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．下列化学用语描述正确的是 A．二氧化硅的分子式：SiO2 B．HF的电离方程式： C．CS2的结构式：S＝C＝S D．中子数为18的Cl原子： 2．科学家用氦核撞击非金属原子，反应如下：+→+。已知:X核内的质子数和中子数相等，下列叙述错误的是 A．z=7 B．Y的中子数10 C．与互为同位素 D．该反应中共涉及4种核素 3．不含共价键的离子化合物是 A．CaBr2 B．NaClO C．NH4Cl D．NaOH 4．下列有关事实解释的离子方程式，正确的是 A．氯化铁溶液刻蚀铜电路板： B．氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应： C．氯气和水反应： D．溶液滴入酸性溶液中，紫色褪去，用“示踪原子法”来判断反应历程： 5．下列元素的原子半径最小的是 A．Na B．Al C．P D．S 6．有关硫和氯及其化合物性质的比较，错误的是 A．半径：S＞Cl B．非金属性：S＜Cl C．酸性：H2SO4＞HClO4 D．稳定性：H2S＜HCl 7．以下物质既有极性键又有非极性键的是 A．HF B．C2H4 C．N2 D．Na2O2 8．下列性质和用途一致的是 A．钠单质熔点较低，可用于冶炼金属钛 B．K2FeO4(高铁酸钾)具有强氧化性，可用作杀菌消毒 C．FeCl3溶液具有酸性，可以腐蚀铜箔制造印刷电路板 D．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 9．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．过氧化钠与水反应时，生成0.1molO2转移的电子数为0.1NA B．18gD2O和18gH218O中含有的质子数均为9NA C．0.5mol•L-1硫酸溶液中含有的H+数为NA D．1molFe与水蒸气在高温下充分反应，转移的电子数为3NA 10．主族元素在周期表的位置，取决于元素原子的 A．相对原子质量和核电荷数 B．电子层数和最外层电子数 C．电子层数和质量数 D．金属性和非金属性的强弱 11．某短周期元素原子最外层只有2个电子，则该元素 A．一定是金属元素 B．一定是第ⅡA族元素 C．一定在化合物中呈+2价 D．可能是金属元素 12．钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造业等。工业上利用钛铁矿制备金属钛的工艺流程示意图如下： 下列说法正确的是 A．①反应釜中生成物X的电子式为 B．FeCl3和TiCl4的沸点相差大，实验室可以使用分液法进行分离 C．②是原子利用率100%的反应，则每得到1mol甲醇转移电子数4NA D．③反应类型为置换反应，其中Ar作保护气，也可以换为N2 13．我国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱铕等几种元素的相对原子质量新值，其中铟元素在元素周期表中的信息如图所示，则下列说法正确的是 A．铟元素原子的核外电子数为49 B．铟元素原子的中子数为49 C．铟元素属于非金属元素 D．铟元素原子的相对原子质量为114.8g 14．下列关于物质颜色的描述中错误的是 A．碘化钾：紫黑色 B．溴蒸气：红棕色 C．碘化银：黄色 D．工业盐酸：黄色 二、非选择题 15．以第3周期元素为例，核外电子排布、原子半径如何变化？ 第三周期元素 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 原子结构示意图 核外电子排布 原子半径 — 16．有下列微粒：①、②、③、④16O、⑤17O、⑥18O、⑦13C、⑧14C、⑨40Ca、⑩O2、⑪O3.回答下列问题(填序号)： (1)以上11种微粒中共含有 种核素， 种元素。 (2)属于同素异形体的是 。 (3)用于制作氢弹的是 。 (4) 、与16O、17O、18O可以组成 种水分子 17．已知某主族元素的原子结构示意图如下，请写出它们在周期表中的位置。 X： ，Y： 。 18．是高效、广谱、绿色的消毒剂，回答下列问题。 (1)氯在元素周期表中的位置是 ，的中子数为 。 (2)下列能判断Cl和O两种元素非金属性强弱的是 (填序号)。 a．原子得电子能力 b．与金属钠反应得电子的数目 c．最简单气态氢化物的稳定性 d．单质的沸点 (3)生产生活中含氯物质的排放会加快臭氧层的破坏。该过程的机理如图，总反应化学方程式为 。 (4)化工、冶金行业的废水中存在，可用气体将其转化为两种无毒气体 ①的电子式为 。 ②该反应的离子方程式为 。 (5)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图，Y和Z的核外电子数之和为22。将少量X的最高价氧化物通入到硅酸钠溶液中实现现象是 ，反应的离子方程式为 。 X Y Z W 19．将镁、铝的混合物共0.2 mol， 溶于200 mL 5mol·L―1的盐酸溶液中，然后再滴加2 mol·L―1的NaOH溶液。请回答下列问题： （1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示。0～V1段发生的反应的离子方程式为 。当V1=240mL时，则金属粉末中镁的物质的量是 mol。 （2）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2＋、Al3＋ 刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL； （3）试计算V2的值：V2= mL。 20．在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。 （1）写出下列线段内发生反应的离子方程式: OD段 , CD段 。 （2）原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。 （3）图中C点横坐标为 。 （4）图中线段OA∶AB= 。 21．下表标出的是元素周期表的一部分元素，用化学用语回答下列问题： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ (1)在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的分子式为： ，碱性最强的化合物的电子式为： 。 (2)用电子式表示⑤与⑧形成化合物的形成过程： 。 (3)元素②、⑦形成的简单氢化物中，沸点较高的是 。 (4)元素④的最高价氧化物对应的水化物与元素⑥的单质反应的化学方程式为 。 (5)Y由②、④、⑧三种元素组成，它的水溶液是生活中常见的消毒剂。As 可与Y的水溶液反应，产物有As的最高价含氧酸，该反应的化学方程式为 。 22．根据要求完成下列各小题实验目的。(a、b为弹簧夹，(加热及固定装置已略去) (1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。(已知酸性：亚硫酸＞碳酸) ①连接仪器、 、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。 ②铜与浓硫酸反应的化学方程式是 。装置A中试剂是 。 ③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是 。 (2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。 ①在(1)①操作后打开b，关闭a。 ②一段时间后，H2S溶液中的现象是 ，化学方程式是 。 ③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。 滴加的溶液 氯水 氨水 沉淀的化学式 写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式 。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．二氧化硅不存在分子，其化学式为：SiO2，A错误； B． HF是弱酸，电离方程式：，B错误； C． CS2分子内，每个S原子与碳原子共用2对电子对，结构式：S＝C＝S，C正确； D．中子数为18的氯原子，质量数为35，原子符号为：，D错误； 答案选C。 2．B 【分析】Y比X多了一个质子，因为质子数从Z变为Z+1，W+4=17+1，W=14，X中质子数和中子数相等，所以X中：质子数=中子数=7，则Y的质子数是8，Y是氧元素。 解析：A．由分析可知z=7，A正确； B．中z=7，中子数=17-7-1=9，B错误； C．为，与互为同位素，C正确； D．反应中共涉及4种核素：、、、，D正确； 故选B。 3．A 解析：A．CaBr2只含离子键，且属于离子化合物，A符合题意； B．NaClO含有Na+和ClO-形成的离子键，属于离子化合物，但也含有Cl原子和O原子形成的共价键，B不符合题意； C．NH4Cl含有和Cl-形成的离子键，属于离子化合物，但也含有N原子和H原子形成的共价键，C不符合题意； D．NaOH含有Na+和OH-形成的离子键，属于离子化合物，但也含有H原子和O原子形成的共价键，D不符合题意； 综上所述，答案为A。 4．D 解析：A．氯化铁溶液刻蚀铜电路板生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式是，故A错误； B．氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是，故B错误； C．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式是，故C错误； D．溶液滴入酸性溶液中，紫色褪去，双氧水被氧化为氧气，用“示踪原子法”来判断反应历程，反应的离子方程式是，故D正确； 选D。 5．D 解析：同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则四种元素中原子半径最小的是硫原子，故选D。 6．C 解析：A．根据同电子层结构核多径小得到半径：S＞Cl，故A正确； B．同周期从左到右非金属性逐渐 ，则非金属性：S＜Cl，故B正确； C．根据非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物酸性越强，则酸性：HClO4＞H2SO4，故C错误； D．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，因此稳定性：H2S＜HCl，故D正确。 综上所述，答案为C。 7．B 解析：A．HF中只含H、F原子形成的极性键，A不符合题意； B．C2H4中含有C、C原子形成的非极性键，也含有C、H元素形成的极性键，B符合题意； C．N2中只含N、N原子形成的非极性键，C不符合题意； D．Na2O2中含有钠离子和过氧根形成的离子键和O、O原子形成的非极性键，不含极性键，D不符合题意； 综上所述答案为B。 8．B 解析：A．钠单质的还原性比较强，可用于冶炼金属钛，A错误； B．K2FeO4(高铁酸钾)中正六价的铁具有强氧化性，可用作杀菌消毒，B正确； C．FeCl3溶液中三价铁离子具有强氧化性酸，可以与铜发生氧化还原，制造印刷电路板，C错误； D．氢氧化铝可以和氢离子反应，可用于中和过多的胃酸，D错误； 故选B。 9．B 解析：A．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠中氧元素化合价由-1升高为0生成氧气，生成1mol氧气转移2mol电子，生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA，故A错误； B．一个D2O和一个H218O中均含有10个质子，二者摩尔质量都是20g/mol，含有的质子数都为9NA，故B正确； C．溶液体积未知，无法计算氢离子个数，故C错误； D．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，3molFe失8mol电子，则1molFe与水蒸气在高温下充分反应，转移的电子数为NA，故D错误； 选B。 10．B 解析：原子结构中，电子层数=周期数，最外层电子数=主族序数，则原子结构中的电子层、最外层电子数决定主族元素在周期表中的位置。 故选B。 11．D 解析：某短周期元素原子最外层上只有两个电子，可能为稀有气体He，也可能为第ⅡA族元素Be和Mg； A．若为He，为非金属元素，故A错误； B．若为He，为0族元素，故B错误； C．若为He，不易形成化合物，故C错误； D．可能是金属元素(Mg、Be)，也可能为非金属元素(He)，故D正确； 答案为D。 12．C 【分析】钛铁矿和过量的焦炭、氯气反应生成氯化铁、四氯化钛、一氧化碳X，一氧化碳和氢气合成甲醇，镁和四氯化钛高温生成氯化镁和钛； 解析：A．由分析可知，X为一氧化碳， 为二氧化碳的电子式，A错误； B．FeCl3和TiCl4的沸点相差大，实验室可以使用蒸馏法，而不是分液法进行分离，B错误； C．②为一氧化碳和氢气合成甲醇，是原子利用率100%的反应，则反应为，反应中电子转移为，每得到1mol甲醇转移电子数4NA，C正确； D．③反应为单质和化合物生成另一种单质和化合物的反应，属于置换反应，其中Ar作保护气，但是镁能和氮气反应，不可以换为N2，D错误； 故选C。 13．A 解析：A．左上角表示原子序数为49，原子中，原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数=49，故A正确； B．由选项A分析知，质子数为49，中子数不为49，故B错误； C．该元素的名称是铟，带“钅”字旁，属于金属元素，故C错误； D．汉字下面的数字表示相对原子质量，铟元素的相对原子质量为114.8，相对原子质量单位是“1”，不是“g”，故D错误； 答案为A。 14．A 解析：A．碘化钾不是紫黑色，而是白色固体，A错误； B．液溴为深橙红色液体，溴蒸气为红棕色，B正确； C．碘化银是一种黄色无臭微晶体粉末，C正确； D．工业盐酸因含有杂质Fe3+而带黄色，D正确； 故答案为：A。 二、非选择题 15． 电子层数相同，最外层电子数从1~8变化 最外层电子数依次增大，原子半径逐渐变小 解析：略 16．4 ⑩和⑪ ②和③ 9 解析：(1)具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子是核素，以上11种微粒中共含有①、②、③、④16O、⑤17O、⑥18O、⑦13C、⑧14C、⑨40Ca等9种核素，元素的种类由质子数决定，质子数不同，元素的种类就不同，因此共有H、O、C、Ca等4种元素。 (2)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，则属于同素异形体的是⑩O2和⑪O3； (3)用于制作氢弹的是②和③。 (4)由氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有、，在1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子，若水分子中的氢原子相同，则16O、17O、18O可分别与、构成水，即存在3×2＝6种水；若水分子中的氢原子不同，则16O、17O、18O可分别与构成水，即存在3种水；所以共形成9种水。 17． 第四周期第ⅠA族 第五周期第ⅦA族 解析：由X的原子结构示意图可知，其原子核外有4个电子层，则X位于第四周期，最外层电子数为1，位于第ⅠA族，则X在元素周期表中的位置为第四周期第ⅠA族；由Y的原子结构示意图可知，其原子核外有5个电子层，则Y位于第五周期，最外层电子数为7，位于第ⅦA族，则Y在元素周期表中的位置为第五周期第ⅦA族，故答案为：第四周期第ⅠA族；第五周期第ⅦA族。 18．(1)第三周期第ⅦA族 或 (2)ac (3)或 (4) (5) 有白色沉淀生成 解析：（1）氯是17号元素，氯原子核外电子排布为2、8、7，氯在元素周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，原子中子数为20，则的中子数为或；故答案为：第三周期第ⅦA族；或。 （2）a．原子得电子能力越强，非金属性越强，则a符合题意；b．得电子数目的多少与非金属性强弱无关，故b不符合题意；c．最简单气态氢化物越稳定，其非金属性越强，故c符合题意；d．单质的沸点与非金属性无关，故d不符合题意；综上所述，答案为：ac。 （3）由图可知，臭氧转化为氧气，其总反应化学方程式为或；故答案为：或。 （4）①中碳氮三键，其电子式为；故答案为：。 ②可用气体将其转化为两种无毒气体即氮气和二氧化碳，则该反应的离子方程式为；故答案为：。 （5）X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图，Y和Z的核外电子数之和为22，Z的质子数比Y的质子数多8，则Y的质子数为N，Z为P，W为S，X为C。将少量X的最高价氧化物通入到硅酸钠溶液中，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，反应现象是有白色沉淀生成，反应的离子方程式为；故答案为：白色沉淀生成；。 19． H＋+OH－＝H2O 0.08 500 560 解析：（1）0～V1段没有生成沉淀，氢氧化钠与盐酸反应，反应的离子方程式为H＋+OH－＝H2O；当V1=240mL时，根据可知剩余盐酸的物质的量是2mol·L―1×0.24L=0.48mol。设镁的物质的量是xmol、铝的物质的量是ymol，则x+y＝0.2、2x+3y＝0.2×5－0.48＝0.52，解得x＝0.08、y＝0.12，即金属粉末中镁的物质的量是0.08mol。 （2）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，溶液中的溶质为氯化钠，根据元素守恒滴入氢氧化钠的物质的量与盐酸的物质的量相同，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=1mol÷2mol/L=0.5L=500mL； （3）溶解0.12mol氢氧化铝消耗氢氧化钠是0.12mol，溶液体积是0.12mol÷2mol/L=0.06L=60mL，V2时溶质为氯化钠和偏铝酸钠，所以滴入氢氧化钠的体积为500mL+60mL=560mL。 20． Al3＋＋3OH－ === Al(OH)3↓ Mg2＋＋ 2OH－ === Mg(OH)2↓ Al(OH)3＋ OH－ === AlO2－ ＋2H2O 2∶1 0.8 7∶1 【分析】由图像可知，AB段产生沉淀质量增大，发生的反应是Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++3OH-═Al(OH)3↓，DC段沉淀质量减少，发生的反应是Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O。 解析：（1）OD段镁离子和铝离子全部转化为沉淀，其离子方程式为Al3＋＋3OH－ === Al(OH)3↓ Mg2＋＋ 2OH－ === Mg(OH)2↓；DC段NaOH过量时氢氧化铝溶解，其离子方程式为Al(OH)3＋ OH－=== AlO2－＋2H2O； （2）由图像可知，0～A发生Al3＋＋3OH－ === Al(OH)3↓ 、 Mg2＋＋ 2OH－ === Mg(OH)2↓；，A～B发生Al(OH)3＋ OH－=== AlO2－＋2H2O， C点对应的沉淀为Mg（OH）2，D点对应的沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3，则Mg（OH）2的物质的量为0.2mol，Al（OH）3的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol，由元素守恒可知，原溶液中Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为0.2mol：0.1mol=2：1； （3）由Mg2++ 2OH-═Mg（OH）2↓ 0.2mol 0.4mol Al3+ + 3OH-═Al（OH）3↓ 0.1mol 0.3mol Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O 0.1mol 0.1mol 则C点NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol+0.1mol=0.8mol； （4）0～A发生Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓， A～B发生Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，则线段OA对应的NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol=0.7mol，线段AB对应的NaOH的物质的量为0.1mol，所以线段OA：AB=0.7mol：0.1mol=7：1。 21．(1) HClO4 (2) (3)H2O (4)2Al＋2NaOH＋2H2O = 2NaAlO2＋3H2 (5)2As＋5NaClO＋H2O=2HAsO3＋5NaCl或2As＋5NaClO＋3H2O=2H3AsO4＋5NaCl 解析：根据元素周期表得到①～⑩元素分别为C、O、F、Na、Mg、Al、S、Cl、K、Br。 （1）根据非金属越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的分子式为：HClO4，根据金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此碱性最强的化合物是KOH，其电子式为：；故答案为：HClO4；。 （2）⑤与⑧形成化合物是氯化镁，用电子式表示⑤与⑧形成化合物的形成过程：；故答案为：。 （3）元素②、⑦形成的简单氢化物分别是水和硫化氢，由于水存在分子间氢键，因此沸点较高的是H2O；故答案为：H2O。 （4）元素④的最高价氧化物对应的水化物NaOH与元素⑥的单质(Al)反应生成偏铝酸钠和氢气，其反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O = 2NaAlO2＋3H2；故答案为：2Al＋2NaOH＋2H2O = 2NaAlO2＋3H2。 （5）Y由②、④、⑧三种元素组成，它的水溶液是生活中常见的消毒剂，则Y为NaClO。As 可与Y的水溶液反应，产物有As的最高价含氧酸即H3AsO4或HAsO3，该反应的化学方程式为2As＋5NaClO＋H2O=2HAsO3＋5NaCl或2As＋5NaClO＋3H2O=2H3AsO4＋5NaCl；故答案为：2As＋5NaClO＋H2O=2HAsO3＋5NaCl或2As＋5NaClO＋3H2O=2H3AsO4＋5NaCl。 22． 检查装置气密性 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 品红溶液 A中品红溶液不褪色，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀 出现浅黄色浑浊现象 2H2S+SO2=3S↓+2H2O BaSO4 BaSO3 SO2+Cl2+2H2O=+2Cl-+4H+ 【分析】实验开始时接仪器并检查装置气密性；铜与浓硫酸混合加热发生反应，铜被氧化成+ 2价的Cu2+，硫酸被还原成+4价的SO2，SO2具有漂白性，能够使品红溶液褪色；据此检验SO2；当A中品红溶液没有褪色，说明SO2已经完全除尽，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀，说明碳的非金属性比硅强；SO2中硫元素的化合价是+ 4价，被H2S中-2价的S还原为S单质；Cl2具有氧化性，能将SO2氧化成+ 6价的H2SO4，H2SO4电离产生的和Ba2+反应生成BaSO4沉淀，当溶液中存在氨水时，SO2与氨水反应产生(NH4)2SO3，(NH4)2SO3与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。SO2与Cl2在溶液中反应产生HCl和H2SO4，在该反应中SO2表现还原性。 解析：(1)①实验开始时，先连接仪器并检查装置气密性； ②铜和热的浓硫酸反应，反应中Cu元素的化合价由0升高到+2价Cu2+，浓硫酸被还原为SO2，同时产生水，反应的方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O； 试剂A是品红溶液，作用是检验SO2的存在； ③SO2具有漂白性，当A中品红溶液没有褪色，说明SO2已经完全除尽，避免了SO2和可溶性硅酸盐反应，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和可溶性硅酸盐反应析出硅酸白色沉淀，说明碳酸能制取硅酸，能证明碳酸酸性强于硅酸酸性； (2)②SO2中硫元素的化合价是+4价，具有氧化性，SO2气体与H2S溶液在常温下反应，生成淡黄色难溶性固体硫(单质)和水，因此看到溶液变浑浊，反应方程式为：2H2S+SO2=3S↓+ 2H2O； ③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，一份滴加氯水溶液，氯水中有Cl2分子，Cl2分子具有氧化性，能把SO2氧化成+ 6价的，和Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，该反应的方程式为：Ba2++SO2+Cl2+2H2O=BaSO4↓+4H++2Cl-，另一份中滴加氨水，二氧化硫和水生成亚硫酸，亚硫酸和氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵电离出铵根离子和亚硫酸根离子，亚硫酸根离子和钡离子反应生成BaSO3白色沉淀；SO2与氯水反应生成HCl和H2SO4，该反应的离子方程式为：SO2+Cl2+2H2O=+2Cl-+4H+。 学科网（北京）股份有限公司 $$