1 揭示物质结构的奥秘
课后分层练
1．我国科学家利用蜡虫肠道菌群，将塑料降解时间从 500 年缩减到 24 小时，并用同位素示
踪法证实了聚乙烯降解为 CO2的过程。下列有关该过程的说法不正确的是( )
A．一定发生了氧化反应
B．只涉及碳碳键的断裂
C．同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化
D．该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的环境问题
2．抗疟特效药青蒿素最早是从青蒿中提取出来的，化学家在青蒿素的基础上又合成了疗效
更好的双氢青蒿素。从青蒿素的发现到双氢青蒿素的应用，涉及下列工作：
①提取青蒿素；
②研究青蒿素的分子组成及结构；
③研究青蒿素的合成方法，并不断改进合成路线；
④适当改变青蒿素的结构以使其药效更好。
其中化学工作者必须做的有( )
A．①② B．①②③
C．②③④ D．①②③④
3．同位素的发现能揭示物质微观结构与性质之间的关系。下列说法正确的是( )
A．O2和 O3 互为同位素
B．1 个 18O2 中含有 18 个中子
C．18O2与 16O2的性质完全相同
D．16O 和 18O 的核外电子数相同
4．碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)大、密度小(只有钢的四分之一)、熔点高、化
学稳定性好的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是( )
A．它是制造飞机的理想材料
B．它的主要组成元素是碳
C．它的结构与石墨不同
D．碳纤维复合材料为一种有机高分子化合物
5．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是
( )
A．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱
B．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低
C．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
D．H2S 的熔沸点小于 H2O 的熔沸点
6．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实
验的验证。以下类推的结论正确的是( )
A．由“Cl2＋H2O HCl＋HClO”可推出“F2＋H2O HF＋HFO”也能发生
B．HCl 的水溶液显强酸性，推出 HF 的水溶液也显强酸性
点燃 △
C．由“2Fe＋3Cl2 ===== 2FeCl3”可推出“2Fe＋3I2 ===== 2FeI3”也能发生
D．Na、K 在元素周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na 常温下与水剧烈反应，故 K
常温下也能与水剧烈反应
7．同族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似。化合物 PH4I 是一种白色
晶体，下列对它的描述中正确的是( )
A．它是一种共价化合物
B．在加热时此化合物可以分解为 PH3和 HI
C．这种化合物不能跟碱反应
D．该化合物不易溶于水
8．下列关于元素周期表的说法错误的是( )
A．元素周期表是元素周期律的具体表现形式
B．是先有元素周期律，再有元素周期表的
C．中学课本上的元素周期表是常用的一种形式，也是唯一的一种形式
D．元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的规律
9．下列说法中正确的是( )
A．只含有一种元素的物质一定是纯净物
B．石墨转变为金刚石的变化为化学变化
C．H2、D2和 HD(D 为 21H)互为同素异形体
D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
10．科学工作者发现另一种“足球分子”N60，它的结构与 C60相似。下列说法正确的是( )
A．N60与 C60互为同素异形体
B．N60是一种新型化合物
C．N60和 N2是同素异形体
D．N 和 1460 N 都是氮的同系物
11．下列说法正确的是( )
A．H2O 难分解是因为水分子中存在氢键
B．HCl 气体溶于水后，共价键被破坏，形成了 H＋和 Cl－
C．H2S 分子中所有原子最外电子层都具有 8 电子的稳定结构
D．NaOH 和 MgCl2所含化学键类型完全相同
12．碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料，它是由一层碳原子卷曲而
成的无缝、中空的管体，具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的
可能用途不正确的是( )
A．用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B．能解决室温下，低气压、高容量储存氢气的难题
C．作为优秀的绝缘材料
D．制成电脑芯片可大大提升计算机系统的计算能力
13．下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是( )
A．乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体
B.3175Cl 与 3177Cl 互为同位素
C．氧气与臭氧互为同素异形体
D．乙烯与聚乙烯互为同系物
14.自从 1803 年英国化学家、物理学家道尔顿提出原子假说以来，人类对原子结构的研究不
断深入、不断发展，通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。请判断下列关于原子结
构的说法不正确的是( )
A．所有的原子中的质子、电子两种微粒的个数都是相等的
B．所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒
C．不同原子含有的质子数有可能相同
D．不同原子含有的中子数有可能相同
15．下列说法正确的是( )
A．H126O 和 H218O 互为同位素
B．金刚石和金刚烷 互为同素异形体
C．符合通式 CnH2n＋2(n≥1)且 n 不同的烃，不一定属于同系物
D．CH3COOCH2CH3和 CH3OOCCH2CH3互为同分异构体
16．科学家根据自然界存在的 N2 制取 N3，其后又陆续制取出 N5、含 N ＋5的化合物及 N60，
N ＋极不稳定，需保存在－80 ℃的干冰中；N ＋5 5由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”；
N60 与 C60 结构相似，并在受热或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在瞬间释放出来。分
析上述材料，下列说法不正确的是( )
A．N ＋5常温下会剧烈爆炸，体积急剧膨胀，放出大量的热
B．N60的发现开辟了能源世界的新天地，将来可能成为很好的火箭燃料
C．N2和 N60由同一种元素构成，化学性质相似
D．N60不易溶于水
17．NH3是一种重要的化工原料，在半导体光催化的作用下，N2分子被光催化材料捕获进而
实现 N2→NH3的转化(过程如图)。下列说法错误的是( )
A．N2在光催化材料表面断开了 N≡N 键
B．该反应中，N2被还原
C．该反应过程中有旧化学键断裂和新化学键形成
D．该反应的类型是化合反应
1．科研团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，五氮阴离
子 N －5是制备全氮类物质 N＋5 N －5的重要中间体。下列说法正确的是( )
A．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 中含有共价键，属于共价化合物
B．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 中的 H ＋ ＋3O 与 NH 4含有的电子数不相同
C．1 mol N＋ －5 N 5中含有 70 mol 电子，N＋ －5 N 5与 N2属于同素异形体
D．N＋ －5 N 5中含有共价键和离子键，属于离子化合物
2．下列关于元素金属性、非金属性的说法正确的是( )
A．HCl 的酸性强于 H2S，故非金属性：Cl>S
B．ⅠA 族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C．仅用 AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaOH 溶液，无法验证 Mg、Al 的金属性强弱
D．ⅦA 族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
3．纳米材料被誉为 21 世纪最有发展前景的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径
为几纳米(1 nm＝10－9 m)的空心管。下列说法错误的是( )
A．纳米碳管是一种新型的有机化合物
B．纳米碳管在常温下化学性质稳定
C．纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳
D．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强
4．有效成分为手性分子的药物称为手性药物。下列有关手性药物叙述正确的是( )
①化学反应生成手性药物时一定是成对生成它们的手性异构体
②存在少量手性催化剂时可只生成手性异构体中的一种
③手性药物中两种手性异构体的医药作用几乎没有区别
④手性异构体的医药作用可能完全不同
A．①② B．②④ C．②③ D．③
5．中国科学技术大学设计出一种“松果结构”的铂金属催化剂，在催化电解水制氢效果不变
1
的情况下，铂金属的用量降低到传统商业催化剂的 ，下列说法不正确的是( )
75
A．催化剂的结构会影响催化效果
B．使用“松果结构”的铂金属催化剂能够极大提高水的转化率
C．使用铂金属催化剂能够降低电解水的活化能
D．氢能是一种高能、洁净的可再生能源
6．某反应在 Pd/Al2O3/Ba 催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示(图中 HC 表示碳氢化
合物，nitrate 指硝酸盐)，该机理研究是指( )
A．汽车尾气催化转化机理
B．钢铁生锈机理
C．合成氨工业催化氧化机理
D．氢氧燃料电池电极反应机理
7．中国科学家在合成氨(N2＋3H2 2NH3 ΔH<0)反应机理研究中取得新进展，首次报道
了 LiH 3d 过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。如图所示，下列说
法不正确的是( )
A．转化过程中有非极性键断裂与形成
B．复合催化剂降低了反应的活化能
C．复合催化剂能降低合成氨反应的焓变
D．低温下合成氨，能提高原料转化率
8．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．该晶体是一种新型化合物
B．该晶体属于分子晶体
C．是两种单质组成的混合物
D．相对分子质量为 2 400
9．中国学者和美国科学家共同合成了世界上最大的碳氢化合物，其一个分子由 1 134 个碳
原子和 l 146 个氢原子构成。关于此物质，下列说法肯定错误的是( )
A．属于烃类
B．常温下呈固态
C．具有类似金刚石的硬度
D．易被氧化
10．我国科学家研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维
复合而成。下列相关叙述不正确的是( )
A．它耐高温抗氧化
B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．它没有固定的熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
11．DNA 分子的两条链之间通过氢键结合。DNA 分子复制前首先将双链解开，则 DNA 分
子复制将双链解开的过程可视为( )
A．化学变化
B．物理变化
C．既有物理变化又有化学变化
D．是一种特殊的生物变化
1 3
12．合成氨反应 N2(g)＋ H2(g) NH3(g) ΔH 的反应机理如图所示，图中“吸”表示各气态
2 2
物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是( )
A．该反应的 ΔH＝－46 kJ· mol－ 1
B．该反应机理中最大活化能为 79 kJ· mol－ 1
C．升高温度，该反应过渡态的能量会增大
D．该反应达到平衡后增大压强反应正向进行
13．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第 4 周期的三种元素留下了
空位，并对它们的一些性质做了预测，X 是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克
勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关 X 性质的描述
错误的是( )
A．X 单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢气还原为 X
C．XCl4的沸点比 SiCl4的高
D．XH4的稳定性比 SiH4的强
14．2020 年诺贝尔化学奖的获奖研究成果是“基因剪刀——重写生命密码的工具”。两位获奖
者发现了“CRISPR/Cas9 基因编辑技术”，研究人员能以极高精度改变动物、植物和微生物的
DNA(脱氧核糖核酸)，并有望更改某些生物的生命周期。下列说法不正确的是( )
A．现代化学与生命科学形成很强的交叉融合
B．这一技术可能使治愈遗传性疾病成为现实
C．化学家们已能够在微观层面上操纵分子和原子
D．通过化学方法可制造出使人长生不老的“仙丹”1 揭示物质结构的奥秘
课后分层练
1．我国科学家利用蜡虫肠道菌群，将塑料降解时间从 500 年缩减到 24 小时，并用同位素示
踪法证实了聚乙烯降解为 CO2的过程。下列有关该过程的说法不正确的是( )
A．一定发生了氧化反应
B．只涉及碳碳键的断裂
C．同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化
D．该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的环境问题
[答案] B
[解析]聚乙烯降解为 CO2是氧化反应，A 正确；塑料降解过程中不仅涉及碳碳键的断裂，还
有碳氢键的断裂，B 错误；同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化，C 正确；该研究成
果有利于缓解塑料垃圾引起的白色污染，D 正确。
2．抗疟特效药青蒿素最早是从青蒿中提取出来的，化学家在青蒿素的基础上又合成了疗效
更好的双氢青蒿素。从青蒿素的发现到双氢青蒿素的应用，涉及下列工作：
①提取青蒿素；
②研究青蒿素的分子组成及结构；
③研究青蒿素的合成方法，并不断改进合成路线；
④适当改变青蒿素的结构以使其药效更好。
其中化学工作者必须做的有( )
A．①② B．①②③
C．②③④ D．①②③④
[答案] D
[解析]提取青蒿素是萃取操作，必须要化学工作者完成，①正确；研究青蒿素的分子组成及
结构，必须要化学工作者完成，②正确；研究青蒿素的合成方法，并不断改进合成路线，必
须要化学工作者完成，③正确；适当改变青蒿素的结构以使其药效更好，必须要化学工作者
完成，④正确；故选 D。
3．同位素的发现能揭示物质微观结构与性质之间的关系。下列说法正确的是( )
A．O2和 O3 互为同位素
B．1 个 18O2 中含有 18 个中子
C．18O 与 162 O2的性质完全相同
D．16O 和 18O 的核外电子数相同
[答案] D
[解析]O2和 O3是 O 元素组成的两种单质，二者互为同素异形体，A 错误；1 个 18O2中含有
2×(18－8)＝20 个中子，B 错误；18O 与 162 O2的物理性质不同，C 错误；16O 和 18O 的核外电
子数都是 8 个，D 正确。
4．碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)大、密度小(只有钢的四分之一)、熔点高、化
学稳定性好的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是( )
A．它是制造飞机的理想材料
B．它的主要组成元素是碳
C．它的结构与石墨不同
D．碳纤维复合材料为一种有机高分子化合物
[答案] D
[解析]碳纤维具有强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好的特点，是制造飞机的
理想材料，A 正确；碳纤维主要由碳元素组成，B 正确；碳纤维的物理性质不同于石墨，它
们的结构不同，C 正确；碳纤维复合材料不是有机高分子化合物，D 错误。
5．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是
( )
A．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱
B．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低
C．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
D．H2S 的熔沸点小于 H2O 的熔沸点
[答案] D
[解析]非金属性 F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对
应的氢化物越稳定，A 不符合题意；NaF、NaCl、NaBr、NaI 属于离子晶体，离子半径越大，
键能越小，熔沸点越低，B 不符合题意；金刚石、碳化硅、晶体硅属于共价晶体，原子之间
存在共价键，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，与共价键的键能大小有关，C 不符合
题意；H2O 含有氢键，熔沸点较高，与键能无关，D 符合题意。
6．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实
验的验证。以下类推的结论正确的是( )
A．由“Cl2＋H2O HCl＋HClO”可推出“F2＋H2O HF＋HFO”也能发生
B．HCl 的水溶液显强酸性，推出 HF 的水溶液也显强酸性
点燃 △
C．由“2Fe＋3Cl2 ===== 2FeCl3”可推出“2Fe＋3I2 ===== 2FeI 3
”也能发生
D．Na、K 在元素周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na 常温下与水剧烈反应，故 K
常温下也能与水剧烈反应
[答案] D
[解析]F2与 H2O 反应生成 HF 和氧气：2F2＋2H2O===4HF＋O2，A 项错误；HF 的水溶液显
△
弱酸性，B 项错误；Fe 与 I2 反应生成 FeI2：Fe＋I2 ===== FeI2，C 项错误；同一主族从上到下，
元素的金属性逐渐增强，故 K 常温下与水反应比 Na 常温下与水反应更剧烈，D 项正确。
7．同族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似。化合物 PH4I 是一种白色
晶体，下列对它的描述中正确的是( )
A．它是一种共价化合物
B．在加热时此化合物可以分解为 PH3和 HI
C．这种化合物不能跟碱反应
D．该化合物不易溶于水
[答案] B
[解析]NH4Cl 为离子化合物，则 PH4I 也为离子化合物，A 项错误；类比 NH4Cl 的分解，PH4I
在加热时可以分解为 PH3和 HI，B 项正确；在加热条件下，可与碱反应生成 PH3，C 项错误；
NH4Cl 易溶于水，故此化合物易溶于水，D 项错误。
8．下列关于元素周期表的说法错误的是( )
A．元素周期表是元素周期律的具体表现形式
B．是先有元素周期律，再有元素周期表的
C．中学课本上的元素周期表是常用的一种形式，也是唯一的一种形式
D．元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的规律
[答案] C
[解析]A．元素周期表是按照原子序数大小排列的，每一周期具有相同电子层数，每一族元
素的价电子数目相等，性质相似，同时按照原子序数的递增呈周期性变化，即元素周期表是
元素周期律的具体表现形式，故 A 说法正确；B．元素周期表是元素周期律的具体表现形式，
先有了元素周期律，然后门捷列夫才作出了元素周期表，故 B 说法正确；C．不只有门捷列
夫作出了元素周期表，还有别人的不一样的排列方式，故 C 说法错误；D．原子核外电子呈
现周期性的变化，因此元素周期率是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的
规律，故 D 说法正确。
9．下列说法中正确的是( )
A．只含有一种元素的物质一定是纯净物
B．石墨转变为金刚石的变化为化学变化
C．H2、D2和 HD(D 为 21H)互为同素异形体
D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
[答案] B
[解析]只含有一种元素的物质可能是由同素异形体构成的混合物，A 错误；H2、D2和 HD 都
是氢气，不是氢元素的同素异形体，C 错误；相对分子质量相同的不同物质所含元素不一定
相同，如 CO 和 N2，D 错误。
10．科学工作者发现另一种“足球分子”N60，它的结构与 C60相似。下列说法正确的是( )
A．N60与 C60互为同素异形体
B．N60是一种新型化合物
C．N60和 N2是同素异形体
D．N 和 1460 N 都是氮的同系物
[答案] C
[解析]N60和 C60是不同元素组成的单质，所以不是同素异形体，故 A 错误；N60中只含一种
元素，所以是单质，故 B 错误；N60 和 N2 是 N 的不同单质，所以是同素异形体，故 C 正确；
N 是单质，1460 N 是原子，所以不是同系物，且同系物多用于有机化合物，故 D 错误。
11．下列说法正确的是( )
A．H2O 难分解是因为水分子中存在氢键
B．HCl 气体溶于水后，共价键被破坏，形成了 H＋和 Cl－
C．H2S 分子中所有原子最外电子层都具有 8 电子的稳定结构
D．NaOH 和 MgCl2所含化学键类型完全相同
[答案] B
[解析]水难分解是因为水分子中存在较强化学键，即 H—O 键，A 错误；氯化氢气体溶于水
时，H—Cl 共价键断裂，形成 H＋和 Cl－，B 正确；H2S 分子中 H 的最外电子层上有 2 个电子，
不具有 8 电子稳定结构，C 错误；NaOH 含有离子键和共价键，MgCl2只含离子键，两者化
学键类型不完全相同，D 错误。
12．碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料，它是由一层碳原子卷曲而
成的无缝、中空的管体，具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的
可能用途不正确的是( )
A．用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B．能解决室温下，低气压、高容量储存氢气的难题
C．作为优秀的绝缘材料
D．制成电脑芯片可大大提升计算机系统的计算能力
[答案] C
[解析]碳纳米管由一层碳原子卷曲而成，与石墨层内结构类似，有良好的导电性，不可作为
绝缘材料。
13．下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是( )
A．乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体
B.3175Cl 与 3177Cl 互为同位素
C．氧气与臭氧互为同素异形体
D．乙烯与聚乙烯互为同系物
[答案] D
[解析]乙酸和甲酸甲酯分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故 A 正确；3175Cl、1377Cl 的
质子数相同，中子数不同，是氯元素的不同核素，互为同位素，故 B 正确；氧气和臭氧是由
氧元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，故 C 正确；乙烯含碳碳双键，聚乙烯无碳
碳双键，含官能团不同，不是同类物质，不是同系物，故 D 错误。
14.自从 1803 年英国化学家、物理学家道尔顿提出原子假说以来，人类对原子结构的研究不
断深入、不断发展，通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。请判断下列关于原子结
构的说法不正确的是( )
A．所有的原子中的质子、电子两种微粒的个数都是相等的
B．所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒
C．不同原子含有的质子数有可能相同
D．不同原子含有的中子数有可能相同
[答案] B
[解析]所有的原子中，始终存在质子数＝核电荷数＝核外电子数，所含的质子、电子两种微
粒的个数都是相等的，故 A 正确；普通 H 没有中子，多数原子都含有质子、中子和电子三
种基本构成微粒，故 B 错误；不同原子含有的质子数有可能相同，如氕、氘、氚原子质子数
相同，中子数不同，属于氢元素的不同原子，故 C 正确；不同原子含有的中子数有可能相同，
如 14N 和 13C 的中子数相同，故 D 正确。
15．下列说法正确的是( )
A．H216O 和 H128O 互为同位素
B．金刚石和金刚烷 互为同素异形体
C．符合通式 CnH2n＋2(n≥1)且 n 不同的烃，不一定属于同系物
D．CH3COOCH2CH3和 CH3OOCCH2CH3互为同分异构体
[答案] D
[解析]同位素是同种元素不同原子的互称，而 H126O 和 H128O 都是化合物，A 不正确；金刚石
为碳的单质，而金刚烷 为碳、氢元素组成的烃，二者不互为同素异形体，B 不正确；
CnH2n＋2(n≥1)为烷烃的通式，n 不同时，两种烷烃的结构相似、组成上相差若干个“CH2”，所
以二者一定属于同系物，C 错误。
16．科学家根据自然界存在的 N2 制取 N3，其后又陆续制取出 N5、含 N ＋5的化合物及 N60，
N ＋5极不稳定，需保存在－80 ℃的干冰中；N ＋5由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”；
N60 与 C60 结构相似，并在受热或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在瞬间释放出来。分
析上述材料，下列说法不正确的是( )
A．N ＋5常温下会剧烈爆炸，体积急剧膨胀，放出大量的热
B．N60的发现开辟了能源世界的新天地，将来可能成为很好的火箭燃料
C．N2和 N60由同一种元素构成，化学性质相似
D．N60不易溶于水
[答案] C
[解析]N2和 N60互为同素异形体，不是同一种物质，化学性质不相同，故 C 错误。
17．NH3是一种重要的化工原料，在半导体光催化的作用下，N2分子被光催化材料捕获进而
实现 N2→NH3的转化(过程如图)。下列说法错误的是( )
A．N2在光催化材料表面断开了 N≡N 键
B．该反应中，N2被还原
C．该反应过程中有旧化学键断裂和新化学键形成
D．该反应的类型是化合反应
[答案] D
[解析]由图知，N2在光催化材料表面断开了 N≡N 键，A 正确；该反应中，N2转变为氨气，
氮元素化合价从 0 降低到－3，被还原，B 正确；该反应过程中 N2、水参加反应，化学键断
裂，生成氨气、氧气，化学键形成，有旧化学键断裂和新化学键形成，C 正确；由图知，反
应中有氨气、氧气生成，则该反应的类型不可能是化合反应，D 不正确。
1．科研团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，五氮阴离
子 N －5是制备全氮类物质 N＋ －5 N 5的重要中间体。下列说法正确的是( )
A．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 中含有共价键，属于共价化合物
B．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 中的 H O＋3 与 NH ＋4含有的电子数不相同
C．1 mol N＋N －5 5中含有 70 mol 电子，N＋5 N －5与 N2属于同素异形体
D．N＋5 N －5中含有共价键和离子键，属于离子化合物
[答案] C
[解析](N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 属于盐，因此含有共价键，也含有离子键，属于离子化合物，A
错误；1 个 H ＋3O 含有的电子数为 1×3＋8－1＝10,1 个 NH ＋4含有的电子数为 7＋1×4－1＝10，
两者含有的电子数相同，B错误；1 mol N＋N －5 5中含有电子的物质的量为[(7×5)－1] mol＋[(7×5)
＋1] mol＝70 mol，N＋N －5 5与 N2为 N 元素组成的两种不同的单质，属于同素异形体，C 正确；
N＋5 N －5中含有共价键和离子键，但 N＋ －5 N 5是单质，不属于化合物，D 错误。
2．下列关于元素金属性、非金属性的说法正确的是( )
A．HCl 的酸性强于 H2S，故非金属性：Cl>S
B．ⅠA 族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C．仅用 AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaOH 溶液，无法验证 Mg、Al 的金属性强弱
D．ⅦA 族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
[答案] B
[解析]A．HCl、H2S 都不是最高价氧化物对应水化物形成的酸，无法根据二者酸性比较 Cl、
S 元素的非金属性强弱，故 A 错误；B．同一周期元素，元素的金属性随着原子序数的增大
而减弱，所以ⅠA 族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故 B 正确；C．氢氧化铝溶于
NaOH，而氢氧化镁不溶，说明氢氧化铝为两性氢氧化物，氢氧化镁则为金属氢氧化物，金
属性越强，元素最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以金属性比较：Na>Mg>Al，则可
仅用 AlCl3、MgCl2、NaOH 三种溶液验证 Mg、Al 的金属性强弱，故 C 错误；D．ⅦA 族元
素的阴离子还原性越强，对应元素的非金属性越弱，则其最高价氧化物对应水化物的酸性越
弱，故 D 错误。
3．纳米材料被誉为 21 世纪最有发展前景的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径
为几纳米(1 nm＝10－9 m)的空心管。下列说法错误的是( )
A．纳米碳管是一种新型的有机化合物
B．纳米碳管在常温下化学性质稳定
C．纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳
D．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强
[答案] A
[解析]纳米碳管属于碳单质中的一种，与金刚石、石墨等互称为同素异形体。
4．有效成分为手性分子的药物称为手性药物。下列有关手性药物叙述正确的是( )
①化学反应生成手性药物时一定是成对生成它们的手性异构体
②存在少量手性催化剂时可只生成手性异构体中的一种
③手性药物中两种手性异构体的医药作用几乎没有区别
④手性异构体的医药作用可能完全不同
A．①② B．②④ C．②③ D．③
[答案] B
[解析]如果没有手性催化剂，则手性药物大多数是两种手性异构体同时生成的，但在手性催
化剂作用下，可以主要生成一种手性异构体。一对手性异构体化学性质几乎相同，但生物性
质会截然不同，一种有疗效，另一种可能没有疗效甚至有害。
5．中国科学技术大学设计出一种“松果结构”的铂金属催化剂，在催化电解水制氢效果不变
1
的情况下，铂金属的用量降低到传统商业催化剂的 ，下列说法不正确的是( )
75
A．催化剂的结构会影响催化效果
B．使用“松果结构”的铂金属催化剂能够极大提高水的转化率
C．使用铂金属催化剂能够降低电解水的活化能
D．氢能是一种高能、洁净的可再生能源
[答案] B
[解析]A．“松果结构”的铂金属催化剂的表面积更大，在催化电解水制氧效果不变的情况下，
1
其用量降低到传统商业催化剂的 ，即催化剂的结构能影响其催化效果，A 正确；B．催化
75
剂不能使平衡移动，故不能提高其转化率，B 错误；C．催化剂能改变反应路径，能降低反
应的活化能，C 正确；D．氢气燃烧后生成水，水分解又得到氢气，故氢能是高效、洁净的
可再生能源，D 正确。
6．某反应在 Pd/Al2O3/Ba 催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示(图中 HC 表示碳氢化
合物，nitrate 指硝酸盐)，该机理研究是指( )
A．汽车尾气催化转化机理
B．钢铁生锈机理
C．合成氨工业催化氧化机理
D．氢氧燃料电池电极反应机理
[答案] A
[解析]A．从机理图分析气体的吸附和解吸可知，氮氧化物、一氧化碳等污染气体在催化剂
表面转化为无毒气体二氧化碳和氮气，属于汽车尾气的催化转化机理，正确；B．钢铁生锈
机理是原电池的反应，铁作负极被水膜中的氧气氧化，发生吸氧腐蚀，错误；C．工业合成
氨是在高温高压催化剂作用下，氮气和氢气在催化剂表面反应生成氨气，错误；D．氢氧燃
料电池是氢气和氧气发生氧化还原反应，是原电池反应，错误。
7．中国科学家在合成氨(N2＋3H2 2NH3 ΔH<0)反应机理研究中取得新进展，首次报道
了 LiH 3d 过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。如图所示，下列说
法不正确的是( )
A．转化过程中有非极性键断裂与形成
B．复合催化剂降低了反应的活化能
C．复合催化剂能降低合成氨反应的焓变
D．低温下合成氨，能提高原料转化率
[答案] C
[解析]A．合成氨为可逆反应，氮气和氢气在反应过程中有消耗和生成，故转化过程中有非
极性键断裂与形成，A 项正确；B．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，B 项正确；
C．催化剂不能改变反应的焓变，焓变只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系，C 项
错误；D．合成氨的正反应为放热反应，降低温度，平衡向正向移动，能提高原料转化率，
D 项正确。
8．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．该晶体是一种新型化合物
B．该晶体属于分子晶体
C．是两种单质组成的混合物
D．相对分子质量为 2 400
[答案] 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。Si60C60是一种
分子，其相对分子质量为 2 400，其形成的晶体是分子晶体。
9．中国学者和美国科学家共同合成了世界上最大的碳氢化合物，其一个分子由 1 134 个碳
原子和 l 146 个氢原子构成。关于此物质，下列说法肯定错误的是( )
A．属于烃类
B．常温下呈固态
C．具有类似金刚石的硬度
D．易被氧化
[答案] C
[解析]由 1 134 个碳原子和 1 146 个氢原子组成的烃分子，其形成的晶体是分子晶体，硬度比
金刚石要小，在常温下应呈固态，该烃分子易被氧化。
10．我国科学家研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维
复合而成。下列相关叙述不正确的是( )
A．它耐高温抗氧化
B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．它没有固定的熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
[答案] B
[解析]由该材料主要成分的性质可知其应具有耐高温、抗氧化的性能，A 项正确；题中给出
信息“连续纤维增韧”航空材料，则说明该材料具有良好的韧性，B 项错误；该材料是由碳化
硅、陶瓷和碳纤维复合而成，属于混合物，没有固定的熔点，C 项正确；该材料由无机物复
合而成，应为新型无机非金属材料，D 项正确。
11．DNA 分子的两条链之间通过氢键结合。DNA 分子复制前首先将双链解开，则 DNA 分
子复制将双链解开的过程可视为( )
A．化学变化
B．物理变化
C．既有物理变化又有化学变化
D．是一种特殊的生物变化
[答案] B
[解析]氢键不属于化学键，双链解开的过程是破坏氢键的过程，此过程中既无旧化学键的断
裂，也无新化学键的形成，因此不属于化学变化。
1 3
12．合成氨反应 N2(g)＋ H2(g) NH3(g) ΔH 的反应机理如图所示，图中“吸”表示各气态
2 2
物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是( )
A．该反应的 ΔH＝－46 kJ· mol－ 1
B．该反应机理中最大活化能为 79 kJ· mol－ 1
C．升高温度，该反应过渡态的能量会增大
D．该反应达到平衡后增大压强反应正向进行
[答案] C
[解析]A．ΔH 与始态和终态有关，与过程无关，ΔH＝生成物的总能量－反应物总能量。由
图可知，ΔH＝－46 kJ·mol－1，A 说法正确；B．该反应机理中的活化能即为每一步骤的过渡
态的总能量减去该步骤的反应物的总能量，由图可知，过渡态 2 步骤的活化能最高，为 79
kJ·mol－1，B 说法正确；C．该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变，C 说法错误；
D．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正向进行，D 说法正确。
13．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第 4 周期的三种元素留下了
空位，并对它们的一些性质做了预测，X 是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克
勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关 X 性质的描述
错误的是( )
A．X 单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢气还原为 X
C．XCl4的沸点比 SiCl4的高
D．XH4的稳定性比 SiH4的强
[答案] D
[解析]“类硅”元素和硅元素同为ⅣA 族元素，根据元素周期律，同主族元素随着原子序数的
递增，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，D 错误。
14．2020 年诺贝尔化学奖的获奖研究成果是“基因剪刀——重写生命密码的工具”。两位获奖
者发现了“CRISPR/Cas9 基因编辑技术”，研究人员能以极高精度改变动物、植物和微生物的
DNA(脱氧核糖核酸)，并有望更改某些生物的生命周期。下列说法不正确的是( )
A．现代化学与生命科学形成很强的交叉融合
B．这一技术可能使治愈遗传性疾病成为现实
C．化学家们已能够在微观层面上操纵分子和原子
D．通过化学方法可制造出使人长生不老的“仙丹”
[答案] D
[解析]由题干信息知，现代化学与生命科学形成很强的交叉融合，A 正确；由题干信息知，
这一技术可能使治愈遗传性疾病成为现实，B 正确；“基因剪刀”能识别病毒的 DNA，对这
种“剪刀”施加控制，就能在任何预先设定的位置上切割任何 DNA 分子，进而重写生命密码，
说明化学家们已能够在微观层面上操纵分子和原子，C 正确；使人长生不老的“仙丹”是不存
在的，D 错误。
