高中化学苏教版 (2019)选择性必修2专题1 揭示物质结构的奥秘第三单元 物质结构研究的意义一课一练

分层作业3　物质结构研究的意义

A级  必备知识基础练

1.下列由事实得出的结论错误的是(　　)

A.维勒用无机物合成了尿素,突破了无机物与有机物的界限

B.门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律,表明科学研究既要继承又要创新

C.C60是英国和美国化学家共同发现的,体现了国际科技合作的重要性

D.科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖,意味着化学已成为以理论研究为主的学科

2.科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示),每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成的。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是(　　)

A.人们用肉眼可以清晰地看到“纳米车”的运动

B.“纳米车”的诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段

C.纳米车运输有机分子的过程是发生化学变化的过程

D.C60与12C都是碳元素形成的化合物

3.物理学家卢瑟福的“α粒子散射实验”的成果如下:使一束α粒子(质量数为4,带2个单位正电荷)射向一片极薄的金箔。过去一直以为是实心球紧密排列而成的金箔,竟让大多数α粒子畅通无阻地通过,就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的粒子的前进路线发生偏转,或被笔直地弹回。根据以上实验现象得出的下列结论错误的是(　　)

A.金原子不是实心球,内部很“空旷”,其中存在“硬核”,其体积比原子本身小得多

B.金原子的“硬核”质量比α粒子大得多,故金原子的质量主要集中在“核”上

C.金原子的“硬核”带正电,原子内含的正电荷集中在“核”上

D.核外电子绕原子核做高速圆周运动

4.目前,科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子,即把“足球形”的C60分子溶进“足球形”的Si60分子中,外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。下列关于这种分子的说法中,不正确的是(　　)

A.该物质是一种新型化合物

B.该过程为化学变化

C.是两种单质组成的混合物

D.相对分子质量为2 400

5.仔细分析下列表格中烃的排列规律,判断排列在第15位烃的分子式是(　　)

A.C6H14 B.C6H12 

C.C7H12 D.C7H14

6.(1)“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染,是一门能彻底阻止污染产生的科学。它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内容。据报道,某地在整顿音像市场的活动中,查获了一批盗版光盘,并进行了“绿色销毁”。以下做法中,属于“绿色销毁”的是　　　　(填字母)。 

A.泼上汽油焚烧

B.倾倒入江河中

C.深埋于土壤中

D.碾压粉碎后再回收利用

(2)市场上出现的“葡萄糖酸钙”“加碘食盐”“含氟牙膏”等商品中的钙、碘、氟应理解为

　　　　(填字母)。 

A.原子 B.分子 

C.离子 D.元素

(3)家庭厨房实际上就是一个化学世界,柴、米、油、盐、酱、醋、糖等都属于化学物质。食醋不慎滴在大理石台面上,会使大理石表面变得粗糙而失去光泽,其原因为                                                              　;白糖与红糖的主要成分都是蔗糖,工业生产中一般加入　　　　　　,利用其吸附作用让红糖脱色变成白糖。 

B级  关键能力提升练

7.[2022全国甲卷]辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如图所示。下列有关辅酶Q10的说法正确的是(　　)

A.分子式为C60H90O4

B.分子中含有14个甲基

C.分子中的四个氧原子不在同一平面

D.可发生加成反应,不能发生取代反应

8.下列有关化学科学的形成与发展的认识及事实不正确的是(　　)

A.化学科学的发展可借助紫外光谱、核磁共振氢谱、红外光谱等手段

B.现代化学的发展可带动相关科学的进一步发展

C.屠呦呦因采用化学方法提取青蒿素而获得了诺贝尔奖

D.我国科学家人工合成的牛胰岛素是世界上首次人工合成的核糖核酸

9.为了探索月球上是否有生命存在的痕迹,需要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物(当然这仅仅是探索的第一步)。科学家用氘盐酸(即DCl)和重水(D2O)溶液处理月球的岩石样品,对收集的气体加以分析,结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物。这个实验不能用普通盐酸的理由是(　　)

A.普通盐酸的酸性太强

B.普通盐酸具有挥发性

C.普通盐酸无法和岩石中的碳化物反应

D.无法区别岩石中含有的是碳化物还是碳氢化合物

10.由我国某医学研究所研制的小分子团水,解决了医务人员工作时的如厕难题。新型小分子团水,具有饮用量少、渗透力强、生物利用度高、在人体内储留时间长、排放量少的特点。一次饮用125 mL小分子团水,可维持人体6小时正常需水量。下列关于小分子团水的说法正确的是(　　)

A.水分子的化学性质改变

B.水分子中氧氢键长缩短

C.小分子团水是一种新化合物

D.水分子间结构、物理性质改变

11.完成下列题目。

(1)在初步认识化学科学的基础上,你认为下列与化学科学有关的职业有　 　(填序号)。

①医生　②质量检测师　③化学教师　④药物研究人员　⑤化工厂工人

(2)屠呦呦研究小组用　　　　提取青蒿素。后来一大批化学工作者在研究青蒿素结构的过程中,利用　　　　测定出青蒿素的相对分子质量。 

(3)铜是生命必需的微量元素之一,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。请填写下列空白:

①在西汉古籍《淮南万毕术》中曾有“曾青得铁则化为铜”之说,试写出该句描述的现象所涉及反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②铜器表面有时会生成铜绿[主要成分为Cu2(OH)2CO3],这层铜绿可用化学方法除去,试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式: 　 　　　　　　　　　　　。

C级  学科素养拔高练

12.制冷剂是一种易被压缩、液化的气体,液化后在管内循环,蒸发时吸收热量,使环境温度降低,达到制冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷剂,但它们不是有毒,就是易燃,于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。

据现有知识,某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下:

(1)C、N、O、F简单氢化物的易燃性:　　　　　　>　　　　　　>H2O>HF。 

(2)化合物的毒性:PH3>NH3;H2S　　　　　　H2O;CCl4　　　　　　CF4(填“>”或“<”)。于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。 

(3)已知CCl4的沸点为76.8 ℃,CF4的沸点为-128 ℃,新制冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验,一种新的制冷剂氟利昂CF2Cl2终于诞生了,其他类似的还可以是　　　　　。求助于元素周期表中元素及其化合物的　　　　(填字母)变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。 

①毒性　②沸点　③易燃性　④水溶性

⑤颜色

A.①③⑤ B.①②③

C.②③④ D.②④⑤

答案：

1.D　解析 化学是一门以实验为基础的学科,因此D项错误。

2.B　解析 因“纳米车”很小,我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动,选项A错误;“纳米车”的诞生,说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段,选项B正确;“纳米车”运输有机分子的过程没有发生化学变化,选项C错误;12C是一种碳原子,C60是单质,二者都不是化合物,选项D错误。

3.D　解析 实验现象“大多数α粒子畅通无阻地通过”,说明原子不是“实心球”,而是内部很“空旷”;α粒子能偏转甚至被弹回,说明原子的内部存在带正电的刚性体微粒,且质量比α粒子大得多;偏转或被弹回的粒子很少,说明这个带正电的“硬核”体积比原子本身小得多,但不能直接得出电子的存在及运动情况。

4.C　解析 由题意知,球形分子的化学式为Si60C60,是一种化合物而不是混合物,制备过程为化学变化。Si60C60是一种分子,其相对分子质量为2 400。

5.A　解析 由表中分子式可知,每3个一组,每组内碳原子数目相同,由前到后的顺序按CnH2n-2、CnH2n、CnH2n+2循环,相邻组的碳原子数目相差1,故第15位烃应处于第五组最后一个,碳原子数目为2+4=6,符合通式CnH2n+2,故分子式为C6H14,故选A。

6.答案 (1)D　(2)D

(3)食醋中含有CH3COOH,能和大理石的成分碳酸钙反应生成二氧化碳,使其失去光泽　活性炭

解析 (1)泼上汽油焚烧,浪费能源,并产生污染性气体;倾倒入江河中,会造成水污染;深埋于土壤中,会造成土壤污染和地下水污染;碾压粉碎后再回收利用可节约资源,实现循环利用,同时减少污染。

(2)“葡萄糖酸钙”“加碘食盐”“含氟牙膏”等商品中的钙、碘、氟应理解为元素。

(3)食醋中含有CH3COOH,能和大理石的成分碳酸钙反应生成二氧化碳,使其失去光泽。一般可利用活性炭吸附红糖中的色素使其变为白糖。

7.B　解析 根据辅酶Q10的结构简式可知,其分子内有59个碳原子,分子式为C59H90O4,A项错误;该有机物分子中含有的甲基如图所示:,10个重复基团的最后一个连接氢原子的碳是甲基,故分子中含有1+1+1+10+1=14个甲基,B项正确;根据乙烯分子的平面结构以及碳氧双键的平面结构可知,分子中的四个氧原子在同一平面上,C项错误;分子内含有碳碳双键,可发生加成反应,与饱和碳原子所连的氢原子在一定条件下可发生取代反应,D项错误。

8.D　解析 我国科学家人工合成的牛胰岛素是世界上首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质,不是核糖核酸,D项错误。

9.D　解析 普通盐酸HCl和DCl的酸性强弱没有差别,均具有挥发性,故A、B错误;同位素的化学性质相同,普通盐酸也能和岩石中的碳化物反应,故C错误;此处用DCl和D2O的目的,是利用D区别于H,便于区别月球岩石中含有碳化物还是碳氢化合物,故D正确。

10.D　解析 小分子团水仍是以分子为基本单位组成的聚集体,化学性质由水决定,与水的化学性质一样,故A错误;小分子团水只是改变水分子间的作用力,分子间的距离减小,化学键没有改变,分子中的氢氧键并没有缩短,不是新化合物,故B、C错误;小分子团水分子间的距离减小,水分子间结构改变,密度增大,故D正确。

11.答案 (1)①②③④⑤

(2)乙醚　质谱仪

(3)①CuSO4+Fe══Cu+FeSO4

②Cu2(OH)2CO3+4HCl══2CuCl2+CO2↑+3H2O

解析 (1)化学与医药、卫生、化工等行业均有关联。

(2)屠呦呦团队用乙醚提高了青蒿素的提取率,质谱仪能测量出相对分子质量。

(3)①“曾青得铁则化为铜”是指可溶性铜盐和铁反应生成铜,化学方程式为CuSO4+Fe══Cu+FeSO4类似。

②从铜绿的组成来看,铜绿一定能和酸反应生成相应的铜盐、二氧化碳和水,而铜与一般的酸不反应。

12.答案 (1)CH4　NH3　(2)>　>　(3)CF3Cl(或CFCl3)　B

解析 (1)同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,对应的氢化物的还原性逐渐减弱,则同周期氢化物的易燃性从左到右逐渐减弱,即CH4>NH3>H2O>HF。

(2)由毒性PH3>NH3,可知同主族化合物的毒性一般从上到下逐渐增强,则有毒性H2S>H2O,CCl4>CF4。

(3)由CF2Cl2的组成可联想出与它类似的物质,如CF3Cl或CFCl3。

由(1)(2)(3)可知,科学家从物质的毒性、沸点、易燃性考查、分析并通过反复实验开发制冷剂,故选B。