第四章 物质结构元素周期律 单元测试题2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

第四章 物质结构元素周期律 测试题 一、选择题 1．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W、Z同主族，X、Y、Z形成的一种化合物结构如图所示，下列说法正确的是 A．最简单氢化物的稳定性： B．X、Y可形成含非极性键的离子晶体 C．离子半径： D．Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸 2．氮是粮食作物生长必需的元素，20世纪初德国化学家哈伯在实验室首次利用氮气和氢气合成了氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ•mol-1。从此人类进入了新的农业时代，化肥的使用大大提高了粮食产量。双催化剂“TM－LiH(TM表示过渡金属)”催化合成氨反应的原理示意如图： 下列说法正确的是 A．过程①中，N2分子断键变成N原子会释放能量 B．当1molN2参与反应，过程②中生成lmolLiNH C．过程③中，没有化学键的断裂，只有化学键的形成 D．合成NH3总反应的原子利用率为100%，即反应物所有原子均被利用 3．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Z的周期序数=族序数，由这四种元素组成的单质或化合物存在如图所示的转化关系，其中甲、戊是两常见金属单质，丁是非金属单质，其余为氧化物且丙为具有磁性的黑色晶体。下列说法错误的是 A．W的原子序数是Z的两倍，金属性强于Z B．W元素在周期表中的位置是第四周期VIII族 C．己属于两性氧化物 D．等物质的量的甲和戊与氯气反应，消耗的氯气的物质的量相等 4．草甘膦，是一种有机膦类除草剂，其结构式如下图。其中X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素。其中E的原子序数为最外层电子数三倍，W的最外层电子数为内层电子数的三倍，下列说法正确的是 A．X、Y、Z三种元素中原子半径最大的是Z B．X、Z、W可构成既含离子键，又含共价键的化合物 C．含有的溶液一定能使红色石蕊试剂变蓝 D．Z的氧化物对应水化物的酸性高于E的氧化物对应水化物的酸性 5．善于发现和总结规律是化学学习的必备素养。NaCl、、NaClO、、是按某一规律排列的，下列选项中也完全按照此规律排列的是 A．、、C、、 B．、S、、、 C．、Fe、、、 D．、、NO、、 6．下列说法正确的是 A．13C和14C的核外电子排布不同 B．和是不同种核素 C．和互为同素异形体 D．与互为同位素 7．下列关于C、N、S三种非金属元素及其化合物的说法，错误的是 A．浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中 B．浓硫酸与蔗糖的反应可体现其脱水性与强氧化性 C．金刚石、石墨、C60是碳的同素异形体 D．常温常压下，氮气可以和氢气反应实现氮的固定 8．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A．16g所含的电子数为 B．1mol熔化时电离产生的阳离子数为 C．标准状况下，22.4L所含的分子数为 D．46g和的混合气体所含的原子数为 9．科学家用轰击(锫)生成和，Ts就是科学家一直寻找的第117号元素。下列关于、、和的说法中不正确的是 A．、、和属于三种元素 B．和互为同位素 C．117号元素的相对原子质量为293.5 D．、表示两种核素 10．某些花岗岩含有放射性的氧()，会对人体造成伤害，该核素的中子数为 A．86 B．50 C．136 D．222 11．下列化学用语正确的是 A．S2-的结构示意图： B．NH4Cl的电子式： C．CaO2的电子式： D．CO2的分子结构模型为： 12．下列化合物中既有共价键又有离子键的是 A．I2 B．KOH C．KCl D．K2O 13．下列四种粒子的结构示意图中，属于金属元素的是 A． B． C． D． 14．下列比较中正确的是 A．原子半径： B．热稳定性： C．非金属性： D．碱性： 15．下列关于物质用途的说法，错误的是 A．——红色颜料 B．NaClO——消毒剂 C．——供氧剂 D．——胃酸中和剂 二、填空题 16．元素周期律反映了元素性质的周期性变化规律。 (1)元素的性质，特别是化学性质取决于元素的原子结构。钠、镁、铝元素形成的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最弱的是 (填化学式)。 (2)氮氧化铝(AlON)是一种高硬度、耐高温的防弹材料，Al、O、N三种元素的简单离子半径由大到小的排列顺序是 。 (3)锡为主族元素，其原子结构示意图：。锡在元素周期表中的位置是 ，SnO2能与NaOH溶液反应生成钠盐(Na2SnO3)和水，写出发生反应的化学方程式： 。 (4)硒(34Sn)是与人类的健康密切相关的一种元素，工业上用浓H2SO4焙烧CuSe的方法提取硒(其中Cu转化为CuSO4)，且有SO2、H2O和SeO2(固体)生成，写出发生反应的化学方程式： 。理论上该反应每转移1mol电子，可得到的SeO2的质量为 g。 17．用下面的原子或者离子结构示意图的编号(A、B、C和D)填空： A． B． C． D． (1)电子层排布相同的是 ； (2)属于同种元素的是 ； (3)属于金属元素的是 ； (4)属于稀有气体元素的是 。 18．在Ca中，质子数为 ，中子数为 ，电子数为 ；画出该原子的原子结构示意图 ，它在元素周期表中的位置是 ，它的最高价氧化物对应水化物的化学式是 。 19．有A、B、C、D四种元素，A的正二价离子与氩原子的电子层结构相同，B原子有三个电子层，其单质为双原子分子，C的核外电子比A少一个，D与B同周期，其单质为淡黄色固体。 (1)分别写出A、B、C、D四种元素形的简单离子的符号： 。 (2)A、B、C、D的离子半径由小到大的顺序是 。 (3)写出这四种元素中两两形成离子化合物的电子式： 、 、 、 。 20．将Mg 、Al组成的混合物共0．1mol溶于100mL 3mol/LHCl溶液中，再滴加1mol/LNaOH 溶液，在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀的质量m随NaOH溶液体积V的变化如图所示： （1）A点沉淀的成分是 （用化学式表示）。 （2）A点沉淀的总物质的量n= 。 （3）V2= 。 （4）若混合物仍为0．1mol，其中Mg的物质的量分数为a，用100mL 3mol/LHCl溶液溶解此混合物后，再加入360mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3，则满足此条件的a的取值范围为 。 21．表是元素周期表的一部分，回答有关问题。 (1)写出元素符号：① ，⑥ 。 (2)在这些元素中，最活泼的金属元素是 (填元素符号)，原子结构示意图为 。 (3)在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的物质是 (填化学式)，碱性最强的物质是 (填化学式)。 (4)元素③、④、⑤的原子中，半径由大到小的顺序为 (填原子符号)。 (5)由元素②、③、⑧形成的一种常见的杀菌消毒剂，化学式是 。 (6)元素⑦的电子式： 。 (7)⑥、⑦和⑧三种元素的最低价简单气态氢化物的热稳定性，由弱到强的顺序是 (填化学式)。 22．利用如图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律。 要证明非金属性：Cl>I，在A中加入浓盐酸，B中加入KMnO4（KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成氯气），C中加入 溶液，观察到C中 （填实验现象），即可证明。干燥管D的作用是 。从环境保护的角度考虑，此装置尚缺少尾气处理装置，可用 溶液吸收尾气。 【参考答案】 一、选择题 1．B 【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W、Z同主族，根据X、Y、Z形成的一种化合物结构可判断Y可形成带1个单位正电荷的离子，Y是Na，Z能形成5条键，Z是P，则W是N，X能形成双键，X是O，据此解答。 解析：根据以上分析可知，W、X、Y、Z分别是N、O、、P。 A．非金属性O＞N＞P，则最简单氢化物的稳定性：，A项错误； B．过氧化钠是含有非极性键的离子晶体，B项正确； C．离子的核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则离子半径：，C项错误： D．磷酸是中强酸，D项错误。 答案选B。 2．D 解析：A．N2分子断键变成N原子会吸收能量，A项错误； B．双催化剂“TM—LiH(TM表示过渡金属)”吸收氮气，将LiH转化为LiNH，化学方程式为：N2+2LiH=2LiNH，即1molN2参与反应，过程②中生成2molLiNH，B项错误； C．过程③中，LiNH与氢气反应，生成LiH与NH3，则存在化学键的断裂和形成，C项错误； D．合成氨时，属于化合反应，则合成NH3总反应的原子利用率为100%，即反应物所有原子均被利用，D项正确； 答案选D。 3．A 【分析】丙是具有磁性的黑色晶体，丙为Fe3O4，甲为常见金属，高温条件下反应生成Fe3O4，甲为Fe，乙为H2O，丁为H2，戊为金属单质，高温下与Fe3O4反应生成Fe和己，则戊为Al，己为Al2O3，氢气可与Fe3O4反应生成H2O。X、Z周期序数=族序数，且X、Y、Z、W原子序数依次增大，X为H、Y为O、Z为Al、W为Fe。 解析：A．Fe的金属性弱于Al，A错误； B．W为Fe，W在元素周期表第四周期Ⅷ族，B正确； C．己为Al2O3，属于两性氧化物，C正确； D．Fe、Al与Cl2的反应分别为2Fe＋3Cl23FeCl3，2Al＋3Cl23AlCl3，因此等物质的量的甲和戊与氯气反应，消耗的氯气的物质的量相等，D正确； 故选A。 4．B 【分析】X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素。其中E的原子序数为最外层电子数三倍，则E为P，W的最外层电子数为内层电子数的三倍，则W为O，根据结构式分析X有一个价键，Y有四个价键，Z有三个价键，则X、Y、Z分别为H、C、N。 解析：A．根据层多径大，同电子层结构核多径小，则X、Y、Z三种元素中原子半径最大的是Y，故A错误； B．X、Z、W可构成既含离子键，又含共价键的化合物，比如硝酸铵，故B正确； C．含有的溶液可能显酸性，酸性溶液不能使红色石蕊试剂变蓝，故C错误； D．Z的氧化物对应水化物的酸性不一定高于E的氧化物对应水化物的酸性，比如亚硝酸酸性小于磷酸酸性，故D错误。 综上所述，答案为B。 5．D 【分析】NaCl、、NaClO、、均含Cl元素且化合价依次升高，据此分析解答。 解析：A．、、C、、中碳元素的化合价价依次为：-4、+4、0、+4、+4，不符合上述规律，故A不选； B．、S、、、中硫元素的化合价价依次为：-2、0、+4、+4、+6，不符合上述规律，故B不选； C．、Fe、、、中Fe元素的化合价价依次为：+3、0、+2、+3、+3，不符合上述规律，故C不选； D．、、NO、、中N元素的化合价价依次为：-3、0、+2、+4、+5，符合上述规律，故D选； 故选：D。 6．B 解析：A．13C和14C核外电子数都是6，核外电子排布相同，故A错误； B．和中子数不同，是不同种核素，故B正确； C．和是氧元素的不同同位素组成的同种单质，不是同素异形体，故C错误； D．与质子数不同，不是同位素，故D错误； 选B。 7．D 解析：A．浓硝酸见光易分解，故应保存着棕色试剂瓶中，故A正确； B．浓硫酸使蔗糖脱水后，C与浓硫酸发生氧化还原反应，则蔗糖变黑同时有刺激性气味气体生成，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，故B正确； C．金刚石、石墨、C60为碳的不同单质，是碳的同素异形体，故C正确； D．人工固氮是将氮气和氢气在催化剂、高温高压下反应生成氨气，故D错误； 故选：D。 8．D 解析：A．16g氧气中所含电子物质的量为=8mol，故A错误； B．硫酸氢钠在熔融状态下NaHSO4=Na++HSO，1mol硫酸氢钠熔化时电离产生的阳离子物质的量为1mol，故B错误； C．标准状况下，CCl4不是气体，不能直接运用22.4L/mol进行计算，故C错误； D．假设46g全部是NO2，所含原子物质的量为=3mol，假设46g全部是N2O4，所含原子物质的量为=3mol，因此46g该混合物所含原子物质的量为3mol，故D正确； 答案为D。 9．C 解析：A．质子数决定元素种类，故、、和有三种质子数，故属于三种元素，A正确； B．和质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确； C．和的存在比例不明确，不能计算元素的相对原子质量，C错误； D．、二者质子数不同，表示两种核素，D正确； 故选C。 10．C 解析：中质子数为86，质量数为222，中子数=质量数-质子数=222-86=136； 答案选C。 11．B 解析：A．S2-的结构示意图为，故A错误； B．NH4Cl为离子化合物，故电子式为，故B正确； C．CaO2的电子式为，故C错误； D．CO2的分子中碳原子半径大于碳原子，故D错误； 故选B。 12．B 解析：A．碘单质中只含共价键，A不符合题意； B．氢氧化钾中既含离子键又含共价键，B符合题意； C．氯化钾中只含离子键，C不符合题意； D．氧化钾中只含离子键，D不符合题意； 答案选B。 13．A 解析：A． 为镁原子结构示意图，属于金属元素，A符合； B．为氖原子结构示意图，不属于金属元素，B不符合； C． 是氧离子的结构示意图，氧元素属于非金属元素，C不符合； D．为氯原子结构示意图，属于非金属元素，D不符合； 答案选A。 14．C 解析：A．Na和Al都为第三周期元素，但Na在Al的左边，所以原子半径：，A不正确； B．Si和C为同主族元素，Si在C的下方，非金属性Si＜C，所以热稳定性：，B不正确； C．F和O为同周期元素，F在O的右边，所以非金属性：，C正确； D．金属性K＞Na＞Mg，金属性越强，最高价氧化物的水化物的碱性越强，所以碱性：，D不正确； 故选C。 15．C 解析：A．的颜色是红棕色，可用作红色颜料，A正确； B．NaClO具有强氧化性，可用作消毒剂，B正确； C．能与二氧化碳和水反应的到氧气，可用作供氧剂，而Na2O不可以，C错误； D．可与胃酸反应，可用作胃酸中和剂，D正确； 故选C。 二、填空题 16．(1)Al(OH)3 (2)N3-＞O2-＞Al3+ (3) 第五周期第IVA族 SnO2+2H2O=Na2SnO3+H2O (4) CuSe+4H2SO4CuSO4+SeO3+3SO2↑+4H2O 18.5 解析：（1）金属性越弱，最高价氧化物的水化物碱性越弱，故碱性最弱的是Al(OH)3。 （2）核外电子数相同时质子数越大半径越小，故离子半径由大到小的顺序为。 （3）锡原子核外含有5个电子层，最外层含有4个电子，则Sn在周期表中的位置为第五周期第IVA族，锡和C同一主族，氧化物的性质相似，类比CO2与NaOH的反应可知SnO2与NaOH的反应生成Na2SnO3和H2O，反应的化学方程式为。 （4）和浓硫酸反应生成)、和，化学方程式为。存在关系式：SeO2~6e-，则理论上该反应每转移1mol电子，可得到SeO2的质量为mol×(79+32)g/mol=18.5g。 17． BC AB D C 【分析】根据微粒结构示意图可知，A为F原子，B为F-，C为Ne，D为Na原子，据此分析解答。 解析：（1）电子排布包括核外电子层数与每层电子数，所以电子层排布相同的为BC，K层电子数均为2，L层电子数均为8，故答案为：BC； （2）决定元素种类的是核内质子数，因AB质子数都为9，所以两者表示的均为氟元素，故选AB； （3）11号为金属Na元素，属于金属元素，故选D； （4）10号为稀有气体Ne元素，属于稀有气体元素，故选C。 18．20 20 第四周期IIA族 Ca(OH)2 解析：由钙原子的组成结构表示可知，其质子数为20，质量数为40，则中子数=质量数-质子数=40-20=20；质子数=核外电子数，则电子数为20；钙原子的原子结构示意图为：；由原子结构示意图可知，钙为第四周期IIA族元素，其最高价氧化物的水化物为氢氧化钙，化学式为：Ca(OH)2 故答案为：20；20；20；；第四周期IIA族；Ca(OH)2 19．(1)Ca2+、Cl-、K+、S2- (2)Ca2+、K+、Cl-、S2- (3) 解析：A的正二价离子与氩原子的电子层结构相同，故A为Ca，B原子有三个电子层，其单质为双原子分子即第三周期双原子分子为氯气，故B为Cl，C的核外电子比A少一个，故C为K，D与B同周期，其单质为淡黄色固体，故D为S。 (1)通过分析可知A、B、C、D分别是Ca、Cl、K、S其简单离子的符号为Ca2+、Cl-、K+、S2-。 (2)Ca2+、Cl-、K+、S2-离子电子层数一样，核电荷数越多半径越小可知，故A、B、C、D的离子半径由小到大的顺序是Ca2+、K+、Cl-、S2-。 (3)Ca2+、K+、Cl-、S2-两两形成离子化合物有CaCl2电子式为，KCl电子式为，K2S电子式为，CaS电子式为。 20．（1）Mg(OH)2、Al(OH)3（2分。只填对1个给1分。）。（2）0．1mol(2分)。 （3）300mL（2分。无单位不扣分。）。（4）0．4≤a＜1（3分。半对给1分。） 解析：试题分析：镁和铝与盐酸反应后，溶液中滴加氢氧化钠，刚开始没有沉淀，说明溶液中还有盐酸剩余，后来产生沉淀，达到A点是沉淀的最大量，即生成了氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，然后氢氧化铝溶于氢氧化钠，达到B点是沉淀只有氢氧化镁。（1）A点的沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3。（2）由于镁和铝总共0．1mol，剩余沉淀的物质的量为0．1mol。（3）达到A点时盐酸中的氯离子全部转化为氯化钠，即盐酸的物质的量等于氢氧化钠的物质的量，则氢氧化钠的体积为300mL。（4）根据刚才的图象分析可知，达到A点时需要的氢氧化钠的物质的量为0．3摩尔，则还有0．06摩尔的氢氧化钠，最多溶解0．06摩尔的氢氧化铝，所以铝的物质的量最多为0．06摩尔，即镁的物质的量最少0．04摩尔，所以镁的物质的量分数a的取值范围为：0．4≤a＜1。 考点：金属镁铝的性质，氢氧化铝的两性。 21．(1) N Si (2) Na (3) HClO4 NaOH (4)Na>Mg>A1 (5)NaClO (6) (7)SiH4<H2S<HCl 解析：根据题目给出的元素周期表部分可以得知，①为N元素，②为O元素，③为Na元素，④为Mg元素，⑤为A1元素，⑥为Si元素，⑦为S元素，⑧为Cl元素，据此结合元素及其化合物的性质进行分析解答。 （1）根据上述分析可知，①为N元素，⑥为Si元素； （2）上述元素中，最活泼的金属元素是Na，其原子结构示意图为； （3）在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的物质是HClO4，碱性最强的物质是NaOH； （4）Na、Mg、Al为同周期元素原子，核电荷数越大，半径越小，核电荷数Al>Mg>Na，则原子半径Na>Mg>A1； （5）由O、Na、Cl形成的一种常见的杀菌消毒剂为NaClO； （6）元素⑦为S，电子式为 ； （7）Si、S、Cl的最低负价分别为-4、-2、-1，三种元素的最低价气态氢化物的化学式为SiH4、H2S、HCl，同周期主族元素的非金属性：Si<S<Cl，则热稳定性由弱到强的依次为SiH4<H2S<HCl。 22． 淀粉—碘化钾 溶液变蓝 防止倒吸 NaOH 【分析】KMnO4与浓盐酸反应生成氯气，氯气与淀粉—碘化钾溶液反应生成碘单质，碘单质遇淀粉溶液变 蓝色，氯气作氧化剂、碘是氧化产物，所以氧化性：氯气>碘；氯气和挥发出的氯化氢可溶于水；过量的氯气会逸散到空气中污染环境，可用碱液吸收。 解析：KMnO4与浓盐酸反应生成氯气，氯气与淀粉—碘化钾溶液反应生成碘单质，碘单质遇淀粉溶液变蓝色；氯气及挥发出的氯化氢可溶于水，干燥管D可起到防止倒吸的作用；过量的氯气会逸散到空气中污染环境，可用碱液吸收，如氢氧化钠溶液，故答案为：淀粉—碘化钾；溶液变蓝；防止倒吸；NaOH。 学科网（北京）股份有限公司 $$