第四章物质结构元素周期律单元测试（含解析02022-2023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
一、单选题
1．据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60；4H是主要来源于宇宙射线的初级粒子，人类在月球上发现了储量丰富的3H。下列说明正确的是
A．N60与C60互为同素异形体 B．3H与4H互为同位素
C．N60可能是一种新型电解质 D．3H2O与4H2O互为同素异形体
2．关于氯化铵的说法，不正确的是
A．是一种铵态氮肥 B．属于共价化合物
C．存在离子键和共价键 D．受热分解产生氨气
3．短周期元素A、B的原子序数相差2，则下列叙述正确的是(　　)
A．A、B可能在同一主族 B．A、B一定属于同一周期
C．A、B一定属于不同周期 D．A、B一定属于同一主族
4．我国成功研制的铯（133Cs）原子钟，使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒．已知该铯原子的核外电子数为55，则该原子的中子数和质子数之差为
A．133 B．78 C．55 D．23
5．下列有关物质性质与用途都正确且具有对应关系的是（ ）
A．ClO2具有强氧化性，可用于水消毒剂
B．石英熔点高，可用于制造石英研钵
C．氢氧化铝受热易分解，可用作胃酸中和剂
D．生石灰能与水反应，可用于干燥氯气
6．由长周期元素和短周期元素共同构成的族是
A．0族　主族 B．0族 　 副族 C．主族　副族 D．副族　第Ⅷ族
7．正确掌握化学用语是学好化学的基础。下列化学用语正确的是
A．次氯酸的结构式：H-Cl-O B．氯离子的结构示意图：
C．二氧化碳的空间构型为直线型 D．硫化氢分子的电子式：
8．据最新报道，科学家最近开发出一种生物活性吸附剂，可以吸附水中大部分的微生物和噬菌体。这种新的吸附剂由成本低廉、利于环保的棉纤维素和主要成分为氢氧化铝的勃姆石制造而成。下列有关说法中不正确的是
A．Al(OH)3既能够与盐酸反应又能够与NaOH溶液反应
B．这种吸附剂也能吸附色素
C．实验室中Al(OH)3可以由可溶性铝盐溶液与足量的氨水反应制得
D．向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NaOH溶液也能得到Al(OH)3
9．X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X、Y原子的最外层电子数之和为10，它们的核外电子总数之和为14，Z+与Y2-核外电子排布完全相同，W原子最外层电子数比内层电子数少4，下列说法错误的是
A．简单离子半径：W2->Y2->Z+
B．简单气态氢化物的稳定性：Y>W
C．Y分别与Z、W形成的化合物，都能使品红溶液褪色
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X10．a、b、c、d、e、f为六种短周期元素，a、b、e、f位于同一周期，c、d也是同一周期，且d、e 同一主族，原子半径dA．e的氢化物的沸点一定比d的氢化物的沸点高
B．d元素可能是第一周期元素
C．六种元素中，a元素最高价氧化物对应水化物碱性最强
D．a、b、c、d的原子序数逐渐增大
11．如表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，Z元素与T元素原子的核电荷数之和为W元素的3倍。下列说法不正确的是
X
Y Z W
T
A．X、W、Z元素的原子半径依次增大，它们的气态氢化物的热稳定性依次减弱
B．X、W元素在自然界中均能以游离态存在，它们氢化物的还原性依次增强
C．根据元素周期律，可以推测Y、T元素的单质均具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
D．Y和W的氧化物熔化所克服的微粒间作用力相同
12．从宏观角度看，化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度看，下列变化不能说明发生了化学变化的是（ ）
A．变化时有电子的得失或共用电子对的形成
B．变化过程中有旧化学键的断裂和新化学键的形成
C．变化时释放能量
D．变化前后原子的种类和数目没有发生变化，分子种类发生变化
二、填空题
13．下列物质中：N2、H2O、Na2O2、Na2O、KOH、NaF，只含有共价键的物质是____；只含有离子键的物质是________；既含有离子键，又含有共价键的物质是________。
14．原子序数为114号的稳定同位素X预测。
(1)114X元素位于元素周期表第________周期____族，为________元素（“金属”、“非金属”）。
(2)其最高价氧化物及其对应水化物的分子式分别是____、____（用含X的式子表示），并估计后者为_______性（酸碱、两性）。
(3)它与氯生成化合物的分子式________、________（用含X的式子表示）。
15．在第3周期中，置换酸中氢的能力最强的元素的元素符号为______，化学性质最稳定的元素符号是________，最高价氧化物的水化物的酸性最强的化合物的化学式是_______，碱性最强的化合物的化学式是__________，显两性的氢氧化物的化学式是_________，该两性氢氧化物与盐酸、氢氧化钠溶液分别反应的离子方程式为______________________________、________________________，原子半径最大的金属元素的名称是_______________________，离子半径最小的离子结构示意图是______。
16．下列各组化学用语中：①3He、4He ② 2H2 O、1H2O ③ 1H、3H ④14N和13C质子数相同的有_________，中子数相同的有________，互为同位素的有________。
17．氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3.请回答下列问题：
(1)Na3N的电子式是___________，该化合物由___________键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成___________种盐，其电子式是___________。
(3)比较Na3N中两种微粒的半径：r(Na+)___________r(N3-)。(填“>”“=”或“<”)
18．电子总数均为14的微粒有X、Y、Z、Q、R、W 6种，按要求填空：
（1）x、Y为两种单质，X的氧化物是制造光导纤维的主要原料，X的晶体类型为_______，该氧化物的化学式为_______；Y为分子晶体，其电子式为_______。
（2）Z分子中含有4个原子，其分子的空间构型是_______。
（3）Q为低价氧化物，请写出有Q生成的置换反应_______。
（4）R为-2价阴离子，请写出R与钙离子组成的离子化合物与水反应的化学方程式_______。
（5）W为两种相邻元素构成的-1价阴离子，其钠盐水溶液显碱性的原因是_______。（用离子方程式表示）。
19．将镁铝的固体混合物0.1mol溶于100mL 2mol·L-1稀硫酸中充分反应后，固体全部溶解，然后再向反应后的混合溶液中滴加2mol·L-1NaOH溶液。
(1)若在滴加NaOH溶液过程中，使Mg2+、Al3+全部生成沉淀，则滴入的NaOH溶液体积是___mL。
(2)设0.1mol镁铝固体混合物中Mg的物质的量分数为a，若在滴加NaOH溶液230mL后，所得沉淀只有Mg(OH)2，则a的取值范围_____。
20．某同学为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：
(1)将钠、钾、镁、铝各1分别投入足量同浓度的盐酸中，试预测实验结果：___________与盐酸反应最剧烈；___________与盐酸反应的速率最慢；___________与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明的非金属性比S强，反应的离子方程式为___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．同素异形体为同种元素的不同单质，N和C是不同种元素，则N60与C60不是同素异形体，故A错误；
B．3H与4H的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故B正确；
C．N60是单质，电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，则不可能是电解质，故C错误；
D．同素异形体为同种元素的不同单质，3H2O与4H2O是化合物，不是同素异形体，故D错误；
故选：B。
2．B
【详解】A. 氯化铵可用作化肥，因含有氮元素，故属于铵态氮肥，A项正确；
B. 氯化铵由铵根离子与氯离子构成，属于离子化合物，B项错误；
C. 氯化铵中有由铵根离子与氯离子构成的离子键，铵根离子内部N与H原子以共价键结合，C项正确；
D. 氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气与氯化氢，D项正确；
答案选B。
3．A
【详解】短周期元素A、B的原子序数相差2，可能是同一主族的元素，如氢元素和锂元素，也可能是同周期元素，如氮与氟，钠与铝等等，故A正确；
综上所述，答案为A。
4．D
【详解】原子的核外电子数等于质子数，中子数=质量数-质子数=133-55=78，则该原子的中子数和质子数之差为78-55=23，答案选D。
5．A
【详解】A．ClO2具有强氧化性，能用于杀菌、消毒，故A正确；
B．石英熔点高，但制造石英研钵与熔点无关，应是石英硬度大，故B错误；
C．氢氧化铝具有弱碱性，能与盐酸反应消耗盐酸，用于治疗胃酸过多，与氢氧化铝受热易分解无关，故C错误；
D．生石灰能与水反应生成Ca(OH)2，可用于干燥中性和碱性气体，但Ca(OH)2能与Cl2反应，则生石灰不能干燥氯气，故D错误；
故答案为A。
6．A
【详解】短周期为一、二、三周期，长周期为四、五、六、七周期，短周期中不含副族和第Ⅷ族，则由长周期元素和短周期元素共同构成的族为：0族和主族，故A正确，故选A。
7．C
【详解】A．次氯酸分子中O原子与H、Cl原子各形成1对共用电子对，使分子中各个原子都达到稳定结构，故HClO的结构式：H-O-Cl，A错误；
B．氯离子是Cl原子获得1个电子形成的，核外电子排布是2、8、8，所以Cl-的结构示意图为：，B错误；
C．二氧化碳分子中C原子与2个O原子形成4对共用电子对，使分子中各个原子都达到稳定结构，其空间构型为直线型，C正确；
D．H2S是共价化合物，在该分子中S原子与2个H原子形成2对共用电子对，使分子中各个原子最外层都达到稳定结构，故其电子式为：，D错误；
故合理选项是C。
8．D
【详解】A．Al(OH)3显两性故Al(OH)3既能够与盐酸反应又能够与NaOH溶液反应故，A正确；
B．该生物活性吸附剂具有吸附性，能吸附色素，B正确；
C．实验室中Al(OH)3通常由铝盐和氨水制备，氢氧化铝不会在氨水中溶解，C正确；
D．Al(OH)3能溶解于过量的NaOH溶液，生成偏铝酸钠，D错误；
答案选D。
9．C
【分析】X、Y原子的最外层电子数之和为10，它们的核外电子总数之和为14，则X为C元素，Y为O元素，Z+与Y2-核外电子排布完全相同，则Z为Na元素，W原子最外层电子数比内层电子数少4，W为S元素，据此分析解题。
【详解】A．电子层数越多，半径越大；电子层数相同，原子序数大的离子半径越小。所以：W2->Y2->Z+，故A正确；
B．非金属性：O＞S，简单气态氢化物的稳定性：Y>W，故B正确；
C．Y与W形成的氧化物为SO2和SO3，SO2与有色物质结合生成无色物质，SO3不能使品红褪色；Y与Z形成的化合物，为氧化钠和过氧化钠，过氧化钠具有强氧化性，破坏了品红溶液中分子结构，故溶液褪色，氧化钠不可以，故C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强：X故选C。
10．C
【详解】A．假如d、e是ⅤA或ⅥA，NH3、H2O都含有分子间氢键，含有氢键的沸点高，原子半径dB．a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，d的最外层电子数≥4，c、d是同一周期，且d、e同一主族，原子半径dC．根据B的分析：c、d位于第二周期，a、b、e、f位于第三周期，a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，则a的金属性最强，a元素最高价氧化物对应水化物的碱性最强，C正确；
D．根据上述分析：c在d的左侧，a、b、e、f位于第三周期，所以原子序数大小顺序是b＞a＞d＞c，D错误；
答案选C。
11．D
【分析】设Z的核电荷数为x，由于X、Y、Z、W元素是短周期元素，则x+x+18=3(x+1)，解得x=15，可知Z为P，Y是Si，W是S，T为As，X为O；
【详解】A．同周期从左到右原子半径减小，同主族从上到下原子半径增大，则原子半径：Z>W>X，非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越稳定，则稳定性：Z>W>X，A正确；
B．O、S元素能在自然界中以游离态存在，S的原子半径大，得电子能力比O强，则气态氢化物的还原性强，B正确；
C．根据 ‘对角线规则’，As与Si有相似的化学性质，均具有半导体特性，As2O3具有氧化性和还原性，C正确；
D．SiO2是原子晶体，SO2是分子晶体，熔化所克服的微粒间作用力不同，D错误；
故选：D。
12．C
【详解】A．电子的得失或共用电子对的形成过程中有新物质生成，属于化学变化，A项不符合题意；
B．化学变化的过程就是原子重新组合的过程，所以有旧化学键的断裂和新化学键的形成说明有新物质生成，属于化学变化，B项不符合题意；
C．物质的状态变化如由气态变为液态时也会放出热量，但该过程属于物理变化，C项符合题意；
D．化学变化的过程就是原子重新组合的过程，则原子的种类和数目没有发生变化，分子种类发生变化说明有新物质生成，一定发生了化学变化，D项不符合题意；
答案选C
13． N2、H2O Na2O、NaF Na2O2、KOH
【分析】一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键，以此来解答。
【详解】N2、H2O中只含有共价键；Na2O、NaF中只含离子键，Na2O中阴阳离子个数比为1：2，NaF中阴阳离子个数比为1：1；Na2O2、KOH中既含离子键、又含共价键，在Na2O2中，阴、阳离子个数之比分别为：1：2；KOH中阴阳离子个数比为1：1，故答案为：N2、H2O； Na2O、NaF； Na2O2、KOH。
【点睛】一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键，不同非金属元素之间易形成极性键，同种非金属元素之间易形成非极性键，含有离子键的化合物为离子化合物，离子化合物中可能含有共价键，只含共价键的化合物为共价化合物。
14． 七 ⅣA族 金属 XO2 X(OH)4 碱 XCl4 XCl2
【详解】(1)每周期中含有的元素种类分别是2、8、8、18、18、32、32，即第七周期如果全部排满，则最后一种元素的原子序数是118，所以114号元素位于第七周期IVA族。铅是金属，所以该元素也是金属；答案：七 ；ⅣA族；金属；
(2)第IVA族也是的最高价是+4价，所以该元素最高价氧化物及其对应水化物的分子式分别是XO2、X(OH)4。同主族自上而下金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强，所以其氢氧化物是碱。答案：XO2、X(OH)4；
(3)第IVA族也是的主要化合价是+2价和+4价，因此该元素与氯生成化合物的分子式可以是XCl2、XCl4，答案：XCl2、XCl4。
15． Na Ar HClO4 NaOH Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 钠
【详解】第3周期从左到右包括的元素为Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar，同周期从左到右原子半径逐渐减小（稀有气体除外），元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强，则在第3周期中，置换酸中氢的能力最强的元素的元素符号为Na，化学性质最稳定的元素符号是Ar，最高价氧化物的水化物的酸性最强的化合物的化学式是HClO4，碱性最强的化合物的化学式为NaOH，显两性的氢氧化物的化学式是Al(OH)3，Al(OH)3与盐酸、氢氧化钠溶液分别反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，原子半径最大的金属元素的名称是钠，根据“层多径大，序大径小”，离子半径最小的离子为Al3+，Al3+的离子结构示意图为。
16． ①②③ ④ ①③
【详解】(1)质子数相同的粒子原子序数之和相等，所以符合条件的是①②③；
(2)原子团所含中子数=原子团的质量数-构成原子团的原子的序数和，所以符合条件的是④；
(3)质子数相同，中子数不同的同种元素的不同核素之间互称同位素，所以符合条件的是①③；
17． 离子 两 <
【详解】(1)根据氮化钠与水作用产生NH3可知，氮化钠能电离出自由移动的Na+和N3-，则Na3N属于离子化合物；
故答案为：；离子。
(2)Na3N与盐酸反应时，N3-先与HCl电离出的H+结合成NH3，NH3再与HCl反应生成NH4Cl，Na+与Cl-形成NaCl，故可生成两种盐；
故答案为：两；。
(3)Na+、N3-的电子层结构相同，核电荷数大者，离子半径较小，故离子半径：r(Na+)故答案为：<。
18． 原子晶体 SiO2 直线型 C+H2O CO+H2或2C+SiO2 Si+2CO↑ CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑ CN++H2OHCN+OH-
【详解】（1）X、Y为两种单质，X的氧化物是制造光导纤维的主要原料，则X为Si，晶体Si属于原子晶体，其氧化物的化学式为SiO2；Y为分子晶体，双原子分子，Y为氮气，氮气的电子数为，
（2）Z分子中含有4个原子，原子平均电子数为3.5，应含有H原子，结合电子总数可知含有2个H原子、另外原子数目为2，则该原子核外电子数为6，故Z为C2H2，属于直线型结构；
（3）Q为低价氧化物，则分子中只含有1个O原子，另外原子电子数为14-8=6，则Q为CO，有CO生成的置换反应为：C+H2O CO+H2或2C+SiO2 Si+2CO↑；
（4）R为-2价阴离子，结合电子数可知， R应是C22-，与钙离子组成的离子化合物为CaC2，与水反应的化学方程式为：CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑；
（5）W为两种相邻元素构成的-1价阴离子，W微粒中含有原子的电子总数为14-1=13，则W为CN-，其钠盐水溶液显碱性的原因是：CN-+H2OHCN+OH-。
19． 200 0.4≤a<1
【详解】(1)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时，此时溶液是Na2SO4溶液，根据SO42-离子和Na+离子守恒有：n(Na+)=2n(Na2SO4)=2(H2SO4)=2×0.1L×2mol/L=0.4mol，所以，V(NaOH)==0.2L=200mL，故答案为200；
(2)由于为金属混合物，则a＜1，Al的物质的量为0.1(1-a)mol，反应后的混合溶液，再加入230mL 2mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3，溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，根据铝元素守恒可知n(NaAlO2)=0.1(1-a)mol，根据钠离子守恒，应满足n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，即0.23×2≥2×0.1×2+0.1(1-a)，解得a≥0.4，故0.4≤a＜1，故答案为0.4≤a＜1。
20． 钾 铝 铝
【详解】(1)短周期元素：原子核外电子层数相同时，随着最外层电子数增大，元素金属性逐渐减弱，即，最外层电子数相同时，随着电子层数增大，元素金属性逐渐增强，即，故金属性，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1氢气需要得到2电子，1钾、钠都失去1电子，l镁失去2电子，而1铝失去3电子，所以生成氢气最多的是金属铝，故答案为：钾；铝；铝；
(2)的非金属性比S强，故氯气氧化性强于硫单质，所以氯气能够与硫离子反应生成硫，反应的离子方程式为，故答案为：；
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页