2021-2022学年鲁科版（2019）高中化学必修第二册第一章《原子结构元素周期律》测试卷（含答案和解析）

第一章《原子结构 元素周期律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是(　　)
A． 最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强
B． X的非金属性比Y的强
C． X的阴离子比Y的阴离子还原性强
D． X的气态氢化物比Y的稳定
2.X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素，X的非金属性比Y强。下列叙述中正确的是(　　)
A． X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B． Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
C． X的单质比Y的单质更容易与氢气反应
D． X的氢化物水溶液的酸性一定比Y的氢化物的水溶液的酸性强
3.下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)
A． 元素周期表中一共有16个纵列
B． 除零族元素外，非金属元素全都是主族元素
C． 同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差不可能为25
D． 同主族上下相邻两种元素的原子序数之差不可能为32
4.若能发现第117号元素X，它的原子结构与卤族元素相似，电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述中正确的是(　　)
A． X元素的气态氢化物的化学式为HX，在常温下很稳定
B． 其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与碘化钾发生置换反应生成单质碘
C． 其单质的分子式为X2，易溶于有机溶剂
D． AgX是一种有色的易溶于水的化合物
5.已知X、Y、Z均为主族元素，分析表中数据，判断下列说法正确的是(　　)
A． X与Y位于同一主族，且X在Y的上一周期
B． X与Z位于同一主族，且X在Z的上一周期
C． X与Z位于同一周期，且X的原子序数小于Z的原子序数
D． X与Z位于同一主族，且X的原子序数小于Z的原子序数
6.下列说法错误的是(　　)
A． Na是短周期元素中活泼性最强的金属元素
B． F是短周期元素中活泼性最强的非金属元素
C． 第2周期元素从左到右其最高正化合价逐渐升高
D． 从硅到氯，最低负化合价从－4到－1
7.一定条件下，碘单质与砹单质以等物质的量进行反应可得AtI。它与Zn、NH3都能发生反应，化学方程式分别如下：
2AtI＋2ZnZnI2＋ZnAt2
AtI＋2NH3(l)NH4I＋NH2At。
下列关于AtI性质的叙述正确的是(　　)
A． ZnI2既是氧化产物，又是还原产物
B． ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物
C． AtI与液氨反应，AtI既是氧化剂，又是还原剂
D． AtI与液氨反应，是自身氧化还原反应
8.“脚印”、“笑脸”、“五环”等焰火让北京奥运会开幕式更加辉煌壮观，这些五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法错误的是(　　)
A． 观察硫酸钾的焰色应透过蓝色的钴玻璃
B． 焰色反应只是金属及其化合物的性质
C． 可用焰色反应来区别氯化钠溶液和氯化钾溶液
D． 焰色反应一定发生化学变化
9.近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第6周期ⅢA族，下列对铊的性质推导可能正确的是(　　)
①铊是易导电的银白色金属　②Tl(OH)3是两性氢氧化物　③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强　④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A． ①④
B． ②③
C． 只有①
D． 只有④
10.某主族元素原子第六电子层上只有一个电子，其单质和化合物不可能具有的性质是(　　)
A． 它在空气极易被氧化
B． 它的氢氧化物的碱性比氢氧化钾强
C． 它只存在一种氧化物
D． 它的碳酸盐和硫酸盐都易溶于水
11.第三周期第ⅡA、ⅢA族金属元素的原子失去电子后，生成的阳离子的电子层结构(　　)
A． 与它同周期稀有气体元素原子的电子层结构相同
B． 与它上一周期稀有气体元素原子的电子层结构相同
C． 与它下一周期稀有气体元素原子的电子层结构相同
D． 以上说法都不全面
12.在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。下列物质中主要成分是Si的是(　　)
A． 水晶
B． 玛瑙
C． 石英
D． 计算机芯片
13.下列各组物质的性质及粒子的性质变化正确的是(　　)
A． 稳定性H2S＞HCl＞HBr＞HI
B． 还原性Na＋＞S2－＞Br－＞Cl－
C． 微粒半径Cl－＞K＋＞S2－＞S
D． 酸性HClO4＞H2SO4＞H2CO3＞HClO
14.关于微粒X－，下列说法正确的是(　　)
A． 该微粒的中子数为17
B． 该微粒的核外电子数为17
C． 该微粒的中子数为20
D． 该微粒的质子数为37
15.19世纪中叶，德国著名化学家李比希曾误将溴认为是氯化碘(ICl)。事实上都是深红棕色液体的氯化碘与溴极为相似，下列有关它们的结构与性质的比较不正确的是(　　)
A． 它们的固体都属于分子晶体
B． 它们的熔、沸点相近
C． 等物质的量的ICl和Br2，可氧化等量的SO2
D． 它们与水的反应，均为自身氧化还原反应
二、实验题(共3小题)
16.已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末，难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验，请回答下列问题：
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是____________，烧瓶中发生的反应的化学方程式是______________________。
(2)画出虚线框内的实验装置图，所加试剂为____________，该装置的作用是__________________。
(3)装置B中盛放的试剂是____________(填序号)，实验现象为____________________________，该反应的离子方程式是____________________________，该反应属于四种基本反应类型中的__________反应。
A．Na2S溶液 B．Na2SO3溶液
C．Na2SO4溶液
(4)已知：①硫酸比次氯酸稳定；②高氯酸的酸性比硫酸强；③S2－比Cl－易被氧化；④HCl比H2S稳定；⑤铜与盐酸不反应，但能与浓硫酸反应；⑥铁与氯气在加热条件下反应生成三氯化铁，铁与硫在加热条件下反应生成硫化亚铁；⑦硫原子与氯原子的电子层数相同，氯的原子半径小于硫原子。能说明氯的非金属性比硫强的是________(填序号)。
A．全部 B．②③④⑥⑦
C．①②④⑤⑥ D．②③④⑤⑥⑦
(5)装置C中盛放烧碱溶液，目地是吸收反应后剩余的气体，防止污染空气，写出该装置中所发生反应的离子方程式：________________________。
17.某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：__________________________。
(2)实验用品：
①实验试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1溴化钠溶液、0.1 mol·L－1碘化钠溶液、四氯化碳。
②实验仪器：________、________、________、镊子、小刀、玻璃片等。
(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)：
(4)实验结论：____________________。
18.某同学在研究元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：研究________元素性质递变规律。
(2)实验用品：
实验试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制硫化钠溶液、氯化铝溶液、氢氧化钠溶液、酚酞溶液等。
实验仪器：①________、②________、③________、④________、试管夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等。
(3)实验内容(填写与实验步骤对应的实验现象的编号)：
写出实验①和②中反应的化学方程式及此实验的结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
此实验的结论：___________________________________________________________。
(4)请用原子结构的知识简单解释上述实验结论： ___________________________。
三、计算题(共3小题)
19.已知普通玻璃的成分为Na2O∶13%，CaO∶11.7%，SiO2∶75.3%。某玻璃厂现有石灰石500 t，纯碱2 400 t。计算上述原料能生产普通玻璃多少吨？
20.钾玻璃中含有18.4%的K2O,11.0%的CaO，70.6%的SiO2。
(1)计算三种氧化物的物质的量之比。
(2)若需制造5.1 t 钾玻璃，需用碳酸钾、石灰石、石英各多少吨？
(3)生产过程中释放出多少吨温室气体二氧化碳？
21.有氯化钠和碘化钠的混合物共26.7 g，溶于水，通入足量氯气后，蒸干、灼烧，固体质量变为 17.55 g。
(1)原混合物中碘化钠的质量是________。
(2)原混合物中氯化钠的质量分数是________。
四、填空题(共3小题)
22.碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫等元素，位于元素周期表中第ⅠA族。
(1)画出下列碱金属元素的原子结构示意图：
①锂____________；②钠__________；③钾__________；④铷__________。
(2)比较碱金属元素的原子结构：
①它们在结构上的相同点是___________________________________________________；
②它们在结构上的不同点是___________________________________________________。
(3)碱金属元素原子结构的变化规律是____________________________________________
____________________________________________________________________________。
23.回答下列问题：
(1)碱金属具有相似的化学性质是________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(2)从碱金属原子结构分析其金属性的递变规律：_________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)将等质量的碱金属锂、钠、钾、铷、铯分别与足量的水反应：
①反应最剧烈的碱金属是________，反应的离子方程式是_________________________。
②写出生成物中碱性最弱的碱的化学式_________________________________________。
③相同条件下，放出氢气的体积最大的碱金属是_________________________________。
24.填空：
(1)碱金属元素原子最外层的电子都是________个，在化学反应中它们容易失去________个电子。
(2)碱金属元素中还原性最强的是________，原子半径最小的是________。
答案解析
1.【答案】C
【解析】X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。
2.【答案】C
【解析】同一主族，自上而下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。不要混淆最高价含氧酸的酸性与氢化物水溶液的酸性，如酸性：HF3.【答案】B
【解析】元素周期表中一共有18个纵列，其中8、9、10三个纵列为第Ⅷ族，即共有16个族，A错误；除零族元素外非金属元素全都是主族元素，B正确；若是相同短周期中第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差为1；第四、五周期中由于中间有副族和第Ⅷ族元素存在，故同周期第ⅡA族、第ⅢA族原子序数差为11；第六周期，其中由于有镧系元素的存在，两者相差25，C错误；一、二、三、四、五、六周期元素种数分别为2、8、8、18、18、32，且ⅠA、ⅡA族相邻周期同主族元素原子序数差等于上一周期的元素种数，ⅢA～ⅦA族相邻周期同主族元素，原子序数差等于下一周期的元素种数，故相邻的同一主族元素的核外电子数之差为8或18或32，D错误。
4.【答案】C
【解析】元素X位于第七周期第ⅦA族，为卤族元素，其气态氢化物的化学式为HX。根据卤族元素的性质变化规律可知，元素X的非金属性很弱，其单质的氧化性比碘弱，不能与碘化钾发生置换反应，HX在常温下很不稳定，AgX比碘化银更难溶于水。
5.【答案】D
【解析】X、Y元素原子的最外层电子数不同，二者不是同主族元素，A项错误；X、Z元素原子的最外层电子数都是a，二者处于同一主族，且Z的原子半径较大，故Z的原子序数较大，但二者不一定处于相邻周期，B、C项错误，D项正确。
6.【答案】C
【解析】根据元素性质的递变规律可知Na是短周期元素中活泼性最强的金属元素，F是短周期元素中活泼性最强的非金属元素，A、B项正确；O没有最高正化合价，F没有正化合价，C项错误；从硅到氯，最低负化合价从－4到－1，D项正确。
7.【答案】B
【解析】Zn化合价升高，ZnI2是氧化产物，A错误；在生成ZnAt2过程中，Zn化合价升高，At化合价降低，ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物，B正确；AtI与液氨反应，没有元素出现化合价的升降，不属于氧化还原反应，C、D错误。
8.【答案】D
【解析】钾元素的焰色反应呈紫色，观察时需透过蓝色的钴玻璃，以滤去黄光造成的干扰；焰色反应属于元素的性质，其单质与化合物都具有焰色反应；氯化钠溶液和氯化钾溶液的阴离子相同，金属阳离子不同，只能用焰色反应进行鉴别；焰色反应是由电子的跃迁引起的，不属于化学变化。
9.【答案】A
【解析】根据元素在周期表中的位置和元素性质递变规律解题。Tl位于第6周期ⅢA族，与Al同主族。同主族元素，随着原子序数的增大，失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，可知①、④正确。
10.【答案】C
【解析】原子第六电子层上只有一个电子的主族元素铯元素，由同主族元素性质变化规律可知，金属性Cs＞K＞Na，铯与水或酸溶液反应比钾剧烈；氢氧化铯的碱性比氢氧化钾强，碱金属的碳酸盐、硫酸盐都易溶于水；铯在空气中极易被氧化，燃烧时可生成多种复杂的氧化物。
11.【答案】B
【解析】第三周期第ⅡA、ⅢA族元素的原子失去电子后生成的金属阳离子的电子层结构与上周期的稀有气体元素原子的电子层结构相同。
12.【答案】D
【解析】水晶、玛瑙、石英的主要成分都是SiO2，计算机芯片的主要成分是Si。
13.【答案】D
【解析】元素的非金属性：Cl＞Br＞S＞I，其氢化物的稳定性：HCl＞HBr＞H2S＞HI；
元素的非金属性：Cl＞Br＞S，相应离子的还原性：S2－＞Br－＞Cl－( Na＋无还原性)；S2－、Cl－、K＋核外电子排布相同，核电荷数依次增大，离子半径依次减小：S2－＞Cl－＞K＋；元素的非金属性：Cl＞S＞C，其最高价氧化物水化物的酸性：HClO4＞H2SO4＞H2CO3(HClO的酸性比碳酸弱)。
14.【答案】C
【解析】
15.【答案】D
【解析】ICl、Br2都属于由分子组成的物质，固体时都是分子晶体；其相对分子质量相差不大，熔沸点相近；相同物质的量，得电子数相同；ICl与水反应的方程式如下：ICl＋H2OHCl＋HIO，反应价态没变。
16.【答案】(1)浓盐酸　MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋O2↑＋2H2O　(2)　饱和食盐水　除去Cl2中的HCl气体　(3)A　有淡黄色沉淀生成　S2－＋Cl22Cl－＋S↓　置换　(4)B　(5)Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O
【解析】该实验装置验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的原理是氯气可以将硫从其化合物中置换出来。(1)装置A的作用是制取氯气、分液漏斗中盛装的试剂是浓盐酸，所发生反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)二氧化锰和浓盐酸反应制得的氯气中含有氯化氢杂质。可以用盛有饱和食盐水的洗气瓶将其除去，虚线框内的实验装置图为。(3)氯气将硫从其化合物中置换出来可以证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，反应的原理是S2－＋Cl22Cl－＋S↓，装置中有淡黄色沉淀生成，所发生的反应属于置换反应。(4)最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则元素的非金属性越强，故②正确；S2－比Cl－易被氧化，说明单质氯气的氧化性强于单质硫，故③正确；元素的氢化物越稳定，则其非金属性越强，故④正确；非金属单质氧化相同的金属，得到化合物中金属元素的价态越高，说明非金属单质的氧化物越强，则对应元素的非金属性越强，故⑥正确，同周期元素的原子半径越小，得电子能力越强，则其非金属性越强，⑦正确。(5)实验时，用氯氧化钠溶液进行尾气处理，所发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。
17.【答案】(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性　
(2)试管　胶头滴管　培养皿(烧杯)
(3)
(4)同主族元素的性质相似；同主族元素随原子序数的递增，从上到下，元素的金属性增强，非金属性减弱。
【解析】①氯水与溴化钠溶液发生置换反应，生成的单质溴溶于四氯化碳层(下层)，为棕红色(选D)。②钠与冷水反应生成氢氧化钠和氢气，其现象是迅速产生气体，钠浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失(选A)。③溴水与碘化钠溶液发生置换反应，生成的单质碘溶于四氯化碳层(下层)，为紫红色(选B)。④钾与冷水反应生成氢氧化钾和氢气，其现象是迅速产生气体，钾浮于水面，熔成小球，伴有轻微的爆炸声，很快消失(选C)。实验①③说明同主族元素的非金属活泼性：氯＞溴＞碘；实验②④说明同主族元素的金属活泼性：钾＞钠； 由实验得出的结论是：同主族元素的性质相似，且随着原子序数的递增，从上到下，同主族元素的金属性增强，非金属性减弱。
18.【答案】(1)同周期　
(2)①试管　②酒精灯　③滤纸　④烧杯(培养皿)　
(3)B　F　A　C　D　E　
①Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑　②Cl2＋Na2SS↓＋2NaCl
随着原子序数的递增，同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
(4)同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子束缚能力增强，原子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱
【解析】(1)实验目的是：探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。
(2)镁条与沸水反应的实验需用试管并用酒精灯加热；钠(取用时需用滤纸擦干表面的煤油)与滴有酚酞试液冷水反应的实验，常在烧杯中进行。
(3)①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，反应比较缓慢，有气体产生，向反应液中滴加酚酞，溶液变为浅红色(选B)。②硫化钠溶液与氯水发生置换反应，有黄色沉淀单质硫生成(选F)。③钠与滴有酚酞试液的冷水反应的现象是：反应剧烈，迅速产生气体(钠浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失)，溶液变成红色(选A)。④镁带与稀盐酸剧烈反应，有气体产生，镁与盐酸反应比铝剧烈(选D)。⑤铝条与稀盐酸反应比较缓慢，有气体产生，铝与盐酸反应不如镁与盐酸反应剧烈(选C)。⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量，其现象：生成氢氧化铝白色胶状沉淀，继而在氢氧化钠过量时氢氧化铝与氢氧化钠反应使沉淀消失(选E)。
(5)实验①③说明钠与水反应比镁剧烈，即钠的金属性比镁强；实验④⑤说明镁与稀盐酸反应比铝剧烈，即镁的金属性比铝强；实验⑥说明氢氧化铝具有两性，既能与碱反应，又能与酸反应，铝既有金属性又有非金属性；元素的金属性由强到弱的顺序是：钠＞镁＞铝；实验②可说明氯的非金属性比硫强。即同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
19.【答案】2 393.16 t
【解析】普通玻璃中n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝∶∶≈1∶1∶6，因为Na2O～Na2CO3，CaO～CaCO3，所以三种原料的物质的量之比为Na2CO3∶CaCO3∶SiO2＝1∶1∶6。题中所给原料的物质的量之比为∶≈5∶22.6 ＝ 1∶4.52，显然Na2CO3有剩余。设500吨石灰石折合氧化钙xtCaO～CaCO356 t　100 txt　　500 t56∶x＝100∶500x＝280 t280 t÷11.7%≈2 393.16 t。
20.【答案】(1)1∶1∶6　(2)1.38 t、1.00 t、3.6 t(3)0.88 t
【解析】(1)n(K2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝∶∶≈1∶1∶6。(2)化学式为K2O·CaO·6SiO2，其摩尔质量M＝510 g·mol－1，钾玻璃物质的量n＝＝104mol由原子守恒计算可知：m(K2CO3)＝n(K2CO3)×138 g·mol－1＝104mol×138 g·mol－1＝1.38 t，m(CaCO3)＝n(CaCO3)×100 g·mol－1＝104mol×100 g·mol－1＝1.00 t，m(SiO2)＝n(SiO2)×360 g·mol－1＝104mol×360 g·mol－1＝3.6 t。(3)在玻璃熔炉中发生反应：CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，K2CO3＋SiO2K2SiO3＋CO2↑，生成二氧化碳的物质的量与参加反应二氧化硅的物质的量相等，m(CO2)＝n(CO2)×44 g·mol－1＝2×104mol×44 g·mol－1＝0.88 t。
21.【答案】(1)15 g　(2)43.8%
【解析】氯气与碘化钠反应生成氯化钠和单质碘，由于单质碘受热易升华，所以反应后的溶液蒸干、灼烧，最后得到的固体为氯化钠。
由2NaI＋Cl22NaCl＋I2可知，
1 mol碘化钠参加反应时固体质量减少91.5 g，
固体实际减少的质量＝26.7 g－17.55 g＝9.15 g
原混合物中碘化钠的质量＝9.15 g÷91.5 g·mol－1×150 g·mol－1＝15 g，
原混合物中氯化钠的质量＝26.7 g－15 g＝11.7 g
氯化钠的质量分数＝×100%＝43.8%
22.【答案】(1)①　②　③　④
(2)①最外层电子数均为1　②电子层数和原子半径不同
(3)随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大
【解析】碱金属元素随着核电荷数(或原子序数)的增加，原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，它们最外电子层上都只有1个电子。
23.【答案】(1)它们的化学性质都很活泼，都易与非金属单质及水、酸等反应
(2)碱金属随着原子序数的递增，原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，原子失电子的能力逐渐增强，元素的金属性逐渐增强
(3)①铯　2Cs＋2H2O2Cs＋＋2OH－＋H2↑
②LiOH　③锂
【解析】(1)碱金属元素的原子最外层都只有1个电子，很容易失去而具有强还原性。它们的化学性质都很活泼，都易与非金属单质及水、酸等反应。
(2)碱金属随着原子序数的递增，其原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，原子失电子的能力逐渐增强，金属性逐渐增强。
(3)碱金属随着原子序数的递增，金属性逐渐增强，其氢氧化物的碱性逐渐增强。它们和氧气的反应越来越容易，生成的氧化物越来越复杂；它们和水反应越来越剧烈。等质量的碱金属与足量水反应时，摩尔质量最小的锂放出的氢气最多。
24.【答案】(1)1　1　(2)Cs　Li
【解析】碱金属元素位于第ⅠA族，原子最外层都有1个电子层，容易失去最外层1个电子，同主族自上而下金属性增强，原子半径增大，铯的还原性最强(钫为放射性元素)，锂原子半径最小。