第三單元 物質(zhì)構(gòu)成的奧秘
課題1 分子和原子
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1.(全國復(fù)賽題)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在特殊條件下水能表現(xiàn)出有趣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。例如,在一定條件下給水施加弱電場,能使水在常溫常壓下結(jié)成冰(俗稱“熱冰”,結(jié)構(gòu)見下圖)。下列說法正確的是( )
A.在弱電場下,水分子的排列從無序轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?br />B.水結(jié)成“熱冰”的過程中原子個數(shù)發(fā)生變化
C.上述變化過程中分子之間的間隔沒有發(fā)生變化
D.“熱冰”中水的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變
2.(廣東初賽)下列操作或現(xiàn)象與分子對應(yīng)的特性不一致的選項是( )
選項操作或現(xiàn)象分子的特性
A25 3的石油氣在加壓裝入容積為0.024 3的鋼瓶中分子間有間隔
B經(jīng)過加油站常聞到汽油的氣味分子是運(yùn)動的
C100 L氧氣和100 L氮?dú)饣旌显谝黄,體積小于200 L分子的質(zhì)量非常小
D加熱氧化汞可得到金屬汞和氧氣分子是可以再分的
3.(山西中考題改編)請根據(jù)下圖回答問題:
(1)圖一中從微觀角度你獲得的一條信息______________________。
(2)圖二所示反應(yīng)前后發(fā)生變化粒子是____________(填“分子”“原子”或“離子”),該反應(yīng)的微觀過程是:①氫分子和氧分子分裂為氫原子和氧原子;則②表示___________________________。
【情景創(chuàng)新題】
4.“用微觀的眼光看世界”是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的重要思想方法。試根據(jù)以下材料,結(jié)合你所學(xué)過的知識,簡要回答問題。
材料一 一滴水里大約有15萬億億個水分子,如果10億人來數(shù)一滴水里的水分子,每人每分鐘數(shù)100個,日夜不停,需要數(shù)3萬多年才能完成。
材料二 近代著名化學(xué)家道爾頓在著作中說:“一切物質(zhì)都是由數(shù)量巨大的,極微小的粒子(原子)構(gòu)成,這些粒子間通過引力相互結(jié)合,我們不能創(chuàng)造原子,不能分裂原子,我們能實現(xiàn)的變化,無非是把原先結(jié)合在一起的原子分開,或原先分開的原子結(jié)合起來!
(1)材料一說明 。
(2)有人對道爾頓觀點(diǎn)做了如下修正,你認(rèn)為其中正確的是 。
①“一切物質(zhì)”應(yīng)該為“有的物質(zhì)” ②“變化”只指“化學(xué)變化”而不能指其他變化
③不能“創(chuàng)造”或“分裂”原子應(yīng)指明不能用化學(xué)變化的方法“創(chuàng)造”或“分裂”原子
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
參考答案
1.A 解析:水結(jié)成“熱冰”過程只是水的狀態(tài)發(fā)生改變,導(dǎo)致水分子間的間隔發(fā)生變化,同時水分子排列由無序轉(zhuǎn)變?yōu)橛行,水變成熱冰的過程原子個數(shù)沒有發(fā)生改變。
2.C 解析:氣體混合后總體積小于兩者體積之和,說明分子間存在間隔。
3.(1)分子在不斷運(yùn)動(分子間有間隔,或分子很。
(2)分子 氫原子和氧原子結(jié)合成水分子(或每2個氫原子與1個氧原子結(jié)合成1個水分子)
解析:蔗糖溶于水說明分子是不斷運(yùn)動的,同時也說明分子間有間隔,溶解后蔗糖不見了,說明分子非常;化學(xué)變化實質(zhì)是分子可以分成原子,原子不能再分,但原子可以重新組成組成新的分子。
4.(1)分子很。w積和質(zhì)量都很小),但真實存在
(2)D
解析:原子只是構(gòu)成物質(zhì)的一種粒子,此外還有分子、離子等;分子分成原子、原子重新組成新物質(zhì)分子,是化學(xué)變化的實質(zhì),而物理變化只是分子間距離發(fā)生變化,分子本身不變;原子是化學(xué)變化中最小粒子,在化學(xué)反應(yīng)時,原子不會“分裂” 或“創(chuàng)造”,只是原子間的重新組合。
課題2 原子的結(jié)構(gòu)
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1.(山東初賽)下列關(guān)于原子的觀點(diǎn)正確的是( )
A.原子的質(zhì)量與原子核里質(zhì)子和中子的總數(shù)量密切相關(guān)
B.原子的化學(xué)性質(zhì)與原子的結(jié)構(gòu)有關(guān),與核外電子無關(guān)
C.原子雖不同,但是同一個原子核外的所有電子是完全相同的
D.原子核在化學(xué)反應(yīng)前后一定會發(fā)生改變
2.(全國復(fù)賽)在化學(xué)實驗和科學(xué)研究中,水也是一種常用的試劑。水分子在特定條件下容易得到一個H+,形成水合氫離子(H3O+)。下列對上述過程的描述不合理的是( )
A.元素的種類沒有變 B.微粒的組成發(fā)生了改變
C.微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變 D.與水分子相比水合離子的電子數(shù)發(fā)生了改變
3.(湖北恩施中考改編)科學(xué)家設(shè)想宇宙中可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)——反物質(zhì),物質(zhì)與反物質(zhì)相遇會釋放出巨大的能量,在能源研究領(lǐng)域中前景可觀。正電子、負(fù)質(zhì)子等都是反粒子,它們跟通常所說的電子、質(zhì)子相比較,電量相等但電性相反。請推測反碳原子的結(jié)構(gòu)可能是( )
A.由6個帶正電荷的質(zhì)子和6個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成
B.由6個帶負(fù)電荷的質(zhì)子和6個帶正電荷的電子構(gòu)成
C.由6個帶正電荷的質(zhì)子和6個帶正電荷的電子構(gòu)成
D.由6個帶負(fù)電荷的質(zhì)子和6個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成
4.(廣東初賽)質(zhì)子和中子都是由u夸克和d夸克組成,u夸克帶電量為23 e,d夸克帶電量為 - 13 e,e為基元電荷。下列論斷可能正確的是 ( )
A.質(zhì)子由1個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和2個d夸克組成
B.質(zhì)子由1個u夸克和2個d夸克組成,中子由2個u夸克和1個d夸克組成
C.質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和2個d夸克組成
D.質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和1個d夸克組成
【情景創(chuàng)新題】
5.人們?yōu)榻沂驹咏Y(jié)構(gòu)的奧秘,經(jīng)歷了漫長的探究過程。1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子并提出類似“西瓜”的原子模型。1911年盧瑟福等人為探索原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了下面的實驗:用一束帶正電的、質(zhì)量比電子大得多的高速運(yùn)動的α粒子轟擊金箔,發(fā)現(xiàn):①大多數(shù)α粒子能穿透金箔而不改變原來的運(yùn)動方向;②一小部分α粒子改變了原來的運(yùn)動方向;③有極少數(shù)α粒子被彈了回來。如右圖所示。
請你根據(jù)對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因:
(1)現(xiàn)象①: 。
(2)現(xiàn)象②: 。
(3)現(xiàn)象③: 。
參考答案
1.A 解析:原子的質(zhì)量主要集中在原子核上,而原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的;原子的化學(xué)性質(zhì)與原子最外層電子數(shù)關(guān)系密切;原子核外電子能量不相同,能量低的在離核近區(qū)域運(yùn)用,能量高的在離核遠(yuǎn)區(qū)域運(yùn)動;在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是核外電子數(shù),而原子核不會發(fā)生變化。
2.D 解析:氫原子核外只有1個電子,變成H+后核外沒有電子,因此H+與H2O結(jié)合成H3O+核外電子數(shù)與H2O核外電子數(shù)相同,則D錯誤。
3.B 解析:依題給信息:“它們跟通常所說電子、質(zhì)子相比較,質(zhì)量相等但電性相反”,再聯(lián)系所學(xué)知識碳原子是由6個帶正電荷質(zhì)子和6個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成。再由“反物質(zhì)”概念進(jìn)行遷移、推理可知,反碳原子則是由6個帶負(fù)電荷的質(zhì)子和6個帶正電荷的電子構(gòu)成。
4.C 解析:每1個質(zhì)子帶1個單位正電荷,中子對外不顯電性。2個u夸克和1個d夸克總電量為2×(23 e)+ (-13 e)= e;1個u夸克和2個d夸克總帶電量為23 e+2×(-13 e)=0。所以不難得出,每個質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,每個中子由1個u夸克和2個d夸克組成。
5.(1)原子核很小,原子內(nèi)部有很大的空間
(2)原子核帶正電,α粒子途經(jīng)金原子核附近時,受到斥力而改變了運(yùn)動方向
(3)金原子核質(zhì)量比α粒子大得多,α粒子碰撞到金原子核時被彈了回來
解析:當(dāng)用帶正電荷的α粒子轟擊金箔時,大多數(shù)α粒子能穿透金箔,而且不改變原來的前進(jìn)方向,說明原子內(nèi)部有很大的空間,原子并不是一個實心球體;這樣α粒子由于沒有受到阻礙,所以不改變原來的前進(jìn)方向;一小部分α粒子改變了原來的運(yùn)動路徑,說明帶正電的α粒子受到同種電荷的排斥,改變了方向,說明金的原子核帶正電。極少數(shù)α粒子好像碰到了堅硬不可穿透的質(zhì)點(diǎn)而被彈回,說明了帶正電的α粒子可能撞擊到帶正電荷的原子核而被彈回,說明金原子核質(zhì)量比α粒子大得多。
課題3 元素
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1.(泉州初賽) 著名的居里夫人首先發(fā)現(xiàn)某些原子具有放射性,即原子能自動地放射出一些特定的粒子。一種元素的原子經(jīng)過放射變成了另一種元素的原子,據(jù)此推斷放射出的粒子一定是( )
A.電子 B.中子 C.質(zhì)子 D.原子核
2.(江西初賽) 有兩種粒子,所含的質(zhì)子數(shù)相等,下列說法中正確的是( )
A.它們一定屬于同種元素 B.它們屬于不同種元素
C.它們一定是同一種原子 D.以上說法都不對
3.(宿遷中考改編)下列關(guān)于二甲醚(C2H6O)的說法錯誤的是( )
A.由碳、氫、氧三種元素組成
B.1個二甲醚分子是由2個碳元素、6個氫元素和1個氧元素組成
C.1個二甲醚分子中含有9個原子
D.二甲醚分子是由碳、氫、氧三種原子構(gòu)成的
4.(黑龍江初賽) X、Y、Z三種元素的核電荷數(shù)在1~18范圍內(nèi),已知三種元素原子的最外層電子數(shù)相等,X、Y都能與氧化合,而Z不能。X、Y、Z原子的核外電子層數(shù)遞減,則X為__________,Y為________,Z為________。(填元素符號)
5.(江蘇初賽)下圖是1~18號元素原子最外層電子數(shù)與原子核電荷數(shù)的關(guān)系圖。試回答:
(1)1個水分子共有_______原子核、________個質(zhì)子。
(2) 1個g2+核外共有_____電子;Cl-的最外層電子數(shù)和______原子的最外層電子數(shù)相同。
(3)通過對該圖的分析,你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律?請寫出其中一個: 。
【情景創(chuàng)新題】
6.1977年8月,國際化學(xué)會無機(jī)化學(xué)分會做出一項決議:從104號元素以后,不再以人名、國名來命名,一律以新元素的原子序數(shù)(即核電荷數(shù))的拉丁文縮寫來命名,即nil-0,un-1,bi-2,tri-3,quad-4,pent-5,hex-6,sept-7,dct-8,enn-9,照此規(guī)定,第104號元素的拉丁文名稱按“un+nil+quad+iu(詞綴)”應(yīng)為“unniquadiu”,其元素符號定為“Unq”,第105號元素的拉丁文名稱為“Unnilpentiu”,元素符號為“Unp”,依次類推,請分別給下列元素命名:
(1)109號元素拉丁文名稱為 ,元素符號為 。
(2)111號元素拉丁文名稱為 ,元素符號為 。
(3)116號元素拉丁文名稱為 ,元素符號為 。
參考答案
1.C 解析:元素種類是由質(zhì)子數(shù)決定的,由“一種元素的原子經(jīng)過放射變成了另一種元素的原子”推知,發(fā)生改變的粒子一定是質(zhì)子。
2.D 解析:元素是具有相同核電荷數(shù)(即核內(nèi)質(zhì)子數(shù))的一類原子的總稱。但粒子不一定是原子,如每個Ne原子、HF分子、H2O分子、NH3分子和CH4分子中都含有10個質(zhì)子。但它們不屬于同種元素。因此,質(zhì)子數(shù)相等的兩種粒子不一定屬于同種元素。
3.B 解析:元素是宏觀概念,只講種類,不論個數(shù)。
4.g Be He
解析:在核電荷數(shù)1~18范圍內(nèi),只有稀有氣體不能與氧化合,再結(jié)合1~18號元素最外層電子數(shù)和題設(shè)要求,不難推知Z是He,Y是Be,X是g。
5.(1)3 10
(2)10 氖(Ne)、 氬(Ar)
(3)①隨著核電荷數(shù)的遞增,最外層的電子數(shù)呈周期性變化;②H、Li、Na最外層都是一個電子,Ne、Ar最外層都是8個電子;③金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般小于4,非金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般都大于4; ④He、Ne、Ar最外層都達(dá)到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(合理答案均可)
解析:每1個原子只有1個原子核,每個水分子中共有3個原子,故有3個原子核,每1個水分子中含有2個氫原子(共2個質(zhì)子)和1個氧原子(8個質(zhì)子),因此每個水分子共有10個質(zhì)子;鎂原子核外有12個電子,失去2個電子,還剩下10個電子,氯離子最外層有8個電子,其中氖、氬原子最外層均是8個電子。
6.(1)Unnilenniu Une (2)Unununiu Uuu (3)Ununhexiu Uuh
解析:解答本題的關(guān)鍵在于根據(jù)題給信息中對104號以后元素的命名方法,依據(jù)所命名的元素的原子序數(shù),對元素的名稱進(jìn)行組合搭配。如109號元素,un-1、nil-0、enn-9、iu(詞綴),所以其名稱為Unnilenniu,元素符號為前三個詞的第一個字母組合在一起,即Une。111號、116號元素的命名方法依此類推。
第三單元 物質(zhì)構(gòu)成奧秘綜合訓(xùn)練
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1.(齊齊哈爾競賽題) 2002年諾貝爾化學(xué)獎得主之一的瑞典科學(xué)家維特里希夫巧妙地選用生物大分子中的某些原子(X)作為測量對象,測出相鄰X原子間的距離和方位。再通過計算機(jī)破譯了某些生物大分子的空間結(jié)構(gòu)。已知X2+核外有24個電子,該原子的相對原子質(zhì)量是56,則X的中子數(shù)是( )
A.32 B.48 C.80 D.30
2.(江蘇初賽) 下面是某學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語后一次練習(xí)的部分內(nèi)容,其中不正確的是( )
A.2nO42-:表示2個高錳酸根離子
B.2Ar:表示2個氬分子或2個氬原子
C.Fe2+:表示l個亞鐵離子
D.H2S中的“2”表示1個硫化氫分子中含有2個氫原子
3.(山東初賽)據(jù)報道,科學(xué)家在深海發(fā)現(xiàn)了一種外表象冰的固態(tài)物質(zhì),這種物質(zhì)的成分是甲烷水合物(CH4•xH2O),稱為可燃冰。測得這種晶體的結(jié)構(gòu)為平均每46個水分子建8個籠,每個籠中容1個甲烷分子或1個游離的水分子則在這種晶體中共含 種分子。若每8個籠容有6個甲烷和2個水分子,則在這8個籠組成的整體中,甲烷與水的分子個數(shù)比是 。
【情景創(chuàng)新題】
4.(原創(chuàng)題)資料一:據(jù)報道,浙西北藏著個聚寶盆,4平方公里范圍的稀土礦含鈧70 t,經(jīng)濟(jì)價值超700億元。稀土是國家戰(zhàn)略儲備資源,這次發(fā)現(xiàn)的鈧更能被用在國防、軍工、航天、核能等多個重要方面。
資料二:2012年8月16日“嫦娥一號”從月球返回信息表明,月球中含有豐富3He,同時測了月球上14種元素的含量和分布:K、Th(釷)、U(鈾)、O、Si、g、Al、Ca、Fe、Ti(鈦)、Na、n(錳)、Cr(鉻)、Gd(釓)。
請結(jié)合上述材料回答:
(1) “嫦娥一號”從月球返回信息表明,月球中含有豐富He-3原子,它可能成為未來核能的重要原料。He-3原子核內(nèi) 。
A.含有3個質(zhì)子,沒有中子 B.含有2個質(zhì)子,1個中子
C.含有1個質(zhì)子,2個中子 D.含有3個中子,沒有質(zhì)子
(2)鈧元素相關(guān)信息如下圖所示。下列說法中,不正確的是 。
A.該元素的元素符號為Sc
B.該元素屬于金屬元素
C.該元素的原子核外有21個電子
D.該元素的相對原子質(zhì)量為44.96 g
(3)月球上的3He(3表示相對原子質(zhì)量)蘊(yùn)藏量巨大,探月的目標(biāo)之一是探測核聚變?nèi)剂?He的分布。地球上的氦元素主要以4He形式存在。從原子的構(gòu)成來看,3He、4He兩種原子的_________數(shù)不同,化學(xué)性質(zhì)________。“嫦娥一號”另一個目標(biāo)是探測下列14種元素的含量和分布:K、Th(釷)、U(鈾)、O、Si、g、Al、Ca、Fe、Ti(鈦)、Na、n(錳)、Cr(鉻)、Gd(釓)。其中屬于地殼中含量最多金屬是 ;屬于非金屬元素的有_________種。
(4)鈧是一種熔點(diǎn)高、密度小、抗腐蝕性能好的金屬。鈧(Sc)元素的粒子結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示:
圖1 圖2
①下列四種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖中,與圖1化學(xué)性質(zhì)相似的是 。
A B C D
②圖2所表示的粒子的化學(xué)符號是 。
參考答案
1.D 解析:X2+ 核外有24個電子,是指X原子失去2個電子后還剩余24個電子,根據(jù)原子中,質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)可知,X原子的質(zhì)子數(shù)為26,根據(jù)相對原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)可求得,X的中子數(shù)為56-26=30。
2.A 解析:表示2個錳酸根離子。
3.2 1?8
解析:由甲烷水合物(CH4•xH2O)可知,該晶體是由甲烷分子和水分子2種分子構(gòu)成; 8個籠用46個水分子,籠中還有2個水分子,共48個水分子和6個甲烷分子。
4.(1)B
(2)D
(3)中子 相同 鋁(或Al) 2
(4)①B ②Sc3+
解析:問題(1)根據(jù)題給信息可知,該氦原子的近似相對原子質(zhì)量為3,又知氦原子核內(nèi)有2個質(zhì)子,那么中子數(shù)為1。問題(2)元素周期表中原子序數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù),相對原子質(zhì)量單位是1,一般不寫出。問題(3)3He和4He它們的質(zhì)子數(shù)均為2,核外電子數(shù)也為2,因此它們的化學(xué)性質(zhì)相似,只是中子數(shù)不同。問題(4)原子核外最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì),最外層電子數(shù)相同的元素,其化學(xué)性質(zhì)也相似;圖2結(jié)構(gòu)可以看出鈧失去了最外層3個電子,形成了3個單位正電荷的陽離子。
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