第四章物质结构元素周期律 单元测试题（含解析）2023--2024学年高一化学人教版必修1

第四章 物质结构 元素周期律 单元测试题
一、单选题
1．一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。下列叙述正确的是
A．原子半径：X>Z>W
B．非金属性：X>Z>W
C．Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D．X的氧化物对应的水化物均为强酸
【答案】C
【分析】据图可知X可以形成6个共价键，X原子的电子数为Z原子的两倍，则原子序数为偶数，且位于第三周期，所以为S元素，则Z为O元素；W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一个共价键，则Y为F元素，整个离子带一个单位负电荷，则W为N元素。
【详解】A．电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径S>N>O，即X>W>Z，故A错误；
B．同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性O>S，即Z>X，故B错误；
C．Y为F元素，其氢化物为HF，可以与SiO2反应从而刻蚀玻璃，故C正确；
D．X为S元素，其＋4价氧化物对应的水化物H2SO3为弱酸，故D错误；
故选：C
2．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，最外层电子数之和为16。W和Y为同主族元素，其简单氢化物的沸点：Y＞W；X是同周期中金属性最强的元素。下列说法错误的是
A．原子半径：X＞W B．元素Y与Z可形成共价化合物
C．单质的熔点：Y＞X D．Y、Z的最高价含氧酸均是弱酸
【答案】D
【详解】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为16，同周期中金属性最强的元素X，可知X是Li或Na，则W、Y、Z的最外层电子数为15，W、Y同主族，简单氢化物的沸点：Y＞W，则W为C，Y为Si，Z为Cl，X为Na，以此分析；
【分析】A．电子层越多，简单微粒半径越大，半径Na＞C，A正确；
B．SiCl4属于共价型化合物，B正确；
C．熔点Na＜Si，C正确；
D．Y的最高价含氧酸为H2SiO3属于强酸，Z的最高价含氧酸为HClO4属于强酸，D错误；
故答案为：D。
【点睛】
3．下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A．Na2O2与水反应，Na2O2是还原剂，H2O是氧化剂
B．新切开的金属钠暴露在空气中，迅速变暗是因为：
C．Na2O2中阴、阳离子的个数比是1：1
D．将一小块钠投入盛有硫酸铁溶液的烧杯中，既有气体产生又有红褐色沉淀生成
【答案】D
【详解】A．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应中氧元素的化合价即升高被氧化又降低被还原，过氧化钠即是反应的氧化剂又是还原剂，水即不是反应的氧化剂也不是还原剂，故A错误；
B．新切开的金属钠暴露在空气中，迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成氧化钠，反应的化学方程式为4Na+O2-2Na2O，故B错误；
C．过氧化钠是由钠离子和过氧根离子形成的离子化合物，化合物中阴、阳离子的个数比是1：2，故C错误；
D．将一小块钠投入盛有硫酸铁溶液的烧杯中，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应生成的氢氧化钠与硫酸铁溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和硫酸钠，所以反应中既有气体产生又有红褐色沉淀生成，故D正确；
故选D。
4．科学家用轰击(锫)生成和，就是科学家一直寻找的第117号元素。下列关于、、和的说法中错误的是
A．、、和属于三种元素 B．和互为同位素
C．117号元素的相对原子质量为293.5 D．、表示两种核素
【答案】C
【详解】A．A．质子数决定元素种类，故、、和有三种质子数，故属于三种元素，A正确；
B．和质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；
C．和的存在比例不明确，不能计算元素的相对原子质量，C错误；
D．、二者质子数不同，表示两种核素，D正确；
故选C。
5．锂电池的用途非常广泛。一种用于锂电池电解液的锂盐的结构如图所示，其中a、b、c、d为相邻两个短周期的元素，a原子的核外电子数是c的两倍；b、c、d位于同一周期。下列说法正确的是
A．简单离子半径：b>c>d>a B．d的最高化合价为+7价
C．c、d两元素之间不能形成化合物 D．b的最高价氧化物对应的水化物为强酸
【答案】D
【分析】化合物中a可形成6个共价键，c可形成2个共价键，a原子的电子数为c原子的两倍，则a为S，c为O，b、c、d位于同一周期，可知均为第二周期元素，d只形成1个共价键，d为F；b形成2个共价键且得到1个电子，b为N，由上述分析可知：a为S、b为N、c为O、d为F元素；
【详解】A．简单离子半径：S2->N3->O2->F-，A错误；
B．F元素没有正价，B错误；
C．O和F可以形成化合物，如OF2，C错误；
D．N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸，是强酸，D正确；
故选D。
6．下列关于C60和金刚石的说法错误的是
A．C60与金刚石互为同素异形体
B．C60与金刚石之间可以相互转化
C．C60为化合物
D．C60和金刚石在氧气中充分燃烧后均生成二氧化碳
【答案】C
【详解】A．金刚石和C60是相同元素组成，不同形态的单质互为同素异形体，A正确；
B．金刚石和C60是相同元素组成，均为碳单质，可以相互转化，B正确；
C．C60为单质，C错误；
D．两者均为碳单质，在氧气中燃烧后都生成二氧化碳，D正确；
故选C。
7．下列化学用语或图示表达正确的是
A．金刚石的晶体结构：
B．基态溴原子电子占据最高能级的电子云轮廓图：
C． 的空间填充模型：
D． 的电子式：
【答案】A
【详解】A．金刚石的晶胞中一个碳原子与其他四个碳原子构成正四面体，选项A正确；
B．基态溴原子电子占据的最高能级是p能级，电子云轮廓图是哑铃形，选项B错误；
C．的空间结构是正四面体，不是平面结构，选项C错误；
D．的电子式中碳原子周围是6个电子，选项D错误；
答案选A。
8．下列化学用语正确的是
A．NaHSO4在水中电离：
B．用电子式表示H2O的形成过程：
C．铁原子的原子结构示意图：
D．空间填充模型可表示CH4分子，也可表示CCl4分子
【答案】C
【详解】A．NaHSO4在水中电离：，A错误；
B．H2O为共价化合物，没有电子的得失，不能用箭头表示电子转移的方向，故用电子式表示H2O的形成过程为，B错误；
C．铁原子的原子结构示意图为，C正确；
D．甲烷分子或四氯化碳分子均为正四面体形，但原子半径为Cl>C>H，因此不能表示CCl4分子，D错误；
故选C。
9．A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种常见短周期主族元素，其中A、B、C、D四种元素的原子序数之和为E元素原子序数的2倍。E是短周期中原子半径最大的元素。A、B、C、D四种元素形成的化合物[CA4]+[BD4]－有多种用途，可用来合成纳米管，还可作杀虫剂、催化剂、阻燃剂等，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．元素A、C能形成含有非极性键的18电子化合物
B．最简单氢化物的稳定性：C>D
C．元素D、E形成的化合物为共价化合物
D．化合物[CA4]+[BD4]－中各原子均满足8电子稳定结构
【答案】A
【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种常见的短周期主族元素，E是短周期中原子半径最大的元素，E为Na；A、B、C、D四种元素的原子序数之和11×2=22，由化合物[CA4]+[BD4]-的结构可知，A、D只形成1个共价键，A为H、D为F；结合原子序数及形成的离子可知B为B，C为N，符合1+5+7+9=22，以此来解答。
【详解】由上述分析可知，A为H、B为B、C为N、D为F、E为Na；
A．元素A、C能形成含有非极性键的18电子化合物为N2H4，故A正确；
B．非金属性F大于N，则最简单氢化物的稳定性：C＜D，故B错误；
C．元素D、E形成的化合物为NaF，NaF为离子化合物，故C错误；
D．化合物[CA4]+[BD4]-中H、B原子不满足8电子稳定结构，故D错误。
答案选A。
10．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
【答案】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。
11．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
【答案】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。
12．1919年，卢瑟福在卡文迪许实验室用粒子轰击氮原子核时，发现了质子，该核反应可表示为。下列说法错误的是
A．X的质子数为8
B．和的中子数之比为
C．与氘、氚互为同位素
D．自然界中存在的核素都含有中子
【答案】D
【详解】A．，根据守恒，可知X的质子数为8，质量数为17，A正确；
B．中子数=质量数-质子数，含和的中子数之比为7:2，B正确；
C．与氘 、氚含有的质子数相同、中子数不同的同种元素是不同种原子，互为同位素，C正确；
D．自然界中存在的核素大多含有中子，但只有质子不含中子，D错误；
故答案选D。
13．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
【答案】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。
二、多选题
14．氧化锌是一种常用的化学添加剂，以钢铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、、等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下：

下列说法错误的是
A．浸取过程中ZnO转变为的离子方程式为
B．过滤1所得滤液中大量存在的离子有、、
C．蒸出物用水吸收后可返回至浸取单元循环使用
D．浸取和蒸氨的操作均应在较高温度下进行
【答案】BD
【分析】浸取时，ZnO、CuO转化为、，、不反应，滤液1中含有、、NH4HCO3、 NH3 H2O，加入Zn粉时，发生反应，从而实现去除杂质，滤液2中主要含、NH4HCO3、 NH3 H2O，经过蒸氨沉锌操作获得沉淀Zn2(OH)2CO3，最后煅烧获得ZnO。
【详解】A．浸取过程中ZnO转变为，结合加入物质可得出离子反应方程式，进行配平即可得到，Ａ正确；
Ｂ．CuO会发生和ZnO类似的反应，转化为，故过滤1所得滤液中不会大量存在，Ｂ错误；
Ｃ．蒸氨所得蒸出物为NH3，用水吸收后得到氨水，可返回至浸取单元循环使用，C正确；
Ｄ．浸取时温度不宜过高，因为温度过高氨水易挥发，不利于形成、，同时Zn2+、Cu2+水解程度增大，导致ZnO、CuO浸出率下降，D错误；
故选BD。
三、非选择题
15．宏微结合是研究化学的重要方法，从微观的角度了解物质及其变化，有助于更好地认识物质的组成和变化的本质。下表为部分元素的原子结构示意图：
元素名称 氢 氧 氟 氖 钠 硫 氯
原子结构示意图
(1)表中硫元素的核电荷数x= 。
(2)离子与氖原子的核外电子排布相同，则R元素为 元素(填元素名称)。写出离子的电子式 。
(3)一个水分子中所含电子总数为 ，请再例举一个和水分子所含电子数相同且含有氧元素的微粒 (用化学式表示，下同)。
(4)推测上述元素中化学性质相似的两种元素是 和 ，你推测的原因是 。
(5)如图是稀硫酸与甲溶液发生复分解反应的微观模型，请写出一种符合图示的a微粒的符号： 。
【答案】(1)16
(2) Al Al3+
(3) 10 OH-或H3O+
(4) O或F S或Cl 最外层电子数相同
(5)或
【详解】（1）硫是16号元素，表中硫元素的核电荷数x=16；
（2）氖原子核外电子有10个，R元素的原子失去3个电子形成的阳离子R3+的核外电子数为10，则R元素的原子的电子总数为10+3=13，则R元素为Al元素；阳离子的电子式即为其离子符号，故铝离子的电子式为Al3+；
（3）一个H2O分子中所含电子总数为2+8=10；和水分子所含电子数相同且含有氧元素的微粒OH-或H3O+；
（4）由于O和S(或F和Cl)的最外层电子数相同，故两种元素的化学性质相同；
（5）该微观模型表示的是Ba2+和反应生成BaSO4沉淀，a是阴离子且不与H+反应，可以为或。
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
【答案】(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．如图是元素周期表的一部分，A～J代表对应的元素，回答下列问题：
(1)F的元素符号为 ，元素C在周期表中的位置为 。
(2)A、D和E三种元素的离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)图中对应元素最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是 (填化学式)。
(4)A、B和J三种元素形成常见化合物所含化学键的类型是 。
(5)下列说法错误的是 (填标号)。
a．单质的熔点：
b．简单氢化物的沸点：
c．氧化物对应水化物的酸性：
(6)元素F的单质与元素E的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为 。
【答案】(1) Al 第二周期，第ⅥA族
(2)
(3)
(4)共价键(极性共价键)、离子键
(5)c
(6)
【分析】由表知，A～J代表对应的元素分别为氢、氮、氧、氟、钠、铝、硅、磷、硫和氯；
【详解】（1）由元素周期表可知，F的元素符号为Al；元素C为氧，在周期表中的位置为第二周期，第ⅥA族。
（2）A、D和E三种元素的离子分别是，同主族时电子层越多离子半径越大；具有相同电子排布的原子序数大的离子半径小，则半径由大到小的顺序是。
（3）元素的金属性越强，最高价氧化物水化物的碱性越强，故碱性最强的是。
（4）A、B和J三种元素形成常见化合物，所含化学键的类型是共价键(极性共价键)、离子键。
（5）a．硅熔点相当高，钠的熔点低于100°C，则单质的熔点：，a项正确；
b．分子间含有氢键，简单氢化物的沸点：，b项正确；
c．最高价氧化物对应水化物的酸性：，c项错误。
选c。
（6）Al与溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，离子方程式为
18．根据如图某牙膏商标上的部分文字，用化学用语填空。
品名：××牙膏 成分：硝酸钾、磷酸钠、氢氧化铝……
(1)6个硝酸根离子 。
(2)标出磷酸钠()中磷元素的化合价 。
(3)氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠()和水，该反应的化学方程式为 。
(4)图中物质可作复合肥的是 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)硝酸钾
【详解】（1）一个硝酸根离子带一个单位负电荷，表示微粒个数的数字写在微粒的前方，6个硝酸根离子为：；
（2）磷酸钠()中Na的化合价为+1，O的化合价为-2，根据化合价代数和为0，可算得P的化合价为+5，表示为；
（3）氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠()和水，对应的化学方程式为：；
（4）硝酸钾中含有钾元素和磷元素，属于复合肥；磷酸钠中只含有磷元素，属于磷肥；氢氧化铝不可作为化肥使用。
试卷第1页，共3页
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