苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 物质结构研究的内容练习

这是一份苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 物质结构研究的内容练习，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．被称为“黑金”的石墨烯也是一种碳单质，石墨烯是碳原子构成的六边形结构、只有一层原子厚度的二维晶体，又称为“新材料之王”。下列说法正确的是
A．、、都属于碳的同素异形体
B．晶体中存在离子键和共价键
C．的空间填充模型如图所示
D．石墨烯属于芳香烃的一种
2．与水发生反应。下列表示相关微粒的化学用语正确的是
A．的结构示意图：B．是非电解质
C．HClO电离D．中子数为18的氯原子：
3．下列各组物质的分类正确的是
①在熔融状态下能导电的化合物为离子化合物
②电解质：明矾、冰醋酸、绿矾、纯碱
③CO2、NO2、P2O5均为酸性氧化物，Na2O、Mn2O7均为碱性氧化物
④同位素：1H+、2H2、3H
⑤同素异形体：C60、C80、金刚石、石墨
⑥同系物：CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2
⑦化合物：CaCl2、NaOH、HCl、HD
A．①②⑤B．①②⑤⑦C．②⑤⑥⑦D．①②③④⑤⑥⑦
4．Na2O2与H2O反应生成NaOH 和O2.下列说法正确的是
A．Na2O2中阴阳离子的个数比为1∶1B．Na+结构示意图为
C．H2O的摩尔质量是18D．16O2与18O2互为同位素
5．医学界通过用放射性来标记，发现的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病(AIDS)。下列说法正确的是
A．与石墨互为同位素
B．的中子数与质子数相差2
C．常温下，易溶于氯化钠溶液
D．基态碳原子L层的轨道表示式为
6．下列微粒互为同素异形体的是
A．Na和Na+B．O2和O3
C．CO和CO2D．CuSO4和
7．为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．标准状况下，完全反应，转移电子数目一定为
B．1.0LpH=1的溶液中的数目为
C．30gNO与混合后所含原子总数小于
D．若核反应(为中子)体系内中子增加，则消耗质量为47g
8．85Rb、87Rb是铷的最稳定同位素，其中国际上以87Rb的辐射频率作为时间基准。已知85Rb在该元素原子中占有的物质的量的分数为75%，87Rb在该元素原子中占有的物质的量的分数为25%，则Rb元素的近似相对原子质量为
A．85.7B．86C．85.5D．86.5
9．下图是元素周期表中某元素的相关信息，从图中不能获得的信息是
A．该元素是非金属元素B．该元素的原子序数为7
C．该元素的相对原子质量是14.01D．氮气的化学式为N2
10．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．18g重水（D2O）含有的中子数为10 NA
B．溶液中含有Fe3+数目小于0.2NA
C．晶体含有的离子总数为1.5 NA
D．标准状况下，完全反应，转移的电子数一定为0.2NA
11．已知CaO与H2O反应生成Ca(OH)2和O2。下列有关化学用语错误的是
A．质量数为40的钙原子：CaB．氧原子的结构示意图：
C．电离方程式：Ca(OH)2=Ca2++2OH-D．化学方程式：CaO2+H2O=Ca(OH)+O2↑
12．将溶液与NaHS溶液混合可发生反应。下列化学用语使用正确的是
A．的结构示意图：
B．中子数为10的氧原子：O
C．NaHS的电子式：
D．在水中的电离方程式：
13．已知：①白磷和的分子结构和部分化学键的键能分别如下图、表所示：

②(白磷，)(红磷，) 。
下列说法正确的是
A．白磷和红磷互为同位素
B．相同条件下白磷比红磷稳定
C．等质量的白磷、红磷分别完全燃烧，放出热量更多的是白磷
D．(白磷，)
14．与可发生反应：，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．中含有的键数为
B．常温下，的盐酸中含有的数为
C．标准状况下，中的数为
D．中含有的中子数为
15．下列物质的相互关系描述正确的是
A．、互为同位素
B．和互为同系物
C．金刚石、碳纳米管互为同素异形体
D．新戊烷和2，2-二甲基丙烷互为同分异构体
二、填空题
16．近年来，科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：
(1)Fe原子的核内中子数为 ，该原子的核外电子数为 。
(2)以下关于Fe的叙述正确的是___________(填序号)。
A．Fe与Fe是两种核素
B．科学家获得了一种新元素
C．Fe的衰变不是化学变化
D．这种铁原子衰变放出两个质子后变成Fe
(3)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是 。
17．开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，其铀元素中需达到5%。该核燃料的一种制备流程如下：
(1)天然铀主要含99.3%和0.7%，和互为 。
(2)I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如下图所示。
①A电极是 (填“阴极”或“阳极”)，其电极反应式是 。
②U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以 ，从而提高U4+的产率。
(3)III中使用的F2可通过电解熔融KF、HF混合物制备，不能直接电解液态HF的理由是HF属于 化合物，液态HF几乎不电离。
三、解答题
18．为应对全球气候变暖，科学家在综合利用 CO2方面取得了不少研究成果。如用 CO2合成重要化工原料 CH3OH，同时生成 CO，反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+Q1kJ(Q1＞0)，
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g)-Q2kJ(Q2＞0)。
研究催化剂等外界条件对上述反应的影响，结果如图 1、图 2
完成下列填空：
(1)一定是碳12的同位素原子是 (选填“A”、“B”、“C”、“D”)
A．质子数为6，中子数为8 B．质子数为8，中子数为12
C．质子数为12，中子数为6 D．质子数为12，中子数为8
(2)分析图1：催化效果最佳的是催化剂 (选填“A”、“B”、“C”)。若密闭容器体积为2L，则a点测得CH3OH的平均生成速率为 ml·L-1·min-1。b点反应 (填“达到”或“未达到”)平衡状态，理由是：
(3)分析图2：相同温度下，增大原料气压强，反应Ⅰ平衡常数 (选填“增大”、“减小”、“不变”、“无法判断”)；当压强为6Mpa、温度在400~600℃时，CO2的总体平衡转化率随温度升高而增大的原因是
(4)若生成的CH3OH和CO物质的量之比为4:1，则消耗相同条件下的CO2和H2体积比是
(5)若有88gCO2发生反应Ⅰ，并放出akJ热量，则图3中A为 ，B为
19．“海底黑烟囱”是海底热泉将地壳深处金属、非金属化合物带出时逐渐沉积形成的烟囱状通道，含有铜、锌、锰、钻、镍等金属的硫化物及金、银、铂等贵金属。“海底黑烟囱”的研究对海底矿产资源的勘探及金属硫化物成矿过程的认识均有极大的推动作用。
(1)“烟囱”周围的水样中发现了中子数是1，质子数是2的核素，该核素符号是 。
(2)“烟囱”内壁含有的结晶黄铁矿（主要成分是FeS2）在一定条件下发生如下反应：
X的化学式是 ，氧化剂是 。
(3)“烟囱”外壁含有石膏（CaSO 4∙2H2O），在1400℃时能分解生成CaO、水蒸气和另外两种气体，其中一种气体可使品红溶液褪色。写出1400℃时石膏分解的化学方程式 。
(4)“烟囱”底部存在的难溶物ZnS遇CuSO4溶液会慢慢转化为铜蓝(CuS）。根据沉淀溶解平衡理论写出由ZnS转化为CuS的离子方程式 ；若转化后溶液中 ，则c(Cu2+）= ml·L－1〔已知〕
(5)“烟囱”中含有钻元素，LiCO2可用作一种铿离子电池的正极材料。该锉离子电池充电过程中，负极发生的反应为 ，正极发生之间的转化，写出放电时电池总反应方程式 。
化学键
键能
参考答案：
1．B
【详解】A．、、质子数相同，中子数不同，都属于碳的同位素，故A错误；
B．是离子化合物，存在离子键，C中含有共价键，故B正确；
C．是正四面体结构，空间填充模型为：，故C错误；
D．石墨烯是单质，不是芳香烃，故D错误；
故选B。
2．C
【详解】A．氯离子的核电荷数为17，核外电子总数为18，其正确的离子结构示意图为：，故A错误；
B．是单质，既不是电解质，也不是非电解质，故B错误；
C．HClO是弱酸，部分电离，电离方程式为，故C正确；
D．中子数为18的氯原子应表示为：，故D错误。
答案选C。
3．A
【详解】①共价化合物在熔融状态下不导电，在熔融状态下能导电的化合物为离子化合物，故①正确
②明矾、冰醋酸、绿矾、纯碱溶于水自身电离出阳离子与阴离子，属于电解质，故②正确；
③NO2不是酸性氧化物，Mn2O7是酸性氧化物，故③错误；
④同位素研究的对象是原子，1H＋是离子，2H2属于单质，故④错误；
⑤C60、C80、金刚石、石墨是碳元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，故⑤正确；
⑥C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2存在同分异构体，结构不一定相似，CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2不一定属于同系物，故⑥错误；
⑦HD是单质，故⑦错误；正确的是：①②⑤；
故选A。
4．B
【详解】A．Na2O2晶体中阳离子为Na+、阴离子为O，所以Na2O2晶体中阴阳离子个数之比为1：2，故A错误；
B．Na+核电荷数为10，核外电子数为10，结构示意图为，故B正确；
C．H2O的摩尔质量是18g/ml，故C错误；
D．16O2与18O2为氧元素的单质不是原子，不为同位素关系，故D错误。
答案选B。
5．B
【详解】A．与石墨互为同素异形体，A项错误；
B．质子数为6，质量数为14，中子数为8，则中子数与质子数相差2，B项正确；
C．常温下，不溶于氯化钠溶液，C项错误；
D．基态碳原子L层的轨道表示式为，D项错误；
故答案为：B。
6．B
【分析】同素异形体是同种元素形成的性质不同的单质。
【详解】A．Na和Na+不是单质，不互为同素异形体，A不符合题意；
B．O2和O3是O元素形成的不同单质，互为同素异形体，B符合题意；
C．CO2和CO是化合物不是单质，不互为同素异形体，C不符合题意；
D．CuSO4和CuSO4⋅5H2O是盐不是单质，不互为同素异形体，D不符合题意；
故选B。
7．D
【详解】A．标况下与水或稀碱溶液反应时，完全反应，转移1ml电子，A项错误；
B．pH=1的溶液中，，则1.0LpH=1的溶液中的数目为，B项错误；
C．30gNO的物质的量为1ml，的物质的量为1ml，混合前两种气体所含原子总数为，则混合后所含原子总数不变，仍然为，C项错误；
D．根据该核反应的化学计量数可知，体系内中子增加，消耗质量为235g，若体系内中子增加，则消耗质量为47g，D项正确；
答案选D。
8．C
【详解】元素的近似相对原子质量等于各种同位素的的质量数乘以物质的量分数再求和，则Rb元素的近似相对原子质量为，C符合。
答案选C。
9．D
【详解】A．氮元素是非金属元素，A正确；
B．氮元素的原子序数为7，B正确；
C．从图中可得到该元素的相对原子质量是14.01，C正确；
D．从图中不能得到氮气的化学式为N2，D错误；
故选D。
10．B
【详解】A．18g重水（D2O）含有中子，即9NA 个中子，A错误；
B．溶液中的物质的量为0.2ml，但部分水解，故溶液中含有数目小于0.2NA，B正确；
C．的物质的量为，CaC2由和构成，故晶体含有的离子总数为NA，C错误；
D．标准状况下，的物质的量为0.1ml，氯气完全反应，转移的电子数也可能为0.1NA，如，D错误；
故选B。
11．D
【详解】A．质量数为40的钙原子表示为Ca，故A正确；
B．氧原子核外有8个电子，原子结构示意图为，故B正确；
C．Ca(OH)2是强电解质，电离方程式为Ca(OH)2=Ca2++2OH-，故C正确；
D．过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气，化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑，故D错误；
选D。
12．C
【详解】A．的结构示意图：，A错误；
B．中子数为10的氧原子：，B错误；
C．NaHS为离子化合物，其电子式为：，C正确；
D．在水中完全电离，电离方程式为：，D错误；
故选C。
13．C
【详解】A．白磷和红磷为磷元素形成的不同单质，互为同素异形体，A错误；
B．(白磷，)(红磷，) ，为放热反应，白磷的能量高于红磷，所以红磷比白磷更稳定，B错误；
C．白磷的能量高于红磷，等质量的白磷、红磷分别完全燃烧，放出热量更多的是白磷，C正确；
D．根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，(白磷，) ，D错误；
故选C。
14．A
【详解】A．的物质的量为=2ml，含有3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键，则2ml中含有的键数为，故A正确；
B．没有体积不能计算的盐酸中含有的数，故B错误；
C．中不存在，故C错误；
D．含有18-8=10个中子，物质的量为，含有的中子数为，故D错误；
故选A。
15．C
【详解】A．同位素是具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素，、均为单质，不互为同位素，故A错误；
B．属于酚，属于醇，不互为同系物，故B错误；
C．金刚石、碳纳米管为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故C正确；
D．新戊烷和2，2-二甲基丙烷的结构式均为，是同一种物质，故D错误。
答案为：C。
16．(1) 19 26
(2)AC
(3)Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全相同
【详解】（1）Fe的中子数=质量数-质子数=45-26=19，电子数=质子数=26。
（2）Fe与Fe的质子数相同，属同一元素Fe元素，但中子数不同，是两种不同的核素，A正确；Fe元素不是一种新元素，B错误；Fe衰变后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质的，C正确；Fe衰变放出两个质子后变为Fe，D错误；故选AC。
（3）Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全相同
17． 同位素 阴极 +4H++2e-=U4++2H2O 防止U4+移动到阳极附近被氧化 共价
【详解】(1)和为同种元素的不同核素，互为同位素；
(2)①电解池中阳离子流向阴极，根据氢离子的流向可知A电极为阴极；得电子被还原为U4+，同时生成水，电极反应式为+4H++2e-=U4++2H2O；
②电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，而U4+有较强还原性，质子交换膜可以防止U4+移动到阳极附近被氧气氧化；
(3)HF只含共价键，为共价化合物，液态HF几乎不导电。
18． A A 未达到 此温度催化剂A得到的甲醇更多，即b若时间增加，在此条件下可以得到更多的生成物(合理即可) 不变 反应Ⅱ中增大的平衡转化率大于反应Ⅰ中减小的平衡转化率
【分析】(1)质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素；
(2)相同温度下甲醇的产量越高，催化剂的催化效果越好。根据v==计算；反应达到平衡状态时，各组分的含量保持不变，b点对应温度下使用催化剂A时甲醇物质的量大于b点，b点之后随时间的增加，在此条件下可以得到更多的生成物，据此分析解答；
(3)平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变；根据反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+Q1kJ(Q1＞0)为气体分子数目减小的放热反应，反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)-Q2kJ(Q2＞0)为气体分子数不变的吸热反应，根据外界条件对反应平衡移动的影响分析；
(4)结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，根据“三段式”分析解答；
(5)反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+Q1kJ(Q1＞0)为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，结合参与反应的CO2的量计算分析解答。
【详解】(1)质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素，碳原子的质子数为6，碳12的质子数为6、中子数为6，与碳12互为同位素原子质子数也应为6、中子数不为6，符合题意的只有A，答案选A；
(2)相同温度下甲醇的产量越高，催化剂的催化效果越好，如图所示，T1温度时，在催化剂A的作用下甲醇的产量最高，则A的催化作用最好；根据图示，经过tmin，a点测得生成CH3OH的物质的量为0.4ml，根据v==， a点时CH3OH的平均生成速率为=ml·L-1·min-1；反应达到平衡状态时，各组分的含量保持不变，根据图示，b点对应温度下使用催化剂A时甲醇物质的量大于b点，说明b点之后随时间的增加，在此条件下可以得到更多的生成物，说明b点未达到平衡状态；
(3)平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K不变；反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+Q1kJ(Q1＞0)为气体分子数目减小的放热反应，反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g)-Q2kJ(Q2＞0)为气体分子数不变的吸热反应，6Mpa、温度在400~600℃时，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，CO2的转化率减小，反应Ⅱ的平衡正向移动，CO2的转化率增大，导致CO2的总体平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是反应Ⅱ中增大的平衡转化率大于反应Ⅰ中减小的平衡转化率；
(4)若生成的CH3OH和CO物质的量之比为4:1，设CH3OH和CO物质的量分别为4ml和1ml，则：
反应过程中一共消耗CO25ml，消耗氢气13ml，同条件下，物质的量之比等于体积之比，则消耗相同条件下的CO2和H2体积比是5:13；
(5)反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+Q1kJ(Q1＞0)为气体分子数目减小的放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量，若有88gCO2发生反应Ⅰ，并放出akJ热量，即参加反应的二氧化碳的物质的量==2ml，结合图示，则A为2CH3OH(g)+2H2O(g)，B为2CO2(g)+6H2(g)。
【点睛】易错点为(5)，反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+Q1kJ(Q1＞0)为放热反应，反应物总能量大于生成物的总能量，需要注意题给信息中参与反应的CO2为88g即2ml，反应Ⅰ中为1ml CO2参与反应的能量变化，Q1小于a，图象中的能量变化要和参与反应的物质的量能量变化相对应。
19．(1)He
(2) Cu2S CuSO4、FeS2
(3)2CaSO4·2H2O2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑
(4) ZnS(s）+Cu2+(aq）=Zn2+(aq）+CuS(s） 3.0×10-14
(5)Li1-xCO2+LixC6=LiCO2+6C
【详解】（1）在元素符号的左上角是质量数，左下角是质子数，所以核素符号写成He。
（2）根据原子守恒，所以X的化学式为Cu2S；反应CuSO4中铜元素化合价降低，CuSO4做氧化剂；二硫化亚铁中硫元素为-1价，降低到Cu2S的-2价，所以FeS2做氧化剂。
（3）石膏（CaSO 4∙2H2O），在1400℃时能分解生成CaO、水蒸气和另外两种气体，其中一种气体可使品红溶液褪色，能使品红褪色的气体为二氧化硫，硫元素化合价降低，则氧元素化合价升高生成氧气，反应方程式为：2CaSO4·2H2O2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑。
（4）硫化锌和铜离子反应生成硫化铜和锌离子，离子方程式为：ZnS(s）+Cu2+(aq）=Zn2+(aq）+CuS(s）；反应的平衡常数K=，，铜离子浓度为3.0×10-14 ml·L－1。
（5）该锉离子电池充电过程中和Li1-xCO2反应生成和碳，将正负极反应加和即得总反应为Li1-xCO2+LixC6=LiCO2+6C。