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近年来,物质的微观模型图在全国各地化学中考试卷中频繁出现。题中的微观模型不仅能直观、形象、具体地表示微观粒子的结构、性质及变化规律,还能表示物质的组成、结构、分类及化学反应的实质、化学方程式的书写等,让学生深刻体会到如何从宏观的角度去感受物质变化的微观世界。
解答微观图示题的关键是通过模型图示展现分子的微观结构,准确确定分子的化学式,要建立起物质的粒子观,仔细观察模型,认真体会模型图示所表示的微观意义,发掘模型图示中的隐含意义。
微观图示题的解题步骤一般为:首先要认真审题,明确所给微观图示中的图例信息;然后对具体的图示进行分析,将微观图示转化为具体的物质或反应,如物质的化学式或反应的化学方程式等;最后对转化的信息进行整合,从而得出正确结论。
题型一、建立微观结构图示模型题
例1 (2016年宿迁)下列关于四种粒子的结构示意图的说法正确的是( )。
A.②表示的微粒在化学变化中易失去两个电子形成阳离子
B.①和③属于不同种元素
C.②和③对应的元素组成的化合物化学式为MgO
2
D.④对应的元素属于金属元素
解析 本题主要根据粒子的结构示意图考查粒子的化学性质。②的最外层有2个电子,在化学反应中容易失去成为阳离子,A正确;核电荷数决定元素种类,①和③核电荷数相同,属于同种元素,B错误;②是镁元素,③是氧元素,二者组成化合物的化学式为MgO,C错误;④是稀有气体,不是金属元素。
答案:A。
點评 在原子结构示意图中,若最外层电子数<4,在化学反应中易失去电子,为金属原子;若最外层电子数≥4,在化学反应中易得电子,为非金属原子;若最外层电子数=8(第一层为最外层时为2),结构稳定,不易得失电子,是稀有气体原子;最外层电子数相同的元素化学性质相似。
题型二、有关物质组成与构成图示模型题
例2 甲烷分子结构的比例模型如图1,下列说法正确的是( )。
A.一个甲烷分子由五个原子构成
B.四个氢原子在同一平面上
C.甲烷中碳、氢两种元素质量比为1∶4
D.甲烷中氢元素质量分数为80%
解析 由甲烷分子的比例模型可知,一个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成的,共含5个原子,A正确;甲烷分子是正四面体结构,甲烷分子中的四个氢原子位于正四面体的四个顶点上,不可能处于同一平面,B错误;甲烷中碳、氢两种元素质量比为12∶(1×4)=3∶1,C错误;甲烷中氢元素质量分数为1×412+1×4×100%=25%,D错误。
答案:A。
点评 根据分子结构模型可以确定物质的化学式及其元素组成等。在描述分子构成时要用原子,描述物质组成时要用元素。常见的错误是用元素来描述分子构成,用原子来描述由分子构成的物质的组成。
题型三、有关物质性质与变化图示模型题
例3 (2016年绥化)如图2是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图:
(1)A、B、C中表示混合物的是。
(2)上述变化I、Ⅱ和Ⅲ中,厲于化学变化的是,该化学变化中一定不变的粒子是(填粒子名称)。
(3)A图中“○○”表示构成氧气的粒子,氧气的化学性质比较活泼,铁可以在纯净的氧气中燃烧,其燃烧的现象为,若实验室采用分解过氧化氢的方法制取氧气,其化学方程式为。
解析 (1)由微粒的构成可知,A中的物质是由不同种分子构成的,表示混合物。(2)由微粒的变化可知,变化I中有新物质生成,属于化学变化,该化学变化中一定不变的粒子是碳原子和氧原子。(3)铁可以在纯净的氧气中燃烧,其燃烧的现象为剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体物质,放出大量的热。若实验室采用分解过氧化氢的方法制取氧气,其化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2↑。
答案:(1)A (2)变化I 碳原子和氧原子 (3)剧烈燃烧、火星四射、生成了黑色固体物质,放出大量的热 2H2O2MnO22H2O+O2↑
点评 本题主要考查的化学反应的微观模拟示意图的知识,解题的关键是依据质量守恒、化学反应的实质并结合图示依据相关的知识进行分析。
题型四、有关化学反应图示模型题
例4 (2016年巴中)如图3表示两种气体发生化学反应,其中相同的球代表同种原子,根据图示信息,下列说法正确的是( )。
A.该反应是置换反应
B.该反应生成两种物质
C.在化学反应前后分子个数一定不变
D.化学反应前后原子种类不变
解析 该反应由两种物质生成了一种物质,属于化合反应,A错误;由生成物的微观构成可知,生成物是由同种的分子构成,是一种物质,B错误;由反应前后微粒的变化可知,在该反应中反应前后分子的个数没有发生变化,但有些化学反应中分子的个数可能发生变化,C错误;任何化学反应都遵守质量守恒定律,化学反应前后原子种数不变。
答案:D。
点评 能根据提供的图示信息作出准确的判断,能分清分子的原子构成和反应特点,是解决此类题目的关键。
题型五、考查化学方程式书写的图示模型题
例5 (2016年邵阳)如图4是汽车尾气有害物质转化的微观示意图。
据图回答:
(1)该反应共涉及种分子。
(2)在中“”与“○”的质量比是(填最简整数比)。
(3)写出该反应的化学方程式。
解析 根据图中微粒的结构情况分析可知该图示表示反应的化学方程式为2CO+2NO催化剂2CO2+N2。由上述方程式可知,该反应共涉及4种分子;在中“”与“○”的质量比即二氧化碳中碳与氧的质量比是:12∶(16×2)=3∶8。
答案:(1)4 (2)3∶8 (3)2CO+2NO催化剂2CO2+N2
点评 根据微观图示书写化学方程式,解题的关键是通过微观图示判断出反应物、生成物以及各微粒的个数比。特别注意,通过比较反应前后的分子种类,找出剩余物质的分子个数,以防止将微粒个数比弄错。
强化训练 1.(2016年资阳)根据原子结构示意图:
① ② ③ ④ ⑤
下列说法正确的是( ) 。
A.①④结构的元素都属于金属元素
B.③结构的原子的相对质量为18,则该原子内中子数为10
C.②③结构的元素形成化合物时,只能形成AB2型化合物
D.⑤结构的元素在周期表的位置是第2周期第ⅥA族
2.(2016年江西)图5是四种物质a、b、c、d在化学反应过程中的微观示意图,下列说法中正确的是( )。
A.生成物中c与d的分子个数比为1∶2
B.反应不符合质量守恒定律
C.反应前后原子的种类改变
D.物质c可能是一氧化碳
3.(2016年呼和浩特)如图6是甲、乙分子的微
观结构模型,试写出甲物质的化学式;乙和甲(填“是”或“不是”)同一种物质。
4.(2016年哈尔滨)如图7是氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观模拟图,请回答下列问题:
(1)在B图中将相关粒子图形补充完成。
(2)在此变化前后发生改变的粒子是。
(3)从微观角度解释此反应为化合反应的原因是。答案:1.B 2.A 3.C2H4O2 不是 4.(1)
(2)氢分子和氯分子,(3)两种分子化合物成为一种分子
解答微观图示题的关键是通过模型图示展现分子的微观结构,准确确定分子的化学式,要建立起物质的粒子观,仔细观察模型,认真体会模型图示所表示的微观意义,发掘模型图示中的隐含意义。
微观图示题的解题步骤一般为:首先要认真审题,明确所给微观图示中的图例信息;然后对具体的图示进行分析,将微观图示转化为具体的物质或反应,如物质的化学式或反应的化学方程式等;最后对转化的信息进行整合,从而得出正确结论。
题型一、建立微观结构图示模型题
例1 (2016年宿迁)下列关于四种粒子的结构示意图的说法正确的是( )。
A.②表示的微粒在化学变化中易失去两个电子形成阳离子
B.①和③属于不同种元素
C.②和③对应的元素组成的化合物化学式为MgO
2
D.④对应的元素属于金属元素
解析 本题主要根据粒子的结构示意图考查粒子的化学性质。②的最外层有2个电子,在化学反应中容易失去成为阳离子,A正确;核电荷数决定元素种类,①和③核电荷数相同,属于同种元素,B错误;②是镁元素,③是氧元素,二者组成化合物的化学式为MgO,C错误;④是稀有气体,不是金属元素。
答案:A。
點评 在原子结构示意图中,若最外层电子数<4,在化学反应中易失去电子,为金属原子;若最外层电子数≥4,在化学反应中易得电子,为非金属原子;若最外层电子数=8(第一层为最外层时为2),结构稳定,不易得失电子,是稀有气体原子;最外层电子数相同的元素化学性质相似。
题型二、有关物质组成与构成图示模型题
例2 甲烷分子结构的比例模型如图1,下列说法正确的是( )。
A.一个甲烷分子由五个原子构成
B.四个氢原子在同一平面上
C.甲烷中碳、氢两种元素质量比为1∶4
D.甲烷中氢元素质量分数为80%
解析 由甲烷分子的比例模型可知,一个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成的,共含5个原子,A正确;甲烷分子是正四面体结构,甲烷分子中的四个氢原子位于正四面体的四个顶点上,不可能处于同一平面,B错误;甲烷中碳、氢两种元素质量比为12∶(1×4)=3∶1,C错误;甲烷中氢元素质量分数为1×412+1×4×100%=25%,D错误。
答案:A。
点评 根据分子结构模型可以确定物质的化学式及其元素组成等。在描述分子构成时要用原子,描述物质组成时要用元素。常见的错误是用元素来描述分子构成,用原子来描述由分子构成的物质的组成。
题型三、有关物质性质与变化图示模型题
例3 (2016年绥化)如图2是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图:
(1)A、B、C中表示混合物的是。
(2)上述变化I、Ⅱ和Ⅲ中,厲于化学变化的是,该化学变化中一定不变的粒子是(填粒子名称)。
(3)A图中“○○”表示构成氧气的粒子,氧气的化学性质比较活泼,铁可以在纯净的氧气中燃烧,其燃烧的现象为,若实验室采用分解过氧化氢的方法制取氧气,其化学方程式为。
解析 (1)由微粒的构成可知,A中的物质是由不同种分子构成的,表示混合物。(2)由微粒的变化可知,变化I中有新物质生成,属于化学变化,该化学变化中一定不变的粒子是碳原子和氧原子。(3)铁可以在纯净的氧气中燃烧,其燃烧的现象为剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体物质,放出大量的热。若实验室采用分解过氧化氢的方法制取氧气,其化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2↑。
答案:(1)A (2)变化I 碳原子和氧原子 (3)剧烈燃烧、火星四射、生成了黑色固体物质,放出大量的热 2H2O2MnO22H2O+O2↑
点评 本题主要考查的化学反应的微观模拟示意图的知识,解题的关键是依据质量守恒、化学反应的实质并结合图示依据相关的知识进行分析。
题型四、有关化学反应图示模型题
例4 (2016年巴中)如图3表示两种气体发生化学反应,其中相同的球代表同种原子,根据图示信息,下列说法正确的是( )。
A.该反应是置换反应
B.该反应生成两种物质
C.在化学反应前后分子个数一定不变
D.化学反应前后原子种类不变
解析 该反应由两种物质生成了一种物质,属于化合反应,A错误;由生成物的微观构成可知,生成物是由同种的分子构成,是一种物质,B错误;由反应前后微粒的变化可知,在该反应中反应前后分子的个数没有发生变化,但有些化学反应中分子的个数可能发生变化,C错误;任何化学反应都遵守质量守恒定律,化学反应前后原子种数不变。
答案:D。
点评 能根据提供的图示信息作出准确的判断,能分清分子的原子构成和反应特点,是解决此类题目的关键。
题型五、考查化学方程式书写的图示模型题
例5 (2016年邵阳)如图4是汽车尾气有害物质转化的微观示意图。
据图回答:
(1)该反应共涉及种分子。
(2)在中“”与“○”的质量比是(填最简整数比)。
(3)写出该反应的化学方程式。
解析 根据图中微粒的结构情况分析可知该图示表示反应的化学方程式为2CO+2NO催化剂2CO2+N2。由上述方程式可知,该反应共涉及4种分子;在中“”与“○”的质量比即二氧化碳中碳与氧的质量比是:12∶(16×2)=3∶8。
答案:(1)4 (2)3∶8 (3)2CO+2NO催化剂2CO2+N2
点评 根据微观图示书写化学方程式,解题的关键是通过微观图示判断出反应物、生成物以及各微粒的个数比。特别注意,通过比较反应前后的分子种类,找出剩余物质的分子个数,以防止将微粒个数比弄错。
强化训练 1.(2016年资阳)根据原子结构示意图:
① ② ③ ④ ⑤
下列说法正确的是( ) 。
A.①④结构的元素都属于金属元素
B.③结构的原子的相对质量为18,则该原子内中子数为10
C.②③结构的元素形成化合物时,只能形成AB2型化合物
D.⑤结构的元素在周期表的位置是第2周期第ⅥA族
2.(2016年江西)图5是四种物质a、b、c、d在化学反应过程中的微观示意图,下列说法中正确的是( )。
A.生成物中c与d的分子个数比为1∶2
B.反应不符合质量守恒定律
C.反应前后原子的种类改变
D.物质c可能是一氧化碳
3.(2016年呼和浩特)如图6是甲、乙分子的微
观结构模型,试写出甲物质的化学式;乙和甲(填“是”或“不是”)同一种物质。
4.(2016年哈尔滨)如图7是氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观模拟图,请回答下列问题:
(1)在B图中将相关粒子图形补充完成。
(2)在此变化前后发生改变的粒子是。
(3)从微观角度解释此反应为化合反应的原因是。答案:1.B 2.A 3.C2H4O2 不是 4.(1)
(2)氢分子和氯分子,(3)两种分子化合物成为一种分子