第四章 物质结构元素周期律单元 同步练习题 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第四章 物质结构 元素周期律 单元同步练习题 一、单选题 1．ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA四个主族元素的氢化物的沸点变化趋势如下图所示，分析图中的递变规律，下列结论中正确的是 A．CH4分子间的氢键较弱，故其沸点较低 B．图中的横坐标的数值表示的是中心原子的主族序数 C．第ⅣA族元素氢化物的稳定性随相对分子质量的递增逐渐减弱 D．H2O、HF、NH3三种物质的沸点比其同主族的其他氢化物都要高 2．化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语不正确的是 A．的电子式： B．质量数为14的碳原子： C．用电子式表示氯化钠的形成过程： D．的结构示意图： 3．化合物A 是一种重要的医药中间体，由原子序数依次增大的W、X、Y、Z 四种短周期元素组成，其结构如图所示，下列有关说法不正确的是 A．X、Y形成的原子个数之比为1：2的二元化合物有2种 B．X、Y、Z分别形成的简单氢化物中，Y的氢化物沸点最高 C．简单离子半径大小：Z>X>Y D．Z的低价态氧化物能使氧化漂白石蕊溶液 4．溴化铝常用作催化剂和溴化剂，沸点为，易潮解。实验室制备少量的装置(夹持、加热和尾气处理装置略去)和步骤如下(操作、、均是对止水夹的控制)： ①按如图所示安装仪器，检查气密性，添加药品。 ②进行操作，由口通入一段时间后，进行操作。 ③将液溴滴入中充分反应。 ④进行操作，由口通入，控制温度为加热，由接收产品。 下列说法错误的是 A．实验所用铝粉和液溴均需事先干燥 B．步骤④通入有利于提高产品产率 C．中产品可由氨水通过沉淀法测定纯度 D．操作为打开、关闭，操作为关闭 5．气体对人体组织有严重损害。工业上用氢氟酸刻蚀玻璃生成的气体，可通过如下途径回收并制备： ①将气体与气体混合生成二元强酸； ②将溶于水后，与石灰石按一定比例混合，反应制得和的固体混合物； ③将固体混合物溶于浓溶液，过滤，分离出固体； ④固体与浓硫酸反应可制备气体。 下列说法错误的是 A．的电离方程式为 B．步骤②中，与反应的物质的量之比为 C．根据实验可知不与强碱反应 D．和的电子式分别为、 6．2023年12月，中国新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，标志着我国磁约束核聚变装置运行水平迈入国际前列。下列说法正确的是 A．核聚变原料中的与互为同素异形体 B．钨属于过渡元素，可用作耐高温备选材料 C．核聚变属于化学变化 D．“中国环流三号”是将化学能转化为太阳能 7．根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是选项 选项 事实 推测 A Na与水剧烈反应，K与水反应更剧烈 Li与水反应比较缓慢 B 微溶于水，难溶于水 难溶于水（Sr与Ca、Ba同主族） C HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 D Si是半导体材料．同族的Ge是半导体材料 ⅣA族的Sn和Pb是半导体材料 A．A B．B C．C D．D 8．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。化合物YZW是常用漂白液的有效成分，其溶液的焰色反应呈黄色。下列说法正确的是 A．元素非金属性：X<W B．原子半径：W<X<Y<Z C．氢化物水溶液酸性：X>Z D．中含有非极性键 9．2021年，我国发布了《医用同位素中长期发展规划》。医用同位素有14C、18F、131I等。下列有关说法错误的是 A．14C原子序数为6 B．18F、131I具有相同的最外层电子数 C．14C与12C的化学性质相似 D．18F的质子数是18 10．“芯片”决定手机的发展，芯片中的主要材质是硅。如图所示是硅原子的构成示意图，下列说法错误的是 A．硅元素属于金属元素 B．硅原子的结构示意图为 C．硅在元素周期表内位列第三周期 D．硅原子不带电的原因是其质子数与核外电子数目相同，电性相反 11．是制备金属钛的重要中间体，工业制备原理为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．12gC中共价键数目最多为 B．的中子数目为 C．若生成的CO体积为26.88L（已换算成标准状况）时，转移电子数目为 D．溶液中含数目为 12．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X的原子半径在短周期主族元素中最小，的单质在空气中含量最大，原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，与同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．的水溶液能使紫色石蕊试液变红 C．的两种常见氧化物均为酸性氧化物 D．气态氢化物的热稳定性： 13．下列实验方案设计正确的是 目的 设计方案 A 探究元素的存在 用洁净的玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色 B 探究铁与水蒸气发生反应后的产物中铁元素的价态 取少量固体产物溶于足量稀硫酸后，再取上层清液，依次加入溶液和双氧水 C 探究氧化性比强 用硫酸酸化的溶液滴入溶液中，观察溶液颜色变化 D 探究镁和铝的金属性强弱 两支试管中分别加入的溶液和溶液，再各逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，比较实验现象 A．A B．B C．C D．D 14．X、Y、Z、W、R是短周期原子序数依次增大的五种主族元素，X是宇宙中含量最多的元素，Y、Z、W同周期且相邻，Y的原子序数等于W原子的最外层电子数。X、Y、Z、W、R组成的M是一种温和的还原剂，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．简单离子半径：R>W B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z C．最简单氢化物的沸点：Z>W D．M属于共价化合物 二、非选择题 15．为治理汽车尾气中的NO和CO对环境的污染，可在汽车排气管上安装催化转化器，发生的反应为2NO＋2CO=N2＋2CO2。 (1)碳元素的化合价 (填“升高”或“降低”)，被 (填“氧化”或“还原”)，CO是 剂(填“氧化”或“还原”)，NO是 剂(填“氧化”或“还原”)，发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)用单线桥表示此反应中的电子转移情况2NO＋2CO=N2＋2CO2： 。 (3)若反应中消耗了2molCO，则生成N2的物质的量为 mol，转移电子的物质的量为 mol。 (4)H2S与CO2在高温下反应可生成氧硫化碳(COS)，氧硫化碳分子中所有原子均满足最外层8电子稳定结构，其结构式为 。 16．现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表。 元素编号 元素性质或原子结构 T M层上有6个电子 X 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性 Z 元素最高正价是+7价 (1)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是 。 (2)元素Y与氢元素形成一种离子YH ，0.5 mol该粒子中所含电子数为 。 (3)元素Z在周期表中的位置是 ，元素Z与元素T相比，非金属性较强的是 (用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是 (填字母)。 A．常温下Z的单质和T的单质状态不同 B．Z的氢化物比T的氢化物稳定 C．一定条件下，Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应 (4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一、T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是 ，理由是 。 17．已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题： (1)请推测铷(Rb)在元素周期表的第 周期第 族。 (2)关于铷的结构和性质判断正确的是___________(填字母，下同)。 ①与水反应比钠剧烈                             ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁相同 ⑤它是还原剂 A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②④ (3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是___________。 A．氢化铷溶于水显酸性 B．氢化铷与水反应时被还原为氢气 C．氢化铷是离子化合物，其中氢离子最外层有2个电子 D．氢化铷与水反应时，生成1mol H2将转移2mol e- (4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是________。 A．Li B．Na C．K D．Cs 18．下表列出了A-R 9种元素在周期表中的位置 周期 族 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 0 2 E F 3 A C D G R 4 B H 请回答下列问题。 (1)这9种元素分别为A ，B、 ，C ，D ，E ，F ，G 其中化学性质最不活泼的是 。 (2)D元素的最高氧化物对应的水化合物与氢氧化钠反应的离子方程式 。 (3)A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为 。 (4)F元素氢化物的化学式是 ，该氢化物在常温下与B发生反应的化学方程式是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【分析】本题考查了分子间作用力和氢键，题目难度不大，注意把握分子间作用力、氢键对分子熔沸点的影响，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。 【详解】A．CH4分子间的不存在氢键，CH4分子的分子间作用力小，故沸点较低，故A错误； B．图中的横坐标的数值与中心原子的族序数不对应，所以图中的横坐标的数值不是中心原子的主族序数，代表的是周期序数，故B错误； C．从上至下IVA族元素的非金属性减弱，其氢化物的稳定性随相对分子质量的递增逐渐减弱，故C正确； D．氢键的作用大于范德华力，H2O、HF、NH3三种物质的沸点比同主族的其他氢化物都高，是因为组成这三种物质的分子间均可形成氢键，但是通过图像得知，SbH3的沸点高于氨气的，故D错误； 故答案选C。 【点睛】元素周期表中“位”“构”“性”的推断与灵活运用 2．D 【详解】 A．过氧根离子共用一对电子，电子式为：，A正确； B．碳原子是第6号元素，则质量数为14的碳原子表示为：，B正确； C．NaCl为离子化合物，用电子式表示氯化钠的形成过程：，C正确； D．氯离子的原子核内有17个质子，D错误； 故答案选D。 3．D 【分析】化合物A 是一种重要的医药中间体，由原子序数依次增大的W、X、Y、Z 四种短周期元素组成，由化合物中W、X、Y、Z形成的共价键数目分别为1、3、2、6可知，W为H元素、X为N元素、Y为O元素、Z为S元素，据此回答。 【详解】A．氮元素和氧元素形成的化合物二氧化氮和四氧化二氮的原子个数之比均为1：2，A正确； B．氮、氧、硫三种元素形成的简单氢化物中，水常温下为液态，而氨气、硫化氢为气态，所以水的沸点最高，B正确； C．离子的电子层数越大，离子半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越大，则硫离子、氮离子、氧离子的离子半径依次减小，C正确； D．硫元素的低价氧化物二氧化硫具有漂白性，但不能使石蕊试液褪色，D错误； 故选D。 4．D 【分析】本题利用铝粉和液溴制备少量，首先安装仪器，检查气密性，添加药品，打开、，从口通入一段时间以排尽装置中的空气，然后关闭、，三颈烧瓶中发生制备产品的反应、充分反应后，操作为打开、，蒸馏并用e接收产品。 【详解】A．溴化铝易潮解，故实验所用铝粉和液溴均需事先干燥，A说法正确； B．步骤④通入可将残留在装置中的产品充分吹入接收器中，有利于提高产品产率，B说法正确； C．称取一定量，与足量氨水反应生成氢氧化铝沉淀、过滤、洗涤、干燥、称量，可通过沉淀质量计算的质量、进一步计算纯度，C说法正确； D．由实验原理和操作目的可知、操作为打开、，从口通入一段时间以排尽装置中的空气、操作为关闭、，三颈烧瓶中发生制备产品的反应、充分反应后，操作为打开、，蒸馏并用e接收产品，D说法错误； 故选D。 5．B 【详解】A．为二元强酸，因此其电离方程式为，A项正确； B．与反应的方程式为，与的物质的量之比为，B项错误； C．根据实验可知不与强碱反应，C项正确； D．的电子式为、的电子式为，D项正确； 故选B。 6．B 【详解】A．与的质子数相同，中子数不同，两者互为同位素，故A错误； B．钨的价层电子多，金属键强，其熔点很高，可耐高温，可作为耐高温备选材料，故B正确； C．核聚变时原子核发生了变化，不是化学变化，故C错误； D．“中国环流三号”为原子核发生变化时产生能量，与太阳能无关，故D错误； 故答案为：B。 7．D 【详解】A．同主族从上往下金属性增强，与水反应的剧烈程度在增强，所以Li与水反应比较缓慢，A正确； B． 同一主族元素的性质相似，CaSO4微溶于水，BaSO4难溶于水，Sr与Ca、Ba位于同一主族，则SrSO4也难溶于水，B正确； C．同主族元素半径从上往下增大，与H形成的键能减弱，HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解，推测HBr的分解温度介于二者之间，C正确； D．半导体材料的元素在金属与非金属交界处，Si是半导体材料，同族的Ge是半导体材料，二者都处在该交界处，ⅣA族的Sn和Pb没在该交界处，不是半导体材料，D错误； 故选D。 8．D 【分析】化合物YZW是常用漂白液的有效成分即NaClO，其溶液的焰色反应呈黄色说明含有钠元素，W、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，则W为O、Y为Na、Z为Cl，X处于O与Na之间，则X为F元素。 【详解】由题意可知：W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl元素。 A．同周期主族元素从左到右非金属性减弱，元素非金属性的强弱为F>O，A选项错误； B．电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时核电荷数越大原子半径越小，原子半径大小为F<O<Cl<Na，B选项错误； C．氢化物水溶液的酸性强弱HCl>HF，C选项错误； D．为，含离子键和非极性键，D选项正确； 故答案选D。 9．D 【详解】A． 碳原子的核电荷数=质子数=6，则14C原子序数为6，A正确； B．18F、131I具有相同的最外层电子数，最外层电子均为7个，B正确； C．14C与12C互为同位素，具有相同的核外电子排布，则化学性质几乎完全相同，C正确； D．18F含质子数为9，D不正确； 答案选D。 10．A 【详解】A．硅带“石”字旁，属于非金属元素，A说法错误； B．由硅原子的构成示意图可知：第一、二、三层上电子数分别为2，8，4，又根据原子中“质子数=核外电子数”，则核内质子数为，故硅原子的结构示意图为，B故说法正确； C．硅原子核外有3个电子层，根据周期数=电子层数，可知硅在元素周期表内位列第三周期，C说法正确； D．硅原子质子数等于核外电子数，数目相等，电性相反，所以硅原子不带电，D说法正确； 故选A。 11．C 【详解】A．12gC为1mol，若为金刚石，每个碳都是连接4个共价键，但是每个键都是两个碳原子共有，因此每个碳原子拥有=2个共价键，则12gC中共价键数目最多为2NA，若为石墨，每个石墨中的碳通过三个共价键与其他碳原子相连，所以每个碳所属的共价键应是=1.5，则12gC中共价键数目最多为1.5NA，A错误； B．1mol58Fe的中子数目为(58-26)=32NA，B错误； C．若生成的CO体积为26.88L，即1.2molCO，分析方程式可知，生成6molCO转移14mol电子，1.2molCO转移电子为2.8NA，C正确； D．缺少溶液的体积，不可计算氯离子的数目，D错误； 故选C。 12．C 【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X的原子半径在短周期主族元素中最小，X为H，的单质在空气中含量最大，Y为N，原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z为O元素，与同主族，W为S，以此解答。 【详解】A．同周期主族元素，从左往右，原子半径依次减小，则原子半径：，A错误； B．NH3的水溶液呈碱性，不能使紫色石蕊试液变红，B错误； C．S的两种常见氧化物SO2和SO3均为酸性氧化物，C正确； D．非金属性：O>S，非金属性越强，元素气态氢化物越稳定，则热稳定性：，D错误； 故选C。 13．D 【详解】A．钠的焰色试验不能使用玻璃棒，应该用干净的铂丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色，A错误； B．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁溶于稀硫酸生成亚铁离子和铁离子，取上层清液，加入KSCN溶液变血红色，可以检验出铁离子的存在，但是后续加入双氧水无明显现象，无法检验亚铁离子存在与否，B错误； C．硫酸酸化的过氧化氢溶液滴入硝酸亚铁溶液中，酸性条件下硝酸根离子可将亚铁离子氧化为铁离子，因此无法确定H2O2的氧化性强于Fe3+，C错误； D．等浓度等量的氯化镁和氯化铝溶液中，分别逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，氯化镁生成氢氧化镁沉淀，氯化铝先生成氢氧化铝沉淀，随后氢氧化铝沉淀溶解，证明氢氧化镁的碱性强于氢氧化铝，则金属性Mg>Al，D正确； 故答案选D。 14．B 【分析】X、Y、Z、W、R是短周期原子序数依次增大的五种主族元素，X是宇宙中含量最多的元素，X为H元素，Y、Z、W同周期且相邻，Y的原子序数等于W原子的最外层电子数，由图可知，W形成3个共价键，W为N元素，Z形成4个共价键，Z为C元素，Y形成4个共价键，且整体带1个负电荷，则Y为B元素，R带1个正电荷，R为Na元素。 【详解】A．Na+和N3-电子层数相等，核电荷数越大，半径越小，则半径：N3-> Na+，A错误； B．非金属性越强，元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：N>C，则酸性：HNO3>H2CO3，B正确； C．NH3分子间形成氢键，NH3的沸点高于CH4，C错误； D．M存在阴阳离子，属于离子化合物，D错误； 故选B。 15．(1) 升高 氧化 还原 氧化 还原 (2)   (3) 1 4 (4)O=C=S 【详解】（1）碳元素化合价由CO中的+2价到CO2中的+4价，化合价升高，物质所含元素化合价升高被氧化是还原剂，NO在反应中生成N2气，N元素化合价降低被还原是氧化剂，发生还原反应； （2）用单线桥表示的电子转移情况是  ； （3）根据反应2NO＋2CO=N2＋2CO2，得出反应中消耗了2molCO，则生成N2的物质的量是1mol，碳元素化合价共升高4，电子转移的物质的量是4mol； （4）CO2和氧硫化碳(COS)结构相似，结构式也相似，CO2结构式为O=C=O，因此COS的结构式为O=C=S，每个原子都满足8电子稳定结构。 16．(1) (2)5NA (3) 第三周期第VIIA族 Cl B (4) H2CO3 H2CO3为弱酸 【分析】T M层上有6个电子，则T为硫；X最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X为碳；Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性，则Y为氮；Z元素最高正价是+7价，则Z为氯； 【详解】（1）碳元素中一种核素可测定文物年代； （2）是10e－粒子，0.5 mol 含有电子； （3）Cl位于第三周期第ⅦA族；元素Cl与S相比，非金属性较强的是Cl； A．元素非金属性与单质状态无关，故A错误； B． 元素非金属性越强，对应氢化物稳定性越强；Z的氢化物比T的氢化物稳定，说明Cl非金属性强于S，故B正确； C．非金属性强弱与其单质是否能与碱反应无关，故C错误； 答案选B。 （4）T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、H2CO3、HNO3、HClO4，其中只有H2CO3是弱酸，其余均为强酸； 17．(1) 五 ⅠA (2)B (3)C (4)AB 【详解】（1）由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期第ⅠA族。 （2）①同主族从上到下金属性逐渐增强，因此铷与水反应比钠剧烈，①正确； ②同主族从上到下原子半径逐渐增大，因此铷的原子半径比钠大，②错误； ③根据氧化钠容易吸收二氧化碳可类推铷的氧化物暴露在空气中易吸收CO2，③正确； ④它的阳离子最外层电子数和镁不相同，前者是8后者是2，④错误； ⑤铷的金属性强于钠，铷是还原剂，⑤正确； 答案选B； （3）A.氢化铷与水反应为RbH＋H2O＝RbOH＋H2↑，生成碱RbOH，溶液显碱性，A错误；B.水中氢元素的化合价由＋1价降低为0价，水作氧化剂，而RbH中氢元素的化合价由－1价升高为0价，RbH作还原剂，被氧化，B错误；C.氢化铷中含有离子键，是离子化合物，其中氢离子最外层有2个电子，C正确；D.氢化铷与水反应时，生成1mol H2将转移1mol e-，D错误； 答案选C； （4）设该合金的平均相对原子质量为M，氢气的物质的量是1mol，则根据得失电子守恒得×1=2，解得M=25，因M(Rb)＞25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可能为Li或Na。答案选AB。 18．(1) Na K Mg Al C O Cl Ar (2)Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- (3)K>Na>Mg (4) H2O 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 【分析】由元素在元素周期表中的相对位置可知，A为Na元素、B为K元素、C为Mg元素、D为Al元素、E为C元素、F为O元素、G为C1元素、H为Br元素、R为Ar元素。 【详解】（1）由分析可知，A为Na元素、B为K元素、C为Mg元素、D为Al元素、E为C元素、F为O元素、G为Cl元素、H为Br元素、R为Ar元素，其中化学性质最不活泼的是稀有气体Ar元素； （2）氢氧化铝为两性氢氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水，反应的离子方程式为 Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-； （3）同主族元素，从上到下原子半径依次增大，同周期元素从左到右原子半径依次减小，则钾、钠、镁的原子半径依次减小，故答案为K>Na>Mg； （4）氧元素氢化物为H2O，水与钾反应生成氢氧化钾和氢气，反应的化学方程式为2K+2H2O=2KOH+H2↑； 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$