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．HCl中含有的化学键是A．离子键 B．共价键C．既有离子键又有共价键 D．不含化学键2．下列物质溶于水没有化学键断裂的是A． B． C．乙醇 D．3．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，Y是所有元素中非金属性最强的元素，X元素最高价氧化物对应的水化物是强酸，X、Y的原子序数之和与Z相等。下列说法错误的是A．Y、W处于同一主族B．Z有多种氧化物C．原子半径：W>Z>X>YD．最简单氢化物的沸点：Y>Z4．下列有关说法错误的是A．酸性：H2CO3＞HClO B．原子半径：r(Al)＜r(Cl)C．碱性：NaOH＞Al(OH)3 D．氧化性：S＜Cl25．铝，氧化铝，氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是A．都有水生成 B．都有氢气生成C．都有偏铝酸根生成 D．都有三价铝离子生成6．A、B、C均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为ABCA． B． C． D．7．下列科学家与其作出的贡献不对应的是A．波义耳——提出元素的概念 B．汤姆生——发现电子C．门捷列夫——发现元素周期律 D．道尔顿——提出分子学说8．下列化学用语正确的是A．中子数为18的氯原子：B．的结构式为H-O-O-HC．的结构示意图为D．用电子式表示氯化钙的形成过程：9．下列说法正确的是(为阿伏加德罗常数的值)A．的电子式为，则核外有8个电子B．中含有的键的数目为C．完全转化为和时转移电子数为D．和的混合物中，所含阴、阳离子数目之比无法确定10．某同学学习元素周期律后，作出以下推测，其中不正确的是A．Cl的核电荷数比Al大，推测C1的半径比Al的半径大B．Sb是第五周期VA族的元素，推测NH3比SbH3稳定C．Cs原子半径大于Na的原子半径，推测Cs与水反应比Na与水反应更剧烈D．Ra是第七周期IIA族的元素，推测Ra(OH)2碱性比Ba(OH)2强11．海带经处理后得到一种能使淀粉溶液变蓝的单质，该单质所含元素是A．镁 B．氯 C．钙 D．碘12．在医疗上，掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕元素的相关信息如图，下列说法中错误的是A．原子核内有84个中子 B．、互为同位素C．、的化学性质有很大不同 D．图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量13．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子结构，下列叙述正确的是A．原子序数：X<Y B．原子半径：X<YC．离子半径：X>Y D．原子最外层电子数：X<Y14．CO与NO在焦炭表面发生反应的机理简化如下(化学键和部分微粒未标出)下列有关说法正确的是A．CO2为V形分子B．N2O为催化剂C．N2的结构式为N≡ND．反应涉及的物质均是共价化合物15．重水(2H2O)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是A．氘(2H)原子核内有1个质子 B．1H218O与2H216O的相对分子质量相同C．1H2O与2H2O互为同位素 D．1H与2H是不同的核素二、填空题16．有A、B、C、D四种元素，A的正二价离子与氩原子的电子层结构相同，B原子有三个电子层，其单质为双原子分子，C的核外电子比A少一个，D与B同周期，其单质为淡黄色固体。(1)分别写出A、B、C、D四种元素形的简单离子的符号：。(2)A、B、C、D的离子半径由小到大的顺序是。(3)写出这四种元素中两两形成离子化合物的电子式：、、、。17．完成下列问题(1)有下列微粒或物质：①、、②石墨、金刚石③、、④H、D、T⑤、⑥、、，回答下列问题：互为同素异形体的是；上述微粒中出现的核素符号有种(2)下列变化：①溶于水；②酒精溶于水；③KOH溶于水；④溶于水；⑤溶于水；⑥碘升华；⑦溶于水；③冰融化；⑨熔化；⑩熔化(填序号)。没有化学键被破坏的是：；只有离子键被破坏的是：(3)2023年是门捷列夫发现元素周期律154周年，如图为元素周期表的一部分。其中①的简单氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应生成一种离子化合物。回答下列问题：ⅰ)元素In在元素周期表中的位置为ⅱ)Sb的最高价氧化物为(填化学式)。ⅲ)根据元素周期律推断：a．阴影部分元素形成的简单气态氢化物中，热稳定性最强的物质与③的最高价氧化物反应的化学方程式；b．酸性：(填“>”“<”或“=”)；c．②④元素的氢化物的还原性更强的是：(填化学式)。iiii)写出元素①形成分子的电子式：。18．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19．1828年，德国化学家维勒在制备无机盐氰酸铵(NH4OCN)时得到尿素[CO(NH2)2]。尿素的人工合成，揭开了人工合成有机物的序幕。完成下列填空：(1)将上述元素按原子半径由小到大的顺序排列。(用元素符号表示)(2)已知氰酸分子内含有叁键，且所有原子最外层均已达到稳定结构，试写出其结构式，其中N元素的化合价为。(3)N2H4性质与NH3相似，也可与硫酸反应生成N2H6SO4，则N2H6SO4中存在的作用力为，N2H6SO4与强碱溶液反应的离子方程式为。(4)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)。①写出反应的化学方程式，并标出电子转移方向与数目。②被氧化的元素是，还原产物是，若反应中有3NA个电子发生转移，参与反应的氨的质量为g。20．将一定量Mg、Al合金溶于1mol/L的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与滴加的NaOH溶液(mL)体积的关系如图所示。试计算：(1)Mg、Al合金中Mg和Al的物质的量之比为。(2)a=。21．在一定质量的AlCl3和MgCl2混合溶液中逐渐滴入一定溶质质量分数的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的关系如图所示，则:（1）O-X段反应的离子方程式为：，（2）X-Y段反应的离子方程式为（3）生成Mg(OH)2的质量为g；（4）X=；Y=。22．已知短周期主族元素X、M、Y、Z、W、G的原子序数依次递增，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，M+与Ne具有相同的核外电子数，X、W同主族。Y、Z是同周期相邻的两种元素，Y的最高价氧化物对应的水化物是一种两性化合物。回答下列问题：(1)Y的元素符号为；G的最高价氧化物的化学式为，该氧化物对应的水化物是酸(填“强”、“中强”或“弱”)(2)Y的最高价氧化物与W的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的离子反应方程式为；(3)X的简单氢化物比Z的简单氢化物的稳定性强，原因是；(4)M的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y单质发生反应的化学反应方程式为；23．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕色时，关闭活塞a。Ⅳ………（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是。（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是。（3）B中溶液发生反应的离子方程式是。（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是。（5）过程Ⅲ实验的目的是。（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，得电子能力逐渐减弱。【参考答案】一、选择题1．B解析：氯化氢是由氢原子和氯原子形成的共价化合物，含有共价键，不含有离子键；故选B。2．C解析：A．氯化氢溶于水后，在水分子的作用下电离出阴阳离子，所以有化学键的断裂，故A不选；B．溶于水后，在水分子的作用下电离出阴阳离子，所以有化学键的断裂，故B不选；C．乙醇不能电离，属于非电解质，化学键没有断裂，故C选；D．与水反应生成NaOH，发生了化学反应，有化学键的断裂和形成，故D不选；故选：C。3．C【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，Y是所有元素中非金属性最强的元素，故Y为F；X元素最高价氧化物对应的水化物是强酸，X为N；X、Y的原子序数之和与Z相等，Z为S，W为Cl。即X、Y、Z、W分别为N、F、S、。解析：A．F和Cl的最外层电子数相同，都为第ⅦA元素，故A正确；B．S的氧化物有SO2、SO3多种氧化物，故B正确；C．一般电子层数越多半径越大，同周期元素随核电荷数的递增而减小，故原子半径：Z>W>X>Y，C项错误；D．HF存在分子间氢键，沸点高于H2S，故D正确；故选C。4．B解析：A．CO2可以和NaClO溶液发生反应生成HClO，由此可知，酸性：H2CO3＞HClO，A正确；B．同一周期，从左到右，元素的原子半径依次减小，故原子半径：r(Al)＞r(Cl)，B错误；C．同一周期，从左到右，元素的金属性依次减弱；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强；金属性：Na＞Al，故碱性：NaOH＞Al(OH)3，C正确；D．同一周期，从左到右，元素的非金属性依次增强；元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强；非金属性：S＜Cl，故氧化性：S＜Cl2，D正确；故选B。5．C解析：铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液反应，若强碱溶液中的溶质为NaOH，Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，氢氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，可溶性铝盐与过量NaOH反应生成偏铝酸钠和可溶性盐，显然均生成偏铝酸盐，都有生成，故答案为C。6．C解析：设A的原子序数为x，则B的原子序数为，C的原子序数为，由，解得，所以A为O元素，B为P元素，C为元素，故选C。7．D解析：A．波义耳——提出元素的概念，A正确；B．汤姆生——发现电子，B正确；C．门捷列夫——发现元素周期律，C正确；D．道尔顿——提出原子学说，D错误；故选D。8．B解析：A．中子数为18的氯原子其质量数为35：，A错误；B．是共价分子，其电子式为，结构式为H-O-O-H，B正确；C．最外层有8个电子，离子结构示意图为，C错误；D．氯化钙是离子化合物，用电子式表示氯化钙的形成过程：，D错误；答案选B。9．C解析：A．的电子式为，表示的最外层有8个电子，但其核外有10个电子，选项A错误；B．是离子化合物，与间形成离子键，无键存在，选项B错误；C．每个Mg原子失去2个电子，为0.05mol，完全转化为和时转移电子数为，选项C正确；D．和都是离子化合物，其含有的阴、阳离子数目之比都是1∶2，与物质质量的多少无关，选项D错误；答案选C。10．A解析：A．同周期的主族元素从左到右原子半径递减，则Cl的半径比Al的半径小，A错误；B．同主族从上到下元素非金属性递减，简单氢化物稳定性递减，Sb是第五周期VA族的元素，推测NH3比SbH3稳定，B正确；C．金属性越强，单质与水或氢离子反应越容易，同主族从上到下元素金属性递增，则推测Cs与水反应比Na与水反应更剧烈，因为Cs原子半径大于Na的原子半径，Cs比Na更容易失去电子、还原性更强，C正确；D．同主族从上到下元素金属性递增，最高价氧化物对应水化物的碱性递增，Ba是第六周期IIA族的元素，Ra是第七周期IIA族的元素，推测Ra(OH)2碱性比Ba(OH)2强，D正确；答案选A。11．D解析：淀粉遇碘单质变蓝色，所以海带处理后能使淀粉变蓝色的单质为碘单质，所含元素为碘元素。答案选D。12．C解析：A．原子核内含有的中子数为144－60=84个，A正确；B．、的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，B正确；C．、互为同位素，核外电子数相同，因此化学性质相同，C错误；D．根据元素周期表的结构可知图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量，D正确；答案选C。13．D【分析】X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子结构，X元素在Y元素的下一周期，据此分析；解析：A．根据上述分析，X元素在Y元素的下一周期，X原子序数比Y的原子序数大，故A错误；B．电子层数越大，一般原子半径越大，X比Y多一个电子层，因此X的原子半径比Y原子半径大，故B错误；C．电子层数相同，微粒半径随着原子序数增大而减小，两种微粒的核外电子结构相同，即电子层数相同，因此Y离子的半径大于X，故C错误；D．Y元素离子是阴离子，X元素离子是阳离子，因此原子最外层电子数Y的大于X，故D正确；答案为D。14．C解析：A．CO2为直线形分子，A错误；B．由图可知，N₂O为中间体，B错误；C．N2的结构式为N≡N，C正确；D．反应涉及的物质有CO、NO、CO2、N2O、N2，不均是共价化合物，D错误；故选C。15．C解析：A．氘(2H)核电荷数为1，原子核内有1个质子，A正确；B．1H218O与2H216O的相对分子质量都为20，B正确；C．同位素必须是原子，选项中为水分子，1H2O与2H2O不互为同位素，C错误；D．1H与2H质子数相同，中子数不同，是不同的核素，D正确；故答案选C。二、填空题16．(1)Ca2+、Cl-、K+、S2-(2)Ca2+、K+、Cl-、S2-(3)解析：A的正二价离子与氩原子的电子层结构相同，故A为Ca，B原子有三个电子层，其单质为双原子分子即第三周期双原子分子为氯气，故B为Cl，C的核外电子比A少一个，故C为K，D与B同周期，其单质为淡黄色固体，故D为S。(1)通过分析可知A、B、C、D分别是Ca、Cl、K、S其简单离子的符号为Ca2+、Cl-、K+、S2-。(2)Ca2+、Cl-、K+、S2-离子电子层数一样，核电荷数越多半径越小可知，故A、B、C、D的离子半径由小到大的顺序是Ca2+、K+、Cl-、S2-。(3)Ca2+、K+、Cl-、S2-两两形成离子化合物有CaCl2电子式为，KCl电子式为，K2S电子式为，CaS电子式为。17．(1)②9(2)②⑥⑧③⑨⑩(3)第五周期ⅢA族<解析：（1）②石墨、金刚石都是碳元素构成的结构不同的单质，属于同素异形体；具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子属于核素，则上述微粒中出现的核素符号有①④⑥一共是9种核素；（2）未破坏化学键说明没有发生化学反应或没有电解质熔融或溶于水，物质发生物理变化，未破坏化学键的是②⑥⑧；仅离子键被破坏说明离子化合物溶于水或熔融或发生化学反应离子键被破坏，所以仅离子键被破坏的是③⑨⑩；（3）ⅰ)元素In是49号元素，则元素In在元素周期表中的位置为第五周期ⅢA族；ⅱ)元素Sb为51号元素，位于第五周期VA族，则其最高价为+5价，其最高价氧化物为；ⅲ)a．由图可知，阴影部分元素为F、Cl、Br、I；③为Si，同主族越靠上非金属性越强其氢化物越稳定，则热稳定性最强的物质与③的最高价氧化物反应的化学方程式；b．同周期元素，越靠右非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，则酸性：<；c．由图可知，②④元素分别为：O、S，其中S的非金属性较弱，非金属性越弱，其氢化物的还原性越强，则②④元素的氢化物的还原性更强的是；iiii)由图可知，元素①为N，则元素①形成分子为N2H4，其电子式为。18．(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。19．(1)H<O<N<C(2)H-O-C≡N-3价(3)离子键、共价键(4)-3价的N亚硝酸和水8.5g解析：（1）上述物质相关的元素有C、N、O、H，电子层数越多，半径越大，同周期则越靠左半径越大，故这些元素半径由小到大的顺序排列为：H<O<N<C；（2）分子内含有叁键，且所有原子最外层均已达到稳定结构，则该物质的结构式为H-O-C≡N；N的电负性大，故N元素的化合价为-3价；（3）由题意可知，N2H6SO4晶体为离子晶体，晶体内存在离子键、共价键；根据铵根与氢氧化钠反应的原理可知在足量浓强碱溶液中反应的离子方程式为：；（4）氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，由质量守恒定律可知还生成水，结合元素的化合价变化计算，反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移方向和数目为，由反应可知，-3价N元素化合价升高，被氧化，氧元素得到电子，化合价降低，得到还原产物亚硝酸和水，成2molHNO2时转移2mol×[3-(-3)]=12mol电子，则有3mol电子发生转移时，生成亚硝酸3mol×=0.5mol，其质量为0.5mol×17g/mol=8.5g。20．1:130解析：(1)由图可知，当加入80mL氢氧化钠溶液时，Mg2+、Al3+恰好沉淀完全，和共0.02mol，继续加入氢氧化钠溶液，发生反应，氢氧化铝溶解共消耗10mL氢氧化钠溶液，物质的量为0.01L×1mol/L=0.01mol，则沉淀为0.01mol，则为0.01mol，根据元素守恒可知Mg、Al合金中Mg和Al的物质的量之比为1:1；(2)根据元素守恒可知Mg2+、Al3+各0.01mol，沉淀Mg2+、Al3+需要氢氧化钠的物质的量为0.01×2+0.01×3=0.05mol，体积为，a=80-50=30。21．Al3++3OH-=Al(OH)3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O5.80.50.6【分析】根据图示信息可知，OX段为AlCl3和MgCl2分别与NaOH反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3的过程，沉淀总的物质的量为0.2mol，XY段为Al(OH)3溶解于NaOH的过程，故n[Al(OH)3]=0.2mol-0.1mol=0.1mol，当沉淀不再随氢氧化钠溶液物质的量的增加而变化时即为Mg(OH)2的物质的量，则n[Mg(OH)2]=0.1mol，根据n=得出Mg(OH)2的质量，图中X值为与一定质量的AlCl3和MgCl2混合溶液反应的氢氧化钠的总的物质的量，而Y值为恰好完全反应时所滴加的氢氧化钠的物质的量，此时氢氧化钠的物质的量为与一定质量的AlCl3和MgCl2混合溶液反应的氢氧化钠的物质的量及与氢氧化铝沉淀反应的氢氧化钠的物质的量之和，据此分析作答。解析：（1）结合上述分析，根据关系图可知，NaOH溶液与一定质量的AlCl3和MgCl2混合溶液反应，起初O-X段会生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，其离子方程式为：Al3++3OH-=Al(OH)3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，故答案为Al3++3OH-=Al(OH)3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓；（2）X-Y段则为氢氧化钠溶解Al(OH)3的过程，其离子方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；（3）由上述分析可知，n[Mg(OH)2]=0.1mol，则生成Mg(OH)2的质量为0.1mol58g/mol=5.8g，故答案为5.8；（4）根据关系式及原子守恒可知，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.1mol，则镁离子消耗的氢氧化钠的物质的量为20.1mol=0.2mol，同理，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol-0.1mol=0.1mol，则铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量为30.1mol=0.3mol，故X=0.5，再根据氢氧化钠与氢氧化铝按物质的量之比1:1反应可知，溶解Al(OH)3消耗的氢氧化钠的物质的量为0.1mol，即Y=X+0.1=0.5+0.1=0.6，故答案为0.5；0.6。22．AlCl2O7强Al2O3+6H+=2Al3++3H2OO的非金属性比Si的非金属性强2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【分析】短周期主族元素X、M、Y、Z、W、G的原子序数依次递增，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则推知X为O元素；M+与Ne具有相同的核外电子数，则M为Na元素；X、W同主族，所以W为S元素，据此可知G为Cl元素；Y、Z是同周期相邻的两种元素，Y的最高价氧化物对应的水化物是一种两性化合物，则说明Y为Al元素，Z为Si元素，结合元素周期律与物质的性质分析解答。解析：根据上述分析可知，X、M、Y、Z、W、G分别为：O、Na、Al、Si、S和Cl，则(1)根据上述分析可知，两性化合物为氢氧化铝，所以Y的元素符号为Al；G为Cl，其最高价为+7价，所以对应的氧化物的化学式为Cl2O7；因为F无最高价，根据非金属性的判断依据可知，该氧化物对应的水化物高氯酸为强酸，且短周期元素所形成的的最高价含氧酸中酸性最强，故答案为：Al；Cl2O7；强；(2)Y为Al，其最高价氧化物为氧化铝，W为S，其最高价氧化物对应水化物的稀溶液为稀硫酸，两者发生反应的离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；(3)同周期元素非金属性依次增强，