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．同一周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为，则下列判断错误的是 A．原子半径：X>Y>Z B．气态氢化物的稳定性： C．元素原子得电子能力：X>Y>Z D．阴离子的还原性： 2．下列各组比较错误的是 A．原子半径： B．酸性强弱： C．碱性强弱： D．单质与氢气化合由易到难的顺序为：Cl、S、P、Si 3．短周期元素W、X、Y、Z构成的化合物结构式如图所示，其中W、Y原子的最外层都满足8电子结构；W、X同主族，W、Y同周期，Z的一种同位素原子是核聚变的原料，Y是海水中含量最多的元素。下列说法错误的是 A．原子半径： B．最高价氧化物的水化物的酸性： C．最简单氢化物的稳定性： D．W组成的某些化合物可以造成水体富营养化 4．短周期主族元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Z元素所形成的一种固体单质为黄色，且在空气中燃烧后生成一种可形成酸雨的气体。下列说法不正确的是 W X Y Z A．原子半径： Y>Z>W>X B．X、Y、Z、W中非金属性最强的是X C．Y、Z的常见单质均为固体 D．X、W、Y元素形成的氢化物的水溶液都是强酸 5．2020年，我国自主研制长征五号火箭“胖五”将嫦娥五号送入地月轨道并顺利从月球带回月壤。下列有关说法错误的是 A．“胖五”用液氧、液氢作推进剂，在发射过程中发生氧化还原反应 B．“胖五”外壳为铝合金材料，其优点是熔点高、硬度大 C．月壤中可能含有未来能源材料，其中子数为1 D．与互为同位素 6．据报道，用10B合成的10B20有较好的抗癌作用。下列叙述正确的是 A．10B20是一种新型的化合物 B．10B的中子数和核外电子数不相等 C．10B20是一种单质 D．10B和10B20互为同位素 7．我国科学家研究发现，室温下甲烷可在铜原子催化下转化为甲醇。下列说法正确的是 A．甲烷的结构式为 B．甲醇的沸点比甲烷高 C．甲烷在该过程中被还原 D．Cu的价层电子排布式为 8．BCl3水解反应方程式为：BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl，下列说法错误的是 A．Cl的原子结构示意图为 B．H2O的空间填充模型为 C．BCl3的电子式为： D．B(OH)3的结构简式为 9．下列说法正确的是 A．氯化氢的分子结构模型 B．碳酸钠俗称小苏打，可用来治疗胃酸过多 C．氯化钠溶液属于电解质 D．Cl-的结构示意图 10．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A、B、C、D、E是由上述四种元素中的一种或几种组成的物质。已知A、B分子中分别含有18、10个电子，E为黄绿色单质，D有漂白性。五种物质间的转化关系如图所示。下列说法错误的是 A．Y、Z的氢化物的热稳定性比较：Y>Z B．X和Z可以形成18电子的化合物X2Z2 C．四种元素简单离子半径比较：W>Y>Z>X D．X、Y、W组成的化合物中可能既有离子键又有极性键 11．下列化学用语正确的是 A．H2S的电子式： B．Mg2+的结构示意图： C．Na2O的电子式： D．N2的电子式： 12．铟(In)与铝是同族元素。下列说法不正确的是 A．最外层电子数为3 B．与互为同素异形体 C．的中子数与电子数之差为17 D．与是不同的核素，但化学性质几乎相同 13．溴被称为“海洋元素”。溴的元素符号是 A．B B．Be C．Br D．Bi 14．下列表示物质结构的化学用语正确的是 A．CO2的结构式为O=C=O B．中子数为8的氧原子：O C．Cl-的结构示意图： D．NH4Cl的电子式 15．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”屈原的《天问》中华民族对真理追求的坚韧与执着。 (1)在2021年5月15日，“天问一号”探测器成功实现环绕器和着陆巡视器的“两器分离”并成功着陆。“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料。工业上制取碳化硅的化学反应方程式为：SiO2+3CSiC+2X↑。 回答下列问题： 请写出X的化学式 。 (2)上述材料所涉及元素中，某元素原子核外的M层上有3个电子数，则其离子结构示意图为 ；某元素的最外层电子数是其核外电子层数3倍，则其简单离子的电子式为 ，请写出与它具有相电子数的三核微粒的化学式 。 (3)硅元素存在多种同位素。已知三种天然稳定同位素的数据如下： 硅的同位素 同位素的相对原子质量 自然界中各同位素原子的丰度 27.977 92.23% 28.976 4.67% 29.974 3.10% 请列出硅元素的相对原子质量为的计算式 。 (4)下列有关的说法正确的是 A．由变为的变化是化学变化 B．的近似相对原子质量为28 C．比原子核外多两个电子 D．硅元素的两种单质无定形硅和晶体硅互为同素异形体 (5)若生成4g碳化硅，则其中含有 个碳原子；生成4g碳化硅的同时，生成X气体的体积在标准状况下为 L。 17．氧化还原离子方程式要求：原子、电子和电荷都守恒。已知：在一定条件下，RO和I-发生反应的离子方程式如下：RO+6I-+6H+=R-+3I2+3H2O。回答下列问题： (1)从电荷守恒角度判断，RO中n= 。 (2)RO中R元素的化合价是 。 (3)生成物R-是稳定结构，R-的最外层电子数是 。 (4)I2使淀粉碘化钾溶液变蓝。检验RO的方法是：取样， 。 18．(1)铁是人体中重要的微量元素，血红蛋白中存在 价铁；医学上常用硫酸亚铁糖衣片治疗贫血，药片上糖衣的作用是 。 (2)明矾可用作净水剂，写出硫酸铝钾的电离方程式 ；明矾能净水是因为Al3+的水解产物能吸附水中的悬浮杂质而沉降 。 (3)白炽灯用金属钨作灯丝是因为 。 (4)地壳中含量最多的金属是 ，人体中含量最多的金属是 。 19．元素周期表的一部分如图，根据①~⑨在元素周期表中的位置，按题目要求回答下列问题： (1)在元素②~⑧中，非金属性最强的元素是 (填元素符号)。 (2)③~⑥四种元素的原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号)。 (3)⑧和⑨两种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性较强的是 (填化学式)。 (4)由元素①和元素④形成的原子个数比为1∶1的化合物中所含化学键的种类为 (填“离子键”、“极性共价键”或“非极性共价键”，有几种填几种)；写出由元素⑤和元素④形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式： 。 (5)写出元素⑦的单质与元素⑤的最高价氧化物对应的水化物之间反应的离子方程式： 。 (6)元素⑤和元素⑧形成的常见化合物的化学式为 ，高温灼烧该化合物时，火焰呈 色。 20．9.6g 元素A与4.2g元素B含有相同的原子数，A和B原子核中质子数与中子数相等，已知A元素在其最高价氧化物中的含量是40%，在其氢化物中含量为94.1%。试计算A、B两元素的相对原子质量，并推算出它们在周期表中的位置。 21．短周期元素X、Y、Z、R在周期表中的相对位置如图所示，请回答以下问题： (1)R的元素符号 ；X的原子结构示意图为 。 (2)Y与Z的原子半径大小关系是：Y Z(填“＞”或“＜”)。 (3)X与R的非金属性强弱顺序是：X R(填“＞”或“＜”)。 (4)位于Y下一周期的同主族元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 。 22．利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。 （1）仪器A的名称为 ，干燥管D的作用是 。 （2）实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为 、 、 ，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为 。 【参考答案】 一、选择题 1．A 【分析】同一周期的X、Y、Z三种元素，最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为，则Z是ⅤA族元素、Y是Ⅵ族元素、X是ⅦA族元素。 解析：A．同周期元素从左到右，半径依次减小，原子半径：X<Y<Z，故A错误； B．同周期元素从左到右，气态氢化物的稳定性增强，气态氢化物的稳定性：，故B正确； C．同周期元素从左到右，原子得电子能力增强，得电子能力：X>Y>Z，故C正确； D．同周期元素从左到右，元素非金属性增强，阴离子还原性减弱，阴离子的还原性：，故D正确； 选A。 2．B 解析：A．同周期从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外)，原子半径大小顺序是Na＞Mg＞Cl，故A说法正确； B．非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：N＞C＞Si，酸性强弱顺序是HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，故B说法错误； C．金属性越强，其最高价氧化物对应水化物碱性越强，金属性K＞Li＞Be，碱性强弱顺序是KOH＞LiOH＞Be(OH)2，故C说法正确； D．非金属性越强，与氢气越容易化合，非金属性：Cl＞S＞P＞Si，与氢气化合由易到难的顺序为Cl、S、P、Si，故D说法正确； 答案为B。 3．B 【分析】短周期元素W、X、Y、Z构成的化合物结构式如图所示，其中W、Y原子的最外层都满足8电子结构； Z的一种同位素原子是核聚变的原料，则，Z为H，Y是海水中含量最多的元素，则Y为O，W有三个价键，W、Y同周期，则W为N，W、X同主族，则X为P。 解析：A．根据层多径大，则原子半径：，故A正确； B．根据非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，则最高价氧化物的水化物的酸性：，故B错误； C．同周期从左到右非金属性逐渐增强，其最简单氢化物的稳定性越强，则最简单氢化物的稳定性：，故C正确； D．W(N)组成的某些化合物会造成水体富营养化，使水草等植物生长旺盛，鱼类缺少氧气而死亡，故D正确。 综上所述，答案为B。 4．D 【分析】Z元素所形成的一种固体单质为黄色，且在空气中燃烧后生成一种可形成酸雨的气体为SO2，则Z是S，根据原子在周期表的位置，可知W是O，X是F，Y是P。 解析：由分析可知：W是O，X是F，Y是P，Z是S。 A．同周期原子序数越大，原子半径越大，同主族原子序数越大，原子半径越大，则原子半径：P>S>O>F，A正确； B．越靠近元素周期表的右上角，非金属性越强，则O、F、P、S中非金属性最强的是F，B正确； C．P、S的常见单质为白磷、红磷、硫黄，均为固体，C正确； D．X元素形成的氢化物是HF，水溶液是弱酸，D错误； 故选：D。 5．B 解析：A．在火箭发射过程中，氢气与氧气反应，反应中H、O元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A正确； B．“胖五”外壳为铝合金材料，其优点是熔点低、硬度大，故B错误； C．月壤中可能含有未来能源材料3He，质子数=2，其中子=3-2=1，故C正确； D．3He与4He是质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子，互为同位素，故D正确； 故选B。 6．C 解析：A．10B20由10B合成，只含有一种元素，属于单质，故A错误； B．10B的中子数和核外电子数均为5，故B错误； C．10B20由10B合成，只含有一种元素，属于单质，故C正确； D．同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子，同位素研究的对象为原子，10B20为单质，故D错误； 故答案选C。 7．B 解析：A．为甲烷的电子式，甲烷的结构式为，故A错误； B．甲醇为液体，分子间可形成氢键，沸点比甲烷高，故B正确； C．甲烷可在铜原子催化下转化为甲醇，甲烷在该过程中被氧化，故C错误； D．Cu的价层电子排布式为，故D错误； 故答案选B。 8．C 解析：A．Cl为荷电核数为17，原子结构示意图为 ，A项正确； B．分子为V形结构，且O原子的半径比H原子的半径大，B项正确； C．是缺电子化合物，B提供3个电子，与3个Cl分别共用1对电子，电子式应为，C项错误； D．的结构简式为，D项正确； 答案选C。 9．A 解析：A． 氯化氢的分子结构模型，氯原子半径大于氢原子，故A正确； B． 碳酸氢钠俗称小苏打，可用来治疗胃酸过多，故B错误； C． 氯化钠溶液属于混合物，混合物不属于电解质，故C错误； D． 氯是17号元素，Cl-的结构示意图 ，故D错误； 故选A。 10．A 【分析】E为黄绿色单质，E为Cl2；A含有18电子，D有漂白性，且A与D反应生成氯气，则A为HCl，D为HClO，B既能与HCl反应又能与氯气反应，且含10个电子，则B为NH3；生成的C为NH4Cl，所以X为H、Y为N、Z为O、W为Cl。 解析：A．非金属性：O>N，非金属越强氢化物稳定性越强，则稳定性：H2O>NH3，故A错误； B．H和O可形成18电子的H2O2，故B正确； C．电子层数越多离子半径越大，层数相同时，核电荷数越多离子半径越小，则离子半径：，故C正确； D．H、N、Cl可形成NH4Cl，既有离子键又有极性键，故D正确； 故选：A。 11．D 解析：A．H2S是共价化合物，其电子式为，故A错误； B．Mg原子失去2个电子形成Mg2+，Mg2+核外共10个电子，其离子结构示意图为，故B错误； C．Na2O为离子化合物，由钠离子和氧离子构成，其电子式为，故C错误； D．氮气中2个氮原子之间形成3个共用电子对，每个N原子还含有一个孤电子对，其电子式为，故D正确； 答案选D。 12．B 【分析】铟(In)与铝是同族元素铝是13号元素，最外层电子数是3。 解析：A．同一主族元素，最外层电子数相等。最外层电子数为3，A项正确； B．同一元素组成的不同单质是同素异形体，与是原子的表示，则不是同素异形体，应互为同位素，B项错误； C．的左上角表示质量数，左下角表示质子数，已知质量数等于质子数加上中子数，原子核外电子数等于质子数，则中子数与电子数之差为115-49-49=17，C项正确； D．与是不同的核素，原子最外层电子数相同，所以化学性质几乎相同，D项正确。 故答案选B。 13．C 解析：溴的元素符号为Br，答案选C。 14．A 解析：A．结构式是指用一根“-”表示一对共用电子对的式子，故的结构式为，选项A正确； B．氧原子的质子数为8，中子数为8的氧原子的质量数，选项B错误； C．氯离子是由氯原子得一个电子形成的，核电荷数仍为17，故氯离子的结构示意图为 ，选项C错误； D．氯化铵为离子化合物，氯离子的最外层电子数必须标出，正确的电子式为，选项D错误； 答案选A。 15．D 解析：原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质，氟元素原子最外层电子数为7个，原子中最外层电子数为7的原子与氟原子化学性质相似； 故答案选D。 二、填空题 16．(1)CO (2) H2O (3)27.977×92.23%+28.976×4.67%+29.974×3.10% (4)D (5) 0.1NA 4.48L 解析：(1)由质量守恒定律可知：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式SiO2+3CSiC+2X↑可知，反应前硅、氧、碳原子个数分别为1、2、2，反应后的生成物中硅、氧、碳原子个数分别为1、0、0，根据反应前后原子种类、数目不变，2X分子中含有2个碳原子和2个氧原子，每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，物质X的化学式为CO； (2)某元素原子核外的M层上有3个电子，则该元素为Al，Al3+核外有10个电子，结构示意图为；某元素的最外层电子数是其核外电子层数3倍，该元素为O，O2-的电子式为；O2-有10个电子，10电子的三核微粒为H2O； (3)一种元素的相对原子质量实际上是按其各种同位素原子所占百分含量计算而得的平均值，因此硅元素的相对原子质量为的计算式为27.977×92.23%+28.976×4.67%+29.974×3.10%； (4)A．28Si转化为29Si只有中子的变化，化学变化研究的最小粒子是原子，因此原子核内的变化不属于化学变化，A错误； B．29Si的近似相对原子质量为29，B错误； C．28Si与30Si核外电子数均为14，C错误； D．无定形硅和晶体硅是同种元素组成的不同单质，属于同素异形体，D正确； 故选D。 (5)4gSiC的物质的量为=0.1mol，含有C原子数目为0.1NA；由方程式可知，n(CO)=2n(SiC)=0.2mol，标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L。 17．(1)1 (2)+5 (3)8 (4)在酸性条件下加入淀粉碘化钾溶液 解析：（1）根据RO+6I-+6H+=R-+3I2+3H2O，结合电荷守恒可知-n+6×(-1)+6×(+1)=-1，解得n=1； （2）因为n=1，设R的化合价为x，x+3×(-2)=-1 ，解得x=5，RO中R元素的化合价是+5价； （3）生成物R-是稳定结构，可知R得1个电子后达到8电子稳定结构，R-的最外层电子数是8； （4）I2使淀粉碘化钾溶液变蓝。检验RO的方法是：取样，在酸性条件下加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则说明含有RO。 18． +2 保护层的作用，防止硫酸亚铁被氧化 KAl(SO4)2=K+ + Al3+ + 2SO Al(OH)3 钨是熔点最高的金属 铝(Al) 钙(Ca) 解析：(1)铁是人体中重要的微量元素，血红蛋白中存在+2价铁，硫酸亚铁不稳定，易被氧化，因此在药片上包上糖衣，所以糖衣的作用为保护层，防止硫酸亚铁被氧化； (2)硫酸铝钾的电离方程式为：KAl(SO4)2→ K+ + Al3+ + 2SO42-；明矾净水的原理为Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+ 3H+； (3)白炽灯用金属钨作灯丝是因为钨是熔点最高的金属； (4)地壳中含量最多的金属是铝，人体中含量最多的金属是钙。 19．(1)O (2)Na>Mg>N>O (3) (4)极性共价键、非极性共价键 (5) (6) 黄 【分析】根据元素在周期表中的相对位置可知①～⑨分别是H、C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl，据此解答。 解析：（1）同周期自左向右非金属性逐渐增强，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，则在元素②～⑧中，非金属性最强的元素是O。 （2）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，则③～⑥四种元素的原子半径由大到小的顺序Na>Mg>N>O。 （3）同周期自左向右非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，因此S和Cl两种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性较强的是。 （4）由元素H和元素O形成的原子个数比为1∶1的化合物是双氧水，其中所含化学键的种类为极性共价键、非极性共价键；元素Na和元素O形成的原子个数比为1∶1的化合物是过氧化钠，属于离子化合物，其电子式为。 （5）元素⑦的单质铝与元素⑤的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠之间反应的离子方程式为。 （6）元素Na和元素S形成的常见化合物是硫化钠，其化学式为，含有钠元素，所以高温灼烧该化合物时，火焰呈黄色。 20．A、B两元素的相对原子质量分别为：32、14，他们在周期表中的位置分别为：第三周期ⅥA族；第二周期VA族 解析：令A元素最高正化合价为a，则最低负化合价为（a-8），A的相对分子质量为b， A元素最高价氧化物中A原子与O原子数目之比为2：a，由A元素在其最高价氧化物中的含量是40%，则2b：16a=40%：（1-40%），元素A的氢化物化学式为H（8-a）A，结合A元素质量分数可得：=94.1%，联立方程，解得b=32，A原子核中质子数与中子数相等，相对原子质量-质子数+中子数，所以质子数为16，在周期表中第三周期ⅥA族； 令B元素相对分子质量为n，9.6g元素A与4.2g元素B含有相同的原子数，则解得n=14，B原子核中质子数与中子数相等，则B的质子数为7，为N元素，处于周期表中第二周期VA族。 21．(1)S (2)＞ (3)> (4)KOH 解析：（1）R为第3周期，VIA族元素，应为S，X为第2周期VIA族，应为氧元素，氧元素的原子序数为8，核外电子排布为2、6，原子结构示意图为： ，故答案为：S； ； （2）Y和Z为同周期元素，同周期从左到右原子半径减小，因此Y原子半径大于Z，故答案为：>； （3）X和R同主族，同主族元素从上到下非金属性减弱，因此非金属性：X>R，故答案为：>； （4）Y为第3周期IA族的钠，其同主族第四周期元素为K，K的最高价氧化物的水化物为KOH，故答案为：KOH。 22． 分液漏斗 防止倒吸 浓盐酸 KMnO4 Na2S S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－ 解析：（1）仪器A为分液漏斗，球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中；故为：分液漏斗；防止倒吸。 （2）设计实验验证非金属性:,利用氯气与的氧化还原反应可验证，则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、、溶液，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为═S↓；故为：浓盐酸 ； KMnO4； Na2S ； S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－。 学科网（北京）股份有限公司 $$