第4章 感知高考-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学必修第一册同步练习（人教版）

第四章 物质结构 元素周期律 练 1. （ 2021 年辽宁卷） 下列化学用语使用正确 的是 （ ） A. 基态 C 原子价电子排布图： B． Cl － 结构示意图： +18 288 C． KCl 形成过程： · · ·· ·· · · K + Cl · · · ·· ·· · · K Cl→ D． 质量数为 2 的氢核素： 2 1 H 2． （ 2023 年全国乙卷） 一种矿物由短周期元 素 W 、 X 、 Y 组成， 溶于稀盐酸有无色无 味气体生成。 W 、 X 、 Y 原子序数依次增 大。 简单离子 X 2- 与 Y 2+ 具有相同的电子结 构。 下列叙述正确的是 （ ） A． X 的常见化合价有 -1 、 -2 B． 原子半径大小为 Y＞X＞W C． YX 的水合物具有两性 D． W 单质只有 4 种同素异形体 3． （ 2023 年全国甲卷） W 、 X 、 Y 、 Z 为短 周期主族元素， 原子序数依次增大， 最外 层电子数之和为 19 。 Y 的最外层电子数 与其 K 层电子数相等， WX 2 是形成酸雨 的物质之一。 下列说法正确的是 （ ） A． 原子半径： X＞W B． 简单氢化物的沸点： X＜Z C． Y 与 X 可形成离子化合物 D． Z 的最高价含氧酸是弱酸 4. （ 2022 年河北卷） 中子轰击 A Z X 原子的核 反应为 A Z X+ 1 0 n→ R M Y+ 1 1 H ， 其中 R M Y 可用于测 定文物年代。 下列说法错误的是 （ ） A. 原子半径： Y＞X B. YH + 3 的电子式： H Y H · · · · ·· H + C. 最高价含氧酸的酸性： Y＞X D. X 与 Y 均能形成多种氢化物 5. （ 2022 年山东卷） 13 8 O 、 15 8 O 的半衰期很短， 自然界中不能稳定存在。 人工合成反应 如下： 16 8 O+ 3 2 He→ 13 8 O+ a b X ； 16 8 O+ 3 2 He→ 15 8 O+ m n Y 。 下 列说法正确的是 （ ） A. X 的中子数为 2 B. X 、 Y 互为同位素 C. 13 8 O 、 15 8 O 可用作示踪原子研究化学反 应历程 D. 自然界不存在 13 8 O 2 、 15 8 O 2 分子是因其化 学键不稳定 6. （ 2022 年北京卷） 38 Sr （锶） 的 87 Sr 、 86 Sr 稳定同位素在同一地域土壤中 87 Sr/ 86 Sr 值 不变 。 土壤生物中 87 Sr/ 86 Sr 值与土壤中 87 Sr/ 86 Sr 值有效相关 。 测定土壤生物中 87 Sr/ 86 Sr 值可进行产地溯源。 下列说法不 正确的是 （ ） A. Sr 位于元素周期表中第六周期 、 第 ⅡA 族 B. 可用质谱法区分 87 Sr 和 86 Sr C. 87 Sr 和 86 Sr 含有的中子数分别为 49 和 48 D. 同一 地 域 产 出 的 同 种 土 壤 生 物 中 感知高考 高考真题、 模拟题精练 ↑ ↑↑↑ 2s 2p 117 练 高中化学必修第一册 （人教版） 87 Sr/ 86 Sr 值相同 7. （ 2022 年湖南卷） 科学家合成了一种新的 共价化合物 （结构如图所示 ）， X 、 Y 、 Z 、 W 为原子序数依次增大的短周期元 素， W 的原子序数等于 X 与 Y 的原子序 数之和。 下列说法错误的是 （ ） A. 原子半径： X＞Y＞Z B. 非金属性： Y＞X＞W C. Z 的单质具有较强的还原性 D. 原子序数为 82 的元素与 W 位于同一 主族 8. （ 2022 年全国甲卷） Q 、 X 、 Y 、 Z 是原子 序数依次增大的短周期主族元素， 其最 外层电子数之和为 19 。 Q 与 X 、 Y 、 Z 位 于不同周期， X 、 Y 相邻， Y 原子最外层 电子数是 Q 原子内层电子数的 2 倍。 下 列说法正确的是 （ ） A. 非金属性： X＞Q B. 单质的熔点： X＞Y C. 简单氢化物的沸点： Z＞Q D. 最高价含氧酸的酸性： Z＞Y 9. （ 2022 年全国乙卷） 化合物 （ YW 4 X 5 Z 8 · 4W 2 Z ） 可用于电讯器材、 高级玻璃的制 造。 W 、 X 、 Y 、 Z 为短周期元素， 原子 序数依次增加， 且加和为 21 。 YZ 2 分子 的总电子数为奇数， 常温下为气体。 该 化合物的热重曲线如图所示， 在 200 ℃ 以下热分解时无刺激性气体逸出。 下列 叙述正确的是 （ ） A. W 、 X 、 Y 、 Z 的单质常温下均为气体 B. 最高价氧化物的水化物酸性： Y<X C. 100~200 ℃ 阶段热分解失去 4 个 W 2 Z D. 500 ℃ 热分解后生成固体化合物 X 2 Z 3 10. （ 2023 年重庆卷 ） 化合物 X 3 Y 7 WR 和 X 3 Z 7 WR 所含元素相同， 相对分子质量 相差 7 ， 1 mol X 3 Y 7 WR 含 40 mol 质子， X 、 W 和 R 三种元素位于同周期， X 原 子最外层电子数是 R 原子核外电子数的 一半。 下列说法正确的是 （ ） A． 原子半径： W＞R B． 非金属性： X＞R C． Y 和 Z 互为同素异形体 D． 常温常压下 X 和 W 的单质均为固体 Z 5 X 2 — W — Y — W — X 2 Z 5 X 2 Z 5 X 2 Z 5 X 2 Z 5 X 2 Z 5 100 200 300 400 500 600 700 800 质 量 保 留 百 分 数 w / % t/℃ 100% 80.2% 67.4% 64.1% 118 参考答案与解析 【解析】 T 是 S ， X 是 C ， Y 是 N ， Z 是 Cl 。 19. （ 1 ） Cl<S<Al （ ２ ） Cl S Cl · · · · ·· ·· · · · · ·· ·· ·· ·· （ 3 ） Be+2NaOH Na 2 BeO 2 +H 2 ↑ （ ４ ） ３ ∶ ５ 【解析】 由题可知 X 是 Be ， Y 是 Al ， Z 是 S ， W 是 Cl 。 （ 3 ） 对比 Al 与 NaOH 反应方程式书写。 （ 4 ） 0.1 mol Cl 2 可 获 得 电 子 0.2 mol ， FeBr 2 共 0.075 mol ， Fe 2+ 先被氧化 ， 失去电子 0.075 mol ， 剩余 0.2 mol-0.075 mol=0.125 mol 电子由 Br - 提供 。 Br - 共 0.15 mol ， 余 0.025 mol ， 被氧化的 n （ Fe 2 + ） ∶ n （ Br - ） = 0.075 ∶ 0.125=3 ∶ 5 。 感知高考 1. D 【 解 析 】 基 态 C 原 子 价 电 子 排 布 图 为 ↓↑ ↑ ↑ 2s 2p ， A 错误； Cl - 核电荷数为 17 ， 其结构示 意图为 +17 2 8 8 ， B 错误； KCl 是离子化合物， 用电 子式表示其形成过程需要表示出电子的转移 ， 且氯 原 子 和 KCl 的 电 子 式 都 错 误 ， 正 确 的 表 示 为 K · + · Cl K + ［ Cl ］ - · · ·· ·· · · · · ·· ·· ， C 错误； 原子用 A Z X 表示， A 为 质量数， Z 为质子数， X 为元素符号， 质量数为 2 的氢 核素表示为 2 1 H ， D 正确。 2. A 【解析】 因 W 、 X 、 Y 均为短周期元素， 且原 子序数依次增大， X 2- 与 Y 2+ 具有相同的电子结构， 则 X 为 O ， Y 为 Mg ， W 、 X 、 Y 组成的物质能溶于稀盐酸有 无色无味的气体产生， 则 W 为 C ， 产生的气体为二氧 化碳 。 X 为 O ， 常见价态有 -1 价和 -2 价 ， 如 H 2 O 2 和 H 2 O ， A 正确； 同主族时电子层数越多， 原子半径越大， 电子层数相同时， 原子序数越小， 原子半径越大， 所以 原子半径大小为 Y＞W＞X ， B 错误； YX 可形成 MgO ， 水合物为 Mg （ OH ） 2 ， Mg （ OH ） 2 只能与酸反应生成盐和 水， 不能与碱反应， 所以 YX 的水合物没有两性， C 错 误； W 为 C ， 碳的同素异形体有： 金刚石、 石墨、 石墨 烯、 富勒烯、 碳纳米管等， 种类不止四种， D 错误。 3. C 【解析】 WX 2 是形成酸雨的物质之一， 则 WX 2 可能是 NO 2 或 SO 2 ， 因 W 、 X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增 大， 且均为短周期主族元素， 则 W 为 N ， X 为 O ； Y 的 最外层电子数与其 K 层电子数相等， 则 Y 为 Mg ； 四种 元素最外层电子数之和为 19 ， 则 Z 的最外层电子数为 6 ， Z 为 S 。 同周期从左往右， 主族元素的原子半径依次 减小， 则原子半径： N＞O ， A 错误； X 的简单氢化物为 H 2 O ， 常温下为液态， Z 的简单氢化物为 H 2 S ， 常温下为 气态， 故沸点： H 2 O＞H 2 S ， B 错误； Y 与 X 形成的化合 物为 MgO ， 属于离子化合物， C 正确； Z 为 S ， 其最高 价含氧酸硫酸为强酸， D 错误。 4. C 【解析】 由 R M Y 可用于测定文物年代可知， Y 为 C 元素； 由核反应方程式可知， X 为 N 元素。 同周期主 族元素， 从左到右原子半径依次减小， 故碳原子的原子 半径大于氮原子， A 正确； CH + 3 为质子数大于电子数的 阳离子， 电子式为 H C H H · · · · ·· ［ ］ + ， B 正确； 元素的非金属性 越强， 最高价含氧酸的酸性越强， 氮元素的非金属性强 于碳元素， 则硝酸的酸性强于碳酸， C 错误； 碳元素可 以与氢元素形成 CH 4 、 C 2 H 4 等烃类化合物， 氮元素可以 与氢元素形成 NH 3 、 N 2 H 4 等， 故碳元素和氮元素均能形 成多种氢化物， D 正确。 5. B 【解析】 根据人工合成反应中质量数和质子数 不变可知， 核素 X 为 6 2 He ， 由质量数 ＝ 质子数 ＋ 中子数可 知， 核素 X 的中子数为 4 ， A 错误； 同理可知， 核素 Y 为 4 2 He ， 6 2 He 、 4 2 He 质子数相同而中子数不同， 两者互为 同位素， B 正确； 由题干信息可知， 13 8 O 、 15 8 O 的半衰期 很短， 自然界中不能稳定存在， 不适宜用作示踪原子研 究化学反应历程， C 错误； 自然界中存在 16 8 O 2 而不存在 13 8 O 2 、 15 8 O 2 ， 并不是因为其分子中的化学键不稳定， 而是 由于构成分子的 13 8 O 与 15 8 O 的半衰期很短， 很容易发生核 变化而转化为其他原子， 即 13 8 O 2 、 15 8 O 2 分子的稳定性与 化学键的稳定性无关， 而与构成分子的原子的稳定性有 关， D 错误。 6. A 【解析】 Sr 位于元素周期表中第五周期、 第 ⅡA 族， A 错误； 质谱法可以测定原子的相对原子质量， 87 Sr 和 86 Sr 的相对原子质量不同， 可以用质谱法区分， B 正 确； 87 Sr 的中子数为 87-38＝49 ， 86 Sr 的中子数为 86-38＝ 48 ， C 正确； 同一地域土壤中 87 Sr/ 86 Sr 值不变， 且土壤 生物中 87 Sr/ 86 Sr 值与土壤中 87 Sr/ 86 Sr 值有效相关， 因此 D 正确。 7. C 【解析】 根据结构图， X 、 Y 、 Z 、 W 分别形成 4 、 2 、 1 、 4 个共价键， 结合 W 的原子序数是 X 、 Y 之 和， 可知 X 、 Y 、 W 分别为 C 、 O 、 Si 元素， 则 Z 为 F 元素。 同周期元素从左到右， 原子半径逐渐减小， 故原 子半径： C＞O＞F ， A 正确； 同周期元素从左到右， 非金 属性逐渐增强， 故非金属性： O＞C ， 同主族元素从上到 下， 非金属性逐渐减弱， 故非金属性： C＞Si ， 即 O＞C＞ Si ， B 正确； F 2 具有强氧化性， C 错误； 根据 86 号元素 为 0 族元素， 可推出 82 号元素 （ Pb ） 位于第 ⅣA 族 ， 与 W （ Si ） 位于同一主族， D 正确。 8. D 【解析】 由题意可知， Q 为第二周期元素， X 、 Y 、 Z 为第三周期元素， 再根据 Y 原子最外层电子数是 Q 原子内层电子数的 2 倍， 可推知 Y 为 Si 元素； 由“ X 、 45 （人教版）高中化学必修第一册 Y 相邻”， 且 X 的原子序数小于 Y ， 可推知 X 为 Al 元 素； 最后依据原子序数的大小关系和四种元素最外层电 子数之和为 19 可推知 Q 、 Z 的最外层电子数之和为 12 ， 则 Q 、 Z 的最外层电子数只可能是 6 、 6 或 5 、 7 或 7 、 5 ， 若 Q 为 O 元素， 则 Z 为 S 元素； 若 Q 为 N 元素， 则 Z 为 Cl 元素； 若 Q 为 F 元素， 则 Z 为 P 元素。 Q 可能为 O 、 N 、 F ， 均为非金属元素， X 为 Al ， 故非金属性 Al＜ O （或 N 或 F ）， A 错误； Al 为金属晶体， Si 为共价晶 体， 熔点： Al＜Si ， B 错误； Z 、 Q 的简单氢化物分别为 H 2 S 、 H 2 O 或 HCl 、 NH 3 或 PH 3 、 HF ， 由于 H 2 O 、 NH 3 、 HF 分子间存在氢键， 而 H 2 S 、 HCl 、 PH 3 分子间只有范 德华力， 故沸点： H 2 S＜H 2 O 或 HCl＜NH 3 或 PH 3 ＜HF ， C 错误； 同周期元素的非金属性从左至右逐渐增强， 故 P 、 S 、 Cl 的非金属性均比 Si 强， 所以 P 、 S 、 Cl 最高价含 氧酸 （ H 3 PO 4 、 H 2 SO 4 、 HClO 4 ） 的酸性均比 Si （ H 2 SiO 3 ） 强， D 正确。 9. D 【解析】 由 “在 200 ℃ 以下热分解时无刺激性 气体逸出”， 说明失去的是结晶水， 即 W 为 H ， Z 为 O ； 由 “ YZ 2 分子的总电子数为奇数” 可知， Y 的原子序数 为奇数， 可能为 N 或 Cl ， 再根据 “原子序数依次增加” 可知， Y 为 N ， YZ 2 为 NO 2 ； H 、 N 和 O 的原子序数之 和为 16 ， 则 X 的原子序数为 21-16＝5 ， 即 X 为 B 。 X 的单质为 B ， 常温下为固体， A 错误； 非金属性： B<N ， 故最高价氧化物的水化物的酸性： H 3 BO 3 <HNO 3 ， B 错 误； NH 4 B 5 O 8 · 4H 2 O 的相对分子质量为 273 ， 273×80.2% ≈219 ， 而 NH 4 B 5 O 8 的相对分子质量为 201 ， 相差 18 ， 说明 100~200 ℃ 阶段热分解失去 3 个 H 2 O ， C 错误 ； 273×67.4 %≈184 ， 201-184＝17 ， 说明失去的是 NH 3 ， 此 时的成分为 HB 5 O 8 ， 273×64.1%≈175 ， 184-175＝9 ， 说明 是 2 个 HB 5 O 8 失去 1 个 H 2 O ， 并生成 5 个 B 2 O 3 ， D 正确。 10. A 【解析】 化合物 X 3 Y 7 WR 和 X 3 Z 7 WR 所含元素 相同， 相对分子质量相差 7 ， 说明 Y 、 Z 为氢元素的两 种核素； 1 mol X 3 Y 7 WR 含 40 mol 质子， X 、 W 和 R 三 种元素位于同周期， 说明 X 、 W 和 R 只能为第二周期元 素， 因为 X 原子最外层电子数是 R 原子核外电子数的 一半， 若 X 的最外层电子数为 a ， 则 R 的最外电子数为 2a-2 ， 设 W 的最外电子数为 b ， 则有 3 （ a＋2 ） ＋7×1＋ （ 2＋ b ） ＋2a＝40 ， 即 5a＋b＝25 ， 因 a 、 b 均为正整数， 则 b＝5 ， a＝4 ， 故 X 为 C ， R 为 O ， W 为 N 。 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， 则原子半 径： N＞O ， 非金属性： O＞C ， A 正确， B 错误； Y 和 Z 是氢的两种核素， 两者互为同位素， C 错误； 常温常压 下 C 为固体， N 2 是气体， D 错误。 期末测试题 1. B 【解析】 A 选项， 氯化铵是离子化合物， 由铵 根离子与氯离子构成 ， 电子式为 ［ Ｈ Ｎ Ｈ ］ + ［ Cl ］ - · · · · ·· ·· H H · · · · ·· ·· ， 错 误 ； C 选项 ， 中子数为 2 的氢符号是 T ， 形成的水 的化学式为 T 2 O ， 错误 ； D 选项 ， 次氯酸的结构式为 H — O — Cl ， 错误。 2. D 【解析】 称量 NaOH 固体时， 应将固体放在小 烧杯中称量， A 错误； 配制一定物质的量浓度溶液时， 应先在烧杯中溶解或稀释， B 错误； 配制一定物质的量 浓度溶液时， 溶解或稀释有温度变化， 应恢复至室温后 再转移到容量瓶中， NaOH 固体溶于水放热， 应先冷却 至室温再转移 ， C 错误 ； 配制一定物质的量浓度溶液 时， 容量瓶在最后要加入蒸馏水定容 ， 因此不需要干 燥， D 正确。 3. A 【解析】 A 选项， 是 Fe 3+ 与 OH - 反应生成 Fe （ OH ） 3 沉淀， 与胶体无关； B 选项， 胶体的聚沉； C 选项， 丁 达尔效应； D 选项， 胶体的渗析。 4. D 【解析】 能溶解铝片放出氢气的溶液， 可能是 强酸性， 此时溶液中没有 NO - 3 ； 也可能是强碱性。 A 选 项， 强酸性时， ClO - 不能大量存在。 无论是强酸性还是 强碱性， HCO - 3 都不能大量存在， 错误。 B 选项， 强酸性 时溶液中不能有 NO - 3 ； 强碱性时， Fe 2+ 不能大量存在 ， 错误。 C 选项， Al 3+ 和 AlO - 2 不能大量共存， 错误。 D 选 项， 强酸性时溶液中不能有 NO - 3 ， 但强碱性条件各离子 可以大量共存， D 正确。 5. D 【解析】 根据 ① 可知氧化性顺序为 XO - 4 >Z 2 ， 还 原性顺序为 Z - >X 2+ ； 根据 ② 可知氧化性顺序为 R 2 >M 3+ ， 还原性顺序为 M 2+ >R - ； 根据 ③ 可知氧化性顺序为 Z 2 >R 2 ， 还原性顺序为 R - >Z - 。 由此可知 D 错误。 6. D 【解析】 无色溶液则不含有 MnO - 4 ； 加入适量 Na 2 O 2 固体， 产生无色无味的气体和白色沉淀， 说明含 有 Mg 2+ 或 Al 3+ ， 不含有 NH + 4 ； 再加入足量的 NaOH 溶液 后白色沉淀部分溶解， 说明含有 Mg 2+ 和 Al 3+ ； 含有 Mg 2+ 和 Al 3+ ， 则不含有 CO 2- 3 ； 加入 HNO 3 酸化的 Ba （ NO 3 ） 2 溶 液， 有白色沉淀产生， 说明含有 SO 2- 4 ； 不确定是否含有 K + 、 Cl - 。 故 D 正确。 7. A 【解析】 配制 100 mL 溶液， 需要 100 mL 容量 瓶， 选择仪器为 ⑤ ， 需量取 98% 的浓 H 2 SO 4 5.4 mL ， 选 择仪器为 ② 。 先量取浓硫酸， 在烧杯中稀释， 再移入容 量瓶中， 洗涤、 定容、 摇匀。 8. B 【解析】 A 选项， HClO 能氧化 CaSO 3 。 正确的 离 子 方 程 式 为 SO 2 足 量 ： Ca 2 + +2ClO - +2SO 2 +2H 2 O CaSO 4 ↓+4H + +2Cl - +SO 2- 4 ； SO 2 不足 ： Ca 2+ +3ClO - +SO 2 + H 2 O CaSO 4 ↓+2HClO+Cl - ， 错误； C 选项， Na 2 O 2 固体 应保留化学式 ， O 2 来自 Na 2 O 2 。 正确的离子方程式为 4H 2 18 O+2Na 2 O 2 4 18 OH - +O 2 ↑+2H 2 O+4Na + ， 错误 ； D 选 46