第四章 物质结构 元素周期律 测试卷 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》测试卷一、单选题1．CO2光催化还原反应制备清洁太阳能燃料为实现碳中和提供了一种可持续发展策略。以CO2和H2O为原料，制备的太阳能合成气(CO和H2)可作为工业原料进一步转化为下游化学品。下列说法正确的是A．CO2的结构式：O=C=O B．H2O的球棍模型：C．12C18O和14C16O含有相同数目的中子 D．H2和D2互为同素异形体2．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且均不大于20，W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数。这四种元素形成的一种食品添加剂的结构如图所示。下列说法错误的是A．原子半径：B．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸C．Z与W形成的化合物中既含有离子键又含有共价键D．X形成的简单氢化物的热稳定性是同族中最高的3．反应8NH3＋3Cl=6NHCl＋N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是A．中子数为9的氮原子： B．NH4Cl分子的电子式：C．Cl2分子的结构式：Cl—Cl D．Cl－的结构示意图：4．某种化合物(如图)由、、、四种短周期元素组成，其中、、分别位于三个不同周期，核外最外层电子数是核外最外层电子数的二倍；、、三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法不正确的是A．分别与、均能形成离子化合物B．与形成的化合物中存在氢键C．与的最高价氧化物的水化物可相互反应D．简单离子的氧化性：5．X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10，X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物C．X与Z可形成离子化合物ZXD．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硫酸6．下列各组物质性质的比较中，不正确的是A．热稳定性：SiH4＜PH3＜H2O B．酸性：H3PO4＞H2SO4＞HClO4C．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 D．还原性：I-＞Br-＞Cl-7．短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X、Y、Z是位于同一周期的相邻元素，Y的最高正价与最低负价的代数和为2，W的简单阳离子半径在同周期的主族元素中最小，Q的原子半径在同周期的主族元素中最小。下列说法正确的是（

）A．简单离子半径：Y<Z<W<QB．W和Q组成的二元化合物含有离子键C．Z和W组成的二元化合物既能与强酸反应，又能与强碱反应D．简单氢化物的沸点：Q>Z8．下列关于核外电子层结构的说法中错误的是A．N层为最外层时，最多只可容纳8个电子 B．N层为最外层时，最多只可容纳18个电子C．不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子 D．K层，最多只可容纳2个电子9．下列关于元素周期表的叙述，错误的是()A．元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一B．在周期表中，把电子层数相同的元素排成一横行，称为一周期C．元素周期表中，总共有18个纵行，16个族D．第ⅠA族的元素又称为碱金属元素，第ⅦA族的元素又称为卤素10．人体所需元素中，有一种对人类智力起重要作用的主族元素R。已知R元素处于第五周期，其最高价氧化物的化学式为R2O7，则R元素的名称为A．氟 B．氯 C．溴 D．碘11．某短周期非金属元素，其原子最外层电子数是内层电子数的一半，则其在元素周期表中位置为A．第二周期IA族 B．第二周期IVA族C．第三周期VA族 D．第三周期IVA族12．下列化学用语表述正确的是（）A．原子结构示意图可以表示35Cl，也可以表示37ClB．SiF4的电子式：C．碳有多种同素异形体，如：12C、14C、金刚石、石墨等D．水分子的比例模型：13．如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法错误的是A．单质①是最活泼的非金属单质B．单质②能使品红溶液褪色C．单质④能使淀粉溶液变蓝D．单质的氧化性是④＞③＞②＞①14．元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断，下列说法不正确的是A．若aX2+和bY-的核外电子层结构相同，则原子序数：a=b＋3B．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推断出元素的非金属性：Cl>FC．锗与硅位于金属与非金属的交界处，都能作半导体材料D．S和Se分别位于第ⅥA族的第三、四周期，则氢化物的稳定性：H2S>H2Se15．下列关于元素周期表叙述不正确的是A．短周期为第1、2、3周期B．ⅠA族都是金属元素C．元素周期表中有7个主族D．可根据元素在周期表中位置预测其性质二、填空题16．在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可以按照某种共性归属为一类，请选出各组的例外元素，并将该组其他元素的可能归属按所给六种类型的编号填入表中。其他元素可能归属类型：①主族元素；②过渡元素；③同周期元素；④同主族元素；⑤金属元素；⑥非金属元素。元素组元素组的例外元素其他元素所属类型编号(1)S、Na、Mg、N(2)N、P、Sn、As(3)K、Ca、Al、Zn(4)Cu、Fe、Ag、Ca17．下列七种晶体：A．二氧化硅、B．乙烷、C．碳酸钠、D．晶体硅、E．氩气、F．过氧化氢、G．镁、H．氢气（用字母填空）（1）属于原子晶体的是，不存在任何化学键的是；（2）只含有非极性键的物质是，既有极性键又有非极性键的物质是，含有离子键、共价键的化合物是；（3）在一定条件下能导电且导电时未发生化学反应的单质是18．以下是元素周期表前四周期的部分元素，请用合适的化学用语回答下列问题。ABGLMCFHIJKDE(1)J元素在周期表中的位置是，E元素在周期表中位于第四周期族。(2)D元素的名称是，含5个中子的B原子的符号是。(3)写出F的最高价氧化物对应的水化物与K的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式。(4)元素A～M中，化学性质最不活泼的是(填元素符号，下同)，无正化合价的是。(5)用“＞”“＜”或“=”回答下列问题：①酸性：H2SHCl；②稳定性：HFHCl。三、实验题19．某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。(1)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的锂、钠、钾块，观察现象。甲同学设计该实验的目的是，反应最剧烈的烧杯是(填字母)，结论是，原因(从本质上解释)。(2)乙同学想验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第周期的三种元素(填元素名称)。最简单的实验是将大小相近的三小块金属分别投入相同浓度的稀盐酸中，观察现象。解释：。写出钠和水反应的离子方程式(3)丙同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了如图的装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。丙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。①写出所选用物质的化学式：A：，B：，C：。②写出烧杯中发生反应的离子方程式：。③该实验存在的问题是，改进措施为20．为探究同主族非金属元素性质的递变规律，某研究性学习小组的甲同学设计了如图所示的实验装置，其中A装置内可生成Cl2。(1)甲同学的部分实验记录如下：B处棉花变成蓝色；C处棉花变成橙红色。甲同学由此现象得出的结论是同主族从上到下元素的非金属性减弱。①B处发生反应的化学方程式为。②甲同学的结论是(填“正确”或“不正确”)的，理由是。(2)乙同学认为应将甲同学实验中B、C两处的棉花调换位置，用氯气先置换出溴，然后溴再与KI接触，以判断Br2与KI能否发生反应。该设想是(填“合理”或“不合理”)的，原因是(3)丙同学在甲同学的实验结束后，取出C处的棉花，将其与另一个沾有淀粉­KI溶液的棉花(E)接触，发现E慢慢出现蓝色，结合甲的实验现象，他认为可以确定同主族元素非金属性的递变规律，你同意此种观点吗？(填“同意”或“不同意”)，理由是(4)丁同学综合分析了前面几位同学的实验，认为若将沾有Na2S溶液的棉花置于玻璃管中适当的位置，此实验还可以同时探究同周期元素性质的递变规律，他提出此观点的依据是，预期的现象与结论是，相应反应的离子方程式为。参考答案：1．A【详解】A．的结构式为，A正确；B．是V形分子，但原子半径：，B错误；C．1个和分子的中子数目均为16，但该选项未说明两种分子个数是否相同，C错误；D．和是同种物质，D错误。故选A。2．C【分析】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且均不大于20，由四种元素形成的一种食品添加剂的结构可知，X形成2个共价键，X应为O；W只形成1个共价键，W为H；W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数，Y的最外层电子数为6-1=5，结合原子序数可知Y为P；Z可失去2个电子变为带2个单位正电荷的离子，且原子序数大于Y，则Z为Ca。【详解】分析可知，W为H、X为O、Y为P、Z为Ca，A．同周期主族元素从左向右原子半径减小、同主族从上到下原子半径增大，则原子半径：W＜X＜Y＜Z，故A正确；B．Y的最高价氧化物的水化物是H3PO4，属于中强酸，故B正确；C．Z与W形成的化合物为CaH2，只含离子键，故C错误；D．非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越高，同族元素从上到下非金属性逐渐减弱，O元素的非金属性是同族中最强的，X形成的简单氢化物是水，则其热稳定性是同族中最高的，故D正确；故选C。3．C【详解】A．元素符号左上角为质量数，质量数=质子数+中子数=7+9=16，应是N，故A错误；B．氯化铵是由铵根离子和氯离子构成的，电子式：，故B错误；C．Cl2分子中氯原子间只存在一对共用电子对，其结构式为Cl－Cl，故C正确；D．Cl－是Cl得到1个电子，Cl－最外层有8个电子，Cl－结构示意图为，故D错误；故选C。4．B【分析】、、、四种短周期元素，其中、、分别位于三个不同周期，Z能形成1个共价键、Y形成2个共价键，核外最外层电子数是核外最外层电子数的二倍，则Y是O元素，Z是H元素，W与4个OH-形成-1价阴离子，W显+3价，、、三种简单离子的核外电子排布相同，W是Al元素；形成+1价阳离子，X是Na元素。【详解】A．Na分别与O、H均能形成离子化合物Na2O、NaH，故A正确；B．O与H形成的H2O分子间存在氢键，不能形成分内氢键，故B错误；C．Al(OH)3与NaOH反应生成，故C正确；D．还原性Na>Al，简单离子的氧化性Na+<Al3+，故D正确；选B。5．B【详解】Y的最外层电子数等于X次外层电子数，由于均是主族元素，所以Y的最外层电子数不可能是8个，则X只能是第二周期元素，因此Y的最外层电子数是2个，又因为Y的原子半径大于Z，则Y只能是第三周期的Mg，因此X与Z的最外层电子数是（10－2）/2＝4，则X是C，Z是Si。A、碳的氧化物形成的分子晶体，Y的氧化物是离子化合物氧化镁，则氧化镁的熔点高于碳的氧化物熔点，A错误；B、碳元素的非金属性强于硅元素，非金属性越强，氢化物越稳定，则碳的氢化物稳定性强于硅的氢化物稳定性，B正确；C、C与Si形成的是共价化合物SiC，C错误；D、单质镁能溶于浓硫酸，单质硅不溶于浓硫酸，D错误；答案选B。6．B【详解】A．元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：Si＜P＜O，所以热稳定性：SiH4＜PH3＜H2O，故A正确；B．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，非金属性：P＜S＜Cl，故酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4，故B错误；C．元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强，金属性：Na＞Mg＞Al，碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，故C正确；D．元素的非金属性越强，一般地相应单质的氧化性越强，其离子的还原性越弱，非金属性：Cl＞Br＞I，所以还原性：I-＞Br-＞Cl-，故D正确；故选B。7．C【详解】A．由题意可知，X、Y、Z、W、Q分别为C、N、O、Al、Cl。Cl-的电子层数最多，半径最大，N3-＞O2-＞Al3+的核外电子排布相同，核电荷数越大半径越小，离子半径为Cl-＞N3-＞O2-＞Al3+，故A错误；B．铝和氯元素形成的化合物是氯化铝，是共价化合物，故B错误；C．Z和W组成的二元化合物为三氧化二铝，既能与强酸反应，又能与强碱反应，故C正确；D．Q的氢化物为HCl，Z的氢化物为H2O，由于H2O分子间存在氢键，沸点高的是H2O，沸点H2O>HCl，故D错误；答案为C。【点睛】影响分子晶体沸点的因素是力的大小，还要考虑氢键的作用。8．B【详解】A．除K层外，当其它电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，A正确；B．N层是第4层，原子核外最多容纳32个电子，由于原子核外最外层是8个电子时是稳定结构，故当其为最外层时，最多只可容纳8个电子，B错误；C．L层是第2电子层，最多容纳8个电子，当其为最外层时，最多容纳8个电子，因此不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子，C正确；D．K层是原子核外的第1电子层，最多只可容纳2个电子，D正确；故合理选项是B。9．D【详解】A.化学元素周期表是根据原子序数从小至大排序的化学元素列表，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一，故A正确；B.元素周期表中，同一横行元素的电子层数相同，称为一个周期，故B正确；C.元素周期表中，一共有18个纵行，1个零族，7个主族，7个副族，第8、9、10三个纵行共同组成第八族（Ⅷ族），所以共有16个族，故C正确；D.第ⅠA族的元素（除了氢元素）又称为碱金属元素，故D错误；综上所述，答案为D。10．D【详解】已知其最高价氧化物的化学式为R2O7，根据化合物的化合价的代数和为零，则R为+7价，已知R元素处于第五周期，为I，答案为D。11．C【分析】该短周期元素原子核外最外层电子数是内层电子数的一半，则该原子至少含有2个电子层，最多含有3个电子层；当含有2个电子层时，内层电子数为2，则最外层电子数为1，为Li元素；当含有3个电子层时，内层电子数为10，则最外层电子数为5，为P元素，由于该元素为非金属元素，则为P元素。【详解】由上述分析可知，该短周期的非金属元素为P元素，P元素位于周期表中第三周期ⅤA族；答案选C。12．A【详解】A．35Cl、37Cl的核电荷数=核外电子总数=17，二者原子结构示意图为，故A正确；B．SiF4中Si、F均满足最外层8电子稳定结构，则F周围应有8个电子，故B错误；C．12C和14C互为同位素，而金刚石、石墨为碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故C错误；D．水分子中O原子相对体积大于H原子，水分子的比例模型为，故D错误；故答案为A。【点睛】解决这类问题过程中需要重点关注的有：①书写电子式时应特别注意如下几个方面：阴离子及多核阳离子均要加“[]”并注明电荷，书写共价化合物电子式时，不得使用“[

]”，没有成键的价电子也要写出来；②书写结构式、结构简式时首先要明确原子间结合顺序(如HClO应是H—O—Cl，而不是H—Cl—O)，其次是书写结构简式时，碳碳双键、碳碳三键应该写出来；③比例模型、球棍模型要能体现原子的相对大小及分子的空间结构。13．D【分析】从图中可以看出，从①→④，相对分子质量逐渐增大，沸点也逐渐升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。【详解】A．单质①是F2，F2是最活泼的非金属单质，故A正确；B．单质②是Cl2，Cl2水具有强氧化性，能使品红溶液褪色，故B正确；C．单质④是I2，I2能使淀粉溶液变蓝，故C正确；D．同主族元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，氧化性是F2>Cl2>Br2>I2，故D错误；选D。14．B【详解】A．aX2+的核外电子数为a－2，bY－的核外电子数为b+1，由核外电子层结构相同可知a－2=b+1，则原子序数：a=b+3，A项正确；B．HCl和HF不是最高价含氧酸，所以不能根据二者酸性强弱来判断元素非金属性的强弱，B项错误；C．锗与硅位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料，C项正确；D．同一主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，S的非金属性比Se强，则氢化物的稳定性：H2S>H2Se，D项正确；答案选B。15．B【详解】A．第1、2、3周期，只包含主族元素和稀有气体元素，属于短周期，A正确；B．H元素也属于第ⅠA族元素，但是H为非金属元素，B错误；C．元素周期表中有第ⅠA族至第ⅦA族，共7个主族，C正确；D．可以根据元素在周期表中的位置判断其原子的电子层数和最外层电子数，判断其金属性或非金属性的相对强弱，能够预测其性质，D正确；答案选B。16．N③Sn④Zn①Ca②【分析】熟悉1～20号元素在元素周期表中的位置及它们可能的元素类别。【详解】(1)中S、Na、Mg同为第三周期元素，N为第二周期元素，则例外元素为N，故答案为：N；③；(2)中N、P、As同为第VA族元素，Sn为ⅣA族元素，则例外元素为Sn，故答案为：Sn；④；(3)中K、Ca、Al同为主族元素，Zn为副族元素，则例外元素为Zn，故答案为：Zn；①；(4)Cu、Fe、Ag同为过度金属元素，Ca为主族金属元素，则例外元素为Ca，故答案为：Ca；②；【点睛】解题时需要考生对元素周期表足够熟悉，能准确熟记元素周期表的结构。17．ADEDHBFCG【分析】（1）原子晶体中，组成微粒为原子，原子之间以共价键成键；稀有气体为单原子分子，不存在化学键；（2）一般金属元素与非金属元素之间形成离子键，非金属元素与非金属元素之间形成共价键，同种非金属元素形成非极性键，不同非金属元素形成极性键，以此来解答；（3）金属单质、某些非金属单质能导电且导电时未发生化学反应。【详解】（1）二氧化硅、晶体硅属于原子晶体；氩气为稀有气体，不存在化学键；故答案为：AD；E；（2）晶体硅、氢气中只含有相同元素形成的共价键，为非极性键；乙烷、过氧化氢中既含有相同元素形成的共价键，为非极性键，也含有不同元素形成的共价键，为极性键；碳酸钠是离子晶化合物，既含有离子键、又含有共价键；故答案为：DH；BF；C；（3）镁单质能导电且导电时未发生化学反应，故答案为：G。【点睛】本题考查化学键，熟悉化学键的成键元素及一般规律即可解答，难度不大，明确过氧根离子中存在O-O非极性键是解答本题的关键。18．第三周期ⅥA族Ⅷ钙NeF＜＞【分析】根据元素在周期表中的相对位置可知A是H，B是Be，C是Na，D是Ca，E是Fe，F是Al，G是C，H是Si，I是P，J是S，K是Cl，L是F，M是Ne，据此解答。【详解】(1)J是硫元素，位于第三周期ⅥA族：E是铁元素，位于Ⅷ族。(2)D是20号元素钙，B是铍元素，质子数为4，含5个中子，则质量数为9，故原子符号为。(3)F是铝元素，最高价氢氧化物为Al(OH)3，K是氯，K对应的最高价氧化物的水化物是HClO4，二者反应的方程式为：。(4)在A～M元素中，化学性质最不活泼的是稀有气体元素M即Ne，L元素氟的非金属性最强，得电子能力最强，无正化合价。，(5)①同周期气态氢化物的酸性从左到右依次增强，酸性：H2S＜HCl；②同主族从上到下气态氢化物的稳定性依次减弱，稳定性：HF＞HCl。19．验证锂、钠、钾的活泼性(或同一主族，从上到下元素的金属性逐渐增强)c锂、钠、钾的活泼性依次增强同一主族，从上至下，原子半径逐渐增大，原子核吸引最外层电子的能力减弱，原子失去电子的能力逐渐增强三钠、镁、铝同一周期从左至右，原子半径逐渐减小，核电荷数逐渐增大，原子核吸引最外层电子的能力逐渐增强，失去电子的能力减弱，故金属性逐渐减弱2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑HNO3CaCO3Na2SiO3(或K2SiO3)CO2＋SiO32-＋H2O=H2SiO3↓＋CO32-或2CO2＋SiO32-＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCO3-硝酸具有挥发性，无法确定与硅酸钠反应的是二氧化碳还是挥发出的硝酸在B和C之间增加一个盛放饱和NaHCO3洗气装置【分析】(1)由“研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律”可知，甲同学设计实验的目的是验证锂、钠、钾的金属性强弱；金属性越强，单质与水反应越剧烈；(2)验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第3周期的钠、镁、铝三种元素，因为与第2、4、5、6周期相比较，第3周期元素的变化规律较典型；(3)利用强酸制备弱酸进行，A是强酸，常温下可与铜反应，A为硝酸；B是块状固体，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成，则B为碳酸钙、C为硅酸钠，以此解答。【详解】(1)由“研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律”可知，甲同学设计实验的目的是验证锂、钠、钾的金属性强弱；同一主族，从上至下，原子半径逐渐增大，原子核吸引最外层电子的能力减弱，原子失去电子的能力逐渐增强，所以金属性K＞Na＞Li，金属性越强，单质与水反应越剧烈，故反应最剧烈的烧杯是c；故答案为：验证锂、钠、钾的活泼性(或同一主族，从上到下元素的金属性逐渐增强)；c；锂、钠、钾的活泼性依次增强；同一主族，从上至下，原子半径逐渐增大，原子核吸引最外层电子的能力减弱，原子失去电子的能力逐渐增强；(2)验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第三周期的钠、镁、铝三种元素，因为与第2、4、5、6周期相比较，第三周期元素的变化规律较典型；同一周期从左至右，原子半径逐渐减小，核电荷数逐渐增大，原子核吸引最外层电子的能力逐渐增强，失去电子的能力减弱，故金属性逐渐减弱，所以三种金属中钠最活泼，遇水就剧烈反应，与盐酸反应更剧烈，产生大量热，放出H2，铝金属活动性最弱，与酸反应比镁要缓慢，但也能产生大量气泡，镁与酸剧烈反应，产生大量气泡；故答案为：三；钠、镁、铝；同一周期从左至右，原子半径逐渐减小，核电荷数逐渐增大，原子核吸引最外层电子的能力逐渐增强，失去电子的能力减弱，故金属性逐渐减弱；2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑；(3)①乙同学的实验是利用强酸制弱酸的原理，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。由题意可推测，A为HNO3，B为CaCO3，C为Na2SiO3；烧杯中二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，其反应离子方程式为：CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-或2CO2+SiO32-+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-，故答案为：HNO3；CaCO3；Na2SiO3；②根据①可知答案为：CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-或2CO2+SiO32-+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-．③因硝酸易挥发，则生成的二氧化碳气体中混有硝