课时作业1 揭示物质结构的奥秘
1．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的( )
A．红外光谱B．质谱
C．原子光谱D．核磁共振谱
2．我国学者成功发现了新一类水分解产氢催化剂：通过调控三氧化钨(WO3)局部原子结构，制备出深蓝色钨氧化物(WO2.9)，该种钨的氧化物能高效而快速地催化水分解产生H2。下列有关说法正确的是( )
A．WO3和WO2.9是同分异构体
B．由WO3制备WO2.9的过程发生了氧化还原反应
C．18gH2O在WO2.9的高效催化下产生H2体积为22.4L
D．利用这种新型催化剂分解水的同时可放出热量
3．据报道，科学家最近发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的。下列关于这种粒子的说法中，正确的是( )
A．它是氢的一种新同位素
B．这种新元素的核电荷数是3
C．它是H2的一种新同素异形体
D．它比一个普通氢分子多一个氢原子核
4．人类对原子结构的认识经历了一个不断深入的过程，以下科学家以及他们提出的原子结构学说(或模型)对应关系正确的是( )
A．道尔顿——电子轨道理论
B．卢瑟福——量子力学模型
C．玻尔——行星环绕太阳模型
D．汤姆生——葡萄干面包模型
5．下列不符合当今化学研究方向的是( )
A．发现新物质
B．合成新材料
C．研究化学反应的微观过程
D．研究化学反应中原子守恒关系
6．“飞秒(10－15s)化学”使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能，你认为利用该技术不能观察到的是( )
A．原子中原子核的内部结构
B．化学反应中原子的运动
C．化学反应中生成物分子的形成
D．化学反应中反应物分子的分解
7．按照元素周期表中元素的位置，从ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连接的有一条折线，我们能从分界线附近找到( )
A．耐高温材料B．新型农药材料
C．半导体材料D．新型催化剂材料
8．中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．C3N4中C的化合价为－4
B．反应的两个阶段均为吸热过程
C．阶段Ⅱ中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂
D．通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化
9．为了进一步提高合成氨的生产效益，科研中最有开发价值的是( )
A．寻求H2的新来源
B．研制耐高温高压的新材料合成塔
C．研制低温下活性较大的催化剂
D．研制高温下活性较大的催化剂
10．下列事实得出的结论错误的是( )
A．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限
B．门捷列夫在前人的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新
C．C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性
D．科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的科学
11．厦门大学郑兰荪院士合成了富勒烯足球状分子C50Cl10，该分子中50个碳原子组成若干个正六边形和正五边形，碳均为四价。有关说法正确的是( )
①C50Cl10与CCl4互为同素异形体
②C50Cl10分子中共用电子对数目为105个
③C50Cl10的相对分子质量为955
④C50Cl10分子中含有55个碳碳单键
⑤C50Cl10分子中含有25个碳碳双键
⑥C50Cl10有较高的熔点
A．①②③B．②③④
C．②③⑤D．③④⑥
12．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第4周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是( )
A．X单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢气还原为X
C．XCl4的沸点比SiCl4的高
D．XH4的稳定性比SiH4的高
13．下列行为中不符合促进“低碳经济”宗旨的是( )
A．发展水电，开发新能源，如核能、太阳能、风能等，减少对矿物能源的依赖
B．尽量使用含C的产品，减少使用含C或C的产品
C．推广煤的干馏、气化、液化技术，提供清洁、高效燃料和基础化工原料
D．推广利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气替代液化石油气
14．根据卢瑟福的α粒子散射实验现象可推测出金箔中金原子结构的一些结论，据此请填写下列空白：
(1)原子中存在________，且只占原子体积的很小一部分。
(2)金原子核带________电荷，且电荷数远大于α粒子的电荷数，两者产生静电________作用。
(3)金原子的质量远________(填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的质量。
15．揭示原子内部结构的奥秘，有助于我们理解所处的物质世界。
(1)上表中元素f的氢化物的电子式是____________，此氢化物的热稳定性比元素g的氢化物热稳定性________(填“强”或“弱”)。
(2)某元素形成的气态氢化物中氢的含量是所有氢化物中最高的，该元素形成的化合物种类也最多，该元素是________(填编号)。该元素有多种同位素，在理论上和科学上均有重要的应用，写出其中两种用途________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)α粒子是________(填编号)原子所形成的一种粒子，1909年，卢瑟福等人做了用α粒子轰击金箔的实验，从而提出原子结构的行星模型，下列选项中能正确表示这种模型的是________(填字母)。
(4)古代哲学家们也树立了不少有关物质构成的观点。例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。惠施的观点可用下图表示：
请你用相同的图示方法表示墨子的观点：
________________________________________________________________________。
16．有A、B、C、D、E五种微粒，满足以下条件：①A微粒核内有14个中子，核外M电子层上有2个电子；②B微粒得到2个电子后，其电子层结构与Ne相同；③C微粒带有一个单位的正电荷，核电荷数为11；④D微粒核外有18个电子，当失去1个电子时呈中性；⑤E微粒不带电，其质量数为1。试完成下列各题：
(1)依次写出A、B、C、D、E各微粒的符号：
A________、B________、C________、D________、E________。
(2)B、C、E所属元素两两组合时，可形成哪些化合物，请写出它们的化学式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B、C、D所属元素共同组合时，所形成的物质有多种，请写出它们的化学式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
17．月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人类未来的资源宝库。
(1)3He是高效核能原料，其原子核内中子数为________。
(2)Na的原子结构示意图为____________，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为________________________________________________________________________。
(3)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。
①月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2，除去SiO2的离子方程式为________________________________________________________________________。
②MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收，则生成的盐为________________________________________(写化学式)。
(4)月球土壤中含有丰富的3He，从月球土壤中提炼1kg3He，同时可得6000kgH2和700kgN2。以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵________kg。
课时作业1 揭示物质结构的奥秘
1．解析：红外光谱可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息，A项错误；质谱是利用电场和磁场将运动的粒子按它们的质荷比分离后进行检测，常用于确定实验式，B项错误；原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，每一种原子的光谱都不同，用原子光谱可以研究原子结构，C正确；核磁共振氢谱可确定分子中不同位置的H的数目，D错误。
答案：C
2．解析：WO3和WO2.9的分子式不同，二者不是同分异构体的关系，A项错误；WO3和WO2.9中W的化合价不同，由WO3制备WO2.9的过程发生了氧化还原反应，B项正确；外界条件不确定时，无法确定氢气的体积，C项错误；水的分解反应为吸热反应，使用催化剂只改变反应速率，D项错误。
答案：B
3．解析：由3个1H原子核和2个电子构成的粒子是，不是新元素，A、B项错误；同素异形体是同一种元素组成的不同单质，该粒子是，不是单质，C项错误；由3个1H原子核和2个电子构成的粒子比一个普通氢分子多一个氢原子核，D项正确。
答案：D
4．答案：D
5．解析：当今化学研究的主要方向：发现新物质，A项对；合成新材料，开发新能源，B项对；揭示化学反应的微观过程以及“绿色化学”等，C项对；化学反应中原子守恒关系是以前化学研究的内容，D项错。
答案：D
6．解析：运用激光光谱技术可观测化学反应时分子中原子的运动。分子的形成和分解都是通过原子的运动完成的，化学反应的最小微粒是原子，无法观察到原子中原子核的内部结构。
答案：A
7．答案：C
8．解析：依据化合物中化合价代数和为0，因C3N4中N的化合价为－3价，所以C的化合价为＋4，A项错误；阶段Ⅱ过氧化氢分解生成氧气和水的过程为放热反应，B项错误；阶段Ⅱ中，H2O2发生歧化反应，既是氧化剂，又是还原剂，C项正确；利用太阳光实现高效分解水的反应，实现了太阳能向化学能的转化，D项错误。
答案：C
9．解析：合成氨工业目前主要采取高温、高压、催化剂的生产条件。如果能找到低温下活性高的催化剂，可以大大降低氨的合成成本，提高生产效益。
答案：C
10．解析：1828年维勒用无机物合成了尿素，实现了无机物向有机物的人工转化，A正确；门捷列夫发现元素周期律的实践证明了科学研究既要继承又要创新，B正确；C60的发现与其结构的确定过程，告诉我们现代科学技术的发展需要科学家不断合作与交流，C正确；从科学家对物质结构的确定历史以及现代化学的发展看，化学是和实验紧密相连的科学，D错误。
答案：D
11．解析：同素异形体是同一种元素组成的不同单质，①错误；C50Cl10分子中共用电子对数目为50×4÷2＋10÷2＝105，②正确；C50Cl10的相对分子质量为955，③正确；由均摊法根据题意分析，如果是C50分子，则有50个碳碳单键，25个碳碳双键，但C50Cl10中可以看作是其中的5个碳碳双键被氯分子加成，因此含有的碳碳单键数为55，碳碳双键数为20。所以答案为B。
答案：B
12．解析：“类硅”元素和硅元素同为第ⅣA族元素，根据元素周期律，同主族元素随着原子序数的递增，非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，故D选项明显错误。其他选项可由硅的性质进行类推。
答案：D
13．解析：A项，发展水电，开发新能源，减少了矿物能源的使用，符合促进“低碳经济”的宗旨；B项，使用含、或的产品，均会产生CO2，不能减少CO2的排放，不符合促进“低碳经济”的宗旨；C项，能提高煤的利用率，符合促进“低碳经济”的宗旨；D项，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气，实现废物利用，变废为宝，符合促进“低碳经济”的宗旨。
答案：B
14．解析：极薄的金箔，竟让变速运动的大多数α粒子畅通无阻地通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间。有极少数α粒子被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则大部分α粒子不能畅通无阻地通过；同时证明金原子核的质量远大于α粒子的质量，否则金原子核将有被α粒子弹出的可能；还能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相同，否则两者就会相互吸引；又能证明金原子核所带电荷数远大于α粒子，否则偏转的就不会是α粒子，而是金原子核。
答案：(1)原子核 (2)正 排斥 (3)大于
15．解析：(4)墨子认为如果不具备分割条件则不能被无限分割，所以用线段表示则不能再减小。
答案：(1)H∶∶H 弱 (2)b 利用14C的放射性考古断代，12C可作为相对原子质量的基准(答案合理即可) (3)a C
(4)
16．解析：(1)核外M电子层上有2个电子的微粒的核电荷数是12，其质量数＝12＋14＝26，所以A为g；B得到2个电子后与Ne的电子层结构相同，由此可知B为O；核电荷数为11的原子是钠原子。因此C为Na＋；由题意知，构成D的原子得到1个电子后有18个电子，因此D是Cl－；质量数为1的中性微粒是。(2)O、Na、H三种元素两两组合时，O、Na可组成两种离子化合物Na2O、Na2O2；H、O可组成两种共价化合物H2O、H2O2；NaH很容易被忽略。(3)O、Na、Cl三种元素组成的盐有多种，是因为Cl有多种化合价(0、＋1、＋3、＋5、＋7、－1)，因此由这三种元素组成的盐有NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4。
答案：Mg O Na＋ Cl－
(2)Na2O、Na2O2、NaH、H2O、H2O2
(3)NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4
17．解析：(1)He元素核内质子数为2，所以3He的核内中子数为3－2＝1。(2)Na是11号元素，原子结构示意图为；Na在O2中完全燃烧生成的是Na2O2，电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋。(3)①由MgO和SiO2的性质知，SiO2能与强碱溶液反应生成可溶性的盐而被除去，所以除去SiO2的离子方程式为＋H2O。②MgO与炭粉和氯气反应制MgCl2，根据反应原理和物质的性质知，反应后的尾气中有CO2和Cl2，所以用足量NaOH溶液处理尾气时，生成的盐有Na2CO3、NaCl、NaClO。(4)由NH4HCO3的组成知，NH4HCO3中的N来自N2，而6000kgH2和700kgN2合成NH3时，H2过量，所以生成的NH4HCO3的质量取决于N2的质量，根据N原子守恒，n(NH4HCO3)＝2n(N2)＝2×＝5.0×104mol，所以m(NH4HCO3)＝79g·mol－1×5.0×104mol＝3.950×106g＝3950kg。
答案：(1)1
(2) Na＋[∶∶∶]2－Na＋
＋H2O
②NaCl、NaClO、Na2CO3
(4)3950
