第四章 物质结构元素周期律 单元测试题 （含解析）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．下列类比或推理合理的是
选项 已知 方法 结论
A 碘遇淀粉显蓝色 类比 溴单质遇淀粉变蓝色
B 在空气中易变质 类比 在空气中也易变质
C HCl是强酸 推理 HF是强酸
D 有还原性 推理 有强还原性
A．A B．B C．C D．D
2．自1803年英国科学家道尔顿提出原子假说以来，人类对原子结构的研究不断深入，不断发展，通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。下列关于原子结构理论的说法中，正确的是
A．所有的原子都含有质子、中子和电子
B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类
C．原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引
D．原子中的质子、中子和电子3种基本微粒不可能进一步分成更小的微粒
3．合成新物质是研究化学的主要目的之一。四聚氧O4是意大利的一位科学家合成的一种新型的氧分子，氧化性极强。下列关于O4的说法中，正确的是
A．O4是一种新型的化合物 B．等质量O4和O2含有的氧原子个数比为2：1
C．O2和O4互为同素异形体 D．O2转化为O4为氧化还原反应
4．分类方法在化学学科的发展中起到重要的作用，下列分类标准不合理的个数是
①根据元素原子最外层电子数的多少将元素分为金属和非金属
②根据分散剂的状态，将胶体分为固溶胶、液溶胶、气溶胶
③依据组成元素的种类，将纯净物分为单质和化合物
④根据酸分子中含有的氢原子个数，将酸分为一元酸、二元酸等
⑤根据氧化物中是否含有金属元素，将氧化物分为碱性氧化物、酸性氧化物
⑥根据分散系的稳定性大小，将分散系分为胶体、浊液和溶液
⑦根据溶液导电能力强弱，将化合物分为电解质、非电解质
A．3 B．4 C．5 D．6
5．已知CaO与H2O反应生成Ca(OH)2和O2。下列有关化学用语错误的是
A．质量数为40的钙原子：Ca B．氧原子的结构示意图：
C．电离方程式：Ca(OH)2=Ca2++2OH- D．化学方程式：CaO2+H2O=Ca(OH)+O2↑
6．短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，XY2是温室中作物的“肥料”，Y、Z能组成两种常见的离子化合物，R原子最外层电子数等于电子层数的2倍。下列叙述正确的是
A．简单离子半径：Z>R>Y B．X的同素异形体只有两种
C．简单氢化物的还原性：R>Y D．Z2R2只含一种化学键
7．以高铝铁矿石(主要成分为、，还含有CuO和等杂质)为原料制备的一种流程如下：

下列叙述正确的是
A．“碱溶”中NaOH溶液可以用氨水替代
B．固体Y为
C．滤液与生石灰的主要反应为
D．检验是否洗净的最佳试剂是NaOH溶液和蓝色石蕊试纸
8．2019年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中，X位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列说法不正确的是
A．非金属性：
B．X的氧化物对应的水化物均为强酸
C．Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D．中，Z的化合价为+2价
9．下列说法错误的是
A．金刚石、石墨和都属于碳单质 B．和互为同素异形体
C．CO、和都属于碳的氧化物 D．、均属于电解质
10．下列关于物质的分类中，正确的是
选项 酸 碱 盐 混合物
A HClO 纯碱 明矾 CuSO4·5H2O
B HNO3 生石灰 NaHSO4 盐酸
C H2SO3 烧碱 碳酸氢钠 澄清石灰水
D Al(OH)3 熟石灰 BaCO3 液氨
A．A B．B C．C D．D
11．2023年10月4日，化学家芒吉·G．巴文迪、化学家路易斯·E．布鲁斯和物理学家阿列克谢·I叶基莫夫因“发现和合成量子点”获得2023年诺贝尔化学奖。碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，直径低于。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氧官能团，例如羟基，羒基等。下列说法正确的是
A．碳量子点属于胶体 B．碳量子点具有丁达尔效应
C．碳量子点直径比氢离子大 D．碳量子点与石墨属于同素异形体
12．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W分别与X、Z相邻，Y的原子半径是短周期主族元素中最大的，且W、X、Y、Z的核外电子数之和为38，下列说法正确的是
A．简单离子半径：Y>X
B．最简单氢化物的稳定性：X>W>Z
C．ZW为离子化合物
D．X、Y的最高价氧化物对应的水化物均能溶解Z的氧化物
13．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Y的最外层电子数之和为X的最外层电子数的2倍，Z最外层电子数等于最内层电子数，X、Y、Z的简单离子的电子层结构相同，W的单质是空气中体积分数最大的气体。下列说法正确的是
A．Y元素的最高价与氯元素的最高价相等
B．W的简单氢化物比X的简单氢化物稳定
C．简单离子半径的大小：
D．X的简单氢化物与中的化学键类型相同
14．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．Na2CO3溶液呈碱性，可用作生产普通玻璃的原料
B．氧化铝的熔点高，可用于电解铝
C．氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多
D．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
15．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是

A．和互称为同位素
B．简单气态氢化物的稳定性：a>d>e
C．b和c的最高价氧化物对应的水化物不可以反应
D．a和b只能形成一种化合物
二、非选择题
16．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，霾也称灰霍(烟霞)是指空气中的灰尘(如煤炭及氧化铁粉尘)、一氧化氮、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气浑浊、模糊的现象。灰霾粒子比较小，平均直径大约在左右。近年来，人类生产、生活所产生的污染，如机动车、燃煤、工业等排放的尾气，使灰霾天气逐渐增多。
(1)下列有关说法正确的是 。
A灰霾是一种分散系 B．灰霾能发生丁达尔现象
C．灰霾形成的是非常稳定的体系 D．戴口罩不能完全阻止呼入灰霾粒子
(2)雾丁达尔效应与水蒸气有关，欲在树林中观察到丁达尔效应，你认为一天中最有可能观察到该现象的时间是 ，理由是 。
(3)形成灰霾的主要物质中，属于金属氧化物的物质与硝酸反应的离子方程式为 。
(4)某同学收集了当地雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，其中可能含有如下离子：，为确定含有离子种类设计并完成了如下的实验；

已知：；
①写出的电子式 ，写出的结构示意图 。
②根据以上的实验操作与现象，该同学得出关于试样的结论中错误的是 。
A．肯定存在的离子为和 B．一定不含 C．可能存在
17．如图是元素周期表的一部分，表中列出了八种元素的位置：

请回答下列问题：
(1)①元素的最简单氢化物的电子式为 。
(2)在元素①-⑧中，金属性最强的元素是 (填元素符号)；在元素⑤-⑧中，最高价含氧酸酸性最强的是 (填化学式)。
(3)③、④、⑤三种元素的原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号)，③和⑦的简单氢化物的稳定性较强的是 (填化学式)。
(4)④和⑤所形成的化合物属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
(5)将等物质的量的①的最简单的氢化物和⑧的单质混合后，在漫射光的照射下充分反应，生成物中物质的量最大的是 (写分子式)；
(6)⑤和⑥的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为 。
18．元素周期表是学习和研究化学的重要工具，下面是元素周期表的部分内容，请根据下表回答问题：
(1)发现了元素周期律并编制出元素周期表的化学家是___________(填字母)。
A．门捷列夫 B．拉瓦锡 C．道尔顿 D．阿伏加德罗
(2)氟元素是人体必需微量元素之一，能防治龋齿。氟元素的相对原子质量为 。
(3)已知某微粒的结构示意图为 ，请写出该微粒的符号 。
(4)地壳中含量最多的金属元素和最多的非金属元素组成的化合物的化学式为 。
(5)表中Ne和Ar的化学性质相似的原因是 。
19．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： 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．遇淀粉显蓝色是碘单质的特性，溴单质遇淀粉不变色，故A错误；
B．碳酸钠没有还原性，在空气中能稳定存在，故B错误；
C．HF是弱酸，故C错误；
D．元素非金属性越弱，气态氢化物的还原性越强，还原性>，故D正确；
选D。
2．C
【详解】A．有的原子不含中子，如，故A错误；
B．质子数决定元素的种类，质子数与中子数决定核素的种类，故B错误；
C．质子带正电，电子带负电，则原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引，故C正确；
D．随科学的发展，认识到质子和中子还可以再分，质子和中子里面还有更小的微粒——夸克，故D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．O4仅由O元素组成，是一种新型的单质，A错误；
B．依据氧元素守恒分析，都由氧元素组成，等质量时氧元素质量相同，氧原子数相同，B错误；
C．同种元素形成的不同单质是同素异形体，因此O2和O4是同素异形体，C正确；
D．在O2和O4的转化过程中，氧元素的价态始终是0价，两者之间的转化不是氧化还原反应，D错误；
故选C。
4．C
【详解】①由元素周期表可知，除稀有气体和第ⅡA族外，多数主族元素既有金属元素也有非金属元素，所以不可根据元素原子最外层电子数的多少将元素分为金属和非金属，故①错误；
②分散质可以是固体、气体、液体，所以胶体根据分散剂状态的不同，可以分为液溶胶、气溶胶、固溶胶，故②正确；
③单质为含有一种元素的纯净物，化合物为含有两种或两种以上元素的纯净物，所以依据组成元素的种类，将纯净物分为单质和化合物，故③正确；
④根据酸分子最多电离出氢离子的个数，将酸分为一元酸、二元酸和多元酸，如: CH3COOH最多电离出1个氢离子，属于一元酸，故④错误；
⑤根据氧化物中是否含有金属元素，将氧化物分为金属氧化物和非金属氧化物，根据能否与酸或碱反应生成盐和水，将氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物，故⑤错误；
⑥根据分散系中分散质粒子直径的大小，将分散系分为溶液、浊液和胶体，故⑥错误；
⑦根据其水溶液和熔融状态是否可以导电，将化合物分为电解质、非电解质，故⑦错误；
不正确是①④⑤⑥⑦；
故选C。
5．D
【详解】A．质量数为40的钙原子表示为Ca，故A正确；
B．氧原子核外有8个电子，原子结构示意图为，故B正确；
C．Ca(OH)2是强电解质，电离方程式为Ca(OH)2=Ca2++2OH-，故C正确；
D．过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气，化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑，故D错误；
选D。
6．C
【分析】XY2是温室中作物的“肥料”，可知该物质为CO2，X为C、Y为O，Y、Z能组成两种常见的离子化合物，可知Z为Na，两种离子化合物为氧化钠和过氧化钠；R原子最外层电子数等于电子层数的2倍，R为第三周期元素，核外电子排布为2、8、6，R为S，据此分析解答；
【详解】A．S2-电子层数为3，Na+、O2-电子层数为2，且Na的核电荷数大于O，电子层数越多离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，则离子半径：S2-> O2-> Na+，故A错误；
B．C有金刚石、石墨、C60等多种同素异形体，故B错误；
C．O、S为同主族元素，非金属性：O>S，非金属性越强，形成气态氢化物的还原性越弱，故C正确；
D．Na2O2中含离子键和非极性共价键两种化学键，故D错误；
故选：C。
7．C
【详解】A．氨水不能溶解氧化铝、二氧化硅，A错误；
B．硅酸钠与盐酸反应生成硅酸，则固体Y为硅酸，B错误；
C．“沉铝”后，滤液的主要成分是氯化钠和氯化铵，氯化铵和氧化钙共热生成氯化钙、氨气和水，C正确；
D．氢氧化铝表面吸附氯化铵，用硝酸银溶液检验氯离子更灵敏，D错误；
故选C。
8．B
【分析】X位于第三周期，且化合物中X可形成6个共价键，则X为S；X原子的电子数为Z原子的两倍，Z为O；W、Z、Y位于同一周期，可知均为第二周期元素，Y只形成1个共价键，Y为F；W形成2个共价键且得到1个电子，W为N，由上述分析可知：X为S、W为N、Z为O、Y为F元素；
【详解】A．同一周期主族元素从左向右元素的非金属性逐渐增大，则元素的非金属性由强到弱的顺序为：Y＞Z＞W，A正确；
B．X为S ，X的氧化物对应的水化物若为亚硫酸，属于弱酸，若为H2SO4就属于强酸，B错误；
C．Y为F元素，其氢化物HF的水溶液能够与玻璃的成分SiO2发生反应产生SiF4和H2O，因此可用于刻蚀玻璃，C正确；
D．Z为O、Y为F元素，F的非金属氧化性强，故Z为+2价，F为-1价，D正确；
故答案为：B。
9．C
【详解】A．金刚石、石墨和C70都是由碳元素组成的纯净物，都属于单质，故A正确；
B．和由氮元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确；
C．氧化物指的是两种元素组成，且一种元素是氧元素的化合物，不属于碳的氧化物，属于酸，故C错误；
D．、在水溶液中均能电离出离子而导电，且是化合物，均属于电解质，故D正确；
故选：C。
10．C
【详解】A．纯碱是盐，CuSO4·5H2O是纯净物，A不正确；
B．生石灰是碱性氧化物，不属于碱，B不正确；
C．H2SO3属于酸，烧碱为NaOH，属于碱，碳酸氢钠属于盐，澄清石灰水是碱Ca(OH)2的水溶液，属于混合物，C正确；
D．Al(OH)3是两性氢氧化物，不属于酸，液氨是纯净物，D不正确；
故选C。
11．C
【详解】A．碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，与胶粒直径吻合，需要分散到分散剂才能形成胶体，选项A错误；
B．碳量子点不是胶体，不具有丁达尔效应，选项B错误；
C．碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，直径比氢离子大，选项C正确；
D．碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氧官能团，例如羟基，羒基等，不是碳单质，与石墨不属于同素异形体，选项D错误；
答案选C。
12．B
【分析】依题意可知W、X同周期，W、Z同主族，设W、X、Y、Z的原子序数分别为a、、b、，则，结合已知条件讨论可得、，故W、X、Y、Z分别为C、N、Na、Si。
【详解】A．电子层数相同时，核电荷数越小，离子半径越大，则简单离子半径：，A项错误；
B．同周期元素中，从左到右元素非金属性依次增强，同主族元素中，从上到下，元素非金属性依次减弱，又元素非金属性越强，其简单氢化物越稳定，则最简单氢化物的稳定性：NH3＞CH4＞SiH4，B项正确；
C．SiC为共价化合物，不是离子化合物，C项错误；
D．与不反应，D项错误；
故选B。
13．C
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Z最外层电子数等于最内层电子数，则Z为Mg元素，W与Y的最外层电子数之和为X的最外层电子数的2倍，则X为O元素，W为N元素，Y为F元素；
【详解】A．氯元素的最高价为+7价，氟元素无正化合价，故A错误；
B．非金属性，故简单氢化物的稳定性：，故B错误；
C．具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：，故C正确；
D．H2O中只含共价键，中含离子键，二者化学键类型不同，故D错误;
故选C。
14．D
【详解】A．制备普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂，与溶液呈碱性无关，A错误；
B．熔化状态下的氧化铝能导电，且自然界中铝以铝土矿的形式存在，故氧化铝可用于电解铝，B错误；
C．氢氧化铝具有弱碱性，可用于治疗胃酸过多，C错误；
D．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂，D正确；
故选D。
15．A
【分析】短周期元素中，为价、为价，处于ⅥA族，可推知为、为；有价，原子序数大于氧，则为；由原子序数可知、处于第三周期，化合价分别为、，则为、为，据此分析解答。
【详解】A．和的质子数相同，而中子数不同，互称为同位素，A项正确；
B．非金属性，故简单气态氢化物稳定性：，B项错误；
C．和的最高价氧化物对应的水化物分别为和，二者可以反应，C项错误；
D．和可形成和，D项错误；
故选A。
16．(1)A
(2) 清晨 清晨水被太阳加热，形成水雾，可能构成1～100 nm的分散质，阳光透过树叶间隙形成光束，穿过这些水雾会产生丁达尔现象
(3)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(4) BC
【详解】（1）A．灰霾空气和固体颗粒形成的混合物，是一种分散系，故A正确；
B．灰霾粒子比较小，平均直径大约在1000～2000nm左右，不是胶体，没有丁达尔现象应，故B错误；
C．灰霾粒子平均直径大约在1000～2000nm左右，比胶体粒子大，属于不稳定体系，故C错误；
D．口罩能过滤掉灰霾粒子，所以戴口罩能阻止呼入灰霾粒子，故D错误；
故选：A。
（2）清晨，太阳升起，水被太阳加热，形成水雾，可能构成1～100 nm的分散质，是胶体，阳光透过树叶间隙形成光束，穿过这些水雾会产生丁达尔现象；
（3）灰尘中含有氧化铁粉尘，与硝酸反应生成硝酸铁和水，离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（4）试样溶液中加入过量Ba(OH)2并加热，生成的气体1，该气体1是NH3，则原溶液中含有NH；向滤液中通入CO2，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，，生成气体2，该气体是NH3，根据已知条件知，溶液2中含有NO，则原溶液中含有NO；滤液1中通入CO2，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2是碳酸钡等难溶性碳酸盐；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸钡不溶于酸，说明原来溶液中含有SO，能和过量Ba(OH)2反应生成能溶于酸的沉淀，根据提供的离子可知该沉淀为Mg(OH)2，所以溶液中含有Mg2+，综合以上分析，原溶液中一定含有NH、SO、、；Na+、Cl-可能含有；故答案选ABC；简单阳离子的电子式就时离子符号，的电子式为；Cl-的结构示意图为。
17．(1)
(2) Na HClO4
(3) Na＞O＞F H2O＞H2S
(4)离子
(5)HCl
(6)
【分析】根据各元素在元素周期表中的位置可知①~⑧元素分别为：C、N、O、F、Na、Al、S、Cl；
【详解】（1）①元素的最简单氢化物为CH4，电子式 ；
（2）同周期元素，从左到右，元素金属性逐渐减弱；同族元素，从上到下，元素金属性逐渐增强，所以元素①-⑧中金属性最强的元素为Na元素；元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，⑤-⑧中，最高价含氧酸酸性最强的是HClO4；
（3）电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同，原子序数越大，半径越小，所以原子半径：Na＞O＞F；元素非金属性越强，气态氢化物稳定性越强，即气态氢化物稳定性：H2O＞H2S；
（4）④和⑤所形成的化合物为NaF，属于离子化合物；
（5）①的最简单的氢化物为CH4，,⑧的单质为Cl2，甲烷和氯气等物质的量在光照条件下发生连续的取代反应，生成物中物质的量最大的是HCl；
（6）⑤和⑥的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3，二者反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式：；
18．(1)A
(2)19.00
(3)
(4)Al2O3
(5)它们原子的最外层都达到了稳定结构
【详解】（1）A． 门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，Ａ符合题意；
B． 拉瓦锡测定出了空气中氧气的体积含量，Ｂ不符合题意；
C． 道尔顿等科学家提出物质是由原子和分子构成的，Ｃ不符合题意；
D． 阿伏加德罗指出，在相同条件下，相同的体积中含有相同数目的分子，Ｄ不符合题意；
故选A；
（2）元素周期表一格中最下方数字是相对原子质量，氟元素的相对原子质量为19.00；
（3）该微粒中质子数≠核外电子数，则该微粒是离子，由于质子数为8，所以该微粒是氧离子，其符号为；
（4）地壳中含量最多的金属元素是铝，地壳中含量最多的最多的非金属元素是氧，它们组成的化合物的化学式为Al2O3；
（5）Ne和Ar的化学性质相似的原因是：它们原子的最外层都排满了，都达到了稳定结构。
19．(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