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阶段测试(一) 物质构成的奥秘
(考试时间:30分钟 满分:45分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
卷Ⅰ 选择题 (每小题1分,共12分)
1.下列物质中属于化合物的是 ( )
A.铝片 B.钢材
C.白酒 D.蔗糖
2.下列由原子构成的物质是 ( )
A.金刚石 B.氯化钠
C.氢气 D.水
3.某同学制作的试剂标签如下,其中化学式书写不正确的是 ( )
图1
4.决定元素种类的是 ( )
A.质子数 B.中子数
C.核外电子数 D.最外层电子数
5.固体碘受热升华,下列关于此过程的说法正确的是 ( )
A.碘分子质量变大 B.碘分子运动速率变小
C.碘分子体积变小 D.碘分子间的间隔变大
6.湘西“富硒椪柑”“富硒猕猴桃”产业的发展,为人们脱贫致富作出了贡献。“富硒猕猴桃”中的“硒”是指 ( )
A.硒原子 B.硒元素
C.硒单质 D.硒分子
7.图2是钛元素在元素周期表中的部分信息。下列说法不正确的是 ( )
图2
A.钛元素属于金属元素 B.钛元素的相对原子质量是47.87
C.钛原子的核内有22个质子 D.钛元素的原子序数为26
8.下列关于微粒的说法正确的是 ( )
A.物质都是由分子和原子构成的
B.同种原子可能构成不同的分子
C.原子和离子不能相互转化
D.分子的质量一定大于原子的质量
9.下列化学用语表述正确的是 ( )
A.硫酸钾的化学式:K2SO4 B.1个氯分子:Cl
C.2个硝酸根:2NO31- D.铜离子:Cu+2
10.钛被认为是21世纪的重要金属材料,四氯化钛(TiCl4)是制取金属钛的重要中间物质,该物质中氯元素为-1价,则钛元素的化合价为 ( )
A.-4 B.+1
C.+2 D.+4
11.分类是学习化学的方法之一,下列各组物质按单质、氧化物、酸的顺序排列的一组是 ( )
A.Zn、CO2、H3PO4 B.H2、H2O、KClO3
C.O2、NaOH、H2SO4 D.CO、MgO、NaHSO4
12.冰毒(主要成分:甲基苯丙胺)对人的中枢神经系统有强烈的刺激作用,人吸食后会产生强烈的生理兴奋,大量消耗体力,降低免疫力,严重损害心脏和大脑组织,吸食过量会导致死亡。青少年应拒食毒品,远离毒品。甲基苯丙胺的化学式为C10H15N,下列有关甲基苯丙胺的说法错误的是 ( )
A.甲基苯丙胺是一种有机物
B.甲基苯丙胺中氢元素的质量分数最大
C.甲基苯丙胺由碳、氢、氮三种元素组成
D.甲基苯丙胺中碳、氢、氮元素的质量比为120∶15∶14
卷Ⅱ 非选择题 (共33分)
【生活现象解释】
13.(3分)2018年8月30日,中国援建马尔代夫的中马友谊大桥正式开通。该桥施工过程中采用新材料UHPC(超高性能混凝土)浇筑桥面板。UHPC的基本组成有水泥、硅灰、磨细石英砂、细砂、金属纤维、高效减水剂等。
图3
(1)UHPC属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)水泥中主要含有Ca、O、Fe等元素,其中属于非金属元素的是 。
(3)硅灰、磨细石英砂、细砂的主要成分都是二氧化硅(SiO2),SiO2中Si的化合价为 。
14.(5分)科技引领我国许多领域不断发展。
(1)2018年长征运载火箭成功发射北斗卫星。火箭使用肼(N2H4)作燃料,在一定条件下,肼与氧气反应生成氮气和水,同时释放出能量。该反应的化学方程式是 ;反应前后的物质中,属于氧化物的是 ;反应前后氧元素的化合价分别是 。
(2)石墨烯是由碳原子构成的单层石墨片,可制成石墨烯电池。石墨烯属于 (填“单质”或“化合物”),依据上述用途推测石墨烯应具有的性质是 。
图4
15.(3分)图5为模拟工业制氧气的微观示意图。
资料:同温同压下,气体体积比等于分子个数比。
图5
(1)“”表示的是 。
(2)从微粒的角度分析,空气由气态变为液态时,变化的是 。
(3)液氮与液氧相比,沸点较高的是 。
【科普阅读理解】
16.(5分)阅读下面科普短文(原文有删改)。
人类的生存和社会的发展离不开能源。目前全球能源消耗中可再生能源增长很快,其中生物燃料取材于自然环境,具有清洁、可生物分解、产物易于回收等优点,将逐步成为化石燃料的有效替代物。
生物柴油是生物燃料的一种,以动植物油脂和餐饮垃圾油为原料制成。生物柴油可直接使用或与汽油混合使用,从而缓解了能源危机。但在其生产中,副产物甘油(C3H8O3)产生的环境污染,制约着其产业的可持续化发展。
甘油的处理方法之一为光催化重整法。这种方法是在常温常压和太阳光的驱动下,利用甘油产生氢气。目前已有众多材料可作为该方法的催化剂,其中二氧化钛(TiO2)由于具有安全无生物毒性、耐腐蚀性、化学性质稳定、廉价可重复利用等优异性能,已成为甘油处理最常用的催化剂之一。
为了提高催化效果,常将TiO2与其他物质相结合形成复合催化剂。将一定质量的CuO、NiO分别与TiO2结合,形成CuO/TiO2催化剂或NiO/TiO2催化剂,也可将CuO、NiO同时与TiO2结合,形成CuO-NiO/TiO2催化剂。其他条件相同时,几种催化剂催化效果如图6所示。
图6
探究高效催化剂,对于改善环境质量、探索能源发展具有积极意义。
依据文章内容回答下列问题。
(1)甘油(C3H8O3)的相对分子质量为92,其计算式为 。
(2)光催化处理甘油时,常用二氧化钛(TiO2)作催化剂的原因是 。
(3)依据图示可知,在生产时间相同时,影响氢气产量的因素为 ,通过对比可知,催化效果最好的催化剂是 。
(4)下列说法正确的是 (填序号)。
A.生物柴油的开发和利用可减少化石燃料的使用
B.甘油(C3H8O3)由3个碳原子、8个氢原子和3个氧原子构成
C.TiO2、CuO、NiO均属于氧化物
D.上述复合催化剂都能提高氢气产率
【生产实际分析】
17.(4分)人类的日常生活与工农业生产都离不开水。自来水厂净水流程如下:
图7
(1)常用的净水絮凝剂为氯化铝(AlCl3),氯化铝属于 (填“单质”或“化合物”)。
(2)通过过滤池可以去除水中的杂质 (填序号)。
A.泥沙
B.动植物残体
C.可溶性钙镁化合物
(3)向清水池中投放二氧化氯(ClO2),可以消毒灭菌,其中氯、氧元素的质量比为 。
(4)进入用户家庭的水需经过煮沸才能饮用,水沸腾变为水蒸气时,水分子种类 (填“改变”或“不改变”)。
18.(5分)工业上以空气为原料合成氮肥(NH4NO3)的工业流程如图8所示:
图8
(1)步骤甲所得氮气和氧气的体积比为 。
(2)步骤乙中反应的基本类型是 。
(3)步骤丙的微观过程如图9所示。
图9
图9所示中,涉及的几种原子的图例分别是 (用图、文结合表示)。
(4)反应丁中化合价发生变化的元素是 。
(5)硝酸铵是常用的氮肥,500 kg的硝酸铵含有氮元素的质量是 。
【基本实验及其原理分析】
19.(2分)用图10装置进行实验。观察到棉花团均变红。
图10
(1)该实验可证明分子具有的性质是 。
(2)能说明氨气密度比空气小的现象是 。
20.(3分)小明上网查资料得知:浓氨水是一种无色、有刺激性气味、易挥发的液体,它能使无色的酚酞溶液变红。于是他设计了如图11 的实验,可观察到棉花团 ,大烧杯中出现一株美丽的“铁树”,请你解释产生此现象的原因: 。小明好奇地将“铁树”从烧杯中拿出,进一步观察,不久发现“铁树”又恢复成原来的颜色,原因是 。
图11
21.(3分)利用如图12所示实验装置(气密性良好),验证浓硫酸、浓盐酸的挥发性。其中甲、乙、丙三个广口瓶中依次装有浓硫酸、浓氨水、浓盐酸。
已知:2NH3+H2SO4(NH4)2SO4;(NH4)2SO4为白色固体。
图12
实验步骤
实验操作
实验现象
①
打开K1,关闭K2,缓慢拉注射器A活塞
甲中液面上方无明显现象
②
打开K2,关闭K1,缓慢拉注射器B活塞
丙中液面上方出现大量白烟
(1)丙中发生化合反应,生成大量白烟(NH4Cl)的化学方程式为 。
(2)该实验能够得出的结论是 。
(3)从微观角度解释甲中无白烟,而丙中出现白烟的原因是 。
【参考答案】
1.D [解析]铝片是纯净物,且只由铝元素组成,所以是单质;钢材是混合物,主要是由铁和碳混合而成的;白酒是混合物,主要是由乙醇和水混合而成的;蔗糖是有机物,有机物是含碳元素的化合物,因此蔗糖是化合物。
2.A [解析]金刚石是由碳原子直接构成的;氯化钠是由氯离子和钠离子构成的;氢气由氢分子构成;水是由水分子构成的。
3.C [解析]氧化铝中铝元素显+3价,氧元素显-2价,其化学式为Al2O3;氯化铁中铁元素显+3价,氯元素显-1价,其化学式为FeCl3;氢氧化钙中钙元素显+2价,氢氧根显-1价,其化学式为Ca(OH)2;氯化钠中钠元素显+1价,氯元素显-1价,其化学式为NaCl。
4.A [解析]元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。不同种元素最本质的区别是质子数不同,所以元素的种类由质子数决定。
5.D [解析]固体碘受热升华,是物理变化,碘分子本身质量、体积没有变化。碘受热时,碘分子运动速率加快,分子间的间隔变大,固体的碘直接变化为气体的碘。
6.B [解析]物质都是由元素组成的,故“富硒猕猴桃”中的“硒”是指组成物质的元素。
7.D [解析]钛带有“钅”字旁,是金属元素;钛的相对原子质量为47.87;钛原子中质子数为22;原子中质子数等于核外电子数等于原子序数,故钛原子的原子序数为22。
8.B
9.A [解析]硫酸钾中钾元素显+1价,硫酸根显-2价,其化学式为K2SO4。一个氯分子由两个氯原子构成,一个氯分子表示为Cl2;离子的表示方法,在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,硝酸根带一个单位负电荷,2个硝酸根为2NO3-;铜离子带两个单位的正电荷,表示为Cu2+。
10.D [解析]四氯化钛(TiCl4)中氯元素为-1价,根据化合物中各元素化合价的代数和为0,则钛元素的化合价为+4。
11.A [解析]由同种元素组成的纯净物叫作单质,仅由氧元素和另一种元素组成的化合物叫作氧化物,在水中解离出的阳离子全是氢离子的化合物叫作酸,在水中解离出的阴离子全是氢氧根离子的化合物叫作碱,由金属离子和酸根离子构成的化合物叫作盐。Zn为单质,CO2为氧化物,H3PO4为酸;H2为单质,H2O为氧化物,KClO3为盐;O2为单质,NaOH为碱,H2SO4为酸;CO为氧化物,MgO为氧化物,NaHSO4为盐。
12.B [解析]由甲基苯丙胺的化学式可知,含碳元素,属于有机物;甲基苯丙胺中碳、氢、氮各元素的质量比是(12×10)(1×15)14=1201514,故其中碳元素的质量分数最大;由甲基苯丙胺的化学式可知,它是由C、H、N三种元素组成的化合物;甲基苯丙胺中碳、氢、氮各元素的质量比是(12×10)(1×15)14=1201514。
13.(1)混合物 (2)氧(或O) (3)+4
[解析](1)UHPC的基本组成有水泥、硅灰、磨细石英砂、细砂、金属纤维、高效减水剂等,属于混合物。(2)水泥中主要含有Ca、O、Fe等元素,钙、铁带“钅”字旁,属于金属元素;O属于非金属元素。(3)氧元素显-2价,根据在化合物中正负化合价代数和为零,设硅元素的化合价是x,可得x+(-2)×2=0,则x=+4。
14.(1)N2H4+O2N2+2H2O H2O 0、-2
(2)单质 导电性
[解析](1)由题干信息可知,一定条件下,肼与氧气反应生成氮气和水,故反应的化学方程式为N2H4+O2N2+2H2O;其中水是由两种元素组成的化合物,且含有氧元素,属于氧化物;在反应物氧气中,氧元素显0价,在生成物水中,氧元素显-2价。(2)石墨烯是由碳原子构成的单层石墨片,属于单质;石墨烯可制成石墨烯电池,说明其具有导电性。
15.(1)氧分子
(2)分子间间隔、分子运动速率
(3)液氧
[解析](1)氧气约占空气总体积的15,“”表示的是氧分子。(2)根据工业上制取氧气的微观示意图可知,空气含有氮分子和氧分子,是一种混合物,在空气液化的过程中,氮分子、氧分子并没有发生改变,只是分子间的间隔、分子运动速率发生了改变。(3)液氮与液氧相比,沸点较高的是液氧。
16.(1)12×3+1×8+16×3
(2)二氧化钛(TiO2)具有安全无生物毒性、耐腐蚀性、化学性质稳定、廉价可重复利用等优异性能
(3)催化剂种类 CuO-NiO/TiO2催化剂
(4)ACD
[解析](1)甘油(C3H8O3)的相对分子质量为92,其计算式为:12×3+1×8+16×3=92。(2)光催化处理甘油时,常用二氧化钛(TiO2)作催化剂的原因是其具有安全无生物毒性、耐腐蚀性、化学性质稳定、廉价可重复利用等优异性能。(3)依据图示可知,在生产时间相同时,影响氢气产量的因素是催化剂种类,通过对比可知,催化效果最好的催化剂是CuO-NiO/TiO2催化剂。(4)生物柴油的开发和利用可减少化石燃料的使用;每个甘油分子由3个碳原子、8个氢原子和3个氧原子构成;TiO2、CuO、NiO均属于氧化物;由图中信息可知,上述复合催化剂都能提高氢气产率。
17.(1)化合物 (2)AB
(3)71∶64(或35.5∶32)
(4)不改变
[解析](1)常用的净水絮凝剂为氯化铝(AlCl3),氯化铝是由铝元素和氯元素组成的化合物。(2)通过过滤池可以去除水中的泥沙和动植物残体。(3)二氧化氯(ClO2)中氯、氧元素的质量比为35.5∶(16×2)=71∶64。(4)水沸腾变为水蒸气时,发生的是物理变化,水分子种类不改变。
18.(1)4∶1 (2)化合反应
(3)—氧原子、—氮原子、—氢原子
(4)N、O
(5)175 kg
[解析](1)步骤甲所得氮气和氧气的体积比符合空气中两者的体积比,即4∶1。(2)步骤乙是氮气和氢气反应生成氨气,符合化合反应“多变一”的特征,属于化合反应。(3)由步骤丙的微观过程图可知,“”表示氧原子,“”表示氮原子,“”表示氢原子。(4)反应前氧气中的氧元素为0价,反应后硝酸中氧元素为-2价,而反应前一氧化氮中氮元素为+2价,反应后硝酸中氮元素为+5价,所以化合价发生变化的元素是N和O。(5)500 kg的硝酸铵含有氮元素的质量是500 kg×14×214×2+1×4+16×3×100%=175 kg。
19.(1)分子在不断运动
(2)棉花团①比棉花团③先变红
[解析](1)观察到棉花团均变红,是因为浓氨水中的氨分子是不断运动的,当运动到蘸有酚酞溶液的棉花团中时,和其中的水结合形成氨水,氨水显碱性,从而使酚酞溶液变红色。(2)棉花团①比棉花团③先变红,是因为氨气密度比空气小,进入直玻璃管后先向上运动。
20.变红 氨分子不断运动,酚酞溶液遇氨气变红色
氨水具有挥发性,氨分子运动扩散到空气中,酚酞溶液又变成无色
[解析]氨水具有挥发性,氨分子不断运动,酚酞溶液遇氨气变红色;在空气中一段时间后,发现“铁树”又恢复成原来的颜色,原因是:氨水具有挥发性,氨分子运动扩散到空气中,酚酞溶液又变成无色。
21.(1)NH3+HClNH4Cl
(2)浓硫酸没有挥发性,浓盐酸具有挥发性
(3)氨分子运动到甲、丙液面上方,甲中硫酸分子没有运动到液面上方与氨分子接触,而丙中氯化氢分子运动到液面上方并与氨分子接触反应生成氯化铵,故甲中无白烟,丙中出现白烟
[解析](1)打开K2,关闭K1,缓慢拉注射器B活塞,把乙中的气体分子拉入到丙中,丙中氨气和氯化氢化合生成白色固体氯化铵,故生成大量白烟(NH4Cl)的化学方程式为NH3+HClNH4Cl。(2)该实验是要验证浓硫酸、浓盐酸的挥发性,而通过步骤①,甲中液面上方无明显现象,说明硫酸没有挥发到空气中,故没有在液面上反应,可以证明浓硫酸没有挥发性,而通过步骤②,丙中液面上方出现大量白烟说明氯化氢挥发到空气中了,在空气中遇到氨气,结合生成了大量的白烟。通过这两个实验步骤说明:浓硫酸没有挥发性,浓盐酸具有挥发性。(3)甲中无白烟,而丙中出现白烟的微观原因是氨分子运动到甲、丙液面上方,甲中硫酸分子没有运动到液面上方与氨分子接触,而丙中氯化氢分子运动到液面上方并与氨分子接触反应生成氯化铵,故甲中无白烟,丙中出现白烟。
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