第二单元 空气、物质的构成与组成
一、选择题(每题2分，共24分)
1．[2023·重庆改编]下列各组空气成分的体积分数之和最大的是( )
A．氧气、水蒸气 B．氧气、二氧化碳
C．氧气、氮气 D．氮气、二氧化碳
2．[2023·金昌]今年春天，甘肃省大部分地区出现了严重的沙尘天气。沙尘天气主要的空气污染物是( )
A．二氧化碳 B．稀有气体
C．氮气 D．可吸入颗粒物
3．2024年6月5日是第53个世界环境日。下列做法不利于环境保护的是( )
A．垃圾分类回收 B．露天焚烧作物秸秆
C．煤炭添加固硫剂 D．合理施用化肥和农药
4．075型两栖攻击舰拥有较强的综合作战能力，在保障海上安全、维护国家主权和利益方面有着重要的作用。两栖攻击舰在建造时用到了钛合金，钛原子的核外电子数为22，相对原子质量为48，则钛原子的中子数为( )
A．22 B．26 C．48 D．70
5．[2023·青海]宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一。下列宏观事实的微观解释错误的是( )
A．一滴水中大约含有1．67×1021个水分子——水分子很小
B．将酒精温度计放入热水中，液柱升高——分子的大小随温度的升高而增大
C．将氧气压缩贮存于钢瓶中——分子之间有间隔
D．瓜果飘香——分子在不停运动
6．[2023·东营]元素周期表是学习和研究化学的工具之一。如图是元素周期表中某元素的信息，下列说法正确的是( )
A．该元素的名称是磷
B．该元素原子核外有14个电子
C．该元素的相对原子质量是28．085 g
D．该元素属于金属元素
7．原子得、失电子形成离子。下列有关钠原子(Na)和钠离子(Na＋)的说法中，正确的是( )
A． Na和Na＋都属于钠元素
B． Na得到一个电子变成Na＋
C． Na和Na＋的化学性质相同
D． Na和Na＋的质量相差很大
8．氚(chuān)和氚的化合物在核反应、医学、生命科学等领域有重要的用途。如图为氚原子的微观构成示意图，下列说法正确的是( )
A．氚原子含有2个质子
B．氚原子的核电荷数为1
C．氚原子核外有2个电子
D．氚原子中质子数和中子数相等
9．下列根据如图所示信息的分析中，正确的是( )
A．①⑤元素的化学性质相似
B．①②③④⑤表示五种元素
C．④表示的微观粒子符号一定为O2－
D．③⑤对应元素组成的化合物是由分子构成的
10．[2023·深圳]下列说法正确的是( )
A．气体a和气体b的质量比为2∶1
B． H2具有助燃性
C．水是由氢元素和氧元素组成的
D．水的电解是物理变化
11．下列关于分子、原子、离子的说法不正确的是( )
A．离子是带电的原子或原子团，原子得、失电子后形成离子
B．构成物质的微观粒子除分子、原子外，还有离子
C．分子是保持物质性质的最小微观粒子
D．阳离子中，核电荷数＝核内质子数＞核外电子数
12．如图为“用红磷测定空气中氧气含量”的装置，左右两边活塞之间的距离为20 cm，活塞可以自由移动。下列说法中，正确的是( )
A．惰性电热板上的红磷可以换成木炭
B．氧气含量指的是氧气的质量分数
C．实验结束后，两边活塞之间的距离约为4 cm
D．缓慢来回推动活塞可以提高实验结果的准确度
二、填空题(共43分)
13．(6分)化学就在我们身边，它能改善我们的生活。请根据空气的成分选择适当的物质填空。
(1)空气中含量最多的气体是 ，约占空气体积的 。
(2)空气中含有的 能供给生物呼吸，约占空气体积的 。
(3)澄清石灰水长期露置在空气中会变浑浊，说明空气中含有 。
(4)夏天，盛放冷饮的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中含有 。
14．(5分)用元素符号填空。
(1)地壳中含量最多的元素是 。
(2)空气中含量最多的元素是 。
(3)地壳中含量最多的金属元素是 。
(4)生物细胞中含量最多的元素是 。
(5)常温下单质为液态的金属元素是 。
15．(6分)在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等微观粒子中，选择符合下列条件的微观粒子，填在相应的横线上。
(1)能保持物质化学性质的微观粒子是 。
(2)化学变化中的最小微观粒子是 。
(3)带正电荷的微观粒子是 。
(4)不显电性的微观粒子是 。
(5)质量最小的微观粒子是 。
(6)在同一原子中数目一定相等的微观粒子是 。
16．(6分)[2023·淄博改编]如图1为电解水实验的示意图。为增强水的导电性，向水中滴加几滴稀硫酸。请回答下列问题。
(1)接通直流电源一段时间，试管a中产生6 mL气体，则试管b中产生气体的体积约为 mL。电解水的文字表达式为 。
(2)如图2是电解水的微观示意图。下列说法正确的是 (填字母)。
A．反应前后元素的种类不变
B．反应前后分子的种类和数量不变
C．反应前后原子的种类和数量不变
17．(12分)(1)将下列物质进行分类。
①属于单质的是 (填字母，下同)；
②属于化合物的是 ；
③属于氧化物的是 ；
④属于纯净物的是 ；
⑤属于混合物的是 。
(2)下图中的①、②分别是氟元素、钙元素在元素周期表中的信息，A、B、C、D分别是四种微观粒子的结构示意图。根据图中信息回答下列问题。
①钙原子的核电荷数为 ，氟原子的核外电子数为 ；
②x＝ ，A、B、C、D中属于同种元素的微观粒子是 (填字母)；
③A粒子的化学性质与B、C、D中哪一种微观粒子的化学性质相似？ (填字母)；
④17号元素的原子形成的离子的结构示意图为 (填字母)，其离子符号为 。
18．(8分)[2023·达州改编]元素周期表是学习和研究化学、探索未知世界最有力的工具之一。图1是元素周期表的部分信息，图2是两种微观粒子的结构示意图。请回答下列问题。
(1)在前人的研究基础上得到第一张元素周期表的化学家是 (填字母，下同)。
A．徐寿 B．卢瑟福 C．侯德榜 D．门捷列夫
(2)图1中镁元素与铝元素之间最本质的区别是 不同。
A．中子数 B．质子数
C．核外电子数 D．相对原子质量
(3)图1中氖原子的相对原子质量为 。
(4)图2中两种微观粒子得、失电子后形成离子的符号分别为 。
三、实验探究题(共33分)
19．(19分)某化学兴趣小组对课本“测定空气中氧气的含量”实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生疑问，于是同学们设计了如图1所示装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。
【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？
【形成假设】假设①：有氧气剩余；假设②：无氧气剩余。
【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙中的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射燃烧匙中的白磷，白磷居然也能被点燃。
(1)高能激光笔的作用是 。
(2)红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸，其反应的文字表达式为 。
【实验结论】
(3)根据上述实验现象得出的结论是假设 正确。
(4)课本上用红磷燃烧的方法 (填“能”或“不能”)精确地测定空气中氧气的含量，理由是 。
【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测得的容器内氧气浓度变化的曲线图。
(5)在图2中 (填“A”“B”“C”“D”或“E”)点时红磷熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 (用图2中字母表示)段。
【反思评价】
(6)兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，可以得出的结论是 。
20．(14分)实验课上，实验小组的同学们正在进行“水的组成”的探究，请你参与。
【提出问题】水是由什么元素组成的？
【进行实验】同学们按照课本中的装置(如图甲)进行实验。
(1)同学们观察到电极附近有 产生，一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为 。切断电源，打开b管顶端的活塞，在管口放置一根燃着的木条，会观察到气体燃烧，产生 火焰。
【得出结论】
(2)本实验得出的结论：水是由 组成的。
【讨论分析】
(3)与电解水的简易装置(图乙)相比，课本中装置(图甲)的优点是 (写一点)。
(4)我国科学家已研究出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气的方法。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观示意图如图(“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂)，则水分解的微观过程的正确顺序是 (填序号)。
【总结交流】
(5)化学是一门以实验为基础的科学。通过上述实验的分析对比，归纳一条在改进实验时需考虑的因素： 。
参考答案
一、1. C 2. D 3. B
4. B 【点拨】相对原子质量≈质子数＋中子数，则钛原子的中子数为48－22＝26。
5. B 【点拨】将酒精温度计放入热水中，液柱升高，是因为温度升高，分子间的间隔变大，分子本身的大小不变，B错误。
6. B 【点拨】该元素的名称是硅，A错误；原子序数＝质子数＝核外电子数，硅元素的质子数为14，故该元素原子核外有14个电子，B正确；该元素的相对原子质量是28.085，单位为“1”，不是“g”，C错误；硅元素属于非金属元素，D错误。
7. A
8. B 【点拨】由氚原子的微观构成示意图可知，其原子核内质子数为1，核电荷数为1，核外电子数为1，A、C错误，B正确；氚原子核内质子数为1，中子数为2，质子数和中子数不相等，D错误。
9. A 【点拨】①⑤元素的原子最外层电子数相同，化学性质相似，A正确；①②③④⑤共含有四种不同的质子数，表示四种元素，B错误；④表示的微观粒子可以是原子，也可以是离子，其符号不一定为O2－，C错误；③⑤对应元素组成的化合物是氯化钠，氯化钠是由离子构成的，D错误。
10. C 【点拨】电解水时，正极产生的气体为氧气，负极产生的气体为氢气，且氧气和氢气的体积比约为1∶2，质量比约为8∶1，所以气体a和气体b的质量比为1∶8，A错误；氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，B错误；水通电分解生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，D错误。
11. C 【点拨】由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微观粒子，C错误。
12. D 【点拨】惰性电热板上的红磷不可以换成木炭，因为加热时木炭和氧气反应生成二氧化碳，气体体积几乎不变，装置内的压强变化不明显，A不正确；氧气含量指的是氧气的体积分数，B不正确；实验结束后，两边活塞之间的距离约为20 cm－20 cm×＝16 cm，C不正确；缓慢来回推动活塞，能使氧气充分反应，可以提高实验结果的准确度，D正确。
二、13.(1)氮气；4/5
(2)氧气；1/5
(3)二氧化碳
(4)水蒸气
14.(1)O (2)N (3)Al (4)O (5)Hg
15.(1)分子、原子
(2)原子
(3)原子核、质子
(4)分子、原子、中子
(5)电子
(6)质子、电子
16.(1)3；水氢气＋氧气
(2)AC
【点拨】(1)根据口诀“正氧负氢，氢二氧一”，试管a与电源负极相连，则收集的气体为氢气，若试管a中产生6 mL气体，则试管b中产生气体的体积约为6 mL÷2＝3 mL；水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，据此书写反应的文字表达式。(2)反应前后，原子种类不变，则元素种类不变，A正确；反应前后分子的种类和数量改变，B不正确；根据化学反应的实质，反应前后原子的种类和数量不变，C正确。
17.(1)①CE ②BDG ③BG ④BCDEG ⑤AFH
(2)①20；9 ②8；BC ③B ④C；Cl－
18.(1)D (2)B
(3)20.180 (4)Na＋、F－
【点拨】(4)图2中两种元素分别是钠元素和氟元素，根据两种微观粒子最外层电子数可知，钠原子易失去1个电子形成Na＋，氟原子易得到1个电子形成F－。
三、19.(1)点燃白磷和红磷
(2)五氧化二磷＋水→磷酸
(3)①
(4)不能；红磷不能把装置中的氧气耗尽
(5)C；DE
(6) 不同物质燃烧需要的氧气浓度不同
【点拨】(1)高能激光笔的作用是点燃白磷和红磷。(2)红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸，据此书写反应的文字表达式。(3)白磷能被点燃，说明红磷燃烧后氧气有剩余，即假设①正确。(4)课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量，理由是当氧气浓度减小到一定程度时，就不能支持红磷燃烧，即红磷不能把装置中的氧气耗尽。(5)在图2中C点时红磷熄灭；白磷燃烧消耗氧气，容器内的氧气浓度继续下降，所以白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为DE段。(6)红磷在氧气浓度较低时不能燃烧但白磷可以，说明不同物质燃烧需要的氧气浓度不同。
20.(1)气泡；1∶2；淡蓝色
(2)氢元素和氧元素
(3)玻璃管上有刻度，使测量结果更准确(或便于检验生成的气体等，合理即可)
(4)①④②⑤③
(5)改进实验要更易于操作(或改进实验要具备更高的准确性等，合理即可)
【点拨】(1)电解水生成氢气和氧气，则可观察到电极附近有气泡产生。由于正极产生氧气，负极产生氢气，且产生的氧气和氢气的体积比约为1∶2，则一段时间后，正、负极分别产生的气体体积比约为1∶2。由图可知，b管收集的气体较多，则该气体为氢气，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰。(2)氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的。(3)图甲装置中，玻璃管上有刻度，测量结果更准确，且打开活塞就能检验其中的气体，操作比较方便。(4)电解水的微观过程为水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子，氧原子重新组合成氧分子，则正确的顺序为①④②⑤③。(5)在改进实验时，要求改进实验更易于操作，要有更高的准确性等。
