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．下列有关化学概念的说法正确的是 A．仅含一种元素的物质一定是纯净物 B．与互为同位素，通过化学变化可以实现二者间的相互转化 C．有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应 D．根据是否产生丁达尔效应，将分散系分为溶液，浊液和胶体 2．下列说法正确的是 A．MgF2晶体中的化学键是共价键 B．某物质在熔融态能导电，则该物质中一定含有离子键 C．N2和Cl2两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构 D．干冰溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力 3．金刚石和石墨的结构如图，二者间的相互关系是 A．同种单质 B．同分异构体 C．同位素 D．同素异形体 4．下列化学用语中书写正确的是 A．氮气的电子式： B．的结构示意图： C．溴化钠的电子式： D．中子数为8的氧原子： 5．下列变化规律正确的是 A．Na、Mg、Ca 原子半径从大到小 B．HCl、PH3、H2S 热稳定性从弱到强 C．Al、Ca、K 金属性从强到弱 D．H3PO4、H2SO4、HClO4酸性从弱到强 6．金属元素钫(Fr)在自然界中含量极少。它的21个已知同位素都有放射性。它是碱金属元素中最重的元素。根据它在周期表中的位置预言其性质，其中不正确的是 A．在已知碱金属元素中具有最大的原子半径 B．在空气中燃烧时生成氧化物Fr2O C．氧化物对应的水化物是极强的碱 D．其单质的熔点比金属钠的熔点低 7．下列物质中含有离子键的是 A．H₂O B．He C．Cl2 D．NaCl 8．研究化学键有助于人们理解物质的某些性质，下列各组物质中，化学键类型完全相同的是 A．HI和NaI B．和 C．NaCl和 D．和NaOH 9．如果你家里的食用花生油混有水分，你将采用下列何种方法分离 A．过滤 B．分液 C．蒸馏 D．蒸发 10．下列关于铁和铝的说法中，不正确的是 A．铁元素在化合物中常见的价态有+2和+3价 B．铝在化合物中只有+3价 C．铁和氯气反应的产物显+3价 D．铁和铝都能显+3价，所以在同一主族 11．IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“石田”，tián)。Ts的原子核外最外层电子数为7。下列说法不正确的是 A．Ts是第七周期第ⅦA族元素 B．Ts元素为非金属元素 C．Ts在同族元素中非金属性最弱 D．中子数为176的Ts核素符号：Ts 12．下列各组中的元素，同属于第3周期的是（ ） A．氧、碳、氮 B．钠、铝、硅 C．镁、铝、氧 D．氟、氯、硫 二、非选择题 13．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、H三种核素。 (1)O、O、H、H四种核数最多可以组成 种水分子。 (2)6.02×1022个H218O中含 mol水分子， mol氢原子。 (3)现有0.5mol由H和O组成的水分子，其中含中子 mol，电子数 个。 14．按要求书写下列反应的离子方程式： (1)溶液和溶液 ①向溶液中逐滴滴加溶液直至过量： ， 。 ②向溶液中逐滴滴加溶液直至过量： ， 。 ③： 。 (2)溶液和稀盐酸 ①向溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量： ， 。 ②向稀盐酸中滴入溶液： 。 15．将下列物质进行分类：①H与H②O2与O3③乙醇与二甲醚（CH3－O－CH3）④CH3CH2CH2CH3与 ⑤C60与C70 （1）互为同位素的是 （填编号，下同）； （2）互为同素异形体的是 （3）互为同分异构体的是 （4）属于同一种物质的是 16．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“>”、“<”、“=”)。 17．为纪念门捷列夫编制化学元素周期表150周年，联合国大会将2019年指定为“化学元素周期表国际年”。如表为元素周期表的一部分，表中的每个序号代表一种元素。 族 周期 IA 0 1 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 2 ① ② ③ 3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 请根据要求回答下列问题： (1)⑦⑧⑨三种元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 (填化学式)。 (2)③⑥⑨三种元素的简单离子半径由大到小排序为 (填离子符号)。 (3)元素④的最高价氧化物对应的水化物与⑥的单质反应的离子方程式为 。 (4)从原子结构的角度分析④与⑤的金属性强弱： 。 (5)②、⑦的气态氢化物中较稳定的是 (填化学式)，判断依据是 。 18．为探究某固体化合物X(仅含三种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验。已知：X、A、B、C、D均为单一物质。请回答： (1)黑色固体D是 ，A的电子式是 。 (2)步骤II，无色溶液A与H2O2反应的离子方程式是 ， (3)X的化学式是 。 19．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 。 20．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学设计了如图1装置，根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，可以一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、蘸有碱液的棉花。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。 (1)根据实验图1作答： ①写出选用试剂分别 B ，C ②装置B中所盛试剂的作用为 ③C中反应的离子方程式为 ④从实验所得非金属性C Si(填“大于”或“小于”) (2)根据实验图2作答： ①写出 A处的离子方程式： ②B处的现象 ③C处药品的作用 。 ④通过图2 装置实验得出同主族元素性质的递变规律为 21．为验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如图实验，已知：氢硫酸(H2S)是一种易挥发的二元弱酸，有毒性，在空气中易变质。 回答下列问题： (1)实验开始前应进行的操作是 。 (2)实验时，先打开弹簧夹K，持续通入一段时间N2的目的是 。 (3)装置A制取氯气的离子方程式为 ；本实验不需要装置B也可以达到实验目的的理由是 。 (4)装置C中观察到的现象是 ；发生反应的化学方程式为 。 (5)装置D的作用是 。 22．海藻中提取碘的流程如图，已知氧化过程发生反应的化学方程式为：Cl2+2KI=2KCl+I2。请回答下列问题： （1）指出提取碘的过程中有关实验操作①和②的名称： ； 。 （2）在3 mL含碘的水溶液中加入1mL四氯化碳，振荡静置后观察到试管里的分层现象是图中的 (注：试管中深色区为有色溶液)，上层无色溶液的溶质是 ，下层颜色是 。 （3）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过的操作是 。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．如果是同素异形体混合，则为混合物，如O2和O3混合，A错误； B．同位素之间的相互转化，没有新物质生成，属于核变化，B错误； C．同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应；有单质生成的分解反应或有单质参与的化合反应是氧化还原反应，C正确； D．根据分散系直径大小，将分散系分为溶液，浊液和胶体，D错误； 故答案为：C。 2．C 解析：A．MgF2晶体中的化学键是离子键，故A错误； B．某物质在熔融态能导电，比如金属熔融态能导电，但金属物质中一定不含有离子键，故B错误； C．N2和Cl2两种分子中，每个原子的核外最外层都有8电子稳定结构，故C正确； D．干冰溶于水生成碳酸的过程破坏了范德华力和共价键，故D错误。 综上所述，答案为C。 3．D 解析：同素异形体是同种元素组成的单质；金刚石和石墨均为碳单质，为同素异形体；故选D。 4．D 解析：A．氮气的电子式：，故A错误； B．的结构示意图：，故B错误； C．溴化钠是离子化合物，其电子式：，故C错误； D．中子数为8的氧原子，其质量数为16，其原子符号：，故D正确。 综上所述，答案为D。 5．D 解析：A．电子层数越多，半径越大，故原子半径最大的是Ca；当电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，故Mg 的原子半径最小，故三者的半径关系为：Ca >Na>Mg，A错误； B．元素的非金属性越强，则气态氢化物的热稳定性越强，由于非金属性Cl>S>P，故热稳定性从弱到强的顺序是PH3、H2S 、HCl，B错误； C．根据金属活动顺序表可知，金属性从强到弱的顺序是K、Ca、Al，即Al、Ca、K 金属性从弱到强，C错误； D．元素的非金属性越强，则最高价氧化物的水化物酸性越强，由于非金属性Cl>S>P，故H3PO4、H2SO4、HClO4酸性从弱到强，D正确； 答案选D。 6．B 解析：A．钫是碱金属元素中最重的元素，具有最多的电子层数，在已知碱金属元素中具有最大的原子半径，A正确； B．钠在空气中燃烧时生成Na2O2，钫同在IA族，且金属性比钠强，其在空气中燃烧时生成产物不可能是Fr2O，B不正确； C．碱金属中金属性越强，氧化物对应的水化物碱性越强，NaOH是强碱，KOH碱性更强，则FrOH是极强的碱，C正确； D．碱金属熔点随其原子半径增大而减小，故钫单质的熔点比金属钠的熔点低，D正确； 故选B。 7．D 解析：A．H₂O分子中只有H-O共价键，A不符合题意； B．He是单原子分子，不存在化学键，B不符合题意； C．Cl2分子中只有Cl-Cl共价键，C不符合题意； D．NaCl含有Na+与Cl-形成的离子键，D符合题意； 故选D。 8．B 解析：A．HI为共价化合物，存在的是极性共价键，而NaI为离子化合物，存在的是离子键，A不符合题意； B．和均为极性键组成的共价化合物，化学键类型相同，B符合题意； C．NaCl为离子化合物，存在离子键，是由极性共价键组成的共价化合物，C不符合题意； D．是由离子键组成的，而NaOH是由离子键和极性共价键组成的离子化合物，两者的化学键类型不完全相同，D不符合题意； 故选B。 9．B 解析：食用花生油难溶于水，花生油和水混合后分层，用分液法分离，故选B。 10．D 解析：A．铁有两种常见的价态+2价和+3价，在高铁酸钾(K2FeO4)中铁为+6价，但不常见，故A正确； B．铝原子最外层有3个电子，容易失去，在化合物中只有+3价，故B正确； C．氯气具有比较强的氧化性，和铁反应时能把铁氧化为+3价，生成FeCl3，故C正确； D．铁是过渡元素，在周期表中位于第四周期第Ⅷ族，而铝是主族元素，位于第三周期第ⅢA族，故D错误； 故选D。 11．D 解析：A．Ts 原子核外有共有117个电子，则应有7个电子层，最外层有7个电子，因此位于元素周期表第七周期第ⅦA族，A正确； B．根据元素周期表的结构可知前7周期第ⅦA族没有金属元素，即Ts元素为非金属元素，B正确； C．同一主族元素从上到下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，因此原子获得电子的能力逐渐减弱，所以Ts在同族元素中非金属性最弱，C正确； D．中子数为176的Ts核素质量数为117+176=293，符号为Ts，D错误； 综上所述答案为D。 12．B 解析：A．氧、碳、氮均为第二周期元素，A项错误； B．钠、铝、硅均为第三周期元素，B项正确； C．氧为第二周期元素，C项错误； D．氟为第二周期元素，D项错误； 答案选B。 二、非选择题 13．0.1 0.2 6 5NA 解析：(1)一个水分子由两个H原子和一个O原子构成，两个氢原子可以相同也可以不同，所以如果氢原子相同有两种取法，如果氢原子不同有1种取法，氧原子有两种取法，即共有(C＋C)C＝6种取法． 故答案为：6； (2)6.02×1022个H218O的物质的量为n(H2O)=，1molH2O中含有2mol氢原子，n(H)=2n(H2O)=0.2mol， 故答案为：0.1；0.2； (3) 由H和O组成的水分子为：H2O，1个该水分子中有12个中子和10个电子，则0.5mol该水分子中含有6mol中子，5mol电子，电子数为5NA， 故答案为：6；5NA。 14．(1) (2) 解析：（1）①向溶液中逐滴滴加少量溶液反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：，滴加过量NaOH溶液与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，离子方程式为：； ②向溶液中逐滴滴加少量溶液反应生成偏铝酸钠，离子方程式为：，过量溶液与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：； ③中2mol氯化铝能与6molNaOH溶液反应生成2mol氢氧化铝沉淀，其中1molAl(OH)3与剩余的1molNaOH溶液反应生成1mol偏铝酸钠，则离子方程式为：； （2）①向溶液中逐滴滴入少量稀盐酸生成碳酸氢钠和氯化钠，离子方程式：，过量稀盐酸与碳酸氢钠反应生成二氧化碳和水，离子方程式为：； ②向稀盐酸中滴入溶液生成氯化钠和水和二氧化碳，离子方程式为：。 15． ① ②、⑤ ③ ④ 【分析】同位素是质子数相同而中子数不同的同种元素的不同原子；同素异形体是同种元素组成的性质不同的单质之间的互称；同分异构体是具有相同的分子式和不同结构的有机物之间的互称；同种物质是结构和分子式一样的物质。 解析：(1)①质子数相同而中子数不同的H原子，互为同位素是①； (2)②是同种O元素组成的性质不同的单质、⑤是同种C元素组成的性质不同的单质，则互为同素异形体是②、⑤； (3)③的分子相同，但官能团不同，互为同分异构体的是③； (4)④的结构和分子式一样，属于同种物质的是④。 16．(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。 17．(1)HClO4 (2)Cl—>O2—>A13+ (3)2Al+2OH—+2H2O=2AlO+3H2↑ (4)Na原子半径比Mg大，原子核对最外层电子的吸引力较弱，更容易失电子，故Na的金属性比Mg的强 (5) NH3 非金属性越强，气态氢化物越稳定 【分析】由元素在周期表中的相对位置可知，①为C元素、②为N元素、③为O元素、④为Na元素、⑤为Mg元素、⑥为Al元素、⑦为P元素、⑧为S元素、⑨为Cl元素。 解析：（1）元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，磷、硫、氯三种元素中，氯元素的非金属性最强，则高氯酸的酸性最强，故答案为：HClO4； （2）氯离子的离子半径大于氧离子，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子的离子半径越大，则氧离子的离子半径大于铝离子，所以三种离子的离子半径大小顺序为Cl—>O2—>A13+，故答案为：Cl—>O2—>A13+； （3）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH—+2H2O=2AlO+3H2↑，故答案为：2Al+2OH—+2H2O=2AlO+3H2↑； （4）同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则钠原子的原子半径大于镁，原子核对最外层电子的吸引力弱于镁，失电子能力强于镁，金属性强于镁，故答案为：Na原子半径比Mg大，原子核对最外层电子的吸引力较弱，更容易失电子，故Na的金属性比Mg的强； （5）元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氮元素的非金属性强于磷元素，则氨气的稳定性强于磷化氢，故答案为：NH3；非金属性越强，气态氢化物越稳定。 18．CuO NaCuI2 【分析】蓝色溶液4是硫酸铜溶液，所以黑色固体D应该是CuO，其物质的量=，红色固体应该是固体B加酸生成的，所以B是Cu，其物质的量=，因此化合物X中含有铜元素应该是0.02mol，无色溶液加硫酸，再加过氧化氢，通过溶液3的现象可知，含有碘元素；无水晶体C是Na2SO4，其物质的量=，则无色溶液中含有钠元素0.04mol，其中氢氧化钠提供，所以化合物X含有Na的物质的量是，其余的点元素，n(I)=，所以X的化学式是NaCuI2，据此回答。 解析：(1)通过分析可知黑色固体D是CuO，A是NaI，其电子式是； (2)无色溶液A是NaI溶液，其与H2O2发生的是氧化还原反应，其离子方程式是； (3)通过分析可知X的化学式是NaCuI2。 19．(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。 20． 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液 除去CO2中的HCl杂质 大于 试纸变蓝 吸收Cl2，防止污染环境 同主族元素从上至下，元素的非金属性逐渐减弱 【分析】由题可知，图1对应的实验是要通过元素非金属性与对应的最高价含盐酸酸性的关系验证C与Si的非金属性强弱；因此图1中的A是用来通过盐酸与碳酸钠溶液反应制备CO2；由于盐酸具有挥发性，所以制备的CO2中必然含有HCl杂质，HCl的酸性强于硅酸，也会使C中盛放的硅酸钠溶液转化为硅酸而出现浑浊现象；因此为避免其干扰，需要用B中的饱和碳酸氢钠溶液对气体进行除杂。图2对应的实验是验证卤族元素性质的递变规律，浓盐酸可以和高锰酸钾溶液反应生成Cl2，Cl2则会使NaBr溶液中的Br-被氧化为Br2，也会使KI溶液中的I-被氧化为I2，由于Cl2有毒，所以出于安全和环保的考虑，需要对尾气进行吸收。 解析：(1)①通过分析可知，图1的B中的溶液为饱和NaHCO3溶液，C中的溶液为Na2SiO3溶液； ②通过分析可知，图1的B的作用是除去CO2中的HCl杂质，防止其产生干扰；此外，饱和碳酸氢钠溶液也会降低CO2的溶解损耗； ③通过分析可知，图1的C中发生反应的离子方程式为：； ④由实验可知，H2CO3酸性强于H2SiO3，所以C的非金属性强于Si； (2)①通过分析可知，图2的A处发生反应的离子方程式为：； ②通过分析可知，图2的B处生成了I2，因此现象是，试纸变蓝； ③通过分析可知，图2的C处药品的作用是吸收未反应的Cl2防止污染； ④由图2的实验可知，同主族元素从上至下，非金属性逐渐减弱。 21．(1)检查装置气密性 (2)排尽装置内空气，防止H2S溶液变质 (3) 2MnO+10Cl-+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O 浓盐酸挥发出的HCl气体不会与H2S反应，不需要除去 (4) 产生淡黄色沉淀 H2S+Cl2=S↓+2HCl (5)吸收实验中可能产生的HCl、H2S、Cl2等气体，防止其污染空气 【分析】A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯化锰、氯气和水，浓盐酸具有挥发性，导致生成的氯气中含有HCl，用饱和食盐水除去氯气中的HCl，氯气能氧化硫化钠生成S单质，说明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强。氯气有毒不能直接排空，用NaOH溶液进行尾气处理。 解析：（1）该实验中会生成氯气，实验开始前应进行的操作是检查装置气密性。 （2）空气中的氧气也能氧化H2S，实验时，先打开弹簧夹K，持续通入一段时间N2的目的是排尽装置内空气，防止H2S溶液变质。 （3）A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯化锰、氯气和水，离子方程式为：2MnO+10Cl-+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O，本实验不需要装置B也可以达到实验目的的理由是：浓盐酸挥发出的HCl气体不会与H2S反应，不需要除去。 （4）装置C中氯气能氧化硫化钠生成S单质，观察到的现象是产生淡黄色沉淀，发生反应的化学方程式为H2S+Cl2=S↓+2HCl。 （5）由分析可知，装置D的作用是吸收实验中可能产生的HCl、H2S、Cl2等气体，防止其污染空气。 22．过滤 萃取分液 D KCl 紫红色 蒸馏 【分析】由流程可知，晒干后在坩埚中灼烧，浸泡后过滤分离出含碘离子的溶液，通入氯气发生Cl2+2KI═2KCl+I2，得到含碘水溶液，再加有机溶剂萃取分液分离出碘的有机溶液，蒸馏分离出碘。 解析：（1）提取碘的过程中有关实验操作①和②的名称分别为过滤、萃取分液， 故答案为：过滤；萃取分液； （2）四氯化碳的密度比水的密度大，分层后有机层在下层，振荡静置后观察到试管里的分层现象是上图中的D，上层无色溶液的溶质是KCl，下层颜色是紫红色， 故答案为：D；KCl； 紫红色； （3）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过的操作是蒸馏； 故答案为：蒸馏。 学科网（北京）股份有限公司 $$