第四章 物质结构元素周期律 单元训练题 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》单元训练题 一、单选题 1．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z原子序数相差8，X原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，Y元素的焰色试验为黄色。下列说法正确的是 A．简单气态氢化物的稳定性：Z>W B．氧化物对应的水化物的酸性：W>Z C．元素X与元素Y、Z均能形成两种常见化合物 D．简单离子半径的大小顺序： 2．、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素，的最外层电子数是和的最外层电子数之和，也是的最外层电子数的2倍，和的单质常温下均为气体，的氧化物为两性氧化物。下列叙述正确的是 A．原子半径： B．的氧化物均不与水反应 C．工业冶炼单质，可电解熔融状态的氯化物 D．、和可形成既含有离子键又含有共价键的化合物 3．W、X、Y、Z是原子序数依次增加的短周期主族元素，其最外层电子数之和为17。W的最外层电子数是其内层电子数的3倍，X为短周期中原子半径最大的元素，Z的最高正化合价和最低负化合价代数和为6。下列叙述错误的是 A．工业上常用电解W与Y形成的化合物制备Y单质 B．W与X形成的常见化合物的阴阳离子个数比均为1∶2 C．简单离子半径：Z>X>Y>W D．X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物能两两相互反应 4．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。Y原子最外层电子数是电子层数的3倍。Y和W位于同主族，Z的最外层电子数是最内层电子数的一半。这四种元素的原子最外层电子数之和等于18。下列叙述正确的是 A．简单离子半径：X＞Y＞Z B．元素W的氧化物对应的水化物为强酸 C．简单氢化物稳定性：X＞Y＞W D．工业上电解熔融制备Z单质 5．、、、为短周期主族元素，原子的电子层有个电子，原子的最外层电子数为内层电子总数的倍，的最高价是最低价绝对值的倍，与同周期，且的原子半径小于。下列叙述错误的是 A．同主族中的最高价氧化物对应水化物的酸性最强 B．工业上电解的水溶液获得单质 C．、、均有两种及以上的氧化物 D．单质与的简单氢化物发生的反应是置换反应 6．近年来，我国科技创新不断实现新的突破。下列说法正确的是 A．燃气轮机助力电力发展，燃气轮机发电时，化学能全部转化为热能 B．国产航空发动机上使用的SiC属于传统硅酸盐材料 C．亚太6E卫星发射成功，卫星使用的镁锂合金属于无机非金属材料 D．中国“人造太阳”创亿度百秒世界新纪录，其原料中的和属于两种核素 7．W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中位置如图所示，下列说法不正确的是 A．W、Y、X三种元素的原子半径依次减小 B．Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高 C．W元素与Z元素可以形成 D．Y元素的单质能从溶液中置换出Z元素的单质 8．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与主族序数相等，下列叙述正确的是 Q R T W A．氢化物的相对分子质量：Q<R B．T与盐酸和氢氧化钠溶液反应都能产生氢气 C．W元素对应的含氧酸是强酸 D．Q、R的原子半径Q<R 9．下列关于元素周期表和表中元素的应用，说法正确的是 A．元素周期表中，元素分为金属元素和非金属元素 B．利用14C示踪法，可对出土文物进行年代断定 C．加入少量碱土金属，能大大改善合金的性能，故碱土金属又称“冶金工业的维生素” D．在副族中，可以找到制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素 10． 的衰变反应为，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5730年。下列说法正确的是 A．某考古样品中的量应为其17190年前的1/8 B．与的中子数相同 C．和的价层轨道电子数相差2 D．与同族的第四周期元素的原子序数为30 11．为消除NO、等氮氧化物对环境的破坏作用，可采用催化氮氧化物(SCR)脱除技术，反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．NO、均为酸性氧化物 B．若用NaOH溶液吸收等体积的NO和，只能生成一种盐 C．NO与气体等体积混合后与过量氨气发生反应，转移9 mol电子时生成3 mol D．反应过程中有极性键和非极性键的断裂，同时也有极性键和非极性键的形成 12．短周期主族元素、、、、原子序数依次增大，形成的化合物是一种重要的食品添加剂，结构如下图。下列正确的是 A．原子半径大小：Y>Z>Q B．简单氢化物的稳定性：X>Y>Z C．Z和可形成两种化学键完全相同的化合物 D．Y与W、与都可形成10电子和18电子的化合物 13．下列有关元素周期表中元素的说法不正确的是 A．科学家在周期表金属与非金属分界线处找到了制造半导体的元素 B．已知第53号元素的原子最外层电子数是7，则该元素位于第五周期第ⅦA族 C．由F，Cl，Br的非金属性依次减弱，推出、、的还原性依次增强 D．碱金属元素的化学性质相似，都能在加热条件下与氧气反应生成过氧化物 14．位于前四周期的四种元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，其中W是地壳中含量最高的元素，Z的焰色试验透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，X单质与二氧化碳反应生成一种黑色粉末和白色粉末，且单质与足量稀盐酸反应能够得到标准状况下的氢气，Y的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是 A．X单质与铝放入氢氧化钠溶液中构成原电池，X做负极 B．W、X、Y、Z四种元素按离子半径由大到小的顺序排列为 C．单质Z与钠的合金可以做核反应堆的传热介质 D．Y单质和甲烷在光照条件下反应的生成物共4种 二、非选择题 15．回答下列问题。 (1)仔细观察下图的微观反应过程，写出该化学反应方程式 。 (2)画出氧原子的结构示意图 。 (3)电解水时，为增强水的导电性，通常向纯水中加入适量的NaOH(NaOH不参加反应)。 ①某电解水实验开始时，向180g纯水中溶解了4g NaOH．此时溶液中和水分子的个数比是 。 ②当实验进行到一段时间，两个电极共收集到的气体折合成标准状况约是6.72L(不考虑气体溶解)。计算此时被电解的水的物质的量是 。 ③实际收集气体的外界条件并非标况。假如该条件下气体摩尔体积是C L/mol，阿伏伽德罗常数的值是，当收集到氢气的体积是V L时，则同时收集到的氧气分子的个数是 。 16．下面是元素周期表的一部分，表中的每个字母表示一种短周期元素，请回答下列问题： (1)D在元素周期表中的位置是第三周期 族。 (2)A、E两种元素所形成的气态氢化物较稳定的是 (填化学式)。 (3)B、C两元素的原子半径较小的是 (填元素符号)。 (4)在盛有水的小烧杯中加入元素B的单质，发生反应的化学方程式为： 。 (5)非金属性最强的元素是 (元素符号)。 17．元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表列出了七种元素在元素周期表中的位置，回答下列问题： A B C D E F G (1)表中C在周期表的位置是 。 (2)元素E与元素F相比，金属性较强的是 (用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是 (填字母序号)。 a．E的最高价氧化物对应的水化物的碱性比F的强 b．E的化合价比F的低 c．常温下E的单质与水反应的程度很剧烈，而F的单质在加热条件下才能与水反应 (3)画出硫的原子结构示意图： ；根据元素周期律预测稳定性：H2G H2C (填“大于”“等于”或“小于”)。 (4)C、D、E形成的简单离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。 18．与一定量的水形成晶体在一定条件下可转化为： 回答下列问题： (1)分子中： ①B原子的结构示意图为 。 ②F元素的化合价为 价。 ③已知：，则氧化性 (填“>”或“<”)。 (2)为水合离子，该离子的相对分子质量为 。 (3)通常情况下，最外层电子数相同的元素，化学性质也相同。已知：。 ①单质B(硼)与溶液反应的离子方程式为 。 ②若不慎将溶液沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上的硼酸。查阅资料可知为一元酸，则与足量溶液反应的化学方程式为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C A B D D B A A 题号 11 12 13 14 答案 C D D C 1．C 【分析】Y焰色反应为黄色，Y为Na，X原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，X为O元素，Z为S，则W为Cl，据此分析； 【详解】A．同周期元素非金属性从左到右增强，简单气态氢化物的稳定性增强，则简单气态氢化物的稳定性：HCl>H2S，A错误； B．同周期元素非金属性从左到右增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性增强：HClO4>H2SO4，B错误； C．元素X与元素Y、Z均能形成两种常见化合物，分别为Na2O和Na2O2，SO2和SO3，C正确； D．电子层越多，半径越大，电子层相同时，核电荷数小的半径大，简单离子半径的大小顺序：，D错误； 故选C。 2．D 【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为，的氧化物为两性氧化物，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。 【详解】A．一般电子层数越多的元素原子半径越大，同一周期从左到右元素原子半径逐渐减小，原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误； B． X为N元素，N的氧化物有很多种，其中NO2与水反应生成硝酸和NO，B错误； C．Y为Al元素，工业冶炼单质Al，可电解熔融状态氧化铝得到铝单质，C错误； D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确； 故答案为：D。 3．C 【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增加的短周期主族元素，其最外层电子数之和为17，W的最外层电子数是其内层电子数的3倍，推测为O，X为短周期中原子半径最大的元素，推测为Na，Z的最高正化合价和最低负化合价代数和为6，推测为Cl，因为四种元素最外层电子数之和为17，则17-6-1-7=3，推测Y为Al，据此解答。 【详解】A．工业上常用电解Al2O3形成的化合物制备Al单质，故A正确； B．W与X形成的常见化合物Na2O2、Na2O，阴阳离子个数比均为1∶2，故B正确； C．电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布完全相同时，核电荷数大的离子半径小，则简单离子半径Cl-＞O2-＞Na+＞Al3+，故C错误； D．NaOH、Al(OH)3、HClO4，能两两相互反应，故D正确； 答案选C。 4．A 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y原子最外层电子数是电子层数的3倍，Y为O元素；Y和W位于同主族，W为S元素；Z的最外层电子数是最内层电子数的一半，Z为Na元素；该四种元素的原子最外层电子数之和等于18，则X最外层电子数为5，即X为N元素。 【详解】A．电子层数相同，原子序数越大，离子半径越小，离子半径：N3−＞O2−＞Na+，A正确； B．元素W的氧化物对应水化物中H2SO3不是强酸，B错误； C．元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，则稳定性：H2O＞NH3＞H2S，C错误； D．冶炼金属钠的方法为电解熔融状态氯化钠，D错误。 故选A。 5．B 【分析】原子的电子层有个电子，则为11号元素，原子的最外层电子数为内层电子总数的倍，主族元素最外层电子数小于，则原子内层电子为，则为元素，的最高价是最低价绝对值的倍，则最高价为+6价，最低价为-2价，为元素，与同周期，且的原子半径小于，则为元素； 【详解】A．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，同主族中元素的非金属性最强，则同主族中的最高价氧化物对应水化物的酸性最强，故A正确； B．的水溶液为，工业上电解的水溶液得到、、，所以不能获得单质，故B错误； C．的氧化物有、，的氧化物为、，的氧化物为、等，故C正确； D．单质为，的简单氢化物为，和反应生成和，该反应为置换反应，故D正确； 故选：。 6．D 【详解】A．燃气轮机发电时，化学能转化为热能、机械能、电能等，A错误； B．SiC属于新型的无机非金属材料，B错误； C．镁锂合金属于金属材料，C错误； D．和为H元素的中子数不同的两种原子，属于两种核素，D正确； 故选D。 7．D 【分析】根据题目所给元素周期表结构和各元素在元素周期表中的位置，X为O，Y为S，Z为Cl，W为Si； 【详解】A．同一周期从左到右，电子层数相同，核电荷数增大，原子半径逐渐减小，同一主族，从下到上，电子层数减少，原子半径逐渐减小，故W、Y、X三种元素的原子半径依次减小，A正确； B．元素非金属性越强，气态氢化物稳定性越强，非金属性Cl>S，故Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高，B正确； C．Si元素与Cl元素可以形成SiCl4，C正确； D．S的氧化性小于Cl2，故S单质无法从NaCl溶液中置换出Cl2单质，D错误； 本题选D。 8．B 【分析】Q、R、T、W为元素周期表短周期元素，Y所处的周期序数与主族序数相等，说明Y为第三周期第IIIA族元素，为Al元素；根据元素间位置关系，则Q为C元素，R为N元素，W为S元素。 【详解】A．Q为C元素，其氢化物有多种，无法比较与N元素氢化物相对分子质量，A错误； B．T为Al元素，其单质具有两性，与盐酸和氢氧化钠溶液反应都能产生氢气，B正确； C．W为S元素，其最高价含氧酸硫酸才是强酸，C错误； D．C原子与N原子电子层数相同，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径：，D错误； 答案选B。 9．A 【详解】A．元素周期表中，元素分为金属元素和非金属元素，有硼砹斜线，上侧为非金属，下侧为金属元素，故A正确； B．14C的半衰期长，可以用于可对出土文物进行年代断定，这个方法称为断代法，而不是示踪法，故B错误； C．加入少量稀土金属，能大大改善合金的性能，故稀土金属又称“冶金工业的维生素”，故C错误； D．应该在副族和第Ⅷ族中寻找制造催化剂，在中ⅣB 族到ⅥB 族的过渡元素中找到耐高温、耐腐蚀合金的元素，故D错误； 故选A。 10．A 【分析】根据质量守恒和质子守恒，反应中X为。 【详解】A．根据半衰期的定义，某考古样品中的量应为其5730年前的，为5730×2=11460年前的，为其17190年前的1/8，A正确； B．根据分析，X应为，与的中子数不相同，B错误； C．和的核外电子数均为6，核外电子排布相同，价层轨道电子数相同，C错误； D．X为，第VA族，同族的第四周期元素的原子序数为33，D错误； 答案选A。 11．C 【详解】A．NO、均不是酸性氧化物，故A错误； B．若用NaOH溶液吸收等体积的NO和生成NaNO2和水，故B错误； C．NO与气体等体积混合后与过量氨气发生反应，反应方程式为3NO+3NO2+6NH3=6N2+9H2O，根据方程式，转移18mol电子生成6molN2，转移9 mol电子时生成3 mol ，故C正确； D．反应过程中只有极性键氮氢键、氮氧键断裂，故D错误； 选C。 12．D 【分析】短周期主族元素、、、、原子序数依次增大。Q形成+1价阳离子，Q是Na元素；X形成1个共价键，X是H元素；X形成4个共价键、Y形成3个共价键，X是C元素、Y是N元素；Z形成2个共价键，Z是O元素。 【详解】A．原子半径大小：Na>N>O，故A错误； B．简单氢化物的稳定性：H2O>NH3>CH4，故B错误； C．Na和O可形成两种化合物，Na2O只含离子键，Na2O2含离子键和共价键，故C错误； D．N与H可形成10电子化合物NH3和18电子的化合物N2H4；O与H都可形成10电子化合物H2O和18电子的化合物H2O2，故D正确； 选D。 13．D 【详解】A．科学家在周期表金属与非金属分界线处找到了制造半导体的元素，A正确； B．第53号元素是碘元素，碘原子最外层电子数是7，该元素位于第五周期第ⅦA族，B正确； C．非金属性越强，相应氢化物的还原性越弱，因此由F、Cl、Br的非金属性依次减弱，推出HF、HCl、HBr的还原性依次增强，C正确； D．碱金属中的Li在加热条件下与氧气反应生成氧化物，不会生成过氧化物，D错误； 答案选D。 14．C 【分析】W、X、Y、Z原子序数依次增大，其中W是地壳中含量最高的元素，则W是氧；Z的焰色试验透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，则Z是钾；X单质与二氧化碳反应生成一种黑色粉末和白色粉末，则X是镁；Y的单质为黄绿色气体，则Y是氯。 【详解】A．镁铝在氢氧化钠溶液中形成原电池，铝是负极，A错误； B．电子层数越多离子半径越大，核外电子排布相同时核电荷数越大半径越小，则离子半径大小是，B错误； C．钾钠的合金可以做核反应堆的传热介质，C正确； D．氯气和甲烷反应生成物有四种有机物和氯化氢，共5种产物，D错误； 答案选C。 15．(1) (2) (3) 1:100 0.2mol 【详解】（1）由图可知，反应为氯气和水生成盐酸和次氯酸，； （2）氧为8号元素，氧原子结构示意图为； （3）①某电解水实验开始时，向180g纯水（为10mol）中溶解了4g NaOH（为0.1mol），则此时溶液中和水分子的个数比是0.1:10=1:100。 ②水电极生成氢气和氧气，当实验进行到一段时间，两个电极共收集到的气体折合成标准状况约是6.72L(不考虑气体溶解，为0.3mol)，结合化学方程式可知，此时被电解的水为=0.2mol。 ③实际收集气体的外界条件并非标况。假如该条件下气体摩尔体积是C L/mol，阿伏伽德罗常数的值是，当收集到氢气的体积是V L时，氢气为，则同时收集到的氧气，氧分子的个数是。 16．(1)ⅣA (2)HF (3)Mg (4)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (5)F 【分析】由元素在周期表中的位置可知，A为氟元素、B为Na元素、C为 Mg元素、D为Si元素、E为Cl元素。 【详解】（1）D为Si元素，位于第三周期第ⅣA族； （2）同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性 F>Cl，非金属性越强，形成的简单气态氢化物越稳定，故A、E两种元素所形成的气态氢化物较稳定的是HF； （3）Na、Mg同周期，原子序数依次增大，故B、C两元素的原子半径较小的是 Mg； （4）Na与水反应生成NaOH与氢气，反应方程式为：； （5）在元素周期表中，除稀有气体外，右上角元素非金属性最强，即F元素非金属性最强。 17．(1)第二周期第ⅥA族 (2) Na ac (3) 小于 (4) 【详解】（1）结合题干中周期表的结构，可推知C在周期表的位置是第二周期第ⅥA族。 答案为：第二周期第ⅥA族。 （2）元素E为Na，元素F为Al，两者位于同一周期，金属性从左往右递减，故金属性较强的Na；能证明金属性强弱的实验事实： a．最高价氧化物对应的水化物碱性越强，金属性越强，故a正确； b．E的化合价比F的低，说明Na失去的电子数比Al少，金属性的强弱与失电子的难以程度有关，与失电子的数目无关，故b错误； c．金属单质与水或酸反应越剧烈，金属性越强，故c正确；故ac正确。 答案为：Na；ac。 （3） 硫的原子结构示意图为：；C、G位于周期表的同一主族，从上往下，非金属性减弱，形成的简单氢化物的稳定性减弱，故稳定性：H2G小于H2C。 答案为：；小于。 （4）C、D、E形成的简单离子分别为O2-、F-、Na+，三者的电子层结构均相同，核内质子数越多，半径越小，故半径由大到小的顺序是。 答案为：。 18．(1) > (2)19 (3) 【详解】（1）①B为5号元素，原子结构示意图为 ； 故答案为： ； ②BF3中，F的氧化性大于B，则F的化合价为-1； 故答案为：-1； ③氧化性：氧化剂＞氧化产物，F为氧化剂发生还原反应，O2为氧化产物； 故答案为：＞； （2）H的相对原子质量为1，O的相对原子质量为16，则H3O+相对分子质量为19； 故答案为：19； （3）①B与Al化学性质相似，故B与NaOH的反应为； 故答案为：； ②H3BO3 为一元酸，只能电离1个H+，则酸根为，H3BO3与足量 KOH 溶液反应，； 故答案为：。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$