2021-2022学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册第四章物质结构元素周期律单元测试（word版有答案）

第四章《 物质结构 元素周期律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d为淡黄色的离子化合物，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A． 原子半径：W＜X＜Y＜Z
B． 阴离子的还原性：Y＞W
C． 图中物质的转化过程均为氧化还原反应
D． a一定只由W、X两种元素组成
2.下列微粒中：①Al3＋　②　③[C]－　④F－，其核外电子数相同的是(　　)
A． ①②③
B． ②③④
C． ①②④
D． ①③④
3.下列表示方法正确的是(　　)
A． 188O2－的结构示意图：
B． NH3的电子式：HH
C． 硫离子的电子式：·
D． N2的电子式：N……N
4.下列物质属于离子化合物的是(　　)
A． O3
B． H2O
C． K2SO4
D． C2H5OH
5.卤族元素最外层的电子数都是(　　)
A． 1
B． 5
C． 6
D． 7
6.下列关于卤素的叙述正确的是(　　)
A． 卤素是典型的非金属元素，因此不能与其他非金属元素化合
B． 卤素单质越活泼，其熔、沸点就越高
C． 卤素各单质都能与水剧烈反应
D． 卤素的单质都能与氢气反应，且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强而增强
7.已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是(　　)
A．
B．
C．
D．
8.铬可用于制造不锈钢、汽车零件、工具、磁带和录像带等。铬的金属性位于锌和铁之间，根据元素周期律的知识，下列有关铬的性质说法不正确的是(　　)
A． 铬与冷水能发生剧烈反应
B． Cr(OH)3的碱性比NaOH的弱
C． 高温条件下，Al能与Cr2O3反应置换出Cr
D． 铬能与稀盐酸发生反应
9.卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。试推测ICl的沸点所处的范围(　　 )
A． Cl2和BrCl之间
B． Br2和IBr之间
C． IBr和I2之间
D． BrCl和Br2之间
10.下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。
下列说法正确的是(　　)
A． X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B． Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C． YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D． 根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
11.下列关于碱金属的描述中正确的是(　　)
A． 碱金属都可以保存在煤油里
B． 硬度小、密度小、熔点低
C． 在空气中加热都可生成多种氧化物
D． 碱金属与水反应，都在水面上进行
12.根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是(　　)
A． 同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B． 核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C． Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径逐渐减小
D． Cl与Cl得电子能力相同
13.下列说法中符合碱金属特点的是(　　)
A． 碱金属的盐都有焰色反应，而其单质及其氧化物则没有
B． 碱金属的单质及合金在通常情况下都是固体
C． 碱金属氧化物都是碱性氧化物，都易溶于水
D． 碱金属的绝大部分盐都是易溶于水的
14.下列说法正确的是(　　)
A． 原子的种类是由质子数决定的
B． 不同元素原子的质量数必定不同
C． 不同的核素中，质子数与中子数至少有一种不同
D． 核外电子数相同的微粒必定属于同一元素
15.随着碱金属元素原子序数的增大，下列递变规律正确的是(　　)
A． 原子半径逐渐增大
B． 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱
C． 单质熔、沸点逐渐升高
D． 单质的氧化性逐渐增强
二、实验题(共3小题)
16.为探究同主族非金属元素性质的递变规律，某研究性学习小组的甲同学设计了如图所示的实验装置，其中A装置内可生成Cl2。
(1)甲同学的部分实验记录如下：B处棉花变成蓝色；C处棉花变成橙红色。甲同学由此现象得出的结论是同主族从上到下元素的非金属性减弱。
①B处发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
②甲同学的结论是________(填“正确”或“不正确”)的，理由是____________________。
(2)乙同学认为应将甲同学实验中B、C两处的棉花调换位置，用氯气先置换出溴，然后溴再与KI接触，以判断Br2与KI能否发生反应。该设想是________(填“合理”或“不合理”)的，原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丙同学在甲同学的实验结束后，取出C处的棉花，将其与另一个沾有淀粉 KI溶液的棉花(E)接触，发现E慢慢出现蓝色，结合甲的实验现象，他认为可以确定同主族元素非金属性的递变规律，你同意此种观点吗？______(填“同意”或“不同意”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)丁同学综合分析了前面几位同学的实验，认为若将沾有Na2S溶液的棉花置于玻璃管中适当的位置，此实验还可以同时探究同周期元素性质的递变规律，他提出此观点的依据是
________________________________________________________________________，
预期的现象与结论是_______________________________________________________，
相应反应的离子方程式为___________________________________________________。
17.实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分：实验名称：卤素单质的氧化性强弱比较
实验药品：溴化钠溶液、碘化钾溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下，请回答：
(1)完成该实验需用到的实验仪器是________、________________________________。
(2)②中反应的化学方程式为__________________________________________________；
③中反应的离子方程式为___________________________________________________。
(3)四氯化碳在实验中所起的作用是____________________________________________。
(4)该同学的实验设计不足之处是______________________________________________
________________________________________________________________________，
改进的办法是_____________________________________________________________。
18.某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。
甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究；
乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是蘸有溴化钠溶液的棉花、湿润的淀粉碘化钾试纸、湿润的红色纸条。
已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气；
可选择的试剂有：大理石、碳酸钠粉末、浓盐酸、稀硝酸、硅酸钠溶液。
(1)甲同学实验中(图1)：
①从给出试剂中选出最佳物质(填化学式)：A________，B________。
②烧杯C中发生反应的离子方程式为__________________________。
(2)乙同学实验中(图2)：
①写出A处反应的离子方程式________________________。
②B处实验现象是________________________。
③若高锰酸钾的还原产物为Mn2＋，当有0.04 mol高锰酸钾参加反应时，则可生成标准状况下的氯气的体积为______________________。
三、计算题(共2小题)
19.实验室制取氯气，将多余的氯气用100 mL 1.7 mol·L－1的氢氧化钠溶液完全吸收。对吸收后的溶液进行分析化验，测知c(OH－)＝0.1 mol·L－1(不考虑反应前后溶液的体积变化) 。ClO－和ClO的物质的量浓度之比为5∶1。
(1)吸收氯气消耗氢氧化钠的物质的量为________。
(2)被氧化氯气的物质的量为________，被还原氯气的物质的量为________。
(3)若采用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制氯气，制备尾气中的氯气所消耗的二氧化锰的质量为________。
20.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)
21.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
②[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。
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)。
③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：_______________________________________________。
22.下表为元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。
(1)①～⑩中，最活泼的金属元素是________(写元素符号，下同)，最不活泼的元素是________。
(2)①⑧的简单离子，其半径更大的是________(写离子符号)。
(3)⑧⑨的气态氢化物，更稳定的是____________(填化学式)。
(4)元素的非金属性：⑥________⑦(填“＞”或“＜”)。
(5)①～⑨的最高价氧化物的水化物中：酸性最强的是____________(填化学式)；碱性最强的是__________________(填化学式)，该碱与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
23.用电子式表示下列离子化合物的形成过程：
(1)BaCl2_______________________________________________________________________；
(2)NaF________________________________________________________________________；
(3)MgS________________________________________________________________________；
(4)K2O________________________________________________________________________。
答案解析
1.【答案】C
【解析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，d为Na2O2，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体，m为O2，则Y为O，a为烃，b、c分别为CO2、H2O，e、f分别为NaOH、碳酸钠，结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na，以此解答该题。同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，应为C＞O，A项错误；由NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，可知H－失去电子，阴离子的还原性：Y＜W，B项错误；a燃烧生成水、二氧化碳，可为烃或烃的含氧衍生物，D项错误。
2.【答案】C
【解析】电子式是在元素符号周围用“·”或“×”表示原子或离子的最外层电子(价电子)的式子。
3.【答案】B
4.【答案】C
【解析】离子化合物判断确定的方法依据：①由成键元素判断：活泼的金属(如ⅠA、ⅡA族金属)元素与活泼非金属(如ⅥA、ⅦA族非金属)元素形成的化合物都是离子化合物。②由物质类别判断：强碱、大多数盐、低价金属氧化物等属于离子化合物，非金属氧化物和酸类化合物中等不属于离子化合物。③易判错的化合物：氯化铵、硫酸铵等铵盐都是离子化合物；氯化铝等不是离子化合物。
5.【答案】D
【解析】卤族元素最外层电子数都是7。
6.【答案】D
【解析】卤素能与其他非金属元素化合，如H、C等；卤素单质越活泼，其相对分子质量越小，其熔、沸点越低；卤素单质中只有氟气能与水剧烈反应。
7.【答案】D
【解析】氟元素原子核外最外层电子数为7个，D元素原子核外最外层电子数也为7个，故二者原子的化学性质相似。
8.【答案】A
【解析】由元素周期律知，金属性Na＞Al＞Zn＞Cr＞Fe，故铬与冷水不能发生剧烈反应。
9.【答案】B
【解析】根据ICl的相对分子质量为162.5，可推测ICl的沸点范围应在Br2与IBr之间。
10.【答案】D
【解析】由W元素原子的核电荷数为X元素的2倍，且两者位于同主族，可推出X为氧元素、W为硫元素，再依据在周期表中的位置可推知Z为磷元素、Y为硅元素、T为砷元素。O、S、P的原子半径大小关系为P＞S＞O，非金属性强弱关系为O＞S＞P，非金属性越强，气态氢化物越稳定，故氢化物的热稳定性为H2O＞H2S＞PH3，A项错误；硫元素在自然界中可以以单质形式存在，B项错误；SiO2晶体由共价键构成，没有分子，C项错误；As位于金属元素与非金属元素的分界线处，具有半导体特性，As2O3中As为＋3价，故As2O3既有氧化性，又有还原性，D项正确。
11.【答案】B
【解析】金属锂的密度为0.534 g·cm－3，会浮在煤油的上面，金属锂不能保存在煤油中；碱金属都是质地柔软、硬度小、密度小、熔点低的银白色金属，它们在空气中燃烧时，锂生成氧化锂，钠生成过氧化钠，其它碱金属生成更为复杂的氧化物；铷、铯的密度比水的密度大，铷、铯与水反应时不能浮在水面上。
12.【答案】D
【解析】同主族元素的最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱；核外电子排布相同的微粒其性质不一定相同(如S2－与K＋)；Cl－、S2－、Ca2＋、K＋核外电子排布相同，核电荷数依次增大，其半径依次减小；Cl与Cl为同一元素的原子，其得电子能力相同。
13.【答案】D
【解析】碱金属单质及其化合物都具有焰色反应；钠钾合金在通常状况下为液体；碱金属形成的过氧化物、超氧化物等与酸反应时，除生成盐和水之外还有氧气生成，它们不属于碱性氧化物。
14.【答案】C
【解析】原子的种类是由质子数与中子数共同决定的，A项错误，C项正确；原子的质量数(A)＝中子数(N)＋质子数(Z)，虽然不同元素原子的质子数(Z)一定不同，但它们的中子数(N)可能相同，也可能不同，故不同元素原子的“N＋Z”仍有可能相同，B项错误；由Na＋、Mg2＋核外均含10个电子可知，D项错误。
15.【答案】A
【解析】随着碱金属元素原子序数的增大，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，单质熔、沸点逐渐降低，单质的还原性逐渐增强。
16.【答案】(1)Cl2＋2KI===I2＋2KCl　不正确　该实验没有验证Br2能否与KI反应，无法确定溴与碘元素的非金属性强弱
(2)不合理　氯气不可能被NaBr消耗完，它会与溴一起到达C处
(3)同意　甲、丙的实验分别证明了氯的非金属性比溴、碘强，溴的非金属性比碘强
(4)氯、硫同周期　棉花变成黄色，氯元素的非金属性比硫元素强　S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓
【解析】(1)由B、C处产生的现象可知B处有单质碘生成，C处有单质溴生成，结合由强生弱的反应规律可判断出氯的非金属性比溴、碘强，但因没有比较出来溴单质与碘单质氧化性的强弱，也就无法得出溴、碘两种元素非金属性的相对强弱，因此无法得出相应的结论。
(2)乙同学的设计不合理，因为氯气与NaBr溶液反应时氯气无法反应完，即仍有Cl2与KI溶液接触而发生反应。
(3)丙同学证明了溴与碘的非金属性强弱关系，结合甲同学的实验可以得出氯、溴、碘三种元素非金属性的相对强弱。
(4)氧元素与硫元素位于同周期，氯气有氧化性而Na2S有还原性，氯能置换出硫，使棉花变成黄色。
17.【答案】(1)试管、胶头滴管
(2)2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2　Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
(3)萃取剂
(4)没能比较出溴和碘单质的氧化性强弱　将第③改为碘化钾溶液＋溴水＋1 mL 四氯化碳，振荡、静置，观察四氯化碳层的颜色
【解析】(1)该实验为试管实验，完成该实验需用到的实验仪器是试管、胶头滴管。
(2)②是氯水与溴化钠反应生成单质溴和氯化钠；③是氯水与碘化钾反应生成单质碘和氯化钠。
(3)在该实验中，四氯化碳是萃取剂。
(4)实验设计的不足是没能比较出溴和碘单质的氧化性强弱；可将③改为碘化钾溶液＋溴水＋1 mL 四氯化碳，振荡、静置，观察四氯化碳层的颜色。
18.【答案】(1)①HNO3　CaCO3　②CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO
(2)①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　②试纸变蓝　③2.24 L
【解析】(1)验证元素的非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，可根据强酸制弱酸的反应原理，用稀硝酸与大理石反应生成二氧化碳，再将二氧化碳通入硅酸钠溶液中，生成硅酸沉淀。由此可说明硝酸、碳酸及硅酸酸性的强弱。(2)氯气能与溴化钠溶液发生置换反应，生成单质溴和氯化钠；氯气能与碘化钾溶液发生置换反应，生成单质碘，遇淀粉变蓝色； 根据电子守恒可得关系式：2KMnO4～5Cl2，生成氯气的物质的量0.04 mol÷2×5＝0.1 mol，氯气的体积0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L。
19.【答案】(1)0.16 mol　(2)0.03 mol　0.05 mol　(3)6.96 g
【解析】(1)反应前氢氧化钠的物质的量＝0.1 L×1.7 mol·L－1＝ 0.17 mol，
反应后氢氧化钠的物质的量＝0.1 L×0.1 mol·L－1＝ 0.01 mol，
反应消耗氢氧化钠的物质的量＝0.17 mol－0.01 mol＝0.16 mol。
(2)由8Cl2＋16NaOH===5NaClO＋NaClO3＋10NaCl＋8H2O可知，
反应消耗氯气的物质的量＝0.16 mol÷16×8＝0.08 mol，
被氧化氯气的物质的量＝0.08 mol÷8×6÷2＝0.03 mol，
被还原氯气的物质的量＝0.08 mol－0.03 mol ＝0.05 mol。
(3)由(2)可知，尾气中的氯气为0.08 mol ，
由MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋ Cl2↑＋2H2O可知，
反应消耗二氧化锰的质量＝0.08 mol×87 g·mol－1＝6.96 g。
20.【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＋Cl2===2NaCl＋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%
21.【答案】(1)①溶液由无色变为橙色　溶液由无色变为黄色　2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　2I－＋Cl2===I2＋2Cl－　②B　③溴水
(2)①
②
【解析】(1)①氯气氧化性大于溴和碘，所以氯气能置换出溴和碘；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ⅤA族元素，根据元素周期表，Y是ⅥA族元素，Y的单质可在空气中燃烧，所以Y是S元素，根据在元素周期表中的相对位置，W、X、Z分别是Si、P、Se。
22.【答案】(1)K　Ne　(2)F－　(3)HF　(4)＜　(5)HClO4　KOH　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
【解析】(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第ⅠA族，最下方的②为K元素，最不活泼的元素在元素周期表中的0族元素，由表知⑩为Ne。(2)由表知①为Na、⑧为F，他们的简单离子Na＋、F－的核外电子排布相同，且钠的原子序数比氟大，所以r(Na＋)＜r(F－)。(3)由表知⑧为F、⑨为Cl两者的气态氢化物分别为HF、HCl，根据非金属性越强其气态氢化物更稳定，所以HF更稳定。(4)⑥为Si，⑦为N元素，根据元素周期律，元素的非金属性：Si＜P＜N，所以Si＜N。(5)由表知①～⑨中最强的非金属元素是⑨为Cl，其最高价氧化物的水化物是HClO4，属于强酸并且酸性最强。由表知①～⑨中最强的金属元素是②为K，其最高价氧化物的水化物是KOH，属于强碱。由表知⑤为铝，最高价氧化物的水化物Al(OH)3与KOH反应的离子反应方程式为Al(OH)3＋OH－===＋2H2O。
23.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】用电子式表示离子化合物的形成过程的方法要求：①连接号用“→”，不能用等号，两侧都不能写物质的化学式；②左边写出原子的电子式并用箭头标出电子转移情况；③右边构成离子化合物的每个离子的电子式都要单独写，不能合并，而且要符合相邻关系；④离子的电子式要标离子所带的电荷数，阴离子的电子式要用[ ]表示。