第10讲 物质组成的表示方法和化合价
【基础作业】
1.荧光粉原料氮化锶(Sr3N2)中N的化合价为-3,则Sr的化合价为 ( )
A.-2 B.-3
C.+2 D.+3
2.(优秀传统文化)明正德《袁州府志》记载:“气温如汤,冬可浴。以生鸡卵投入即熟。水中犹有鱼。”温汤温泉中富含硒、偏硅酸等多种对人体有益的微量矿物质元素。偏硅酸中硅的化合价为+4,则偏硅酸的化学式为 ( )
A.H2SiO3 B.Na2SiO3
C.H2SO3 D.SiO2
3.四种矿石主要成分的化学式如下,其中金属元素呈现出的化合价最高的是 ( )
A.Au B.Cu2O
C.BaSO4 D.Al2O3
4.乙烯(C2H4)与丙烯(C3H6)是两种重要的化工原料。对于质量相同的二者,下列说法正确的是 ( )
A.所含分子种类相同
B.所含分子数目相同
C.每个分子中所含原子数目相同
D.完全燃烧消耗氧气的质量相同
5.(2024·厦门模拟)胍(CH5N3)是重要的制药原料。下列有关胍的说法错误的是 ( )
A.属于有机物
B.一个胍分子由9个原子构成
C.氢元素与氮元素的质量比为5∶42
D.碳元素的质量分数为11.1%
6.(2024·泉州模拟)低浓度硫酸阿托品滴眼液可延缓儿童近视。下列有关阿托品(C17H23NO3)的说法正确的是 ( )
A.相对分子质量为289 g
B.289 g阿托品含有48 g氧元素
C.由44个原子构成
D.氢元素的质量分数最大
7.(2024·福州模拟)氮化碳(C3N4)部分结构如图所示,其中β-氮化碳的硬度超过金刚石晶体的硬度,成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法错误的是 ( )
A.每个碳原子与4个氮原子直接相邻
B.氮化碳中碳显+4价,氮显-3价
C.氮化碳属于氧化物
D.β-氮化碳可以用于加工金刚石产品
8.(2024·三明模拟)科学家使用普通氧分子和带电的氧离子得到了新型氧分子(O4)。下列叙述正确的是 ( )
A.O4是不带电的分子
B.1个O4分子含有2个O2分子
C.O4与O2的化学性质完全相同
D.O4和O2混合形成的是纯净物
9.(科技创新)汽车安全气囊是行车安全的重要保障,大多数安全气囊内使用的试剂是叠氮化钠(NaN3)。汽车在高速行驶中受到猛烈撞击的瞬间,安全装置通电点火使气囊内的叠氮化钠迅速反应,生成一种空气中常见的气体使气囊弹出,从而保护司机及乘客免受伤害。下列有关说法正确的是 ( )
A.叠氮化钠中叠氮酸根的化合价为-1
B.叠氮化钠属于混合物
C.撞击后气囊中的气体不能燃烧也不支持燃烧,属于稀有气体
D.叠氮化钠在通电点火的条件下发生的化学反应,属于燃烧
10.(优秀传统文化)成语“信口雌黄”源于古时用雌黄(主要含As2S3)涂改黄纸上写错的字,雌黄可算最早的涂改“液”。下列有关说法不正确的是 ( )
A.雌黄呈黄色
B.雌黄常温下呈固态
C.As2S3由两种元素组成
D.As2S3化学性质活泼
11.蔗糖(化学式为C12H22O11)是红糖、白糖和冰糖的主要成分,是生活中常用的甜味剂。请根据蔗糖的化学式进行计算:
(1)蔗糖的相对分子质量是 。
(2)蔗糖中氢元素和氧元素的质量比是 (填最简整数比)。
(3)34.2 g蔗糖中含有 g碳元素。
【素养作业】
12.氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源,广泛用于航空、航海等领域,其主要成分为NaClO3,还含有适量的催化剂、成形剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后,能持续放出高纯氧气,主要反应原理为2NaClO32NaCl+3O2↑。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 ( )
A.氧烛中添加催化剂不能增加生成氧气的量
B.NaClO3中氯元素的化合价为+5
C.氧烛分解产生的高纯氧气不仅可以供给呼吸,还可以用作高能燃料
D.NaClO3中钠、氯、氧元素的质量比为46∶71∶96
13.(2024·泉州模拟)下图是某种“加碘食盐”包装袋上的部分说明,下列说法错误的是 ( )
A.人体缺碘会引起甲状腺疾病
B.碘酸钾中碘元素的化合价为+5
C.每袋“加碘食盐”中含碘酸钾15 mg
D.可推测碘酸钾的性质之一是受热易分解
14.在过氧化氢溶液制氧气的实验过程中,小明没有加入二氧化锰,直接用酒精灯加热一段时间,测定反应后的物质中氧元素的质量分数,你认为该数据不可能是 ( )
A.88% B.89% C.90% D.91%
15.现有一瓶未贴标签的常见金属R。为了测定R的相对原子质量,某小组准确称取一定量该金属粉末,在坩埚内加热使其完全氧化形成金属氧化物(由R和氧两种元素组成的化合物),冷却后再称重。获得下表数据。已知R的化合价为+3,则R的相对原子质量为 ( )
金属质量/g 金属氧化物质量/g
45.0 85.0
A.27 B.18 C.24 D.48
16.某校化学兴趣小组承担了某项研究课题的一部分:通过实验探究气体X(由两种元素组成)的元素组成,实验装置如下。用注射器A将0.17 g X气体缓缓通入B装置(B装置中的空气已预先除去),使之完全反应,生成的气体全部用D装置抽取收集。实验的现象和数据记录如下:
装置 现象 反应前 质量/g 反应后 质量/g
B装置中 逐渐变成亮红色 21.32 21.08
C装置中 变成蓝色 32.16 32.43
(1)参加反应的氧元素的质量是 ,X中一定有 。
(2)经测定,D中的气体由一种元素组成,常温常压下其密度是1.25 g/L,试推测该气体的化学式: ,其质量是 。(常见气体密度如下)
气 体 H2 O2 CO CH4 N2 CO2
常温常压时 的密度(g/L) 0.09 1.43 1.25 0.72 1.25 1.98
答案
1.C 2.A 3.D
4.D 【解析】A.乙烯(C2H4)与丙烯(C3H6)分子的构成不同,则所含分子种类不同,错误;B.乙烯(C2H4)与丙烯(C3H6)的质量相同,但乙烯和丙烯的相对分子质量不同,则所含分子数目不同,错误;C.1个乙烯分子中含有2个碳原子、4个氢原子,1个丙烯分子中含有3个碳原子、6个氢原子,则每个分子中所含原子数目不同,错误;D.乙烯(C2H4)与丙烯(C3H6)的分子中碳原子和氢原子的个数比均为1∶2,两种物质中碳元素和氢元素的质量比相等,则质量相同的二者,完全燃烧消耗氧气的质量相同,正确。
5.D 【解析】A.胍是含有碳元素的化合物,属于有机物,正确;B.一个胍分子由1个碳原子、5个氢原子、3个氮原子构成,即一个胍分子由9个原子构成,正确;C.胍中氢元素与氮元素的质量比为(1×5)∶(14×3)=5∶42,正确;D.胍中碳元素的质量分数为×100%≈20.3%,错误。
6.B 【解析】A.相对分子质量的单位是“1”,不是“g”,常常省略不写,错误;B.289 g阿托品含有氧元素的质量为289 g××100%=48 g,正确;C.阿托品是由阿托品分子构成的,1个阿托品分子由44个原子构成,错误;D.阿托品中碳、氢、氮、氧四种元素的质量比为(12×17)∶(1×23)∶(14×1)∶(16×3)=204∶23∶14∶48,则碳元素的质量分数最大,错误。
7.C 【解析】A.根据氮化碳部分结构可知,每个碳原子与4个氮原子直接相邻,正确;B.氮化碳中碳显+4价,氮显-3价,正确;C.氧化物是由两种元素组成的化合物,且其中一种元素为氧元素,氮化碳不属于氧化物,错误;D.β-氮化碳的硬度超过金刚石晶体的硬度,成为首屈一指的超硬新材料,β-氮化碳可以用于加工金刚石产品,正确。
8.A 【解析】A.1个O4分子由4个氧原子构成,原子不显电性,则O4是不带电的分子,正确;B.分子是由原子构成的,1个O4分子含有4个氧原子,不含有O2分子,错误;C.O4与O2的分子构成不同,化学性质不完全相同,错误;D.O4和O2是由氧元素形成的两种不同的单质,O4和O2混合形成的是混合物,错误。
9.A 【解析】A.根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,叠氮化钠中钠元素的化合价为+1,则叠氮酸根的化合价为-1,正确;B.叠氮化钠是由一种物质组成的,属于纯净物,错误;C.撞击后气囊中的气体是氮气,氮气不能燃烧也不支持燃烧,不属于稀有气体,错误;D.燃烧是一种发光、放热的剧烈的氧化反应,叠氮化钠在通电点火的条件下发生的化学反应,不属于燃烧,错误。
10.D 【解析】A.雌黄(主要含As2S3)涂改黄纸上写错的字,雌黄呈黄色,正确;B.雌黄涂在黄纸上可以在上面写字,雌黄在常温下呈固态,正确;C.雌黄的化学式为As2S3,该物质由As、S两种元素组成,正确;D.雌黄能用于涂改,则说明其常温下不会发生变化,化学性质不活泼,错误。
11.(1)342
(2)1∶8
(3)14.4
【解析】(1)蔗糖的相对分子质量为12×12+1×22+11×16=342。
(2)蔗糖中氢、氧元素的质量比是(1×22)∶(11×16)=1∶8。
(3)34.2 g蔗糖中含有碳元素的质量为34.2 g××100%=14.4 g。
12.C 【解析】A.催化剂只影响反应的速率,氧烛中添加催化剂不能增加生成氧气的量,正确;B.钠元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价是x,根据在化合物中正、负化合价代数和为零可得:(+1)+x+(-2)×3=0,则x=+5,正确;C.氧烛分解产生的高纯氧气可以供给呼吸,但不具有可燃性,不能用作高能燃料,错误;D.NaClO3中钠、氯、氧元素的质量比为23∶35.5∶(16×3)=46∶71∶96,正确。
13.C 【解析】A.人体缺碘会引起甲状腺疾病,正确;B.碘酸钾中钾元素显+1价,氧元素一般显-2价,设碘元素的化合价是x,根据在化合物中正、负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(-2)×3=0,则x=+5,正确;C.由标签信息可知,每袋“加碘食盐”中碘元素的质量为15 mg,错误;D.由储存方法:避热、避光可推测碘酸钾的化学性质之一是受热易分解,正确。
14.A 【解析】过氧化氢溶液中的溶质是过氧化氢,溶剂是水,过氧化氢中氧元素的质量分数为×100%≈94.1%;水中氧元素的质量分数为×100%≈88.9%,过氧化氢溶液加热一段时间后,反应后的物质中氧元素的质量分数范围为88.9%~94.1%,所以反应后的物质中氧元素的质量分数不可能是88%。
15.A 【解析】解:设R的相对原子质量为x,根据R元素的化合价可知,R与氧元素形成的氧化物的化学式为R2O3,R与O元素的质量比为2x∶48=45 g∶(85 g-45 g),解得x=27。
16.(1)0.24 g 氢元素
(2)N2 0.14 g
【解析】(1)根据质量守恒定律,参加反应的氧元素的质量为21.32 g-21.08 g=0.24 g;无水硫酸铜吸收了水后C装置变蓝,说明气体X与氧化铜反应生成了水,根据反应前后元素种类不变,可判断气体X中含有氢元素。
(2)表中有两种气体CO和N2的密度都与气体D在常温常压下的密度1.25 g/L相同,若气体X为CO,与气体D中的气体由一种元素组成的测定结果相矛盾,因此可确定气体D为N2;根据质量守恒定律,生成D气体N2的质量为0.17 g+21.32 g+32.16 g-21.08 g-32.43 g=0.14 g。
