第四章　物质结构　元素周期律　章末检测试卷(四) （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1

第四章　物质结构　元素周期律　章末检测试卷(四)
(满分：100分)
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。下列说法错误的是(　　)
A.H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子
B.Ca和Ca、石墨和金刚石均为同素异形体
C.H和H是不同的核素
D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同
2．(2022·青岛高一期末)不具有放射性的同位素被称为“稳定同位素”，在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常作环境分析指示物。下列有关一些“稳定同位素”的说法正确的是(　　)
A．34S原子核内中子数为16
B．原子结构示意图既可以表示16O，也可以表示18O
C．2H＋的核外电子数为2
D．13C和14C为同一核素
3．下列表示正确的是(　　)
A．中子数为12的钠离子：Na＋
B．CO2的空间填充模型：
C．S2－的结构示意图：
D．过氧化钠的电子式：
4．已知下列元素的原子半径：
原子 N O Si S
半径/nm 7.5 7.4 11.7 10.2
根据以上数据，磷原子的半径(nm)可能是(　　)
A．7.0 B．8.0 C．11.0 D．12.0
5．(2023·沈阳高一期末)A、B、C、D、E为原子序数相邻且依次递增的同一短周期元素，下列说法正确的是(m、n均为正整数)(　　)
A．若HnEOm为强酸，则D是位于第ⅤA族以后的非金属元素
B．若C的最低化合价为－3，则E的简单气态氢化物的分子式为H2E
C．A、B的最高价氧化物对应的水化物均为碱，则碱性A(OH)n强于B(OH)n＋1
D．若B为金属，则C一定为金属元素
6．X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素，其中X可以形成与He原子电子层结构相同的阴离子；X与Y形成的化合物是光合作用的原料之一；Y与Z两元素单质反应可生成一种淡黄色的固体；Z、W最高正价相差6。下列说法正确的是(　　)
A．X、Z两元素间可形成共价键
B．W的氧化物对应的水化物为强酸
C．原子半径：Y＜Z＜W
D．Y、W的某些单质可用于消毒杀菌
7．(2022·苏州高一期中)已知X、Y、Z、W、R五种元素，X是原子序数最小的元素；Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数；R元素原子最外层有1个电子，其阳离子与Z的阴离子原子核外电子总数相同。下列说法不正确的是(　　)
A．X2Z常温下为液态
B．R的氧化物不与酸反应
C．Y的一种单质可导电
D．R与Z可形成不止一种化合物
8．如图为某国外学术期刊上刊登的八角形元素周期表，八角形的每个顶角对应一种元素，下列说法错误的是(　　)
A．图中虚线八角形所标元素属于现行元素周期表的第四周期
B．图中虚线箭头所经过的元素按箭头方向，原子的电子层数增多
C．图中①代表的元素单质在常温下能稳定存在，不发生化学反应
D．此八角形元素周期表中所表示的所有元素中没有副族元素
9．(2022·福清市期中)W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，其中W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，下列说法正确的是(　　)
A．X、Z、Y三种元素对应原子的半径依次减小
B．X位于元素周期表中的第三周期第ⅣA族
C．HYO3的酸性强于H2WO3，故W元素的非金属性弱于Y
D．X和Y可分别与Z形成XZ2和YZ2，它们的结构和化学性质相似
10．(2022·山东济宁高一期末)下列有关元素金属性或非金属性比较的说法不正确的是(　　)
A．将打磨过的镁带和铝片分别与热水反应，并滴入酚酞溶液，可以比较镁和铝的金属性强弱
B．依据非金属单质与氢气反应的难易程度能判断氧和氟的非金属性强弱
C．依据制取钾的反应Na＋KClNaCl＋K，不能说明钠的金属性比钾强
D．如图所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si
11．(2022·南通高一检测)“神州十三号”飞船所使用的砷化镓太阳能电池是我国自主研发、自主生产的产品，拥有全部知识产权。砷(As)和镓(Ga)都位于第四周期，分别位于第ⅤA族和第ⅢA族。下列说法不正确的是(　　)
A．原子半径：Ga>As>P
B．热稳定性：NH3>PH3>AsH3
C．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4
D．Ga(OH)3的化学性质可能与Al(OH)3相似
12．(2022·天津河西区高一期末)CO与O2反应生成CO2的历程如下(部分微粒未画出)，下列分析不正确的是(　　)
A．CO2分子的空间结构是直线形
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．催化剂可以吸附气体分子
D．CO和O2生成CO2的过程有电子转移
13．南京理工大学团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]，五氮阴离子(N)是制备全氮类物质NN的重要中间体。下列说法正确的是(　　)
A．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含有共价键，属于共价化合物
B．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中的H3O＋与NH含有的电子数不相同
C．1 mol NN中含有70 mol 电子，NN与N2互为同素异形体
D．NN中含有共价键和离子键，属于离子化合物
14．a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族序数相同；d与a同族。下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物对应水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
15．(2022·江西丰城中学高一期中)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g·L－1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的二分之一。下列说法正确的是(　　)
A．Y的简单气态氢化物的热稳定性要强于X，是因为Y的简单气态氢化物分子间存在氢键
B．XZ2、W2Z2均为直线形的共价化合物
C．由X元素形成的单质在自然条件下有多种同素异形体存在
D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键
16．现有短周期主族元素X、Y、Z、R、W、T，R原子最外层电子数是电子层数的2倍，Z是金属元素，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物，Z与W形成化学式为Z2W的化合物，五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)
A．原子半径和离子半径均满足：YB．最高价氧化物对应的水化物的酸性：TC．简单氢化物的稳定性：Y>T
D．由X、Y、Z、R四种元素组成的化合物中只含有共价键
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
17．(14分)(2022·河南信阳高中高一期末)对于数以万计的化学物质和为数众多的化学反应，分类法的作用几乎是无可代替的。请利用分类法结合所学知识完成下列问题：
(1)现有9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。形成上述9种微粒的核素有________种、元素有______种。以上微粒所含某些元素构成的五核10e－分子的空间结构是____________________；写出一种由上述元素中的两种构成的含18e－的微粒的电子式：________________________________________________________________________。(2)现有以下物质：①稀盐酸　②Cl2　③BaSO4固体　④NaOH溶液　⑤熔融NaHSO4　⑥CO2　⑦铝条　⑧蔗糖。以上物质中能导电的是__________(填序号，下同)，属于电解质的是__________，属于非电解质的是__________。
(3)已知有下列物质：①O2　②NaCl　③CO2
④H2O　⑤NH4Cl　⑥NaOH　⑦Na2O2。这些物质中，只含有离子键的是__________ (填序号，下同)，含有非极性共价键的离子化合物是________，属于共价化合物的是__________，用电子式表示H2O的形成过程：_______________________________________________
______________，CO2的结构式为__________________________________________。
18．(12分)几种主族元素在周期表中的位置如下：
根据上表回答下列问题：
(1)⑥元素的简单氢化物是______(填化学式)。
(2)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是_________________________________
____________________________________________________________(用元素符号表示)。
(3)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为__________________，该元素在周期表中的位置是________________________。
(4)①②③三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是______________(填化学式)，①与水反应的化学方程式为_______________________________________________________。
(5)⑦的非金属性强于⑧，从原子结构的角度解释其原因：__________________________
____________________________________________________________________________。
下列表述中能证明这一事实的是________(填字母，下同)。
a．⑦的简单氢化物比⑧的简单氢化物稳定
b．⑦的最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧的最高价氧化物对应的水化物的酸性
c．⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来
(6)④与⑤元素形成的分子可能是________(填字母)。
19．(12分)A、B、C、D 4种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族，B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态，其中A、B原子个数之比为4∶1。常温下，由A、C组成的两种化合物乙和丙都为液态，乙中A、C原子个数之比为1∶1；丙中A、C原子个数之比为2∶1。由D和C组成的两种化合物丁和戊都为固态，丁中D、C原子个数之比为1∶1；戊中D、C原子个数之比为2∶1。B元素的最高价氧化物跟丁能发生化学反应，生成物为两种，其中一种为C的单质。
(1)写出对应物质的化学式：乙_____________________________________________________；
丁__________________。
(2)B元素的最高价氧化物跟丁反应的化学方程式：___________________________________。
(3)写出下列物质的电子式：甲______________；戊________________。
(4)A、B、C、D 4种元素的原子半径由大到小顺序为____________________(用元素符号表示)。
(5)由A、B、C、D 4种元素组成的既含离子键又含共价键的物质的化学式为________________(写出一种即可)。
20．(14分)(2023·南昌高一检测)Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)将Na、K、Mg、Al各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________(填元素符号，下同)与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为______________。
(4)实验室中现有药品：①稀盐酸、②稀硝酸、③Na2SiO3溶液、④Na2CO3固体，请选择合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律；装置A、B中所装药品分别为______、______(填序号)。但有同学认为该装置有缺陷，如何改进？_____________________________
_______________________________________________________________________________。
Ⅲ.完成下列问题。
(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，请书写铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：____________________________________。
(6)消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN，C为＋2价)，经以下反应实现：KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑(已配平)。试指出A的化学式________，如此反应中有6.72 L(标准状况)气体生成，转移电子数目为______________。
章末检测试卷(四)
1．B　2.B　3.D
4．C　[微粒的电子层数越多，半径越大，所以P原子半径大于N原子半径，当电子层数相同时，核电荷数越多，微粒半径越小，所以P原子半径小于Si原子半径但是大于S原子半径，即介于10.2 nm和11.7 nm之间，可能是11.0 nm。]
5．C　[若HnEOm为强酸，如果E是第二周期元素，E应该是N元素，D位于第ⅣA族，如果E是第三周期，E为S元素或Cl元素，D为第ⅤA族或第ⅥA族元素，故A错误；若C的最低化合价为－3，则E的最低化合价为－1，E的简单气态氢化物的分子式为HE，故B错误；同一周期元素从左到右，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，A在B的左端，所以碱性：A(OH)n强于B(OH)n＋1，故C正确；如果是第二周期元素的原子，则B是金属铍时，C可以是非金属硼，故D错误。]
6．D　[分析可知，X为H，Y为O，Z为Na，W为Cl元素。X、Z形成的化合物为NaH，NaH为离子化合物，只含有离子键，故A错误；W的氧化物对应的水化物有高氯酸、次氯酸等，高氯酸为强酸，但次氯酸为弱酸，故B错误；同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Y＜W＜Z，故C错误；氧元素的单质臭氧、氯元素的单质氯气可用于消毒杀菌，故D正确。]
7．B　[由分析可知，X为H、Y为C、Z为O、W为S、R为Na，据此解题。H2O常温下为液态，故A正确；R的氧化物为Na2O，能与酸反应，故B错误；石墨可以导电，故C正确；由分析可知，Z为O，R为Na，二者可形成Na2O、Na2O2，故D正确。]
8．C　9.B　10.D
11．C　[同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，Ga和As位于同一周期，原子序数：As>Ga，原子半径：Ga>As，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，As在P的下一周期，原子半径：As>P，所以原子半径：Ga>As>P，A正确；同主族元素自上而下非金属性减弱，非金属性：N>P>As，非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，所以热稳定性：NH3>PH3>AsH3，B正确；同周期元素自左而右非金属性逐渐增强，非金属性：S>P，同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，非金属性：P>As，所以非金属性：S>P>As，所以酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，C错误；镓(Ga)是第四周期第ⅢA族元素，与Al同族，与Al具有相似的性质，氢氧化铝是两性氢氧化物，Ga的金属性虽然比Al强，但可能具有两性，D正确。]
12．B　13.C
14．B　[a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同，则a的核外电子总数应为8，为O元素，则b、c、d为第三周期元素，c所在周期数与族序数相同，应为Al元素，d与a同族，应为S元素，b可能为Na或Mg，结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律解答该题。一般电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径大小顺序是Na(或Mg)>Al>S>O，A错误；c的氧化物对应的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，C错误；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，因此硫的氧化性比氧气弱，D错误。]
15．C　[X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子，先令XZ2为CO2，C、N、O最外层电子数之和恰好为15，假设成立，X、Y、Z分别为C、N、O；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g·L－1，则其相对分子质量为0.76×22.4≈17，则M为H元素；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的，则×(6＋7＋8＋1)＝11，则W为Na元素。N的简单气态氢化物的热稳定性要强于C，是因为N元素的非金属性强，与氢键无关，A错误；CO2为直线形的共价化合物，Na2O2属于离子化合物，B错误；由C元素形成的单质在自然条件下有多种同素异形体存在，如金刚石、石墨等，C正确；由C、N、O、H四种元素形成的化合物不一定既有离子键又有共价键，如CO(NH2)2只含有共价键，D错误。]
16．C　[R原子最外层电子数是电子层数的2倍，则R可能为C或S，由图示原子半径与原子序数关系可知R应为C；Z是金属元素，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物，即为Na2O、Na2O2，则Y为O，Z为Na；Z与W形成化学式为Z2W的化合物，则W为S；由图示知X的原子半径最小且原子序数最小，则X为H，T为Cl。Y为O，Z为Na，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以Na＋的半径小于O2－，故A错误；非金属性：Cl>S>C，酸性：HClO4>H2SO4>H2CO3，故B错误；非金属性：O>S，所以简单氢化物的稳定性：H2O>H2S，故C正确；由X、Y、Z、R四种元素组成的化合物可以是NaHCO3，是离子化合物，故D错误。]
17．(1)7　5　正四面体形　(或)(答案合理即可)　(2)①④⑤⑦　③⑤　⑥⑧　(3)②　⑦　③④　―→　O==C==O
18．(1)NH3　(2)Na>Al>Cl　(3)　第三周期第ⅠA族　(4)KOH　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(5)Cl、Br处于同一主族(第ⅦA族)，易得1个电子，Cl的原子半径比Br小，原子核对最外层电子的吸引能力强，Cl的得电子能力强，非金属性强　abc　(6)C
解析　根据元素在周期表中的相对位置可知各元素是：①Na、②K、③Al、④H、⑤C、⑥N、⑦Cl、⑧Br。
(1)⑥是N元素，最低价为－3价，简单氢化物是NH3。
(2)①③⑦三种元素处于第三周期，从左到右原子半径逐渐减小，原子半径由大到小的顺序是Na＞Al＞Cl。
(4)①②③三种元素的金属性：K＞Na＞Al，①②③三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)3，碱性最强的是KOH；钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(5)a项，⑦的简单氢化物比⑧的简单氢化物稳定，证明非金属性：Cl＞Br，正确；b项，⑦的最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧的最高价氧化物对应的水化物的酸性，证明非金属性：Cl＞Br，正确；c项，⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来，氯气能将溴离子氧化，证明非金属性：Cl＞Br，正确。
(6)④H元素与⑤C元素形成的分子可能是甲烷。
19．(1)H2O2　Na2O2　(2)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　(3)　　(4)Na>C>O>H
(5)NaHCO3(答案合理即可)
解析　A、B、C、D 4种短周期元素，原子序数依次增大，A、B组成的化合物甲为气态，其中A、B的原子个数之比为4∶1，则甲为CH4，A是H元素、B是C元素；A、D同族，B的原子序数小于D，则D是Na元素；B、C同周期，由A、C组成的两种化合物乙、丙都是液态，这两种化合物是水和过氧化氢，乙中A、C原子个数之比为1∶1，丙中A、C原子个数之比为2∶1，则乙是H2O2、丙是H2O，C是O元素；由D、C组成的两种化合物丁和戊都是固体，为氧化钠和过氧化钠，丁中D、C原子个数之比为1∶1，戊中D、C原子个数之比为2∶1，则丁是Na2O2、戊是Na2O；B元素的最高价氧化物跟丁能发生化学反应，生成物为两种，其中一种为C的单质，则B为C元素，总结：A为H，B为C，C为O，D为Na。(2)根据以上分析，B元素的最高价氧化物(CO2)跟丁(Na2O2)反应的化学方程式：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2。(3)甲是甲烷，电子式为；戊为氧化钠，电子式为。(4)A为H，B为C，C为O，D为Na ，原子半径比较：①电子层数越多，半径越大；②电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；4种原子的半径由大到小顺序为Na>C>O>H。
20．(1)K　Al　(2)S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓
(3)分液漏斗　(4)②　④　在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3
(5)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(6)KHCO3　0.6NA(或3.612×1023)
解析　(1)金属性由强到弱的顺序：钾＞钠＞镁＞铝，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 mol氢气需要得到2 mol电子，1 mol钾、钠都失去1 mol电子，1 mol镁失去2 mol电子，而1 mol铝失去3 mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝。
(2)氯气能够与硫离子反应生成硫，所以氯气的氧化性强于硫单质，反应的离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－。(4)要证明非金属性：N＞C＞Si，则利用此装置证明最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，要证明非金属性：C＞Si，可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明，由于B中加Na2CO3，故A中可以加硝酸，通过硝酸和碳酸钠的反应来制取CO2，证明酸性：HNO3＞H2CO3，故非金属性：N＞C，然后将CO2通入C中的Na2SiO3溶液中，可以发生反应：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3，产生白色胶状沉淀，从而可以证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，故非金属性：C＞Si，所以装置A、B中所装药品分别为②稀硝酸、④Na2CO3固体；因硝酸有挥发性，生成的CO2气体中混有硝酸蒸气，需要除去，否则会干扰碳酸与硅酸的强弱比较，需在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3。
(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。
(6)H2O2具有氧化性，将KCN中的C氧化为＋4价，再根据原子守恒判断A的化学式为KHCO3；n(NH3)＝＝0.3 mol，则转移的电子数为0.6NA。