【金牌卷】同步单元4 物质结构 元素周期律 2022-2023学年人教版(2019)必修第一册 化学（解析版）

【金牌卷】第四章物质结构元素周期律(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分,每题只有一个选项符合题意)1.下列化学家与其所作的突出贡献不匹配的是()门捷列夫拉瓦锡阿伏加德罗道尔顿提出化学元素的概念提出氧化学说提出分子学说提出原子论ABCD2.东风-17号导弹是目前中国突防能力最强的导弹,能对中近程目标实施精确打击,其原因是导弹中使用了含有稀土元素钕(60Nd)的永磁材料。下列说法中正确的是()A.60142Nd与B.60143Nd与C.60142Nd与D.60142Nd与3.(原创)某瓶品牌酱油的产品信息如图所示,下列有关说法正确的是()A.食用盐的主要成分是NaCl分子B.谷氨酸钠所含元素的简单离子中半径最大的是N3-C.钠和钾位于周期表中同一主族且钠比钾活泼D.该瓶品牌酱油中含N元素的质量至少为1.96g4.下列化学用语正确的是()A.CO2的结构式:B.H2SO4的电离方程式:H2SO4H++SO4C.Cl-的结构示意图:D.用电子式表示氯化钠的形成过程:5.下列说法中正确的是()A.HCl溶于水能电离出H+、Cl-,所以HCl是离子化合物B.碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力C.He、CO2和CH4都由分子构成,它们中都存在共价键D.NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破坏了离子键,也破坏了共价键6.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化而变化的趋势,正确的是()7.下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法不正确的是()A.气态氢化物的稳定性:R>WB.X与Y可以形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物C.由X、Y、Z、W、R五种元素形成的简单离子中半径最小的是X2-D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应8.太空飞船的太阳能电池板有“飞船血液”之称,我国在砷化镓太阳能电池研究方面处于国际领先水平,下列有关说法正确的是()A.砷元素符号为As,位于元素周期表中第四周期ⅤA族B.酸性:砷酸>磷酸C.镓元素符号为Ga,单质不能与水反应D.碱性:Ga(OH)3<Al(OH)39.下列说法正确的是()①含共价键的化合物一定是共价化合物②离子化合物中一定含有离子键③由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物④气态单质分子中一定含有共价键⑤由不同元素组成的多原子分子里,一定只存在极性共价键A.②③ B.②③⑤C.①②③④ D.①②④10.运用元素周期律分析下面的推断,其中不正确的是()A.HBrO4的酸性比HIO4的酸性弱B.钠与水反应比锂(Li)与水反应剧烈C.砹单质(At2)为有色固体,AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸D.在氧气中,铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)11.元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是()A.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推断出元素的非金属性:Cl>SB.若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:Y>XC.已知第ⅡA族的硫酸盐溶解性:MgSO4易溶于水,CaSO4微溶于水,可推断出SrSO4不溶于水,但溶解度比BaSO4大(第ⅡA族元素从上到下依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba)D.Cs和Ba分别位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族,碱性:CsOH>Ba(OH)212.元素周期表中ⅣA族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb等,已知Sn的+4价稳定,而Pb的+2价稳定。结合所学知识,判断下列反应中(反应条件略)正确的是()①Pb+2Cl2PbCl4②Sn+2Cl2SnCl4③SnCl2+Cl2SnCl4④PbO2+4HClPbCl4+2H2O⑤Pb3O4+8HCl3PbCl2+Cl2↑+4H2OA.②③⑤ B.②③④C.①②③ D.①②④⑤13.X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素,W的最外层电子数为X最外层电子数的一半,X、Y、Z的原子半径依次减小,X、Y、Z组成的一种化合物(ZXY)2的结构式为。下列说法正确的是()A.(XY)2中X元素的化合价为+3B.Y的最高价氧化物对应的水化物是强酸C.化合物W(Y3)2中只含有离子键D.X和Z组成的化合物中不可能所有原子都达到8电子稳定结构14.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:元素代号LMXRT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.074主要化合价+2+3+6、-2+2-2下列叙述正确的是()A.离子半径:r(L2+)>r(T2-)B.X单质不能与铁发生反应C.L、M、X的最高价氧化物对应的水化物可以两两反应D.R的氧化物对应的水化物可能具有两性15.已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20。甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,它们转化关系如图所示。下列说法不正确的是()A.A、B形成的一种化合物具有漂白性B.B、D形成的离子化合物可能含有非极性键C.C的单质能与丙反应置换出B的单质D.丁为黑色固体,且1mol甲与足量丙反应转移电子数为3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(8分)下图是依据各种元素(原子)的性质与原子序数(1~20)的关系而绘制出来的,各图的纵轴可能代表下列某一性质:核电荷数、中子数、最高正化合价、原子半径、得电子能力,A、B、C分别代表三种元素。(注意:图3中原子序数为8、9的元素和图4中原子序数为2、10、18的元素在纵轴上没有对应的数值。)请回答下列问题:(1)图2的纵轴代表的性质是,图4的纵轴代表的性质是。

(2)A元素的最低负化合价为。

(3)B、C两种元素形成的化合物中,C显最高正化合价而B显最低负化合价,该化合物的化学式为。

(4)1~20号元素中,原子半径最大的是(稀有气体元素除外)(填元素符号)。

(5)写出B的单质与NaOH溶液反应的离子方程式:。

17.(12分)①~11种元素在元素周期表中的位置:族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0一①二②③④⑤三⑥⑦⑧⑨⑩四请按要求回答下列问题:(1)写出元素③形成单质的电子式。

(2)画出11种元素中,非金属性最强的元素的原子结构示意图。

(3)元素⑤④⑩分别和①形成的气体化合物中,最稳定的是(填化合物的化学式)。

(4)元素⑨⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是(填化合物的化学式)。

(5)在盛有水的小烧杯中加入元素⑩的单质,发生反应的离子方程式为。

(6)请从原子结构的角度,解释元素⑩的非金属性比元素强的原因

。

18.(12分)A、B、C、D、E、W为前四周期元素,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.(10分)甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。其设计的实验方案如下,请你帮他填写完整,并做出评价。实验室提供的试剂:NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水。(1)实验目的:①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式。实验步骤实验现象实验结论及离子方程式甲:

;

乙:

离子方程式:甲:;

乙:

结论:卤素单质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2②[评价]甲同学设计的实验方案的合理性是(填字母)。

A.非常合理B.部分合理C.完全不合理③[补充和完善]上一题②中若选A,则此项不用再作答,若选B或C,则完成实验还需要的试剂是。

(2)下表是元素周期表主族元素的一部分,短周期元素X的最高正化合价是+5,Y的单质可在空气中燃烧。WXYZ请回答下列问题:①写出Z的原子结构示意图:。

②探究同主族元素性质的一些共同规律,是学习化学的重要方法之一。在下表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测,举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中用Z表示即可)。编号性质推测化学方程式示例氧化性H2ZO3+4HIZ↓+2I2+3H2O12③由C、O和Y三种元素组成的化合物COY中,所有原子的最外层都满足8电子稳定结构。写出该化合物的电子式:。

20.(18分)Ⅰ.形式一:(由粒子数推断)A+、B+、C-、D、E5种粒子(分子或离子),它们分别含10个电子,已知它们有如下转化关系:①A++C-D+E↑;②B++C-2D。据此,回答下列问题:写出A+、B+的化学式:、。

Ⅱ.形式二:(由元素原子结构推断)A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,它们都是同周期的元素。已知:A、C、F三种原子最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间两两皆能反应,均生成盐和水;D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4;E元素原子次外层电子数比最外层电子数多2。(1)写出下列元素的符号:A,B,E。

(2)F在元素周期表中的位置为。

(3)写出C的单质和A的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式:。

(4)元素的非金属性(原子的得电子能力):EF(填“强于”或“弱于”),请以E、F为例列举元素非金属性强弱的比较方法:

(至少2条)。

通过Ⅱ的解题你认为推断出本题各元素的关键环节为。

Ⅲ.形式三:(由元素位置推断)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)请画出元素⑦的离子结构示意图:。

(2)写出元素⑤的符号:。

(3)②、③、⑥的离子半径由大到小的顺序为。

(4)⑤、⑥、⑦的最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序是。

(5)①、②、③三种元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出该化合物的电子式:。该化合物与④的最高价氧化物反应的离子方程式为。

(6)原子序数为116的元素,它在周期表中的位置是第周期族,它属于元素(填“金属”或“非金属”)。

答案全解全析1.A2.A3.B4.A5.D6.A7.C8.A9.A10.A11.AB12.A13.AB14.D15.D1.A元素概念是由英国化学家波义耳提出的,俄国化学家门捷列夫编制了世界上第一张元素周期表,故A错误。2.A60142Nd与

60143Nd的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A项正确;60143Nd与

60144Nd互为同位素,二者化学性质几乎相同,物理性质不同,B项错误3.B食用盐的主要成分为NaCl,但NaCl不是以分子形式存在的,A项错误;根据谷氨酸钠的结构可知其所含元素为H、C、N、O、Na,其中离子半径最大的是N3-,B项正确;钠和钾均位于周期表中第ⅠA族,钾位于第四周期,钠位于第三周期,钾比钠活泼,C项错误;该瓶酱油净含量为1.4L,氮含量≥1.20g/100mL,即1.4L该酱油中含N元素的质量至少为1.20g/100mL×1400mL=16.8g,D项错误。4.ACO2的结构式为,故A正确;H2SO4是二元强酸,电离方程式为H2SO42H++SO42-,故B错误;Cl-的核外有18个电子,离子结构示意图为,故C错误;氯化钠是离子化合物,用电子式表示氯化钠的形成过程:,故D错误。5.DHCl属于共价化合物,故A错误;碘晶体受热转变成碘蒸气,克服分子间作用力,而碘原子间的作用力属于共价键,故B错误;He为单原子分子,不存在共价键,故C错误;NaHCO3为离子化合物,含有离子键和共价键,受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破坏了阴、阳离子间的离子键,也破坏了共价键,故D正确。6.A随着核电荷数的递增,卤族元素的非金属性逐渐减弱,A正确;随着核电荷数的递增,卤族元素的单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性:F2>Cl2>Br2,B错误;随着核电荷数的递增,卤族元素的非金属性逐渐减弱,则氢化物的稳定性逐渐减弱,C错误;F2、Cl2、Br2的熔点逐渐升高,D错误。7.C在短周期元素中,既有+7价又有-1价的只有Cl元素,则R为Cl元素;X的化合价为-2价,故X为O元素;Y的化合价为+1价,处于第三周期,所以Y为Na元素;Z位于第三周期且化合价为+3价,Z为Al元素;W的化合价为+6价和-2价,W应为S元素。非金属性Cl>S,故HCl的热稳定性比H2S强,A项正确;氧元素和钠元素可以形成过氧化钠、氧化钠两种化合物,其原子个数比分别为1∶1和1∶2,B项正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越大其离子半径越小,所以离子半径:S2->Cl-,O2->Na+>Al3+,再根据离子电子层数越多,离子半径越大,故离子半径:S2->Cl->O2->Na+>Al3+,离子半径最小的是Al3+,C项错误;氢氧化钠和氢氧化铝可以发生反应:NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O,D项正确。8.A砷是33号元素,位于元素周期表中第四周期ⅤA族,选项A正确;砷与磷处于同一主族,非金属性比磷弱,酸性:磷酸>砷酸,选项B不正确;Ga的金属性比Al强,能与水反应,选项C不正确;Ga与Al同主族,Ga的金属性比Al强,碱性:Al(OH)3<Ga(OH)3,选项D不正确。9.A①含共价键的化合物可能是离子化合物,如NaOH中含有离子键和共价键,属于离子化合物,故①错误;②含有离子键的化合物是离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,但是一定有离子键,故②正确;③由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物,如NH4Cl,故③正确;④稀有气体是单原子分子,没有共价键,则气态单质分子中不一定含有共价键,故④错误;⑤由不同元素组成的多原子分子里,一定存在极性共价键,可能含有非极性键,如H2O2中含有O—H极性键和O—O非极性键,故⑤错误。10.A非金属性:Br>I,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则HBrO4的酸性比HIO4的酸性强,故A错误;金属性:Na>Li,元素的金属性越强,对应的单质与水反应越剧烈,则钠与水反应比锂与水反应剧烈,故B正确;卤族元素的单质从上到下颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,则At2为有色固体,卤化银中除AgF外都不溶于水也不溶于硝酸,AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸,故C正确;随着核电荷数的递增,碱金属元素的金属性逐渐增强,对应的单质与氧气反应的产物可能有氧化物、过氧化物、超氧化物等,越来越复杂,故D正确。11.AB不能利用无氧酸的酸性比较非金属性,应利用元素最高价氧化物对应的水化物的酸性比较Cl、S的非金属性,A错误;设X+和Y2-的核外电子数为a,则X、Y的原子序数分别为a+1、a-2,所以原子序数:X>Y,B错误;由题给信息可知Mg、Ca、Sr、Ba对应的硫酸盐的溶解度逐渐减小,所以推断出SrSO4不溶于水,但溶解度比BaSO4大,C正确;Cs和Ba分别位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族,Cs的金属性比Ba强,所以CsOH的碱性比Ba(OH)2强,故D正确。12.A①Pb+2Cl2PbCl4,PbCl4中Pb为+4价,不稳定,错误;②Sn+2Cl2SnCl4,Sn的+4价稳定,正确;③SnCl2与氯气反应,SnCl2+Cl2SnCl4,SnCl4中Sn为+4价,稳定,正确;④PbO2+4HClPbCl4+2H2O,PbCl4中Pb为+4价,不稳定,错误;⑤Pb3O4+8HCl3PbCl2+Cl2↑+4H2O,PbCl2中Pb为+2价,稳定,正确;故选A。13.ABX、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z的原子半径依次减小,X、Y、Z组成的一种化合物(ZXY)2的结构式为,说明X为C元素、Y为N元素、Z为O元素;W的最外层电子数为X最外层电子数的一半,则W为Mg元素。C元素的非金属性比N元素弱,则(CN)2中C元素的化合价为+3价,故A正确;N元素的最高价氧化物对应的水化物HNO3是强酸,故B正确;化合物Mg(N3)2中除含有离子键外,N3-中还含有非极性共价键,故C错误;C和O组成的化合物CO2的电子式为,C和O原子都达到8电子稳定结构,故D错误。14.D元素的最高正价=最外层电子数=主族元素的族序数,最高正价和最低负价绝对值的和为8,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,X、T两元素最外层电子数为6,为第ⅥA族元素,X的半径大于T,所以T为O,X为S;L、R元素最外层电子数为2,为第ⅡA族元素,且半径L比R大,所以L为Mg、R为Be;M最外层电子数为3,为第ⅢA族元素,且半径与L相差较小,所以M与L在同一周期,故M为Al。因核外电子排布相同的离子,原子序数越小,半径越大,所以Mg2+的半径小于O2-,A错误;S可在加热条件下与铁反应,生成FeS,B错误;L、M、X的最高价氧化物对应的水化物分别是Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4,Mg(OH)2和Al(OH)3不能反应,故C错误;根据“对角线规则”,铍的性质与铝相似,其氢氧化物具有两性,D正确。15.D已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,则E为Fe;A与D同主族,B与C同周期,则A为H,D为Na,由C与D的原子序数之和为20,可知C为F;甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,结合图示转化关系,由Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气可知丙为H2O,丁为Fe3O4,则B为O元素,以此解答该题。H、O组成的H2O2有强氧化性,具有漂白性,故A正确;O和Na组成的Na2O2中含有离子键和非极性共价键,故B正确;F2与水反应生成HF和O2,故C正确;丁为Fe3O4,是黑色固体,由3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,可知1molFe与足量H2O反应转移电子数为83NA,故D错误。16.答案(1)中子数得电子能力(2)-4(3)SiCl4(4)K(5)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O解析(1)图1的纵轴表示核电荷数,图2的纵轴表示中子数,图3的纵轴表示最高正化合价,图4的纵轴表示得电子能力。(2)A的最高正化合价是+4价,所以A元素的最低负化合价是-4价。(3)根据图3可知C是Si元素,B是Cl元素,则Si与Cl形成的化合物的化学式为SiCl4。(4)同周期主族元素原子随着核电荷数的增大,原子半径逐渐减小,同主族元素原子随着核电荷数的增大,原子半径逐渐增大。(5)Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。17.答案(1)(2)(3)HF(4)HClO4(5)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(6)Cl和Br在同一主族,Br比Cl多一个电子层,Br原子半径大,得电子能力弱解析由元素在周期表中的位置可知,①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Mg、⑧为Al、⑨为S、⑩为Cl、为Br。(1)元素③形成的单质是氮气,分子中存在氮氮三键,电子式是。(2)同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,则11种元素中,非金属性最强的元素是F,F原子核外有9个电子,结构示意图是。(3)F、O、Cl中,非金属性最强的是F,所以最稳定的是HF。(4)S、Cl、Br中,非金属性最强的是Cl,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则酸性最强的是HClO4。(5)在盛有水的小烧杯中加入氯气,氯气与水反应生成HCl和HClO,反应的离子方程式是Cl2+H2OH++Cl-+HClO。(6)Cl和Br在同一主族,Br比Cl多一个电子层,Br原子半径大,得电子能力弱,所以Cl的非金属性比Br强。18.答案(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+2H2O2NaAlO2+3H2↑(5)H2O2+2H++2Fe2+2Fe3++2H2O解析A、B、C、D、E、W为前四周期元素,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,则A为H元素,C为Na元素;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;D是同周期元素中简单离子半径最小的元素,则D为Al元素;W的合金用量最大、用途最广,则W为Fe元素。(1)C为Na元素,在元素周期表中位于第三周期ⅠA族。(2)A分别与B、E形成的最简单化合物为H2O和H2S,H2O分子间存在氢键,故其沸点较高。(3)A、B、C三种元素形成的物质为NaOH,含有的化学键类型是Na+与OH-间形成的离子键、O原子与H原子之间形成的共价键。(4)铝与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。(5)酸性条件下,H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+2Fe3++2H2O。19.答案(1)①溶液由无色变为橙色溶液由无色变为褐色2Br-+Cl2Br2+2Cl-2I-+Cl2I2+2Cl-②B③溴水(2)①②1还原性2H2ZO3+O22H2ZO4(或Br2+H2ZO3+H2OH2ZO4+2HBr等合理答案)2酸性H2ZO3+2NaOHNa2ZO3+2H2O(或其他合理答案)③解析(1)①氯气的氧化性强于溴单质和碘单质,所以氯气能置换出溴单质和碘单质;②向溴化钠溶液中滴加氯水证明氧化性:Cl2>Br2,向碘化钠溶液中滴加氯水证明氧化性:Cl2>I2,但不能比较Br2和I2的氧化性强弱;③需要补充实验证明氧化性:Br2>I2。(2)短周期元素X的最高正化合价是+5,说明X是ⅤA族元素,