2025年下學期高一化學化學家故事背景試題一、波義耳與元素概念的誕生1661年，英國化學家羅伯特·波義耳在《懷疑的化學家》一書中首次提出了科學的元素概念，將化學從煉金術的束縛中解放出來。他通過精確的實驗證明，古希臘哲學家提出的"土、氣、水、火"四元素說無法解釋物質的真實組成。在一次實驗中，波義耳將硝石（硝酸鉀）加熱分解，得到了一種能使帶火星木條復燃的氣體（氧氣）和一種堿性固體（氧化鉀），這一發(fā)現(xiàn)直接挑戰(zhàn)了當時流行的"火是構成萬物的基本元素"的觀點。相關化學知識試題：波義耳通過硝石分解實驗證明了元素的客觀性。請寫出硝石（KNO?）受熱分解的化學方程式，并指出反應中的氧化產物和還原產物。下列關于波義耳元素概念的說法正確的是（）A.元素是不能再分解的最簡單物質B.元素是構成萬物的基本粒子C.元素可以通過化學反應相互轉化D.元素就是古希臘哲學家提出的四元素設計實驗證明"空氣不是單一元素"，寫出實驗方案、預期現(xiàn)象和結論。二、拉瓦錫的定量實驗革命18世紀末，法國化學家安托萬-洛朗·拉瓦錫通過一系列精確的定量實驗，徹底推翻了燃素說，建立了氧化理論。在研究金屬燃燒的實驗中，他將汞放在密閉容器中加熱，發(fā)現(xiàn)反應后容器總質量不變，而金屬汞變成了紅色粉末（氧化汞），同時容器內氣體體積減少了約1/5。當他將紅色粉末再次加熱時，又得到了汞和一種助燃氣體。這一實驗不僅證明了質量守恒定律，還揭示了燃燒的本質是物質與氧氣的反應。相關化學知識試題：4.拉瓦錫在研究氧化汞分解時，發(fā)現(xiàn)生成的汞質量為100g，氧氣質量為8g。請計算：（1）氧化汞中汞元素與氧元素的質量比（2）氧化汞的化學式（已知汞的相對原子質量為200，氧的相對原子質量為16）（3）若有21.6g氧化汞完全分解，可得到氧氣的體積（標準狀況下，氧氣密度為1.43g/L）拉瓦錫的實驗嚴格遵循"反應前后質量守恒"的原則。下列實驗操作中，可能導致質量不守恒的是（）A.在密閉容器中加熱銅粉B.在敞口燒杯中進行鋅與稀硫酸反應C.在密閉錐形瓶中進行紅磷燃燒實驗D.在密閉容器中進行鐵絲與硫酸銅溶液反應用現(xiàn)代化學符號表示拉瓦錫研究的兩個核心反應：（1）汞與氧氣反應：____________________（2）氧化汞分解：____________________三、道爾頓的原子論與氣體定律1803年，英國化學家約翰·道爾頓在研究氣體性質時提出了原子論。他發(fā)現(xiàn)當不同氣體混合時，總體積等于各氣體分體積之和，這一現(xiàn)象促使他思考物質的微觀構成。道爾頓假設每種元素都是由不可分割的原子構成，同種元素的原子質量相同，不同元素的原子質量不同。這一理論成功解釋了化學反應中質量關系的規(guī)律性，如碳和氧反應生成二氧化碳時，碳與氧的質量比總是3:8。相關化學知識試題：7.道爾頓根據(jù)原子論預測，當氫氣和氧氣反應生成水時，它們的體積比應為2:1。已知標準狀況下氫氣密度為0.09g/L，氧氣密度為1.43g/L：（1）計算2L氫氣與1L氧氣完全反應生成水的質量（2）若反應后得到9g水，求參加反應的氫氣和氧氣的體積比（假設反應完全）道爾頓原子論中，下列觀點現(xiàn)代化學仍認可的是（）A.原子是不可分割的實心球體B.同種元素的原子質量和性質完全相同C.不同元素的原子以簡單整數(shù)比結合形成化合物D.原子在化學反應中可以轉化為其他元素的原子用道爾頓原子論解釋：為什么碳在氧氣中燃燒時，生成的二氧化碳質量總是碳質量的3.67倍？（已知碳的相對原子質量為12，氧的相對原子質量為16）四、門捷列夫與元素周期律1869年，俄國化學家門捷列夫在總結前人工作的基礎上，發(fā)現(xiàn)了元素周期律。他將當時已知的63種元素按相對原子質量排列，發(fā)現(xiàn)元素性質隨相對原子質量的遞增呈現(xiàn)周期性變化。門捷列夫大膽留出空位，并預測了未知元素的性質。例如，他預測"類鋁"（鎵）的相對原子質量約為68，密度約為5.9g/cm3，這一預測在1875年被法國化學家布瓦博德朗證實，鎵的實際密度為5.94g/cm3。相關化學知識試題：10.門捷列夫周期表中，某元素位于第4周期ⅦA族：（1）指出該元素的名稱和符號（2）預測其單質與水反應的化學方程式（3）比較該元素與同主族上一周期元素的非金屬性強弱，并說明判斷依據(jù)門捷列夫預測的"類硅"元素（鍺）性質如下：相對原子質量約72，密度約5.5g/cm3，氧化物化學式為XO?。現(xiàn)代化學測定鍺的相對原子質量為72.6，密度為5.35g/cm3：（1）計算鍺原子的摩爾質量（2）計算1mol鍺完全燃燒生成GeO?的質量（3）若有11.7g鍺與足量氧氣反應，標準狀況下需要氧氣的體積下表是門捷列夫周期表中部分元素的相對原子質量數(shù)據(jù)：|元素|相對原子質量|元素|相對原子質量||----|------------|----|------------||H|1|F|19||He|4|Ne|20||Li|7|Na|23||Be|9|Mg|24||B|11|Al|27||C|12|Si|28||N|14|P|31||O|16|S|32|（1）根據(jù)數(shù)據(jù)總結元素周期律的一個表現(xiàn)（2）預測第3周期第ⅥA族元素的相對原子質量范圍五、居里夫人與放射性研究1898年，瑪麗·居里和皮埃爾·居里在研究鈾礦時發(fā)現(xiàn)了兩種新元素——釙和鐳。他們從幾噸瀝青鈾礦中經過數(shù)年艱苦工作，最終提取出0.鐳鹽。居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳具有強烈的放射性，能自發(fā)釋放出三種射線：α射線（氦原子核）、β射線（電子流）和γ射線（高能電磁波）。這一發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了核化學的新紀元，也為后來的放射性同位素應用奠定了基礎。相關化學知識試題：13.鐳-226（Ra）發(fā)生α衰變的核反應方程式為：?????Ra→?????Rn+??He。已知鐳-226的半衰期為1600年：（1）計算100g鐳-226經過3200年后剩余的質量（2）若有1mol鐳-226完全衰變，可得到多少摩爾氦氣（3）寫出氡-222（Rn）繼續(xù)發(fā)生α衰變的核反應方程式居里夫人在研究放射性時發(fā)現(xiàn)，鐳鹽能使周圍空氣電離而導電。下列關于放射性的說法正確的是（）A.α射線是高速電子流B.β射線穿透能力最強C.γ射線是電磁波D.放射性元素的半衰期隨溫度升高而縮短鐳與鈣同主族，化學性質相似。寫出鐳的化學性質：（1）與水反應的化學方程式：____________________（2）與稀鹽酸反應的離子方程式：____________________（3）鐳的最高價氧化物對應水化物的化學式：____________________六、侯德榜與聯(lián)合制堿法1943年，中國化學家侯德榜在研究索爾維制堿法的基礎上，發(fā)明了聯(lián)合制堿法（侯氏制堿法）。這一方法將氨堿法與合成氨工藝結合，在生產碳酸鈉的同時得到氯化銨副產品，使食鹽利用率從70%提高到96%。侯氏制堿法的核心反應是在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳，生成碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液：NaCl+NH?+CO?+H?O=NaHCO?↓+NH?Cl。碳酸氫鈉受熱分解得到碳酸鈉（純堿）：2NaHCO?=Na?CO?+CO?↑+H?O。相關化學知識試題：16.侯氏制堿法中，向100g飽和食鹽水中通入足量氨氣和二氧化碳，得到16.8g碳酸氫鈉沉淀：（1）計算參加反應的氯化鈉質量（2）若將16.8g碳酸氫鈉完全分解，可得到碳酸鈉的質量（3）求該溫度下氯化鈉的溶解度（假設反應前后溶液體積不變）下列關于侯氏制堿法的說法正確的是（）A.先通入二氧化碳再通入氨氣，效果相同B.碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小C.該方法中氨氣可以循環(huán)使用D.副產品氯化銨可用作氮肥寫出侯氏制堿法的主要化學反應方程式：（1）生成碳酸氫鈉：____________________（2）碳酸氫鈉分解：____________________（3）氯化銨與熟石灰反應回收氨氣：____________________七、現(xiàn)代化學發(fā)展與科學家精神從波義耳到侯德榜，化學的發(fā)展歷程中閃耀著科學家們追求真理、勇于創(chuàng)新的精神。波義耳的質疑精神、拉瓦錫的定量思維、道爾頓的理論創(chuàng)新、門捷列夫的系統(tǒng)思想、居里夫人的堅持不懈、侯德榜的家國情懷，共同構成了化學學科發(fā)展的精神脈絡。這些科學家們不僅推動了化學知識的進步，更樹立了科學研究的典范——以實驗為基礎，以理論為指導，以創(chuàng)新為動力，以應用為目標。相關化學知識試題：19.綜合運用所學知識，分析下列說法的科學性：（1）"點石成金"——古代術士認為可以將普通石頭變成黃金（2）"水變油"——有人聲稱可以通過化學反應將水變成石油（3）"永動機"——有人設計不需要外界能量就能永遠運轉的機器化學史中，許多重大發(fā)現(xiàn)都源于科學家的創(chuàng)新思維。請以一位化學家為例，說明其研究方法對現(xiàn)代化學學習的啟示。某化學興趣小組模擬侯氏制堿法進行實驗：實驗步驟：①向飽和食鹽水中通入氨氣至飽和②再通入二氧化碳氣體，有白色沉淀生成③過濾，將沉淀加熱分解④收集產生的氣體，通入澄清石灰水回答下列問題：（1）步驟②中白色沉淀的化學式：____________________（2）步驟③中發(fā)生反應的化學方程式：____________________（3）步驟④中觀察到的現(xiàn)象：____________________（4）若實驗中使用的食鹽水中含有Ca2?、Mg2?等雜質離子，可能對實驗產生什么影響？如何去除這些雜質？居里夫人在研究鐳的放射性時，發(fā)現(xiàn)鐳能自發(fā)釋放能量并產生新元素。這一發(fā)現(xiàn)說明（）A.原子是不可分割的B.元素是可以轉化的C.化學反應伴隨著能量變化D.質量守恒定律不適用于核反應門捷列夫周期表中，元素的性質呈現(xiàn)周期性變化的根本原因是（）A.相對原子質量的周期性變化B.核外電子排布的周期性變化C.原子半徑的周期性變化D.化合價的周期性變化綜合應用題：某化學實驗室模擬拉瓦錫的氧化汞分解實驗，得到如下數(shù)據(jù)：|實驗次數(shù)|氧化汞質量/g|汞質量/g|氧氣質量/g||--------|------------|--------|------------||1|4.32|4.00|0.32||2|8.64|8.00|0.64||3|12.96|12.00|0.96|（1）計算每次實驗中氧化汞、汞、氧氣的質量比（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，驗證質量守恒定律（3）若用道爾頓原子論解釋這一實驗結果，需要哪些假設？（4）用現(xiàn)代化學理論解釋氧化汞分解的微觀過程化學史研究表明，科學理論的發(fā)展是一個不斷完善的過程。從波義耳的元素概念到現(xiàn)代物質結構理論，下列觀點的演變順序正確的是（）①原子是不可分割的實心球體②元素是具有相同質子數(shù)的一類原子的總