专题5微观结构与物质的多样性练习（含解析）2022-2023学年上学期高一化学苏教版（2019）必修第一册

专题5 微观结构与物质的多样性 练习
一、单选题
1．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是
A．元素Al在周期表中位于第4周期IIIA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．原子半径大小：Cl＞S＞P＞Al
D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4
2．下列各组比较不正确的是
A．铯与水的反应现象比钠剧烈
B．还原性：K＞Na＞Li
C．焰色反应中，K+的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)，而Na+的焰色为黄色
D．碱性：LiOH＞NaOH＞CsOH
3．某同学对“CO2是共价化合物和NH4Cl是离子化合物”，有下列四点感悟，其中不正确的是
A．离子化合物中可能含共价键
B．共价化合物中一定不含离子键
C．离子化合物中不一定含金属元素
D．离子化合物中一定不含共价键
4．下列有关物质用途说法正确的是
A．单质硅可用作光导纤维
B．氯气具有氧化性，干燥的氯气可以漂白有色物质
C．氧化铝熔点高、硬度大，常用于耐高温材料
D．二氧化硫能使品红溶液褪色，可以漂白所有有色物质
5．下列实验操作、现象与结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 将稀硫酸与亚硫酸钠混合反应产生的气体通入品红溶液 品红溶液褪色 SO2能氧化品红
B 向碘水中加入CCl4，振荡、静置 上层褪色，下层变紫 碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
C 浓盐酸与石灰石反应放出的气体通入硅酸钠溶液 产生白色沉淀 酸性：H2CO3>H2SiO3
D 将NaOH溶液逐滴滴加到AlCl3溶液中至过量 先产生白色胶状沉淀，后沉淀溶解 Al(OH)3是两性氢氧化物
A．A B．B C．C D．D
6．下列有关元素周期表的说法正确的是（ ）
A．Li是最活泼金属，F是最活泼非金属
B．1H2、2H2、3H2互称同位素
C．元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，共16纵行
D．同一周期(第一周期除外)的元素，从左到右由金属逐渐过渡到非金属
7．已知甲、乙、丙、丁为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中仅丙和甲同主族，丁的原子序数是甲的原子序数的4倍，甲、乙、丙、丁的最外层电子数之和为9。下列叙述错误的是
A．乙的最简单氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
B．简单离子半径：乙>丙>丁
C．丙和丁的最高价氧化物对应的水化物均为强碱
D．金属性：丙>甲
8．将下列物质分类正确的是
A．酸：硫酸、醋酸、、硝酸
B．同素异形体：金刚石、石墨、
C．盐：生石灰、硝酸钾、、苛性钠
D．碱：纯碱、烧碱、乙醇、熟石灰
9．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实验的检验，才能决定其正确与否。下列几种类推结论中，正确的是
A．由是两性氢氧化物，可推出与同族的铊形成的也是两性氢氧化物
B．由铁放置在空气中一段时间后就会生锈，可推出更活泼的钠不能稳定存在于空气中
C．由“”反应可推出“”反应也能发生
D．由钠与氧气反应能生成，可推出碱金属都能与氧气反应生成金属过氧化物
10．将1 mol CO2和4 mol H2混合通入反应器，在适当的条件下反应可获得一种重要能源和2 molH2O，下列说法正确的是
A．该重要能源为CH3OH
B．“碳中和”中的碳是指CO2
C．合成该重要能源的反应的原子利用率为100％
D．H2O的球棍模型为
11．太阳能电池是一种利用太阳光发电的光电半导体薄片，我国的“天宫”空间站的核心舱“天和”选择了高效柔性砷化镓薄膜太阳能电池来供电。已知镓()和砷()分别位于第四周期的ⅢA、ⅤA族，下列推测错误的是
A．镓的金属性比铝的强 B．砷化镓具有半导体性质
C．的常见价态有、0、、 D．与在低温时可剧烈化合为
二、填空题
12．请运用所学知识回答下列问题：
(1)下列物质中：①Ar ②MgBr2 ③Na2O2 ④H2SO4 ⑤CS2 ⑥NH4Br ⑦BaO ⑧RbOH。
只存在共价键的是______ (填序号，下同)，只存在离子键的是_____，既存在离子键又存在极性共价键的是_____，既存在离子键又存在非极性共价键的是_____。
(2)请写出下列物质的电子式。
CO2______， Na2O2______。
(3)请用电子式表示NaCl的形成过程____。
13．阅读下面的信息，推断元素及有关物质，按要求回答物质：
信息①：X、Y、Z、W是常见的短周期元素，其原子序数依次增大，且原子核外最外层电子数均不少于2。
（1）根据信息①：X一定不是_________（填序号）.
A．氢 B．碳 C．氧 D．硫
信息②：上述四种元素的单质均能在足量的氧气中燃烧，生成的四种氧化物中，有两种能溶
于稀硫酸，三种能溶于浓氢氧化钠溶液，氧化物的相对分子质量都大于26。
（2）这四种元素中是否可能有一种是铝元素？_____________________________________。
信息③：向上述四种元素单质组成的混合物中加入足量盐酸溶液，固体部分溶解，过滤，向
滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
（3）白色沉淀物的化学式为____________________________________________________。
信息④：向上述四种元素单质组成的混合物中加入足量烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向
滤液中加入过量的盐酸溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
（4）生成白色沉淀物的离子方程式为____________________________________________。
信息⑤：X与W同主族
（5）X与浓硫酸加热时反应的化学方程式为_______________________________________。
14．现有八种物质：①MgCl2 ②NH4Cl ③Na2O2 ④O2 ⑤H2O ⑥P4 ⑦CaO ⑧PCl3。
回答下列问题：
(1)上述八种物质中只含有离子键的是_____，只含有极性共价键的化合物是______，既含有离子键又含有共价键的是______。(均填序号)
(2)“速热包”多用于快速加热食物。其主要成分为一包“⑦”和一包“⑤”，使用时将二者混合即可。此过程发生反应的化学方程式为________，该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)③的电子式为_______。
(4)用电子式表示①的形成过程：__________。
15．如表是元素周期表的一部分。回答下列问题：
(1)地球上99%的溴元素存在于海水中，因此溴被称为“海洋元素”。
①该表中溴在元素周期表中的位置为___________。
②该表中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是___________(填化学式)，该元素形成化合物HXO的结构式为___________(X用对应元素符号表示)。
③卤素互化物(如IBr)与卤素单质性质相似。已知IBr能与水发生非氧化还原反应，写出IBr与水反应的化学方程式___________；IBr中含有的化学键是___________(填“离子键”、“极性键”或“非极性键”)。
(2)溶于水形成溶液，向所得溶液中通入气体，反应生成Se和。写出与反应的化学方程式___________。
(3)已知某主族元素离子结构示意图为，其中x-y=12，此元素与氯元素组成化合物的电子式为___________。
16．a~n10中元素在周期表中的位置如图所示，请回答下列问题：
a
b c d e
f g h m n
……
（1）m的阴离子的结构示意图为___。
（2）b的最高价氧化物的化学式为___；用化学方程式表示f、d的单质形成f2d2的过程___。
（3）d、g、n形成的简单离子的半径由大到小的顺序为___（用离子符号表示）。
（4）以上元素组成的物质有下列框图中的转化关系，其中甲为10电子微粒。
请写出h的单质与乙反应的化学方程式：___。
17．按要求填空：
（1）写出下列物质的电子式：KCl_____N2_____Na2O2_____Mg3N2_____
（2）用电子式表示下列物质的形成过程：CO2_____．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．Al是13号元素，元素Al在周期表中位于第3周期IIIA族，故A错误；
B．P元素最外层有5个电子，最低化合价为-3，元素P的简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；
C．同周期元素从左到右，原子半径依次减小，原子半径：ClD．同周期元素从左到右，非金属性增强，最高价氧化物的水化物的酸性依次增强，酸性H3PO4＜H2SO4＜HClO4，故D正确；
选D。
2．D
【详解】A．铯与钠为同主族元素且在钠的下方，金属性比钠强，则铯与水的反应比钠剧烈，A正确；
B．K、Na、Li为同主族元素，金属性K＞Na＞Li，则还原性：K＞Na＞Li，B正确；
C．Na+的焰色为黄色，为排除Na+的干扰，需透过蓝色钴玻璃观察K+的焰色，则K+的焰色为紫色，C正确；
D．金属性Li＜Na＜Cs，则碱性：LiOH＜NaOH＜CsOH，D不正确；
故选D。
3．D
【详解】A. NH4Cl是离子化合物，N与H原子之间以共价键结合，所以离子化合物中可能含有共价键，故A正确；
B. 含有离子键的化合物是离子化合物，所以共价化合物一定不含离子键，故B正确；
C. NH4Cl是离子化合物，不含有金属元素，故C正确；
D. 离子化合物中可能含有共价键，如氯化铵、NaOH等，故D错误；
答案选D。
4．C
【分析】A. 二氧化硅为光导纤维主要成分；
B. 氯气不具有漂白性；
C. 耐高温材料应具有熔点高的性质；
D. 二氧化硫具有漂白性，但是不能漂白指示剂。
【详解】A. 二氧化硅可以使光线全反射，因此可用作光导纤维，A错误；
B. 氯气具有氧化性，不具有漂白性，氯气与水反应产生的次氯酸具有漂白性，能漂白有色物质，B错误；
C. 氧化铝是离子化合物，熔沸点高、硬度大，常用于耐高温材料，C正确；
D. 二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，但不能漂白所有有色物质，不能漂白指示剂，D错误；
故合理选项是C。
【点睛】本题考查了二氧化硅、氯气、氧化铝、二氧化硫的性质及用途。掌握基础知识是关键，注意二氧化硫的漂白属于结合漂白，产生的无色物质不稳定，受热或光照易分解，使物质恢复原来的颜色，易错点是选项B和D，注意漂白性与氧化性是不同的概念。常见漂白性物质原理的分析，归纳如下：
用于漂白的物质 实际参与漂白的物质 漂白原理 变化类别 漂白特点
活性炭 活性炭 吸附漂白 物理变化 物理漂白不可逆
氯气 次氯酸 利用次氯酸的强氧化性进行漂白 化学变化 氧化还原漂白，不可逆
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠 过氧化氢 过氧化氢的强氧化性 化学变化 氧化还原漂白，不可逆
过氧化氢
二氧化硫 二氧化硫 二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化学变化 可逆
5．B
【详解】A．稀硫酸与Na2SO3反应生成SO2，SO2使品红褪色体现其漂白性，实验结论错误，A不符合题意；
B．碘水中加入CCl4可萃取碘单质，由于CCl4密度比水大，故萃取后上层为水，无色，下层为碘的CCl4溶液，显紫色，B符合题意；
C．浓盐酸与石灰石反应产生的CO2中混有挥发的HCl，HCl、H2CO3均可制备H2SiO3，故无法说明酸性：H2CO3＞H2SiO3，C不符合题意；
D．AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀溶于NaOH溶液，但该实验并未验证Al(OH)3沉淀是否溶于酸，故不能说明Al(OH)3一定是两性氢氧化物，D不符合题意；
故答案选B。
6．D
【详解】A．最活泼的能稳定存在的金属是铯，最活泼的非金属是氟，A项错误；
B．同位素指的是同种元素的不同原子，选项里的三种微粒其实都是氢气分子，因此为同一种物质，B项错误；
C．铁、钴、镍这三种元素所处的三个纵行合称为第族，因此虽然一共有16个族，但是实际上有18个纵行，C项错误；
D．除第一周期外，其它周期均是金属元素靠左，非金属元素靠右，金属和非金属的交界处是半导体，D项正确；
答案选D。
7．C
【分析】由于丁的原子序数为甲的4倍，即丁可能为4号Be、8号O、12号Mg、16号S元素之一。若为Be，则甲为1号H，丙为Li，由四者最外层电子数之和为9，则乙外层电子数未5，乙原子序数小于Li，该假设不成立。若丁为O，则甲为He非主族元素，假设不成立。若为Mg，则甲为Li，丙为Na，由四者最外层电子数之和为9，则乙最外层电子数为5，乙为N元素。若为S，四者最外层电子书之和为9，则甲、乙、丙最外层均为1个电子与题目相悖，假设不成立。
【详解】A．乙的最简单氢化物为NH3碱性气体可以使湿润的红色石蕊变蓝，A项正确；
B．乙、丙、丁简单离子为N3-、Na+、Mg2+三者为同电子层结构核电荷数大半径小，即N3->Na+>Mg2+，B项正确；
C．丙和丁的最高价氧化物的水化物分别为NaOH和Mg(OH)2，Mg(OH)2为弱碱，C项错误；
D．甲和丙同主族，至上而下金属性增强，D项正确；
故选C。
8．B
【详解】A．酸是电离出的阳离子都是氢离子的化合物，NaHSO4不是酸，故A错误；
B．同素异形体是同种元素形成的不同单质，金刚石、石墨、C60都是碳元素形成的不同单质，三者互为同素异形体，故B正确；
C．生石灰是氧化物，不是盐，苛性钠即NaOH，属于碱，故C错误；
D．纯碱为碳酸钠，属于盐，乙醇属于醇，不是碱，故D错误；
故选B。
9．B
【详解】A．铊与铝是同主族金属元素，同主族元素，从上到下金属性依次增大，若氢氧化铝是两性氢氧化物，氢氧化铊一定不是两性氢氧化物，故A错误；
B．铁露置在空气中一段时间后就会生锈，是因为发生电化学腐蚀而生锈，则比铁金属性更活泼的钠在空气中易被氧化，不能稳定存在于空气中，故B正确；
C．碘元素的非金属性弱于氯元素，铁与氯气反应生成氯化铁，而碘与铁反应只能生成碘化亚铁，故C错误；
D．钠与氧气共热反应生成过氧化钠，而金属性弱于钠的锂在氧气中燃烧只能生成氧化锂，故D错误；
故选B。
10．B
【详解】A．根据质量守恒定律，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在该重要能源中含有4个H和1个C，该重要能源为CH4，故A错误；
B．碳中和”是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”，故B正确；
C．合成该重要能源的反应中除了生成该重要能源，还生成了水，原子利用率小于100％，故C错误；
D．H2O为V形分子，球棍模型为，故D错误；
故选B。
11．D
【详解】A．已知镓()位于第四周期的ⅢA族，与Al同一主族，同一主族从上往下元素的金属性依次增强，故镓的金属性比铝的强，A增强；
B．由题干信息可知，太阳能电池是一种利用太阳光发电的光电半导体薄片，我国的“天宫”空间站的核心舱“天和”选择了高效柔性砷化镓薄膜太阳能电池来供电，说明砷化镓具有半导体性质，B正确；
C．已知砷()位于第四周期的ⅤA族，与N同一主族，根据最高正价等于主族元素的最外层电子数等于主族序数，最低负价的绝对值和最高正价之和为8，结合N的常见化合价可知，的常见价态有、0、、，C正确；
D．已知砷()位于第四周期的ⅤA族，与N同一主族，同一主族从上往下元素的非金属性依次减弱，与H2化合也越来越困难，N2与H2反应就必须在高温高压、催化剂下才能反应，故推测与在低温时很难化合为，D错误；
故答案为：D。
12． ④⑤ ②⑦ ⑥⑧ ③
【详解】(1)①Ar是单原子分子，不存在化学键；②MgBr2是由镁离子和溴离子通过离子键结合而成；③Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键，过氧根离子内氧原子之间存在共价键且为非极性共价键；④H2SO4氢原子和氧原子之间，以及硫原子和氧原子之间存在极性共价键；⑤CS2碳原子和硫原子之间只存在极性共价键；⑥NH4Br中铵根和溴离子键以离子键结合，铵根内氮原子和氢原子之间存在极性共价键结合；⑦BaO中钡离子和氧离子只以离子键结合；⑧RbOH是强碱，钡离子与氢氧根之间以离子键结合，氢氧根内部氧原子和氢原子以极性共价键结合。综上所述，只存在共价键的是④⑤，只存在离子键的是②⑦，既存在离子键又存在极性共价键的是⑥⑧，既存在离子键又存在非极性共价键的是③。
故答案为：④⑤；②⑦；⑥⑧；③
(2) 一个碳原子和二个氧原子结合形成共价化合物二氧化碳，电子式为：，Na2O2是离子化合物，过氧根内存在共价键，其电子式为，
故答案为：；
（3）氯化钠是钠原子和氯原子通过电子转移形成的离子结合而成的离子化合物，其电子式形成过程为：，
故答案为：
【点睛】离子键一般存在于活泼金属和活泼的非金属元素之间形成的化合物中，常见的如强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物中，而共价键多见于非金属的单质、氧化物、氢化物、酸等。特别要注意的是在复杂的离子团中是存在共价键的，如氢氧根离子、铵根离子以及含氧酸跟离子中都存在共价键。
13． AD 可能 Mg（OH）2 SiO32—+2H+=H2SiO3↓（或SiO32—+2H++H2O=H4SiO4↓） C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
【详解】（1）原子核外最外层电子数均不少于2，所以X一定不是氢。又因为X、Y、Z、W是常见的短周期元素，其原子序数依次增大，所以X也不可能是原子序数最大的硫元素。
（2）因为氧化铝是两性氢氧化物，所以可能含有铝元素。
（3）在短周期元素中能形成氢氧化物的沉淀的应是金属元素，又因为氢氧化钠是过量的，所以最终的沉淀应是氢氧化镁。
（4）在常见的固体单质中能溶解在氢氧化钠的是单质硅和金属铝。因为加入过量的盐酸最终有白色沉淀生成，而氢氧化铝是两性的，所以该白色沉淀是硅酸沉淀。
（5）根据以上分析可知一定有Mg，Al和Si。X与W同主族，而W的原子序数最大，所以W应是Si，则X是C。因此反应的方程式为C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
14． ①⑦ ⑤⑧ ②③ CaO+H2O=Ca(OH)2 放热
【分析】①MgCl2为离子化合物，Mg2+和Cl-形成离子键；
②NH4Cl为离子化合物，和Cl-形成离子键，中N原子和H原子形成极性共价键；
③Na2O2为离子化合物，Na+和形成离子键，中O原子之间形成非极性共价键；
④O2为含有非极性共价键的单质；
⑤H2O为共价化合物，分子中H和O形成极性共价键；
⑥P4为含有非极性共价键的单质；
⑦CaO为离子化合物，Ca2+和O2-形成离子键；
⑧PCl3为共价化合物，P原子和Cl原子形成极性共价键；
【详解】(1)根据上述分析可知，只含有离子键的是①⑦，只含有极性共价键的化合物是⑤⑧，既含有离子键又含有共价键的是②③；
(2)CaO为生石灰，生石灰与水反应生成熟石灰[Ca(OH)2]，反应的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2，该反应放出大量的热，属于放热反应；
(3)Na2O2为离子化合物，Na+和形成离子键，中O原子之间形成非极性共价键，其电子式为；
(4)MgCl2为离子化合物，Mg2+和Cl-形成离子键，其形成过程可表示为。
15．(1) 第四周期第ⅦA族 HClO4 H-O-Cl IBr+H2O=HBr+HIO 极性键
(2)+2+H2O=Se↓+2
(3)
【详解】（1）溴在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦA族，表中与溴同主族的元素中，非金属性最强的是Cl，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4。该元素形成的化合物为HClO，结构式H-O-Cl。因IBr中I元素的化合价为+1价，Br为-1价，IBr与卤素单质性质相似，与水发生反应：IBr+H2O=HBr+HIO，HBr中Br为-1价，HIO中I为+1价，没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，IBr是共价化合物，含有的极性共价键。
（2）溶液与反应生成Se和，反应的化学方程式为：+2+H2O=Se↓+2。
（3）根据元素离子结构示意图为 ，其中x-y=12，可知为+2价的金属离子Ca2+，此元素与氯元素组成的化合物为CaCl2，电子式为。
16． CO2 2Na+O2Na2O2 Cl->O2->Mg2+ 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
【详解】根据a~n这10种元素在周期表中的位置可判断，它们分别是H、C、N、O、Ne、Na、Mg、Al、S、Cl，
（1）S2-的核电荷数为16，核外电子数为18，故其结构示意图为 ；
（2）b为C，其最高价氧化物是CO2；Na在空气中受热生成Na2O2，其化学方程式为：2Na+O2Na2O2；
（3）核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，Cl-核外有3个电子层，Mg2+与O2-核外有2个电子层，且二者电子层结构相同，则d、g、n形成的简单离子的半径由大到小的顺序为；
（4）常见10电子微粒有CH4、NH3、H2O、HF等，f为Na，h为Al，Na与某10电子微粒反应的产物能与Al反应，则甲为H2O，则乙为NaOH，丙为H2，Al与NaOH反应生成和H2，丁是，Al与NaOH反应的化学方程式为：。
17．
【分析】（1）首先判断单质或化合物的类型，离子化合物阴离子带电荷且用“[ ]”，共价化合物不带电荷，注意各原子或离子满足稳定结构；
（2）二氧化碳为共价化合物，碳原子与两个氧原子分别共用2对电子。
【详解】（1）KCl为离子化合物，由钾离子与氯离子构成，电子式为：；
氮气分子中两个N原子形成三对共用电子对，氮气分子的电子式为；
Na2O2是离子化合物，由Na+离子和O2﹣离子构成，Na2O2的电子式为；
Mg3N2是离子化合物，由Mg2+离子和N3﹣离子构成，Mg3N2的电子式为；
故答案为；；；
（2）二氧化碳是氧原子和碳原子之间通过共价键形成的共价化合物，形成过程为：，
故答案为。
答案第1页，共2页
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