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专题检测卷1　揭示物质结构的奥秘
一、 单项选择题(本题共13小题，每小题3分，共39分)
1. 化学是一门具有创造性的科学。下列事实不能直接体现这一说法的是(　　)
　A. 水力发电 B. 青蒿素的发现与合成
C. 新型材料的制造 D. “21世纪的金属”——钛的冶炼
2. 反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑用于工业制氯气和烧碱。下列说法正确的是(　　)
A. Na＋的结构示意图为 B. H2O的结构式为
C. NaOH中只含有离子键 D. Cl2的电子式为
3. 化学是一门从分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的学科。下列说法不正确的是(　　)
A. 人们往往需要借助实验观测的事实对假设的正确与否进行检验
B. 制陶、冶金及酿酒的过程中，一定都发生了化学变化
C. 随着先进仪器的不断使用，研究化学已不再需要通过实验的方法
D. 模型研究对科学家探索物质的微观结构有重要意义
4. 哈工大研究团队设计了一种使用磁性材料Fe3O4纳米粒子的微型纳米生物机器人，下列关于研究Fe3O4性质的基本程序中排列正确的是(　　)
①观察Fe3O4的颜色、状态　②设计并进行实验，观察实验现象　③解释现象、得出结论　④预测Fe3O4的性质
A. ①②③④ B. ①④②③ C. ④②①③ D. ④①③②
5. 科学家已成功合成了少量O4，理论计算表明可能以亚稳态存在的O4分子有两种不同的结构：一种是变形的正方形，另一种的形状像风车，三个氧原子排列在中心氧原子周围，形成平面正三角形的结构。O4具有较强的氧化性。下列有关O4的说法正确的是(　　)
　
A. O4与O3、O2互为同分异构体
B. O4比O2活泼的根本原因是O4中的化学键比O2中的易断裂
C. 相同质量的O4与O3所含原子个数比为4∶3
D. O4的两种结构互为同分异构体
6. 某中德联合研究小组设计制造了一种“水瓶”，用富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，恰好可将一个水分子关在里面。下列说法正确的是(　　)
A. “水瓶”、冰水混合物、CuSO4·5H2O都是混合物
B. 金刚石、石墨和C60都属于分子晶体
C. 磷酸钙是难溶性弱电解质，富勒烯属于有机物
D. 一定条件下石墨转化为C60是化学变化，属于有单质参加的非氧化还原反应
7. 已知X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
X Y
Z W
A. 非金属性：ZB. W的原子序数可能是Y的原子序数的2倍
C. 简单气态氢化物热稳定性：Y>W
D. 四种元素中不可能有金属元素
8. “类比”是预测物质性质与化学反应的重要方法之一，但“类比”是相对的，不能违背客观事实。下列“类比”合理的是(　　)
A. NH3的沸点高于PH3，则CH4的沸点也高于SiH4
B. NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3，则氨水与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NH4NO3
C. 钠性质活泼，通常保存在煤油中，则锂也应该保存在煤油中(可隔绝空气中的O2和H2O)
D. NaCl固体与浓硫酸反应可以制备HCl，则CaF2固体与浓硫酸反应可以制备HF
阅读下列材料，完成9～11题：
周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。石墨烯、碳纳米管、富勒烯等单质是常见的碳纳米材料；SiO2能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H＋和SiF)；将硫化锗(GeS2)与H2共热制得锗；Sn2+还原性比Fe2+还原性强；PbO2与浓盐酸反应生成Cl2。
9. 石墨烯结构如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A. 石墨烯纳米材料属于胶体
B. 石墨烯是一种新型化合物
C. 石墨烯能导电，石墨烯属于电解质
D. 从石墨剥离出石墨烯需克服分子间作用力
10. 碳及其化合物的多样性是构成物质多样性的重要原因。下列说法正确的是(　　)
A. 乙醇和二甲醚互为同位素
B. 富勒烯、金刚石化学性质相似
C. 碳纳米管、石墨烯互为同分异构体
D. 12C、13C、14C三种核素互为同素异形体
11. 下列化学反应表示正确的是(　　)
A. SiO2与HF溶液反应：SiO2＋6H＋＋6F－===H2SiF6＋2H2O
B. 高温下H2还原GeS2：GeS2＋2H2===Ge＋2H2S
C. 强酸溶液中，SnCl2与FeCl3反应：2Fe3+＋Sn2+===2Fe2+＋Sn4+
D. PbO2与浓盐酸反应：PbO2＋2HCl(浓)===PbCl2＋H2O＋Cl2↑
12. 中美学者携手发现了全硼富勒烯团簇——B40。B40团簇的结构酷似中国的红灯笼(如图)。该材料可用于组装分子器件，在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要的应用前景。已知B的相对原子质量为11，下列有关说法正确的是(　　)
A. B40与石墨烯的结构相同，二者互为同素异形体
B. B40中含有离子键和共价键
C. 44 g该物质含有2.408×1024个原子
D. 全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
13. 下表中“方法导引”与“示例”对应关系错误的是(　　)
选项 方法导引 示例
A 实验室中气体制取装置的设计 实验室中气体制取装置的连接顺序一般为发生装置→收集装置→除杂装置→尾气处理装置
B 化学实验设计 设计“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”实验，需要明确粗盐中有哪些杂质离子，用什么试剂和怎样的操作除去杂质
C 变量控制 探究不同催化剂对化学反应速率的影响时，需要控制温度、浓度和其他影响因素相同
D 认识有机化合物的一般思路 根据有机物发生的化学反应，了解其在有机物转化(有机合成)中的作用
二、 非选择题(本题共4题，共61分)
14. (12分)Ⅰ. 用 AZX表示原子：
(1) 中性原子X的中子数N＝________。
(2) 中性分子12C16O2的中子数N＝________。
(3) A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为________mol。
Ⅱ. 现有下列微粒或物质：①O、O、O；②H2、D2、T2；③红磷、白磷；④H、H、H，回答下列问题。
(1) 互为同位素的是________(填序号，下同)。
(2) 互为同素异形体的是________。
15. (12分)一种用于“点击化学”的新化合物由W、X、Y、Z四种前20号元素组成，且原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，X、Z原子最外层电子数相同；Y元素的负离子核外电子排布和氖原子相同，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等。
(1) Y原子的结构示意图为________，W简单离子的电子式是________。
(2) 比较微粒半径大小(填“>”“＝”或“<”)：X原子________Z原子，X简单离子________Y简单离子。
(3) 下列化学用语正确的是________(填字母)。
A. CO2分子的电子式为
B. 核内质子数为117，核内中子数为174的核素Ts可表示为Ts
C. Cl－的结构示意图为
D. HClO的结构式为H—O—Cl
16. (19分)2021年5月15日，“天问一号”探测器成功实现环绕器和着陆巡视器的“两器分离”并成功着陆。“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料。工业上制取碳化硅的化学方程式为SiO2＋3CSiC＋2X↑，回答下列问题。
(1) 请写出X的化学式：________。决定元素种类的微粒是________。
(2) 若生成4 g碳化硅，则生成X气体的体积(在标准状况下)为________(C—12、Si—28)。
(3) 写出H2O的电子式：____________。写出CO2的结构式：____________。
(4) 上述材料所涉及元素中，某元素原子核外的M层上有3个电子，则其离子结构示意图为________；某元素的最外层电子数是其核外电子层数的3倍，则其简单离子的电子式为________，请写出与它具有相同电子数的四核微粒的化学式：________。
(5) 硅元素存在多种同位素。已知三种天然稳定同位素的数据如表。请列出硅元素的相对原子质量的计算式：__________________________________。
放射性同位素在实际生活中有许多方面的用途，请列举一条：_________
_________________________________________________________________。
硅的同位素 同位素的相对原子质量 自然界中各同位素原子的丰度
28Si 27.977 92.23%
29Si 28.976 4.67%
30Si 29.974 3.10%
17. (18分)下图是中学常见元素周期表的一部分，参照元素在表中的位置，回答下列问题：
(1) 元素的排列。
①g在元素周期表的位置是________________。
②主族元素在元素周期表中所处的位置与电子层数和________电子数有关。
(2) 元素及其化合物的结构。
①f形成的氧化物的电子式为____________。
②a、d形成的化合物中含有的化学键类型为____________。
(3) 元素周期律及其应用。
①元素h、i最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是____________(填化学式)。
②已知：Al(OH)3与NaOH生成Na[Al(OH)4]。j是门捷列夫预言的“类铝”元素镓(Ga)，其最高价氧化物对应的水化物与元素e的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为__________________________________。
专题检测卷1　揭示物质结构的奥秘
1. A　水力发电是利用势能转化为电能的过程，能量转化过程中无新物质生成，与化学的创造性无关，A正确。
2. B　Na＋的结构示意图为，A错误；NaOH的OH－中存在O—H共价键，C错误；Cl2的电子式为，D错误。
3. C　化学是以实验为基础的学科，故随着先进仪器的不断使用，研究化学仍需要通过实验的方法，C错误。
4. B　对Fe3O4的性质进行研究的基本程序：观察Fe3O4的外观性质→预测Fe3O4性质→设计并进行实验，观察实验现象→对实验现象进行分析、解释，得出结论，即排序为①④②③。故选B。
5. B　O4是一种新的氧分子，故与O3、O2互为同素异形体，A、D错误；相同质量时，O4与O3中所含氧原子个数比为1∶1，C错误。
6. D　“水瓶”是用富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，“水瓶”为混合物，冰水混合物、CuSO4·5H2O为纯净物，A错误；金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，B错误；磷酸钙为强碱弱酸盐，磷酸钙难溶于水，但属于强电解质，富勒烯(C60)是碳单质，不属于有机物，C错误。
7. D　四种元素中可能含有金属元素，如X、Y可能是Li、Be，Z、W可能是Na、Mg，D错误。
8. D　一般情况下，氢化物的熔、沸点与相对分子质量成正比，但含有氢键的氢化物熔、沸点较高，氨分子之间形成氢键，PH3分子之间不能形成氢键，所以NH3的沸点高于PH3，CH4和SiH4中都不存在氢键，所以CH4的沸点低于SiH4，A错误；NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3，而氨水与少量AgNO3溶液反应会生成[Ag(NH3)2]OH和NH4NO3，B错误；钠性质活泼，通常保存在煤油中，锂的密度比煤油的小，则锂应该保存在石蜡油中(可隔绝空气中的O2和H2O)，C错误；NaCl固体与浓硫酸反应可以制备HCl，利用的是难挥发性酸制易挥发性酸的原理，HF是气体，也可以从体系中挥发出去，故CaF2固体与浓硫酸反应可以制备HF，D正确。
9. D　胶体是混合物，石墨烯纳米材料分散到分散剂中才可以形成胶体，A错误；石墨烯是单质，B错误；石墨烯是单质，既不是电解质也不是非电解质，C错误。
10. B　同位素的研究对象是原子，乙醇和二甲醚互为同分异构体，A错误；富勒烯和金刚石都是碳元素形成的单质，化学性质相似，B正确；碳纳米管、石墨烯都是单质，互为同素异形体，C错误；12C、13C、14C三种核素互为同位素，D错误。
11. C　HF为弱酸，在水中不能完全电离，在离子方程式中不拆分，H2SiF6在水中完全电离为H＋和SiF，需拆分为离子形式，A错误；缺少反应条件，B错误；O、Cl原子不守恒，D错误。
12. C　B40与石墨烯是由不同元素组成的单质，不互为同素异形体，A错误；B40中只含有共价键，B错误；44 g B40的物质的量为0.1 mol，1 mol B40含有40 mol B原子，故0.1 mol B40含有4 mol B原子，即2.408×1024个原子，C正确；全硼富勒烯是一种单质，不是高分子材料，D错误。
13. A　实验室中气体制取装置的连接顺序一般为发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置，A错误。
14. Ⅰ. (1) A－Z　(2) 22　(3)
Ⅱ. (1) ①④　(2) ③
15. (1) 　
(2) <　>
(3) AD
16. (1) CO　质子
(2) 4.48 L
(3) 　COO
(4) 　　NH3(或H3O＋，合理即可)
(5) 27.977×92.23%＋28.976×4.67%＋29.974×3.10%　2H、3H用于核聚变，14C用于文物年代断代，18O用于示踪原子等
17. (1) ①第3周期ⅢA族　②最外层
(2) ①　②共价键
(3) ①HClO4
②Ga(OH)3＋OH－===[Ga(OH)4]－

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