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．均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。最外层电子数是次外层电子数的3倍，与同主族，在短周期中原子的失电子能力最强。下列说法错误的是 A．与形成的化合物溶于水后溶液显碱性 B．简单离子半径： C．单质的水溶液有强氧化性 D．氢化物的还原性： 2．下列有关元素周期表的说法正确的是 A．最外层电子数相同的元素一定是同一族的元素 B．第IA族和VIIA族的元素只能形成离子键 C．IIIB族到IIB族10个纵列的元素中有非金属元素 D．同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、16、26、36等 3．短周期主族元素W、X、Y、Z在周期表中的位置如图所示。下列说法不正确的是 W X Y Z A．原子半径： B．W、X能形成强酸 C．W与Y形成的化合物中一定含有离子键 D．W的最简单氢化物的稳定性比X的弱 4．下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是 A．原子序数为15的元素的最高化合价为＋3 B．第ⅦA族元素是同周期元素中非金属性最强的元素 C．Li、Na、K、Rb、Cs的得电子能力逐渐增强 D．原子序数为16的元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族 5．为了除去Mg(OH)2中混有的少量杂质Al(OH)3，可选用的试剂是 A．氢氧化钠溶液 B．氨水 C．稀盐酸 D．硝酸 6．前四周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的相对位置如图所示，其中C元素原子的最外层电子数与最内层电子数之和等于其电子总数的一半。下列说法正确的是 A．元素A、B的所有氢化物中均只含有极性共价键 B．元素C、D形成的简单离子的电子总数不同 C．元素C、D、E形成的常见单质的熔沸点大小：E>D>C D．C、D、E三种元素最高价氧化物对应的水化物中D的酸性最强 7．一种用溶液浸取黄铁矿(主要含，还含有少量难溶性杂质)的流程如图所示，下列叙述中错误的是 A．浸取时主要反应的离子方程式为： B．可以向操作后的溶液X中加入KSCN溶液，检验是否存在 C．中含有离子键和共价键，阴阳离子个数比为2：1 D．由溶液X制取绿矾晶体的主要操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 8．下列化学用语正确的是 A．纯碱的化学式：NaOH B．用双线桥法表示氧化还原反应电子转移的方向和数目 C．中子数为20的氯原子： D．用电子式表示HCl的形成过程： 9．X、Y、Z、W为四种原子序数不超过20的主族元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。Z、W同主族，位于阴影位置。下列说法正确的是 A．简单氢化物沸点：X<Y B．W与Y形成的化合物中可能含有共价键 C．简单离子半径：W>Y>Z D．YX6分子中原子均为8电子稳定结构 10．工业上电解饱和食盐水制取的原理为：。下列关于该反应的说法错误的是 A．的结构式： B．中电解过程中被氧化为 C．存在非极性键的断裂和形成 D．饱和食盐水可用于制备纯碱 11．分类是化学学习的重要方法，下列有关物质的分类，正确的是 A．化合物：、、、HD B．碱性氧化物：CaO、CuO、、 C．同素异形体：、金刚石、石墨、碳纳米管 D．混合物：漂白粉、冰水混合物、氯水、赤铁矿 12．2016年11月国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了人工合成的第113、115、117和118号元素。其中118号元素Og是由美国与俄罗斯科学家合作合成的，其质量数为294。下列说法中，正确的是 A．其原子核内中子数和质子数都是118 B．其原子核内中子数为118 C．其原子核外电子数为176 D．该原子可表示为Og 13．在下列物质中，含有共价键的化合物是 A．Cl2 B．Na2O C．CaCl2 D．CH4 14．月球的土壤中吸附着数百万吨的He，每百吨He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以He的形式存在。下列说法正确的是 A．He原子比He原子少一个质子 B．He和He互为同素异形体 C．He原子比He原子多一个中子 D．He元素最外层电子数为2，性质活泼 15．我国科研团队采用和(铪)熔合蒸发技术合成了新核素。下列说法错误的是 A．、互为同位素 B．含有142个中子 C．化学性质不活泼 D．的核电荷数为176 二、填空题 16．用以下微粒的化学符号回答下列问题： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ （1）上述微粒共涉及 （填数字）种元素。 （2）互为同位素的核素是 。 （3）上述微粒中，中子数相同的核素为 和 ， 和 . 17．回答下列问题 (1)互为同位素的两种不同核素不可能具有相同的___________。(填字母) A．电子数 B．质子数 C．化学性质 D．质量数 (2)下列各组中的两种微粒，互为同位素的是 ，互为同素异形体的是 。(填字母) a．1H216O和2H218Ob．D2和T2c．X和Yd．16O2和18O3e．M和M (3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为 ；可得相对分子质量不同的水分子有 种。 (4)据报道，科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的。则这种粒子是 。(填字母) a．氢的一种新同位素 b．核电荷数为3的一种新元素 c．H2的一种同素异形体 d．比一个1H2多一个氢核的离子 18．在自然界中许多元素有多种核素，如氧元素存在O、O、O三种核素，氢元素有H、H、三种核素。 ⑴O、O、H、H四种核素最多可以组成 种水分子； ⑵9.03×1023个H2O分子含 mol水分子， mol氢原子； ⑶1molH2O分子中含有 mol中子。 ⑷科学研究发现H+在水中实际以水合氢离子（H3O+）的形式存在，在0.5molH3O+中含有 个质子。 19．回答下列问题: (1)写出以下反应的化学方程式，并用双线桥表示反应中电子转移的方向和数目：H2S气体和SO2气体反应生成S和水： 。 (2)写出以下反应的离子方程式，并用单线桥表示反应中电子转移的数目：实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2： 。 (3)写出下列物质的结构式：CH4 ；CO2 。 (4)写出下列物质的电子式：NH4Cl ；Na2O2 。 20．请将对应答案的字母填在横线上。 A．O2和O3 B．、、 C．C2H4和C2H6 D．丙烷和正丁烷 E．正丁烷和异丁烷 F．和 (1)属于同分异构体的是 ； (2)属于同位素的是 ； (3)属于同系物的是 ； (4)属于同一物质的是 ； (5)属于同素异形体的是 。 21．向1L AlCl3和FeCl3混合溶液中加入含a mol NaOH的溶液时，产生的沉淀量可达最大值；继续加入NaOH溶液，沉淀开始溶解，当前后加入的NaOH总量达到b mol时，沉淀不再减少，求原溶液中Fe3+的物质的量浓度 。 22．下表列出了 ①~⑥ 六种元素在周期表中的位置： （1）可以形成最简单的有机物的元素是 A．①和② B．①和⑥ C． ①和③ D．①和④ （2）③元素原子的最外层电子数为 （3） ⑤元素和④元素形成常见离子化合物的化学式为 、 。 （4）②、③、④三种元素的非金属性逐渐 （5）④元素和⑥元素形成的氢化物，其稳定性的强弱顺序为 23．某同学想通过比较两种最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来验证硫与碳的非金属性的强弱，他采用了如图所示的装置。请回答： (1)仪器A的名称是 ，应盛放下列药品中的 。 A．稀硫酸 B．亚硫酸 C．氢硫酸 D．盐酸 (2)仪器B的名称是 ，应盛放下列药品中的 。 A．碳酸钙 B．硫酸钠 C．氯化钠 D．碳酸钠 (3)如果观察到C中的现象为 ，即可证明硫与碳的非金属性的强弱。 【参考答案】 一、选择题 1．B 【分析】W、X、Y、Z均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。W最外层电子数是次外层电子数的3倍，W只能是第二周期元素，W是O，Y与W同主族，Y是S，因此Z是Cl。在短周期中X原子的失电子能力最强，所以X是Na，据此解答。 根据以上分析可知W是O，X是Na，Y是S，Z是Cl。 解析：A．Na与O形成氧化钠或过氧化钠，溶于水都生成了氢氧化钠，显碱性，A正确； B．核外电子数相同时核电荷数越大半径越小，故离子半径W＞X，B错误； C．氯气溶于水得到氯水，氯水具有强氧化性，C正确； D．非金属性S＜Cl，非金属性越强，氢化物的还原性越弱，因此氢化物的还原性：，D正确； 答案选B。 2．D 解析：A．最外层电子数相同的元素不一定是同一族的元素，如0族元素He和第ⅡA族元素的原子最外层均为2个电子，过渡元素里也有很多元素的原子最外层也是2个电子，A错误； B．第IA族和VIIA族元素原子间可能形成离子键也可能形成共价键，如HF中只含共价键，NaF中只含离子键，B错误； C．元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵行的元素，称为过渡元素，全部为金属，C错误； D．从第一周期到第七周期，每一周期的元素种类数分别为2、8、8、18、 18、32、32， 同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、8、18、32，也可能相差相邻周期元素种类数的和，故主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、16、26、36等，D正确； 故选D。 3．A 【分析】根据表中各元素的位置可知，W为O、X为F，Y为Na、Z为S。 解析：A．原子的电子层数越多，原子半径越大，同周期元素核电荷数越大原子半径越小，则原子半径Y>Z>W>X，A错误； B．O和F能生成强酸，如氟磺酸FHO3S，B正确； C．O与Na形成的化合物为氧化钠或者过氧化钠，两者均为离子化合物，均含有离子键，C正确； D．O的非金属性弱于F，则H2O的稳定性比HF的弱，D正确； 故答案选A。 4．B 解析：A．原子序数为15的元素为P，其最高化合价为+5，A错误； B．第ⅦA族元素是同周期中最靠右的元素(不考虑稀有气体)，同周期从左向右非金属性逐渐增强，B正确； C．Li、Na、K、Rb、Cs的原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，所以失电子能力逐渐增强，C错误； D．原子序数为16的元素为S，处于周期表的第三周期的ⅥA族，D错误； 答案选B。 5．A 【分析】要除去Mg(OH)2中混有的少量杂质Al(OH)3，所加试剂只能与Al(OH)3反应而不能与Mg(OH)2反应，反应完全后过滤即可。 解析：A．NaOH能与Al(OH)3反应生成偏铝酸钠和水，而与Mg(OH)2不反应，故A正确； B．氨水既不与Al(OH)3反应也不与Mg(OH)2反应，故B错误； C．稀盐酸既能与Mg(OH)2反应，也能与Al(OH)3反应，故C错误； D．硝酸既能与Mg(OH)2反应，也能与Al(OH)3反应，故D错误； 故选A。 6．D 【分析】结合元素周期表结构，则E位于第四周期，C、D处于第三周期，C元素原子的最外层电子数与最内层电子数之和等于其电子总数的一半，设C的最外层电子式为a，则a+2=（2+8+a），解得a=6，则C为S、D为Cl、E为Br、A为C、B为N，据此进行解答。 解析：A．A为C、B为N，烃类属于C的氢化物，含多个C原子的烃类物质中含有C-C非极性键，故A错误； B．C为S、D为Cl，两者形成的简单离子为硫离子和氯离子，均含有18个电子，故B错误； C．C为S、D为Cl、E为Br，对应单质为硫、氯气和溴，常温下硫单质为固态、氯气为气态、溴为液态，则熔沸点大小为：S＞Br2＞Cl2，即：C＞E＞D，故C错误； D．C为S、D为Cl、E为Br，非金属性最强的为Cl，则三种元素最高价氧化物对应的水化物中D的酸性最强，故D正确； 故选：D。 7．C 【分析】由题给流程可知，硫铁矿用硫酸铁溶液浸取时，二硫化铁与溶液中铁离子反应生成亚铁离子和硫，过滤得到含有硫酸亚铁的溶液X和含有矿渣、硫的滤渣；溶液X经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。 解析：A．由分析可知，浸取时发生的主要反应为二硫化铁与溶液中铁离子反应生成亚铁离子和硫，反应的离子方程式为，故A正确； B．铁离子与硫氰化钾溶液反应或生成红色的硫氰化铁，所以向硫酸亚铁溶液中加入硫氰化钾溶液可以检验溶液中是否存在铁离子，故B正确； C．二硫化铁是由铁离子和离子形成的离子化合物，化合物中阴阳离子个数比为1：1，故C错误； D．由分析可知，由溶液X制取绿矾晶体的主要操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D正确； 故选C。 8．C 解析：A．纯碱是碳酸钠，化学式：Na2CO3，故A错误； B．氧化还原反应中，同种元素间遵循“价态只靠拢，不相交”的原则，则用双线桥表示电子转移的方向和数目为，故B错误； C．氯是17号元素，质子数为17，中子数为20的氯原子质量数为37，原子结构表示：，故C正确； D．用电子式表示HCl的形成过程：，故D错误； 故选：C。 9．B 【分析】四种元素原子序数不超过20的主族元素，根据元素周期表可知，图表为第ⅠA至ⅦA族，X位于第二周期ⅦA，Z位于第三周期ⅠA，Y位于第三周期ⅥA，W位于第四周期ⅠA，即X、Y、Z、W四种元素分别为F、S、Na、K，据此分析； 解析：A．X的简单氢化物为HF，Y的简单氢化物为H2S，HF分子间存在氢键，H2S分子间不存在氢键，因此沸点HF＞H2S，故A错误； B．W和Y可以形成K2S、K2S2等，K2S2除含有离子键外，还含有非极性共价键，故B正确； C．Y、Z、W的简单离子为S2-、Na+、K+，Na+核外有2个电子层，S2-、K+核外有3个电子层，核外电子层数相同，微粒半径随着原子序数增大而减小，因此微粒半径大小顺序是S2-＞K+＞Na+，故C错误； D．YX6化学式为SF6，属于共价化合物，该化合物中S最外层有12个电子，超过8个电子，F最外层有8个电子，故D错误； 答案为B。 10．C 解析：A．的结构式：，A正确； B．电解过程中中的化合价由-1→0，化合价升高，被氧化为，B正确； C．水中存在O-H极性键、氯气分子中存在非极性键，存在极性键的断裂和非极性键的形成，C错误； D．以饱和食盐水、NH3和CO2为原料，可以制取纯碱，D正确； 答案选C。 11．C 解析：A．、、都是化合物，但HD是单质，A不正确； B．CaO、CuO、Fe2O3属于碱性氧化物，属于不成盐氧化物，B不正确； C．、金刚石、石墨、碳纳米管都是结构不同的碳元素的单质，互为同素异形体，C正确； D．漂白粉、氯水、赤铁矿都属于混合物，但冰水混合物属于纯净物，D不正确； 故选C。 12．D 【分析】质量数=中子数+质子数；原子序数=核外电子数=质子数=核电荷数。 解析：A．中子数=294-118=176，质子数为118，两者不等，故A错误； B．中子数=294-118=176，故B错误； C．核外电子数=质子数=118，故C错误； D．该原子的质量数为294，质子数为118，可表示为Og，故D正确； 故选D。 13．D 解析：A．氯气为含有共价键的单质，A错误； B．氧化钠为含有离子键的化合物，B错误； C．氯化钙为含有离子键的化合物，C错误； D．甲烷为含有共价键的化合物，D正确； 答案选D。 14．C 解析：A．He原子比He原子少一个中子，两种原子的质子数相同，A错误； B．He和He互为同位素，B错误； C．He原子比He原子多一个中子，C正确； D．He元素最外层电子数为2，已排满，性质不活泼，D错误； 故选C。 15．D 解析：A．、的质子数相同，但质量数不同，二者互为同位素，A正确； B．的质量数为232，质子数为90，则含有的中子数为232-90=142，B正确； C．的质子数为18，原子结构示意图为，原子的最外层电子数为8，所以化学性质不活泼，C正确； D．的质子数为72，则核电荷数为72，D错误； 故选D。 二、填空题 16．（两者可互换位置） （两者可互换位置） 解析：（1）①和②属于同位素，⑥和⑦属于同属异形体，则有Li、N、C、O、Na、Mg共6中元素，故答案为：6； （2）质子数相同而质量数不同的同种元素的不同核素叫同位素，由此定义可知，、属于同位素，故答案为：、； （3）与的中子数相同均为8；与的中子数均为12，故答案为：；；；。 17．(1)D (2) e d (3) 18 7 (4)d 解析：（1）A．质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，原子的核外电子数等于原子的质子数，互为同位素的两种不同核素的电子数相同，A项不选； B．互为同位素的两种不同核素的质子数相同，B项不选； C．互为同位素的两种不同核素的核外电子排布相同，最外层电子数相同，化学性质相似，C项不选； D．互为同位素的两种不同核素质子数相同，中子数不同，则质量数不同，D项选； 答案选D。 （2）a．1H216O和2H218O是两种不同的水分子； b．D2和T2是两种不同的氢分子； c．X的质子数为19、中子数为40-19=21，Y的质子数为20、中子数为40-20=20，X和Y是两种不同的核素； d．16O2和18O3是O元素形成的两种不同的单质，两者互为同素异形体； e．M和M是质子数都为52，中子数依次为74、76的M元素的两种核素，两者互为同位素； 则互为同位素的是e；互为同素异形体的是d。 （3）1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，由1H、2H、3H与16O、17O、18O结合成的水分子中2个氢原子可能为2个1H、2个2H、2个3H、1个1H和1个2H、1个1H和1个3H、1个2H和1个3H，共6种，与3种不同的氧原子结合成的水分子共6×3=18种；这些水分子中相对分子质量最小的水分子为1H216O（相对分子质量为18）、相对分子质量最大的水分子为3H218O（相对分子质量为24），所得水分子的相对分子质量有18、19、20、21、22、23、24，共7种；答案为：18；7。 （4）科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的，该粒子可以表示为； a．同位素是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子的互称，该粒子不是原子，不是氢的一种新同位素，a项不选； b．该粒子不是一种新元素，b项不选； c．同素异形体是同一元素形成的不同单质的互称，该粒子带1个单位的正电荷，不是单质，不是H2的同素异形体，c项不选； d．该粒子与1H2比，都有2个电子，比1H2多一个氢核，d项选； 答案选d。 18．1.5 3 12 5.5NA 解析：⑴水是由一个氧原子和两个氢原子构成，因此O、O、H、H四种核素形成的水分子为H2O、H 2O、H2O、H 2O、HHO、HHO，最多可以组成6种水分子；故答案为：6。 ⑵9.03×1023个H2O分子含水分子，3mol氢原子；故答案为：1.5；3。 ⑶1molH2O分子中含有1mol×[(2-1)×2+18-8]=12mol中子；故答案为：12。 ⑷科学研究发现H+在水中实际以水合氢离子(H3O+)的形式存在，在0.5mol H3O+中含有0.5mol×(1×3+8)×NA=5.5NA个质子；故答案为：5.5NA。 19．(1) (2) (3) O=C=O (4) 解析：（1）H2S气体和SO2气体反应生成S和水，其反应方程式为2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O，用双线桥表示反应中电子转移的方向和数目：；故答案为：。 （2）实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O，用单线桥表示反应中电子转移的数目：；故答案为：。 （3）甲烷(CH4)是正四面体结构，其结构式；二氧化碳(CO2)是直线形结构，其结构式为O=C=O；故答案为：;O=C=O。 （4）氯化铵是离子化合物，其电子式为；Na2O2离子化合物，其电子式为；故答案为：；。 20．(1)E (2)B (3)D (4)F (5)A 解析：（1）正丁烷和异丁烷分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，故答案为：E。 （2）、、 质子数相同，中子数不同，互为同位素，故答案为：B。 （3）丙烷和正丁烷结构相似，分子组成上相差若1个CH2原子团，互为同系物，故答案为：D。 （4）甲烷是正四面体结构，二氯代物只有一种，和属于同一物质，故答案为：F。 （5）O2和O3是O元素构成的不同单质，互为同素异形体，故答案为：A。 21．mol/L 解析：根据反应方程式：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，可知原沉淀中Al(OH)3的物质的量为：n[Al(OH)3]=n(NaOH)=(b-a)mol，由AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl可知生成Al(OH)3过程中消耗的NaOH的物质的量为：3(b-a)mol，则与Fe3+反应的NaOH的物质的量为：a-3(b-a)=(4a-3b)mol，根据反应FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl可知，n(Fe3+)=mol，则原溶液中Fe3+的物质的量浓度为：c= =mol/L，故答案为：mol/L。 22． A 5 Na2O Na2O2 增强 H2O＞H2S 【分析】由元素在周期表中的位置可知，①为H元素、②为C元素、③为N元素、④为O元素、⑤为Na元素、⑥为S元素，结合以上各元素及其化合物的性质进行分析。 解析：由元素在周期表中的位置可知，①为H元素、②为C元素、③为N元素、④为O元素、⑤为Na元素、⑥为S元素； （1）有机物含有碳元素，H元素和C元素组成的最简单有机物为甲烷，化学式为CH4；选①和②，故A正确； 故答案选A。 （2）N元素位于周期表第二周期ⅤA族，最外层电子数为5； 故答案是：5； （3）④为O元素、⑤为Na元素；二者形成常见离子化合物，化学式分别为：Na2O； Na2O2； 故答案是：Na2O； Na2O2； （4）②为C元素、③为N元素、④为O元素，同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强； 故答案是：增强； （5）O元素和S元素为同主族元素，同主族元素从上到下，非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，稳定性的强弱顺序为H2O＞H2S； 故答案是：H2O＞H2S。 23．(1)分液漏斗 A (2)圆底烧瓶 D (3)澄清石灰水变浑浊 【分析】硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，体现强酸制弱酸规律；反应产生的二氧化碳气体能够使澄清的石灰水变浑浊，证明酸性：碳酸大于碳酸，非金属性：硫大于碳；据此进行分析。 解析：（1）根据图示装置可知，仪器a的名称是分液漏斗；根据强酸制弱酸规律可知，a试剂为硫酸，烧瓶内盛放的试剂为碳酸钠，二者反应生成二氧化碳和硫酸钠；故答案为分液漏斗；A； （2）根据图示装置可知，仪器b的名称是圆底烧瓶；根据强酸制弱酸规律可知，a试剂为硫酸，烧瓶内盛放的试剂为碳酸钠，二者反应生成二氧化碳和硫酸钠；所以b内盛放碳酸钠；故答案为圆底烧瓶；D； （3）根据二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊可知，C中试剂为澄清石灰水；故答案为澄清石灰水变浑浊。 学科网（北京）股份有限公司 $$