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专题1 揭示物质结构的奥秘
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．下列对不同时期原子结构模型的提出在时间上先后排列顺序正确的是( )
①电子分层排布模型 ②“葡萄干面包”模型 ③量子力学模型 ④道尔顿原子学说 ⑤核式模型
A．④⑤②①③ B．①③②⑤④
C．④②③①⑤ D．④②⑤①③
解析：19世纪初英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是不可分割的实心球体；1987年英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型；1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型；再后来奥地利物理学家薛定谔提出了电子云模型(几率说)，为近代量子力学原子模型；1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动，正确的顺序是④②⑤①③，故选D。
答案：D
2．在科学史上中国有许多重大发明和发现，它们为世界的现代化奠定了基础，以下发明或发现属于化学史上中国对世界的贡献的是( )
①火药 ②指南针 ③造纸术 ④印刷术
⑤炼铜、炼铁、炼钢 ⑥合成有机高分子材料
⑦人工合成蛋白质 ⑧提出原子—分子学说
A．②④⑥⑧ B．①③⑤⑦
C．④⑤⑦⑧ D．①③④⑧
解析：指南针、印刷术不属于化学史上的贡献。
答案：B
3．C60虽然与金刚石互为同素异形体，但两者的物理性质差异较大。下列关于C60的说法中正确的是( )
A．易溶于水 B．易溶于氯化钠溶液
C．易溶于氨水 D．可溶于苯等有机溶剂
解析：C60和苯为非极性分子，相似相溶，因而可溶。
答案：D
4．支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是( )
A．宇宙原子总数的88.6%是氢
B．地球上的元素绝大多数是金属
C．普鲁特“氢是元素之母”的预言
D．宇宙中存在少量稀有气体分子
解析：由“宇宙大爆炸”可知宇宙中含有大量的可燃性元素，故A正确。
答案：A
5．1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒(10－15s)化学”新领域的科学家，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
解析：利用激光光谱可以观察到原子，但不能看到再小的原子核的内部结构，A符合题意。
答案：A
6．我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素Ce、Ce的说法正确的是( )
A.Ce、Ce互为同位素
B.Ce、Ce的质量数相同
C.Ce、Ce是同一种核素
D.Ce、Ce的核外电子数和中子数均为58
解析：Ce、Ce是两种核素，核外电子数均为58，质量数、中子数均不相同，二者互为同位素，A正确。
答案：A
7．已知原子序数，可以推断原子的( )
①质子数 ②中子数 ③质量数 ④核电荷数 ⑤核外电子数 ⑥原子结构示意图 ⑦元素在周期表中的位置
A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥⑦
C．②③④⑤⑦ D．③④⑤⑥⑦
解析：原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，根据原子序数可写出原子的结构示意图，从而确定其在元素周期表中的位置，故B正确。
答案：B
8．16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．16O2和18O2互为同分异构体
B．16O与18O核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现16O和18O间的相互转化
D．标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含有0.1NA个氧原子
解析：同分异构体为化合物，A错；16O和18O互为同位素，质子数相同，核外电子数也相同，核外电子排布相同，而中子数不同，不能通过化学反应改变中子数，B、C错；由气体摩尔体积判断，D正确。
答案：D
9．1911年，物理学家卢瑟福发表了他的“α粒子散射实验”的成果：使一束α粒子(质量数为4，带2个单位正电荷)射向一片极薄的金箔。发现大多数α粒子畅通无阻地通过，极少数α粒子的前进路线发生偏转，或被笔直地弹回。根据以上实验现象得出的下列结论错误的是( )
A．金原子不是实心球，很“空旷”的内部存在“硬核”，其体积比原子本身小得多
B．金原子的“硬核”质量比α粒子大得多，金原子的质量主要集中在“核”上
C．金原子的“硬核”带正电，原子内的正电荷集中在“核”上
D．电子带负电绕原子核做高速圆周运动
解析：“大多数α粒子畅通无阻地通过”，说明原子不是实心球，而内部很“空旷”，“极少数α粒子的前进路线发生偏转，或被笔直地弹回”，说明原子的内部存在带正电的刚性微粒，且质量比α粒子大很多；因为“极少数”说明这个带正电的“硬核”体积比原子本身小得多；该实验不能直接得出有关电子的存在及运动情况。
答案：D
10．日本科学家确认的N60与美国科学家发现的C60结构相似。N60在高温或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。关于N60的下列说法中，正确的是( )
A．N60是由共价键构成的空心圆球面结构，所以它是一种原子晶体
B．N60与14N都是氮的同位素
C．还没有发现N60的同素异形体
D．N60将来可能会成为很好的火箭燃料
解析：N60是由60个N原子通过共价键结合而成的分子，极大数目的N60分子彼此通过范德华力结合而构成晶体，这种晶体(N60)是分子晶体，A错；N60是分子，而同位素是对原子而言的，B错；N60和N2都是氮元素的单质，互为同素异形体，C错；因N60在高温或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量释放出来，就可利用它来做功，故D正确。
答案：D
11．据报道，欧洲核子研究中心已成功制造出约五万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。科学家对反物质原子的内部结构和物理特性进行研究，认为反物质就是由反粒子构成的物质，所有的粒子都有反粒子，这些反粒子的特点是其构型、质量、寿命、自旋等与相应的粒子相同，但其电性与相应的粒子相反。下列说法中不正确的是( )
A．电子与反电子相遇，会放出能量
B．反电子在电场中的运动方向与电子相反
C．反氧原子是一个实心球体
D．反物质强酸与反物质强碱发生的中和反应可写作：H－＋OH＋===H2O
解析：由题意知，反粒子的构型与相应的粒子相同，故反氧原子不是实心球体，C错。
答案：C
12．放射性原子核中发出的射线有α粒子流和电子流。放出α粒子叫α衰变，每次α衰变使原子核少2个质子和2个中子；放射性元素放出电子(也叫β粒子)叫β衰变，每次β衰变使原子核少一个中子，多一个质子。若质量数为289的114号元素经过衰变变成质量数为209的83号元素铋，则需要经过α衰变和β衰变的次数分别为( )
A．9,20 B．20,9
C．9,9 D．20,20
解析：α粒子就是He原子核，可表示为He2＋，α衰变使原子核电荷数减少2，而质量数减少4，β衰变质量数不变，核电荷数增加1。设α衰变x次，β衰变y次，则根据质量数守恒有289＝209＋4x，得x＝20，根据电荷数守恒有114＝83＋2x＋y(－1)，把x＝20代入可得y＝9。
答案：B
二、非选择题(共40分)
13．(4分)科学家正在设法探寻“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷符号相反。
(1)若有α粒子(即氦离子)的反粒子，则该粒子的质量数为________，电荷数为________，α反粒子符号可表示成________。
(2)近几年，欧洲和美国的科研机构先后宣布，他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。试推测反氢原子的构造是________。
A．由1个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子构成
B．由1个带负电荷的质子与1个带正电荷的电子构成
C．由1个不带电荷的中子与1个带负电荷的电子构成
D．由1个带负电荷的质子与1个带负电荷的电子构成
解析：本题是一个信息题，“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”中原子核由带负电的质子构成，核外是带正电的电子；“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量数和相同的电量，但电荷符号相反。
答案：(1)4 －2 He2－ (2)B
14．(13分)在探索生命奥秘的过程中，科学家们认识到生命细胞的组成和元素周期表有密切的关系。约占人体总质量99.95%的11种常量元素均位于周期表前20号元素之内，其余0.05%由10多种人体不可缺少的微量元素组成。在微量元素中，只有B、F和Si位于短周期，其余均属于第4周期或第5周期。在常量元素中，除H、N、P外，在现在的元素周期表含有的元素中(写出元素符号)：
(1)原子最外层电子数是最内层电子数2倍的是________。
(2)能显示化合价最多的元素是________，跟它处在同一周期的还有一种非金属元素是________。
(3)原子半径最大的是________，它的相邻元素是________。
(4)剩余的两种元素，它们的离子的电子层结构相同，且带电量也相同，但符号相反。这两种元素是________和________。
解析：(1)前20号元素中，符合条件的即最外层是4个电子的(ⅣA族)元素有：C和Si，而Si属于微量元素，故该题只有C符合。
(2)显示化合价最多的元素是Cl，其化合价有－1、0、＋1、＋3、＋4、＋5、＋7等，跟它处在同一周期的非金属元素有Si和S，Si属于微量元素，故只有S符合。
(3)依据周期律中半径变化规律，前20号元素中原子半径最大的元素是K，与K相邻的元素为Na和Ca。
(4)剩余两种元素为O和Mg，它们的离子分别为O2－和Mg2＋。
答案：(1)C
(2)Cl S
(3)K Na和Ca
(4)Mg O
15．(9分)A、B、C、D是短周期元素，A元素的最高价氧化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合物，B原子的最外层电子数是电子层数的3倍，C、D两原子的最外层电子数分别是内层电子总数的一半。C元素是植物生长的营养元素之一，试写出：
(1)A、B元素形成的A元素最高价化合物的化学式____________________。
(2)D元素的单质与水反应的化学方程式____________________________________________。
(3)A、C元素气态氢化物的稳定性大小________＜________(用化学式表示)。
解析：最高价氧化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合物的元素只能是N；短周期中，B原子最外层电子数是电子层数的3倍，则B为O；C、D两原子的最外层电子数分别是内层电子总数的一半，则第1周期元素不符合条件，第2周期元素只有Li符合，第3周期元素内层电子总数为10，那么最外层电子数为5，故该元素为P，再根据C元素是植物生长的营养元素之一，则C为P、D为Li，由于N吸引电子的能力比P强，因而NH3比PH3稳定。
答案：(1)N2O5
(2)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
(3)PH3 NH3
16．(14分)部分中学化学常见元素的原子结构和性质如下表所示：
序号
元素
结构及性质
①
A
A是生活中常见金属，它有两种氯化物，相对原子质量相差35.5
②
B
B原子最外层电子数是内层电子数的
③
C
C单质分子中含化学键数最多，单质稳定，但其原子较活泼
④
D
通常情况下，没有正化合价，A、B、C都能与D化合
⑤
E
E在周期表中可以排在ⅠA族，也有人提出排在ⅦA族、ⅣA族
(1)如果A与冷的浓硝酸作用发生钝化，工业上冶炼A单质的化学方程式为______________________________________________。
(2)A的氯化物的浓溶液分别滴入冷水、热水中，得到黄色和红褐色液体，区别两种液体哪种是胶体的方法是__________________________。
(3)B与C简单离子的半径大小为________(用离子符号表示)。
(4)E与D可以按原子个数比为2∶1、1∶1形成两种化合物X、Y，区别X、Y这两种物质的实验方法为____________，E与C组成的两种化合物M、N，所含电子数分别与X、Y相等，请写出M的电子式________，N的化学式________。
(5)在上述五种元素中，选两种元素组成化合物甲，甲既含有离子键又含有共价键，甲的化学式为________。
解析：①A的两种氯化物相对原子质量相差35.5，显然差一个氯原子，则A具有变价，且其常温下遇冷的浓HNO3钝化，故A为Fe，两种氯化物为FeCl2和FeCl3。工业上用CO还原Fe2O3而制得铁；利用丁达尔效应可以鉴别溶液与胶体。②B原子最外层电子数是内层电子数的，应为12号元素Mg。③N原子较活泼，形成N2却很稳定，因为含有一个氮氮叁键；Mg2＋和N3－的电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故半径：Mg2＋＜N3－。④D无正价，但可以与Fe、Mg、N相结合，则应为O元素。⑤H有负一价，故可以排在ⅦA族，又正负化合价之和为0，故可排除ⅣA族。
(4)H2O2中加入MnO2可产生O2。NH3和H2O均为10电子，N2H4和H2O2均为18电子。
(5)NH为阳离子，H－为阴离子，其中NH中含有共价键。
答案：(1)Fe2O3＋3CO3CO2＋2Fe
(2)让一束光分别透过两种液体，从侧面能看到一条光亮通路的是胶体，无此现象的为溶液
(3)Mg2＋＜N3－
(4)分别加入MnO2有大量气泡产生为H2O2
N2H4
(5)NH4H
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