第四章 物质结构元素周期律 单元测试-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》单元训练题 一、单选题 1．化合物M是一种制造压塑粉的原料，结构简式如图所示，其组成元素X、Y、Z、W位于短周期，质子数依次增大且满足。下列说法正确的是 A．原子半径： B．氧化物对应水化物的酸性： C．X、Z、W形成的化合物一定不含有离子键 D．简单氢化物稳定性： 2．Rb是第五周期第IA族元素，下列关于37Rb的说法不正确的是 A．中子数为50的Rb的核素：Rb B．元素的金属性：Rb＞K C．与同周期元素53I的原子半径：I<Rb D．最高价氧化物对应的水化物的碱性：KOH＜RbOH 3．某元素(X)构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，在天然单质中，这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，由此推断以下结论正确的是 A．此元素有3种不同的同位素 B．其中一种同位素质量数为80 C．其同位素79X占原子总数的 D．单质X2的平均相对分子质量为162 4．W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中位置如图所示，下列说法不正确的是 A．W、Y、X三种元素的原子半径依次减小 B．Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高 C．W元素与Z元素可以形成 D．Y元素的单质能从溶液中置换出Z元素的单质 5．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与主族序数相等，下列叙述正确的是 Q R T W A．氢化物的相对分子质量：Q<R B．T与盐酸和氢氧化钠溶液反应都能产生氢气 C．W元素对应的含氧酸是强酸 D．Q、R的原子半径Q<R 6．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的一种核素无中子，Y是地壳中含量最多的元素，最外层电子数Z是Y的一半，W的单质可广泛用于生产芯片。下列说法正确的是 A．原子半径：Z<Y B．非金属性：Y<X C．Z的最高价氧化物对应水化物具有两性 D．W的氧化物可以与氢氟酸反应，属于碱性氧化物 7．我国“祝融号”火星车采集到的火星土壤中含有短周期主族元素X、Y、Z、W，且原子序数依次增大。X的主族序数是周期序数的2倍，Y与Z同主族且Z的原子序数为Y的2倍。下列说法正确的是 A．简单氢化物的热稳定性：X>Y B．WY2可用于自来水消毒 C．简单离子半径：Y>Z D．W的氧化物对应的水化物酸性强于Z 8．X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z可形成如图所示的阳离子，且其中Y和Z满足8电子稳定结构。M元素在地壳中含量仅次于氧元素。下列说法正确的是 A．Y在元素周期表中ⅢA族 B．非金属性：Y＞M C．M4Z3是一种耐高温的新型陶瓷，可用于制作坩埚 D．氢化物的沸点：Y＜Z 9．祖母绿被称为绿宝石之王，属于绿柱石家族中最“高贵”的一员。其化学式常表示为。已知为前三周期元素，原子序数依次增大，原子的L层只有2个电子，没有正化合价，与相邻，与在周期表上处于对角线位置，的氧化物可制作光导纤维，可组成一种黄绿色的气体单质。下列叙述正确的是 A．离子半径的大小关系： B．简单氢化物的稳定性： C．的单质不能和氢氧化钠溶液反应放出氢气 D．的单质与的单质化合形成的物质属于离子化合物 10．高锰酸钾(KMnO4，摩尔质量为158g/mol)是一种紫红色的晶体，它是一种强氧化剂，广泛应用于实验室和工业中。下列说法正确的是 A．O位于元素周期表的第二周期第VIA族 B．可采用如图所示操作观察KMnO4溶液中K元素的焰色 C．高锰酸钾溶液使用前常用浓盐酸酸化以增强其氧化性 D．将15.8gKMnO4固体溶于1L水中，得到0.1mol/LKMnO4溶液 11．已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，在元素周期表中，Y与X、Z、W均为相邻元素，其中W原子的最外层电子数是电子总数的。下列说法正确的是 A．原子半径：Z＞Y＞X B．简单氢化物的稳定性：Y＞W C．W的最高价氧化物对应的水化物是强酸 D．Z分别与X、Y形成的二元化合物均为无色有毒气体 12．均为短周期主族元素，在元素周期表中的相对位置如图所示，的最高价氧化物属于两性化合物。     下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．的单质参加反应一定被还原 C．元素的简单氢化物具有强还原性 D．常温下，的单质不能与元素的最高价含氧酸的浓溶液反应 13．1868年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一、下列有关元素周期表的说法不正确的是 A．迄今人类发现的元素中，金属元素和非金属元素种数相近 B．元素周期表有7个横行，18个纵行 C．元素周期表有七个周期，分为短周期和长周期 D．人们在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如硅、锗等 14．下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是 A．随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次减小 B．F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1 C．碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R2O D．根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱 二、非选择题 15．现有下列9种物质：①；②；③HCl；④；⑤；⑥；⑦；⑧；⑨；按要求填空（填序号）。 (1)只由离子键构成的物质是 。 (2)由极性键和非极性键构成的物质是 。 (3)由离子键和非极性键构成的物质是 。 (4)属于共价化合物的物质是 。 (5)③溶于水时破坏 （填离子键或共价键，下同），⑥熔化时破坏 。 (6)向⑥的溶液中滴加少量⑧的溶液，反应的离子方程式为 。 16．在1～18号的短周期主族元素中，表中的字母代表一种元素，回答下列问题： (1)写出D单质的电子式： 。 (2)写出C的最高价氧化物的结构式： 。 (3)E和F分别形成的气态氢化物中较稳定的是 (填氢化物的化学式)。 (4)A最高价氧化物的水化物所含化学键为 ，其水溶液与F单质反应的离子方程式为 。 17．下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题： 0 2 ① ② 3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 4 ⑨ ⑩ (1)⑧的元素符号是 ；⑤号元素最高价氧化物对应的水化物为 （写出化学式）； (2)表中原子半径最大的元素是 ；非金属性最强的元素是 ；（填元素符号） (3)表中能形成两性氢氧化物的元素是 （填写元素符号）；写出该氢氧化物与⑥的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式： ； (4)⑥、⑦、⑨三种元素的简单离子的半径大小顺序为 （用“>”连接离子符号）； (5)工业上从海水大规模提取元素⑩的单质X的常用方法，流程如下： 分别写出流程a和c中发生的离子方程式： 、 ． (6)用从水溶液中提取⑩的单质X所使用的操作是 ． 18．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素，回答下列问题： (1)表中所列元素中：属于短周期主族元素的有 种，化学性质最稳定的元素是 (填元素符号)，h元素在周期表中的位置是 。 (2)下列___________元素的单质可能都是电的良导体。 A．b、c、i B．a、g、k C．c、g、o D．d、e、f (3)1元素的最高正化合价为 ，b与f两元素的最高价氧化物对应水化物间相互反应的离子方程式为 。 (4)b、c、k三种元素原子半径由大到小的顺序是 (用元素符号作答)。 (5)比较c和d两元素原子的失电子能力的强弱，并从原子结构角度进行论证 。 (6)比较元素i、k、m的最高价氧化物对应水化物，按酸性从强到弱的顺序排列为 。 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．A 【分析】 由信息推知，X只成一条键，且原子序数最小，X为H，Y成四条键，Y最外层电子数为4，Y为C或Si，Z成3条键，Z最外层电子数为5，Z为N或P，W成两条键，W最外层电子数为6，W为O或S，结合原子序数依次增大且满足，X、Y、Z、W分别为H、C、N、S，M的结构简式为。 【详解】A．同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，原子半径：，A项正确； B．C、N、S均有不同种氧化物对应的水化物，无法比较酸性强弱，B项错误； C．H、N、S形成的化合物硫化铵或硫氢化铵中含有离子键，C项错误； D．非金属性越强，简单氢化物越稳定，简单氢化物稳定性：，D项错误； 故选A。 2．A 【详解】A．中子数为50的Rb质量数为50+37=87，其核素表示为，故A错误； B．同主族元素自上而下金属性增强，所以Rb>K，故B正确； C．电子层相同，核电荷数越多半径越小，Rb和I的电子层数相同，所以半径：I<Rb，故C正确； D．金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，Rb的金属性强于K，所以水化物的碱性：KOH<RbOH，故D正确； 故选A。 3．C 【详解】A．元素构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160、162，推断该元素存在两种同位素才符合，分别形成AA、AB、BB三种分子，故A错误； B．设X的两种同位素分别为a、b，则对应单质化学式分别为a2、ab、b2，由a2、b2可求得a、b的质量数为79和81，故B错误； C．质量数为79的核素占原子总数的分数为=，故C正确； D．单质X2的平均相对分子质量为158×＋160×＋162×=160，故D错误； 答案选C。 4．D 【分析】根据题目所给元素周期表结构和各元素在元素周期表中的位置，X为O，Y为S，Z为Cl，W为Si； 【详解】A．同一周期从左到右，电子层数相同，核电荷数增大，原子半径逐渐减小，同一主族，从下到上，电子层数减少，原子半径逐渐减小，故W、Y、X三种元素的原子半径依次减小，A正确； B．元素非金属性越强，气态氢化物稳定性越强，非金属性Cl>S，故Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高，B正确； C．Si元素与Cl元素可以形成SiCl4，C正确； D．S的氧化性小于Cl2，故S单质无法从NaCl溶液中置换出Cl2单质，D错误； 本题选D。 5．B 【分析】Q、R、T、W为元素周期表短周期元素，Y所处的周期序数与主族序数相等，说明Y为第三周期第IIIA族元素，为Al元素；根据元素间位置关系，则Q为C元素，R为N元素，W为S元素。 【详解】A．Q为C元素，其氢化物有多种，无法比较与N元素氢化物相对分子质量，A错误； B．T为Al元素，其单质具有两性，与盐酸和氢氧化钠溶液反应都能产生氢气，B正确； C．W为S元素，其最高价含氧酸硫酸才是强酸，C错误； D．C原子与N原子电子层数相同，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径：，D错误； 答案选B。 6．C 【分析】X的一种核素无中子，X为H元素，Y是地壳中含量最多的元素，Y为O元素，最外层电子数Z是Y的一半，即3，且原子序数大于Y，则Z为Al， W单质可广泛用于生产芯片，W为Si元素，综上：X为H、Y为O、Z为Al、W为Si。 【详解】A．电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，原子半径：Al＞O，故A错误； B．同周期元素，从左往右非金属性逐渐增强，同族元素，从上到下非金属性逐渐减弱，元素的非金属性：H＜O，故B错误； C．Z为Al，Z的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3具有两性，故C正确； D．W的氧化物SiO2可以与氢氟酸反应，但属于酸性氧化物，故D错误； 答案选C。 7．B 【分析】主族数是周期数的2倍的元素为碳或硫，由于X、Y、Z、W原子序数依次增大，因此X为碳；Y与Z同主族且Z的原子序数为Y的2倍，因此，Y为氧，Z为硫，W为氯。 【详解】A． X、Y分别为碳、氧，非金属性X＜Y，碳和氧简单氢化物的稳定性X＜Y，故A错误； B． ClO2可用于自来水消毒，故B正确； C． Y为氧，Z为硫，同一主族自上而下，简单离子半径逐渐增大，故简单离子半径Y＜Z，故C错误； D． W为氯，W的氧化物对应的水化物酸性不一定强于Z，如HClO酸性弱于硫酸，故D错误； 故选B。 8．B 【分析】根据X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，结合形成的阳离子结构中，各种元素的原子形成化学键数目关系，以及中该阳离子中Y和Z满足8电子稳定结构，可知：X是H元素，Y是C元素，Z是N元素，M元素在地壳中含量仅次于氧元素，则M是Si元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。 【详解】A．根据上述分析可知Y是C元素，C是6号元素，原子核外电子排布是2、4，根据原子结构与元素位置关系可知C元素位于元素周期表第二周期第ⅣA族，A错误； B．根据上述分析可知Y是C，M是Si，二者属于同一主族，原子序数越小，元素的非金属性就越强。原子序数：C＜Si，所以元素的非金属性：Y(C)＞M(Si)，B正确； C．根据上述分析可知：Z是N，M是Si，二者形成的化合物Si3N4是新型无机非金属材料，是一种耐高温的新型陶瓷，可用于制作坩埚，C错误； D．根据上述分析可知：Y是C元素，Z是N元素，C元素最简单氢化物是CH4，N元素最简单氢化物是NH3，由于NH3分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引作用力，导致其沸点比只存在分子间作用力的CH4的高，沸点：CH4＜NH3。但题目中未说明是否是元素最简单氢化物，因此不能比较两种元素的氢化物的沸点高低，D错误； 故合理选项是B。 9．B 【分析】X、W、R、Y、Z、M为前三周期元素，原子序数依次增大，X原子的L层只有2个电子，X为Be元素；R没有正化合价，R为F元素；W与R相邻，W为O元素；Z的氧化物可制作光导纤维，Z为Si元素；M可组成一种黄绿色的气体单质，M为Cl元素；Y与X在周期表上处于对角线位置，结合化学式XaYa-1(ZWa)6知，Y为Al元素。 【详解】A．R、W、Y的离子依次为F-、O2-、Al3+，三者具有相同的电子层结构，核电荷数越大、离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为W＞R＞Y，A项错误； B．R、M、Z依次为F、Cl、Si，F、Cl同主族，Cl、Si同周期，同周期从左到右主族元素的简单氢化物的稳定性增强，同主族从上到下简单氢化物的稳定性减弱，则简单氢化物的稳定性：R＞M＞Z，B项正确； C．X为Be，Be与Al性质相似，Be能和NaOH溶液反应放出H2，C项错误； D．Y（Al）的单质与M（Cl）的单质化合形成的物质为AlCl3，AlCl3属于共价化合物，D项错误； 答案选B。 10．A 【详解】A．已知O是8号元素，故O位于元素周期表的第二周期第ⅥA族，A正确； B．观察K元素的焰色要透过蓝色钴玻璃，B错误； C．不能用浓盐酸酸化，会生成氯气，应该用硫酸酸化，C错误； D．得到的溶液体积不为1L，D错误； 故答案为：A。 11．B 【分析】已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，在元素周期表中，Y与X、Z、W均为相邻元素，其中W原子的最外层电子数是电子总数的，说明W内层电子总数是最外层的二倍，因此W是15号P元素，结合元素原子序数大小及相邻位置关系，可知X是C，Y是N，Z是O，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。 【详解】根据上述分析可知：X是C，Y是N，Z是O，W是P元素。 A．同一周期元素，原子序数越大，原子半径就越小。X是C，Y是N，Z是O，原子序数逐渐增大，所以原子半径：X(C)＞Y(N)＞Z(O)，A错误； B．同一主族元素，从上到下随着原子序数的增大，元素的非金属性逐渐减弱，其形成的简单氢化物的稳定性就越弱。Y是N，W是P，二者是同一主族元素，元素的非金属性：N＞P，所以简单氢化物的稳定性：Y(NH3)＞W(PH3)，B正确； C．W是P，其形成的最高价氧化物对应的水化物H3PO4属于弱酸，C错误； D．X是C，Y是N，Z是O，其中N与O形成的化合物NO2是红棕色有毒气体，D错误； 故合理选项是B。 12．C 【分析】均为短周期主族元素，由元素在周期表中的位置可知X位于第2周期，Y、Z位于第3周期，的最高价氧化物属于两性化合物，可知分别为N、Al、S元素。 【详解】A．的电子层结构为2、8，的电子层结构为2、8、8，电子层数越多，离子半径越大，即简单离子半径为：，故A错误； B．的单质是S，参加反应也可能被氧化，如硫的燃烧，故B错误； C．中S为-2价，具有强还原性，故C正确； D．Al与能发生反应产生H2，故D错误； 故答案选C。 13．A 【详解】A．非金属处于元素周期表的右上角和氢，而过渡元素都是金属元素，所以金属元素多于非金属元素，故A错误； B．素周期表有7个横行，18个纵行，16个族，故B正确； C．元素周期表有七个周期，分为短周期和长周期，故C正确； D．在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素，通常既具有金属性又具有非金属性，可以用来做良好的半导体材料，如硅、锗等，故D正确； 故答案为：A。 14．B 【详解】A．随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次增大，A项错误； B．F、Cl、Br、I为第ⅦA元素，最外层电子数都是7，Li、Na、K、Rb为第ⅠA元素，最外层电子数都是1，B项正确； C．碱金属单质的金属性从Li到Cs依次增强，加热时与氧气反应，锂生成氧化锂、钠生成过氧化钠等，C项错误； D．F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，则对应单质的氧化性依次减弱，离子的还原性依次增强，即HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，热稳定性依次减弱，D项错误； 故答案为：B。 15．(1)⑤ (2)⑦ (3)② (4)③⑦⑨ (5) 共价键 离子键 (6) 【分析】①H2是非金属单质，只含有非极性键；②Na2O2是离子化合物，且过氧根离子中含有氧氧非极性键，化合物中含有离子键和非极性键；③HCl是共价化合物，分子中只含有极性键；④是离子化合物，化合物中含有离子键和氮氢极性键；⑤CaCl2是离子化合物，化合物中含有离子键；⑥NaHSO4是离子化合物，化合物中含有离子键和硫氧极性键；⑦H2O2是共价化合物，分子中氢氧极性键和氧氧非极性键；⑧是离子化合物，含有离子键和氢氧极性键；⑨是共价化合物，含有碳氧极性键； 【详解】（1）由分析可知，只由离子键构成的物质是⑤； （2）由分析可知，由极性键和非极性键构成的物质是⑦； （3）由分析可知，由离子键和非极性键构成的物质是②； （4）由分析可知，属于共价化合物的物质是③⑦⑨； （5）③溶于水时电离出氢离子和氯离子，破坏共价键，⑥熔化时电离出钠离子和硫酸氢根离子，破坏离子键； （6）少量的物质完全反应，按照少量物质电离出离子的物质的量之比进行反应，⑥的溶液中滴加少量⑧的溶液，氢氧根离子完全生成水、钡离子完全生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为。 16．(1) (2)O=C=O (3)HCl (4) 离子键和共价键 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 【分析】根据题中元素周期表的位置可以得到A是钠元素，B是铝元素，C是碳元素，D是氮元素，E是硫元素，F是氯元素。 【详解】（1）由分析可知D是氮元素，D的单质是氮气，电子式为：。 （2）由分析知，C是碳元素，碳元素的最高价氧化物是二氧化碳，结构式为：O=C=O。 （3）E是硫元素，F是氯元素，元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，氯非金属性强于硫，所以比较稳定的是HCl。 （4）A是钠元素，最高价氧化物的水化物是氢氧化钠，所含化学键是离子键和共价键。氢氧化钠溶液与氯气反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 17．(1) (2) K F (3) (4) (5) (6)萃取分液 【分析】 根据元素在周期表中的位置，①是N元素；②是F元素；③是Mg元素；④是Al元素；⑤是P元素；⑥是S元素；⑦是Cl元素；⑧是Ar元素；⑨是K元素；⑩是Br元素。 【详解】（1）⑧的元素符号是；⑤号元素是P，最高价氧化物对应的水化物为； （2）电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，表中原子半径最大的元素是K；同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，非金属性最强的元素是F； （3）表中能形成两性氢氧化物的元素是Al；该氢氧化物Al(OH)3与⑥的最高价氧化物对应水化物H2SO4反应生成硫酸铝和水，反应的化学方程式为； （4）电子层数相同，质子数越多半径越小，S、Cl、K三种元素的简单离子的半径大小顺序为； （5）元素⑩的单质是Br2：海水中溴元素以Br-的形式存在，通入氯气发生反应生成溴单质，用热空气或水蒸气吹出溴蒸汽，用二氧化硫吸收溴蒸汽生成硫酸和氢溴酸富集溴元素，反应离子方程式为，再通入氯气把Br-氧化为Br2得到产品。 （6）用从水溶液中提取⑩的单质X所使用的操作是萃取分液。 18．(1) 9 Ar 第4周期IVA族 (2)CD (3) (4) (5)，Ca和Mg为同主族元素，最外层电子数相同，Ca的电子层数比Mg多，半径更大，原子核对最外层电子的吸引力更弱，所以其失电子能力更强。 (6) 【分析】根据元素周期表可知，a为H，b为Na，c为Mg，d为Ca，e为Ti，o为Cu，f为Al，i为Si，h为Ge，g为C，j为O，k为S，l为Se，m为Cl，n为Ar，据此回答。 【详解】（1）①属于短周期主族元素为前三周期元素除稀有气体，则有a、b、c、f、i、g、j、k、m，共9种； ②化学性质最稳定的元素是稀有气体，则为Ar； ③h为Ge，在周期表中的位置是第4周期IVA族； （2）金属与石墨都是电的良导体，所以有b、c、g、o  d、e、f，故选CD； （3）①1(Si)元素的最高正化合价为+4价； ②b(Na)与f(Al)两元素的最高价氧化物对应水化物间相互反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-= [Al(OH)4]-； （4）根据同周期从左往右原子半径逐渐减小，b(Na)、c(Mg)、k(S)三种元素原子半径由大到小的顺序是：Na > Mg > S； （5）失电子能力为Ca > Mg，因为Ca和Mg为同主族元素，最外层电子数相同，Ca的电子层数比Mg多，半径更大，原子核对最外层电子的吸引力更弱，所以其失电子能力更强； （6）非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，同周期从左往右非金属性逐渐增强，所以酸性从强到弱的顺序排列为：HClO4>H2SO4>H2SiO3。 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 $$