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人教版高中化学必修第一册第四章物质结构元素周期律检测试题含答案
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第四章 检测试题 选题表考查点题号原子结构、核素1,2元素周期表3,4元素周期律7,8,9,12,13化学键6,10综合应用5,11,14,15,16,17,18,19,20,21一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。1.用化学用语表示NH3+HClNH4Cl中的相关微粒,其中正确的是( C )A.中子数为8的氮原子NB.HCl的电子式:H+]-C.NH3的结构式:D.Cl-的结构示意图:解析:C对:NH3的结构式正确。A错:中子数为8的氮原子其质量数为15,故应为N。B错:HCl是共价化合物,电子式为。D错:Cl-的结构示意图为。2.下列叙述错误的是( C )A.13C和14C属于同一种元素,它们互为同位素B.6Li和7Li的中子数不相等但化学性质相同C.用电子式表示MgCl2的形成过程为D.M2+核外有a个电子、b个中子,M的原子符号为M解析:两者为碳元素的不同核素,互为同位素,A项正确;两者的中子数分别为3、4,但化学性质相同,B项正确;用电子式表示MgCl2的形成过程为,C项错误;M2+核外有a个电子,M原子核外有a+2个电子,M的质子数为a+2,质量数为a+2+b,M的原子符号为M,D项正确。3.任何科学真理的发现,都不是一帆风顺的,门捷列夫的元素周期表奠定了现代化学和物理学的理论基础。下列关于元素周期表的叙述正确的是( B )A.周期表中有8个主族、8个副族B.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素C.短周期元素是指1~20号元素D.原子的最外层电子数都等于该元素所在的族序数解析:周期表中有7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族,1个0族,共16个族,A错误;一至七周期元素的种类数分别为2、8、8、18、18、32、32,则目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素,B正确;短周期为一至三周期,短周期元素是指1~18号元素,C错误;主族元素的最外层电子数都等于该元素所在的族序数,其他族元素不一定,D错误。4.有M、R两种主族元素,已知M2-与R+核外电子数之和为20,则下列说法不正确的是( D )A.M与R的质子数之和一定等于19B.M、R可能分别处于第二周期和第三周期C.M、R可能分别处于第三周期和第二周期D.M和R的质子数之差可能等于7解析:由题意可知M为氧、R为钠或M为硫、R为锂,则A、B、C均正确,D不正确。5.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( D )A.In是第五周期第ⅢA族元素BIn的中子数与电子数的差值为17C.原子半径:In>AlD.碱性:In(OH)3>RbOH解析:根据原子核外电子排布规则,该原子结构示意图为,因此In位于元素周期表第五周期第ⅢA族,故A正确;该原子的质子数=电子数=49,中子数为115-49=66,所以中子数与电子数之差为66-49=17,故B正确;Al位于元素周期表的第三周期第 ⅢA族,In位于元素周期表第五周期第ⅢA族,同主族元素的原子,从上到下,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,因此原子半径:In>Al,故C正确;In位于元素周期表第五周期第ⅢA族,铷(Rb)位于元素周期表第五周期第ⅠA族,同周期元素,核电荷数越大,金属性越弱,最高价氧化物对应水化物的碱性越弱,因此碱性:In(OH)3<RbOH,故D不正确。6.下列变化不需要破坏化学键的是( B )A.加热氯化铵 B.干冰升华C.水通电分解 D.氯化氢溶于水解析:化学变化肯定存在化学键的破坏,A、C两项发生的都是化学变化,加热NH4Cl破坏了NH4Cl内的离子键和共价键,水通电分解破坏了水分子内的共价键;D项,HCl溶于水,破坏了HCl分子内的共价键;B项,干冰升华没有化学键的破坏,只是破坏了分子间作用力。7.根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是( B )选项事实推测ACaCO3和BaCO3都难溶于水SrCO3也难溶于水BSi是半导体材料,同族的Ge也是半导体材料第ⅣA族的元素的单质都可作半导体材料CHCl在1 500 ℃时分解,HI在230 ℃时分解HBr的分解温度介于两者之间DSi与H2高温时反应,S与H2加热能反应P与H2在高温时能反应解析:同一主族元素的性质相似,CaCO3和BaCO3都难溶于水,因此SrCO3也难溶于水,A项不符合题意;在元素周期表中,位于金属和非金属分界线处的元素单质能作半导体材料,Pb不位于金属元素和非金属元素分界线处,所以Pb不能作半导体材料,B项符合题意;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,非金属性:Cl>Br>I,所以氢化物的稳定性:HCl>HBr>HI,则HBr的分解温度介于两者之间,C项不符合题意;元素的非金属性越强,其单质与氢气越容易化合,非金属性: S>P>Si,所以P与H2在高温时能反应,D项不符合题意。8.砷(As)和镓(Ga)都是第四周期元素,分别属于ⅤA和ⅢA族。下列说法中,不正确的是( C )A.原子半径:Ga>As>PB.热稳定性:NH3>PH3>AsH3C.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4D.Ga(OH)3可能是两性氢氧化物解析:同周期主族元素自左而右,原子半径减小,同主族元素自上而下,原子半径增大,所以原子半径:Ga>As>P,A正确;同主族元素自上而下非金属性减弱,非金属性:N>P>As,非金属性越强,氢化物越稳定,所以热稳定性:NH3>PH3>AsH3,B正确;同周期主族元素自左而右,非金属性增强,同主族元素自上而下非金属性减弱,所以非金属性:S>P>As,所以酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4,C错误;镓(Ga)是第四周期ⅢA族元素,与Al同族,与Al具有相似性质,氢氧化铝是两性氢氧化物,故Ga(OH)3可能是两性氢氧化物,D正确。9.W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,Y的原子序数是X的2倍,由此可知( B )WX YZA.原子半径:Z>Y>XB.Y的单核阴离子还原性比X的强C.Z的氧化物对应水化物的酸性一定比Y的强D.简单氢化物的热稳定性:W>X解析:W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,X与Y同主族,且Y的原子序数是X的2倍,则X为O,Y为S,据此得知W为N,Z为Cl,据此分析。原子的电子层数越多,其原子半径越大,同一周期中,原子半径随着原子序数的增大而减小,所以元素的原子半径:Y>Z> X,选项A错误;元素非金属性越强,其离子的还原性越弱,故Y的单核阴离子还原性比X的强,选项B正确;Z的最高价氧化物对应水化物的酸性一定比Y的强,不是最高价氧化物的水化物的酸性不一定强,如HClO的酸性弱于硫酸,选项C错误;元素非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则简单氢化物的热稳定性: X > W,选项D错误。10.实验室常用H2O2制取O2,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。下列说法不正确的是( C )A.H2O2分子中含有极性键和非极性键B.H2O分子中只含极性键C.H2O2分子中所有原子都达到8电子稳定结构D.该反应中H2O2是氧化剂也是还原剂解析:H2O2分子中含有H—O极性键和O—O非极性键,A项正确;H2O分子中只含有H—O极性键,B项正确;H2O2分子中氢原子达到2电子稳定结构,未达到8电子稳定结构,C项错误;H2O2分解生成H2O和O2,氧元素的化合价由-1价升高到0价和降低到-2价,故H2O2既是氧化剂也是还原剂,D项正确。11.对于XOH型化合物而言,X是除H、O以外的其他元素时,下列说法中正确的是( B )A.XOH的水溶液不能导电B.当X是金属性很强的元素时,XOH一定是强碱C.XOH一定是离子化合物D.XOH一定是共价化合物解析:当X为钠时,XOH为NaOH,A、D选项错误,B选项正确;当X为氯时,XOH为HClO,C选项错误。12.X、Y、Z为短周期元素,X原子最外层只有一个电子,Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4,Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。有关下列叙述正确的是( B )A.X肯定为碱金属元素B.Y、Z两元素形成的化合物熔点较低C.X、Y两元素形成的化合物不可能为离子化合物D.稳定性:Y的氢化物>Z的氢化物解析:X原子最外层只有一个电子且为短周期元素,X为氢、锂、钠中的一种;Y为硫、Z为氧。X与Y两元素可以形成离子化合物Na2S;Y、Z两元素形成的共价化合物熔点较低;稳定性H2O>H2S。13.如图所示是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系,则下列说法正确的是( C )A.Z、N两种元素形成的化合物熔融状态下可以导电B.X、N两种元素的气态氢化物的沸点相比,前者较低C.Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液中D.X、N与H三种元素形成的化合物一定是强酸解析:根据图示可知X、Y、Z、M、N分别是O、Na、Al、Si、Cl。AlCl3熔融状态下以分子形式存在,不能导电,A项错误;H2O分子间存在氢键,导致水的沸点比氯化氢的高,B项错误;Al2O3是两性氧化物,能够溶于NaOH溶液和盐酸,C项正确;HClO是弱酸,D项错误。14.如图所示的几种短周期元素中,W、X、Y、Z四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法错误的是( D )A.Q元素最简单氢化物呈正四面体形B.物质W3X4中,每个原子最外层均达到8电子稳定结构C.X、Q、Y和氢元素形成的化合物中可能既含有离子键,又含有共价键D.M与Z形成的化合物属于离子化合物解析:根据元素在周期表中的位置可知,设X的最外层电子数为a,则Y的最外层电子数为a+1,Z的最外层电子数为a+2,W的最外层电子数为a-1,因此a+a+1+a+2+a-1=22,解得a=5,所以Q是C元素,X是N元素,Y是O元素,Z是Cl元素,W是Si元素,M是Al元素。相同条件下,Q(C)元素最简单氢化物是CH4,CH4是正四面体形分子,A项正确;物质Si3N4中,每个原子最外层均达到8电子稳定结构,B项正确;N、C、O和H形成的化合物中可能既含有离子键,又含有共价键,例如碳酸铵等,C项正确;AlCl3属于共价化合物,D项错误。15.W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如图。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是( D )A.对应简单离子半径:X<WB.对应简单气态氢化物的稳定性:Y<ZC.化合物XZW既含离子键也含共价键D.Y、Z最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z解析:根据题目所给信息可推出W为O、X为Na、Y为Si、Z为Cl。根据核外电子数相同的简单离子的原子序数越大,其半径越小可知,对应简单离子半径:Na+<O2-,A项正确;元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,故HCl的稳定性强于SiH4,B项正确;NaClO为离子化合物,Na+和ClO-之间为离子键,氯原子和氧原子之间为共价键,C项正确;Si的非金属性比Cl弱,最高价氧化物对应水化物的酸性为H2SiO3<HClO4,D项错误。16.几种短周期元素的原子半径和主要化合价见下表,下列说法中正确的是( D )元素代号原子半径/nm主要化合价X0.160+2Y0.143+3Z0.102+6、-2L0.099+7、-1M0.077+4、-4Q0.074-2A.等物质的量的X、Y的单质与足量的盐酸反应,生成的H2一样多B.Y与Q形成的化合物不能与氢氧化钠溶液反应C.Z的氢化物的稳定性强于L的氢化物的稳定性D.在化学反应中,M原子与其他原子易形成共价键而不易形成离子键解析:由题给主要化合价可知,X位于第ⅡA族,Y位于第ⅢA族,Z位于第ⅥA族,L位于第ⅦA族,M位于第ⅣA族,Q位于第ⅥA族。在短周期元素中,结合原子半径的递变规律可知,X、Y、Z、L、M、Q分别为Mg、Al、S、Cl、C、O。二、非选择题:本题共5小题,共52分。17.(8分)现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm): ①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/nm0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082最高正化合价 +2+1+5+7+1+5+3最低负化合价-2 -3-1 -3 (1)⑧号元素在元素周期表中的位置是 ; 上述元素处于同一主族的有 (用元素符号表示)。 (2)元素①和⑥能形成两种化合物,写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式: 。 (3)含锂材料在社会中应用广泛,如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题:Li和Li可作核反应堆最佳热载体LiH和LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是 (填字母,下同)。 ALi和Li互为同位素BLi和Li属于同种核素CLiH和LiD的化学性质不同DLiH和LiD是同种物质②下列说法不正确的是 。 A.碱性:Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOHB.半径:K>Na>Li>Li+C.氧化性:Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+D.金属性:Cs>Rb>K>Na>Li>Be解析:由题中及表中数据可知,①②③④⑤⑥⑦⑧分别位于第ⅥA、ⅡA、ⅠA、ⅤA、ⅦA、ⅠA、ⅤA、ⅢA族。Be的原子半径为0.089 nm,Be的最高价为+2,②的最高价也是+2,半径比Be大,则②为Mg;③的最高价为+1,半径比Mg小,则③是Li;⑥的最高价为+1,半径比Mg大,则⑥为Na;④和⑦的最高价都是+5,最低价都是-3,则它们为第ⅤA族元素,因为④的半径较大,故④为P、⑦为N;根据同周期元素的原子半径逐渐减小,可知⑧为B、①为O、⑤为Cl。答案:(1)第二周期第ⅢA族 Li和Na、N和P(2)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑(3)①AD ②C18.(6分)X、Y、Z、W代表四种短周期元素,有关它们的部分结构信息及性质信息如下表所示。元素部分结构信息部分性质信息XX的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸YY原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半Y能形成多种气态氢化物ZZ原子的最外层电子数大于4Z元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和等于6WW原子的最外层电子数等于(2n-3)(n为原子核外电子层数)化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+请按要求回答下列问题:(1)Z在元素周期表中的位置是 。 (2)X、Y的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 (用化学式表示)。 (3)X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是 (用化学式表示)。(4)实验室用X的气态氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是 (用离子方程式表示)。 (5)Z的单质与二氧化硫的混合气体通入水中可生成两种强酸,写出反应的离子方程式: 。 解析:X、Y、Z、W是短周期的四种元素,X的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子,对应元素原子的质子数为7,X的最高价氧化物对应水化物HNO3是一种强酸,所以X为N元素;Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半,Y能形成多种气态氢化物,则Y为C元素;Z原子的最外层电子数大于4,其为非金属元素,Z元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和等于6,则其最高正化合价为+7,Z为Cl元素;W原子的最外层电子数等于(2n-3)(n为原子核外电子层数),化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+,则n=3,所以W为Al元素。(1)Z为Cl元素,其原子序数为17,位于周期表中第三周期第ⅦA族。(2)N的非金属性强于C,故最简单氢化物的稳定性:NH3>CH4。(3)非金属性:Cl>N>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4>HNO3>H2CO3。(4)X的气态氢化物的水溶液为氨水,W的氢氧化物为氢氧化铝,氨水与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N。(5)Z的单质为氯气,氯气与二氧化硫在水中反应生成硫酸和氯化氢,反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S。答案:(1)第三周期第ⅦA族 (2)NH3>CH4(3)HClO4>HNO3>H2CO3(4)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N(5)Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S19.(12分)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,回答下列问题: (1)③、④、⑤的原子半径由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)②、③、⑦的最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是 (用化学式表示)。 (3)由①、④、⑤三种元素形成的化合物的电子式为 。 (4)⑥的单质与NaOH溶液反应的离子方程式: 。 (5)如图是部分短周期元素的单质及其化合物(或其溶液)的转化关系。已知B、C、D是非金属单质,且在常温常压下都是气体,D常用于自来水的杀菌、消毒;化合物G的焰色试验呈黄色,化合物F通常状况下呈气态。①A在周期表中的位置: ;B、C、D所含元素按1∶1∶1组成化合物的结构式为 。 ②D溶于水时发生反应的离子方程式为 , G和F反应的离子方程式为 。 解析:根据元素所在周期表中的位置,可知①为H元素,②为C元素,③为N元素,④为O元素,⑤为Na元素,⑥为Al元素,⑦为Si元素,⑧为Cl元素。(1)电子层数越多半径越大,所以钠的半径大于氮和氧的半径,氮和氧处于同周期,从左至右,半径减小,故③、④、⑤的原子半径由大到小的顺序为Na>N>O。(2)元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物酸性越强,②、③、⑦的非金属性:N>C>Si,则最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是HNO3>H2CO3>H2SiO3。(3)由①、④、⑤三种元素形成的化合物是NaOH,则它的电子式为Na+H]-。(4)⑥的单质与NaOH溶液反应的离子方程式:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑。(5)B、C、D所含元素为短周期元素,常温常压下都是气体,D常用于自来水的杀菌、消毒,化合物G的焰色试验呈黄色,所以D是氯气,A是钠,结合图示关系可知B、C分别为氧气和氢气,因此推得A在周期表中的位置为第三周期第ⅠA族,B、C、D所含元素按1∶1∶1组成的化合物为HClO,结构式为H—O—Cl,G和F分别为Na2CO3和HCl。答案:(1)Na>N>O (2)HNO3>H2CO3>H2SiO3 (3)Na+H]- (4)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ (5)①第三周期第ⅠA族 H—O—Cl ②Cl2+H2OH++Cl-+HClO C+2H+CO2↑+H2O20.(13分)A、B、C、D 4种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族;B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态,其中A、B原子个数之比为4∶1。常温下,由A、C组成的两种化合物乙和丙都为液态,乙中A、C原子个数比为1∶1,丙中A、C原子个数比为2∶1。由D和C组成的两种化合物丁和戊都为固态,丁中D、C原子个数之比为1∶1,戊中D、C原子个数之比为2∶1。B元素的最高价氧化物与丁能发生化学反应,生成物为两种,其中一种为C的单质。(1)写出对应物质的化学式:乙 ;丁 。 (2)B元素的最高价氧化物与丁反应的化学方程式: 。 (3)写出下列物质的电子式:甲 ;戊 。 (4)A、B、C、D 4种元素的原子半径由大到小顺序为 (用元素符号表示)。 (5)由A、B、C、D 4种元素组成的既含离子键又含共价键的物质的化学式为 。 解析:A、B、C、D 4种短周期元素,原子序数依次增大,A、B组成的化合物甲为气态,其中A、B的原子个数之比为4∶1,则甲为CH4,A是H、B是C;A、D同族,B的原子序数小于D,则D是Na;B、C同周期,由A、C组成的两种化合物乙、丙都是液态,乙中A、C原子个数之比为1∶1,丙中A、C原子个数之比为2∶1,则乙是H2O2、丙是H2O,C是O;由D、C组成的两种化合物丁和戊都是固体,为氧化钠和过氧化钠,丁中D、C原子个数之比为1∶1,戊中D、C原子个数之比为2∶1,则丁是Na2O2、戊是Na2O;B元素的最高价氧化物与丁能发生化学反应,生成物为两种,其中一种为C的单质,则B为C,综上,A为H,B为C,C为O,D为Na。(1)根据以上分析,乙是H2O2,丁是Na2O2。(2)根据以上分析,B元素的最高价氧化物(CO2)与丁(Na2O2)反应的化学方程式:2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2。(3)甲是甲烷,电子式为;戊为氧化钠,电子式为Na+]2-Na+。(4)A为H,B为C,C为O,D为Na,原子半径比较:①电子层数越多,半径越大;②电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;4种原子的半径由大到小顺序为Na>C>O>H。(5)A为H,B为C,C为O,D为Na,由A、B、C、D 4种元素组成的既含离子键又含共价键的物质应该是盐,应为NaHCO3。答案:(1)H2O2 Na2O2 (2)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2 (3) Na+]2-Na+ (4)Na>C>O>H (5)NaHCO321.(13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)探究同主族元素性质的递变规律。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)下表是元素周期表中主族元素的一部分,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。WXY Z请回答下列问题:①写出Z的原子结构示意图: 。 ②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电子结构。写出该化合物的电子式: 。 解析:(1)①氯气氧化性强于溴和碘,所以能置换出溴和碘。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。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是第ⅤA族元素,根据元素周期表,Y是第ⅥA族元素,Y的单质可在空气中燃烧,所以Y是S,根据在元素周期表中的相对位置,W、X、Z分别是Si、P、Se。答案:(1)①溶液由无色变为橙色 溶液由无色变为棕黄色 2Br-+Cl2Br2+2Cl- 2I-+Cl2I2+2Cl- ②B ③溴水(2)①
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