO2 2:1 240
小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【猜想Ⅰ】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁（Fe2O3）也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【设计实验】
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度（提示：开始产生气体的温度越低，表示反应速度越快）。
实验编号 实验药品 分解温度（℃）
① 氯酸钾 580
② 氯酸钾和二氧化锰（质量比1︰1） 350
③ 氯酸钾和氧化铜（质量比1︰1） 370
④ 氯酸钾和氧化铁（质量比1︰1） 390
【数据和结论】
（1）由实验 与实验④对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种物质中，催化效果最好的是 。
【反思】
（1）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。
小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙（CaO2）增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
【猜想Ⅱ】过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置 实验主要过程
①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
实验结论：过氧化钙与水反应 （填“能”或“不能”）用于实验室制取氧气。
【分析与反思】
（1）过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是
（2）小林希望对此实验进行改进，使该反应加快，请你帮他提出合理化建议 。
（3）同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气
你认为猜想 （填序号）一定是错误的，理由是 。
【计算】该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品（杂质不含钙元素），标签如图所示。
试计算：
（1）过氧化钙的相对分子质量为 ；
（2）过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为 ；
（3）过氧化钙中钙元素质量分数为 ；
（4）该产品中过氧化钙的质量分数至少为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A、由图可知，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，分析正确，不符合题意；
B、氧化汞是由氧化汞分子构成，汞是由汞原子构成，氧气是由氧分子构成，构成图示中物质的粒子有分子、原子，没有离子，分析错误，符合题意；
C、原子是化学变化中的最小粒子，分析正确，不符合题意；
D、由图可知，汞元素和氧元素都由化合态转化为游离态，化合价一定发生了改变，分析正确，不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】A、1个芬太奴分子是由20个碳原子、24个氢原子、2个氮原子和1个氧原子构成的，则1个一个芬太奴分子中含有47个原子，错误；B、由芬太奴的化学式可知，芬太奴是由碳、氢、氧、氮四种元素组成的，正确；C、由题意，芬太奴是强有力的麻醉剂，在军事上作为“非致命武器”曾被用作解救人质，不是国际禁用的杀伤性武器，错误；D、芬太奴中碳、氢、氧、氮四种元素的质量比为(12×20):(1×24):16:(14×2)=60:6:4:7，错误。
故选B。
3．A
【详解】A、甲醇是由甲醇分子构成的，故选项正确；
B、甲醇是由甲醇分子构成的，而不是由原子直接构成的，故选项错误；
C、元素是个宏观概念，只讲种类、不讲个数，甲醇由碳元素、氢元素、氧元素组成的，故选项错误；
D、每个甲醇分子是由1个碳原子、4个氢原子、1个氧原子共5个原子构成的，所以每个甲醇分子中含有5个原子核，故选项错误。
故选A。
4．C
【详解】A、元素符号前加数字表示原子数目，表示2个氮分子，A错，不符合题意；
B、分子式前加数字表示分子的数目，表示2个氢原子，B错，不符合题意；
C、甲烷由碳氢元素组成的化合物，化学式为，C对，符合题意；
D、一个钠离子表示为，D错，不符合题意。
故选C
5．C
【详解】铵根离子是+1价，设铵根中氮元素的化合价为x，则x+（+1）×4=+1，解得x=-3，故铵根中氮元素的化合价为-3价，故选C。
6．B
【详解】A、标在元素符号右上角的数字表示1个离子所带的电荷数，中的“2”表示一个碳酸根离子带有两个单位的负电荷，此选项错误；
B、由分子构成的物质，化学式前面的数字表示分子的个数，中的“2”表示氨分子的个数为2，此选项正确；
C、由分子构成的物质，标在化学式中元素右下角的数字表示一个分子中所含原子的数目，中的“2”表示1个硫化氢分子中含有2个氢原子，此选项错误；
D、标在元素符号正上方的数字表示该元素化合价的数值，中的“2”表示氧化镁中镁元素的化合价为价，此选项错误。
故选B。
7．D
【详解】A、厚朴酚是由一种物质组成的，属于纯净物，故A说法错误；
B、厚朴酚中碳、氧元素质量比为（12×18）：（16×2）=27：4，故B说法错误；
C、厚朴酚是由厚朴酚分子构成的，一个厚朴酚分子中含有18个碳原子、18个氢原子和2个氧原子，则1个厚朴酚分子中含有18+18+2=38个原子，故C说法错误；
D、厚朴酚中碳、氢、氧三种元素的质量比为（12×18）：（1×18）：（16×2）=108：9：16，其中碳元素的质量分数最高，故D说法正确；
故选：D。
8．C
【详解】A、由化学式可知，橙花醇由C、H、O三种元素组成，元素是宏观概念，只能论种类，不能论个数，不符合题意；
B、橙花醇由橙花醇分子构成，橙花醇分子由碳、氢、氧原子构成，不符合题意；
C、由化学式可知，橙花醇分子中C、H、O原子的个数比为：10:18:1，符合题意；
D、橙花醇中C、H、O三种元素的质量比为：，故碳元素的质量分数最大，不符合题意。
故选C。
9．B
【详解】设铁的氧化物的化学式为为FexOy，由题意×100%＝70%，x：y＝2：3；故铁的氧化物的化学式为Fe2O3；故选：B。
10．C
【详解】A. 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫分解反应；该反应属于分解反应 ，正确； B. 据质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，固体减少的质量等于生成O2的质量，正确；C. MnO2是该反应的生成物，不是催化剂，不改变高锰酸钾分解的速率，错误； D. 单质中元素的化合价为零，化合物中元素的化合价代数和为零，反应前后氧元素的化合价有变化，正确。故选C。
11．错误
【详解】1个CO2分子是由1个C原子和2个O原子构成的，CO2分子中不含O2分子；1个O2就是1个氧分子。CO2和O2中都含有1个氧分子的说法是错误的。
12．错误
【详解】同一元素在同一化合物中可以显示不同化合价，例如硝酸铵中，硝酸根离子这种氮元素显+5价，铵根离子中氮元素显-3价，故在硝酸铵这种化合物中氮元素的化合价为-3和+5价，故错误。
13．正确
【详解】氢氧化钠中钠元素显示+1价，氢氧根显示-1价，根据化合物的化学式书写：显正价的元素其符号写在左边，显负价的写在右边，化合价的绝对值交叉约减，得化学式右下角的数字，数字为1时不写。故氢氧化钠表示为NaOH，故正确。
14．正确
【详解】每个氨气分子是由一个氮原子和三个氢原子构成的，所以氨气分子的化学式为：NH3，该说法正确。
15．错误
【详解】H2是由氢分子构成的，含有氢分子；H2O、H2O2中都含有氢元素，不是氢分子；故填：错误。
16． 先 温度 能探究温度对分子运动速率的影响 不复燃 加热氯酸钾和少量二氧化锰混合物 KClO3KCl+O2 证明二氧化锰在反应前后化学性质不变 ad 60 C4H8O2 6.7%＜a＜8.1% 1-7a%
【详解】探究一：
（1）该实验现象是C试管比B试管中的酚酞先变红，因为C中的温度比较高，分子运动速率较快；故填：先。
（2）通过该现象可得出的结论：分子在不停地的运动，其运动速率与温度有关，温度越高，分子运动速率越快；故填：温度。
（3）该实验（图甲）与课本实验（图乙）相比，优点是能探究温度对分子运动速率的影响、环保等；故填：能探究温度对分子运动速率的影响。
探究二：
实验二、操作：加热二氧化锰，伸入带火星木条
现象：木条不复燃。
结论：加热二氧化锰不产生氧气
实验三、操作：加热氯酸钾和少量二氧化锰混合物。
现象：木条迅速复燃
结论：二氧化锰能加快氯酸钾的分解，该反应符号表达式为：KClO3KCl+O2；
总结：二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂
故填：不复燃；加热氯酸钾和少量二氧化锰混合物；KClO3KCl+O2。
（2）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出方案内的“总结”，他补充了二个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验验证。
第一个方面的探究实验，其目的是证明二氧化锰在反应前后质量不变。
第二个方面的探究实验，其目的是证明二氧化锰在反应前后化学性质不变。
故填：证明二氧化锰在反应前后化学性质不变。
（3）a、随着氯酸钾的消耗，氧气质量增大，该选项对应关系正确；
b、加热氯酸钾和二氧化锰生成氯化钾，氯化钾的质量会从0开始增加，该选项对应关系不正确；
c、过程中二氧化锰质量不变，因此固体质量不能减小到0，该选项对应关系不正确；
d、反应过程中二氧化锰质量不变，该选项对应关系正确。
故填：ad。
探究三：
（1）甲酸甲酯的相对分子质量为：12×2+1×4+16×2=60；故填：60。
（2）根据甲酸甲酯、甲酸乙酯的化学式可知，乙酸乙酯的一个分子里比乙酸甲酯的一个分子里多1个碳原子、2个氢原子，因此乙酸乙酯的化学式为C4H8O2；故填：C4H8O2。
（3）①甲酸甲酯（C2H4O2）中氢元素的质量分数为：；
甲酸乙酯（C3H6O2）中氢元素的质量分数为：；
故a的数值范围是：6.7%＜a＜8.1%；
故填：6.7%＜a＜8.1%。
②由甲酸甲酯（C2H4O2）、甲酸乙酯（C3H6O2）可知，甲酸甲酯分子和甲酸乙酯分子中碳原子和氢原子的个数比均为1：2，则混合物中碳元素和氢元素的质量比为（12×1）：（1×2）=6：1，混合物中氢元素的质量分数是a%，则碳元素的质量分数为6a%；则氧元素的质量分数是1-（a%+6a%）=1-7a%．
故答案为1-7a%．
17．(1) 12 失去 Mg2+
(2) NaCl Cl- Na+
(3)最外层电子数
(4)氯/氯元素/Cl
【分析】(1)
由镁原子结构示意图可知：该原子的核电荷数是12；元素原子的最外层电子数大于4易得电子，少于4易失去电子，该原子的最外层电子数为2，该原子在化学变化中易失去2个电子，达到8个电子的稳定结构，形成镁离子，该离子符号为：Mg2+，故填：12；失去；Mg2+。
(2)
第11 号元素是钠元素；第17 号元素为氯元素，其组成的化合物是氯化钠，氯化钠中氯元素的化合价位-1价，钠元素的化合价为+1价，依据化合物中正负化合价代数和为0，其化学式为NaCl；氯化钠是由Na+和Cl-构成，故填：NaCl；Cl-；Na+。
(3)
在元素周期表中，同一族(纵行)的元素具有相似的化学性质，氧、硫原子的最外层电子数都是6，氧元素与硫元素化学性质相似，原因是它们的原子最外层电子数相同，故填：最外层电子数。
(4)
同一周期从左向右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。则元素硅、磷、硫、氯中，非金属性最强的是氯元素，故填：氯(或氯元素或Cl或Cl元素)。
18．(1) Fe+H2OFe3O4+H2 排出空气，防止铁粉被空气中的氧气氧化
(2) H2 水是由氢元素和氧元素组成的 电 化学
(3) 2 Al(OH)3
(4)活性炭
(5) 降低水的硬度 蒸馏
【解析】(1)
①铁粉和水蒸气反应的符号表达式为：Fe+H2O Fe3O4+H2；
②铁粉在加热时会被空气中的氧气氧化，故先通入水蒸气，排尽空气，防止铁粉被氧化；
(2)
电解水时生成的氢气和氧气的体积比为2：1，故气体多的是氢气，则a管为氢气（H2）；电解水生成氢气和氧气则可知水是由氢元素和氧元素组成的；该过程中是将电能转化成化学能；
(3)
明矾的化学式为：KAl（SO4）2·12H2O，故m为2；氢氧化铝的化学式为：Al(OH)3；
(4)
活性炭可吸附色素和异味；
(5)
生活中降低水的硬度的方法是：煮沸；但要得到纯水可采用的方法是：蒸馏。
19．氯酸钾和二氧化锰的质量比
【分析数据、得出结论】 （1）①
（2）二氧化锰或MnO2
【反思】 质量；化学性质
【猜想Ⅱ】不能
【分析与反思】（1）过氧化钙能在水中持续、缓慢放出氧气，所以可作增氧剂
（2）加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂）
（3）② 化学反应前后元素种类不变，而反应前没有碳元素
【计算】（1）72 （2）5:4（3）55．6% （4）72%
【详解】通过表格中的数据，实验Ⅰ和实验Ⅱ对比：温度相同，催化剂相同，就是氯酸钾、二氧化锰的质量比不同，故该方案的实验目的是：探究氯酸钾和二氧化锰的质量比对反应速率的影响，故填：氯酸钾和二氧化锰的质量。
【数据和结论】（1）要证明是否除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁（Fe2O3）也可以作氯酸钾分解的催化剂，首先必须做对比实验，故由实验①与实验④对比，证明猜想合理，故填：①；
（2）实验所用的三种物质中，通过观察分解温度，氯酸钾和二氧化锰的分解温度最低，故催化效果最好的是二氧化锰或MnO2，故填：二氧化锰或MnO2；
【反思】催化剂能改变化学反应的速率且反应前后质量和化学性质不变，实验①与实验④对比，验证了氧化铁能加快反应速率，还需验证在化学反应前后质量和化学性质不变，故填：质量；化学性质。
【猜想Ⅱ】过氧化钙与水反应，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，说明反应速率太慢，故过氧化钙与水反应不能用于实验室制取氧气，故填：不能。
【分析与反思】（1）过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是：过氧化钙能在水中持续、缓慢放出氧气，所以可作增氧剂，故填：过氧化钙能在水中持续、缓慢放出氧气，所以可作增氧剂。
（2）影响化学反应速率的因素：反应温度、反应物的接触面积，是否加入催化剂等，故对此实验进行改进，使该反应加快的合理化建议：加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂），故填：加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂）。
（3）根据质量守恒定律，元素种类在反应前后不变，故猜想②是错误的，理由是：化学反应前后元素种类不变，而反应前没有碳元素，故填：化学反应前后元素种类不变，而反应前没有碳元素。
【计算】（1）根据过氧化钙的化学式（CaO2），相对分子质量=40+16×2=72，故填：72；
（2）根据过氧化钙的化学式（CaO2），钙元素与氧元素的质量比=40：（16×2）=5:4，故填：5:4；
（3）根据过氧化钙的化学式（CaO2），过氧化钙中钙元素质量分数==55.6%，故填：55.6%；
（4）根据标签内容，可以计算出钙元素质量至少为100g×40%=40g，再根据元素质量=物质质量×元素质量分数，故可求出过氧化钙质量==，故该产品中过氧化钙的质量分数至少为，故填：72%。
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