第四章 物质结构元素周期律 测试题 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．下列物质中只含离子键的是A．MgCl2 B．H2O C．KOH D．NH32．短周期主族元素Y、Z、R、X的原子半径依次减小，四种元素的原子序数均不超过10，我国科学家利用M制备的有机一金属框架(MO)可以高效快速分离CO2和N2，M的结构式如图所示。下列说法正确的是A．最简单氢化物的沸点：R>Z>YB．R的单质与X2Z不发生反应C．简单离子半径：Z>RD．YX3YX2ZX不溶于水3．不含共价键的离子化合物是A．CaBr2 B．NaClO C．NH4Cl D．NaOH4．元素周期表中，某些主族元素与其右下方紧邻的主族元素的某些性质是相似的，如铍和铝。下列关于铍及其化合物的性质推测错误的是A．原子半径：Be>B B．碱性：Be(OH)2<Ca(OH)2C．单质铍能与冷水剧烈反应 D．BeO是一种两性氧化物5．质量数为14的原子，可能有A．7个质子，7个中子，7个电子 B．6个质子，8个中子，8个电子C．7个质子，7个中子，14个电子 D．6个质子，14个中子，6个电子6．核素是核反应堆的燃料，其核外电子数为A．92 B．143 C．235 D．3277．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是A．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)B．Y的单质的氧化性比Z的强C．X、Y、Z三种元素可以组成酸、碱和盐D．W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱8．向KI溶液中加入氯水，发生，下列说法错误的是A．氯气可用于自来水的杀菌、消毒B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝C．溶液颜色变化说明：D．实验结果说明：氯的非金属性强于碘9．下列说法正确的是A．金属元素不能得电子，不显负价，故金属不能形成阴离子B．P、S、Cl元素最高正价依次升高C．B、C、N、O、F原子半径依次增大D．Li、Na、K、Rb的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱10．某陶瓷颗粒增强材料()由X、Y、Z、W四种短周期主族元素组成，其中X与Y、Z与W分别同周期，四种元素的原子半径与最外层电子数的关系如图所示。下列说法错误的是A．简单离子半径：Y>ZB．最简单氢化物的热稳定性：Y>WC．该物质中各元素的最外层均满足结构D．工业上通过电解Z、Y的化合物(熔融)冶炼Z单质11．《流浪地球》被称为“第一部中国自己的科幻大片”，电影中涉及很多有趣的知识。下列说法错误的是A．影片幻想了太阳氦闪，地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一B．电影中由硅、碳、氧、硫等元素经过一系列变化能变成铁，该过程属于化学变化C．固定太空电梯的缆绳材料最有可能是碳纳米管(如图1)，碳纳米管与C60互为同素异形体D．取ag偏二甲肼(火箭推进剂)在6.4g氧气中恰好完全反应，如图2，则偏二甲肼中不含氧12．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．过氧化钠与水反应时，生成0.1molO2转移的电子数为0.1NAB．18gD2O和18gH218O中含有的质子数均为9NAC．0.5mol•L-1硫酸溶液中含有的H+数为NAD．1molFe与水蒸气在高温下充分反应，转移的电子数为3NA13．对于符号：35Cl和37Cl、H2和D2、1H216O和2H218O。下列有关说法正确的是A．35Cl和37Cl是同种核素 B．H2和D2互称为同素异形体C．1H216O和2H218O化学性质相同 D．35Cl和37Cl物理性质几乎完全相同14．下列化学用语表达正确的是A．中子数为10的氧原子：B．Ca2+的结构示意图：C．CH4的球棍模型：D．HBr的形成过程为15．若NA表示阿伏加德罗常数的值，(相对原子质量：H：1、C：12、O：16)下列说法正确的是A．100g46%的乙醇(C2H6O)水溶液中含有氢原子数为12NAB．100mL1mol/LNa2SO4溶液中含有Na+数为2NAC．标准状况下，1molD2O的体积为22.4LD．36g18O2所含中子数目为10NA二、填空题16．化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯及其化合物既是重要化工原料，又是广泛使用的高效灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)用氯气制备漂白液的离子方程式是。(2)TCCA是一种高效含氯消毒漂白剂，贮运稳定，在水中释放有效氯时间长，应用于游泳池等公共场合，其分子结构如图所示：已知：X、Y、Z、W属于原子序数递增的短周期元素，Z核外最外层电子数是电子层数的3倍。①TCCA的分子式是。②X、Y、Z对应简单氢化物中热稳定性最强的是(用氢化物的化学式表示)。(3)ClO2和NaClO2均为重要的杀菌消毒剂，将ClO2通入到NaOH和H2O2混合溶液中，可制备NaClO2。资料：NaClO2晶体易溶于水，难溶于乙醇。NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体，高于38℃时析出NaClO2晶体，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。①写出由ClO2制备NaClO2的离子方程式。②从上述NaClO2溶液获得干燥的NaClO2晶体的操作步骤为：将溶液在减压和55℃条件下蒸发至大量晶体析出后，，，低于60℃干燥，得到NaClO2晶体(补全实验步骤)。17．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①—⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)②在元素周期表中的位置是。(2)②的最简单氢化物分子的空间结构呈，③的单质的结构式为，③、⑤两种元素形成的既含离子键又含非极性共价键的化合物的电子式为。(3)④、⑤、⑥的简单离子半径由大到小的顺序为。(填离子符号)。(4)②、⑥、⑦的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是(填化学式)。(5)⑤、⑥的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式为。18．为纪念元素周期表诞生150周年，IUPAC等从世界范围征集优秀青年化学家提名，形成一张“青年化学家元素周期表”，向世界介绍118位优秀青年化学家，有8位中国青年化学家成为“N、S、Hg、U”等元素的代言人。(1)汞的原子结构示意图，汞在元素周期表中位于第周期。(2)氮在周期表第列，周期表中位置是。(3)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是_______。A．酸性：HCl＞H2S B．非金属性：O＞SC．碱性：NaOH＞Mg(OH)2 D．热稳定性：HCl＞H2S(4)非金属性：N＞C，用一个化学方程式证明。19．按要求回答下列问题第I部分：1808年科学家戴维通过电解生石灰和汞的混合物制得了银白色的金属钙。请回答：(1)钙的原子结构示意图为，它在元素周期表中的位置是(2)Mg、Al、Ca原子半径从大到小的顺序是；从原子结构的角度进行解释(3)钙的金属性(填“强于”或“弱于”)镁，可以通过(填实验方法)加以验证。第II部分：有下列微粒或物质：①②③石墨、金刚石④⑤28Si、29Si、30Si⑥，回答下列问题：(4)a．互为同位素的是b．互为同素异形体的是c．①⑤⑥中共有种核素，共种元素。(5)计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的(6)向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于(选填“溶液”“浊液”或“胶体”)20．将镁、铝的混合物0.1mol溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示计算：（1）当a="160"mL时，金属混合物中n(Mg)=mol，n(Al)=mol，c=mL；（2）若欲使Mg2+、Al3+刚好完全沉淀，则加入的NaOH的体积V应为多少毫升？21．取1.77g镁铝合金投入到的盐酸中，合金完全溶解，放出氢气1.904L(已折算成标况)请计算：(1)镁铝合金中镁的质量分数=%(保留三位有效数字)(2)上述溶液中继续滴加的NaOH溶液，得到沉淀3.10g。则V的最大值=mL。(写出计算过程)22．元素周期表揭示了元素间的内在联系，是学习化学的重要工具，我们可以通过元素所在的位置预测和解释元素的性质。(1)b元素的名称是，写出b的单质与水反应的化学方程式：。(2)d的最高价氧化物与g的最高价氧化物对应水化物的溶液反应的离子方程式为。(3)元素c、d、f的简单离子半径由大到小的顺序为(用离子符号表示)。(4)下面关于h元素及单质性质推断错误的是(填标号)。A．常温常压下，h单质为气态B．h元素的最高正化合价为C．h单质的水溶液滴加到淀粉溶液中，溶液变为蓝色23．实验：探究钠、镁、钾的金属性强弱。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、试管夹、酒精灯、滴管、药匙、火柴；、、K、水、稀盐酸、溶液、酚酞溶液。完成以下实验探究过程：(1)提出假设：三种金属的活动性由强到弱的顺序为。(2)设计实验方案。(3)实验过程。根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论1①将少许钠和镁分别加入滴有酚酞溶液的适量水中②2③④钾反应比钠剧烈，说明钾的金属性比钠强(4)实验结论：。(5)上述操作中，涉及的化学方程式有、。【参考答案】一、选择题1．A解析：A．MgCl2是离子化合物，Mg2+与Cl-之间通过离子键结合，A符合题意；B．H2O是共价化合物，H原子与O原子之间通过H-O共价键结合，B不符合题意；C．KOH是离子化合物，K+与OH-之间通过离子键结合，OH-内H原子与O原子之间通过共价键结合，C不符合题意；D．NH3是共价化合物，H原子与N原子之间通过N-H共价键结合，D不符合题意；答案为A。2．C【分析】短周期主族元素Y、Z、R、X的原子半径依次减小，四种元素的原子序数均不超过10，通过分析M的结构式可知，Y能形成4个键，即Y为C；Z能形成2个键，即Z为O；R、X均形成1个键，且R、X的原子半径依次减小，说明R为F、X为H；解析：A．H2O和HF能形成分子间氢键，使沸点升高且H2O分子形成的氢键数目较多，因此最简单氢化物沸点的顺序为H2O>HF>CH4，A错误；B．F2能与H2O发生氧化还原反应生成HF和O2，B错误；C．核外电子排布相同，核电荷数越小，半径越大，简单离子半径顺序为：r(O2-)>r(F-)，C正确；D．CH3CH2OH能与水以任意比例互溶，D错误；故选C。3．A解析：A．CaBr2只含离子键，且属于离子化合物，A符合题意；B．NaClO含有Na+和ClO-形成的离子键，属于离子化合物，但也含有Cl原子和O原子形成的共价键，B不符合题意；C．NH4Cl含有和Cl-形成的离子键，属于离子化合物，但也含有N原子和H原子形成的共价键，C不符合题意；D．NaOH含有Na+和OH-形成的离子键，属于离子化合物，但也含有H原子和O原子形成的共价键，D不符合题意；综上所述，答案为A。4．C解析：A．同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以原子半径Be>B，A正确；B．同主族自上而下金属性增强，最高价氧化物对于水化物的碱性增强，所以碱性Be(OH)2<Ca(OH)2，B正确；C．同主族自上而下金属性增强，Mg与冷水不反应，所以单质铍应不能和冷水反应，C错误；D．根据题意可知Be和Al性质相似，Al2O3是一种两性氧化物，则BeO也应是两性氧化物，D正确；答案为C。5．A【分析】质量数在数值上等于质子数和中子数之和，原子中质子数和电子数相等。解析：A．7个质子，7个中子，7个电子，质量数为14，A正确；B．原子中质子和电子数相等，B错误；C．原子中质子和电子数相等，C错误；D．原子质量数为20，与题干要求不符合，D错误；故选A。6．A解析：的质子数为92，由核外电子数与质子数相等可知，的核外电子数为92，故选A。7．C【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O元素、Y为N元素，X为H元素；W是短周期中金属性最强的元素，则W为Na元素，据此回答。解析：A．钠原子核外电子层三层，氢原子核外只有一个能层，所以钠原子半径最大，氢原子半径最小，氧原子和氮原子核外电子层数相同，但氧原子核内质子数大，故半径小，综上r(X)＜r(Z)＜r(Y)＜r(W)，A错误；B．同周期元素非金属性从左向右递增，其单质氧化性递增，即Y的单质的氧化性比Z的弱，B错误；C．X、Y、Z三种元素可以组成硝酸、一水合氨、硝酸铵，C正确；D．W的最高价氧化物的水化物是氢氧化钠，属于强碱，D错误；故选C。8．C解析：A．氯气具有强氧化性，可用于自来水的杀菌、消毒，A正确；B．反应生成I2，淀粉遇I2变蓝，B正确；C．Cl元素得电子化合价降低，I元素失电子化合价升高，箭头应指向Cl2，C错误；D．Cl2的氧化性强于I2，故氯的非金属性强于碘的，D正确；故选C。9．B解析：A．金属无负价，但可以形成阴离子，如、等，故A错误；B．P、S、Cl元素的最外层电子数依次升高，故其最高正价逐渐升高，故B正确；C．根据元素周期律可知，同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，故C错误；D．从到金属性依次增强，所以最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强，故D错误；本题答案B。10．C【分析】由图可知Y的原子半径小于Z和W的，则X、Y在第二周期，Z、W在第三周期，故X为Li元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为Si元素。解析：A．简单离子半径：，选项A正确；B．元素的非金属性越强，最简单氢化物的热稳定性越强，选项B正确；C．该物质中Li元素的最外层为结构，选项C错误；D．工业上通过电解熔融的，冶炼Al单质，选项D正确；答案选C。11．B解析：A．氦气属于稀有气体、是空气的成分之一，选项A正确；B．原子是化学变化中的最小微粒，化学变化中原子核不会变，该过程属于核聚变，选项B错误；C．碳纳米管与C60属于碳的不同单质，互为同素异形体，C正确；D．水中氧元素质量为，二氧化碳中氧元素质量为，，故偏二甲肼中不含氧元素，选项D正确；答案选B。12．B解析：A．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠中氧元素化合价由-1升高为0生成氧气，生成1mol氧气转移2mol电子，生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA，故A错误；B．一个D2O和一个H218O中均含有10个质子，二者摩尔质量都是20g/mol，含有的质子数都为9NA，故B正确；C．溶液体积未知，无法计算氢离子个数，故C错误；D．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，3molFe失8mol电子，则1molFe与水蒸气在高温下充分反应，转移的电子数为NA，故D错误；选B。13．C解析：A．35Cl和37Cl的质子数相同、质量数不同，是同种元素的不同核素，互为同位素，A错误；B．同素异形体是由同种元素组成的不同单质，H2和D2均为氢分子，不互称为同素异形体，B错误；C．1H216O和2H218O均是水分子，化学性质相同，C正确；D．35Cl和37Cl质子数相同、质量数不同，物理性质不尽相同、化学性质几乎完全相同，D错误；答案选C。14．B解析：A．中子数为10的氧原子质量数为10+8=18，表示为，A错误；B．Ca2+的电子数为18，结构示意图为：，B正确；C．是空间填充模型，不是球棍模型，C错误；D．HBr是共价化合物，其形成过程为：，D错误；故选B。15．A解析：A．此溶液中含46g乙醇和54g水，即含1mol乙醇和3mol水，共含氢原子12mol，A正确；B．100mL1mol/LNa2SO4溶液中含有Na+物质的量为0.2mol，即含有Na+数为0.2NA，B错误；C．标准状况下，D2O不是气态，无法利用气体摩尔体积计算，C错误；D．18O2含有的中子数为20，36g18O2的物质的量为=1mol，则含有的中子数为1mol×20×NAmol—1=20NA，D错误；故选A。二、填空题16．Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2OC3N3O3Cl3H2O2ClO2+H2O2+2OH－=2ClO+O2+2H2O趁热过滤(或高于38℃过滤)乙醇洗涤【分析】根据TCCA分子结构，X、Y、Z、W属于原子序数递增的短周期元素，根据结构得到X为C，Y为N，Z核外最外层电子数是电子层数的3倍，则Z为O，W为Cl解析：(1)用氯气制备漂白液是氯气通入到NaOH溶液中生成NaCl、NaClO和H2O，其离子方程式是Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O；故答案为：Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O。(2)①根据图中结构和前面分析得到TCCA的分子式是C3N3O3Cl3；故答案为：C3N3O3Cl3。②根据前面分析及同周期从左到右非金属性逐渐增强，其简单气态氢化物稳定性逐渐增强，因此X、Y、Z对应简单氢化物中热稳定性最强的是H2O；故答案为：H2O。(3)①将ClO2通入到NaOH和H2O2混合溶液中，可制备NaClO2，因此ClO2制备NaClO2的离子方程式2ClO2+H2O2+2OH－=2ClO+O2+2H2O；故答案为：2ClO2+H2O2+2OH－=2ClO+O2+2H2O。②根据题意，由于NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体，高于38℃时析出NaClO2晶体，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，NaClO2晶体易溶于水，难溶于乙醇；因此需在温度高于38℃过滤，用乙醇洗涤，低于60℃干燥，得到NaClO2晶体；故答案为：趁热过滤(或高于38℃过滤)；乙醇洗涤。17．(1)第二周期ⅤA族(2)三角锥O=O(3)F->Na+>Al3+(4)HNO3>H3PO4>H2SiO3(5)2OH-+H2SiO3=SiO+2H2O【分析】根据元素在周期表中的位置，①是H元素；②是N元素；③是O元素；④是F元素；⑤是Na元素；⑥是Si元素；⑦是P元素；⑧是Cl元素。解析：（1）②是N元素，在元素周期表中的位置是第二周期ⅤA族；（2）②是N元素，最简单氢化物是NH3，分子的空间结构呈三角锥形，③是O元素，O2分子的结构式为O=O，O、Na两种元素形成的既含离子键又含非极性共价键的化合物是Na2O2，电子式为。（3）电子层数相同时，质子数越多半径越小，F-、Na+、Al3+的半径由大到小的顺序为F->Na+>Al3+。（4）同周期元素从左到右最高价氧化物的水化物酸性依次增强，同主族元素从上到下最高价氧化物的水化物酸性依次减弱，N、Si、P的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HNO3>H3PO4>H2SiO3。（5）NaOH、H2SiO3反应生成Na2SiO3、H2O，反应的离子方程式为2OH-+H2SiO3=SiO+2H2O。18．(1)六(2)第15列第二周期第ⅤA族(3)A(4)CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+H2O+CO2↑解析：（1）汞的原子结构示意图为，最外层电子数是2，有6个电子层，所以汞在元素周期表中位于第六周期。（2）氮元素的原子序数是7，氮在周期表第15列，周期表中位置是第二周期第ⅤA族。（3）A.氢化物的酸性与非金属性强弱没有关系，不能用元素周期律解释，A符合；B.同主族从上到下非金属性逐渐增强，即非金属性：O＞S，能用元素周期律解释，B不符合；C.金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性Na＞Mg，则碱性：NaOH＞Mg(OH)2，能用元素周期律解释，C不符合；D.非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性Cl＞S，所以热稳定性：HCl＞H2S，能用元素周期律解释，D不符合；答案选A。（4）硝酸能制备碳酸，说明硝酸的酸性强于碳酸，所以非金属性：N＞C，反应的化学方程式为CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+H2O+CO2↑。19．(1)第四周期ⅡA族(2)Ca>Mg>AlCa和Mg的最外层电子数相同，但Ca的电子层数更多，故Ca的原子半径大于Mg，Mg的电子层数与Al相同，但Al的核电荷数更多，故Mg的半径比Al更大，综上所述原子半径的关系为Ca>Mg>Al(3)强于观察两者与水反应的剧烈程度(4)①⑤③95(5)丰度(6)胶体解析：（1）Ca原子序数为20，其原子结构示意图为；在元素周期表中的位置为第四周期ⅡA族。（2）Ca和Mg的最外层电子数相同，但Ca的电子层数更多，故Ca的原子半径大于Mg，Mg的电子层数与Al相同，但Al的核电荷数更多，核电核数越多的半径越小，故Mg的半径比Al更大，综上所述原子半径的关系为Ca>Mg>Al。（3）钙的半径大于镁，同主族半径大的元素失电子能力更强，金属性越强，故钙的金属性强于镁；可以通过观察两者与水反应的剧烈程度加以验证，金属性强的反应更加剧烈。（4）同位素是指质子数相同，中子数不同的同种元素，同素异形体是指同种元素组成的不同单质，核素是指具有一定质子数和中子数的原子，元素是指具有相同质子数的一类原子的总称。故可知：互为同位素的为①⑤；互为同素异形体的为③；①⑤⑥中含有9中核素，5种元素。（5）相对原子质量是同位素的各核素的质量数与其丰度的乘积之和，故a1%、a2%……是指各同位素的丰度。（6）分散质粒子直径在1-100nm之间的为胶体。20．（1）0.06；0.04；440（2）400解析：试题分析：（1）当a=160mL时，此时溶液是MgSO4、Al2（SO4）3和Na2SO4混合液，由Na+离子守恒可知，n（Na2SO4）=1/2n（Na+）=1/2n（NaOH）=1/2×0.16L×1mol/L=0.08mol，设MgSO4为xmol、Al2（SO4）3为ymol，则：根据Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1，100mL2mol/L的H2SO4溶液中含有硫酸的物质的量为：2mol/L×0.1L=0.2mol，根据SO42-离子守恒有：x+3y=0.2-0.08=0.12，联立方程解得：x=0.06、y=0.02，所以金属粉末中：n（Mg）=0.06mol，n（Al）=2y=2×0.02mol=0.04mol；滴加NaOH溶液到体积c时，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液，根据SO42-离子、Na+离子和Al原子守恒有：n（NaOH）=2n（Na2SO4）+n（NaAlO2）=2n（H2SO4）+n（Al）=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol，则c点消耗氢氧化钠溶液的体积为0.44mol/1mol·L-1=0.44L=440mL，（2）使Mg2+、Al3+刚好完全沉淀，此时溶质为硫酸钠，则n（NaOH）=2n（Na2SO4）=0.4mol，加入的NaOH的体积V为：V=0.4mol/1mol·L-1=400mL考点：有关混合物反应计算。21．2%220mL【分析】根据题意得出24n(Mg)+27n(Al)=1.77，镁、铝与