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3.1分子和原子
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．从分子的角度分析并解释下列事实，不正确的是
选项 事实 解释
A 氧气被压缩进钢瓶 分子间存在一定的间隔
B 端午时节粽飘香 分子在不断运动着
C 气体受热膨胀 温度升高，分子自身体积增大
D 固体碘受热升华 碘分子间的间隔变大
A．A B．B C．C D．D
2．宏微结合是化学学科特有的思维方式。下列对宏观事实的微观解释错误的是
A．花香四溢—分子在不断运动 B．气体受热膨胀—分子体积变大
C．酒精挥发—分子间的间隔变大 D．衣服在夏天容易干—温度越高，分子运动越快
3．2025年诺贝尔化学奖授予了在开发金属有机框架（MOFs）方面做出巨大贡献的三位科学家。这类材料能在分子水平上像搭建积木一样，将金属离子和有机分子精确组装成具有巨大内部空间的结构，关于微观粒子说法错误的是
A．分子在永不停息地做运动
B．分子之间存在间隙
C．在化学反应中，分子是不可再分的最小微粒
D．金属离子与有机分子精确组装的难度之一在于它们的质量和体积都很小
4．一定条件下在密闭容器里加热冰，容器内温度和时间的关系如图所示，①②③分别表示水在不同时刻的存在状态。下列有关判断错误的是
A．水分子间的间隔：②﹤③
B．水分子的质量：①﹦②﹦③
C．水分子的运动速率：③﹥②﹥①
D．①→②水分子本身发生了变化
5．建立宏观与微观的联系是化学独特的思维方式。下列对于宏观现象的微观解释中错误的是
A．水烧开后把壶盖冲起是因为温度升高，分子变大
B．氧气加压后变成液氧是因为分子间的间隙变小
C．一滴水中大约有个水分子，说明分子很小
D．非吸烟者受到被动吸烟的危害是因为分子是不断的运动
6．下列现象不能说明分子的无规则运动的是
A．炒菜时香气扑鼻
B．油锅内放菜时油滴外溅
C．将糖放入水中糖消失
D．水溅到地上变干
7．北京2022年冬奥会首次使用二氧化碳跨临界直冷技术制冰，彰显了中国技术和中国力量。下列有关说法正确的是
A．二氧化碳分子变小 B．二氧化碳分子结构没有改变
C．二氧化碳分子不再运动 D．二氧化碳分子质量发生改变
8．热水能使压瘪的乒乓球复原，这一宏观现象的微观解释正确的是
A．分子之间有间隔 B．分子的体积变大
C．分子在不停地运动 D．分子的质量变大
9．汽车尾气净化装置中装有铂催化剂，尾气在催化剂表面反应的微观过程可用下图表示。下列有关说法正确的是
A．反应I中的反应物分子有三种
B．反应II属于分解反应
C．反应II中参加反应的二氧化氮与一氧化碳的分子个数比为 1:2
D．此净化装置只能消除氮的氧化物对空气的污染
10．化学是在原子、分子的水平上对物质进行研究的基础自然学科。请你运用分子的性质判断，以下事实的解释错误的是
A．新装修的房子中有异味——分子在不断运动
B．用扫描隧道显微镜观测到苯分子图像——分子的体积很小
C．自行车轮胎在阳光下暴晒而炸裂——分子受热，体积变大
D．过氧化氢分解生成水和氧气——分子可以再分
11．下列说法错误的是
A．分子比原子大
B．水变成水蒸气，说明分子之间存在间隔
C．墙内开花墙外香，说明分子是不断运动的
D．在化学变化中，分子可以再分而原子不能再分
12．化学是在分子、原子的基础上研究物质及其变化的一门科学。下列有关分子和原子的认识正确的是
A．分子是运动的，原子是静止的
B．只有分子是保持物质化学性质的最小粒子
C．分子质量和体积一定比原子的大
D．同种原子可以构成分子，不同种原子也能构成分子
二、填空题
13．如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图。
(1)变化Ⅰ属于_______变化(选填“物理”、“化学”)。
(2)从微观角度解释变化Ⅰ和变化Ⅱ不同的原因是_____________________。
(3)变化Ⅱ的微观解释是____________________。
14．A、B、C、D、E、F都是第一、二单元里见过的物质，它们之间有如下的转化关系。已知A为暗紫色固体，E、F常温下为液体，B为能支持燃烧的无色气体，G为氯酸钾(KClO3)，H为氯化钾(KCl)，G和D在加热条件下反应类似反应③。
(1)写出下列物质的名称：C___________；N___________；
(2)请写出反应④的符号表达式：___________。
(3)E和F化学性质不同的原因是___________。
(4)从微观角度分析N能在氧气中燃烧比在空气中更剧烈的原因是___________，与其反应类型相同的是反应___________(填序号)。
(5)若N为木炭，Q是一种___________(填化学性质)的气体，过多排放，会造成___________(填环境问题)。
15．空气又称大气，是生命、燃烧和工业等所需氧气的主要来源，是不可或缺的重要资源。
【流程一】空气制水机能充分利用大气中的水分制出饮用水，主要过程如图所示：
(1)该过程中获得的饮用水是__________。（选填“纯净物”或“混合物”）
(2)压缩冷凝时空气中的水蒸气变为液态水，从微观角度分析，该过程中发生变化的是__________。
A．分子的大小 B．分子间的间隔 C．分子的化学性质 D．分子的质量
【流程二】下图是工业上制取氧气的流程图，请完成下列问题：
(3)空气中氧气所占的体积分数约为__________，保持氧气化学性质的微粒是__________。（填微粒名称）
(4)流程图中横线上应填写的物质是__________。
(5)利用液氧和液氮的__________不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气分离。
(6)写出工业上制取氧气的优点____________________（写一条即可）。
16．阅读下面科普短文。
奶茶是先用砖茶制成茶汤，再加牛奶、调味品等熬制而成。砖茶中含有30多种酚类物质，总称为茶多酚。茶多酚是决定茶叶色、香、味的重要成分，有降血压、抗衰老等保健功能。它易溶于温水，在潮湿的空气中易被氧化。
为适应快节奏生活，将制作奶茶的原料加工成奶茶粉，深受现代人们的喜爱。某种奶茶粉冲调时，溶解的茶多酚含量随冲调水温的变化如图1所示。冲调后，恒温下测得溶解的茶多酚含量随放置时间的变化如图2所示。
奶茶有补充营养、改善情绪等功效，但是过度饮用会导致糖分、脂肪等摄入过多，引起肥胖，不利于人体健康。
（原文作者白梅，有删改）
依据文章内容回答下列问题。
(1)茶多酚属于__________（填“混合物”或“纯净物”），它的性质有__________。
(2)冲泡好的奶茶散发出浓香味，请从微观的角度解释原因__________。
(3)由图2可知，茶多酚含量随着放置时间延长逐渐减少，从性质的角度分析其原因可能是__________。
(4)判断下列说法是否正确。
①奶茶营养丰富，调节情绪，可大量饮用。__________
②由图1可知，奶茶粉的最佳冲调温度为。__________
17．“宏微结合”是化学学科特有的思维方式。下列对宏观事实的微观解释正确的是______。
A．水温度降低结成冰——分子体积变大
B．氢气在氯气中燃烧——原子种类发生改变
C．蔗糖在热水中溶解更快——分子运动速率加快
D．用普通显微镜观察不到银原子——______
三、实验题
18．分子运动现象的探究
(1)图1烧杯A中溶液不变色，图2烧杯A中溶液由____色变为____色。
(2)图1在此实验中的作用是____________。
(3)该实验得出的结论是_________。
四、综合应用题
19．某兴趣小组开展“自制简易家用制氧机”的跨学科实践活动。市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂制氧法。
(1)分子筛制氧法以空气为原料，其微观过程如下图，则制得的“氧气”属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。已知相同条件下气体的体积比等于分子个数比，通过下图分子数目变化分析，制得的“氧气”体积分数比通过前的空气中氧气体积分数提高了___________%。
(2)化学试剂制氧法的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体。过碳酸钠固体溶于水后能发生反应产生氧气，且反应放热。利用如图1装置设计如下表实验并记录0-20min产生的气体体积(图2)。
锥形瓶中药品 注射器中药品
实验一 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液
实验二 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 9.1mL的水
①写出以5%过氧化氢溶液制取氧气的化学式表达式：___________。
②结合图1装置，图2中气体体积是通过测量___________得来的。
(3)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图3装置，洗气装置中的水除了有吸收杂质提纯氧气的作用外，还有___________作用(填字母)。
a．观察氧气生成速率 b．降低氧气温度 c．加快氧气生成速率
(4)小组同学将自制简易家用制氧机在原版的基础上进行了如下图所示的迭代优化。请写出3.0版装置的一个优点：___________。
《3.1分子和原子》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C D A B B A C C
题号 11 12
答案 A D
1．C
【详解】A、气体可压缩储存于钢瓶中，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间隔变小，故选项解释正确。
B、中秋节桂花飘香，是因为桂花中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到香味，故选项解释正确。
C、气体受热膨胀，是因为分子间的间隔（而不是大小）随温度的变化而改变，故选项解释错误。
D、固体碘受热升华，是因为碘分子间的间隔变大，故选项解释正确。
故选：C。
2．B
【详解】A、花香四溢，是因为分子在不断运动，向四周扩散，使人们闻到香味，故选项解释正确；
B、气体受热膨胀，是因为分子间有间隔，温度升高，分子间的间隔变大，分子体积不变，故选项解释错误；
C、酒精挥发，是由于分子不停地运动且分子间间隔变大的缘故，故选项解释正确；
D、衣服在夏天容易干，是因为分子在不断地运动，且温度越高，分子运动越快，故选项解释正确；
故选：B。
3．C
【详解】A、分子在永不停息地做运动，故选项说法正确；
B、分子之间存在间隙，故选项说法正确；
C、化学反应的本质是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子，因此在化学反应中，原子才是不可再分的最小微粒，分子可以再分，故选项说法错误；
D、金属离子与有机分子精确组装的难度之一在于它们的质量和体积都很小，故选项说法正确；
故选：C。
4．D
【分析】根据对应的温度可知，①为固体水，②为液体水，③为水蒸气。
【详解】A、水蒸气间隔大于液体水的间隔，即水分子间的间隔：②﹤③，该选项正确；
B、处于不同状态的水，其分子种类和单个分子的质量都不变，该选项正确；
C、温度越高，分子运动越快，则水分子的运动速率：③﹥②﹥①，该选项正确；
D、①→②过程中，分子本身不变，分子间的间隔改变，该选项错误。
故选D。
5．A
【详解】A、水烧开后把壶盖冲起是因为温度升高，分子之间间隔增大，说法错误；
B、氧气加压后变成液氧，是因为分子间的间隔变小，由气态变为液态，说法正确；
C、一滴水中大约有个水分子，说明分子很小，说法正确；
D、非吸烟者受到被动吸烟的危害是因为分子在不断地运动，说法正确。
故选A。
6．B
【详解】A、炒菜时香气扑鼻，是香气分子的扩散，属于分子的无规则运动，故该选项不符合题意；
B、油滴是宏观物质，油锅内放菜时因受热不均造成油滴外溅，不能说明分子的无规则运动，B符合题意。
C、把糖放入水中后，慢慢变小，最后消失，发生了溶解现象，使整杯水变甜，是糖分子的扩散，属于分子的无规则运动，故该选项不符合题意；
D、水溅到地上变干，是水分子的无规则运动，故该选项不符合题意；
故选B。
7．B
【详解】二氧化碳跨临界直冷技术制冰过程中，二氧化碳分子的大小、质量和结构不变，只是分子之间的间隔发生了改变，分子还是在不断运动。
故选B。
8．A
【详解】A、热水能使压瘪的乒乓球复原，是因为分子之间存在间隔，温度升高，分子之间的间隔变大，符合题意；
B、热水能使压瘪的乒乓球复原，是因为温度升高，分子之间的间隔变大，分子的体积不变，不符合题意；
C、热水能使压瘪的乒乓球复原，是因为温度升高，分子之间的间隔变大，不是因为分子在不断运动，不符合题意；
D、热水能使压瘪的乒乓球复原，是因为温度升高，分子之间的间隔变大，分子的质量不变，不符合题意。
故选A。
9．C
【详解】A、由图示可知，该催化转化过程是一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，反应Ⅰ中的反应物分子有两种，分别是一氧化氮与氧气，故A项错误；
B、反应Ⅱ的反应方程式为：2NO2+4CON2+4CO2，该反应不属于分解反应，故B项错误；
C、反应Ⅱ的反应方程式为：2NO2+4CON2+4CO2，由化学方程式知：反应Ⅱ中参加反应的二氧化氮与一氧化碳的分子个数比为1:2，故C项正确；
D、由图可知，该净化装置可将一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳转化为氮气、二氧化碳，可以消除一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳对空气的污染，故D错误；
答案：C。
10．C
【详解】A、新装修的房子中有异味，是因为分子是在不断地运动，向四周扩散，使人们闻到异味，故选项解释正确；
B、用扫描隧道显微镜观测到苯分子图像，说明分子的体积很小，故选项解释正确；
C、自行车轮胎在阳光下暴晒而炸裂，原因是分子间有间隔，在受热时，分子间的间隔变大，气体的体积变大，分子的体积不变，故选项解释错误；
D、过氧化氢分解生成水和氧气，是因为过氧化氢分子分裂成了氢原子和氧原子，然后氢原子、氧原子分别重新组合形成水分子、氧分子，大量的水分子、氧分子分别聚集成水、氧气，该事实说明分子是可以再分的，故选项解释正确；
故选：C。
11．A
【详解】A.分子的质量和体积都非常小，分子不一定比原子大，选项说法错误;
B.水变成水蒸气体积膨胀，说明分子的间隔存在着间隔，且间隔大小随温度升高而变大，选项说法正确;
C墙内开花墙外香说明分子在不停地运动，花香分子运动到空气中，被人们嗅到，选项说法正确;
D.在化学变化中，分子可以再分而原子不能再分，选项说法正确。
故选:A。
12．D
【详解】A.分子和原子都是不断运动的，故A错误；
B.分子、原子和离子都是构成物质的微粒，都能保持物质的化学性质，故B错误；
C.分子和原子不能比较大小，但由原子构成的分子，其一个分子比构成它的原子大，故C错误；
D.同种原子可以构成分子，不同种原子也能构成分子，如氧分子是由氧原子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，故D正确。
故选：D。
13．(1)物理
(2)变化Ⅰ没有产生新分子，变化Ⅱ产生新分子（答案合理即可）
(3)分子分成原子，原子重新组合变成了其他物质的分子（答案合理即可）
【详解】（1）变化Ⅰ只是分子间的间隔大小发生了变化，没有新物质生成，属于物理变化。故填：物理。
（2）由分子构成的物质，变化Ⅰ发生物理变化时分子本身没有变，分子的运动状态、分子间的间隔发生了改变；变化Ⅱ发生化学变化时分子本身发生了变化，分子分成原子，原子重新组合变成了其他物质的分子。故填：变化Ⅰ没有产生新分子，变化Ⅱ产生新分子（答案合理即可）。
（3）变化Ⅱ是氢气和氮气在一定条件下反应生成氨气，在一定条件下，氢气分子分成了氢原子，氮气分子分成了氮原子，氢原子和氮原子重新组合变成了变成了氨分子。故填：分子分成原子，原子重新组合变成了其他物质的分子（答案合理即可）。
14．(1) 锰酸钾 硫
(2)
(3)分子种类不同
(4) 单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈（合理即可） ⑤
(5) 能使澄清石灰水变浑浊 温室效应
【分析】A为暗紫色固体，则A是高锰酸钾；B为能支持燃烧的无色气体，则B是氧气；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则C、D是锰酸钾、二氧化锰中的一种；E、F 常温下为液体，D和E能转化成D、F、氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，则C是锰酸钾，D是二氧化锰，E是过氧化氢，F是水；氧气和N生成有刺激性气味的气体Q，硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，二氧化硫具有刺激性气味，则N是硫，Q是二氧化硫；二氧化锰与G转化为氧气、H和二氧化锰，氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下生成氯化钾和氧气，则G是氯酸钾，H是氯化钾；氧气与K反应生成黑色固体M，铁和氧气在点燃的条件下生成黑色的四氧化三铁，则K是铁，M是四氧化三铁，将推出的物质代入转化关系验证符合题意。
【详解】（1）由分析可知，C是锰酸钾，N是硫；
（2）反应④是氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下生成氯化钾和氧气，反应的符号表达式为：；
（3）E是过氧化氢，F是水，两者化学性质不同的原因是：分子种类不同；
（4）N是硫，氧气的浓度越高，硫燃烧的越剧烈，从微观角度来看，硫在氧气中燃烧比在空气中更剧烈的原因是单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈；硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，属于化合反应，反应⑤是铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，属于化合反应；
（5）若N为木炭，木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳过多排放会引起温室效应。
15．(1)混合物
(2)B
(3) 21% 氧分子/氧气分子
(4)稀有气体
(5)沸点
(6)原料廉价易得（或制取成本低等，合理即可）
【详解】（1）净化后所得的饮用水中含有水、可溶性杂质等多种物质，因此属于混合物。
（2）压缩冷凝时空气中的水蒸气变为液态水，该变化属于物理变化，从微观角度分析，该过程中发生变化的是分子间的间隔，而分子的大小、分子的化学性质和分子的质量均未改变。故选B。
（3）空气中氧气所占的体积分数约为21%；氧气是由氧分子构成的，则保持化学性质的最小粒子是氧分子。
（4）由流程图，结合空气的组成成分，横线上应填写的物质是稀有气体。
（5）利用液氧和液氮的沸点不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气分离。
（6）工业以空气为原料制取氧气，优点为原料廉价易得、制取成本低等。
16．(1) 混合物 易溶于温水/在潮湿的空气中易被氧化/有降血压、抗衰老等保健功能
(2)分子在不断运动
(3)茶多酚被氧化
(4) 错误 正确
【详解】（1）茶多酚是30多种酚类物质的总称，属于混合物。
文中明确指出它的性质：易溶于温水，在潮湿的空气中易被氧化，有降血压、抗衰老等保健功能。
（2）分子在不断运动，奶茶中的香味分子会不断扩散到空气中，使人闻到香味。
（3）文中提到茶多酚 “在潮湿的空气中易被氧化”，放置时接触空气被氧化，导致含量逐渐减少。
（4）①文中提到 “过度饮用会导致糖分、脂肪等摄入过多，引起肥胖”，因此不能大量饮用，说法错误。
②图1显示在70℃时溶解的茶多酚含量最高（3867.03mg/kg），因此70℃是最佳冲调温度，说法正确。
17． C 原子的体积小
【详解】A.水在温度降低结冰时，水分子间的间隔增大，导致结成的冰体积比水大，该过程中水分子本身的体积不变，选项A错误；
B. 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，该过程中分子的种类发生了变化，氢原子（氢分子分解生成）和氯原子（氯分子分解生成）重新组合生成氯化氢分子，但氢原子和氯原子没有发生改变，因此该变化中原子种类没有发生改变，选项B错误；
C.蔗糖在热水中溶解更快，是因为温度升高，分子运动加剧，导致蔗糖分子在水中扩散速率加快，选项C正确；
D.因为普通光学显微镜的分辨率有限，而原子体积很小，所以普通显微镜无法直接观察到银原子。
故选C，填原子的体积很小。
18．(1) 无 红
(2)作对照
(3)分子在不断运动
【详解】（1）该实验中浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子不断运动，当运动到B中时，氨气溶于水形成氨水，氨水显碱性，能使无色酚酞试液变红，故图2烧杯A中溶液由无色变为红色；
（2）图1在此实验中的作用是：作对照，证明不是空气中的物质使A中溶液变红；
（3）该实验中浓氨水和酚酞溶液没有直接接触，一段时间后，A中溶液变红，故可得出结论：分子在不断运动。
19．(1) 混合物 30
(2) 多功能瓶排入量筒中的液体体积/量筒中收集到的液体体积
(3)ab
(4)节约材料、方便携带或装置一体化、简单化
【详解】（1）由图可知，制得的“氧气”中仍含有氮气，属于混合物；
已知相同条件下气体的体积比等于分子个数比，通过前氮气和氧气的体积比为8:2=4:1，反应后氮气和氧气的体积比为2:2=1:1，即反应前氧气约占20%，反应后氧气约占50%，故空气中氧气体积分数提高了50%-20%=30%。
（2）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学式表达式为：。
②根据图1装置可知，氧气不易溶于水，产生氧气后，集气瓶中压强增大，将水压入量筒中，可通过量取排出的水的体积量取收集的氧气的体积。
（3）将氧气通入水中，氧气不易溶于水，则可通过观察产生的气泡的速度观察产生氧气的速率，且将氧气通入水中，能降低氧气的温度，但不能加快氧气的生成速率，故选ab。
（4）由图可知，3.0版装置一体化，更简单，且节约材料、方便携带。

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