2022年蘇教版高中化學選擇性必修21揭示物質(zhì)結構的奧秘 課時分層練習題含答案解析

專題1揭示物質(zhì)結構的奧秘

1、物質(zhì)結構研究的內(nèi)容....................................................1

2、物質(zhì)結構研究的范式與方法.............................................6

3、物質(zhì)結構研究的意義...................................................11

專題綜合測評............................................................17

1、物質(zhì)結構研究的內(nèi)容

［基礎過關練］

1.同位素的發(fā)現(xiàn)能揭示物質(zhì)微觀結構與性質(zhì)之間的關系。下列說法正確的是（）

A.和互為同位素

B.1個+2中含有18個中子

C.“2與的性質(zhì)完全相同

D."0和情的核外電子數(shù)相同

D和。3是0元素組成的兩種單質(zhì)，二者互為同素異形體，A錯誤；1個"0z中含有2

X（18—8）=20個中子,B錯誤;與％2的物理性質(zhì)不同，C錯誤；勺和力的核外電子數(shù)

都是8個，D正確。］

2.在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結構間的因果關系時，與鍵能無關的變化規(guī)

律是（）

A.HF、HC1、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱

B.NaF、NaCkNaBr、Nai的熔點依次降低

C.熔點：金剛石>碳化硅〉晶體硅

D.H2s的熔沸點小于HQ的熔沸點

D［非金屬性F>Cl>Br>L元素的非金屬性越強，形成的氫化物共價鍵的鍵能越大，

對應的氫化物越穩(wěn)定，A錯誤；NaF、NaCl、NaBr、Nai屬于離子晶體，離子半徑越大，鍵能

越小，熔沸點越低，B錯誤；金剛石、碳化硅、晶體硅屬于原子晶體，原子之間存在共價鍵,

原子半徑越小，鍵能越大，熔沸點越高，與共價鍵的鍵能大小有關，C錯誤；出0含有氫鍵，

熔沸點較高，與鍵能無關，D正確。］

3.解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結構的因果關系時，與化學鍵強弱無關的變化

規(guī)律是（）

A.與硅相比，金剛石的硬度大，其熔、沸點也高

B.HF、HC1、HBr、III的熱穩(wěn)定性依次減弱

C.鈉、鎂、鋁的熔、沸點逐漸升高

D.Fz、Clz、Bn、D的熔、沸點逐漸升高

D［原子晶體中，共價鍵越短，硬度、熔沸點越大，則金剛石的硬度大于硅，其熔、沸

點也高于硅，與共價鍵有關，故A有關；非金屬性元素的非金屬性越強，形

成的氫化物共價健的鍵能越大，對應的氫化物越穩(wěn)定，與鍵能有關，故B有關；鈉、鎂、鋁

的熔點和沸點逐漸升高，這是因為它們中的金屬鍵逐漸增強，與化學鍵的強弱有關，故C有

關；分子晶體的熔沸點與分子間作用力有關，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，分子

晶體的熔沸點越高，則F。、CL、Bn,L的熔、沸點逐漸升高，與化學鍵強弱無關，故D無

關。］

4.R、X、Y、Z為短周期元素，室溫下，濃度均為0.01mol的各元素最高價氧化

物對應水化物的pH與原子半徑的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是（）

A.原子序數(shù)大小:X<R<Z<Y

B.最簡單氫化物的沸點：X>Z

C.R與Z形成的化合物溶于水呈中性

D.X和Y可形成各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構的共價化合物

C［由已知信息和圖可知：濃度均為0.01mol?I/'的各元素最高價氧化物對應水化物

的pH,以及原子半徑可知R半徑最大，對應pH為12,所以R為Na元素，X、Y對應的pH

都是2,根據(jù)半徑大小關系，X為N元素，Y為C1元素，Z對應的pH小于2,所以Z為S元

素。原子序數(shù)大小為N<Na<S〈Cl,A正確：因NH：,分子間存在氫鍵，最簡單氫化物的沸點:NH3>HZS,

B正確；R與Z形成的化合物Na2s溶于水呈堿性，C錯誤；X和Y可形成共價化合物NCL,各

原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，D正確。］

5.實驗室用銀氨溶液檢驗醛基的實驗中，下列說法錯誤的是（）

A.檢驗試劑：銀氨溶液必須新制

B.所需玻璃儀器：試管，膠頭滴管，燒杯

C.銀氨溶液的制?。涸谙跛徙y溶液中加入過量氨水

D.實驗現(xiàn)象：出現(xiàn)銀鏡

C［向硝酸銀中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解得到銀氨溶液，需要現(xiàn)用現(xiàn)配，防止變

質(zhì)，與含一CHO的有機物水浴加熱生成光亮的銀鏡，以此來解答。A項正確：在試管中滴加

試劑，且水浴加熱可實現(xiàn)，需要試管、膠頭滴管、燒杯，B項正確；不能加過量氨水，應向

硝酸銀中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解即可，C項錯誤；一Clio被銀氨溶液氧化，生成Ag

單質(zhì)，觀察到銀鏡出現(xiàn)，D項正確。］

6.據(jù)報道，德國科學家實現(xiàn)了枷原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉換，該成果將給

量子計算機的研究帶來重大突破。已知鋤是37號元素。根據(jù)相關知識回答下列問題：

(1)枷(Rb)位于元素周期表的第周期族。

(2)關于鋤的結構和性質(zhì)判斷正確的是(填序號)。

①與水反應比鈉劇烈

②它的原子半徑比鈉小

③它的氧化物暴露在空氣中易吸收C02

④它的陽離子最外層電子數(shù)和鎂相同

⑤它是還原劑

(3)現(xiàn)有枷和另一種堿金屬形成的合金50g,當它與足量水反應時，放出標準狀況下的

氫氣22.4L,這種堿金屬可能是(填序號)。

a.Lib.Nac.Kd.Cs

［解析］(1)由Rb的原子序數(shù)是37可推知Rb位于第5周期IA族。

(2)由Rb的原子結構示意圖可知②④不正確；又因Na和Rb同主族，根據(jù)同主族元素性

質(zhì)的遞變規(guī)律知，Rb的金屬性比Na強，故①③⑤正確。

(3)設該合金的平均相對原子質(zhì)量為M,則根據(jù)得失電子守恒定律得★二8xi=

Mg,mol

224L

-丁X2,解得必=25,因麻(Rb)>25,則另一種堿金屬的相對原子質(zhì)量應小于25,

22.4L,mol

可能為Li或Na。

［答案］(1)5IA(2)①③⑤⑶ab

［拓展培優(yōu)練］

7.南京理工大學團隊成功合成了能在室溫下穩(wěn)定存在的五氮陰離子鹽

(N5)6(H2)3(NH3C1,五氮陰離子N「是制備全氮類物質(zhì)的重要中間體。下列說法正確的

是()

A.(N5)6(H：5O)：((NH,)1C1中含有共價鍵，屬于共價化合物

B.(Ns)60W)3(NH.,),C1中的H：Q+與NH；含有的電子數(shù)不相同

C.1molNsRj中含有70mol電子，與N?屬于同素異形體

D.NlNJ中含有共價鍵和離子鍵，屬于離子化合物

C［(Ns)6(H30)3(NH,)￡l屬于鹽，因此含有共價鍵，也含有離子鍵，屬于離子化合物，A

錯誤；1個HO"含有的電子數(shù)為1X3+8-1=10,1個NH：含有的電子數(shù)為7+1X4—1=10,

兩者含有的電子數(shù)相同，B錯誤；1mol中含有電子的物質(zhì)的量為［(7X5)-1］+［(7X

5)+1］=70mol,N：N「與即為N元素組成的兩種不同的單質(zhì)，屬于同素異形體，C正確；N：

N一中含有共價鍵和離子鍵，但N/N「是單質(zhì)，不屬于化合物，D錯誤。］

8.PS,是黃色或淡黃色結晶或粉末，無臭、無味、易燃、有毒，遇潮氣發(fā)生分解，分子

結構如圖所示，已知其燃燒熱4〃=-3677kJ?molT(P被氧化為PQl。)，下列有關P&的

說法中不正確的是()

A.分子中磷元素顯+3價

B.分子中每個原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結構

C.熱化學方程式為PS(s)+802(g)=PQu)(s)+3S02(g)677kJ?mol-1

D.分子中存在極性鍵與非極性鍵

A［由圖可知，1個P為+3價，其他3個P都是+1價，S為一2價，A錯誤；因P原

子最外層有5個電子，S原子最外層有6個電子，由圖可知，每個P形成3個共價鍵，每個

S形成2個共價鍵，5+3=8,6+2=8,即分子中每個原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結構，B

正確；1mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量為燃燒熱，則PtS3(s)+8O2(g)=P1Ol0(s)

1

+3SO2(g)A//=-3677kJ?mol-,C正確；由圖可知，P—P之間的鍵為非極性鍵，P-S

之間的鍵為極性鍵，D正確。］

9.決定物質(zhì)性質(zhì)的原子或原子團叫官能團，具有相同官能團的物質(zhì)具有相似的性質(zhì)。

乙醇的官能團為羥基(一0H),乙酸的官能團為叛基(一COOH),由課本中乙醇和乙酸的性質(zhì)請

推測乳酸的性質(zhì)。乳酸的結構簡式為：CH—CH—COOH

3I

0H

請回答下列問題：

(1)當乳酸在濃硫酸催化加熱條件下發(fā)生酯化反應時，能產(chǎn)生多種酯類化合物，請寫出

兩種該類產(chǎn)物的結構簡式：、?

(2)請寫出乳酸發(fā)生催化氧化反應時產(chǎn)物的結構簡式：。

(3)乳酸與金屬鈉反應的化學方程式：

⑷乳酸與Na2cQ,溶液反應的化學方程式：。

［解析］(1)乳酸分子中含有羥基和竣基，兩分子乳酸發(fā)生酯化反應可形成環(huán)酯，也可

以脫去1分子水，生成物的結構簡式分別為

0

II

0—c

/\OH

HC—CHCH—CH,

3\/3I

CH—CH—COOCH—CH

C—0I

COOH

(2)乳酸含有羥基，則發(fā)生催化氧化反應時產(chǎn)物的結構簡式為CH：(COCOOIL

(3)羥基、竣基均能與鈉反應生成氫氣，則乳酸與金屬鈉反應的化學方程式

CH—CH—COOH+2Na—>CH—CH—COONa+也t。

3I3I

OHONa

⑷只有竣基與Na2C0：i反應，則乳酸與Na2c溶液反應的化學方程式為

2CH—CH—COOH+NaC0-2CH—CH—COONa+C01+H0o

3|233|22

OHOH

0

II

0—c

/\

［答案］H3C-CH/CH—CH,

c—0

II

0

OH

I

CH—CH—COOCH—CH.CH,COCOOH

I

COOH

CH,—CH—COOH+2Na—>-CH—CH—COONa+

II

OHONa

H,t2CH3—CH—COOH+Na2CO3->

OH

2CH,—CH—COONa+CO,t+H：0

OH

2、物質(zhì)結構研究的范式與方法

［基礎過關練］

1.下列說法正確的是（）

A.互稱為同分異構體的物質(zhì)不可能具有相同的通式

B.通式相同的不同有機物一定屬于同系物

C.互為同分異構體的物質(zhì)之間物理性質(zhì)一定不同，但化學性質(zhì)一定相似

D.具有相同官能團的有機物不一定是同系物

D［A.互稱為同分異構體的物質(zhì)具有相同的通式，如環(huán)烷炫和單烯燒，通式都是。上〃,

故A錯誤；B.根據(jù)選項A的分析，不一定屬于同系物，故B錯誤；C.物理性質(zhì)不一定相同，

化學性質(zhì)不一定相同，如選項A中的分析，環(huán)烷垃不能發(fā)生加成反應，但單烯炫可以發(fā)生加

成反應，故C錯誤；D.還需要看結構是否相似，官能團的數(shù)目是否相同，如乙醇和丙三醇,

都含有羥基，但不屬于同系物，故D正確。］

2.下列說法正確的是（）

A.電子離核越近，能量越高

B.原子核外電子的運動沒有規(guī)律

C.在多電子原子中，核外電子分層排布

D.電子一般盡可能排布在能量高的電子層中

C［能量低的電子在離核近的區(qū)域運動，能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動，在多電子

原子中，核外電子分層排布，故A、B、D錯誤，C正確。］

3.元素周期律的發(fā)現(xiàn)使得化學研究減少了盲目性。發(fā)現(xiàn)元素周期律的化學家是（）

A.波義耳B.門捷列夫

C.拉瓦錫D.道爾頓

B［A.波義耳提出了元素說，A錯誤；B.門捷列夫設計了元素周期表，B正確；C.拉

瓦錫測定了空氣的成分，C錯誤；D.道爾頓提出的是原子理論，D錯誤。］

4.含有一個雙鍵的烯燃和Hz加成后的產(chǎn)物結構如圖，則該烯煌中碳碳雙鍵位置異構的

種數(shù)有（）

CH,—CH

I

CH—CHn—CH—CH,—C—CH—CH,

2I2I23

CH,CH3

A.8種B.7種

C.6種D.5種

D［根據(jù)烯煌與Hz加成反應的原理，推知該烷燒分子中相鄰碳原子上均含有氫原子的碳

1011

CH2—CH3

原子間是對應烯煌存在C=C的位置，該烷煌氤一IH-EHX—阮一兒中能形成雙鍵

CH,CH,

89

鍵位置有：1和2之間、2和3之間、3和4之間、3和8之間、6和7之間（10和11之間，

且二者等效），則符合條件的烯煌共有5種，故選D。］

5.關于氫鍵，下列說法正確的是（）

A.甲硫醇（CHaSH）比甲醇的熔點低的原因是甲醇分子間易形成氫鍵

B.氯化鈉易溶于水是因為形成了氫鍵

C.氨易液化與氨分子間存在氫鍵無關

D.HQ是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于氫鍵所致

A［A.由于0的電負性較大，甲醇中含有氫鍵，導致甲醇的熔點比甲硫醇的高，故A

正確：B.氯化鈉是離子化合物不可能形成氫鍵，B不正確；C.氨氣分子內(nèi)存在氫鍵，沸點

較高，易液化，故C錯誤；I）.氫鍵影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，水是非常穩(wěn)定的化合物，是指水

不易分解，屬于化學性質(zhì)，由水分子內(nèi)0—H決定，故D錯誤。］

［拓展培優(yōu)練］

6.下列關于元素金屬性、非金屬性的說法正確的是（）

A.HC1的酸性強于H2S,故非金屬性：C1>S

B.第IA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素

C.僅用AICL溶液、MgCk溶液、NaOH溶液，無法驗證Mg、Al的金屬性強弱

D.第VIIA族元素的陰離子還原性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強

B［A.HC1、H2s都不是最高價氧化物對應水化物形成的酸，無法根據(jù)二者酸性比較C1、

S元素的非金屬性，故A錯誤；B.同一周期元素，元素的金屬性隨著原子序數(shù)的增大而減弱，

所以IA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素，故B正確；C.氫氧化鋁溶于NaOH,而

氫氧化鎂不溶，說明氫氧化鋁為兩性氫氧化物，氫氧化鎂則為金屬氫氧化物，金屬性越強，

元素對應最高價化合物的氧化物的水化物的堿性越強，所以金屬性比較：Na>Mg>Al,則可僅

用AlCh、MgCL、NaOH三種溶液驗證Mg、Al的金屬性強弱，故C錯誤；D.VI1A族元素的陰

離子還原性越強，對應元素的非金屬性越弱，則其最高價氧化物對應水化物的酸性越弱，故

D錯誤］。

7.下列關于元素周期表的說法錯誤的是（）

A.元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式

B.是先有元素周期律，再有元素周期表的

C.中學課本上的元素周期表是常用的一種形式，也是唯一的一種形式

D.元素周期律是指元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化的規(guī)律

C［A.周期表是按照原子序數(shù)大小排列的，每一周期具有相同電子層數(shù)，每一族元素

的價電子數(shù)目相等，性質(zhì)相似，同時按照原子序數(shù)的遞增呈周期性變化，即元素周期表是元

素周期律的具體表現(xiàn)形式，故A說法正確；B.元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，

先有了元素周期律，然后門捷列夫才做出了元素周期表，故B說法正確；C.不只有門捷列

夫作出了元素周期表，還有別人的不一樣的排列方式，故C說法錯誤；D.原子核外電子呈

現(xiàn)周期性的變化，因此元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化的規(guī)律，故D說法

正確］。

8.門捷列夫在研究周期表時預言了包括“類鋁”“類硅”在內(nèi)的11種元素。

(1)門捷列夫預言的“類硅”，多年后被德國化學家文克勒發(fā)現(xiàn)，命名為銘(Ge)。

①已知主族元素錯的最高化合價為+4價，其最高價氧化物的水化物為兩性氫氧化物。

試比較元素的非金屬性SiGe(用“>”或表示)。

②若錯位于硅的下一周期，寫出“信”在周期表中的位置_______。根據(jù)錯在周期表中

處于金屬和非金屬分界線附近，預測錯單質(zhì)的一種用途是_______o

③硅和錯單質(zhì)分別與比反應時，反應較難進行的是

(填“硅”或“錯”)。

(2)“類鋁”在門捷列夫預言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)現(xiàn)，命名為錢(Ga)。

①由錢的性質(zhì)推知，像與鋁同主族，且位于鋁的下一周期。試從原子結構的角度解釋像

與鋁性質(zhì)相似的原因o冶煉金屬錢通常采用的方法是。

②為判斷Ga(0H)3是否為兩性氫氧化物，設計實驗時，需要選用的試劑有GaCh溶液、

和。

［解析］(1)①同主族自上而下非金屬性逐漸減弱，己知主族元素褚的最高化合價為+4

價，其最高價氧化物的水化物為兩性氫氧化物，而Si的最高價氧化物的水化物為弱酸，則

元素的非金屬性Si>Ge；

②錯位于硅的下一周期，則“錯”在周期表中的位置是第4周期IVA族；錯在周期表中

處于金屬和非金屬分界線附近，因此錯單質(zhì)的一種用途是半導體材料；

③硅的非金屬性強于銘，因此硅和錯單質(zhì)分別與H?反應時,反應較難進行的是錯。

(2)①由于鏤與鋁同主族，原子最外層電子數(shù)都是3個，因此錢與鋁性質(zhì)相似；同主族

自上而下金屬性逐漸增強，因此錢的金屬性強于鋁，所以冶煉金屬錢通常采用的方法是電解

法；

②既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的化合物是兩性化合物，則為判

斷Ga(0H)3是否為兩性氫氧化物，設計實驗時，需要選用的試劑有GaCb溶液、NaOH溶液和

硫酸或鹽酸。

［答案］(1)①〉②第4周期IVA族制作半導體材料③錯(2)①原子最外層電子

數(shù)都是3個電解法②NaOH溶液硫酸或鹽酸

9.超重元素的假說預言自然界中可以存在原子序數(shù)為114號的穩(wěn)定同位素方X,請根據(jù)

原子結構理論和元素周期律預測：

(1)該元素位于元素周期表第周期，第

_________________________________族。

(2)寫出該元素的最高價氧化物為,其對應水化物的化學式為

,并估計后者為性(“酸"、”堿”),

［解析］114號元素的原子結構中有7個電子層，最外層電子數(shù)為4。

(1)周期數(shù)等于電子層數(shù)，最外層電子數(shù)等于族序數(shù)，則位于第7周期IVA族。

(2)該元素最高價為+4價，最高價氧化物為XOe；其對應水化物的化學式為H2XO3,根據(jù)

同主族的最高價氧化物的水化物碳酸、硅酸均為酸性，估計4X0；為酸性。

［答案］(1)7IVA(2)X0?H2XO3酸

10.假定元素周期表是有限的，根據(jù)已知的元素周期表的某些事實和理論可歸納出一些

假說。

(1)已知元素周期表中的各周期可排元素種類如下：

周期1234567

元素種類28818183232

人們預測元素周期表第8周期將來也會排滿，那么該周期排滿后的元素種數(shù)是

A.18B.32

C.50D.無法判斷

(2)根據(jù)周期表中每個周期非金屬元素的種數(shù)(把稀有氣體元素看作非金屬元素)，預測

周期表中應該有種非金屬元素，還有種未

發(fā)現(xiàn)。未發(fā)現(xiàn)的非金屬元素處于周期族。

(3)小明同學所在的化學探究小組，在查閱相關資料后歸納出元素周期表的另一種畫法

一三角形元素周期表的一部分，圖上標有第VUA族和碳、鉀兩種元素的位置。

回答下列問題：

①請在圖中將過渡元素所在的位置涂黑。

②推測B元素最高價氧化物的酸性與HC10,的強弱？

［解析］(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，1、2周期差6,3、4周期差10,5、6周期差14,因此7、

8周期差18,即第8周期排滿共有50種元素，即選項C正確。

(2)除第1周期外，每增加一周期少一種非金屬元素，每周期非金屬種數(shù)分別是2、6、5、

4、3、2,第7周期1種，第八周期沒有，因此共有23種非金屬元素，還有一種非金屬元素

未被發(fā)現(xiàn)，位于第7周期VDA族。

(3)①通過觀察三角形元素周期表發(fā)現(xiàn)，每一橫行代表一周期，每一縱行代表一族，過

渡元素是指元素周期表中副族元素和第VDI族，即最下面兩行中的第3—12歹小圖是:

②B代表S元素，其最高價氧化物對應的水化物是硫酸，弱于高氯酸。

弱于高氯酸

3、物質(zhì)結構研究的意義

［基礎過關練］

1.化學與生活密切相關，下列說法不正確的是（）

A.用來制造電線電纜的聚乙烯樹脂屬于熱塑性高分子材料

B.研發(fā)可降解高分子材料，可以減少“白色污染”

C.棉、麻、羊毛及合成纖維完全燃燒都只生成CO2和H2

CH,

I

D.硅橡膠（■€:。士）可由（CHjzSiCk經(jīng)水解、縮聚兩步反應制得

現(xiàn)

C［A.聚乙烯樹脂是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，屬于高分子材料，常用來制

造電線電纜，A正確；B.聚乙烯塑料，性質(zhì)穩(wěn)定，不容易降解，是'‘白色污染”的主要來源,

研發(fā)可降解高分子材料代替聚乙烯塑料，可以減少“白色污染”，B正確；C.羊毛屬于蛋白

質(zhì)，為含氮化合物，合成纖維除含碳元素，氫元素外，有的還含有其他元素，如睛綸和錦綸

含氮元素等，他們完全燃燒都不只生成二氧化碳和水，C錯誤；D.（C%）SiClz經(jīng)水解可生成

a

（CHjSiSg該物質(zhì)不穩(wěn)定，會脫水），Si（0H）2經(jīng)縮聚反應得邛0玉，D正確。］

CH,

2.最近科學家發(fā)明了一種酶電池，該電池的電解質(zhì)溶液中含有酶，酶分解纖維素會產(chǎn)

生氫離子，氫離子與空氣混合產(chǎn)生水，從而形成電流。其結構如圖所示。下列關于該電池的

敘述不正確的是（）

A.該電池屬于燃料電池

B.a為該電池的正極

C.工作一段時間后，溶液的pH增大

D.H*向a極移動

C［纖維素、氧氣分別在兩個電極放電，屬于燃料電池，A正確；根據(jù)圖示a電極02

-HQ,氧元素得電子化合價降低，發(fā)生還原反應，a為該電池的正極，B正確；工作一段時

間后，溶液的pH不變，C錯誤；a為該電池的正極，b是負極，酎向a極移動，D正確。］

3.中國科學技術大學設計出一種“松果結構”的粕金屬催化劑，在催化電解水制氫效

果不變的情況下，伯金屬的用量降低到傳統(tǒng)商業(yè)催化劑的壓，下列說法不正確的是（）

75

A.催化劑的結構會影響催化效果

B.使用“松果結構”的伯金屬催化劑能夠極大提高水的轉化率

C.使用柏金屬催化劑能夠降低電解水的活化能

D.氫能是-一種高能、潔凈的可再生能源

B[A.“松果結構”的伯金屬催化劑的表面積更大，在催化電解水制氧效果不變的情況

下，其用量降低到傳統(tǒng)商業(yè)催化劑的白，即催化劑的結構能影響其催化效果，A正確；B.催

化劑不能使平衡移動，故不能提高其轉化率，B錯誤；C.催化劑能改變反應路徑，能降低反

應的活化能，C正確；D.氫能燃燒后生成水，水分解又得到氫能，故氫能是高效、潔凈的可

再生能源，D正確。]

4.2007年諾貝爾化學獎授予德國化學家GerhardErtl,以表彰他在表面化學領域研究

所取得的開拓性成就。某反應在Pd/Al203/Ba催化劑表面吸附與解吸作用的機理如下圖所示

（圖中HC表示碳氫化合物，nitrate指硝酸鹽），該機理研究是指（）

A.汽車尾氣催化轉化機理

B.鋼鐵生銹機理

C.合成氨工業(yè)催化氧化機理

D.氫氧燃燒電池電極反應機理

A[A.從機理圖上分析，氣體的吸附和解吸可知，氮氧化物、一氧化碳等污染氣體在

催化劑表面轉化為無毒氣體二氧化碳和氮氣，屬于汽車尾氣的催化轉化機理，正確。B.鋼

鐵生銹機理是原電池的反應鐵作負極被水膜中的氧氣氧化，發(fā)生吸氧腐蝕，錯誤；C.工業(yè)

合成氨是高溫高壓催化劑作用下氮氣和氫氣在催化劑表面反應生成氨氣，錯誤；D.氫氧燃

料電池是氫氣和氧氣發(fā)生的氧化還原反應，是原電池反應，錯誤。]

5.中國科學家在合成氨（NZ+3HZ^^2NH3△慶0）反應機理研究中取得新進展，首次報

道了LiH-3d過渡金屬這一復合催化劑體系，并提出了“氮轉移”催化機理。如圖所示，下

列說法不正確的是（）

16000

?NH3

f12000

-f8000

4000

200250300350

T（七）

A.轉化過程中有非極性鍵斷裂與形成

B.復合催化劑降低了反應的活化能

C.復合催化劑能降低合成氨反應的焰變

D.低溫下合成氨，能提高原料轉化率

C［A.合成氨為可逆反應，氮氣和氫氣在反應過程中有消耗和生成，故轉化過程中有

非極性鍵斷裂與形成，A項正確；B.催化劑能降低反應的活化能，加快反應速率，B項正確;

C.催化劑不能改變反應的熔變，焙變只與反應物和生成物總能量的相對大小有關系，C項錯

誤：D.合成氨的正反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正向移動，能提高原料轉化率，D

項正確。］

［拓展培優(yōu)練］

13

6.合成氨反應/(g)+#(g)―^NlUg)A”的反應機理如圖所示，圖中“吸”表示各

氣態(tài)物質(zhì)在催化劑表面吸附。下列說法錯誤的是()

r100

l

I-

f

XZ寸

Mi3EM鼓

推

攜X

HH檢N

耨

+X耨H

iE+解N

電

燈

+包

+方

X苕

3NH

XN

A.該反應的A"=-46kJ,mol-1

B.該反應機理中最大活化能為79kJ-mol-1

C.升高溫度，該反應過渡態(tài)的能量會增大

D.該反應達到平衡后增大壓強反應正向進行

C［A.△〃與始態(tài)和終態(tài)有關，與過程無關，A〃=生成物的總能量減去反應物總能量

由圖可知，△#=-46kJ-mol-',A說法正確；B.該反應的機理中的活化能即為每一步驟

的過渡態(tài)的總能量減去該步驟的反應物的總能量，由圖可知，過渡態(tài)2步驟的活化能最高，

為79kJ-moP1,B說法正確；C.該反應過渡態(tài)的能量不會隨著溫度的改變而改變，C說

法錯誤；D.該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強，平衡向右進行，D說法正確。］

7.2020年6月，我國化學家實現(xiàn)了首例基于苯煥的高效不對稱催化，為構建手性化合

物提供了一種簡便的方法，用苯煥和M合成手性化合物N的方程式如下：

（-Ph為苯基）

已知：碳原子連接4個不同的原子或原子團，這樣的碳原子稱為“手性碳原子”，含有

手性碳原子的物質(zhì)稱為手性化合物。下列說法中正確的是（）

A.化合物M不能發(fā)生還原反應

B.1mol苯煥最多可以和4mol上反應

C.1molN最多消耗2molNaOH

D.化合物N分子中含有2個手性碳原子

B［A.化合物M含鍛基和酯基，其中叛基能和氫氣發(fā)生還原反應，A錯誤；B.可以看

作苯環(huán)的鄰位脫去一分子氫而生成的，則1mol苯煥最多可以和4mol比反應，B正確；

C.N分子內(nèi)含有1個酯基，1molN最多消耗1molNaOII,C錯誤；D.化合物N分子

中與苯基相連的碳原子為手性碳原子，N分子內(nèi)只有1個手性碳原子，D錯誤。］

8.電影《厲害了，我的國》通過鏡頭將我國在改革開放和社會主義現(xiàn)代化建設上所取

得的歷史性成就，進行了全方位、多層次的展現(xiàn)。下列說法錯誤的是（）

A.大型客機C919機身表面含有耐紫外線的物質(zhì)PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），PMMA屬于

有機高分子化合物

B.宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結構陶瓷的主要成分是硅酸鹽

C.DF-5彈道導彈是國之利器，其含有金屬鎊（Sm）,彩的活動性介于鈉與鋁之間，

工業(yè)上可通過電解法制備影

D.中國天眼為我國探索宇宙提供了有力的保障，其中的防腐蝕材料磷酸鋼屬于強電解

質(zhì)

B［A.聚甲基丙烯酸甲酯屬于有機高分子化合物，A項正確；B.高溫結構陶瓷包括高

溫氧化物和高溫非氧化物（或稱難熔化合物）兩大類，如氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶

瓷等，不是硅酸鹽，B項錯誤；C.鈉與鋁在工業(yè)上可通過電解法制備，則彩也可以通過電解

法制備，C項正確；I）.磷酸鋼是領鹽，屬于強電解質(zhì)，I）項正確。］

9.下列各圖均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題。（）

⑴甲烷的球棍模型是(填序號，下同)，甲烷的電子式是

(2)如果甲烷是平面結構，則CH2cL應該有種結構，實際CH￡k有種結

構，證明甲烷不是平面結構，而是一結構，上述示意圖中的更能反映其真實

存在狀況。

［解析］(1)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì)，其中甲烷分子結構示意圖(A)、甲烷

球棍模型(C)和比例模型(D)均能反映甲烷分子的空間結構，其中比例模型表示的是原子的相

對大小及連接形式，更接近分子的真實結構，電子式(B)只反映最外層電子的成鍵情況。

H

I

(2)甲烷的結構式為H—C—H,其分子構型若為平面正方形結構，則二氯甲烷的結構

I

H

ClH

一、+一、一

式有H—CI-H^C1一IC—H兩種表示方法，但頭際上CH2cb只有一種結構，故甲烷為正四

II

ClC1

面體結構。

［答案］(DCB(2)21正四面體D

10.催化劑的研究使許多物質(zhì)出現(xiàn)了新的化學反應。例如烯燒A在苯中用一種特殊催化

催化劑

劑處理時，生成兩種新的烯燒：烯炫B和烯煌C,用反應式可表示為如下：2A?'B+C

⑴若A為R￡H=CHRz,B為R￡H=CHR,試寫出上述反應的化學方程式：

(2)對上述反應提出兩種可能的反應機理(虛線表示斷鍵位置):

機理a：RCH=CH—kRz+C

R-4—CH=CHRZ

你認為機理b是怎樣斷鍵的。(在方框內(nèi)用虛線標明具體的斷鍵位置)

R-CH=CH-R2催化劑

V

VB+C

R1—CH=CH—R2

(3)結合你所學，證明是機理a還是機理b,你采用的方法是：—

［解析］(1)若A為R￡H=CHR2,B為R￡H=CHR,為烯煌交換反應，該反應為

催化劑

2RCH=CHR27------

1^ICH=CHR1+R2CH=CHR2O

R,CH4=CHRa,

(2)機理a是C—C斷裂，則機理b為；2催化劑、

R,CH=!=CHR2'

(3)用同位素示蹤法能證明反應機理是a或b,方法為利用含重氫的烯崎RCD=CHR'進

行反應，若產(chǎn)物有RCD=CDR和R'CH=CHR',證明反應按機理b進行；若產(chǎn)物有RCD=CHR

和R'CD=CHR',證明反應按機理a進行。

或用C-14進行原子示蹤：反應物選用R；'CH=CHR2,若生成物中含有R：'CH="CHR”證

明機理b正確。

..R,CH=^CHR

［答案］(1)2R,CH=CHR,催化劑、R,CH=CHR：+R￡H=CHR,(2),2(3)用

'-------------R1CH=j=CHR］

同位素示蹤法能證明反應機理是a或b,方法為利用含重氫的烯燃RCD=CHR,進行反應，

若產(chǎn)物有RCD=CDR和R'CH=CHR',證明反應按機理b進行；若產(chǎn)物有RCD=CHR和R'

CD=CHR),證明反應按機理a進行。

或用C-14進行原子示蹤：反應物選用R；'CH=CHR2,若生成物中含有R；'CH="CHR”證

明機理b正確。

專題綜合測評

一、選擇題

1.2017年諾貝爾化學獎被瑞典、美國和英國三位化學家獲得：表彰他們“將低溫電子

顯微鏡技術用于溶液中生物分子結構的高分辨率測定”。結合以上信息，下列說法不正確的

是（）

A.化學家己經(jīng)可以在微觀層面上操縱分子、認識分子和制造分子

B.化學與生物學關系密切，化學研究技術促進了生物學發(fā)展

C.現(xiàn)在很多新技術己成為化學研究的重要手段

D.化學屬于實驗科學，分子微觀結構的研究不是主流，不需要投入過多精力

D［分子微觀結構的研究是化學重要的研究內(nèi)容，可以為實驗提供理論指導，D錯誤。］

2.關于原子結構的研究，科學家分別提出過：原子論、“葡萄干布丁”模型、核式模型、

核外電子分層排布模型、量子力學模型。提出核外電子分層排布模型的科學家是（）

A.盧瑟福B.玻爾

C.湯姆生I）.道爾頓

B［盧瑟福提出了帶核的原子結構模型，A錯誤；C.湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出“葡萄

干面包式”的原子結構模型，C錯誤；D.道爾頓提出了近代原子學說，D錯誤。］

3.科學工作者發(fā)現(xiàn)另一種“足球分子”N破，它的結構與相似。下列說法正確的是（）

A.Neo和Ceo互為同素異形體

B.網(wǎng)是一種新型化合物

C.Neo和Nz是同素異形體

D.Neo和"N都是氮的同系物

C［Ne。和Coo是不同種元素的單質(zhì)，所以不是同素異形體，A錯誤；N?,中只含一種元素,

所以是單質(zhì)，B錯誤；Ng和N?是N的不同單質(zhì)，所以是同素異形體，C正確；N?）是單質(zhì)，”N

是元素，所以不是同系物，且同系物多用于有機化合物，D錯誤?］

4.下列化學用語正確的是（）

A.⑩的電子式：；6；；C；；0；

B.5的比例模型：

C.硫原子的結構示意圖：0288

D.NaCl的電子式：Na.Cl

B［CO2的電子式為:XXA錯誤；CH,的比例模型:B正確;

?-0?'XCX?-0?5

硫原子的結構示意圖為QB6°,C錯誤；NaCl的電子式為Na+匚ci：］一,D錯誤。］

5.”軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個核外電子，核

內(nèi)一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?，原子核衰變成一個新核，并且放出一個中微子（其質(zhì)量小于電子質(zhì)量

且不帶電）。若一個靜止的原子核發(fā)生”軌道電子俘獲”（電子的初動量可不計），則（）

A.生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)不同

B.生成新核的核電荷數(shù)增加

C.生成的新核與衰變前的原子核互為同位素

D.生成的新核與中微子的動量大小相等

D［設核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為a中子數(shù)為6,發(fā)生衰變后質(zhì)子數(shù)為a—1,中子數(shù)為8+1,質(zhì)量數(shù)

仍為a+b,A錯誤；原子核俘獲一個核外電子，核內(nèi)一個質(zhì)子變?yōu)橹凶樱穗姾蓴?shù)減少，B

錯誤；生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)不同中子數(shù)不同，所以根據(jù)同位素

概念判斷不是同位素，C錯誤；以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)，系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初

動量為零，所以生成的新核與中微子的動量大小相等，方向相反，D正確。］

6.下列敘述正確的是（）

①li+中含有的中子數(shù)與電子數(shù)之比為2：1

②在C2Hli分子中極性共價鍵與非極性共價鍵數(shù)之比為3：1

③常溫下，11.2L的甲烷氣體中含有的氫、碳原子數(shù)之比為4：1

@5.6g鐵與足量的氯氣反應失去的電子與參與反應的鐵的物質(zhì)的量之比為2：1

A.①②B.②③

C.①③I）.③④

C［①li+中含有的中子數(shù)為4與電子數(shù)為2,中子數(shù)與電子數(shù)之比為2：1,①正確；

②在以比分子中極性共價鍵有6個，非極性共價鍵有1個，兩者數(shù)目之比為6：1,②錯誤；

③甲烷（CHJ氣體中含有的氫、碳原子數(shù)之比為4：1,③正確；④5.6g