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3.3物质组成的表示和分析
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有一种氮的氧化物，氮和氧的质量比为7∶4，则此氮的氧化物的化学式为
A．N2O4 B．N2O5 C．NO2 D．N2O
2．白炽灯泡中的灯丝一般是钨丝。用黑钨矿冶炼成钨的过程中，会生成钨酸（H2WO4），钨酸中钨元素的化合价为（　　）
A．﹣2 B．+1 C．+4 D．+6
3．厨房中的物质很多都含有有机化合物。下列关于有机化合物叙述正确的是
A．食醋中含有醋酸(CH3COOH)，醋酸由碳、氢、氧三种原子构成
B．蔗糖(C12H22O11)中氢元素和氧元素的质量比为1：8
C．味精的主要成分为谷氨酸钠(C5H8NO4Na)，属于有机高分子
D．天然气的主要成分为CH4，甲烷分子由碳元素和氢元素组成
4．从坦克到军舰，从战斗机到导弹，几乎所有重型武器都离不开锑。根据如图所示，下列说法正确的是
A．锑元素符号是sb B．一个锑原子的核内有51个电子
C．原子质量为121.8 D．三氧化二锑的化学式为
5．近年来发现海底蕴藏着大量天然气水合物——“可燃冰”， 贮藏量超过已知天然气、石油和煤蘊藏量总和的2倍，是目前开发前景十分诱人的新能源。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼内可容纳1个甲烷分子或1个游离的水分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了甲烷分子，另外两个被水分子填充，则“可燃冰”的平均分子组成为
A．3CH4·H2O B．CH4·6H2O C．CH4·7H2O D．CH4·8H2O
6．如图是关于氮元素的价类图，下列说法错误的是：
A．x表示的物质类别是单质
B．物质B由分子构成
C．物质C属于空气污染物
D．物质D只能是HNO3
7．下列物质中，碳元素的化合价最低的是。
A．金刚石 B．二氧化碳 C．一氧化碳 D．甲烷(CH4)
8．《本草纲目》记载，穿心莲有清热解毒、凉血、消肿、燥湿的功效。穿心莲内酯（）是一种天然抗生素。下列关于穿心莲内酯的说法正确的是
A．穿心莲内酯由55个原子直接构成
B．穿心莲内酯由碳、氢、氧三种元素组成
C．穿心莲内酯中氧元素质量分数最小
D．穿心莲内酯中碳、氧元素质量比为4：1
9．金属钛(Ti)被广泛应用于航空航天等领域，工业上以金红石(主要成分为TiO2为原料冶炼钛的反应之一为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO，该反应中化合价升高的元素为
A．钛元素 B．氧元素 C．碳元素 D．氯元素
10．某氧化物RO2是A级高效安全灭菌消毒剂，它在食品保鲜、饮水消毒等方面有广泛应用。实验测得该氧化物中R与O的质量比为7：16，RO2的化学式为
A．CO2 B．ClO2 C．SO2 D．NO2
11．碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的其他反应物，下列说法不正确的是
A．X可以是单质或氧化物
B．反应②一定是分解反应
C．打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应③
D．反应①前后一定有元素的化合价发生了改变
12．三氧化二砷，俗称砒霜，化学式As2O3, 是最古老的毒物之一， 无臭无味，外观为白色霜状粉末，故称砒霜。其中砷元素的化合价为
A．+1 B．+3 C．-3 D．+2
二、填空题
13．求下面两物质的相对分子质量（Ca：40 H：1 O：16 S：32 ）
①Ca(OH)2： 。
②2H2SO4： 。
14．I.氧气是一种重要的气体，在生产和生活中有广泛的用途。工业上常用“分离液态空气法”制氧气，此方法是以空气为原料，利用液氮与液氧沸点不同，将其分离。主要流程如图所示：
(1)“操作2”得到液体B是_______(填“纯净物”或“混合物”)。
II.有A、B、C、D、E、F、G、H等八种物质，有如图反应关系或转化关系，反应条件均已略去。其中D为黑色粉末，通常状况下F为无色液体，H是能使澄清石灰水变浑浊的气体，E、G都为混合物，且E为液体，G为固体。
试回答下列问题：
(2)写出下列物质的名称：C_______；G_______。
(3)反应①②的基本反应类型是_______。
(4)根据你所学知识，写出有H生成的一个反应的符号表达式_______。
15．阅读下列短文，回答有关问题：
2023年6月8日至11日，世界动力电池大会在宜宾举办，动力电池的发展备受关注。判断一种电池的优劣或是否适合某种用途，主要看这种电池的比能量（单位质量的电池所输出的电能）以及电池可储存时间的长短。常用电池的比能量：锂电池>镍镉电池>铅蓄电池。含磷酸铁（）、磷酸亚铁锂（）的锂电池具有轻便、比能量高的突出优点，是目前使用广泛的一种电池。生产该电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯（单层石基）作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降。为此，科研团队就石墨烯含量对粉末电阻的影响展开研究，研究结果如图所示。
(1)中磷元素的化合价为________。
(2)中铁元素和氧元素的质量比为________。
(3)手机常使用锂电池而不使用铅蓄电池，原因是________（答一点即可）。
(4)图中表示电池性能最佳的点为________（填“A”“B”或“C”）。解释BC段曲线变化的原因________。
16．将宏观、微观及化学符号联系在一起是化学学科的特点。如图是某个化学反应前、后的微观模拟图，下列说法正确的是 _____。
A．反应前的已完全反应
B．图中所示涉及的3种物质中不可能有氧化物
C．图中各元素的化合价发生改变
D．该反应的基本反应类型是 _________
三、实验题
17．请回答下列问题：
(1)用图1装置进行电解水实验，a、b两个玻璃管中收集到的气体体积比约为___________，用燃着的木条检验b玻璃管中产生的气体，观察到的现象是___________。
(2)图2为自来水厂净化水的主要步骤。在实验室中，步骤②用到玻璃棒，其作用是___________，X试剂可以是___________。
(3)图2中的步骤④可向水中通入氯气。氯气与水反应的示意图如图3所示，该反应的符号表达式为___________。该反应的D中氯元素的化合价为___________。
(4)下列实验中，能证明水是由氧元素和氢元素组成的是___________(填字母)。
A．氢气在氧气中燃烧 B．水的蒸发 C．水的电解 D．水的净化
四、综合应用题
18．通过两个月学习，我们认识了多种物质，体会到人类对物质的研究是一种科学探究的过程，按照科学的程序进行研究会大大提高研究的效果。
请认真阅读材料，根据材料填写下列空格：
在通常状况下，二氧化碳是一种无色、能溶于水的气体，密度约为空气的1.5倍。二氧化碳气体在一定压强和低温条件下能够变成白色块状或片状固体，俗称“干冰”。
二氧化碳溶于水后，部分和水反应，生成了碳酸。二氧化碳通入澄清石灰水中能与溶质氢氧化钙反应，生成难溶于水的碳酸钙沉淀和水，所以澄清石灰水变浑浊。
二氧化碳的化学性质稳定且没有毒性，可用作科学实验和工业生产的保护气；它既不能燃烧不支持燃烧，所以可用来灭火。但存储镁粉的仓库起火，消防员会采用覆盖沙土等方法灭火而不能用二氧化碳灭火，因为镁可以在二氧化碳中剧烈燃烧，产生耀眼白光，生成一种金属氧化物和一种黑色颗粒炭，放大量热。二氧化碳是农业生产中最好的气体肥料，还是工业上生产尿素、甲醇、碳酸氢铵和碳酸氢钠等的重要原料。
2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上提出，中国努力争取在2060年前实现“碳中和”的宏伟目标。“碳中和”是指排放的二氧化碳总量被植物光合作用、人工转化等途径抵消，实现二氧化碳的相对零排放。“碳中和”的基本途径是“减排”（减少二氧化碳的排放）和“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化）。我国在尽可能“减排”的同时积极探索“增汇”的途径，例如将二氧化碳转化为重要的工业原料二甲醇，有效实现增汇。
(1)二氧化碳的用途（填写两条）①___________，②____________。
(2)用下图所示方法，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，下层蜡烛的火焰先熄灭，上层蜡烛的火焰后熄灭。上述现象体现了二氧化碳具有的物理性质是__________；具有的化学性质是__________。
(3)根据信息写出镁在二氧化碳中燃烧的符号表达式为________。
(4)清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇（CH3OH），其微观示意图如下图（图中微粒恰好完全反应，丙是甲醇）所示。请据图回答以下问题：

①甲醇（CH3OH）组成中碳、氢元素的质量比为_______（最简整数比）；44g二氧化碳与_________g甲醇中所含的碳元素质量相等。
②将二氧化碳转化为甲醇发生反应的符号表达式为__________。
③根据反应的微观示意图，关于化学变化你能获得的信息有（各写一条）：宏观方面_______；微观方面_________。
(5)根据对以上信息的理解，你认为下列说法不正确的是______（选填字母序号）。
A．将二氧化碳灭火可以实现“增汇”
B．二氧化碳转化为甲醇不仅可以实现“增汇”，还具有较高的经济效益
C．工业上将煤燃烧产生的二氧化碳压缩封存，用于生产尿素，可以实现“增汇”
D．“减排”和“增汇”并举能实现“碳中和”的目标，减缓温室效应
《3.3物质组成的表示和分析》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B B D D D B C D
题号 11 12
答案 B B
1．D
【详解】一种氮的氧化物，其中氮元素与氧元素质量比为7：4，设该氧化物的化学式为NxOy，则14x：16y = 7：4，可得x：y = 2：1，该氧化物的化学物为：N2O。
故选：D。
2．D
【分析】利用化学式中元素化合价代数和为0进行计算。
【详解】H2WO4中氢元素显+1价，氧元素显-2价，设钨元素的化合价是x，根据在化合物化学式中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+x+（-2）×4＝0，则x＝+6价。故选D。
3．B
【详解】A、食醋中含有醋酸(CH3COOH)，醋酸分子由碳、氢、氧三种原子构成，故选项说法错误；
B、蔗糖(C12H22O11)中氢元素和氧元素的质量比为(1×22)：(16×11)=1：8，故选项说法正确；
C、有机高分子化合物的相对分子质量大到几万甚至几十万，而谷氨酸钠的相对分子质量为12×5+1×8++14+16×4+23=169，不属于有机高分子化合物，故选项说法错误；
D、天然气的主要成分为CH4，甲烷由碳元素和氢元素组成，故选项说法错误。
故选：B。
4．B
【详解】A、元素周期表信息示意图中，右上角的符号是元素符号，锑元素符号是Sb，不是sb，错误；
B、元素周期表信息示意图左上角的数字表示原子序数，锑的原子序数为51，原子中，原子序数 = 质子数 = 核外电子数，则一个锑原子的核内有51个电子，正确；
C、元素周期表信息示意图正下方的数字表示相对原子质量，锑的相对原子质量是121.8，原子质量不是121.8，错误；
D、根据“顺写反读”的规则，三氧化二锑的化学式为Sb2 O3 ，错误。
故选B。
5．D
【分析】根据题中关于天然气水合物构成的描述，晶体中每8个笼中有6个容纳了CH4分子，另外2个被2个游离的H2O分子所填充，推断该天然气水合物的构成中CH4分子与H2O分子的粒子数的比，判断天然气水合物的平均组成的表示式。
【详解】平均每46个水分子构成8个笼，晶体中每8个笼中有6个容纳了CH4分子，另外2个被2个游离的H2O分子所填充；所以天然气水合物的构成中含6个CH4分子、46+2=48个H2O分子；则CH4分子与H2O分子粒子数比=6：48=1：8；可判断天然气水合物的平均组成可表示为CH4 8H2O；
故选D。
【点睛】分析题中信息对水合物构成的说明，判断出水合物的构成特点是解决问题的方法。
6．D
【详解】A、由图可知，A点对应物质中氮元素的化合价为0，故x表示的物质类别是单质，不符合题意；
B、由图可知，物质B属于氧化物，且氮元素显+2价，故该物质为NO，NO是由非金属元素组成的化合物，由一氧化氮分子构成，不符合题意；
C、由图可知，物质C属于氧化物，且氮元素显+4价，该物质为二氧化氮，二氧化氮能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，不符合题意；
D、由图可知，物质D中氮元素显+5价，物质D可能是硝酸，也可能是硝酸钠等，符合题意。
故选D。
7．D
【详解】A、金刚石是碳元素的单质，其中碳元素化合价为0；
B、二氧化碳中碳元素化合价=0-（-2×2）=+4；
C、一氧化碳中碳元素化合价=0-（-2）=+2；
D、甲烷中碳元素的化合价=0-（1×4）=﹣4。
故选D
8．B
【详解】A、分子是由原子构成的，一个穿心莲内酯分子是由20+30+5=55个原子构成，错误；
B、物质是由元素组成的，根据穿心莲内酯化学式可知，其是由碳、氢、氧三种元素组成，正确；
C、根据穿心莲内酯中碳元素、氢元素和氧元素的质量比=（12×20）：(1×30)：（16×5）=24：3：8可知，穿心莲内酯中氢元素质量分数最小，错误；
D、根据穿心莲内酯化学式可知，碳元素与氧元素的质量比=（12×20）：（16×5）=3:1，错误。
故选B。
9．C
【详解】根据单质中元素的化合价为0，化合物中各元素正、负化合价的代数和为0可知，TiO2中氧元素显-2价，则钛元素的化合价为+4价；C中碳元素化合价为0，Cl2中氯元素化合价为0；反应后TiCl4中氯元素化合价为-1价，则钛元素化合价为+4价，CO中氧元素化合价为-2价，碳元素化合价为+2价，故反应前Ti、O、C、Cl的化合价分别为、、0、0，反应后Ti、O、C、Cl的化合价分别为、、、，故化合价升高的元素为碳元素；
故选C。
10．D
【详解】RO2中R与O的质量比为7:16，设R的相对原子质量为x，则有，得x=14，所以R为氮元素，RO2的化学式为NO2；
故选D。
11．B
【详解】A、X可以是单质或氧化物，例如X可以是氧气或二氧化碳，是因为碳不完全燃烧生成一氧化碳，高温条件下二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，故此项说法正确；
B、反应②不一定是分解反应，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，不是分解反应，故此项说法错误；
C、打开碳酸饮料瓶盖时，碳酸分解生成水和二氧化碳，故此项说法正确；
D、反应①可以是碳燃烧生成二氧化碳，碳单质中碳元素为0价，二氧化碳中碳元素为+4价，故碳元素的化合价发生改变，故反应①中一定有元素的化合价发生变化，故此项说法正确；
故选B。
12．B
【详解】氧元素显-2价，设砷元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（-2）×3=0，则x=+3价。
故选：B。
13．①40+(16+1)×2=74②2×(1×2+32+16×4)=196
【详解】①Ca(OH)2的相对分子质量为40+(16+1)×2=74。
②2H2SO4的相对分子质量为2×(1×2+32+16×4)=196。
14．(1)混合物
(2) 锰酸钾 石蜡
(3)分解反应
(4)
【详解】（1）分离液态空气是利用液氮和液氧沸点的不同将其分离，蒸发过程中，液氮的沸点低，故氮气先分离出来，故气体A是氮气，液体B主要成分是液氧，还含有稀有气体等，属于混合物；
（2）有A、B、C、D、E、F、G、H等八种物质，A分解生成B、C、D，其中D为黑色粉末，可推出D为二氧化锰，A为高锰酸钾；H是能使澄清石灰水变浑浊的气体，可推出H为二氧化碳；通常状况下F为无色液体，B能与G转化为F和H，G是混合物，且G为固体，可推出B为氧气，则C为锰酸钾；G为石蜡，F为水；E为液体，E能与D转化为D、B、F，E为混合物，可推出E为过氧化氢溶液，代入验证，符合题意。
由分析可知，C为锰酸钾；G为石蜡；
（3）反应①为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应②为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，这两个反应均符合“一变多”的特点，均属于分解反应；
（4）由分析可知，H为二氧化碳，木炭燃烧生成二氧化碳，该反应的符号表达式为：。
15．(1)+5
(2)
(3)锂电池轻便或比能量高
(4) B 随着石墨烯的增加，过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，即粉末电阻增大
【详解】（1）磷酸铁（）中铁元素显+3价，氧元素显-2价，设磷元素的化合价为x，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则有（+3）+x+（-2）×4=0，x=+5；
（2）中铁元素和氧元素的质量比为56：（16×4）=7：8；
（3）根据文中信息可知，判断一种电池的优劣或是否适合某种用途，主要看这种电池的比能量(单位质量的电池所输出的电能)以及电池可储存时间的长短，常用电池的比能量：锂电池>镍镉电池>铅蓄电池，锂电池具有轻便、比能量高的突出优点，所以手机常使用锂电池而不使用铅蓄电池；
（4）根据文中信息：生产锂电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯(单层石墨)作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降，所以图示中LiFePO4粉末电阻最小时，表示电池性能最佳，即为B点；
BC段随着石墨烯的增加，过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，即LiFePO4粉末电阻增大。
16． C 化合反应
【详解】
A、由微观反应示意图可知，反应后有剩余，错误；
B、，氧化物是指含有两种元素，且一种元素为氧元素的化合物，“”分子是由两种原子构成的，若其中有一种原子是氧原子，则该物质可能属于氧化物，“”、“”分子中都只有一种原子，属于单质，图中只有生成物可能为氧化物，错误；
C、该反应的反应物是两种单质，单质中元素的化合价为零，生成物是一种化合物，化合物中元素的化合价不为零，因此图中各元素的化合价发生改变，正确。
D、由微观反应示意图可知，该反应是由两种分子反应生成另一种新分子，符合“多变一”的特点，属于化合反应。
故选C；补充：化合反应。
17．(1) 气体燃烧，发出淡蓝色火焰
(2) 引流 活性炭
(3) /+1价
(4)AC
【详解】(1)水通电分解生成氢气和氧气，由图1可知，a玻璃管内产生的气体体积少，是氧气，b玻璃管内产生的气体体积多，是氢气，两者的体积比约为。b玻璃管中产生的气体是氢气，点燃时的现象是气体燃烧，发出淡蓝色火焰。
(2)过滤操作中玻璃棒的作用是引流。X试剂通常会选用活性炭，其作用是吸附色素和异味。
(3)由反应示意图可知，该反应是水和氯气反应生成氯化氢和次氯酸，其符号表达式为。中氢元素的化合价为，氧元素的化合价为，根据化合物中，各元素正、负化合价的代数和为0，可知中氯元素的化合价为。
(4)A.氢气在氧气中燃烧生成水，可以证明水是由氧元素和氢元素组成的，A符合题意。
B.水的蒸发为物理变化，不能证明水是由氧元素和氢元素组成的，B不符合题意。
C.水通电生成氢气和氧气，可以证明水是由氧元素和氢元素组成的，C符合题意。
D.水的净化不能证明水是由氧元素和氢元素组成的，D不符合题意。
故选AC。
18．(1) 灭火 气体肥料（合理即可）
(2) 二氧化碳密度比空气大 不可燃、不助燃
(3)：Mg+CO2 MgO+C
(4) 3:1 32 H2+CO2 CH3OH+H2O 物质种类的发生改变（合理即可） 原子种类不变（合理即可）
(5)A
【详解】（1）二氧化碳可用于制汽水、碳酸氢铵、灭火、做气体肥料等；故填：灭火；气体肥料；
（2）用下图所示方法，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，下层蜡烛的火焰先熄灭，上层蜡烛的火焰后熄灭。上述现象体现了二氧化碳具有的物理性质是二氧化碳密度比空气大；具有的化学性质是二氧化碳不可燃、不助燃；
（3）根据“镁可以在二氧化碳中剧烈燃烧，产生耀眼白光，生成一种金属氧化物和一种黑色颗粒炭，放大量热”和质量守恒定律以及碳的物理性质可知，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应的符号表达式为：Mg+CO2 MgO+C；
（4）①甲醇（CH3OH）组成中碳、氢元素的质量比为12:（1×4）=3:1；设：44g二氧化碳与质量为x的甲醇中所含的碳元素质量相等。，则有： ；
②根据微观示意图可知，将二氧化碳转化为甲醇的反应物是氢气和二氧化碳，生成物是甲醇和水，反应条件是催化剂，发生反应的符号表达式为H2+CO2 CH3OH+H2O。
③根据反应的微观示意图，关于化学变化你能获得的信息有（各写一条）：宏观方面：物质种类的发生改变；微观方面：原子种类不变；
（5）A、将二氧化碳灭火可以可增加二氧化碳的排放，不能实现“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化），说法错误；
B、二氧化碳转化为甲醇时，可实现二氧化碳转化，不仅可以实现“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化），还具有较高的经济效益，说法正确；
C、工业上将煤燃烧产生的二氧化碳压缩封存，可实现二氧化碳转化，用于生产尿素，可以实现“增汇”，说法正确；
D、“减排”（减少二氧化碳的排放）和“增汇”（增加二氧化碳的吸收和转化）并举能实现“碳中和”的目标，减缓温室效应，说法正确。
故选：A。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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