第四章 物质结构元素周期律 测试 高中化学人教版（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．下列有关化学用语使用正确的是A．核内有8个中子的氮原子：B．氯离子的结构示意图：C．氨分子的电子式：D．用电子式表示硫化氢的形成过程：2．Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是6；Y元素与M元素形成离子化合物，并能在水中完全电离为电子层结构相同的离子，该化合物是A．Na2O B．Na2S C．KCl D．K2S3．某元素X，其原子的电子层数为(n-1)，最外层电子数为(2n-1)。下列说法不正确的是A．X形成的含氧酸均为强酸B．X可能形成化学式为KXO3的含氧酸钾盐C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D．X的最简单气态氢化物一定极易溶于水4．下列说法正确的是A．钠长期暴露在空气中的最终产物是B．金刚石不导电，石墨导电，故二者不互为同素异形体C．胶体的本质特征是具有丁达尔效应D．过氧化钠与水反应后的试液中滴入酚酞，试液变红5．下列有关化学用语表示错误的是A．中子数为16的P元素的核素： B．CO2的电子式：C．氟离子结构示意图： D．空间构型：三角双锥6．含有非极性键的离子化合物是A．HCCH B．KOH C．Na2CO3 D．CaCl27．已知钍()的原子可发生如下放射性变化：→X＋He。下列对X的推断错误的是A．X的氢氧化物是一种强碱 B．X形成的盐均不溶于水C．X原子核外有7个电子层 D．X的最高正化合价为＋28．第三周期主族元素的电负性如图所示，电负性越大，原子吸引电子能力越强，元素非金属性越强。图中非金属性最强的元素是A．Al B．Si C．S D．Cl9．犹记2008夏的热烈，拥抱2022冬的激情。北京冬奥会全部场馆将100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电，着力打造“绿色冬奥”。太阳能电池材料常使用晶体硅。质量数为28的硅原子可以表示为A．Si B．Si C．Si D．Si10．不久前，我国科学家首次合成了三种新核素，其中一种新核素是185Hf。关于185Hf，下列说法正确的是A．是一种新原子 B．原子核内有185个质子C．是一种新元素 D．是Hf的一种新的单质11．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是XYZWA．原子半径：Y>XB．简单离子半径：Y>WC．简单氢化物的稳定性：Y>ZD．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W12．为纪念门捷列夫，科学家将1955年人工合成的一种新元素用符号“Md”表示，中文命名为“钔”。核素的质子数为A．101 B．157 C．258 D．359二、非选择题13．由于原子核外电子排布的周期性变化，使得元素的性质也呈现了周期性的变化，如，原子半径、主要化合价、元素的金属性和非金属性等。(1)的中子数为A．26 B．45 C．19 D．71(2)科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118，中子数为175的超重元素，该元素原子核内中子数与核外电子数之差是A．47 B．57 C．61 D．293(3)下列关于的叙述正确的是A．与是两种核素 B．科学家获得的是一种新元素C．与的化学性质是相同的 D．与互为同素异形体14．元素周期律(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈变化。(2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的的必然结果。(3)同周期从左到右的结构与性质的递变性原子结构核电荷数电子层数原子半径性质化合价元素的金属性和非金属性离子的氧化性、还原性气态氢化物的稳定性、还原性最高价氧化物对应的水化物的酸碱性15．根据下列粒子的结构示意图，回答问题：(1)属于同种元素的是；(填字母，下同)(2)具有相对稳定结构的是；(3)属于阴离子的是；(4)属于金属元素原子的是。16．氯及其化合物在实验室及生产生活中有着极为重要的用途。(1)将氯气持续通入紫色石蕊试液中，溶液颜色呈如图变化：溶液中导致变色的微粒Ⅰ是H+，Ⅱ是(填化学式)，Ⅲ是Cl2。(2)少量Cl2通入NaOH稀溶液后所得的溶液中，主要含有Na+、Cl－、ClO－、OH－四种离子(除水分子外，其他微粒忽略不计)。已知溶液中Na+和Cl－物质的量浓度分别为：c(Na+)＝0.03mol·L－1、c(Cl－)＝0.01mol·L－1，则溶液中c(OH－)为mol·L－1。(3)钠与氯气反应可以生成氯化钠，氯化钠中两种微粒的结构示意图是下列的。①②③④⑤⑥(4)H2S和O2的混合气体通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可回收S，转化过程如图所示。其物质转化如图所示。在图示的转化过程中，化合价保持不变的元素有(填元素符号)。反应Ⅰ中氧化性强弱顺序为氧化剂＞氧化产物，即(用相应的化学式及“＞”表示)。(5)将两个电极插入500mL饱和食盐水中进行电解(如图所示)。通电一定时间后，U形管溶液中NaOH浓度约为0.04mol·L-1(设电解时溶液体积无变化)，左侧试管中收集到标准状况下mL气体。17．下表是元素周期表的一部分，除标出的元素外，表中的每个编号表示一种元素，请根据要求回答下列问题。族周期IA01HIIAIIIAIVAVAVIAVIIA2①②③④3⑤⑥⑦⑧(1)⑤⑥⑧三种元素相比较，金属性最强的是(填元素符号)。(2)③⑦的原子半径大小关系是：③⑦(填“>”“<”或“=”)。(3)元素①的最高价氧化物对应的水化物的化学式为。(4)元素②和元素⑧的氢化物均极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取它们的浓溶液，相互接近时，可观察到大量的白烟，写出产生该现象的化学方程式：。18．A、B、C、D、E、W为六种前四周期元素，它们的原子序数依次增大。A与C同主族，可形成CA型离子化合物，D是同周期元素中简单离子半径最小的元素，B与E同主族，E2-与Ar原子具有相同的电子层结构，W的合金用量最大、用途最广。回答下列问题：(1)C在元素周期表中的位置是。(2)A分别与B、E形成的最简单化合物中沸点较高的是(填化学式)，原因是。(3)A、B、C三种元素形成的物质中含有的化学键类型是。(4)D单质与C的最高价氧化物对应水化物的溶液反应，反应的化学方程式为。(5)向盛有A2B2溶液的试管中加入几滴酸化的WEB4溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为。19．原子序数递增的部分短周期主族元素的原子半径数据如表所示。元素ABDEFGMNP原子半径/nm0.0770.0750.0740.0710.1860.1600.1430.1020.099(1)已知A、B、D、E、N、P为非金属元素，且均不与F、G、M中的任何一种元素同主族，在元素周期表中的相对位置如下，请将元素符号填在表中相应位置：(2)B在元素周期表中的位置为。(3)D、E、G简单离子半径由大到小的顺序为。(填元素符号)(4)A、B、D的氢化物稳定性由大到小的顺序为。(填化学式)(5)M的最高价氧化物对应的水化物是胃药“胃舒平”的主要成分，可以治疗胃酸过多，发生反应的离子方程式为。20．某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。Ⅰ.将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol/L的盐酸中(1)试预测实验结果：与盐酸反应最剧烈，与盐酸反应最慢。Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。(2)仪器A的名称为，干燥管D的作用是。(3)实验验证氯的非金属性大于硫：A中放浓盐酸、B中放、C中盛放(填写试剂名称)，C中反应的离子方程式为。(4)若要证明非金属性：C>Si，则A中加盐酸、B中加、C中加，观察到C中溶液的现象为。有同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有溶液的洗气瓶。21．某研究性学习小组根据元素周期律预测物质性质并实验验证。I.甲同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱。请回答下列问题：(已知酸性强弱：亚硫酸＞碳酸)(1)仪器A的名称是。试管E中盛放的试剂是。(2)能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是。(3)试管F中发生反应的离子方程式为。(4)试管D中产生CO2能否说明硫元素的非金属性强于碳(填“是”或“否”)。II.镓及其化合物应用广泛，常用于半导体、合金材料等工业。Ga与Al为同主族元素。(5)GaAs熔融状态不导电，该化合物是(填“共价化合物”或“离子化合物”)。(6)已知氢氧化镓难溶于水。如下为氧化镓转化为氢氧化镓的一种方案：将氧化镓溶于稀硫酸，然后加入过量的氨水，即得到氢氧化镓沉淀，过滤、洗涤、干燥即可。请依次写出上述方案涉及的离子方程式、。(7)GaN作为第三代半导体材料，具有耐高温、耐高电压等特性，随着5G技术的发展，GaN商用进入快车道。某学校化学兴趣小组在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓：①仪器X中的试剂是(填名称)。②加热前需先打开A中的活塞一段时间，目的是。③E中生成GaN的化学方程式为。④装置F的作用为。22．将NaClO3溶液逐滴加入到碘单质和过量盐酸的混合液中可制备液态ICl，实验装置如图：请回答：(1)圆底烧瓶中发生的化学反应是(用化学方程式表示)。(2)若加入的NaClO3溶液已足量，请设计实验方案证明该反应已完全：。【参考答案】一、选择题1．D解析：A．原子核内质子数是7，原子核内有8个中子的原子质量数是15，可用符号表示，A项错误；B．的结构示意图为，B项错误；C．氨气的电子式为，C项错误；D．用电子式表示硫化氢的形成过程：，D项正确；答案选D。2．C解析：A．Na2O中氧不存在最高正价，故A不符合题意；B．Na2S中硫的最高正价与最低负价的绝对值之差是4，故B不符合题意；C．KCl中氯的最高正价与最低负价的绝对值之差是6，氯离子和钾离子电子层结构相同，故C符合题意；D．K2S中硫的最高正价与最低负价的绝对值之差是4，故D不符合题意。综上所述，答案为C。3．A【分析】根据原子核外最外层电子数不超过8可知，2n-1<8，则n≤4.5，讨论：当n=1时，电子层数为1-1=0，不符合题意；当n=2时，电子层数为2-1=1，最外层电子数为2×2-1=3，不存在；当n=3时,电子层数为3-1=2，最外层电子数为2×3-1=5，为N元素；当n=4时，电子层数为4-1=3，最外层电子数为2×4-1=7，为Cl元素；解析：A．HNO2和HClO都是弱酸，故A错误；B．X可能形成化学式为KNO3，KClO3，故B正确；C．N的核电荷数为7，最外层电子数为5，Cl的核电荷数17，最外层电子数为7，都是奇数，故C正确；D．X的最简单气态氢化物为NH3或者HCl，二者极易溶于水，故D正确；故选A。4．A解析：A．钠长期暴露在空气中会生成氧化钠，继续和空气中的水蒸气反应生成氢氧化钠，再和空气中的二氧化碳反应，最终生成Na2CO3，A正确；B．金刚石和石墨互为同素异形体，和导电性无关，B错误；C．胶体的本质特征是其分散系中分散质的颗粒直径在1~100nm，C错误；D．过氧化钠与水反应后的会生成过氧化氢，过氧化氢具有漂白性，往溶液中滴入酚酞，溶液先变红后褪色，D错误；故选A。5．B解析：A．P的质子数为15，中子数为16，则质量数为31，因此P元素的核素符号：，故A正确；B．CO2的电子式：，故B错误；C．F质子数为9，氟离子核外有10个电子，因此氟离子结构示意图：，故C正确；D．中有5根磷氯键，其空间构型：三角双锥，故D正确。综上所述，答案为B。6．C解析：A．HC≡CH为共价型化合物，A错误；B．KOH是离子型化合物，但O、H之间是极性共价键，B错误；C．Na2CO3是离子型化合物，CO中存在非极性共价键，C正确；D．CaCl2是离子型化合物，其中没有共价键，D错误；故答案为：C。7．B【分析】→X＋He，则X的质子数为90−2=88，质量数为232−4=228。解析：A．X的质子数为88，是第七周期第IIA族元素，根据递变性得到X的氢氧化物是一种强碱，故A正确；B．X形成的盐有的溶于水，比如硝酸盐，有的盐不溶于水，比如硫酸盐，故B错误；C．87号元素是第七周期第IA族元素，X的质子数为88，则X原子核外有7个电子层，故C正确；D．X的质子数为88，是第七周期第IIA族元素，则X的最高正化合价为＋2，故D正确。综上所述，答案为B。8．D解析：据图可知所示元素中氯元素的电负性最强，吸引电子的能力最强，则非金属性最强，故答案为D。9．C解析：元素符号的左上方为质量数，左下方为质子数，Si的质子数为14，质量数为28的硅原子可以表示为，故选C。10．A解析：A．核素是具有一定质子数一定中子数的原子，185Hf是一种新核素即新原子，A正确；B．185Hf是一种原子，其质量数为185，Hf为72号元素，所以其质子数为72，B错误；C．185Hf是一种原子，而不是新元素，是新的核素，C错误；D．185Hf是Hf的一种新核素，不是单质，D错误；综上所述答案为A。11．C【分析】由分析可知，X、Y、Z、W分别为N、O、S、Cl。解析：A．同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径X>Y，A错误；B．氧离子有两个电子层，氯离子有三个电子层，电子层数越多半径越大，因此简单离子半径Y<W，B错误；C．同一主族元素从上向下非金属性逐渐增强，非金属性越强，其简单氢化物越稳定，因此简单氢化物的稳定性：Y>Z，C正确；D．同一周期主族元素从左向右非金属性逐渐增强，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此最高价氧化物对应水化物的酸性：Z<W，D错误；答案选C。12．A解析：核素中，258表示的是质量数，101表示的是质子数，所以核素的质子数为101，答案选A。二、非选择题13．(1)C(2)B(3)AC解析：（1）根据符号可知，该核素的质子数为26，质量数为45，中子数=质量数-质子数=45-26=19，答案选C。（2）在原子中，质子数等于核外电子数，故该元素原子核内中子数与核外电子数之差=175-118=57，答案选B。（3）A．两者质子数相同，而中子数不同，故为两种不同的核素，A正确；B．属于铁元素，不是一种新元素，B错误；C．同种元素化学性质相似，C正确；D．两种核素质子数相同，中子数不同，互为同位素，D错误；答案选AC。14．(1)周期性(2)核外电子排布周期性变化(3)逐渐增大相同逐渐减小最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)，负价从-4到-1金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱稳定性逐渐增强、还原性逐渐减弱碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强解析：（1）物质的结构决定物质的性质，元素的性质是原子结构变化的反映。元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化；（2）物质的结构决定物质的性质，元素的性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果；（3）同周期从左到右的结构与性质的递变性关系：对于元素的原子结构：同周期从左到右，元素原子的核电荷数逐渐增大；原子核外电子层数相同；原子半径逐渐减小；元素性质：同周期从左到右，元素的化合价中最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)，负价从-4到-1；元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；元素原子失去电子形成的阳离子的氧化性逐渐增强，元素的原子获得电子形成的阴离子还原性逐渐减弱；元素形成的简单气态氢化物的稳定性逐渐增强；物质的还原性逐渐减弱；金属元素形成的最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱；非金属元素形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强。15．B、DA、C、DCB、E【分析】图A中质子数=核外电子数，为原子结构示意图，质子数为10，A为Ne原子；B中质子数=核外电子数，为原子结构示意图，质子数为11，B为Na原子；C中质子数＜核外电子数，为阴离子结构示意图，质子数为9，则C为F-；D中质子数＞核外电子数，为阳离子结构示意图，质子数为11，则D为Na+；E中质子数=核外电子数，为原子结构示意图，质子数为12，E为Mg原子，据此分析解答。解析：根据上述分析，A为Ne原子，B为Na原子，C为F-，D为Na+，E为Mg原子，(1)质子数决定元素种类，BD的质子数相同，则属于同种元素的是B、D；(2)一般最外层8电子(K层为最外层时2电子)为相对稳定的结构，则具有相对稳定结构的是A、C、D；(3)阴离子的质子数＜核外电子数，则属于阴离子的是C；(4)由分析可知，属于金属元素原子的是B、E。16．(1)HClO(2)0.01(3)②⑤(4)H、Cl、CuO2＞FeCl3(或O2＞Fe3+)(5)224解析：（1）溶液中导致变色的微粒Ⅰ是H+，次氯酸将变红的溶液漂白，溶液变为无色，则Ⅱ是HClO，Ⅲ是Cl2；故答案为：HClO。（2）少量Cl2通入NaOH稀溶液后所得的溶液中，主要含有Na+、Cl－、ClO－、OH－四种离子，根据题意氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，已知溶液中Na+和Cl－物质的量浓度分别为：c(Na+)＝0.03mol·L－1、c(Cl－)＝0.01mol·L－1，则c(ClO－)＝0.01mol·L－1，根据电荷守恒得到溶液中c(OH－)为0.01mol·L－1；故答案为：0.01（3）钠与氯气反应可以生成氯化钠，钠离子核电荷数为11，核外有10个电子，氯离子核电荷数为17，核外有18个电子，因此氯化钠中两种微粒的结构示意图是下列的②⑤；故答案为：②⑤。（4）H2S和O2的混合气体通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可回收S，转化过程如图所示。其物质转化如图所示。根据图示的转化过程中，化合价保持不变的元素有H、Cl、Cu。反应Ⅰ是氧气氧化亚铁离子得到铁离子和水，则氧化性O2＞FeCl3(或O2＞Fe3+)；故答案为：H、Cl、Cu；O2＞FeCl3(或O2＞Fe3+)。（5）根据图中电子移动分子，左边为阴极，生成氢气，通电一定时间后，U形管溶液中NaOH浓度约为0.04mol·L-1(设电解时溶液体积无变化)，根据H2～2OH－，则左侧试管中收集到氢气物质的量为，标准状况下0.01mol×22.4L∙mol−1＝0.224L＝224mL气体；故答案为：224。17．(1)(2)<(3)(4)【分析】由元素在周期表中的位置可知，①②③④⑤⑥分别为C、N、O、F、Na、Al、S、Cl，以此解答。解析：（1）同周期元素，从左往右，元素金属性逐渐减小，Na、Al、Cl中金属性最强的是Na。（2）同主族元素，从上到下，元素半径逐渐增大，O、S原子半径大小关系是：O<S。（3）C的最高价氧化物对应的水化物的化学式为。（4）Cl和N的氢化物分别为HCl和NH3，用两根玻璃棒分别蘸取它们的浓溶液，相互接近时，可观察到大量的白烟，化学方程式：。18．(1)第三周期ⅠA族(2)H2O水分子间存在氢键(3)离子键和共价键(4)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(5)H2O2＋2H+＋2Fe2+=2Fe3+＋2H2O【分析】A、B、C、D、E、W为六种前四周期元素，它们的原子序数依次增大，E2-与Ar原子具有相同的电子层结构，则E为S元素，B与E同主族，则B为O元素，A与C同主族，可形成CA型高子化合物，二者处于IA族，C的原子序数大于B(氧)的，故A为H元素、C为Na，D的原子序数大于C(钠)，小于E(硫)，故D处于第三周期。D是同周期元素中简单离子半径最小的元素，则D为Al；W的合金用量最大，用途最广，则W为Fe，由分析可知，A为H、B为O、C为Na、D为Al、E为S、W为Fe，以此来解析；解析：（1）C为Na元素，在元素周期表中的位置是第三周期第IA族；（2）A分别与B、E形成的最简单化台物为H2O、H2S，水分子之间存在氢键，水的沸点高于硫化氢的；（3）A、B、C三种元素组成的物质为NaOH，含离子键、共价键；（4）Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；（5）向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeSO4溶液，溶液变成棕黄色，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2被还原为H2O，发生反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；19．(1)(2)第二周期第ⅤA族(3)O2->F->Mg2+(4)H2O>NH3>CH4(5)【分析】由原子序数递增的部分短周期主族元素的原子半径数据可知，ABDE为第二周期、FGMNP为第三周期；已知A、B、D、E、N、P为非金属元素，且均不与F、G、M中的任何一种元素同主族，结合在元素周期表中的相对位置，可知A、B、D、E、F、G、M、N、P分别为碳、氮、氧、氟、钠、镁、铝、硫、氯；解析：（1）由分析可知，元素符号在表中相应位置为：；（2）B为氮，位于第二周期第ⅤA族；（3）电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；D、E、G简单离子半径由大到小的顺序为O2->F->Mg2+；（4）同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，根据非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，则最简单氢化物的稳定性：H2O>NH3>CH4；（5）M的最高价氧化物对应的水化物氢氧化铝，氢氧化铝和胃酸中盐酸反应生成氯化铝和水，。20．(1)钾铝(2)分液漏斗防止倒吸(3)硫化钠(4)硅酸钠溶液出现白色胶状物质饱和碳酸氢钠溶液解析：（1）同周期元素，元素的金属性随着原子序数的增大而减弱，同主族元素，元素的金属性随着原子序数增大而增大，金属元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，金属性钾>钠>镁>铝，所以钾与盐酸反应最剧烈，铝与盐酸反应最慢。（2）A为分液漏斗，D为干燥管，有缓冲作用，所以能防止倒吸。（3）元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，用浓盐酸和高锰酸钾溶液制取氯气，氯气氧化硫化物得到硫，从而证明氯气氧化性大于硫，反应的离子方程式为：。（4）元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化合物酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅胶，产生白色胶状物质，因为盐酸有挥发性，所以生成的二氧化碳中含有氯化氢，氯化氢能和硅酸钠反应，应该除去，利用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢。21．(1)分液漏斗酸性KMnO4溶液(2)E中溶液颜色未完全褪去，F中产生白色沉淀(3)CO2+H2O+SiO=H2SiO3+CO(4)否(5)共价化合物(6)Ga2O3+6H+=2Ga3++3H2OGa3++3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH(7)浓氨水将装置内的空气排尽2Ga+2NH32GaN+3H2作安全瓶防止G中溶液倒吸入E中；收集氢气，防止其逸出【分析】ABC组合装置为制备SO2，D利用SO2+2NaHCO3=CO2+Na2SO3+H2O而制备CO2，E检验并除去SO2，F为验证碳酸和硅酸的强弱。解析：（1）A滴加液体的分液漏斗，E检验和除去SO2选用酸性高锰酸