第四章 物质结构元素周期律 测试题
一、选择题
1.下列物质中属于含有共价键的强电解质的是
A. B. C. D.
2.下列表示不正确的是
A.水分子的电子式: B.水的分子结构模型:
C.氯离子的结构示意图: D.二氧化碳的结构式:O-C-O
3.下列物质属于离子化合物的是
A. B. C.HCl D.
4.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体,Y在同周期中金属性最大,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16,元素Z是地壳中含量第二多的元素。下列说法正确的是
A.简单离子的半径Y >W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性W>Z>X
C.W和Cu的单质混合加热可得化合物
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
5.下列实验操作或者试剂保存正确的是
A.焰色试验中,用铂丝直接蘸取试样在无色火焰上灼烧,观察颜色
B.实验室可用煤油液封保存锂,避免其被氧化
C.实验室中可将未用完的白磷放回原试剂瓶
D.用无水硫酸铜干燥二氧化碳
6.某主族元素X的原子最外层电子数是3,X元素位于周期表的
A.ⅠA族 B.ⅡA族 C.ⅢA族 D.ⅣA族
7.国家速滑馆的建设应用了智慧建造技术,减少使用钢材。采用非常环保的二氧化碳跨临界直接制冰技术,通过压力变化使二氧化碳汽化实现制冷。下列说法中不正确的是
A.钢材属于金属材料
B.CO2分子含有非极性共价键
C.二氧化碳跨临界直接制冰技术利用了其物理性质
D.应用二氧化碳跨临界直接制冰技术符合“绿色奥运”理念
8.北京成为世界上首座“双奥之城”北京冬奥会也是历史上首个全部使用绿色清洁能源供电的奥运会,场馆大量使用了绿色环保的碲化镉(CdTe)发电玻璃,下列说法正确的是
A.114Cd比112Cd多两个质子 B.Te的中子数为128
C.Te的核电荷数为76 D.112Cd与114Cd为同位素
9.元素周期表是学习化学的重要工具。如图是某元素在周期表中的信息,下列说法错误的是
A.该元素的原子序数为19
B.该元素的金属性强于钠
C.该元素在地壳中的含量为39.10%
D.该元素在周期表中的位置是第四周期第IA族
10.下列关于元素周期表的判断,正确的是
A.镧系和锕系位于周期表第IVB族
B.第三周期第IVA族元素和第四周期第VIA族元素的原子序数之差为11
C.已知第六周期某主族元素的最外层电子数为2,那么该元素的原子序数为56
D.电子层数相同的粒子,对应元素一定属于同一周期
11.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.100gCaS与的混合物中含有32g硫元素,则氧元素的质量为28g
B.标准状况下,11.2LHF中含有H—F键的数目为
C.晶体中含有的共价键数目为
D.与浓盐酸充分反应,转移的电子数目为
12.下列有关物质性质排序错误的是
A.离子半径大小: B.金属性:
C.碱性: D.氧化性:
13.年月,科学家用轰击,生成了个拥有个质子的新原子。下列有关说法正确的是
A.第号元素是副族元素
B.的质量数为
C.上述得到新原子的过程属于化学变化
D.的中子数比核外电子数多
14.X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,下列说法中正确的是
X Y
Z W
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.气态氢化物稳定性:X>Y , Z>W
C.W单质能与水反应,生成一种具有漂白性的物质
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:X15.同位素与辐射技术简称同辐技术,广泛应用于农业、医学等领域。一种Co同位素放射源辐射时的衰变方程为。下列有关叙述中正确的是
A.与互为同位素 B.与的中子数相差1
C.与的电子数相同 D.上述衰变过程有多种产物生成,属于分解反应
二、填空题
16.锶元素的粒子结构示意图和在元素周期表中显示的信息如图所示:
(1)锶属于 元素(填“金属”或“非金属”)。
(2)锶元素的原子序数为 ,相对原子质量为 。
(3)图2所表示的粒子的化学符号是 。
(4)它与地壳中含量第一位的元素组成物质的化学式是 。
17.现有下列5种与生产生活相关的物质:①氯化铁;②过氧化钠;③氧化铁;④;⑤碳酸氢钠。用序号填空:
(1)常用作油漆、涂料的红色颜料的是 。
(2)常用于蚀刻印刷电路铜板的“腐蚀液”的是 。
(3)考古时可用来测定文物年代的是 。
(4)在呼吸面具或潜水艇中用作供氧剂的是 。
(5)可用来治疗胃酸过多的是 。
18.在生产生活中,卤族元素(F、、、I)的单质及化合物用途广泛。
已知:卤族元素的单质极易溶于,在水和或酒精中显示不同的颜色(如下表):
单质
水中的颜色 - 浅黄绿色 橙黄色 淡黄色
或酒精中的颜色 - 深黄色 红棕色 紫红色
(1)上述卤族元素在周期表中处于短周期的是 (填元素名称)。
(2)下列能说明氟的非金属性比碘强的是 (填序号)。
A.稳定性: B.熔点: C.还原性:
(3)已知:卤素互化物是红棕色液体,易与溶液反应,与溶液的反应不属于氧化还原反应,写出该反应的化学方程式: 。
(4)氢溴酸在医药、染料、香料等工业有广泛用途。工业氢溴酸常显淡黄色,是因为含有或,或二者都有,某学生通过以下实验进行验证:
试剂X是 (填“酒精”“”或“溶液”),该工业氢溴酸显淡黄色的原因是 。
19.最早的全球定位系统(GPS)采取星载铷(Rb)原子钟和星载铯(Cs)原子钟相配合的方式,而较新的全球定位系统(比如北斗和伽利略)则采用星载铷原子钟与星载氢原子钟的组合方案。已知铷、铯的部分信息如表:
元素 Rb Cs
在周期表中的位置 第5周期IA族
原子结构示意图
回答下列问题:
(1)铯元素在周期表中的位置为 。
(2)Cs、Rb的原子序数之差为 。
(3)碱性:RbOH CsOH(填“大于”“小于”或“等于”),判断依据是 (从原子结构角度解释)。
(4)相同条件下,铷、铯分别与水反应,较剧烈的是 (填元素符号)。
(5)铷与水反应的离子方程式为 。
(6)锂与铯位于同主族,氢化锂(LiH)是还原剂和供氢剂。已知Li+、H-的离子半径依次为76pm、205pm,试解释Li+半径小于H-半径的原因: 。
20.取50 mL某浓度的稀硫酸与一定质量的镁、铝合金反应,合金全部溶解,向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。求原硫酸的物质的量浓度 。
21.联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”,高度体现了元素周期表的重要性,图中表示了元素周期表短周期的一部分,A~G代表7种短周期元素。
A B
C D E F G
(1)写出七种元素中化学性质最不活泼的元素形成的单质的化学式 。
(2)元素B的最低价阴离子的离子结构示意图是 。化合物AB2的电子式为
(3)B、E两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是 (填化学式)。
(4)E、F两种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较弱的是 (填化学式)。
(5)元素C最高价氧化物对应水化物与元素F的单质反应的离子方程式为: 。
22.某学生做探究同主族元素性质递变规律的实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象。请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的: 。
(2)实验用品:
仪器:① ;② (请填写两种主要玻璃仪器)。
药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)
序号 实验方案 实验现象
①
②
(4)实验结论: 。
(5)问题和讨论:
①请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因: 。
②由于F2过于活泼,很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱。试列举一个事实说明F的非金属性比Cl强: 。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.是弱酸,属于弱电解质,故A不符合题意;
B.是乙醇,属于非电解质, B不符合题意;
C.是强电解质,但只含离子键,故C不符合题意;
D.含有离子键和共价键,是盐,属于强电解质,故D符合题意;
综上所述,答案为D。
2.D
解析:A.水是共价化合物,水分子的电子式为,故A正确;
B.水分子的空间构型为V形,结构模型为,故B正确;
C.氯离子核外有18个电子,结构示意图为,故C正确;
D.二氧化碳分子中存在2个碳氧双键,结构式为O=C=O,故D错误;
选D。
3.B
解析:H2O2、HCl、CO2中都只有共价键,都属于共价化合物;NH4Cl中NH与Cl-之间存在离子键,NH中N与H之间存在共价键,由于含离子键,NH4Cl属于离子化合物,故选B。
4.C
【分析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,元素Z是地壳中含量第二多的元素,Z是Si元素,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体,X是C元素;Y在同周期中金属性最大,Y是Na元素;二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16,W是S元素。
解析:A.电子层数越多半径越大,简单离子的半径S2->Na+,故A错误;
B.最高价氧化物对应水化物的酸性H2SO4>H2CO3>H2SiO3,故B错误;
C.S的氧化性较弱,S和Cu的单质混合加热可得化合物,故C正确;
D.S在足量的氧气中燃烧生成SO2,SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3是弱酸,故D错误;
选C。
5.C
解析:A.将铂丝用盐酸洗净后在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止,再蘸取待测液,A错误;
B.金属锂密度比没煤油小,则用石蜡保存金属锂,B错误;
C.实验室中可将未用完的白磷放回原试剂瓶,C正确;
D.用无水硫酸铜可检验水蒸气,但干燥二氧化碳需要用浓硫酸等其他干燥剂,D错误;
故选C。
6.C
解析:A.第IA族元素的原子最外层电子数是1,A错误;
B.第ⅡA族元素的原子最外层电子数是2,B错误;
C.第ⅢA族元素的原子最外层电子数是3,C正确;
D.第IVA族元素的原子最外层电子数是4,D错误;
答案选C。
7.B
解析:A.钢材含有金属铁,属于金属材料,故A正确;
B.CO2分子含有碳氧极性共价键,故B错误;
C.二氧化碳跨临界直接制冰,利用压力变化使二氧化碳汽化实现,将气态二氧化碳变为固态二氧化碳,利用了其物理性质,故C正确;
D.应用二氧化碳跨临界直接制冰技术,不会造成环境污染,更符合“绿色奥运”理念,故D正确。
综上所述,答案为B。
8.D
解析:A.114Cd与112Cd互为同位素,具有相同的质子数不同的中子数,故A错误;
B.质子数+中子数=质量数,则原子核内中子数为128-52=76,故B错误;
C.的左下角的数字为质子数,质子数=核电荷数,为52,故C错误;
D.二者质子数相同、中子数不同,则互为同位素,故D正确;
故选:D。
9.C
解析:A.该元素的原子序数为19,故A正确;
B.同主族元素随原子序数的递增,金属性逐渐增强,故钾的金属性强于钠,故B正确;
C.39.10是指钾元素的相对原子质量而不是在地壳中的含量,故C错误;
D.K为19号元素,在周期表中的位置为第四周期第IA族,故D正确;
故选C。
10.C
解析:A.镧系和锕系位于周期表第ⅢB族,故A错误;
B.第三周期第IVA族元素和第四周期第VIA族元素的原子序数之差为20,故B错误;
C.已知第六周期某主族元素的最外层电子数为2,其位于第六周期ⅡA族,该元素的原子序数为56,故C正确;
D.电子层数相同的粒子,对应元素不一定属于同一周期,如O2-和Na+,故D错误;
故选C。
11.A
解析:A.CaS与的混合物中,Ca与S的个数比为1∶1,100g混合物中含有32g硫元素,则必含40g钙元素,则氧元素的质量,A正确;
B.标准状况下,HF呈液态,故不能用气体摩尔体积去计算,B错误;
C.NH4F晶体中N和H之间以N—H共价键相连,故晶体中含有的共价键数目为,C错误;
D.制取氯气的反应中,随着反应的进行,浓盐酸的浓度逐渐降低,变成了稀盐酸,稀盐酸与不反应,反应结束后,也有剩余,故与浓盐酸充分反应,转移的电子数目小于,D错误。
故选A。
12.A
解析:A.具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则离子半径:,故A错误;
B.金属性越强金属单质越活泼,根据金属活动性顺序表可知,金属性:,故B正确;
C.元素金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性:,则碱性:,故C正确;
D.元素非金属性越强,单质氧化性越强,非金属性:,则氧化性:,故D正确;
故选A。
13.D
解析:A.第117号元素在元素周期表中的第17列即ⅦA族,为主族元素,故A错误;
B.的质子数是97,质量数为249,故B错误;
C.上述过程中,原子核发生了变化,该反应属于物理变化,故C错误;
D.的质子数为20,质量数为48,中子数=48-20=28,核外电子数=20-2=18,中子数比核外电子数多10,故D正确;
故选:D。
14.C
【分析】Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则Y为O元素,则X为N元素,Z为S元素,W为Cl元素。
解析:A.根据层多径大,同电子层结构核多径小,则原子半径:Z>W>X>Y,故A错误;
B.根据同周期到右非金属性逐渐增强,则简单气态氢化物越稳定,则气态氢化物稳定性: Y>X;W>Z,故B错误;
C.W单质能与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸是一种具有漂白性的物质,故C正确;
D.根据同周期从左到右非金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,但氧没有最高价氧化物对应水化物,故D错误。
综上所述,答案为C。
15.B
解析:A.同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子之间,故与不互为同位素,A错误;
B.根据质量数等于质子数加中子数可知,与的中子数分别为60-27=33,60-28=32,二者相差1,B正确;
C.与的电子数分别为27和28,不相同 ,C错误;
D.上述衰变过程有多种产物生成,但该变化不属于化学反应,故也不属于分解反应,D错误;
故答案为:B。
二、填空题
16.(1)金属 (2) 38 87.62 (3)Sr2+ (4)SrO
解析: (1)锶原子序数38,元素周期表中位于第五周期第ⅡA,第ⅡA包括锶属于金属。
(2)由图知,锶元素的原子序数为38,相对原子质量为87.62。
(3)图2所表示的粒子核电荷数为38,属于Sr元素,核外电子总数为36,因此化学符号是Sr2+。
(4)Sr元素呈+2价,它与地壳中含量第一位的元素(O、呈+2价,)组成物质为氧化锶,化学式是SrO。
17.(1)③ (2)① (3)④ (4)② (5)⑤
解析:(1)氧化铁为红褐色固体,常用作油漆、涂料的红色颜料,故选③;
(2)氯化铁具有氧化性,能和铜生成氯化铜和氯化亚铁,常用于蚀刻印刷电路铜板的“腐蚀液”,故选①;
(3)在考古时可用来测定文物年代,故选④;
(4)过氧化钠能和水或二氧化碳生成氧气,故在呼吸面具或潜水艇中用作供氧剂,故选②;
(5)碳酸氢钠能和胃酸中盐酸反应,可用来治疗胃酸过多,故选⑤。
18.(1)氟、氯
(2)AC
(3)
(4) 含有和
解析:(1)前三周期是短周期,卤族元素在周期表中处于短周期的是氟、氯。
(2)A、元素的非金属性越强,对应简单氧化物的稳定性越强,故选A;
B、熔点高低与非金属性强弱无关,故不选B;
C、的还原性弱于,说明F得到电子的能力比I强,F的非金属性比I强,故选C正确;
选AC;
(3)与溶液的反应不属于氧化还原反应,根据氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,可知该反应的化学方程式为;
(4)因为酒精、溶液与水互溶,不分层,分层的只能选用,故在该工业氢溴酸中加入的是,溶于呈红棕色,而不溶于,在水层显黄色,所以在氢溴酸中含有和。
19.(1)第六周期第ⅠA族
(2)18
(3) 小于 Cs的原子半径比Rb的大,最外层的1个电子更容易失去,则Rb的金属性小于Cs,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则碱性:RbOH(4)Cs
(5)2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑
(6)H-和Li+核外电子数相同,核内质子数Li+大于H-,其原子核对核外电子的吸引力大,因此离子半径小于H-
解析:(1)铯原子的电子层数6个,最外层电子数1个,位于周期表的第六周期第ⅠA族:
(2)Rb位于第五周期IA族,Cs位于第六周期IA族,第五周期有18种元素,则Cs、Rb的原子序数之差为18;
(3)同一主族元素从上到下金属性增强,金属性:Cs>Rb,则碱性:RbOH(4)Cs的金属性比Rb强,则相同条件下,Cs与水反应更剧烈;
(5)Rb和Na同一主族,化学性质相似,铷与水反应的离子方程式为2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑;
(6)H-和Li+核外电子数相同,核内质子数Li+大于H-,其原子核对核外电子的吸引力大,因此离子半径小于H-。
20.8mol/L
【分析】根据生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系图可知,氢氧化钠溶液的体积为0-20ml时,氢氧化钠用于中和稀硫酸,氢氧化钠溶液的体积为20-160ml时,用于沉淀Mg2+和Al3+,氢氧化钠溶液的体积为160-180ml时,过量的氢氧化钠溶液用于溶解Al(OH)3沉淀,涉及的方程式为:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4,Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,根据方程式进行计算。
解析:根据分析可知氢氧化钠溶液加入到溶液至沉淀最大量时,硫酸全部生成硫酸钠,硫酸物质的量等于氢氧化钠物质的量的,根据图象可知,氢氧化镁物质的量等于镁的物质的量==0.2mol,Al(OH)3的物质的量为=0.1mol,生成沉淀共消耗氢氧化钠的物质的量为0.2mol×2+0.1mol×3=0.7mol,消耗氢氧化钠的体积为=0.14L,因此当加入160ml氢氧化钠溶液时,硫酸根离子全部为硫酸钠电离生成,那么硫酸的物质的量为=0.4mol,浓度为=8mol/L。
21.(1)Ar
(2)
(3)H2O
(4)H2SO4
(5)2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
【分析】根据元素在周期表中的位置可知,元素A为C,B为O,C为Na,D为Al,E为S,F为Cl,G为Ar,以此解题。
解析:(1)七种元素中,Ar最外层有8个电子,Ar化学性质最不活泼。
(2)由分析可知,A为C,B为O,其最低价离子为O2-,其结构示意图是,化合物AB2为CO2,其电子式为:;
(3)同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性越强气态氢化物越稳定,O、S两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是H2O;
(4)同周期元素从左到右非金属性增强,非金属性越强最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性S(5)由分析可知,C为Na,F为Cl,则元素C最高价氧化物对应水化物与元素F的单质反应的离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O。
22. 探究同一主族元素性质的递变规律 试管 胶头滴管 将少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的试管中,振荡;再滴入少量的四氯化碳,振荡 加入氯水后,溶液由无色变为橙色,滴入四氯化碳后,水层颜色变浅,四氯化碳层(下层)变为橙红色 将少量溴水盛入有少量KI溶液的试管中,振荡;再滴入少量四氯化碳,振荡 加入溴水后,溶液由无色变为褐色,滴入四氯化碳后,水层颜色变浅,四氯化碳层(下层)变为紫红色 同一主族元素,自上而下,元素的非金属性依次减弱 同一主族元素,自上而下,元素原子的电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱 F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸,而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应;HF比HCl稳定或F2能与H2O发生置换反应生成O2,而Cl2不能(任意写一种)
解析:(1)根据元素周期律同一周期与同一主族元素性质的变化规律进行分析。根据给出的实验药品不难看出,该学生想以同族元素为例,设计实验验证同一主族元素性质的递变规律;所以实验目的为探究同一主族元素性质的递变规律;故为:探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)根据实验内容可知本次探究实验是试管实验,实验仪器由试管和胶头滴管;故为:试管;胶头滴管;
(3)①将少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的试管中,振荡,溶液由无色变为橙色;再滴入少量的四氯化碳,振荡,水层颜色变浅,四氯化碳层(下层)变为橙红色;②将少量溴水滴入盛入有少量KI溶液的试管中,振荡,溶液由无色变为褐色;再滴入少量四氯化碳,振荡,水层颜色变浅,四氯化碳层(下层)变为紫红色;故为:将少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的试管中,振荡;再滴入少量的四氯化碳,振荡;加入氯水后,溶液由无色变为橙色,滴入四氯化碳后,水层颜色变浅,四氯化碳层(下层)变为橙红色;将少量溴水滴入盛入有少量KI溶液的试管中,振荡;再滴入少量四氯化碳,振荡;加入溴水后,溶液由无色变为褐色,滴入四氯化碳后,水层颜色变浅,四氯化碳层(下层)变为紫红色。
(4)通过上述实验事实可以证明Cl、Br、I三种元素的非金属性依次减弱,进而可以说明同一主族元素,自上而下元素的非金属性依次减弱的实验结论;故为:同一主族元素,自上而下,元素的非金属性依次减弱。
(5)①因为Cl、Br、I原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,所以非金属性逐渐减弱;故为:同一主族元素,自上而下,元素原子的电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
②由于F2过于活泼,很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱。一般来说,置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱,但F2过于活泼,不好直接置换Cl2,可用F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸,而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应或HF比HCl稳定或F2能与H2O发生置换反应生成O2,而Cl2不能等方法来证明。故为:置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱,但F2过于活泼,不好直接置换Cl2,可用F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸,而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应或HF比HCl稳定或F2能与H2O发生置换反应生成O2,而Cl2不能等方法来证明