专题5 微观结构与物质的多样性 测试卷
一、单选题
1.X、Y、Z、W为不同周期的四种主族元素,且原子序数不大于20,X、Z、W的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数,W的最高价氧化物对应的水化物常用来检验Y的最高价氧化物。下列说法正确的是
A.X和Z组成的化合物是一种强氧化剂
B.Y的简单氢化物的稳定性小于H2O的稳定性
C.W与Y形成的化合物的电子式为:
D.Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物分别为强酸、强碱、强碱
2.根据元素周期律,下列推断错误的是
A.原子半径:C > N B.热稳定性:HF < HCl
C.还原性:Mg > Al D.碱性:NaOH<KOH
3.下列有关说法正确的是( )
A.元素周期表是元素按相对原子质量大小排列而成的
B.元素周期表共有9个周期和18个族
C.在金属元素与非金属元素的分界线附近寻找半导体材料
D.第IA族元素,原子序数越大,金属性越弱
4.氯元素的原子结构示意图为,下列说法正确的是
A.氯原子在化学反应中易失去电子
B.氯原子易得到电子形成稳定的氯离子
C.氯元素的化合价只有-1价
D.氯在元素周期表中位于第3周期第Ⅶ族
5.下列关于化学键的说法中正确的是( )
A.中既有极性键又有非极性键
B.凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
C.非金属元素之间只能形成共价化合物
D.所有盐、碱和金属氧化物中都含有离子键
6.下列说法正确的是
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故SO2有漂白性
B.NO2与水反应生成HNO3,故NO2是酸性氧化物
C.H2SiO3的酸性弱于H2CO3,故非金属性C强于Si
D.CaCO3难溶于水,故CO2能与CaCl2溶液反应
7.下列说法不正确的是( )
A.NH5的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,是既具有离子键又具有共价键的离子化合物
B.Na2O是离子晶体,溶于水生成NaOH的过程中既有离子键的断裂又有共价键的形成
C.某物质固态时不导电但溶于水能导电,则该物质中一定含有离子键
D.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
8.大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是
A.全部通过非极性键结合 B.形成4对共用电子
C.通过2个单键结合 D.通过离子键和共价键结合
9.某酸根离子的电子数比硝酸根离子的电子数多10,则下列说法中正确的是
A.R与N原子电子层数相同
B.R与N原子最外层电子数相同
C.R与N的简单负离子所带的电荷数相同
D.中R元素与中N元素的化合价相同
10.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是
A.由水溶液的酸性:HCl>HF,不能推断出元素的非金属性:Cl>F
B.人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C.原子半径随着周期序数的增加而增加
D.短周期元素形成的微粒X2-和Y2+核外电子排布相同,离子半径:X2->Y2+
11.下列离子方程式书写正确的是
A.金属钠与水反应:
B.和溶液混合:
C.碳酸氢钠溶液与盐酸反应:
D.向溶液中加入过量的氨水:
12.下列关于物质结构和化学用语的说法正确的是
A.BF3、CCl4中所有原子均达到8电子稳定结构
B.78gNa2O2晶体中所含离子数目为3NA
C.18gH2O或D2O的质子数均为10NA
D.34gH2O2含有极性键的数目为3NA
13.钡和铊均在周期表中位于第六周期,铊与铝是同族元素,元素符号是Tl;钡与镁是同族元素以下对钡和铊的性质的推断错误的是
A.钡和铊是易导电的银白色金属 B.钡能与水常温下反应生成氢气
C.Tl3+的氧化能力比Al3+弱 D.Tl(OH)3是两性氢氧化物
14.化学推动着社会的进步和科技的发展.下列说法错误的是
A.过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
B.漂白粉既可作漂白纸张的漂白剂,又可作游泳池的消毒剂
C.由生铁铸造的下水井盖的硬度大、抗压,含碳量比钢低
D.利用某些放射性同位素释放的射线可以有种、给金属探伤、诊断和治疗疾病
二、填空题
15.CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为_______,其固体的晶体类型为_______。
16.自然界中的许多金属元素都能以硫化物的形式存在,硫铁矿(FeS2)就是其中一种,在矿区,开采出的硫铁矿石暴露在空气和水中,会发生下图所示转化。回答下列问题:
⑴FeS2的氧化产物Fe2(SO4)3易______,会使地下水和土壤呈______性;如果矿区中的水流或降雨不断淋洗硫铁矿,FeS2最终转化为____________。
⑵写出FeS2的电子式:____________。
⑶写出图中①③两个反应的离子方程式:
①____________________________________,
③____________________________________。
17.根据原子结构和元素周期表的关系补充完整下列表格。
原子序数 微粒符号 结构示意图 元素在周期表中的位置
2 ___ ___ ___
___ Na ___ ___
___ ___ ___ 第2周期第ⅥA族
___ ___ ___
18.下表给出14~17号元素的一些性质,请回答:
14Si 15P 16S 17Cl
单质与H2反应的条件 高温 磷蒸气与H2能反应 加热 光照或点燃时发生爆炸
最高价氧化物的水化物 H4SiO4弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4最强含氧酸
(1)它们所形成的氢化物中稳定性最差的是________,还原性最差的是_____。
(2)四种元素的非金属性随着元素原子序数的递增而逐渐_____________________,试从原子结构的角度加以解释____________。
(3)一定条件下,反应H2S+Cl2=2HCl+S能否发生?简述理由___________。
19.联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”,高度体现了元素周期表的重要性,图中表示了元素周期表短周期的一部分,①~⑦代表7种短周期元素。
① ②
③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
(1)写出七种元素中化学性质最不活泼的元素形成的单质的化学式_______。
(2)元素②的最低价阴离子的离子结构示意图是_______。
(3)②、⑤两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是_______(填化学式)。
(4)⑤、⑥两种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较弱的是_______(填化学式)。
(5)元素③最高价氧化物对应水化物与元素④的单质反应的离子方程式为:_______。
20.在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。
(1)写出下列线段内发生反应的离子方程式:
OD段_________________________,
CD段_________________________。
(2)原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为____________。
(3)图中C点表示当加入_______ mol NaOH时,Al3+已经______,Mg2+已经___________。
(4)图中线段OA∶AB=____________。
21.写出下列微粒的电子式:氮原子_______;钠原子_______;氯离子_______。
22.填空或写出下列反应的离子方程式:
(1)碘-131是元素碘(元素周期表中第53号元素)的一种放射性同位素,符号为。在核医学中,以以NaI溶液的形式直接用于甲状腺功能检查和甲状腺疾病。和互为同位素,这两种原子的中子数差值为_________。碘元素在元素中位于第__________周期第__________族。
(2)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2、溶液恰好沉淀,离子方程式是:________________。
(3)实验室常利用氨水制取Al(OH)3,而不用NaOH的溶液的原因是(用离子方程式说明)______。
(4)实验室用FeCl2溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)2时观察到的现象是________________。
(5)将0.2mol钠、镁、铝分别投入10mL1mol/L的盐酸中,在标准状况下产生氢气体积的大小顺序是________________。
参考答案:
1.B
【分析】四种元素为不同周期的四种主族元素,且原子序数不大于20,因此四种元素分别位于第一、第二、第三、第四周期元素,则X为H,W的最高价氧化物对应水化物常用来检验Y的最高价氧化物,应是利用澄清石灰水检验二氧化碳的存在,W为Ca,Y为C,X、Z、W的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数,推出Z的最外层有1个电子,从而得出Z为Na,据此分析;
【详解】A.H和Na组成的化合物是NaH,H显-1价,具有强还原剂,故A错误;
B.C简单氢化物为CH4,非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:C<O,因此甲烷的稳定性小于H2O的稳定性,故B正确;
C.组成的化合物是CaC2,属于离子方程式,其电子式为,故C错误;
D.三种元素最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3、NaOH、Ca(OH)2,分别为弱酸、强碱、强碱,故D错误;
答案为B。
2.B
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则碳原子的原子半径大于氮原子,故A正确;
B.元素的非金属性越强,氢化物的热稳定性越强,氟元素的非金属性强于氯元素,则氟化氢的热稳定性强于氯化氢,故B错误;
C.元素的金属性越强,金属单质的还原性越强,镁元素的金属性强于铝元素,则镁的还原性强于铝,故C正确;
D.元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,钠元素的金属性弱于钾元素,则氢氧化钠的碱性弱于氢氧化钾,故D正确;
故选B。
3.C
【详解】A.元素周期表是按照元素的原子序数即核电荷数大小排列而成的,A错误;
B.元素周期表共有7个周期和16个族,B错误;
C.在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素单质的导电性介于金属和非金属之间,可以用来做半导体材料,C正确;
D.同一主族元素至上而下金属性逐渐增强,因此第IA族元素,原子序数越大,金属性越强,D错误;
答案选C。
4.B
【详解】A.氯原子最外层电子数为7,易得到电子形成8电子稳定结构,A项错误;
B.氯原子最外层有7个电子,易得到1个电子形成稳定的氯离子,B项正确;
C.氯元素的化合价有-1,0,+1,+4,+5,+7等价,C项错误;
D.氯元素在元素周期表中位于第3周期第ⅦA族,D项错误;
答案选B。
5.A
【详解】A.中氢原子与氧原子之间形成极性键,氧原子与氧原子之间形成非极性键,A正确;
B.有化学键断裂的过程不一定发生化学反应,如熔化过程离子键断裂,B错误;
C.非金属元素之间也可形成离子化合物,如铵盐,C错误;
D.不是全部盐、碱、金属氧化物中都含有离子键,如氯化铝是共价化合物,不含离子键,D错误;
答案选A。
6.C
【详解】A.SO2的还原性将KMnO4还原而使其褪色,A错误;
B.NO2与水反应生成HNO3和NO,故NO2不是酸性氧化物,B错误;
C.Si的最高价氧化物对应水化物H2SiO3的酸性弱于C的最高价氧化物对应水化物H2CO3,故非金属性C强于Si,C正确;
D.CaCO3难溶于水,但由于碳酸酸性弱于盐酸,CO2与CaCl2溶液不反应,D错误;
故选C。
7.C
【详解】A.NH5为离子化合物,分子中存在NH4+和H-,所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,含有离子键,N-H键属于共价键,选项A正确;
B.Na2O是离子晶体,溶于水生成NaOH的过程中,Na2O中离子键断裂,生成NaOH时有共价键的形成,选项B正确;
C.某物质固态时不导电但溶于水能导电,则该物质中不一定含有离子键,如氯化铝为共价化合物不含离子键,选项C不正确;
D.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,每个硅原子形成4个共价键,每个氧原子形成两个共价键,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,选项D正确;
答案选C。
8.B
【详解】A.碳原子与其他原子形成的化学键有极性键,也有非极性键,碳碳键是非极性的,碳氢键是极性的,A错误;
B.有机物分子中每个碳原子结合4个电子,形成8电子稳定结构,也就是4对共用电子,B正确;
C.碳原子与其他原子可形成单键、双键或三键,C错误;
D.碳原子与其他原子形成的化学键都是共价键,D错误;
故选B。
9.D
【详解】A.和所带电荷数一样,且的电子数比硝酸根离子的电子数多10,所以R的质子数为7+10=17,R为Cl,R电子层数为3,N的电子层数为2,电子层数不同,故A错误;
B.R是Cl,最外层电子数是7个,N的最外层电子数是5个,R与N原子最外层电子数不相同,故B错误;
C.R与N的简单负离子分别是Cl-、N3-,二者所带的电荷数不相同,故C错误;
D.和均带1个负电荷,且氧元素化合价均是-2价,所以R、N元素的化合价均为+5,故D正确;
故选D。
10.C
【详解】A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,所以由水溶液的酸性:HCl>HF,不能推断出元素的非金属性:Cl>F,A选项正确;
B.过渡金属元素种类繁多,结构复杂,因此可在过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料,B选项正确;
C.同一主族元素的原子半径随着周期序数的增加而增加,C选项错误;
D.微粒X2-和Y2+核外电子排布相同,根据“阴上阳下”的原则,Y的原子序数大于X的原子序数,则离子半径:X2->Y2+,D选项正确;
答案选C。
11.D
【详解】A.金属钠与水反应:,故A错误;
B.和溶液混合,没有按照比例拆分,因此离子方程式为:,故B错误;
C.碳酸氢钠溶液与盐酸反应,碳酸氢根不能拆:,故C错误;
D.向溶液中加入过量的氨水:,故D正确。
综上所述,答案为D。
12.B
【详解】A.BF3中B元素化合价为+3价,B原子最外层电子数是3,3+3=6,则B原子不满足8电子结构,故A错误;
B.78gNa2O2的物质的量是1mol,晶体中所含离子数目为3NA,故B正确;
C.H2O或D2O的质子数均是10个,但相对分子质量不同,因此18gH2O或D2O的质子数不相同,故C错误;
D.34gH2O2的物质的量是1mol,含有极性键的数目为2NA,故D错误;
故选B。
13.D
【详解】A.镁和铝为易导电的银白色金属,钡与镁同主族、铊与铝同主族,同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增大,金属性钡强于镁、铊强于铝,则钡和铊是易导电的银白色金属,故A正确;
B. 同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增大,钙和钡同主族,钙能与冷水反应生成氢气,金属性钡强于钙,则钡能与水常温下反应生成氢气,故B正确;
C. 同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增大,金属性越强对应离子的氧化性越弱,则Tl3+的氧化能力比Al3+弱,故C正确;
D. 同主族从上到下,元素的金属性增强,金属性铊强于铝,氢氧化铝是两性氢氧化物,则Tl(OH)3是碱,不是两性氢氧化物,故D错误;
故选D。
【点睛】同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增大,利用同主族元素的性质变化规律来解答是关键。
14.C
【详解】A.过氧化钠与人呼出的二氧化碳或水蒸气反应均生成氧气,过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,故A正确;
B.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,次氯酸钙具有强氧化性,能使蛋白质变性而杀菌消毒;同时漂白粉在空气中会和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂,故B正确;
C.生铁中的含碳量为2%~4.3%,钢中的含碳量为0.03%~2%,生铁含碳量高,生铁硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型,是制造机座、管道的重要材料,故C错误;
D.放射性同位素可以用于透视和放疗,因此可以给金属探伤、诊断和治疗疾病,故D正确;
答案选C。
15. 正四面体形 分子晶体
【详解】Sn为第ⅣA族元素,由于常温下SnCl4为液体,故SnCl4为分子晶体;SnCl4分子中中心原子的价层电子对数为:,中心原子杂化方式为sp3杂化,故SnCl4分子的空间构型为正四面体形。
16. 水解 酸 FeO(OH)
【分析】(1)Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,易水解,使地下水和土壤呈酸性;由转化图可知,如果矿区中的水流或降雨不断淋洗硫铁矿,FeS2最终转化为FeO(OH);
(2)FeS2为离子化合物,由Fe2+、S22-构成;
(3)反应①为FeS2被氧气氧化生成硫酸根;反应③为Fe3+与FeS2反应生成Fe2+和硫酸根,二者皆为氧化还原反应,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平离子方程式。
【详解】(1)Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,易水解,使地下水和土壤呈酸性;由转化图可知,如果矿区中的水流或降雨不断淋洗硫铁矿,FeS2最终转化为FeO(OH);
故答案为:水解;酸;FeO(OH);
(2)FeS2为离子化合物,由Fe2+、S22-构成,其电子式为;
故答案为:;
(3)反应①为FeS2被氧气氧化生成硫酸根,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式为:;
反应③为Fe3+与FeS2反应生成Fe2+和硫酸根,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式为:;
故答案为:;。
17. He 第1周期零族 11 第3周期第ⅠA族 8 O 17 Cl- 第3周期ⅦA族
【详解】原子序数为2的元素是He元素,原子结构示意图为,在元素周期表中位于第1周期零族;
Na元素的原子序数为11,原子结构示意图为,在元素周期表中位于第3周期第ⅠA族;
在元素周期表中位于第2周期第ⅥA族的元素为O元素,其原子序数为8,原子结构示意图为;
由结构示意图可知,该元素的原子序数为17,则该元素为Cl元素,在元素周期表中位于第3周期ⅦA族。
18. SiH4 HCl 增强 四种元素原子的电子层数虽相同,但最外层电子数依次增加,随着核电荷数依次递增,原子半径依次减小,核对外层电子的引力逐渐增大,得电子能力逐渐增强,因此,非金属性逐渐增强 能够发生,因非金属性Cl>S,氧化性Cl2>S,故Cl2能置换出H2S中的硫
【详解】(1)根据表中信息可判断,硅与氢气化合的条件最高,因此所形成的氢化物中稳定性最差的是SiH4。氯气与氢气最容易化合,这说明氯元素的非金属性最强,非金属性越强,相应氢化物的还原性越弱,则还原性最差的是HCl。
(2)根据与氢气化合的难易程度及最高价氧化物水化物的酸性强弱可知四种元素的非金属性随着元素原子序数的递增而逐渐增强。这是由于四种元素原子的电子层数虽相同,但最外层电子数依次增加,随着核电荷数依次递增,原子半径依次减小,核对外层电子的引力逐渐增大,得电子能力逐渐增强,因此,非金属性逐渐增强。
(3)因非金属性Cl>S,氧化性Cl2>S,故Cl2能置换出H2S中的硫。
19.(1)Ar
(2)
(3)H2O
(4)H2SO4
(5)2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
【分析】①~⑦代表7种短周期元素,根据元素在周期表中的位置,可知①~⑦依次是C、O、Na、Al、S、Cl、Ar。
(1)
七种元素中,Ar最外层有8个电子,Ar化学性质最不活泼。
(2)
元素②是O元素,的核外有10个电子,离子结构示意图是。
(3)
同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性越强气态氢化物越稳定,O、S两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是H2O。
(4)
同周期元素从左到右非金属性增强,非金属性越强最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性S(5)
Na元素的最高价氧化物对应水化物是氢氧化钠,氢氧化钠和Al反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。
20. Al3++ 3 OH- === Al(OH)3↓、Mg2++ 2 OH- === Mg(OH)2↓ Al(OH)3+ OH- === AlO2- +2H2O 2∶1 0.8 全部生成NaAlO2 完全生成沉淀Mg(OH)2 7∶1
【分析】在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液,先生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀,再加氢氧化钠,氢氧化铝又逐渐溶解。
【详解】⑴OD段是镁离子和铝离子沉淀的阶段,离子方程式为Al3++ 3 OH- === Al(OH)3↓、Mg2++ 2 OH- === Mg(OH)2↓,故答案为Al3++ 3 OH- === Al(OH)3↓、Mg2++ 2 OH- === Mg(OH)2↓。
CD段是氢氧化铝溶解在氢氧化钠溶液中,离子方程式为Al(OH)3+ OH- === AlO2- +2H2O,故答案为Al(OH)3+ OH- === AlO2- +2H2O。
(2)通过图象分析,n[Al(OH)3]:n[Mg(OH)2]=1:2,根据元素守恒,原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为2:1,故答案为2:1。
(3)根据图象分析得出图中C点氢氧化铝全部溶解,Al3+全部生成NaAlO2,Mg2+完全生成沉淀Mg(OH)2,C点加入NaOH的物质的量为n(NaOH) = 4n(Al3+)+2n(Mg2+)=4×0.1 mol+2×0.2mol = 0.8 mol,故答案为0.8;全部生成NaAlO2;完全生成沉淀Mg(OH)2;
(4)根据上题分析得出AB阶段消耗0.8molNaOH,OA阶段消耗氢氧化钠物质的量n(NaOH) = 3n(Al3+)+2n(Mg2+)=3×0.1 mol+2×0.2mol = 0.7 mol,图中线段OA∶AB=7:8,故答案为7:8。
21.
【详解】N原子最外层有5个电子,所以表示电子式;钠原子最外层有1个电子,所以表示钠原子;氯离子最外层有8个电子,且带一个单位负电荷,所以表示氯离子。
22.(1) 4 五 VIIA
(2)
(3)
(4)先产生白色沉淀,很快变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀
(5)钠>镁=铝
【详解】(1)碘53号元素,有53个质子,131I和127I的中子数为78和74,差值为4;碘是53号元素,在元素周期表中位于第五周期,第VIIA族;
(2)向明矾[KA1(SO4)2]溶液中滴加Ba(OH)2溶液至恰好沉淀,n[KA1(SO4)2]:n[ Ba(OH)2]=2:1,故离子方程式为:;
(3)为两性氢氧化物,能溶于强碱,离子方程式为:;
(4)实验室用FeCl2溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)2时观察到的现象先产生白色沉淀,很快变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀;
(5)0.2mol钠、镁、铝分别投入10mL1mol/L的盐酸中,n(HCl)=0.01mol,钠与水反应,钠无剩余,故0.2mol钠能产生0.1mol氢气;镁、铝有剩余,盐酸全反应了,故镁、铝产生氢气都是0.05mol,故产生氢气量钠>镁=铝。