第四章《物质结构元素周期律》单元复习题--2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修1

第四章《物质结构 元素周期律》单元复习题 一、单选题 1．如图是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z均为短周期主族元素，Z与X的最高化合价之和为10。下列说法错误的是 W X Y Z A．元素非金属性强弱的顺序为：W>Z>Y>X B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：W>Z>Y>X C．气态简单氢化物的稳定性：Y<W D．化合物仅含有极性共价键 2．已知和的半衰期很短，不能稳定存在。可通过人工合成反应短暂观察：，（已配平，反应前后总的质子数、中子数不变），下列说法正确的是 A．X的中子数为2 B．X、Y为同种元素 C．和可用作示踪原子研究化学反应历程 D．和互为同位素 3．已知：A、B、C、D、E、F、G是短周期中原子序数依次增大的主族元素，A、B元素最高正价与最低负价之和均为0，D、F是同主族元素，F元素原子序数是D元素原子序数的2倍，E元素原子半径是短周期中最大的。下列说法不正确的是 A．元素非金属性：D＞C＞B B．原子半径：E＞C＞D C．气态氢化物的还原性：F＞G D．A与D可形成含非极性键的离子化合物 4．2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts(tián)，Ts的最外层电子数是7。下列说法中，不正确的是 A．Ts是第七周期第VIIA族元素 B．Ts的同位素原子具有相同的电子数 C．中子数为176的Ts，其核素符号是 D．Ts在同族元素中非金属性最弱 5．下列关于化学键与化合物的叙述正确的是 A．含有正离子的物质一定是离子化合物 B．离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键 C．只含有非金属元素的化合物一定是共价化合物 D．只由共价键形成的物质一定是共价化合物 6．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X与Y同周期，Y的单质是人体生存必不可少的物质，Y与Z同主族;X核外电子总数等于Y最外层电子数；W的最高正化合价为+7。下列说法正确的是 A．简单氢化物的热稳定性：X>Y B．W的单质可用于自来水消毒 C．原子半径：Y>Z D．最高价氧化物对应的水化物酸性：Z>W 7．2019年是元素周期表诞生150周年，目前周期表七个周期均已排满，共118种元素。短周期元素W、X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的原子最外层电子数之和为24。下列说法不正确的是 W X Y Z A．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y B．W的氢化物与Z的氢化物反应，会有白烟产生 C．在元素周期表中，118号元素与Z元素位于同一主族 D．工业上常用YX2漂白纸浆、毛、丝等 8．2022年是门捷列夫发表元素周期表153周年。如图是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高正化合价之和为8。下列说法错误的是 A．W的最高价氧化物的水化物能与其简单气态氢化物反应生成离子化合物 B．Y单质可用于制作半导体材料 C．气态氢化物热稳定性：W>Z D．X的最高价氧化物属于碱性氧化物 9．某种净水剂由原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种主族元素组成。五种元素分处三个短周期，且包含地壳中含量前三的三种元素。五种元素原子的最外层电子数之和为20。下列说法正确的是 A．简单离子半径：Z>W>X B．最简单氢化物的稳定性：W>Y>Z C．X最高价氧化物对应水化物具有强碱性 D．Z和W形成的常见化合物含有离子键 10．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系错误的是 A．简单气态氢化物沸点：X>W B．氧化物对应水化物的酸性：Z>W C．Y的氧化物具有两性 D．简单离子的半径：Y<X 11．已知短周期元素A、B、C、D的离子、、、具有相同的电子层结构。则下列叙述正确的是 A．原子半径： B．原子序数：d>c>b>a C．原子的最外层电子数：C>D>A>B D．离子半径： 12．均为短周期元素，它们在元素周期表的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子的3倍，下列说法中正确的是 X Y Z W A．原子半径： B．4种元素的氢化物中，Y元素的氢化物最稳定因为分子间有氢键 C．最高价氧化物对应水化物的酸性： D．X的最高价氧化物对应的水化物能与其气态氢化物发生反应 13．现有短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如图所示。其中Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半。下列说法正确的是 X Y Z M A．X元素位于第2周期ⅤA族 B．Y元素的非金属性比Z强 C．Z的原子半径比X的大 D．M的氧化物的水化物是强酸 14．新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法错误的是 A．石墨烯是一种单质 B．氧化石墨烯不是氧化物 C．二者和石墨都是碳的同素异形体 D．氧化石墨烯具有一定的亲水性 二、非选择题 15．氮、碳、硼元素形成的化合物具有独特的结构。请回答： (1)固态的N2O5为离子晶体(阴阳离子中所含原子个数均不超过4个)，其阳离子的空间结构名称为 ，阴离子中氮原子的杂化方式为 。 (2)比较酸性强弱： (填“>”、“<”)，请说明理由 。 (3)当石墨被过量的K处理后(未反应的金属被汞洗出)，K+离子在石墨层间嵌入，K+层在石墨层的投影如图所示。该钾石墨晶体的化学式是 ，晶体类型是 。 (4)石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法不正确的是___________。 A．与石墨相比，(CF)x导电性增强 B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强 C．(CF)x中C—F的键长比C—C短 D．1mol(CF)x中含有2x mol共价单键 (5)硼砂与NaOH的混合溶液中加入H2O2可以制备，已知X的阴离子只有一种化学环境的B原子，且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构，写出X阴离子的结构式 。 16．半胱氨酸是人体细胞正常活动的必需氨基酸之一。 (1)组成半胱氨酸的元素中，位于元素周期表第三周期的是 。 (2)非金属性N强于C。 ①事实依据：的酸性比 (填“强”或“弱”)。 ②从原子结构角度解释：N和C位于同一周期，原子核外电子层数相同， ，原子半径N小于C，得电子能力N强于C。 (3)半胱氨酸分子中的硫原子被硒(Se)原子取代后称为硒代半胱氨酸，硒代半胱氨酸分子是潜在的抗癌分子药物。Se与O、S在元素周期表中位于同一主族。下列推测正确的是 (填字母)。 a.Se的最低化合价为价 b.原子半径： c.将通入溶液中，可生成S 元素周期表是元素周期律的具体表见形式，是学习和研究化学的重要工具，下图是元素周期表的一部分。请根据要求回答问题： 氢 氦 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖 钠 镁 铝 硅 磷 X 氯 氩 钾 钙 …… 17．1869年俄国化学家 在多年的研究和大量的试验基础上，编排出了世上第一张元素周期表，有力的推动了近代科学的发展，在世界上留下了不朽的光荣。 18．在元素周期表中的位置为 。 19．分析上表规律，可推知，表中X的元素符号为 。所列前20种元素中，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (填酸的化学式)。 20．写出一种由原子序数三种元素组成化合物的化学式 。 21．化学需氧量(COD)是指用强氧化剂将1 L废水中的还原性物质氧化为二氧化碳和水所消耗的氧化剂的量，并换算成以O2为氧化剂时所消耗O2的质量。水体COD值常作为水体中有机污染物相对含量的综合指标之一，Fenton(Fe2＋/H2O2)法能产生Fe3＋和具有强氧化性的羟基自由基(·OH)引发一系列链式反应，被广泛应用于有机废水的治理。 (1)羟基自由基(·OH)的电子式为 。 (2)分别取初始pH=4、COD=80的废水200 mL，加入200 mL H2O2，改变起始投加FeSO4·7H2O的量，反应相同时间。测得反应后水样COD随Fe2＋投加量的关系如图所示。当Fe2＋投加量超过1 g·L-1时，反应后水样COD不降反升的原因可能是 。 (3)在Fenton法的基础上改进的基于硫酸根自由基(SO)的氧化技术引起关注。研究发现，一种Mn3O4石墨烯纳米复合材料对催化活化S2O产生SO具有很好的效果。S2O结构如图所示。 ① 与Fe2＋/H2O2试剂相比，Mn3O4—石墨烯/ S2O的使用范围更广。SO在强碱性条件下反应生成·OH，写出该反应的离子方程式： 。 ② 一种制取Mn3O4—石墨烯纳米复合材料的物种转化关系可表示如下(GO表示石墨烯)： 在石墨烯表面制得1 mol Mn3O4，理论上需要消耗NaBH4的物质的量为 mol。 ③利用该复合材料催化活化S2O并去除废水中有机污染物的可能反应机理如图所示。该机理可描述为 。 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 B B D C B B C D A B 题号 11 12 13 14 答案 D D C C 1．B 【分析】W、X、Y、Z均为短周期主族元素，由它们在元素周期表中的相对位置可知，W处于第二周期，X、Y、Z处于第三周期，Z与X的最高化合价之和为10，设X的最外层电子数为a，则Z的最外层电子数为a+2，故a+a+2=10，解得a=4，故X为Si元素，Y为P元素，Z为S元素，W为O元素。 【详解】A．同周期非金属元素从左至右非金属性逐渐增大，同主族从上往下非金属性逐渐减小，故元素非金属性：O＞S＞P＞Si，故A正确； B．元素非金属性：O＞S＞P＞Si，非金属性越强则对应最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，但O没有最高正价，无法进行比较，故B错误； C．由非金属性：P＜O，可知气态氢化物的稳定性：PH3＜H2O，故C正确； D．为，只存在S与O形成的共价键，而S与O之间形成的共价键均极性共价键，故D正确； 故答案选B。 2．B 【分析】，，反应遵循质量守恒，反应前后总的质子数、中子数不变，得到a=6，b=2，n=2，m=4，据此解答。 【详解】A．X微粒为，X的中子数=6-2=4，故A错误； B．X微粒为，Y微粒为，质子数相同，为同种元素，故B正确； C．已知和的半衰期很短，不能稳定存在，不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，故C错误； D．和是氧气单质，不能互为同位素，故D错误； 故选B。 3．D 【分析】D、F是同主族元素且F元素原子序数是D元素原子序数的2倍，则D为O，F为S；E元素原子半径是短周期中最大的，E为Na；A、B、C、D、E、F、G是短周期中原子序数依次增大的主族元素，A、B元素最高正价与最低负价之和均为0，则A为H，B为C，C为N，可知：A为H，B为C，C为N，D为O，E为Na，F为S,G为Cl元素。 【详解】A．同周期元素非金属性从左到右增强，元素非金属性：O＞N＞C，A正确； B．电子层越多，半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，原子半径：Na＞N＞O，B正确； C．非金属性越强，气态氢化物的还原性越弱，非金属性，则气态氢化物的还原性：，C正确； D．H与O可形成含非极性键的共价化合物，例如H2O2，D错误； 故选D。 4．C 【详解】A．Ts是117号元素，在元素周期表中位于第七周期第ⅦA族元素，故A正确； B．Ts的同位素原子都有117个电子，故B正确； C．中子数为176的Ts，质量数=质子数+中子数=117+176=293，其核素符号是，故C错误； D．同主族元素从上到下，非金属性减弱，Ts在同族元素中非金属性最弱，故D正确； 答案选C。 5．B 【详解】A．含有正离子的物质不一定是离子化合物，如金属晶体由金属阳离子和自由电子组成，故A错误； B．离子化合物的一定含离子键，可能含共价键，如NaOH中含离子键、共价键，故B正确； C．只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如氯化铵和硝酸铵等，都属于离子化合物，故C错误； D．由共价键形成的物质可能为共价化合物，也可能为单质，如氢气、氧气等，故D错误； 故选B。 6．B 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增，X与Y同周期，Y的单质是人体生存必不可少的物质，则Y是O，Y与Z同主族， Z是S；X核外电子总数等于Y最外层电子数=6，X是C，W的最高正化合价为+7， W是Cl。 【详解】A．元素的非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，热稳定性：X＜Y，即CH4＜H2O，A项错误； B．W的单质氯气溶于水生成次氯酸，故可用于自来水消毒，B项正确； C．同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径的大小顺序r(Z)＞r(Y)，即r(S)>r(O)， C项错误； D．元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，酸性：W>Z，即HClO4>H2SO4， D项错误； 答案选B。 7．C 【分析】根据各元素在周期表中的相对位置知，W、X位于第2周期，Y、Z位于第3周期，设W元素的原子最外层电子数为a，X、Y、Z元素的原子最外层电子数依次为(a+1)、(a+1)、(a+2)，四种元素的原子最外层电子数之和为24，则a+a+1+a+1+a+2=24，解得a=5，W、X、Y、Z依次为N、O、S、Cl元素，据此分析作答。 【详解】A．Y、Z位于同一周期，同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，故最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y，A正确； B．W的氢化物与Z的氢化物分别为NH3、HCl，其相互反应会生成NH4Cl，现象为产生白烟，B正确； C．根据“目前周期表七个周期均已排满，共118种元素”可知，118号元素位于元素周期表中的第7周期0族，C错误； D．YX2为SO2，SO2具有漂白性，能漂白纸浆、毛、丝等，D正确； 答案选C。 8．D 【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素， W与X的最高正化合价之和为8，根据W、X、Y、Z在周期表中的位置，设X的最高正价为+a，则W的最高正价为a+2，a+a+2=8，a=+3，所以X是Al元素、Y是Si元素、W是N元素、Z是P元素； 【详解】A．W是N元素，N最高价氧化物的水化物是HNO3、其简单气态氢化物是NH3，HNO3、NH3反应生成NH4NO3，NH4NO3是离子化合物，A正确； B．Si单质可用于制作半导体材料，B正确； C．同主族元素从上到下，气态氢化物热稳定性减弱，气态氢化物热稳定性>，C正确； D．X是Al元素，Al2O3是两性氧化物，D错误； 故选D。 9．A 【分析】R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种主族元素，且分处三个短周期，则R一定位于第一周期，Z一定位于第三周期。五种元素包含地壳中含量前三的元素O、Si、Al，五种元素原子的最外层电子数之和为20，则剩余的最后一种元素最外层电子数为，为S，结合原子序数关系，可知R为H，W为O，X为Al，Y为Si，Z为S。 【详解】A．电子层数越多离子半径越大，电子层结构相同的离子，原子序数越大，半径越小，故离子半径S2->O2->Al3+，故A正确； B．非金属性O>S>Si，故最简单氢化物的稳定性H2O>H2S>SiH4，故B错误； C．X最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝，其具有两性，故C错误； D．Z和W形成的常见化合物为二氧化硫或三氧化硫，其均为共价化合物，不含离子键，故D错误； 故选A。 10．B 【分析】短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21，设X最外层电子数为a，则Y、W、Z最外层电子数分别为a−3、a −1、a+1，则4a −3=21，则a=6，即W、X、Y和Z分别为N、O、Al、Cl。 【详解】A．水、氨气存在分子间氢键，水分子间氢键比氨气分子间氢键数目多，则简单气态氢化物沸点：H2O＞NH3，故A正确； B．氧化物对应水化物的酸性不一定是Cl＞N，必须是最高价氧化物对应水化物的酸性才满足，故B错误； C．Y的氧化物氧化铝具有两性，故C正确； D．根据同电子层结构核多径小，则简单离子的半径：Al3+＜O2－，故D正确。 综上所述，答案为B。 11．D 【分析】根据题意可推知A为Mg，B为Na，C为N，D为F； 【详解】A．原子半径：，A错误； B．原子序数：，B错误； C．最外层电子数：，C错误； D．四种离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径：，D正确； 故选D。 12．D 【分析】均为短周期元素，若Y原子的最外层电子数是次外层电子的3倍，Y是O元素；根据其在元素周期表中的相对位置，X是N元素、Z是S元素、W是Cl元素。 【详解】A．同周期元素从左到右半径依次减小，同主族元素从上到下半径依次增大，原子半径：S>Cl>N>O，故A错误； B．H2O的稳定性与共价键有关，与氢键无关，故B错误； C．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性HClO4>H2SO4，故B错误； D．HNO3能与NH3发生反应生成NH4NO3，故D正确； 选D。 13．C 【分析】短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如图所示。其中Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于第三周期，Y是Si，则Z是P，X是O，M是Cl，据此解答。 【详解】A．X元素是O，位于第2周期ⅥA族，A错误； B．同周期自左向右非金属性逐渐增强，则P元素的非金属性比Si强，B错误； C．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P的原子半径比O的大，C正确； D．Cl的氧化物的水化物不一定是强酸，例如次氯酸是弱酸，D错误； 答案选C。 14．C 【详解】Ａ．石墨烯是碳的单质，A项正确； Ｂ．氧化石墨烯含有氢元素，故不是氧化物，B项正确； Ｃ．氧化石墨烯不是碳的同素异形体，C项错误； Ｄ．由于氧化石墨烯结构中含有的羟基和羧基为亲水基团，所以它具有一定的亲水性，D项正确； 答案选Ｃ。 15．(1) 直线形 sp2 (2) > N的电负性大于H的电负性，使得相邻N—H键的电子云向NH2方向偏移，N—H键的极性变大，更易电离出氢离子，酸性更强 (3) KC8 离子晶体 (4)AD (5) 【详解】（1）N2O5为离子晶体，根其据阴阳离子中所含原子个数均不超过4个可推断出其阴阳离子为： 和（亚硝酰正离子），其中阳离子呈直线型，阴离子为平面三角形且氮原子为sp2杂化； （2）由于N的电负性大于H的电负性，使得中相邻键的电子云向-NH2方向偏移，键的极性变大，更易电离出氢离子，酸性更强，因此酸性强于； （3） 可以选择图中红框中的部分作为该钾石墨的晶胞，利用均摊法，可以算出该钾石墨的化学式为KC8，该晶体中，钾失去电子给石墨层，形成了离子化合物，因此晶体类型为离子晶体； （4） A．由图可知，与石墨相比，(CF)x分子中碳原子均为饱和碳原子，分子中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，导电性减弱，故A错误； B．由图可知，与石墨相比，(CF)x分子中碳原子均为饱和碳原子，不易被氧化，抗氧化性增强，故B正确； C．随原子序数递增，同周期主族元素的原子半径逐渐减小，因此(CF)x中的键长比短，故C正确； D．由图可知，(CF)x分子中碳原子与3个碳原子形成碳碳共价键，每个碳碳键被2个碳原子共用，与1个氟原子形成共价键，则1mol(CF)x分子中含有(3×+1)×x=2.5xmol共价单键，故D错误； 故选AD； （5）由于B只有一种化学环境，说明两个B原子在结构上是等价的。又根据各原子数量推断出X的阴离子是对称结构，同时B和O原子最外层都达到8电子稳定结构，B连有两个-OH，此时O多余，推测B与B之间通过过氧键连接，共同达到稳定的8电子排布，因此推测X的结构为： 16．(1)S (2) 强 核电荷数N大于C (3)ac 【详解】（1）组成半胱氨酸的元素中，H是第一周期元素，C、N、O是第二周期，位于元素周期表第三周期的是S； （2）①非金属性N强于C，非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强，则的酸性比强； ②从原子结构角度解释：N和C位于同一周期，原子核外电子层数相同，核电荷数N大于C，原子半径N小于C，得电子能力N强于C。 （3）a. Se与O、S在元素周期表中位于同一主族即VIA族，最高正价为+6，则Se的最低化合价为价，故a正确； b. Se与S位于同一主族，且Se的原子序数比S大，则原子半径：，故b错误； c.非金属性：O>S，则氧气的氧化性比S强，将通入溶液中，可生成S，故c正确； 故选ac。 17．门捷列夫 18．第四周期第ⅡA族 19． S HClO4 20．（合理即可） 【解析】17．第一张元素周期表是俄国化学家门捷列夫完成的； 18．在元素周期表中的位置为第四周期第ⅡA族； 19．由表可知，X为S；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性最强，所列前20种元素中，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4； 20．原子序数1、7、17的元素分别为H、N、Cl，这三种元素组成化合物的化学式为（合理即可）。 21．(1) (2)溶液中c(Fe2＋)过大，被还原的H2O2增多，生成的Fe3＋催化H2O2分解生成O2的速率加快，溶液中c(·OH)减小，氧化去除还原性有机物的速率减慢，过量Fe2＋残留，会增加测量水样COD时强氧化剂的用量，造成水样COD测量值偏高 (3) SO＋OH-=·OH ＋SO 3.75 S2O得到Mn3O4中Mn(II)和石墨烯失去的电子，生成SO和SO；SO和Mn3O4中的Mn(III)反应生成SO和Mn(II)；水体中的还原性有机污染物被SO氧化生成CO2和H2O 【详解】（1） 羟基自由基(·OH)中含有1个未成对电子，其电子式为； （2）Fenton(Fe2＋/H2O2)法原理为产生Fe3＋和具有强氧化性的羟基自由基(·OH)引发一系列链式反应除去有机物；Fe2＋能被H2O2氧化为Fe3＋，Fe3＋能催化H2O2分解；溶液中c(Fe2＋)过大，被还原的H2O2增多，生成的Fe3＋催化H2O2分解生成O2的速率加快，溶液中c(·OH)减小，氧化去除还原性有机物的速率减慢，过量Fe2＋残留，会增加测量水样COD时强氧化剂的用量，造成水样COD测量值偏高； （3）①SO在强碱性条件下反应生成·OH，反应中OH-失去电子转化为·OH，离子反应式为SO＋OH-=·OH＋SO。②MnO和NaBH4反应中锰元素化合价由＋7变为＋2，NaBH4中氢元素化合价由-1变为0，根据电子守恒可知12MnO～15NaBH4，根据锰元素守恒得到4Mn3O4～12MnO，即4Mn3O4～15NaBH4，则在石墨烯表面制得1 mol Mn3O4，理论上需要消耗NaBH4的物质的量为3.75 mol。③ 由题图可知，利用该复合材料催化活化S2O并去除废水中有机污染物的反应机理为S2O得到Mn3O4中Mn(Ⅱ)和石墨烯失去的电子，生成SO和SO；SO和Mn3O4中的Mn(III)反应生成SO和Mn(II)；水体中的还原性有机污染物被SO氧化生成CO2和H2O。 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 $$