第四章 物质结构元素周期律（含解析） 单元测试题 2023-2024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 单元测试题
一、单选题
1．正高碘酸(结构如图所示)具有强氧化性和弱酸性，脱水可得偏高碘酸()，下列说法正确的是

A．正高碘酸为五元酸
B．的酸性强于
C．正高碘酸与反应后溶液呈紫红色，反应如下：
D．正高碘酸隔绝空气加热分解仅生成、
2．某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如图所示的蜗牛形状，图中每个点代表一种元素，其中O点代表氢元素。下列说法不正确的是

A．离O点越远的元素原子半径越大
B．虚线相连的元素处于同一族
C．B、C最高价氧化物对应的水化物可相互反应
D．最简单氢化物的热稳定性：A>D
3．“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和液态肼(N2H4)等。下列有关说法正确的是
A．肼在燃烧过程中作氧化剂
B．H2燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星中的20Ne质量数为20
D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
4．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是目前形成化合物种类最多的元素，Y的单质是空气的成分之一，且其非金属性比空气中形成另一种单质的元素强，Z的最高价氧化物对应的水化物能分别与强酸、强碱反应，W与Y的最外层电子数相等。下列说法正确的是
A．Y、W同主族，且最高化合价相等
B．非金属性：XC．简单离子半径：W>Z>Y
D．由Y、Z、W三种元素组成的化合物中可能含离子键和极性键
5．四种短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，其中W的最外层电子数为内层电子总数的3倍，X的焰色反应呈黄色，Y的最高价氧化物对应水化物为中强碱，Z的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是
A．Y在元素周期表中位于第三周期第ⅢA族
B．W、X、Y、Z四种元素按原子半径由大到小的顺序排列为X>Y>Z>W
C．元素X、W形成离子化合物中，一定只含离子键
D．Z元素形成的最高价氧化物对应水化物的化学式HZO
6．Na、Mg、Ca、Al是常用作冶炼金属的还原剂，如：工业冶炼金属钾的反应原理是
①，工业冶炼金属铷的反应原理是
②，下列说法不正确的是
A．铝作还原剂冶炼金属的反应称之为铝热反应
B．该冶炼方法属于热还原法
C．①反应无法说明钠元素的金属性强于钾元素
D．①反应中可以选KCl水溶液
7．2022年诺贝尔化学奖颁给了在“点击化学”领域做出贡献的科学家。我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3。下列关于元素F、S、O、N的说法正确的是
A．简单气态氢化物中最稳定的是HF B．元素非金属性最强的是S
C．F原子半径比N原子半径大 D．O元素在周期表中的位置是第二周期Ⅵ族
8．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的不同主族的短周期元素，X、Y的简单离子的核外电子数相同，Y的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，Z原子最外层电子数是K层的3倍。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Y>Z
B．W的单质具有漂白性
C．气态氢化物的热稳定性：WD．Y与Z、W都能形成离子化合物
9．部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列分析不合理的是
A．b、c、d、f 均可做消毒剂
B．b 的水溶液中存在：
C．c 的电子式为：
D．存在 b→c→d→b 的循环转化关系
10．下列关于氯气的说法中正确的是
A．氯气在常温下能与铁反应，故不能用铁罐存放液氯
B．点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
C．氯气氧化性很强，一般都能将金属氧化为它的最高价态
D．氯原子最外层有7个电子，所以氯元素只有-1和＋7价
11．下列关于卤族元素的说法正确的是
A．从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律
B．卤族元素的单质只有氧化性
C．从F到I，原子得电子能力逐渐减弱
D．卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易
12．一种由短周期元素组成的化合物，其结构如下图所示。X、Y、Z、Q、R位于同一周期，且原子序数依次递增，Z、Q的核电荷数之和等于R的最外层电子数的2倍。下列判断错误的是

A．离子半径：XB．化合物YR3中各原子最外层均满足8电子稳定结构
C．元素的非金属性：ZD．使用ZQ2跨临界可直接制冰，利用了ZQ2晶体易升华的性质
13．四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示，它们的原子序数之和为43。下列说法不正确的是
X Y
Z W
Q
A．原子半径(r)：
B．Y、Z、W元素在自然界中均存在游离态
C．Q的原子序数为32，Q元素的单质可作半导体材料
D．X的最简气态氢化物比Y的最简气态氢化物沸点低，热稳定性差
二、多选题
14．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3-、D-具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是
A．原子序数：D>C>B>A B．原子半径：B>A>C>D
C．离子半径：C3->D->A2＋>B＋ D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3->D-
三、非选择题
15．端午节是中华民族的传统节日，这一天小美妈妈准备了丰盛的晚餐。
(1)小美一进家门，就闻到粽子的香味，从微观的角度解释闻到香味的原因是 ，包粽子的原料之一是糯米，糯米中富含的营养素是 ；
(2)妈妈煮菜时用了加碘食盐。人体缺碘可引起 疾病；
(3)到家后小美先用酒精消毒液洗手。酒精能杀菌消毒的原因是 ；
(4)饭后，小美看到一篇报道“2021年9月，中国科学家在《科学》杂志撰文宣告首次实现了由到淀粉[]的人工全合成”，其合成淀粉的总反应化学方程式为：。该技术除有望缓解粮食危机外，还可缓解环境问题中的 效应。
16．我国空间站“天和”核心舱太阳翼电池采用自主研发的砷化镓器件，能量转化效率大大提高。已知：砷()与镓()同位于第四周期；与同主族，与P同主族。
(1)P在元素周期表中的位置是 ，镓的原子结构示意图为 。
(2)非金属性强弱S P(填“大于”或“小于”)，下列表述中能证明这一事实的是 (填字母)。
a．S的简单氢化物的水溶液比P的简单氢化物的水溶液酸性强
b．S最高价氧化物对应的水化物的酸性强于P最高价氧化物对应的水化物的酸性
c．在反应中，P原子得电子数比S原子得电子数多
d．S的简单阴离子的还原性比P的简单阴离子的还原性弱
(3)下列关于的推断正确的是 (填序号)。
①的最高正价为+5；②原子半径：；③元素的金属性：
(4)，的酸性由强到弱的关系是 。
(5)与在一定条件下化合为，用电子式表示的形成过程： 。
17．2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射。飞船返回地球时，为了减弱返回舱着陆的速度，反推发动机的燃料是高氯酸铵和铝粉混合物。请回答与高氮酸铵和铝粉相关元素的问题：
(1)二氧化氯和过氧化氢均能有效灭杀新冠病毒。
①中氯元素的化合价是 ，的结构式是 。
②在酸性条件下，由和双氧水反应制备，其反应的离子方程式为 ；该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(2)高氯酸铵中铵根离子的电子式为 ；高氯酸铵和铝粉中的元素所形成的简单离子中，核外电子数相同、半径由小到大的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)氮元素的非金属性较强，可分子的性质比较稳定，其原因是 。
(4)高氯酸铵和铝粉反应除了生成和外，还有另外两种不含氮元素的物质生成，请写出其化学方程式 。
18．如图是元素周期表的一部分。回答下列问题：
16 S 硫 32.06 17 Cl 氯 35.45
34 Se 硒 78.96 35 Br 溴 79.90
53 I 碘 126.9
(1)世界上绝大部分卤素都存在于海洋中，海洋是卤素的资源宝库。
①的离子结构示意图 。
②表中几种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式)。
③用电子式表示短周期元素中，原子半径最大的元素与氯形成的简单化合物的形成过程： 。
④氰[(CN)2]是一种无色、可燃气体，剧毒、有苦杏仁味，与卤素单质的性质相似，试写出氰与NaOH溶液在常温下反应的离子方程式： 。
(2)硒是人体必需的微量元素，起到抗氧化的作用。
①写出Se在周期表中的位置： 。
②溶于水生成，向所得溶液中通入气体发生反应，生成Se和。写出与反应的化学方程式： 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
a．原子半径：
b．存在的化学键为极性共价键
c．非金属性：
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A. 正高碘酸分子中含有5个羟基，所以为五元酸，故A正确；
B. 元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性Br>I，所以的酸性弱于，故B错误；
C. 正高碘酸与反应后溶液呈紫红色，说明Mn2+被氧化为，氧化性大于I-，所以还原产物不是I-，故B错误；
D. 根据氧化还原反应规律，正高碘酸隔绝空气加热分解生成、、O2，故D错误；
选A。
2．A
【详解】A．离O点越远的元素原子序数越大，原子序数越大不一定原子半径越大，同一周期从左往右，原子半径递减，故A错误；
B．虚线相连的元素处于同一族，B正确；
C．B的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠， C的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，反应生成偏铝酸钠和水，故C正确；
D．A、D处于同一主族，同主族元素从上往下，非金属性逐渐减小，最简单氢化物的热稳定性逐渐减小，故最简单氢化物的热稳定性：A>D，故D正确。
答案为：A。
3．C
【详解】A．肼与氧气燃烧过程中氧气作氧化剂，肼作还原剂，故A错误；
B．H2燃烧过程是化学能转化为热能，故B错误；
C．原子符号左上角诶质量数，左下角为质子数；火星陨石中的20Ne质量数为20，故C正确；
D．质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素，月壤中的3He与地球上的3H是不同元素的不同原子，不能互为同位素，故D错误；
故选：C。
4．D
【分析】由题干信息可知，短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是目前形成化合物种类最多的元素，则X为C，Y的单质是空气的成分之一即N2或者O2，已知O的非金属性强于N，且其非金属性比空气中形成另一种单质的元素强，则Y为O，Z的最高价氧化物对应的水化物能分别与强酸、强碱反应则Z为Al，W与Y的最外层电子数相等，即最外层上有6个电子，且原子序数比Al大，故W为S，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Y为O、W为S，故Y、W同主族，但O无最高正价，即二者最高化合价不相等，A错误；
B．由分析可知，X为C、Y为O、W为S，根据同一周期从左往右元素非金属性依次增强，同一主族从上往下元素非金属性依次减弱，且CS2中C显正价，S显负价，故非金属性：O＞S＞C 即X< W < Y ，B错误；
C．由分析可知， Y为O、Z为Al、W为S，根据电子层数越多微粒半径一般越大，电子层数相同核电荷数越多，半径越小可知，简单离子半径S2-＞O2-＞Al3+即W> Y > Z ，C错误；
D．由分析可知，Y为O、Z为Al、W为S，由Y、Z、W三种元素组成的化合物如Al2(SO4)3中含有离子键和极性键，D正确；
故答案为：D。
5．B
【分析】由题干信息可知，四种短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，其中W的最外层电子数为内层电子总数的3倍，故W为O，X的焰色反应呈黄色，故X为Na，Y的最高价氧化物对应水化物为中强碱，则Y为Mg，Z的单质为黄绿色气体，则Z为Cl，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Y为Mg，则Y在元素周期表中位于第三周期第ⅡA族，A错误；
B．由分析可知，W、X、Y、Z分别为O、Na、Mg、Cl，故W、X、Y、Z四种元素按原子半径由大到小的顺序排列为Na＞Mg＞Cl＞O即X>Y>Z>W，B正确；
C．由分析可知，X为Na，W为O，元素X、W形成离子化合物中Na2O只含离子键，但Na2O2中既有离子键又有共价键，C错误；
D．由分析可知，Z为Cl，故Z元素形成的最高价氧化物对应水化物的化学式HClO4即HZO4，D错误；
故答案为：B。
6．D
【详解】A．铝热反应的原理是利用铝作还原剂，置换出相对不活泼的金属，故A正确；
B．该反应为氧化还原反应，该冶炼方法属于热还原法，故B正确；
C．该反应中生成钾气体逸出，导致反应能够进行，不能说明钠的金属性强于钾，故C正确；
D．钠与水反应，所以该反应中不能选KCl水溶液，故D错误；
故选：D。
7．A
【详解】A．F的非金属性最强，因此简单气态氢化物中最稳定的是HF，故A正确；
B．在整个元素周期表中F元素的非金属性最强，故B错误；
C．根据同电子层结构核多径小，则F原子半径比N原子半径小，故C错误；
D．O元素是8号元素，O原子核外电子排布为2、6，则O元素在周期表中的位置是第2周期第VIA族，故D错误；
故选：A。
8．D
【分析】Y的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，故Y是Na，Z原子最外层电子数是K层的3倍，故Z为S，X、Y、Z、W是原子序数依次增大，故W为Cl。X、Y的简单离子的核外电子数相同且属不同主族的短周期元素，故X为N。
【详解】A．离子半径：Na＋B．氯气无漂白性，次氯酸具有漂白性，B错误；
C．气态氢化物的热稳定性：H2SD．Na是活泼金属，与S、Cl都能形成离子化合物，D正确；
故选D。
9．B
【分析】由元素的化合价及物质类别可知，a为HCl，b为Cl2，c为HClO，f为ClO2，d为次氯酸盐，e为氯酸盐。
【详解】A．b为Cl2，c为HClO，f为ClO2，d为次氯酸盐，均有强氧化性，可做消毒剂，故A正确；
B．b为Cl2，与水反应的离子方程式为：，故B错误；
C．c为HClO，电子式为，故C正确；
D．b为Cl2，c为HClO，d为次氯酸盐，Cl2与水反应生成HClO，HClO可以与碱反应生成次氯酸盐，次氯酸盐具有强氧化性可与盐酸发生归中反应生成氯气，可存在b→c→d→b的循环转化关系，故D正确。
答案选B。
10．C
【详解】A．常温或低温条件下，干燥氯气与铁不能反应，故常温下能用铁罐存放液氯，A错误；
B．如果点燃的是氢气和氯气的混合气体，则可能会发生爆炸，B错误；
C．氯气具有强的氧化性，一般都能将变价金属氧化为它的高价态，C正确；
D．氯原子最外层有7个电子，因此最高化合价为+7价，最低为-1价，此外还有0价(Cl2)、＋1价(HClO)、＋3价(HClO2)、+4价(ClO2)、＋5价(HClO3)等多种价态，D错误；
故合理选项是C。
11．C
【详解】A．F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，但HF、HCl、HBr、HI的酸性逐渐增强，A错误；
B．氯气、溴、碘既有氧化性又有还原性，B错误；
C．从F到I，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，原子得电子的能力逐渐减弱，C正确；
D．元素的非金属性越强，其单质与氢气越容易化合，非金属性F>Cl>Br>I，所以卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难，D错误；
答案选C。
12．B
【分析】由图及题意可得，X为Li，Y为B，Z为C，Q为O，R为F；
【详解】A．电子层数越多简单离子半径越大，电子层数相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：X(Li+)B．Y与R形成的化合物为BF3，B的最外层电子数为3+3=6，不满足8电子稳定结构，B错误；
C．主族元素同周期从左往右非金属性逐渐增强，则元素非金属性：Z(C)D．ZQ2为CO2，固态二氧化碳是干冰，利用二氧化碳晶体升华的物理性质，使用二氧化碳跨临界可以直接制冰，D正确；
故选B。
13．B
【分析】由四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置可知，它们的原子序数之和为43，设Y的原子序数为a，X、Z、W的原子序数分别为a-1、a-1+8、a+1+8，则a+a-1+a-1+8+a+1+8=43，解得：a=7，则X为C元素，Y为N，Z为Si，W为S元素；Q与X、Z都位于第IVA族，为锗元素，据此解答。
【详解】A．同一周期从左向右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：，A正确；
B．Si在自然界中都是以化合物的形式存在，自然界中没有游离态的Si存在，B错误；
C．Q元素位于第四周期 IVA族，原子序数为32，Ge位于金属与非金属的分界线附近，可以推断Q元素的单质可作半导体材料，C正确；
D．X的最简气态氢化物为CH4，Y的最简气态氢化物为NH3，由于NH3分子之间存在氢键，沸点比高CH4，非金属性越强，氢化物越稳定，则稳定性CH4< NH3，故D正确；
答案选B。
14．BD
【分析】由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴、阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系： 。
【详解】A．根据上述分析，原子序数大小应为A＞B＞D＞C，故A错误；
B．电子层越多，半径越大，电子层数相同，随着原子序数的递增，半径逐渐减小，因此有原子半径：B＞A＞C＞D，故B正确；
C．电子层数相同，随着原子序数的递增，半径逐渐减小，它们核外电子排布相同，因此离子半径应为C3-＞D-＞B+＞A2+，故C错误；
D．金属性：B＞A，推出氧化性：A2+＞B+，非金属性：D＞C，推出还原性：C3－＞D－，故D正确；
答案为BD。
15．(1) 微粒在不断运动 糖类
(2)甲状腺肿大
(3)酒精能使蛋白质变性
(4)温室
【详解】（1）从微观的角度解释闻到香味的原因是：微粒在不断运动，引起香味的分子四处扩散；糯米中富含的营养素是糖类；
（2）人体缺碘可引起甲状腺肿大；
（3）酒精能杀菌消毒的原因是酒精能使蛋白质变性，能使细菌、病毒失去活性；
（4）该技术可增加二氧化碳的消耗，缓解温室效应。
16．(1) 第三周期第VA族
(2) 大于 bd
(3)②
(4)
(5)
【详解】（1）P原子序数为15，在元素周期表中的位置是第三周期VA族；Ga是31号元素，所以原子结构示意图为 ；
（2）P的非金属性弱于S的，用原子结构解释原因：P和S在同一周期， 原子核外电子层数相同，核电荷数P小于S，原子半径P大于S，因此P对最外层电子的吸引能力比S弱，得电子能力P弱于S，所以P的非金属性弱于S；a.气态氢化物的稳定性才能说明非金属性强弱，水溶液的酸性强弱不能，a错误；b.S最高价氧化物对应的水化物的酸性强于P最高价氧化物对应的水化物的酸性，可以说明S的非金属性强于P，b正确；c.得电子数目不能比较非金属性强弱，得电子能力才可以，c错误；d. S的简单阴离子的还原性比P的简单阴离子的还原性弱，说明单质的氧化性S强于P，可以说明非金属性S强于P，d正确；故选bd；
（3）①Ga与Al同族，位于第ⅢA族，原子的最外层电子数为3，最高正价为+3价，错误；
② As与Ga均位于第4周期，As位于VA，Ga位于第ⅢA， 故原子半径：Ga>As，正确；
③K与Ga均位于第4周期，该周期中K金属性最强，错误；
故选②；
（4）N、 P、As三种非金属元素位于同主族，最外层电子数相同，随着原子序数逐渐增大，原子半径也逐渐增大，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，所以HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性由强到弱的关系是：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4；
（5）As最外层有5个电子，所以的形成过程为 。
17．(1) +4
(2)
(3)分子中氮氮叁键键能大，很难断开，所以比较稳定
(4)
【详解】（1）①二氧化氯中氧为-2价，依据化合物中各元素化合价代数和为0可知，氯元素化合价为+4价；过氧化氢存在2个H-O、1个O-O键，结构式为：H-O-O-H，故答案为：+4；H-O-O-H；
②酸性条件下，做氧化剂，还原产物为，做还原剂，氧化产物是，结合溶液酸碱性与化合价变化可以配平离子方程式为，故该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为；
（2）铵根离子氮原子与4个氢原子分别共用1对电子，带一个单位正电荷，电子式为： ，高氯酸铵和铅粉含有H、N、O、Al、Cl五种元素，其中形成的简单离子中核外电子数相同的为、、，核外电子数相同，质子数越多，对核外电子的半径吸引力越大，半径就越小，所以离子半径由小到大顺序为。
（3）氮元素的非金属性较强，可N2分子的性质比较稳定，是因为氮气分子中存在氮氮三键，很难断开，故答案为：氮气分子中存在氮氮三键，很难断开；
（4）高氯酸铵和铝粉反应除了生成AlCl3和N2外，还生成氧化铝、水，化学方程式为：。
18．(1) HClO4
(2) 第四周期第ⅥA族
(3)b
【详解】（1）由图知，I为53号元素，所以的离子结构示意图；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4；短周期元素中，原子半径最大的是钠元素，钠元素容易失去一个电子，氯容易得到一个电子，故钠与氯形成的简单化合物的电子式为：；由于氰[(CN)2]与卤素单质的性质相似，则它在常温下与氢氧化钠的反应的离子方程式与氯气相似，则为：；
（2）由图知，Se在周期表中的位置为第四周期第ⅥA族；H2SeO3与SO2发生氧化还原反应生成Se和H2SO4，由电子守恒和原子守恒得化学反应方程式为：；
（3）a．由于I位于第五周期，它的半径应该最大，Se和Br是同周期元素，从左往右，半径逐渐减小，故，a错误；b．是由不同种原子构成的共价键，为极性共价键，b正确；c．.由元素周期律可知，同周期元素，从左往右非金属性逐渐增强，同主族元素，从上往下，金属性逐渐增强，则非金属性：，c错误