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考点2
物质的构成与组成

编者引言

本考点是以物质的构成微粒及其示意图、组成元素及其化学式与化合价判断进行命题的,凸显微粒观、元素观和结构观。基本要求是:认识物质的微粒性,知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒;能用微粒的观点解释某些常见的现象;能记住并正确书写一些常见元素的名称和符号,知道元素的简单分类;能根据常见元素的化合价和化学式表示常见物质的组成;形成“化学变化过程中元素不变”的观念,初步建构物质的组成和结构决定物质性质的观念。重点是:有关物质的构成与组成的描述、化学式与元素化合价的判断;难点是:形成微粒观、元素观和结构观及其实验探究的能力。

经典拉分题 思维点评

点评1 物质构成的描述——微粒观的建构

题1 200多年前,法国化学家拉瓦锡用定量方法研究空气成分,其中一项实验是加热红色氧化汞粉末得到汞和氧气,反应的微观示意图如图2-1所示。该项实验( )

图2-1

A.可说明分子质量大、原子质量小

B.可说明原子不能保持物质的化学性质

C.氧化汞由一个汞原子和一个氧原子构成

D.所得氧气与原空气中的氧气化学性质相同

满分解答 D

技巧贴士

分子比构成它的原子的质量大,但不同的分子、原子无法比较大小;原子直接构成物质时,可保持物质的化学性质;氧化汞不是由汞原子和氧原子直接构成的;分子是保持物质化学性质的一种微粒。

题2 对下列事实的解释,不合理的是( )

A.通过气味辨别氮气和氨气:分子是运动的,不同分子的性质不同

B.氧气经压缩储存在钢瓶中:压强增大,分子之间的间隔变小

C.干冰升华为二氧化碳气体:状态变化,分子大小随之变化

D.蔗糖在热水中溶解更快:温度越高,分子运动速率越大

满分解答 C

技巧贴士

根据分子的基本特征——“两小运间、同同不不”(即分子质量和体积都很小;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;同种分子性质相同,不同种分子性质不同),结合事实进行分析判断;物质状态变化时,分子大小不变,仅仅是分子间隔变化。

题3 取一滤纸条,等间距滴入10滴紫色石蕊溶液,装入玻璃管中,然后从玻璃管的两端同时放入分别蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球,并迅速封闭两端管口,很快可观察到管内有白烟产生,待白烟消失后还可观察到如图2-2所示的现象。则下列说法中正确的是( )

图2-2

A.氨水和盐酸都属于易挥发性物质

B.该过程中没有化学反应发生

C.所有气体分子的运动速率都相同

D.图示黑点表示石蕊溶液变成了红色

满分解答 A

技巧贴士

管内有白烟产生,是因为氨水挥发出的氨气与盐酸挥发出的氯化氢反应生成了氯化铵的缘故,说明氨水和盐酸都属于易挥发性物质;据图可以看出,氨水这边变色的滴数是7滴,浓盐酸这边的滴数是3滴,故氨气的运动速率大于氯化氢,说明分子的运动速率不同;氨水呈碱性,能使石蕊试液变蓝色。

思维点评

(1)描述物质的构成要用微粒的观点,用微粒观去解决化学问题,能抓住问题的本质。在解题时,要把握好微粒观的主要观点(详见前言)。

(2)描述物质的构成要注意构成的层次(由分子构成的物质不能描述成由原子直接构成),要借助对微粒示意图(中考热点)的微观想象。

(3)用微粒的观点解释实验现象时,要运用“实验答题三步术”(详见考点1)——“标记实验目的→推写各步原理→回看题意答题”,要透过宏观现象看到物质变化的微观本质。

点评2 物质组成的描述和表示——元素观的建构

题4 我国科学家屠呦呦发现了青蒿素(化学式为C 15 H 22 O 5 ),获得2015年诺贝尔奖。关于青蒿素的说法正确的是( )

A.青蒿素由42个原子构成

B.青蒿素的相对分子质量为282 g

C.青蒿素由三种元素组成

D.青蒿素中碳、氧的质量比为3∶1

满分解答 C

技巧贴士

描述物质的组成要用元素的概念,元素只讲种类,不讲个数;青蒿素由分子构成,不是由原子直接构成;相对分子质量的单位不为g;青蒿素中碳、氧的质量比不等于原子个数比。

题5 硝酸铵(NH 4 NO 3 ) 是一种化肥,其中氮元素的化合价( )

A.两个N原子均为+1

B.第一个N原子为+3

C.分别为-3、+5

D.第二个N原子为+3

满分解答 C

技巧贴士

铵根与硝酸根的化合价分别为+1、-1价,根据化合价规则: x +(+1)×4=+1, x =-3; y +(-2)×3=-1, y =+5。

题6 以化合价为纵坐标,物质的类别为横坐标所绘制的图像叫价类图。图2-3为硫的价类图,请分析该图后填空:

图2-3

(1)A点表示的物质类别是_____。

(2)F点表示的化合物的化学式是_____。

(3)图中可表示Na 2 SO 4 ·10H 2 O这种化合物的点是_____(填字母)。

(4)由E点化合物转化为G点化合物的化学方程式是_____________(任写一个)。

满分解答 (1)单质 (2)H 2 SO 3 (3)D (4) (合理均可)

技巧贴士

本题对应的系列物质是硫元素的物质家族。A点对应的化合价为0价,由于单质中元素化合价为0,所以A点表示的是单质;F点对应+4价硫元素的酸是亚硫酸;Na 2 SO 4 ·10H 2 O中硫的化合价为+6价,属于盐,对应的点为D点;E点化合物为+4价硫的氧化物SO 2 ,G点化合物为+4价硫的亚硫酸盐,应写SO 2 和可溶性碱反应的化学方程式。

思维点评

(1)描述物质的组成要用元素的观点,表示物质的组成要用元素化合价与化学式。建构元素观,对物质世界的认识就变得有条理。在解题时,要把握好元素观的主要观点(详见前言)。

(2)在解题时,要注意区别物质的组成和构成的不同描述;要注意“回看题意”、联想类比、处理好题给信息。

点评3 物质的组成和结构决定物质的性质——结构观的初步建构

题7 物质的宏观性质与微观组成(或结构)相互联系是化学特有的思维方式。下列对宏观现象的解释不正确的是( )

A.金刚石和石墨物理性质差异大,是因为它们的碳原子排列方式不同

B.氧化汞、水都能分解得到氧气,是因为它们的分子中都含有氧原子

C.盐酸和硫酸有许多酸的通性,是因为它们的水溶液中都含有氢元素

D.烧碱和熟石灰也有许多共同的化学性质,是因为它们都含有氢氧根

满分解答 C

技巧贴士

物质的组成和结构决定物质的性质;酸具有酸的通性,是因为酸的组成中都含有氢元素,酸分子中都含有氢原子,酸溶液中都含有氢离子,酸电离产生的阳离子都是氢离子。

题8 结构观、微粒观、元素观和转化观都是化学的基本观念。

(1)将宏观、微观和符号表征相结合是化学独特的思维方式。科学家最近在低温下合成了一种化合物,其分子模型如图2-4所示,其中“ ”“ ”分别代表碳原子、氢原子。该物质的化学式是_________;该物质具有可燃性的原因是(从物质结构的观点说明);该物质完全燃烧的化学方程式是_________;6.4g该物质完全燃烧可生成CO 2 _____g

图2-4

(2)根据所制物质的组成成分选择原料,要考虑原料中能否提供所得产品中所需的成分且能够转化到产品中:如海水制“碱”中,NaCl只提供了Na 2 CO 3 所需的“Na”,则还需要能提供含________元素的物质。按此思路,用Na 2 CO 3 制取NaOH,需要用到生活中常见的一种廉价原料是_____(填俗称),从经济角度考虑该变化体现了“化学变化创造价值”。

(3)已知由Cu到Cu(OH) 2 可经三步转化:Cu→CuO→CuSO 4 →Cu(OH) 2 ,而Fe经两步反应可得到Fe(OH) 2 ,请补全转化的过程:Fe→_____→Fe(OH) 2

满分解答(1)C 5 H 4 ;其分子是由碳、氢原子构成的; (2)碳、氧(或C、O);熟石灰 (3)FeCl 2 (或其他亚铁盐)

技巧贴士

(1)图示微粒的化学式为C 5 H 4 ,可与具有可燃性的甲烷类比;根据质量守恒定律完成其完全燃烧的化学方程式,并进行简单计算。

(2)根据元素守恒推断物质转化所需元素和原料。

(3)铁与酸反应转化为亚铁盐,亚铁盐与碱反应转化为Fe(OH) 2

思维点评

(1)物质的组成、构成与性质、用途、存在之间有相关性,所以有必要建构物质结构观。在解题时,要把握好结构观的主要观点(详见前言)。

(2)在解题时,一要运用物质的组成、结构与性质、用途、存在之间的逻辑关系(如图2-5所示),二要“回看题意”、处理好题给信息,三要借助“观察、抽象、演绎、归纳、比较、推理”等科学方法,四要综合应用微粒观、元素观、结构观等化学基本观念解决问题。

图2-5

满分训练

1 2016年诺贝尔化学奖授予因在分子机器设计与合成方面做出突出贡献的三位化学家。他们利用分子马达转动体积为其1万倍的玻璃汽缸,更开发出一部“纳米车”(如图),“纳米车”的研制成功可说明( )

第1题图

A.分子要在人为外力作用下才能运动

B.在一定条件下人可以控制分子运动

C.“纳米车”分子不是由原子构成的

D.分子马达转动是肉眼可以直接看见的

2 “茉莉的香气清新淡雅,能够使人心情放松;檀木的香气持久醇厚,能缓解紧张焦虑的情绪……。”从微观角度分析,语句中隐含的分子性质有( )

①分子的质量很小;②分子之间有间隔;③分子是不断运动的;④不同分子性质不同

A.①②

B.③④

C.①③

D.②④

3 对下列事实的微观解释正确的是( )

4 图示为某有机物的分子模型,该有机物是一种高效食品防腐剂。下列说法中,不正确的是( )

第4题图

A.该有机物由3种元素组成

B.该有机物由C 9 H 10 O 3 分子构成

C.该有机物由碳、氧、氢三种原子构成

D.该有机物中碳、氧元素的质量比为9∶4

5 甲(化学式为C 2 H 4 Cl 2 )和乙的分子结构如图所示。资料表明:甲、乙的结构不同,性质也有一定差异。小明根据甲和乙的分子结构和性质得出如下结论,其中错误的是( )

第5题图

A.甲、乙都是由三种元素组成的化合物

B.甲、乙中C、H、Cl原子个数比均为1∶2∶1

C.构成不同物质的原子种类和个数一定不同

D.不同物质具有不同结构和不同性质

6 下面是甲烷跟氧气反应的微观示意图,据此分析正确的是( )

第6题图

A.该反应类型属于置换反应

B.保持氧气化学性质的最小微粒是

C.甲烷是由5个原子构成的

D.氧元素在反应中由游离态变成化合态

7 将汽车尾气中的毒气转化为空气中的成分,其微观示意图如下,说法不严谨的是( )(多选)

第7题图

A.该反应中有两种物质的分子、三种元素的原子参加反应

B.示意图中分子和原子都是化学变化中的最小微粒

C.在化学变化中,分子分成原子,原子重新组合成新物质

D.其微观示意图的化学反应方程式为

8 已知 分别表示X、Y、Z三种不同的气体分子,在一定条件下发生如图所示的变化,由图示获得的下列信息中错误的是( )

第8题图

A.在化学变化中,分子一定发生改变

B.分子之间有间隔

C.该反应可表示为4X+Y=2Z

D.一个Z分子由四个原子构成

9 将等体积的滴有红墨水的水和酒精分别缓缓注入如图所示的装置中,盖紧胶塞将两种液体混合,实验现象如图所示。该实验能得到的结论是( )

第9题图

A.分子变小了

B.分子间有间隔

C.不同分子间一定发生化学反应

D.酒精不能溶于水

10 把分别充满红棕色NO 2 气体和无色H 2 的集气瓶,按照图A、B两种方式放置,然后把中间的玻璃片抽走,使两瓶口密合在一起(不振荡),可观察到A中两瓶气体颜色很快趋于一致(两种气体不反应),而B中需很长时间才能达到同样效果。不能由此现象直接得出的结论是( )

第10题图

A.分子之间有间隙

B.分子在不断地运动

C.分子由原子构成

D.NO 2 气体的密度比H 2

11 某同学对探究分子性质的实验[图(1)]进行了改进。如图(2)所示,试管丁、戊中各有一张每隔2厘米滴有一滴酚酞溶液的滤纸条,装有适量浓氨水的小药瓶固定在橡皮塞上,试管丁中小药瓶上的瓶塞已塞紧,试管戊中的小药瓶上无瓶塞。以下说法错误的是( )

第11题图

A.图(2)比图(1)的实验更环保、更节约

B.两个实验均能证明分子在不断的运动

C.仅将浓氨水换成浓盐酸也可达到实验目的

D.若将戊浸入冰水中,滤纸条也会变红

12 硼氢化钠(NaBH 4 ,其中氢元素的化合价为-1)是一种安全车载氢源。有关硼氢化钠的说法正确的是( )

A.含2个氢分子

B.硼元素的化合价为+3

C.只含一种非金属元素

D.Na、B、H的质量比为1∶1∶4

13 月球探测已经成为中国航天的现实。月球表面富含钛铁矿,其主要成分的化学式为FeTiO x (钛酸亚铁),其中钛元素的化合价显+4价,则 x 为( )

A.2

B.3

C.4

D.6

14 新型纳米材料MFe 2 O x (3< x <4)中M表示+2价的金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,MFe 2 O x 能使工业废气中的SO 2 转化为S,转化流程如图所示;已知MFe 2 O y 中Fe为+3价,下列有关该反应的说法中,不正确的是( )(多选)

第14题图

A.MFe 2 O x 中Fe为+2价

B. y 的数值为4

C.SO 2 被氧化了

D.SO 2 发生了分解

15 高铁酸钠是一种新型净水剂,它的化学式为Na 2 FeO 4 ,其中氧为-2价,则铁的化合价为_______价。高铁酸钠主要通过如下反应制取: 。试写出物质X的化学式:______和名称:________。

16 化学物质间的反应除了观察和记录外,也需要从分子、原子的模型来模拟。若用○和●分别代表两种不同元素的原子,○的相对原子质量是●的3倍,取等质量两种单质混合。反应前后的模拟模型如图所示。

第16题图

(1)反应前后○和●的原子个数比是_____。

(2)该反应后生成物中○和●的原子个数比是_____。

17 获取知识、形成认识需要借助一定的科学方法。“观察”“抽象”“演绎”“归纳”“比较”“推理”等是常用的科学方法。

(1)下列描述分别运用了以上哪种科学方法?

①打开盛放浓盐酸的试剂瓶,“瓶口有白雾出现”,运用的是_____法;“白雾是浓盐酸挥发出来的氯化氢气体与空气里的水蒸气接触,形成的盐酸小液滴”,运用的是_____法。

②“Na 2 CO 3 、K 2 CO 3 、CaCO 3 都能与盐酸反应生成二氧化碳气体,所以碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体”,运用的_____法;“BaCO 3 属于碳酸盐,因此BaCO 3 也能与盐酸反应生成二氧化碳气体”,运用的是_____法。

(2)应用上述科学方法回答下列问题:

①如图(1)所示进行分子性质的实验,在试管中滤纸条上A、B、C处各滴上一滴紫色石蕊试液,再向试管口处棉花团上滴一些浓盐酸,可以观察到A、B、C处变为_____色,变色的先后顺序是_____,从微观角度可获得的结论是___________、_____________。

②常温下,将体积大致相等的水和酒精(酒精密度:0.789 g/cm 3 )依次缓缓注入图(2)“细颈”容器(容量瓶)中,注满后立刻塞紧塞子振荡,静置片刻,容量瓶细颈上部有空柱形成,实验发现,若水和酒精的注入先后顺序不同(其他条件相同),形成空柱的长短也不同,要使形成的空柱比较短,所加液体的顺序是___________,理由是_____________________________。

第17题图

18 经过研究发现,对任何气体而言,6.02×10 23 个分子具有下列定量关系:

Ⅰ.其质量在数值上等于该分子的相对分子质量,单位为克;

Ⅱ.在压强为101kPa和温度为0℃时其体积为22.4L;

Ⅲ.在压强为101kPa和温度为20℃时其体积为24.0L。

(1)据此可知,32g二氧化硫的分子数为_____个,含有的氧原子数为_____个,在压强为101kPa和温度为0℃时其体积为_____L。

(2)从微观的角度解释上述Ⅲ的气体体积大于Ⅱ的原因是_______________。

19 如图(1)所示是研究温度对微粒运动速率影响的实验,实验时同学们闻到了氨气强烈的刺激性气味。小明查阅资料得知氨气极易溶于水,他做了如图(2)所示的改进,实验过程如下:

第19题图

【实验操作】 步骤一:向B、D、F三支试管中分别加入5 mL的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞试液,振荡,观察溶液颜色;步骤二:向试管A、E中分别加入2 mL浓氨水,立即用带有橡皮塞的导管按图(2)连接好,并将试管E放置在盛有热水的烧杯中,观察几分钟。

【分析讨论】 ① 图(1)实验中能观察到湿润的酚酞试纸变_____色。

②改进后的实验中使用了试管F,此处运用的实验方法是_________。

③步骤二中将试管E放置在盛有热水的烧杯中,最先观察到的现象是__________,试管B、D中先出现颜色变化的是试管_____,由此可得出结论:____________。

④与图(1)实验相比,改进后实验的一个主要优点是_________。

20 2015年,屠呦呦因发现青蒿素并成功研制出抗疟新药,成为我国本土第一位诺贝尔生理学或医学奖得主。我国的许多医学著作中都有使用青蒿治疗疟疾的记载。屠呦呦团队通过研究,发现了青蒿素,确定了它的组成、结构,并成功合成。

(1)提取过程:研究人员先是采用水煎法(将青蒿放入水中,加热煮沸、浓缩),发现得到的提取物对疟原虫无抑制效果;而采用95%的乙醇(乙醇沸点78℃)为溶剂进行提取,得到的提取物有效率为30%~40%,后来又采用乙醚(沸点35℃)为溶剂,得到的提取物有效率达到95%以上。课题组将提取物中的有效成分命名为青蒿素。

根据青蒿素的提取过程推测青蒿素的物理性质和化学性质(各写一条)_________和_________等。

(2)结构分析:确定中草药成分的化学结构是药物研制过程中十分重要的一环。在成功分离出青蒿素晶体后,课题组立即着手分析其化学结构。

①定性分析:取适量青蒿素,在氧气中充分燃烧,测得生成物只有二氧化碳和水,由此推断青蒿素中一定含有的元素是(用符号表示)__________。

②定量分析:实验测得青蒿素的相对分子质量是282,其中碳元素的质量分数是63.8%,氢元素的质量分数是7.8%,根据以上信息,写出确定一个青蒿素分子中氧原子个数的计算式(只列式,不计算结果):__________。

③主要抗疟结构分析:青蒿素对疟原虫有很好的抑制作用,可能是因为它有较强的氧化性,青蒿素分子中具有怎样的结构才使它有较强的氧化性呢?我们熟悉的过氧化氢有较强的氧化性,医疗上常用它杀菌消毒,过氧化氢分子中原子间相互结合的方式有“ ”两种,青蒿素分子中原子间相互结合的方式有“ ”等几种。你认为青蒿素分子中起杀菌作用的原子间相互结合的方式是__________。

以上是运用已有知识进行的推理,推理是否正确,需要通过_____进行验证。

(3)化学合成:青蒿中青蒿素的含量只有0.1%~1%,课题组于1984年成功合成了青蒿素。请你谈一谈化学合成青蒿素有哪些优点(答一点即可):___________________________。 liIJYd9EQw2lMhMcNuxEN/Mo8uoTgX6gBvr1jZxVwQpDgFsl3qA9ZlcpaOPXzaHv

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