第3讲 物质构成的奥秘-全国初中化学竞赛试题精编（教师版）

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全国初中化学竞赛试题精编
第3 讲 物质构成的奥秘
一、选择题
1. （2021年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）科学家用单个分子制成了“纳米车”(如图)，它能在人工操纵下运输药物分子到病源处释放，下列有关“米车”的说法正确的是

A. “纳米车“的研制成功说明分子要在人为外力作用下才能运动
B. “纳米车”分子不是由原子构成的
C. “纳米车“运输药物分子的过程是肉眼可以直接看见的
D. “纳米车”研制成功说明在一定条件下人可以控制分子运动
【答案】D
【解析】
A、分子在不断地运动，没有人为外力作用，分子也在不断地运动，选项错误；
B、分子都是由原子构成的，则“纳米车”分子也是由原子构成的，选项错误；
C、分子很小，“纳米车“运输药物分子的过程是肉眼不能直接看见的，必须借助某些仪器才能观察到，选项错误；
D、“纳米车”研制成功说明在一定条件下人可以控制分子运动，选项正确，故选D。
2. （陕西省咸阳市泾阳县2020-2021学科竞赛）美国科学家卡尔•克利特在真空条件下，成功制得盐粒状的“氮5”（化学式为N5），在制取“氮5”的实验中，它曾发生了爆炸，摧毁了实验室的设备．因此科学家认为，如果能让这种物质保持稳定，它可以成为火箭和导弹的理想燃料．有关“氮5”的说法正确的是
A. “氮5”的化学性质非常稳定
B. 每个N5分子由5个氮原子构成
C. “氮5”是一种化合物
D. 真空条件下“氮5”是一种气体
【答案】B
【解析】
A、在制取“氮5”的实验中，它曾发生了爆炸，摧毁了实验室的设备．因此科学家认为，如果能让这种物质保持稳定，它可以成为火箭和导弹的理想燃料，则可推断“氮5”的化学性质不稳定，故A错误；
B、每个N5分子是由5个氮原子构成的，故B正确；
C、“氮5”是由氮元素组成的纯净物，属于单质，故C错误；
D、在真空条件下，成功制得盐粒状的“氮5”（化学式为N5），真空条件下“氮5”是盐粒状的固体，故D错误。故选B。
3. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）若用“☐”“△”“○”表示构成不同物质的原子，它们相互组合形成下列四种物质，其中表示混合物的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A、混合物是由不同种物质组成的，从微观方面看，混合物中含有不同种微粒， A中表示的是两种不同的分子混合在一起，是混合物；
B、表示的是由不同种原子构成的一种分子，表示的是纯净物；
C、表示的是由不同种原子构成的一种分子，表示的是纯净物；
D、表示的是由同一种原子构成的一种分子，表示的是纯净物；
故选A。
4. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A. 煤油是可再生能源
B. H2燃烧过程中热能转化为化学能
C. 火星陨石中的20Ne质量数为20
D. 月壤中的3He与地球上的3H质子数相同
【答案】C
【解析】
A.煤油为石油分馏产品，为不可再生能源，说法错误；
B.氢气燃烧过程中，发光发热，化学能主要转化为热能，还有一部分光能，说法错误；
C.依据核素的表示方法，20Ne质量数为20，说法正确；
D.同位素为相同元素的不同核素，其质子数相同，但3He、3H质子数不同，说法错误；
答案：C。
5. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）定义：分子或原子团的原子总数相同，最外层电子总数也相同，这样的微粒互称等电子体，等电子体的结构和物理性质非常相似，如N2和CO是等电子体，如下表所示：
微粒
分子中原子最外层电子数总和
沸点
水溶性
密度
N2
5×2=10
-195.8℃
难溶于水
1.25g/L（标准状况）
CO
4+6=10
-191.5℃
难溶于水
1.25g/L（标准状况）
下列哪组物质的结构和物理性质“相差甚远”
A. O3和SO2 B. CO2和N2O C. NH3和BF3 D. 和
【答案】C
【解析】
根据题干信息分析，等电子体的结构和物理性质非常相似。
A、O3和SO2原子总数相同，均是3，最外层电子总数相同，均是18，是等电子体，性质相似，故选项错误；
B、CO2和N2O的原子总数相同，均是3，最外层电子总数相同，均是16，是等电子体，性质相似，故B选项错误；
C、NH3和BF3的原子总数相同，均是4，最外层电子总数不相同，NH3最外层电子总数是8，BF3最外层电子总数是24，不是等电子体，性质相差很大，故选项正确；
D、和的原子总数相同，均是4，最外层电子总数相同，均是24，是等电子体，性质相似，故选项错误。
故选：C。
6. (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛) 2020 年 12 月 17 日嫦娥五号返回器成功着陆。带回的月球土壤中含有一种重要的元素氦—3。当两个氦—3 原子相遇，在满足一定条件下会发生核聚变,生成一个氦—4 和两个氢，同时释放出强大的能量。下列说法正确的是 （ ）
A. 氦—3 原子和氦—4 原子具有相同的中子数
B. 核聚变释放出的能量不是清洁能源
C. 氦—3 原子和氦—4 原子具有相同的核电荷数
D. 氦—3 原子发生聚变是化学变化
【答案】C
【解析】
A、氦—3 的中子数为3-2=1，,氦—4的中子数为4-2=2，中子数不同，不符合题意；
B、核聚变释放出的能量是清洁能源，不符合题意；
C、氦—3 原子和氦—4 原子具有相同的核电荷数都是2，符合题意；
D、 核聚变是物理变化，因为化学变化中最小的粒子是原子，而核聚变是原子核的变化，不符合题意。
故选C。
7．2019 年 4 月，《自然》杂志发文宣布，科学家首次在太空中检测到氦合氢离子（HeH+）。HeH+被认为是宇宙中首个化学反应的产物，是宇宙演化的最重要标记之一。则 1 个 HeH+（　　）
A．共有 3 个质子 B．只有 1 个原子核
C．共有 4 个电子 D．相对质量为 3
【答案】A
【解析】A、1个氦合氢离子（HeH+）中含有2个原子核，氦原子核内质子数为2，氢原子核内质子数为1，则共有3个质子，说法符合题意。
B、1个氦合氢离子（HeH+）中含有2个原子核，说法不符合题意。
C、1个氦合氢离子（HeH+）中含有2个原子核，氦原子核内质子数为2，氢原子核内质子数为1，则共有3个质子，1个氦合氢离子（HeH+）带1个单位的正电荷，则其核外电子数为3-1=2，说法不符合题意。D、相对质量为4+1=5，说法不符合题意。故答案为：A。
8．对照实验是一种重要的科学方法。根据下图所示实验，下列说法不正确的是(　　)

A．甲实验可证明氨分子能使酚酞变红
B．乙实验可证明温度不同分子的运动速率不同
C．甲、乙两个实验均能证明分子之间有间隔
D．甲、乙两个实验均能证明分子在不断运动
【答案】A
【解析】A.甲实验是验证氨分子的运动，符合题意；
B.乙实验中除水温不同外，其它条件相同，可证明温度不同分子的运动速率不同 ，不符合题意；
C. 甲实验氨分子运动到酚酞溶液中，使整个酚酞溶液变红，乙实验品红可扩散到水中，两个实验均能证明分子之间有间隔 ，不符合题意；
D. 甲、乙两个实验均能证明分子在不断运动 ，不符合题意；
故答案为：A
9. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）按如图所示装置，玻璃棒末端固定一团喷有酚酞溶液的脱脂棉Y。先加入物质X，再塞上带玻璃棒的橡胶塞。片刻后，能观察到喷有酚酞溶液的脱脂棉Y变红，则物质X可能是

A. 浓盐酸 B. 浓氨水
C. 浓醋酸 D. 浓氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析】
A、浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体与Y中的水结合成盐酸，盐酸显酸性，不能使喷有酚酞溶液的脱脂棉Y变红，不符合题意；
B、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气与Y中的水结合成氨水，氨水显碱性，能使喷有酚酞溶液的脱脂棉Y变红，符合题意；
C、浓醋酸具有挥发性，但是醋酸显酸性，不能使喷有酚酞溶液的脱脂棉Y变红，不符合题意；
D、氢氧化钠显碱性，能使无色酚酞试液变红，但是浓氢氧化钠不具有挥发性，不能使喷有酚酞溶液的脱脂棉Y变红，不符合题意。
故选B。
10．下列有关微粒的说法正确的是（　　）
A．分子的质量一定都比原子大
B．物体有热胀冷缩现象，主要是因为物体中的粒子大小随温度的改变而改变
C．水通电可以收集到氧气和氢气能证明分子在化学变化是可分的
D．原子团和原子一样，在化学反应中不能再分
【答案】C
【解析】A、分子的质量不一定比原子的质量大，例如氢分子的质量小于氧原子的质量，错误；
B、物体有热胀冷缩现象，主要是因为物体中的粒子间隔随温度的改变而改变，不是粒子的大小，错误；
C、水通电生成氢气和氧气证明分子在化学变化中可以再分．说法正确；
D、原子团在化学反应中一般以整体形式参加反应，有的反应中是可以分开的，例如高锰酸钾受热分解的反应，错误；
故选C．
11. (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)推理是化学学习中常用的方法，下列推理正确的是
A. 离子是带电荷的粒子，则带电荷的粒子一定是离子
B. 含碳元素的物质充分燃烧都会生成CO2，所以燃烧有CO2生成的物质一定含碳元素
C. 单质中只含一种元素，则由一种元素组成的物质一定是单质
D. 同种元素的粒子质子数相同，则含有相同质子数的粒子一定属于同种元素
【答案】B
【解析】
A、电子、质子等也带电荷，但不是离子，说法不正确；
B、根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变，所以燃烧有CO2生成的物质一定含碳元素，说法正确；
C、单质中只含一种元素，则由一种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物，例如氧气和臭氧的混合物，说法不正确；
D、同种元素的粒子质子数相同，则含有相同质子数的粒子不一定属于同种元素，例如水分子中含有10个质子，氖原子中也含有10个质子，但它们不是同种元素，说法不正确。
故选B。
12．构成下列物质的微粒与构成干冰的微粒种类相同的是（　　）
A．铁 B．硫酸铜 C．液氧 D．金刚石
【答案】C
【解析】A、铁是由铁原子构成，不符合题意；
B、硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成，不符合题意；
C、液氧是由氧分子构成，符合题意；
D、金刚石 是由碳原子构成的，不符合题意；
答案为：C。
13. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）等电子体因原子数目相同、电子数目相同而具有某些共性。下列物质中属于等电子体的是
A. CO2和N2O B. CO和N2 C. NO2和CO2 D. SO2和C1O2
【答案】AB
【解析】
A.一个 分子的电子数为6+8×2=22，一个分子的电子数为7×2+8=22，一个分子中原子数目都是3，故A正确；
B. 一个分子的电子数为14，一个分子的电子数为14，一个分子中原子数目都是2，故B正确；
C. 一个分子的电子数为23，一个分子的电子数为22，故C不正确；
D. 一个分子的电子数为32，一个分子的电子数为33，故D不正确。
故选：AB。
14.（2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）化学上可用符号“”表示原子的组成，其中M代表元素符号，Z表示原子核内的质子数，A表示原子核内质子数与中子数之和。已知和的核外电子排布完全相同，则下列关系正确的是
A. b-a=d-c B. a-n=c+m
C. a+n=c-m D. b-n=d+m
【答案】B
【解析】
原子得到或者失去电子形成离子，原子失去电子形成阳离子，原子得到电子形成阴离子。
由题干信息可知两种离子的核对电子排布完全相同，则X、Y的离子核外电子数相等，中所含核外电子数为a-n，中所含核外电子数为c+m，得出a-n=c+m，对比选项，故选B。
15. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）晶体有规则几何外形，但有些晶体存在“缺陷”，从而引起含有的离子数量比发生变化，但整体仍呈电中性。如某种氧化镍（NiO）晶体中存在：1个Ni2+空缺，另有2个Ni2+被Ni3+取代，其组成可表示为Ni0.97O，则其中Ni3+和Ni2+的离子数比为

A. 3：2 B. 2：3 C. 6：91 D. 91：6
【答案】C
【解析】
根据氧化镍其组成可表示为，氧化镍样品组成中个数比，氧离子所带的负电荷为，设晶体中的个数为，的个数为，则有，答案为：C。
16. （湖北省2021年九年级学科竞赛）FeSO4可用于治疗缺铁性贫血症。已知铁元素在周期表中的相关信息及铁原子结构示意图如图所示，下列说法中正确的是

A. 铁原子的质量是55.85g
B. 铁元素位于第五周期
C. 铁离子的核外有24个电子
D. x＝2
【答案】D
【解析】
A、元素信息图中正下方的数字是元素原子的相对原子质量，由图可知，铁原子的质量是55.85，选项错误；
B、由图可知，铁原子的核外有四个电子层，则铁元素位于元素周期表中的第四周期，选项错误；
C、铁离子是1个铁原子失去3个电子形成的，则1个铁离子核外有23个电子，选项错误；
D、原子中核内质子数等于核外电子数，则x=26−2−8−14=2，选项正确；
故选D。
17. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）在化学上常用表示原子，其中X表示元素符号，A表示相对原子质量，Z表示质子数。“玉兔”号月球车用作为热源材料。下列关于的说法正确的是
A. 与属于同种元素 B. 与中子数相同
C. 与化学性质相同 D. 与电子数相同
【答案】D
【解析】
A. 的质子数是94，的质子数是92，两种质子数不同，故属于不同元素，故A不正确；
B. 的中子数等于，的中子数等于，故B不正确；
C. 的质子数为94，的质子数是92，质子数不同，核外电子数不同，化学性质不同，故C不正确；
D. 与的电子数都为94，故D正确。
故选：D。
18. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）某化合物MX6分子呈正八面体形式（如图所示）。由于六个 X 原子与 M 的连接完全对称，因此将任意一个 X 用 Y 原子替换，均只能得到一种结构的MX5Y分子，按此思路， 若将其中任意两个 X 原子用 Y 原子替换，则得到的化学式为MX4Y2的分子

A. 只有 1 种结构
B. 存在 2 种不同结构
C. 存在 3 种不同结构
D. 存在 4 种不同结构
【答案】B
【解析】
根据正八面体分析，将其中任意两个 X 原子用 Y 原子替换，当两个Y原子在同一三角形任意两个角中，为一种结构，当两个Y原子不在同一三角形的任意一角中，为另一种结构；也就是说当两个Y原子与M原子的键形成90度角时为一种结构，当两个Y原子与M原子的键形成180度角时为另种结构。故选B。
19．一定条件下在密闭容器里加热水，温度和时间的关系如图所示，①②③表示水在不同时刻的存在状态。下列有关判断正确的是(　　)

A．水分子间的间隔：②>③
B．水分子的运动速率：①>③
C．水分子的质量：①=②=③
D．①→②的过程中水分子由无序排列变为有序排列
【答案】C
【解析】 A.①②③表示水在不同时刻的存在状态，由温度与时间的图像关系可知， ②为水，③为水蒸气， 水分子间的间隔②