1.2原子结构与元素的性质 课时作业(含解析)

1.2原子结构与元素的性质 课时作业
一、单选题
1．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是
A．X和Z形成的化合物仅含极性共价键
B．Y与W、X、 Z均能形成离子化合物
C．元素X的含氧酸均为强酸
D．离子半径： Y > Z
2．的原子结构示意图为，下列关于的描述正确的是
A．位于第五周期，第Ⅴ族 B．属于金属元素
C．酸性： D．稳定性：
3．有人认为元素周期表中位于ⅠＡ族的氢元素，也可以放在ⅫＡ族。下列物质支持该观点的是（ ）
A．NaH B．KOH C．HF D．H2O2
4．2021年4月9日，北京大学材料物理研究所叶堉团队利用相变和重结晶的方法，在非晶SiO2/Si表面上实现了二维半导体碲化钼( Te位于第五周期，第VIA族)单晶薄膜的无缝制备，发表在英国科学杂质《Science》上。下列叙述错误的是
A．0.5mol碲化钼含有的中子数目为102mol
B．碲原子有五个电子层，最外层电子数为6
C．重结晶过程可使不纯的物质的获得纯化
D．钼元素位于第五周期VIB族
5．按原子核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区。以下元素中属于ds区的是
A．钙 B．镍 C．锌 D．硒
6．是一种抗癌、治癌的药物，下列叙述错误的是
A．为硼元素的一种核素 B．为硼元素的一种单质
C．的中子数与核外电子数相等 D．的核外电子排布为
7．在自然界中，锗有70Ge、72Ge等多种稳定的核素。下列有关说法中正确的是
A．70Ge、72Ge互称同素异形体
B．70Ge、72Ge互称同位素
C．70Ge、72Ge的核外电子排布不同
D．70Ge、72Ge的质子数、质量数、核外电子数相等
8．X、Y、Z、Q、R 是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y 两元素最高正价与最低负价之和均为 0；Q与 X 同主族，Z 与 R 不同主族；Z 与 R 最外层电子数之和是 Y 与 Q 最外层电子数之和的两倍。下列说法不正确的是
A．原子半径：Q> R > Y > Z> X
B．最高价氧化物水化物的酸性：Y>R
C．R 与 Z 形成的化合物为共价化合物
D．R 的单质可与 NaOH 溶液反应生成H2
9．由下列实验事实得出的结论正确的是：
A．由SiO2不能与水反应生成硅酸可知，SiO2不是酸性氧化物
B．CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3
C．由SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅
D．SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物
10．某种净水剂由原子序数依次增大的五种元素组成。五种元素分处三个短周期，包含地壳中含量前三的元素。基态Z原子的成对电子占据的轨道数与未成对电子占据的轨道数之比为。下列说法不正确的是
A．简单离子半径：
B．简单氢化物稳定性：
C．X与Z形成的化合物在水中会生成沉淀和气体
D．第一电离能：
11．X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素，W的s能级电子数量比p能级的少1个且s能级上有一个未成对电子；Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，A、B、C分别为X、Y、Z形成的二元化合物，D、M分别为Y、Z元素形成的单质，相互转化关系如图。下列说法正确的是
A．氢化物的沸点：
B．第一电离能：
C．B是酸性氧化物
D．A中所有原子最外层都满足8电子结构
12．已知下列元素的电负性数据，下列判断不正确的是
元素 Li Be C O F Na Al Cl Ge
电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 4.0 0.9 1.6 3.2 1.8
A．Mg元素电负性的最小范围为1.0~1.6
B．Ge既具有金属性，又具有非金属性
C．Be和Cl可形成极性键
D．O和F形成的化合物O显正价
13．下列有关钛原子()的说法正确的是
A．质子数为48 B．中子数为48
C．质量数为22 D．原子序数为22
14．下列排列顺序不正确的是
A．还原性：F－＞Cl－＞Br－＞I－ B．热稳定性：HF＞HCl＞PH3＞AsH3
C．酸性：HClO4＞H2SO4＞H2SeO4 D．金属性：Rb＞K＞Ca＞Mg
15．如图所示是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是
A．原子半径：Z>Y>X
B．气态氢化物的稳定性：R>W
C．WX3和水反应形成离子化合物
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应
二、填空题
16．碳及其化合物在生产、生活中有广泛的用途。
(1)碳与同周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物R为非极性分子，则Q元素在周期表中的位置为___________，R的电子式为___________
(2)一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收CCl4的实验操作名称为___________，除去粗产品中少量钠的试剂为___________
(3)碳还原制取金刚砂SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量NaOH溶液中充分反应，收集到标准状况下2.24 L的氢气，过滤后得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。Si与NaOH溶液反应的离子方程式为___________，硅酸盐的物质的量浓度为___________
17．和互为等电子体，电离能：，原因是_______。
三、实验题
18．Ⅰ.某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。
(1)甲同学在a、b、c、d四只烧杯中分别加入50mL冷水，再各滴加几滴酚酞试液，依次加入大小相近的钠、镁、铝、钾金属块，通过观察现象判断金属性的相对强弱。实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验目的，请你帮他选出合适的方法_______(填字母)。
A．把烧杯中的冷水换成热水B．把烧杯中的冷水换成盐酸C．把烧杯中的冷水换成浓硝酸
Ⅱ.乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱。根据要求完成下列各题。(已知酸性强弱：亚硫酸>碳酸)
(2)实验步骤：连接仪器、_______、加药品后，打开a，然后滴入浓硫酸，加热。
(3)问题探究：
①装置E中酸性KMnO4溶液的作用是_______。
②试管F中发生反应的离子方程式为_______。
③能说明非金属性碳强于硅的实验现象是_______。
④依据试管D中的反应，能否证明非金属性硫强于碳？_______(填“能”或“否”)。
四、有机推断题
19．四种短周期元素在周期表中的相对位置如表所示,其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X Y
Z W
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第________周期________族
(2)X、Y两元素的氢化物中,水溶液呈碱性的是________(写化学式)
(3)Y和Z的氢化物中,较稳定的是__________(填化学式)。
(4)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为_________________________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】氨气与氯化氢气体相遇时，NH3与HCl化合生成NH4Cl固体，产生大量白烟，故XW3是NH3，WZ是HCl，W是氢元素，X是氮元素，Z是氯元素，三种元素的原子序数分别是1、7、17，则Y的原子序数为11，它是钠元素。
【详解】A. X和Z形成的化合物NH4Cl，含有离子键和极性共价键，故A错误；
B. Na与H、N、Cl均能形成离子化合物NaH、Na3N、NaCl，故B正确；
C. 元素X的含氧酸有HNO3和HNO2，其中HNO2是弱酸，故C错误；
D. 钠离子有两个电子层，氯离子有三个电子层，离子半径： Z> Y，故D错误；
故选B。
2．D
【详解】A．周期数等于电子层数，主族元素最外层电子数等于主族序数，电子层数是4，最外层5个电子，所以As位于第四周期，第ⅤA族，故A错误；
B．As是非金属元素，故B错误；
C．非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：P＞As，所以酸性：H3AsO4＞H3PO4，故C错误；
D．非金属性越强氢化物越稳定，非金属性：P＞As，所以稳定性：AsH3＜PH3，故D正确；
故选D。
3．A
【分析】ⅦA族元素原子在反应中易获得一个电子，化合价为-1价，据此分析解答。
【详解】因ⅦA族元素原子在反应中易获得一个电子，显 1价，如NaH，氢元素显 1价符合题意， B、C、D三项中氢元素均显+1价，不能支持这种观点，故选A。
4．A
【详解】A．0.5molMoTe2的含有中子的物质的量为102mol，数目应为102NA，选项A错误；
B．碲与氧同主族，位于第五周期，原子有五个电子层，最外层电子数为6，选项B正确；
C．重结晶是一种常见的提纯方法，可使不纯的物质的获得纯化，选项C正确；
D．钼元素位于第五周期VIB族，选项D正确；
答案选A。
5．C
【详解】A．Ca的外围电子排布为4s2，属于s区元素，故A不符合；
B．Ni的外围电子排布为3d74s2，属于d区元素，故B不符合；
C．Zn的外围电子排布为3d104s2，属于ds区元素，故C符合；
D．Se的外围电子排布为4s24p4，属于p区元素，故D不符合。
答案选C。
6．D
【详解】A．10B是硼元素的一种原子，也是硼元素的一种核素，故A正确；
B．10B20是由B元素组成的单质，一个10B20分子由20个10B原子构成，故B正确；
C．10B的中子数=10-5=5，核外电子数=质子数=5，所以10B的中子数与核外电子数相等，故C正确；
D．10B的核电荷数为5，其原子核外电子排布为，故D错误；
故答案为D。
7．B
【详解】A.70Ge、72Ge是同种元素的不同核素，互称为同位素，不是同素异形体，故A错误；
B.70Ge、72Ge质子数相同、质量数不同，互称同位素，故B正确；
C.70Ge、72Ge的质子数、核外电子数相同，故核外电子排布相同，故C错误；
D.70Ge、72Ge的质子数、核外电子数相等，质量数不等，故D错误；
故选：B。
8．C
【分析】X、Y、Z、Q、R 是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y 两元素最高正价与最低负价之和均为 0，则X 是H，Y 为C，Q与 X 同主族，则Q为Na，，Z 与 R 不同主族；Z 与 R 最外层电子数之和是 Y 与 Q 最外层电子数之和的两倍，则Z和R可能是O、Si或者F、Al。
【详解】A．一般而言，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，质子数越小，半径越大，所以原子半径：Na>Si> C >O>H或Na>Al>C>F>H，即Q> R > Y > Z> X，A正确；
B．R可能是Si或者Al，最高价氧化物水化物为硅酸或者氢氧化铝，酸性均小于碳酸，所以最高价氧化物水化物的酸性：Y>R，B正确；
C．R 与 Z 形成的化合物为二氧化硅或者氟化铝，氟化铝是离子化合物，C错误；
D．铝单质或者硅单质均可以与氢氧化钠溶液反应产生氢气，D正确；
答案选C
9．B
【详解】A．酸性氧化物是能跟碱生成盐和水的氧化物，SiO2能与碱反应生成硅酸盐和水，所以SiO2是酸性氧化物，酸性氧化物不是用是否跟水反应确定的，故A错误；
B．CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，白色沉淀为硅酸，根据强酸可以制弱酸，可知酸性H2CO3＞H2SiO3，故B正确；
C．碳和硅是同主族元素，碳的原子半径小于硅，碳得电子能力强于硅，所以碳的非金属性强于硅，反应SiO2＋2CSi＋2CO↑能发生的原因主要是生成了CO气体，CO可以离开反应体系，可以促使反应不断向右进行，故C错误；
D．SiO2可与NaOH等碱溶液反应生成盐和水，SiO2虽然可与氢氟酸反应，但不能和其他酸反应，SiO2和酸的反应不具有普遍性，所以SiO2不是两性氧化物，SiO2是酸性氧化物，故D错误；
故选B。
10．A
【分析】五种元素分处三个短周期，则R为H；基态Z原子的成对电子占据的轨道数与未成对电子占据的轨道数之比为 7:2 ，则Z的电子排布式为1s22s22p63s23p4，Z为S；五种元素包含地壳中含量前三的元素O、Si、Al，则W为O，X为Al，Y为Si。
【详解】A．电子层结构相同的离子，原子序数越大，半径越小，所以Al3+＜O2-，故A错误；
B．元素的非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强。非金属性：O＞S＞Si，所以氢化物的稳定性：H2O＞H2S＞SiH4，故B正确；
C．Al和S形成的化合物Al2S3在水中会发生双水解反应：Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑，故C正确；
D．第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，一般地，同周期元素从左到右，第一电离能有增强趋势，所以第一电离能S＞Si＞Al，故D正确；
故选A。
【点睛】同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，但需注意的是，第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的。
11．A
【分析】X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素，W的s能级电子数量比p能级的少1个且s能级上有一个未成对电子，则电子排布式为1s22s22p63s1，为Na元素；Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，A、B、C分别为X、Y、Z形成的二元化合物，D、M分别为Y、Z元素形成的单质，相互转化关系图可知A为NH3，B为NO，C为NO2,D为N2,M为O2，则X、Y、Z、W分别为H、N、O、Na等元素。
【详解】A．NaH为离子晶体，H2O2或H2O均为分子晶体，氢化物的沸点：，选项A正确；
B．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O，选项B错误；
C．B为NO，属于不成盐氧化物，选项C错误；
D．A为NH3，N原子最外层满足8电子结构，H原子最外层满足2电子结构，选项D错误；
答案选A。
12．A
【分析】电负性越大，原子吸引电子的能力越强，非金属性越强；一般来说，电负性大于1.8的是非金属元素，小于1.8的是金属元素。
【详解】A．Mg元素的金属性小于Na，大于Be，故电负性的最小范围为0.9~1.5，A判断不正确；
B．Ge的电负性为1.8，既具有金属性，又具有非金属性，B判断正确；
C．根据Be和Cl的电负性，两元素电负性差距较大，可形成极性键，C判断正确；
D．F的电负性大于O，故O和F形成的化合物O显正价，D判断正确；
答案为A。
13．D
【分析】根据中的Z表示质子数，A表示质量数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=原子序数，据此分析解答。
【详解】A．的质子数为22，故A错误；
B．的中子数为48-22=26，故B错误；
C．的质量数为48，故C错误；
D．的质子数为22，则原子序数等于质子数等于22，故D正确；
故选D。
14．A
【详解】A．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，相应阴离子的还原性逐渐增强，还原性：F－＜Cl－＜Br－＜I－，A错误；
B．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，非金属性F＞Cl＞P＞As，则热稳定性：HF＞HCl＞PH3＞AsH3，B正确；
C．非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性Cl＞S＞Se，则酸性：HClO4＞H2SO4＞H2SeO4，C正确；
D．同周期自左向右金属性逐渐减弱，同主族从上到下金属性逐渐增强，金属性：Rb＞K＞Ca＞Mg，D正确；
答案选A。
15．B
【详解】根据元素的化合价变化规律可知，X是氧元素，Y是钠元素，Z是铝元素，W是硫元素，R是氯元素。
A．原子半径：Y>Z>X，错误；
B．氯元素的非金属性强于S元素的，则H2S的稳定性弱于HCl的稳定性，B正确；
C．三氧化硫和水反应生成共价化合物硫酸，C不正确；
D．氢氧化钠和氢氧化铝可以反应，生成偏铝酸钠和水，D不正确；
答案选B。
16． 第二周期第ⅥA族 过滤 水或乙醇 Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑ 0.17mol/L
【详解】(1)与C能形成两种气态化合物的为O，会形成CO、CO2，其中CO2为非极性分子，则Q为氧，非极性分子CO2的电子式为：，故答案为：第二周期第ⅥA族；；
(2)得到粗产品为不溶于液态CCl4的固体物质，要分离出CCl4，可用过滤的方法，除去粗产品中少量钠可用水或乙醇，故答案为：过滤；水或乙醇；
(3)Si与NaOH溶液反应的化学方程式为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，其离子方程式为：Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑，由Si~2H2知，粗产品中含Si为=0.05mol，质量为0.05mol28g/mol=1.4g，所以含SiO2质量为20.0g-1.4g-11.4g=7.2g，物质的量为=0.12mol，由Si原子守恒知Na2SiO3的物质的量为0.05mol+0.12mol=0.17mol，溶液的体积为1L，则浓度为=0.17mol/L，答案为：Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑；0.17mol/L。
17．和电子排布结构相同，而比的核电荷数大，因此原子核对核外电子的吸引力大于原子核对核外电子的吸引力，所以更难失去电子，电离能更大
【详解】钠离子和氖原子的电子排布结构相同，而钠离子的核电荷数大于氖原子，原子核对核外电子的吸引力大于氖原子，钠离子失去电子难于氖原子，所以钠元素的第二电离能大于氖元素的第一电离能，故答案为：和电子排布结构相同，而比的核电荷数大，因此原子核对核外电子的吸引力大于原子核对核外电子的吸引力，所以更难失去电子，电离能更大。
18．(1)AB
(2)检查装置气密性
(3) 除去过量的SO2 CO2+H2O+SiO=H2SiO3↓+CO(或2CO2+2H2O+SiO=H2SiO3↓+2HCO) E试管中的溶液褪色不完全，F试管中出现白色沉淀 否
【分析】II．铜与浓硫酸共热生成二氧化硫，二氧化硫与饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，酸性高锰酸钾溶液除去二氧化碳中过量的二氧化硫，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸。
（1）
A．镁和热水能缓慢反应，铝和热水不反应，把烧杯中的冷水换成热水，可判断Mg、Al的活泼性，故选A；
B．镁和同浓度的盐酸反应比铝剧烈，把烧杯中的冷水换成盐酸，可判断Mg、Al的活泼性，故选B；
C．把烧杯中的冷水换成浓硝酸，铝在浓硝酸中钝化，且镁和硝酸反应放出二氧化氮气体，污染空气，故不选C；
选AB。
（2）
本实验涉及气体反应，连接仪器后要检验装置气密性。
（3）
①二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液氧化，二氧化硫、二氧化碳都能与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，装置E中酸性KMnO4溶液的作用是除去多余的二氧化硫，防止干扰。
②试管F中二氧化碳和硅酸钠反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，发生反应的离子方程式为CO2+H2O+SiO=H2SiO3↓+CO(或2CO2+2H2O+SiO=H2SiO3↓+2HCO)。
③元素非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，CO2+H2O+SiO=H2SiO3↓+CO反应发生说明碳的非金属性强于硅，能说明非金属性碳强于硅的实验现象是E试管中的溶液褪色不完全，F试管中出现白色沉淀。
④二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸不是硫的最高价含氧酸，所以依据试管D中的反应，不能证明非金属性硫强于碳。
19． 3 ⅤA NH3 NH3 HNO3
【分析】由短周期元素在周期表中的位置可知，X、Y处于第二周期，Z、Y处于第三周期，Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍，令最外层电子数为a，则2+8+a=3a，解得a=5，则Z为P元素，故X为C、Y为N、W为S，据此解答。
【详解】根据上述分析，X为C元素、Y为N元素、Z为P元素、W为S元素。
（1）Z为P元素，处于第三周期ⅤA族；
（2）X、Y两元素的氢化物中，水溶液呈碱性的是NH3；
（3）N的最高价为+5，则Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3。
【点睛】本题考查物质的结构、性质、位置关系的应用，根据元素原子的核外电子排布规律首先判断出元素Z是解答的关键，注意元素周期律的灵活应用。
答案第1页，共2页
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