第四章物质结构元素周期律单元测试高一上学期化学人教版（2019）必修第一册（含解析）

第四章 物质结构 元素周期律 单元测试
一、单选题
1．主族元素和可形成型离子化合物，则和两元素原子的最外层电子排布式分别为（ ）
A． 和 B．和
C．和 D． 和
2．X、Y、Z、M、W为五种原子序数递增的前20号元素。X、Y是同周期元素，原子序数相差2，族序数之和为10；Z原子最外层电子数等于其最内层电子数，M在地壳中含量居第二位；W的某种盐常用作加碘盐的碘制剂。下列说法错误的是
A．原子半径：W＞Z＞M＞X＞Y
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：X＞M
C．ZXY3含离子键和共价键，0.1molW2Y2含有0.4mol离子
D．Z与XY2反应可置换出X单质，X与MY2反应可置换出M单质
3．下列元素原子半径最小的是（ ）
A．K B．Na C．S D．Cl
4．1869年，编制出第一张元素周期表的是
A．拉瓦锡 B．门捷列夫 C．阿伏加德罗 D．迈尔
5．下列关于化学用语的表述正确的是
A．HClO的结构式：H—Cl—O B．纯碱的化学式为：Na2CO3
C．原子核内有8个中子的碳原子： D．Na2O2电子式为：
6．下列叙述中错误的是
A．原子的核外M层电子数是L层电子数一半的元素是硅
B．原子的最外层电子数是次外层电子数1.5倍的元素是硼
C．原子的次外层电子数是最外层电子数的元素是氧
D．与氖原子电子层排布相同的离子一定是钠离子
7．W、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，Y原子序数为W原子最外层电子数的3倍，由这三种元素构成的某物质结构如图所示。下列说法错误的是
A．Y的最高价氧化物的水化物是弱酸
B．Z、W和氢三种元素可形成既有离子键又有共价键的化合物
C．Z的简单氢化物可用于刻蚀玻璃，其电子式可表示为
D．最简单氢化物的沸点：W＞Y
8．稀土元素镝(Dy)常用于制造硬盘驱动器。下列关于的说法中，不正确的是
A．质子数为66 B．中子数为90
C．核外电子数为222 D．质量数为156
9．下列有关化学用语使用正确的是
A．MgCl2的形成过程可表示为
B．中子数为20的氯原子：20Cl
C．氢氧化钠是含有共价键的离子化合物
D．Na2S的电子式为
10．下列有关碱金属元素的说法中，正确的是
A．与水反应都能生成碱和氢气
B．碱金属的单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质
C．与氧气反应都能生成过氧化物
D．随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔沸点都逐渐增大
11．下列各组中，互为同素异形体的是（ ）
A．金刚石和石墨
B．H2O与H2O2
C．CH4和CH3CH3
D．16O和18O
12．原子序数为x的元素位于ⅡA族，则原子序数为x＋1的元素不可能为
A．第ⅢA族 B．第ⅣA族 C．最高正价+3 D．金属
二、填空题
13．共价键
(1)概念：原子间通过_____形成的_____的_____称为共价键。
(2)成键微粒：____。
(3)成键元素：一般是同种的或不同种的_____元素。
(4)成键条件：成键原子成键前最外层电子_____饱和状态。
14．A、B、M、D、E为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、M同周期，A、D同主族，A为短周期原子半径最小的元素，M原子最外层电子数为次外层的3倍，A、M常温下能形成两种液态化合物A2M和A2M2，E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B元素在周期表中的位置为_________；由A、M、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为_________；A2M分子的空间结构为_________；
(2)用电子式表示D2M的形成过程_________
(3)D、E、M形成的简单离子半径从大到小的顺序为_________ (用离子符号表示)
(4)废印刷电路板上含有铜，以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜，再用硫酸溶解。现改用A2M2和稀硫酸浸泡废印刷电路板既达到上述目的，又保护了环境，试写出该反应的离子方程式___________。
(5)元素D的单质在一定条件下，能与A单质化合生成一种化合物DA，DA能与水反应放出氢气，且反应后的溶液呈碱性。若将0.1mol的DA和0.1mol的E单质混合后加入足量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是___________L。
15．Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-的比值与反应的温度有关)，用24.0g NaOH配成的250mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)：
(1)请选出下列物质所含有的化学键类型：
Cl2：___________；NaOH：___________。
A．离子键 B．共价键 C．氢键 D．分子间作用力
(2)配制NaOH溶液时，除了下列仪器外，还需要用到的玻璃仪器是___________。
A．烧杯 B．玻璃棒 C．胶头滴管 D．托盘天平
(3)配得的NaOH溶液物质的量浓度为___________。
(4)某温度下，反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-)，则溶液中c(ClO-) =___________mol/L
16．月球含有等元素，是人类未来的资源宝库。
(1)是高效核能原料，其原子核内中子数为_______。
(2)的原子结构示意图为_______，在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为_______。
(3)在工业上应用广泛，可由制备。
①月球上某矿石经处理得到的中含有少量，除去的离子方程式为_______。
②与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备。若尾气可用足量溶液完全吸收，则生成的盐为_______(写化学式)。
(4)月球土壤中含有丰富的，从月球土壤中提炼，同时可得和。以所得和为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵_______。
17．某中学化学兴趣小组为了调查当地某一湖泊的水质污染情况，在注入湖泊的3个主要水源的入口处采集水样，并进行了分析，给出了如下实验信息：其中一处水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质，A、B、C、D、E为五种常见化合物，均由下表中的离子形成：
阳离子 K+ Na+ Cu2+ Al3+
阴离子 OH－
为了鉴别上述化合物。分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中都能产生白色沉淀：
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成。
根据上述实验填空：
（1）写出C、D、的化学式：C_______，D______。
（2）将含1 mol A的溶液与含l mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，请写出A与E反应的离子方程式：_______________。
（3）在A溶液中加入少量澄清石灰水，其离子方程式为_____________________。
（4）C常用作净水剂，用离子方程式和适当文字说明其净水原理______________________。
（5）若向含溶质0.5 mol的C溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，生成沉淀质量最大为__________g。
18．根据所学知识，回答下列问题：
(1)用铂丝蘸取下列物质灼烧，焰色为紫色的是___________(填序号)
a.NaCl b. c.
(2)同温同压下，同体积的和气体中原子的个数比为___________。
(3)将溶于水配制成1L溶液。溶液中的物质的量浓度为___________；
(4)的结构式为___________。
19．回答下列问题：
(1)原子X，它的质量数等于137，中子数是81，则X核外电子数为_______。
(2)某离子化合物化学式为，X、Y均为周期表前20号元素。其阳离子和阴离子的电子结构相同，且含有54mol电子。
①读离子化合物的化学式是_______。
②该物质中化学键类型是_______，电子式是_______。
(3)已知铷 (Rb)是37号元素，与钠同主族。
①铷位于第_______周期，其形成的氢氧化物的碱性比氢氧化钠的碱性_______(填“强”或“弱”)。
②铷单质与水反应的离子方程式为_______，实验表明。Rb与水反应比Na与水反应_______(填“剧烈”或“强慢”)。
参考答案：
1．B
【详解】主族元素的最高化合价与其族序数相等，最低化合价=其族序数-8，主族元素A和B可形成组成为AB型的离子化合物，主族元素中，金属元素的正化合价为+1到+3，若该化合物中A为+1价，B为-1价，所以A是第ⅠA族元素，B是第ⅦA族元素，则A、B的最外层电子排布式为：ns1和ns2np5，若该化合物中A为+2价，B为-2价，A是第ⅡA族元素，B是第ⅥA族元素，则A、B的最外层电子排布式为：ns2和ns2np4；若该化合物中A为+3价，B为-3价，A是第ⅢA族元素，B是第ⅤA族元素，则A、B的最外层电子排布式为：ns2 np1和ns2np3，符合要求的为B，故B正确。
2．C
【分析】M在地壳中含量居第二位，则M为Si元素；X、Y是同周期元素，原子序数相差2，族序数之和为10，则分别为第ⅣA族、ⅥA族元素，且原子序数小于Si元素，所以X为C元素，Y为O元素；Z原子最外层电子数等于其最内层电子数，且原子序数大于O，则Z为Mg元素；W的某种盐常用作加碘盐的碘制剂，则W为K元素。
【详解】A．核外电子层数越多原子半径越大，电子层数相同核电荷数越小半径越大，所以原子半径K>Mg>Si>C>O，即W>Z>M>X>Y，故A正确；
B．非金属性C>Si，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故B正确；
C．K2O2由K+和O构成，所以0.1molK2O2含有0.3mol离子，故C错误；
D．Mg可以和CO2反应生成C单质和MgO，C可以和SiO2反应生成Si单质和CO，故D正确；
综上所述答案为C。
3．D
【详解】根据同周期从左到右元素原子半径减小，同主族从上到下元素原子半径增大，Na、K同主族，Na原子半径小，Na、S、Cl同周期，且原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl，故选D。
4．B
【详解】俄国化学家门捷列夫，首先发现了元素周期律，并根据元素周期律，编制了第一张元素周期表。故选B。
5．B
【详解】A．次氯酸的中心原子是氧原子，结构式为H O Cl，故A错误；
B．碳酸钠俗称纯碱，化学式为Na2CO3，故B正确；
C．碳原子的质子数为6，而质量数＝质子数＋中子数，故原子核内有8个中子的碳原子的质量数为14，则符号为，故C错误；
D．过氧化钠为离子化合物，由2个钠离子和1个过氧根构成，过氧根中氧原子间只有一对共用电子对，故电子式为，故D错误；
故答案选B。
6．D
【详解】A．若原子的核外M层电子数是L层电子数一半，则该原子核外电子排布是2、8、4，元素是14号元素硅，A正确；
B．若原子的最外层电子数是次外层电子数1.5倍，则其核外电子排布是2、3，该元素是5号的硼元素，B正确；
C．若原子的次外层电子数是最外层电子数，则其核外电子排布是2、6，该元素是8号元素，因此该元素一定是氧元素，C正确；
D．Ne核外电子排布式2、8，与氖原子电子层排布相同的离子可能是O2-、F-，也可能是Na+、Mg2+、Al3+，因此不一定是钠离子，D错误；
故合理选项是D。
7．C
【分析】这根据图示可知该化合物为共价化合物，W、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，Y形成5个共价键，则Y是第VA元素，Y原子序数为W原子最外层电子数的3倍，则Y是P元素，W是N元素；Z原子序数比P大，可以形成1个共价键，则Z是Cl元素，然后根据问题逐一分析解答。
【详解】根据上述分析可知：W是N，Y是P，Z是Cl元素。
A．Y是P元素，其最高价氧化物的水化物H3PO4是中强酸，属于弱酸，A正确；
B．W是N，Z是Cl元素，N、P、H三种元素可以形成盐如：NH4H2PO4，盐电离产生的与以离子键结合；在阳离子和阴离子中都存在极性共价键，因此N、P、H三种元素可形成既有离子键又有共价键的化合物，B正确；
C．Z是Cl，HCl与玻璃的成分SiO2不能发生反应，因此HCl不能用于刻蚀玻璃，C错误；
D．W是N，Y是P，二者的氢化物化学式分别是NH3、PH3，它们都是由分子构成的物质，由于NH3分子之间还存在氢键，增加了分子之间的吸引作用，导致物质的沸点：NH3＞PH3，即最简单氢化物的沸点：W(N)＞Y(P)，D正确；
故合理选项是C。
8．C
【分析】中A代表质量数，Z代表质子数，中子数N=A-Z。
【详解】A．中质子数为66，A正确；
B．中中子数为156-66=90，B正确；
C．原子核外电子数等于质子数，故核外电子数为66，C错误；
D．中质量数为156，D正确；
故答案为：C。
9．C
【详解】A．MgCl2是离子化合物，用电子式表示离子化合物的过程时，用弯箭头表示电子得失；另外，离子化合物的电子式中，阴阳离子是间隔排列的；题干中的电子式书写错误，正确的表示为，A错误；
B．中子数为20的氯原子的表示为，B错误；
C．氢氧化钠是离子化合物，其中OH-含有共价键，C正确；
D．离子化合物的电子式中，阴阳离子是间隔排列的，相同离子不能合并，题干中的电子式书写错误，正确的Na2S的电子式为，D错误；
故选C。
10．A
【详解】A．碱金属性质活泼，与水反应都能生成碱和氢气，故A正确；
B．碱金属的单质具有强还原性，如金属钠与盐溶液反应，钠先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与盐发生复分解反应，所以不能置换硫酸铜溶液中的铜单质，而生成氢氧化铜沉淀，故B错误；
C．锂在空气中燃烧生成氧化锂，钠在空气中燃烧生成过氧化钠，钾在空气中燃烧的产物更复杂，故C错误；
D．碱金属都是金属晶体，随着核电荷数的增加，碱金属从上到下原子半径依次增大，金属键依次减弱，单质的熔沸点依次降低，故D错误；
故选A。
11．A
【详解】同种元素组成的不同单质为同素异形体；
A．金刚石和石墨为碳元素组成的两种不同单质，互为同素异形体，故A符合题意；
B．H2O与H2O2为氧元素和氢元素组成的两种不同的二元化合物，故B不符合题意；
C．CH4和CH3CH3结构相似，分子式相差一个CH2，二者为同系物，故C不符合题意；
D．16O和18O为氧元素的两种不同核素，互为同位素，故D不符合题意；
故答案为A。
12．B
【详解】短周期时，原子序数为x的元素位于周期表中的第ⅡA族，原子序数为x+1的元素在第ⅢA族，其最高正价为+3价，且为金属元素；在四、五周期时，原子序数为x的元素位于周期表中的第ⅡA族，则原子序数为x+1的元素在ⅢB族，为金属元素；在六、七周期时，原子序数为x的元素位于周期表中的第ⅡA族，则原子序数为x+1的元素为镧系或锕系元素；
综上所述原子序数为x＋1的元素不可能为第ⅣA族元素，故答案为B。
13．(1) 共用电子对 强烈 相互作用
(2)原子
(3)非金属
(4)未达到
【解析】略
14．(1) 第二周期第IVA族 离子键、(极性)共价键 V形(或写角形)
(2)
(3)O2-＞ Na+＞ Al3+
(4)Cu + 2H++ H2O2=Cu2++ 2H2O
(5)5.6
【分析】A为短周期原子半径最小的元素，A为H；M原子最外层电子数为次外层的3倍，则M为O；常温下A、M能形成两种液态化合物A2M和A2M2，该液态化合物分别为H2O和H2O2；A、D同主族，则D为Na元素；E元素的周期序数与主族序数相等，且E的原子序数最大，E应为第三周期第ⅢA族元素，故E为Al元素；A、B、C、D、E为短周期元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，设B的原子序数为x，则有1+x+8+11+13=39，x=6，所以B为碳元素；结合元素对应的单质、化合物的性质分析解答此题。
(1)
B元素的原子序数为6，K、L层依次排有2、4个电子，则在周期表中的位置为第二周期ⅣA族；A、M、D三种元素组成的化合物为NaOH，钠离子与氢氧根间以离子键结合，氢氧根中氧原子和氢原子以极性共价键结合；H2O分子的空间结构为V形。
(2)
D2M为Na2O，Na2O为离子化合物，用电子式表示其形成过程为：。
(3)
Na+、Al3+、O2-电子层结构相同，质子数越多，离子半径越小，所以离子半径从大到小的顺序为：O2-＞ Na+＞ Al3+。
(4)
双氧水具有强氧化性，在酸性条件下将铜氧化，反应生成硫酸铜和水，离子方程式为：Cu + 2H++ H2O2=Cu2++ 2H2O。
(5)
根据反应NaH+H2O=NaOH+H2↑，0.1molNaH与水反应生成NaOH、H2物质的量都为0.1mol，根据反应2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，0.1molNaOH与0.1molAl恰好完全反应生成0.15molH2，则n(H2)=0.1 mol+0.15 mol=0.25 mol， V(H2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L。
15． B AB 250mL容量瓶 2.4moL/L 0.3
【详解】(1) Cl2所含有的化学键为共价键，答案选B；NaOH既含有离子键也含有共价键，答案选AB；
(2)配制NaOH溶液时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250 mL容量瓶；
(3) 24.0gNaOH的物质的量为0.6mol，配成250mL溶液，配得的NaOH溶液物质的量浓度为：c=n÷V=0.6mol÷0.25L=2.4moL/L；
(4)某温度下，反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-)，n(Cl-)=6n(ClO-)，根据转移电子相等得：×5，则 ，即，溶液中存在电荷守恒， 2.4moL/L，溶液中c(ClO-) =0.3mol/L。
16．(1)1
(2)
(3)
(4)3950
【解析】（1）
He元素核内质子数为2，所以的核内中子数为；
（2）
Na是11号元素，原子结构示意图为；Na在O2中完全燃烧生成的是Na2O2，电子式为；
（3）
①由MgO和SiO2的性质知，SiO2能与强碱溶液反应生成可溶性的盐而被除去，所以除去SiO2的离子方程式为；
②MgO与炭粉和氯气反应制MgCl2，根据反应原理和物质的性质知，反应后的尾气中有CO2和Cl2，所以用足量溶液处理尾气时，生成的盐有；
（4）
由的组成知， 中的N来自N2，而和，合成NH3时，H2过量，所以生成的的质量取决于N2的质量，根据N原子守恒，，所以。
17． KAl(SO4)2 或KAl(SO4)2·12 H2O CuSO4 HCO + OH－ = CO32－ + H2O 2HCO + Ca2+ +2OH－ = CaCO3↓ + CO Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物净水 233
【详解】①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液，因此D中含有铜离子；②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，白色沉淀应该是氢氧化铝，所以E是强碱，C中含有铝离子；③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃），所以E是氢氧化钠，B、C中含有钾离子；④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，因此A中含有碳酸氢根离子，则A是碳酸氢钠。C、D中都能产生白色沉淀，白色沉淀是硫酸钡，所以C是硫酸铝钾，D是硫酸铜：⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，因此B是硝酸钾。
（1）根据以上分析可知出C、D的化学式分别为KAl(SO4)2 或KAl(SO4)2·12 H2O、CuSO4。
（2）1mol碳酸氢钠与1mol氢氧化钠反应生成1mol碳酸钠和1mol水，离子方程式为+ OH－ = + H2O。
（3）碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水反应生成碳酸钙、碳酸钠和水，其离子方程式为2+ Ca2+ +2OH-＝CaCO3↓ + + H2O。
（4）硫酸铝钾溶于水电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物净水。
（5）向含0.5mol的硫酸铝钾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，当钡离子完全转化为硫酸钡沉淀使，沉淀质量最大，其质量为1mol×233g/mol＝233g。
18．(1)b
(2)2：3
(3)4 mol L 1
(4)O=O
【解析】(1)
用铂丝蘸取下列物质灼烧，焰色反应时，钠为黄色，钾为紫色，铜为砖红色，因此焰色为紫色的是碳酸钾，故答案为：b。
(2)
同温同压下，同体积的和气体即物质的量相同，1个氮气含有2个原子，1个硫化氢含有3个原子，因此同温同压下，同体积的和气体中原子的个数比为2：3；故答案为：2：3。
(3)
将溶于水配制成1L溶液，则氯化镁物质的量浓度，因此溶液中的物质的量浓度为4 mol L 1；故答案为：4 mol L 1。
(4)
是氧氧双键，因此氧气的结构式为O=O；故答案为：O=O。
19．(1)56
(2) 离子键
(3) 五 强 剧烈
【详解】（1）X的质量数为137，中子数为81，所以质子数=质量数-中子数=137-81=56，又因为原子呈电中性，所以核外电子数=质子数=56。
（2）某种化合物的化学式为XY2，X、Y均为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且lmolXY2含有54mol电子，则阴、阳离子核外电子数为=18，则为Ca2+、 Cl-，即X为Ca、Y为Cl，XY2为CaCl2，钙离子与氯离子之间存在离子键。
①该物质的化学式为：CaCl2；
②其含有的化学键类型为：离子键；其电子式为：。
（3）①铷位于第五周期，Na和Rb同主族，金属性：Na②铷的化学性质与钠相似，根据钠发生的相关化学反应，铷单质与水反应的离子方程式为：；同一主族从上到下元素的金属性增强，则铷与水反应比钠与水反应剧烈。