高一化学必修第一册第四章 物质结构元素周期律
章末能力培优卷
一、单项选择题(共16小题)
1.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( )
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
2.下列原子序数所对应的元素组中,两者可形成离子键的是( )
A.1和17 B.11和9
C.14和6 D.15和8
3.下列元素的原子间反应可以形成离子键的是( )
原子 a b c d e f g
M层电子数 1 2 3 4 5 6 7
A.a和f B.a和c
C.d和g D.b和c
4.关于原子序数从11到17的七种元素,下列说法不正确的是( )
A.原子半径逐渐减小
B.原子的最外层电子数逐渐增多
C.元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
D.若其中某非金属元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HnROm,则其气态氢化物的化学式为H2m-nR
5.X、Y、Z均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素的质子数之和为40,则X、Y、Z分别是( )
X
Y Z
A.N、S、Cl B.B、Si、P
C.C、P、S D.Be、Al、Si
6.X、Y、Z均为元素周期表中前20号元素,Xa+、Yb-、Z(b+1)-的电子层结构相同,下列说法正确的是( )
A.已知mXa+与nYb-,得m+a=n-b
B.离子半径:Yb->Z(b+1)->Xa+
C.Z(b+1)-的还原性一定大于Yb-
D.气态氢化物的稳定性Hb+1Z一定大于HbY
7.下列说法正确的是( )
A.P4和NO2都是共价化合物
B.CCl4和NH3分子中都含有极性键
C.CaO和SiO2都是离子化合物
D.Na2O2是离子化合物,只含有离子键
8.YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是悬浮列车中的重要超导材料,下列关于Y的说法不正确的是( )
A.钇元素的原子序数为39
B.中子数与质子数之差为50
C.原子的核外电子数是39
D.Y和Y是两种不同的核素
9.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQ
C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
10.元素的性质呈周期性变化的根本原因是( )
A.相对原子质量递增,量变引起质变
B.原子半径呈周期性变化
C.原子核外电子排布呈周期性变化
D.元素的最高正化合价呈周期性变化
11.甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加入淀粉溶液和新制的氯水,溶液变为橙色,将此溶液倒入丙中,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
12.我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列,曾制得一种合成纳米材料,其化学式为RN。已知该化合物中的Rn+核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的( )
A.第三周期第ⅤA族 B.第四周期第ⅢA族
C.第五周期第ⅢA族 D.第四周期第ⅤA族
13.如图中各选项均为元素周期表的一部分(图中数字为原子序数),其中正确的是( )
14.下表物质中所含化学键类型、所属化合物类型不正确的一组是( )
选项 A B C D
物质 Na2O2 H2O HCl NaCl
所含化学 键类型 离子键、 共价键 共价键 离子键 离子键
所属化合 物类型 离子 化合物 共价 化合物 离子 化合物 离子 化合物
15.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( )
A.Z、N两种元素形成的化合物在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的氧化物能分别溶于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液中
D.由Z与X两种元素组成的化合物能与水反应
16.元素周期表隐含着许多信息和规律。以下所涉及的元素均为中学化学中常见的短周期元素,其原子半径及主要化合价列表如下,其中R2Q2用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源。
元素代号 M R Q T X Y Z
原子半径/nm 0.037 0.186 0.074 0.102 0.150 0.160 0.099
主要化合价 +1 +1 -2 -2、+4、+6 +3 +2 -1
下列说法正确的是( )
A.T、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性TB.R、X、Y的单质失去电子能力最强的是X
C.M与Q两种元素形成的是离子化合物
D.M、Q、Z都在第二周期
二、非选择题(共5小题)
17.氮化钠(Na3N)是用科学方法制备的一种重要化合物,它与水作用产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式是 。该化合物由 键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成 种盐,其电子式分别为 。
(3)Na3N与水的反应属于 (填基本反应类型)反应。
(4)比较Na3N中两种粒子的半径:r(Na+) (填“>”“=”或“<”)r(N3-)。
18.科学家通过粒子加速器进行了一周的实验,获得了6个非常罕见的Fe原子,接着,科学家又使用特制的测量仪器观测到,这6个原子中有4个发生了衰变,这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式,即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题:
(1Fe原子的核内中子数为 ,该原子的核外电子数为 。
(2)以下关于Fe的叙述正确的是 。
AFe与Fe是两种核素
B.科学家获得了一种新元素
CFe的衰变不是化学变化
D.这种铁原子衰变放出两个质子后变成Fe
(3)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应,他的判断依据是 。
19.根据元素周期表1~20号元素的性质和递变规律,回答下列问题。
(1)属于金属元素的有________种,金属性最强的元素与氧化合生成的化合物为______________(填两种化合物的化学式)。
(2)正化合价最高的元素是________,其最高化合价为________。
(3)既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的单质是________,其最高价氧化物对应的水化物具有________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体元素除外)________。
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性:________>________。(填化学式)
20.元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质,如图是元素周期表的一部分:
(1)阴影部分元素在元素周期表中的位置为第 族,根据元素周期律,请你预测,H3AsO4、H3PO4的酸性强弱:H3AsO4 (填“>”“<”或“=”)H3PO4。
(2)根据NaH的存在,有人提议可把氢元素放在第ⅦA族,那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等,又可把氢元素放在周期表中的第
族。
(3)S、O、F三种元素的原子半径大小: (填元素符号)。
(4)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素,该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式: 。
(5)周期表中有10多种人体所需的微量元素,其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R,对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层,其最高价氧化物的分子式为RO3,则R元素的名称为 。
21.请按要求填空:
(1)简单原子的原子结构可用下图形象地表示:
其中“●”表示质子或电子,“○”表示中子,则下列有关①②③的叙述正确的是________(填字母,下同)。
A.①②③是三种不同的核素
B.①②③具有相同的质量数
C.①②③互为同位素
D.①②③核外电子数不同
(2)科学家已发现一种新型氢分子(H3),则相同条件下,等质量的H3和H2相同的是________。
A.分子数 B.原子数
C.体积 D.电子数
(3)微粒AXn+核外有a个电子,则它的核内中子数为________。
(4)与10 g D2O含有相同电子数的NH3在标准状况下的体积是________。
(5)已知:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,将23 g钠与过量的重水(D2O)反应,产生气体的质量是________。
参考答案
1.B
【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。
2.B
【解析】 原子序数为11和9的元素分别是Na和F元素,两者可形成离子键。
3.A
【解析】 a、b、c、d、e、f、g分别为Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl七种元素,所给四种组合中只有Na和S可以形成离子键。
4.D
【解析】 原子序数从11到17的七种元素位于第三周期,同一周期主族元素,随着原子序数的增大,原子半径逐渐减小,A正确;最外层电子数从1增加到7,所以最外层电子数逐渐增多,B正确;同一周期元素,随着原子序数的增大,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,C正确;若其中某非金属元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HnROm,即最高化合价是2m-n,所以最低化合价是-(8+n-2m),则其气态氢化物的化学式为H(8+n-2m)R,D错误。
5.A
【解析】 由短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可知X位于第二周期,Y、Z位于第三周期,设X的原子序数为a,则Y、Z的原子序数分别为a+9、a+10,由题意得:a+(a+9)+(a+10)=40,a=7,故X、Y、Z分别为N、S、Cl。
6.C
【解析】Xa+、Yb-、Z(b+1)-的电子层结构相同,可知X位于Y、Z的下一周期,且Z的原子序数小于Y。m-a=n+b,A错;离子的电子层结构相同时,离子半径随核电荷数的增大而减小,则离子半径Z(b+1)->Yb->Xa+,B错;Z(b+1)-的还原性一定大于Yb-,C对;气态氢化物的稳定性Hb+1Z一定小于HbY,D错。
7.B
【解析】P4和NO2分子中都含有共价键,但P4是磷的单质,A错;CCl4、NH3分子中都含有极性键,B正确;CaO是离子化合物,SiO2是共价化合物,C错;Na2O2中O是O原子间通过共价键形成的,所以Na2O2中既有离子键又有共价键,D错。
8.B
【解析】 Y的质子数为39,中子数为89-39=50,由原子序数=质子数=核外电子数可知,A、C项正确;中子数与质子数之差应为11,B项错误;Y和Y是两种不同的核素,D项正确。
9.A
【解析】 X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。A项,X(N)的最高正化合价为+5价,Z(Al)的最高正化合价为+3价,X(N)、Z(Al)的最高正化合价之和为8,正确;B项,原子半径:rZ(Al)>rX(N),错误;C项,Y2-为O2-,Z3+为Al3+,它们的核外电子数和电子层数均相同,错误;D项,元素W的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,其酸性比Q的最高价氧化物对应的水化物(HClO4)弱,错误。
10.C
【解析】 元素的性质呈周期性变化的根本原因是核外电子排布呈周期性变化,其他周期性变化都是由它引起的。
11.B
【解析】 按Cl、Br、I的顺序,其单质的氧化性逐渐减弱,简单阴离子的还原性逐渐增强。甲中加入淀粉溶液和氯水混合液后,未出现蓝色,说明甲中无I-,溶液变为橙色,说明甲中有Br-;再将混合液加入丙中,若溶液变蓝说明丙中含有I-,若无此现象,说明丙中无I-,而含Cl-,则乙中含I-。
12.B
【解析】 据化学式RN知N为-3价,则R为+3价,所以R的原子序数为28+3=31;与31最邻近的稀有气体元素的原子序数为36(氪:第四周期),36-31=5,因此R元素也在第四周期,且位于第ⅢA族。
13.D
【解析】本题考查周期表的结构,要求熟记1~18号元素在周期表中的具体位置。解题时,可根据稀有气体2号、10号元素在周期表的最右端即可排除A、B、C选项。
14.C
【解析】 Na2O2是含有离子键和共价键的离子化合物,A正确;H2O是含有共价键的共价化合物,B正确;HCl是含有共价键的共价化合物,C错误;NaCl是含有离子键的离子化合物,D正确。
15.C
【解析】根据图示可知X、Y、Z、M、N分别是O、Na、Al、Si、Cl。AlCl3在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HCl的高,B项错误;Al2O3是两性氧化物,能够溶于NaOH溶液和HCl溶液,C项正确;Al2O3不能溶于水,也不与水反应,D项错误。
16.A
【解析】 根据R2Q2用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源及R、Q的主要化合价,可知R为Na,Q为O,再结合其他五种短周期元素原子半径的大小及主要化合价,可知M为H,T为S,X为Al,Y为Mg,Z为Cl。非金属性:S17.(1) 离子
(2)2 Na+]-、[]+]-
(3)复分解
(4)<
18.(1)19 26 (2)AC (3Fe与Fe为同位素,其核外电子数相同,化学性质几乎完全相同
19.(1)7 K2O、K2O2、KO2(任写两种)
(2)氯(或Cl) +7
(3)Al 两性
(4)Na
(5)NH3 SiH4
【解析】前20号元素中:(1)属于金属元素的共有7种,其中金属性最强的元素是钾,钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2等;(2)正化合价最高的元素是Cl,其最高化合价为+7;(3)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的单质是铝,其最高价氧化物的水化物是Al(OH)3,具有两性;(4)同一周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,故第三周期中,原子半径最大的是Na;(5)非金属性:N>P>Si,故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。
20.(1)ⅤA <
(2)ⅣA
(3)S>O>F
(4)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N
(5)硒
21.(1)AC (2)BD (3)A-a-n (4)11.2 L (5)2 g
【解析】(1)A项,该题运用图形形象地表示了原子的构成和原子核的构成,三种原子的质子数、电子数均为1,而中子数分别为0、1、2,因此三者是氢元素的三种核素,正确;B项,由于中子数不同,因此三者的质量数不同,错误;C项,三种核素均为H元素,互为同位素,正确;D项,同位素的质子数相同,因此电子数也相同,错误。
(2)A项,分子数之比为2∶3,错误;B项,两种物质均由H原子构成,因此等质量的两种物质所含的H原子个数相等,正确;C项,相同条件下,H3与H2的体积比等于分子数之比等于2∶3,体积不同,错误;D项,H原子数相同,因此电子数也相同,正确。
(3)AXn+核外有a个电子,因此AX核外有a+n个电子,因此质子数=a+n,即中子数=A-a-n。
(4)D2O的相对分子质量为20,因此10 g D2O的物质的量为0.5 mol,1个氨分子和1个D2O分子均含有10个电子,因此含相同电子数时氨气的物质的量为0.5 mol,即在标准状况下的体积是11.2 L。
(5)23 g钠的物质的量为1 mol,生成0.5 mol D2,D2的相对分子质量为4,因此质量为2 g。