第四章 物质结构元素周期律 测试题 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 测试题 一、选择题 1．下列物质中，含有氯离子的是 A．氯化氢 B．食盐 C．氯酸钾 D．液氯 2．反应2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2可用于呼吸面具供氧。下列说法正确的是 A．CO2的空间构型为直线形 B．Na2O2的电子式为 C．Na2CO3仅含离子键 D．中子数为10的氧原子可表示为16O 3．近期科学家首次用X射线激光技术观察到CO与在催化剂表面生成的历程(部分微粒未画出)。反应过程如下图，下列说法正确的是 A．状态I→状态V是吸热反应 B．状态Ⅲ→状态V表示CO与的反应 C．是具有非极性共价键的直线形分子 D．CO和O生成的过程涉及电子转移 4．下列物质中，既含有离子键又含有共价键的化合物是 A． B．NaOH C． D． 5．用化学用语表示中的相关微粒，其中正确的是 A．中子数为8的氮原子为 B．由H和形成的过程为 C．的结构式为 D．的结构示意图为 6．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表所示，下列叙述正确的是 元素代号 X Y Z W 原子半径/pm 160 143 70 66 主要化合价 +2 +3 +5、+3、-3 -2 元素化合物的性质 形成常见的两性氧化物 Z2是常见保护气 W3可用于杀菌消毒 A．W的简单氢化物比Z的简单氢化物稳定 B．X、Y元素的金属性X＜Y C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2 7．某陶瓷颗粒增强材料()由X、Y、Z、W四种短周期主族元素组成，其中X与Y、Z与W分别同周期，四种元素的原子半径与最外层电子数的关系如图所示。下列说法错误的是 A．简单离子半径：Y>Z B．最简单氢化物的热稳定性：Y>W C．该物质中各元素的最外层均满足结构 D．工业上通过电解Z、Y的化合物(熔融)冶炼Z单质 8．下列各组微粒性质的比较中正确的是 A．还原性： B．原子半径：N>Na>P C．金属性：Na<Mg<Al D．与化合的能力： 9．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 操作及现象 结论 A 将碳酸钠溶液滴入稀盐酸中，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 非金属性：Cl>C B 取少量待测试液于试管中，先滴入几滴新制氯水，再滴入几滴溶液，溶液呈血红色 待测溶液中含有 C 用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色 溶液中有，无 D 取少量紫色石蕊试液于试管中，滴入新制氯水，溶液先变红后褪色 新制氯水有酸性和漂白性 A．A B．B C．C D．D 10．下列各组粒子中，属于同位素的是 A．和 B．和 C．和 D．和 11．月壤中含有丰富的，发生核聚变反应为：，可控核聚变提供人类生产生活所需能量是能源发展的重要方向。下列说法正确的是 A．核聚变是化学变化 B．与互为同位素 C．mX的中子数为1 D．、形成的单质中均含有两个原子 12．部分元素在周期表中的分布如下图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)。 下列说法不正确的是 A．Si、Ge可作半导体材料 B．Te处于第五周期第VIA族 C．分界线附近可寻找到制造催化剂和耐腐蚀合金的元素 D．分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现一定的非金属性 13．硒(Se)是人体必需的微量元素，Se的质子数为 A．34 B．46 C．80 D．114 14．石墨烯是用微机械剥离法从石墨中分离出的单层石墨(结构如图)，下列说法错误的是 A．石墨烯由碳原子构成 B．石墨烯是一种单质 C．石墨烯与金刚石互为同素异形体 D．石墨烯能导电，所以石墨烯是电解质 15．科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 A．电解WZ的水溶液制备单质W B．与氢气化合从难到易的顺序为：X、Z、Y C．Y的最高价氧化物的水化物是强酸 D．该新化合物中所有原子最外层均满足8电子稳定结构 二、填空题 16．现有下列几种物质：a.Na2O2 b.HCl c.Fe2(SO4)3 d.CO2 e.Na2CO3 f.NaOH g.NaCl 溶液。请回答下列问题： (1)属于电解质的是 (填字母序号，下同)；能导电的是 。 (2)属于共价化合物的是 ；既含有离子键又含有共价键的化合物是 。 (3)d 通入到含有 a 的硬质玻璃管中的化学方程式为 。 (4)将 c 加入到 f 溶液中的离子方程式为 。 17．为纪念元素周期表诞生150周年，IUPAC等从世界范围征集优秀青年化学家提名，形成一张“青年化学家元素周期表”，向世界介绍118位优秀青年化学家，有8位中国青年化学家成为“N、S、Hg、U”等元素的代言人。 (1)汞的原子结构示意图，汞在元素周期表中位于第 周期。 (2)氮在周期表第 列，周期表中位置是 。 (3)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是_______。 A．酸性：HCl＞H2S B．非金属性：O＞S C．碱性：NaOH＞Mg(OH)2 D．热稳定性：HCl＞H2S (4)非金属性：N＞C，用一个化学方程式证明 。 18．按要求完成下列填空： (1)下列给定的物质中：①NaCl晶体；②；③镁条；④氨气；⑤液态的HCl。属于非电解质的是 (填编号)。 (2)写出金属锂投入水中反应的化学方程式： 。 (3)比较稳定性： (填“>”、“<”、“=”)。 19．回答下列问题 (1)1.204×1024个CO2分子的摩尔质量是 。 (2)用NA表示阿伏加德罗常数的值，则0.3 mol HF中所含质子数与 个CH4中所含质子数相等。 20．取50 mL某浓度的稀硫酸与一定质量的镁、铝合金反应，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。求原硫酸的物质的量浓度 。 21．下表是元素周期表的一部分，按要求填空填元素符号或化学式： 族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0 2 ① ② 3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 4 ⑩ ⑪ (1)写出下列元素的元素符号：① 、⑪ 。 (2)在这些元素中，最活泼的金属元素是 ，最活泼的非金属元素是 ，最不活泼的元素是 。 (3)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是 ，碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 (用化学式填空)。 (4)在③与④的单质中，化学性质较活泼的是 ，判断依据是 。 22．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。 Ⅰ： (1)将钠、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果： 与盐酸反应最剧烈， 与盐酸反应最缓慢。 (2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为 。 Ⅱ：利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。 (3)仪器A的名称为 ，仪器B的名称为 ，干燥管D的作用为防止 。 (4)若要证明非金属性：Cl>I-，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4，KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气，C中加淀粉-碘化钾混合溶液，观察到C中溶液 (填现象)，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用 溶液吸收尾气。 (5)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液。观察到C中溶液 填现象，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有 溶液的洗气瓶除去。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．氯化氢是共价化合物，是由氢原子和氯原子构成的，不含氯离子，A不合题意； B．食盐是离子化合物，物质中含有Na+和Cl-，B符合题意； C．氯酸钾是离子化合物，物质中含有K+和，不含Cl-，C不合题意； D．液氯是共价单质，Cl2是由Cl原子构成的，不含Cl-，D不合题意； 故选B。 2．A 解析：A．CO2的中心C的价电子对数为2，空间构型为直线形，A正确； B．Na2O2的电子式为 ，B错误； C．Na2CO3中含有离子键和共价键，C错误； D．O的质子数为8，中子数为10，则质量数为18，表示为，D错误； 故答案为：A。 3．D 解析：A．由图可知，状态I→状态V是，是放热反应，A错误； B．由图中信息可知，状态Ⅲ→状态V表示CO与的反应，B错误； C．含有的是，为极性键，所以是具有极性共价键的直线形分子，C错误； D．CO和O生成的过程，C的化合价由+2升高到+4，失去电子，O的化合价由0变成-2价，得到电子，D正确； 故选D。 4．B 解析：A．属于共价化合物，只含有共价键，故A错误； B．NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氧原子和氢原子之间存在极性共价键，故B正确； C．MgCl2只含离子键，是由镁离子和氯离子构成的，故C错误； D．属于共价化合物，只含有共价键，，故D错误。 答案选B。 5．C 解析：A．中子数为8的氮原子的质量数为15，可表示为，A错误； B．HCl中只含共价键，其电子式为 ，B错误； C．NH3中含个N-H键，NH3的结构式为： ，C正确； D．Cl-最外层有8个电子，Cl−的结构示意图为 ，D错误； 故选：C。 6．A 【分析】几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表，W只有-2价，则W为O元素；Z的主要化合价为+5、-3价，位于第ⅤA族，其原子半径与W接近，则Z为N元素；X、Y的原子半径较大，二者位于第三周期，结合二者主要化合价可知，X为Mg，Y为Al元素，据此解答。 解析：A．W为O元素，Z为N元素，非金属性：O>N，则简单氢化物稳定H2O>NH3，故A正确； B．X为Mg，Y为Al元素，同一周期从左向右金属性逐渐减弱，金属性：Mg>Al，故B错误； C．Al的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3，Al(OH)3能溶于强碱溶液，但不能溶于弱碱溶液如稀氨水，故C错误； D．Z为N元素，W为O元素，O2和N2在加热或放电的条件下直接生成NO，故D错误； 故选A。 7．C 【分析】由图可知Y的原子半径小于Z和W的，则X、Y在第二周期，Z、W在第三周期，故X为Li元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为Si元素。 解析：A．简单离子半径：，选项A正确； B．元素的非金属性越强，最简单氢化物的热稳定性越强，选项B正确； C．该物质中Li元素的最外层为结构，选项C错误； D．工业上通过电解熔融的，冶炼Al单质，选项D正确； 答案选C。 8．D 解析：A．离子半径越大，还原性越强，同主族元素离子半径的关系为：；还原性：，A错误； B．同周期元素，由左到右原子半径依次减小；同一主族的元素，电子层数越多，原子半径越大，故原子半径：Na>P>N，B错误； C．同周期元素，由左到右原子半径依次减小，原子半径越小，金属性越弱，故三种金属的金属性：Na>Mg>Al，C错误； D．同主族元素由上到下，原子半径依次增大，原子半径越大，非金属性越弱，与氢气的化合的能力就越弱，故与化合的能力：，D正确； 故本题选D。 9．D 解析：A．将碳酸钠溶液滴入稀盐酸中，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明盐酸的酸性强于碳酸，但盐酸不是氯的最高价含氧酸，不能说明非金属性Cl>C，A项错误； B．取少量待测试液于试管中，应该先加KSCN溶液，观察没有明显现象，再滴入几滴新制氯水，溶液变红，才能说明亚铁离子被氧化为铁离子，B项错误； C．观察K的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃，由操作和现象不能确定是否含有，C项错误； D．取少量紫色石蕊试液于试管中，滴入新制氯水，溶液先变红后褪色，变红体现氯水的酸性，褪色体现了氯水的漂白性，D项正确； 答案选D。 10．C 【分析】同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，据此分析。 解析：A．和为不同氢原子组成的氢气单质，不是同位素，A不选； B．和为化合物，不是同位素，B不选； C．和质子数相同，中子数不同的同种元素不同种原子，故二者互为同位素，选C； D．和不是同种元素，不是同位素，D不选； 故本题选C。 11．B 解析：A．核聚变时产生新的元素，因此属于核反应，而不是化学变化，A错误； B．与的质子数都是2，而中子数不相同，因此二者互为同位素，B正确； C．根据反应过程中质量不变可知mX的质子数是1，质量数m为1，故mX的中子数为0，C错误； D．氦是惰性气体，其单质是单原子分子，故、形成的单质中均含有一个原子，D错误； 故合理选项是B。 12．C 解析：A．由周期表的结构可知，位于金属元素与非金属元素的分界线附近的Si、Ge可作半导体材料，A正确； B．Te是氧族元素，处于第五周期第VIA族，B正确； C．制造催化剂和耐腐蚀的元素应该在过渡金属元素中寻找，C错误； D．由周期表的结构可知，金属元素与非金属元素的分界线附近的元素，既有金属性又有非金属性，D正确； 故选C。 13．A 解析：由Se可看出Se的质子数是34，质量数为80，中子数为46，故选A。 14．D 解析：A．石墨由碳原子构成，所以石墨烯也是由碳原子构成，故A正确； B．石墨烯是碳元素组成的纯净物，属于碳单质，故B正确； C．石墨烯与金刚石均为碳元素形成的单质，互为同素异形体，故C正确； D．电解质必须是化合物，单质既不是电解质也不是非电解质，故D错误； 故选：D。 15．D 【分析】W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，Z只有一个价键，X有四个价键，则X为Si、Z为Cl，W为Na，Y为P。 解析：A．电解熔融的氯化钠制备单质Na，故A错误； B．同周期从左到右非金属性逐渐减弱，与氢气化合越来越容易，则与氢气化合从难到易的顺序为：X、Y、Z，故B错误； C．Y的最高价氧化物的水化物是磷酸，磷酸是中强酸，故C错误； D．Cl有一对共用电子对，有三对孤对电子，最外层共8个电子，Si形成四对共用电子对，最外层8个电子，P形成两对共用电子对，还有3个电子，又得到一个电子共8个电子稳定结构，钠失去一个电子形成8电子稳定结构，则该新化合物中所有原子最外层均满足8电子稳定结构，故D正确。 综上所述，答案为D。 二、填空题 16．(1) abcef g (2) bd acef (3)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 (4)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 解析：(1)电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，酸、碱、盐、活泼金属氧化物都属于电解质，因此属于电解质的有abcef，g是混合物，不属于电解质，但有自由移动的离子，能导电； (2)只含共价键的化合物，叫做共价化合物，属于共价化合物的有bd；过氧化钠中既含离子键又含O-O非极性共价键，硫酸铁中既含离子键又含硫氧极性共价键，碳酸钠中既含离子键又含碳氧极性共价键，氢氧化钠中既含离子键又含氢氧极性共价键，因此既含有离子键又含有共价键的是acef； (3)过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2； (4)硫酸铁能与氢氧化钠溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀和硫酸钠，离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓。 17．(1)六 (2) 第15列 第二周期第ⅤA族 (3)A (4)CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+H2O+CO2↑ 解析：（1）汞的原子结构示意图为，最外层电子数是2，有6个电子层，所以汞在元素周期表中位于第六周期。 （2）氮元素的原子序数是7，氮在周期表第15列，周期表中位置是第二周期第ⅤA族。 （3）A. 氢化物的酸性与非金属性强弱没有关系，不能用元素周期律解释，A符合； B. 同主族从上到下非金属性逐渐增强，即非金属性：O＞S，能用元素周期律解释，B不符合； C. 金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性Na＞Mg，则碱性：NaOH＞Mg(OH)2，能用元素周期律解释，C不符合； D. 非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性Cl＞S，所以热稳定性：HCl＞H2S，能用元素周期律解释，D不符合； 答案选A。 （4）硝酸能制备碳酸，说明硝酸的酸性强于碳酸，所以非金属性：N＞C，反应的化学方程式为CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+H2O+CO2↑。 18．(1)④ (2)2Li+2H2O=2LiOH+H2 (3)< 解析：（1）非电解质是指在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。④氨气熔融状态下不导电，溶于水能导电，但不是其本身电离出可自由移动的离子，而是氨气和水反应生成NH3H2O，NH3H2O电离出可自由移动的离子而导电，因此氨气属于非电解质，故属于非电解质的是④。 （2）锂和水反应生成LiOH和H2，反应的化学方程式为2Li+2H2O=2LiOH+H2。 （3）非金属性越强，其氢化物的稳定性越强。非金属性：P>N，则其氢化物的稳定性：PH3<NH3。 19．(1)44 g•mol-1 (2)0.3NA 解析：（1）二氧化碳的摩尔质量是以g/mol为单位，在数值上等于其相对分子质量，即为44 g•mol-1，与二氧化碳的多少无关； （2）氟化氢和甲烷分子中都含有10个质子，故0.3 mol HF中所含质子数0.3molCH4中所含质子数相等，即0.3NA。 20．8mol/L 【分析】根据生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系图可知，氢氧化钠溶液的体积为0-20ml时，氢氧化钠用于中和稀硫酸，氢氧化钠溶液的体积为20-160ml时，用于沉淀Mg2+和Al3+,氢氧化钠溶液的体积为160-180ml时,过量的氢氧化钠溶液用于溶解Al(OH)3沉淀，涉及的方程式为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4，Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，根据方程式进行计算。 解析：根据分析可知氢氧化钠溶液加入到溶液至沉淀最大量时，硫酸全部生成硫酸钠，硫酸物质的量等于氢氧化钠物质的量的，根据图象可知，氢氧化镁物质的量等于镁的物质的量==0.2mol，Al(OH)3的物质的量为=0.1mol，生成沉淀共消耗氢氧化钠的物质的量为0.2mol×2+0.1mol×3=0.7mol，消耗氢氧化钠的体积为=0.14L，因此当加入160ml氢氧化钠溶液时，硫酸根离子全部为硫酸钠电离生成，那么硫酸的物质的量为=0.4mol，浓度为=8mol/L。 21． N Ca K F Ar HClO4 KOH Al(OH)3 Na 同周期从左到右，元素的金属性减弱 【分析】根据周期表，各元素分别为①N②F③Na④Mg⑤Al⑥Si⑦S⑧Cl⑨Ar⑩K⑪CaBr。 解析：(1)写出下列元素的元素符号：①N、⑪Ca。故答案为：N；Ca； (2)元素周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，元素的金属性增强，在这些元素中，最活泼的金属元素是K，元素周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，最活泼的非金属元素是F，最不活泼的元素是Ar。故答案为：K；F；Ar； (3)元素周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性增强，在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是HClO4，元素周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，元素的金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性增强，碱性最强的是KOH，呈两性的氢氧化物是Al(OH)3，故答案为：HClO4；KOH；Al(OH)3； (4)在③与④的单质中，化学性质较活泼的是Na，判断依据是同周期从左到右，元素的金属性减弱。故答案为：Na；同周期从左到右，元素的金属性减弱。 22．(1) 钠 铝 (2)S2-+Cl2=S↓+2Cl- (3) 分液漏斗 锥形瓶 倒吸 (4)变蓝 NaOH (5)有白色沉淀生成 饱和NaHCO3溶液 解析：同一周期元素，元素的金属性随着原子序数的增大而减弱，元素的金属性越强，其单质与酸反应越剧烈；同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱。 （1）金属性：钠>镁>铝，元素的金属性越强，其单质与酸反应越剧烈，则相同条件下与盐酸反应最激烈的是钠，反应速率最慢的是铝，故答案为：钠；铝； （2）Cl2具有强氧化性，氯气和Na2S在溶液中发生反应生成NaCl和单质硫，反应的离子方程式为S2-+Cl2=S↓+2Cl-，故答案为：S2-+Cl2=S↓+2Cl-； （3）根据仪器的构造可知，仪器A为分液漏斗，仪器B为锥形瓶，干燥管D上部空间大，可以盛装较多的溶液，具有缓冲作用，能防止倒吸现象的发生，故答案为：分液漏斗；锥形瓶；倒吸； （4）KMnO4与浓盐酸在室温下可以发生反应生成Cl2，氯气与淀粉碘化钾混合溶液反应生成I2单质，碘遇淀粉试液变蓝色，发生反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2，在该反应中，Cl2作氧化剂、I2是氧化产物，物质的氧化性：Cl2>I2，从而可证明非金属性：Cl>I-；未反应的氯气会逸散到空气中，导致污染环境，可用NaOH溶液吸收，故答案为：变蓝；NaOH； （5）由于酸性H2CO3>H2SiO3，所以碳酸和硅酸钠反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，所以C中会有白色沉淀生成；碳酸钙和盐酸反应是放热反应，放出的热量促进氯化氢挥发，导致制取的CO2气体中含有杂质HCl气体，HCl和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，从而干扰CO2反应，为防止干扰，可以用饱和的碳酸氢钠溶液除去HCl，发生反应HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O，因此应在两装置间添加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质HCl气体，故答案为：有白色沉淀生成；饱和NaHCO3溶液。 学科网（北京）股份有限公司 $$