专题5 微观结构与物质的多样性 章末自测题 2023-2024学年高一化学苏教版(2019)必修1
一、选择题
1.下列含有共价键的离子化合物是( )
A.NaCl B.MgCl2 C.HCl D.NaOH
2.“21世纪是钛的世纪”,钛是一种性能非常优越的金属,在能源、航天、医疗等方面有重要应用。已知钛原子序数为22,位于第四周期,最外层有2个电子。则其次外层电子数为( )
A.2 B.8 C.10 D.18
3.含有非极性键的离子化合物是( )
A. B. C. D.KOH
4.下列每组中的两种物质之间的关系为同素异形体的一组是( )
A.氧气和液氧 B. 和
C.C60和金刚石 D.HClO和HClO3
5.原子是一种很小的微粒。钠原子半径为 ,则a等于( )
A.9 B.10 C.11 D.12
6.下列说法正确的是 ( )
①共价键的特征是具有饱和性和方向性
②共价化合物中一定含共价键,一定不含离子键
③H2O的非直线结构是由共价键的饱和性决定的
④分子中不一定存在共价键
⑤烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的σ键比烯烃中的σ键稳定
A.①②④ B.①⑤ C.②③④ D.①③⑤
7.下列各组物质的性质比较正确的是( )
A.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4
B.碱性:Ba(OH)2<Ca(OH)2<Mg(OH)2
C.还原性:Cl﹣>Br>I﹣
D.稳定性:CH4>NH3>H2O
8.下列说法正确的是( )
A.Na+的离子半径比O2-大 B.F的非金属性比S强
C.Be(OH)2的碱性比Mg(OH)2强 D.NH4Cl不含离子键,只含共价键
9.2022年我国科学家首次在月球上发现一种硅酸盐矿物,该物质含有X、Y、Z、W、E五种主族元素,原子序数依次增大且均不大于20,X、W为非金属元素,Y、Z、E为金属元素,Y的最高正化合价为,Z和E同族。下列说法错误的是
A.原子半径:
B.X和Y可形成含有非极性键的离子化合物
C.Y、Z、E的最高价氧化物对应的水化物均为强碱
D.简单气态氢化物稳定性:
10.下列说法正确的是( )
A.离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B.NH4NO3晶体中含共价键,是共价化合物
C.H2O2、N2H4分子中只含有极性共价键
D.某化合物熔融状态能导电,可以证明该化合物内一定存在离子键
11.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构。则下列有关说法中错误的是( )
A.NH5中既有离子键又有共价键
B.NH5的熔、沸点高于NH3
C.1 mol NH5中含有5 mol N-H键
D.NH5固体投入少量水中,可产生两种气体
12.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,Y元素的某种单质在自然界中硬度最大,Z是地壳中含量最高的元素,四种元素原子最外层电子数之和为12。A、B、C、D、E是由其中的2种或3种元素组成的化合物,F是由Z元素形成的单质。已知:,。常温下,溶液的pH为13。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.溶液与盐酸充分反应后,溶液显酸性
C.
D.E中所含的化学键类型不同D.用上述两个反应制备等量的F,转移电子数相等
二、非选择题
13.某研究性学习小组同学试图用如图装置(气密性好)研究与的反应。
实验步骤:
①将一定量浓盐酸滴在粉末上,立即产生黄绿色气体。
②待黄绿色气体均匀充满集气瓶时,关闭止水夹。
③再向钠粒滴2滴水,片刻后钠燃烧,产生白烟,白色固体附着在集气瓶内壁上。
回答下列问题:
(1)步骤①,仪器a的名称是 ,黄绿色气体是 ,的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)步骤③向钠滴水时发生反应的化学方程式为 。
(3)钠能够燃烧的原因是 ,生成的白色固体的电子式为 。
(4)右侧烧杯中溶液是为了吸收未反应的试剂X可以选用的是 。
A.浓溶液 B.浓硫酸 C.澄清石灰水 D.饱和食盐水
此时烧杯中发生反应的离子方程式为: 。
14.有A、B、C、D、E、F七种元素,试按如下所给的条件推断:
①A、B、C是同一周期的金属元素,已知原子核外有3个电子层,A的原子半径在所属周期中最大,且原子半径:A>B>C;
②D、E是非金属元素,它们与氢化合可生成气态氢化物HD和H2E,室温下,D的单质是黄绿气体,E的单质是淡黄色固体;
③F是非金属性最强的元素
(1)A在加热条件下生成的氧化物的电子式为 ,含有的化学键类型有 ,D在元素周期表的位置是 。
(2)用电子式表示B、D元素形成的化合物的形成过程: 。
(3)比较D和E的氢化物稳定性强弱: (填化学式)。D、E、F简单离子半径由大到小为 (填离子符号)。
(4)C的最高价氧化物对于的水化物的化学式为 ;和A的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 。
15.X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如下图所示变化:
已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个。
请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是 ;X、Y原子半径的大小:X Y(填“>”、“<”或“=”)
(2)X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源(KOH溶液作电解质溶液),两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电,则正极通入 (填物质名称);负极电极反应式为 。
(3)C在一定条件下反应生成A的化学方程式是 。
(4)已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应,△H<0.将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中,在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。下列说法中,正确的是 (填写下列各项的序号)。
a.达到化学平衡的过程中,混合气体平均相对分子质量减小
b.反应过程中,Y的单质的体积分数始终为50%
c.达到化学平衡时,Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1:1
d. 达到化学平衡时,正反应速率与逆反应速率相等
16.A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。
元素 原子结构(基态)等
A 宇宙中含量最多的元素
B 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素
C 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素
D 原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对
E 前四周期元素中未成对电子数最多
(1)写出下列元素的元素符号:A ;E 。
(2)B元素在周期表中的位置为 ,属于周期表的 区。
(3)E元素基态原子的电子排布式: 。
(4)B,C,D三种元素的电负性: > > (填元素符号)。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.NaCl是离子化合物,Na+与Cl-之间以离子键结合,不存在共价键,A不符合题意;
B.MgCl2是离子化合物,Mg2+与Cl-之间以离子键结合,不存在共价键,B不符合题意;
C.HCl是共价化合物,H原子与Cl原子之间以极性共价键H-Cl结合,无离子键,C不符合题意;
D.NaOH是离子化合物,Na+与OH-之间以离子键结合,在OH-中H、O原子之间以极性共价键H-O结合,是含有共价键的离子化合物,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 NaCl、MgCl2只含离子键,HCl只含共价键,NaOH中Na+与OH-之间以离子键结合,OH-中含有O-H共价键。
2.【答案】C
【解析】【解答】总共22个电子,K层2个、L层8个、N层2个,则M层22-2-8-2=10。故C符合题意
故答案为:C。
【分析】根据核外电子排布即可计算出次外层电子数
3.【答案】C
【解析】【解答】A、 为共价化合物,只含共价键,故A不符合题意;
B、 为离子化合物,只含离子键,故B不符合题意;
C、 为离子化合物,含有O-O非极性键,故C符合题意;
D、KOH为离子化合物,含有O-H极性键,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、 为共价化合物;
B、 只含离子键;
C、 为离子化合物,含有O-O键;
D、KOH为离子化合物,含有O-H键。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.氧气和液氧是O2的两种不同状态,属于同一种物质,A不合题意;
B. 和 中,前者为Na,后者为Na+,是同一元素的两种不同微粒,B不合题意;
C.C60和金刚石是由碳元素组成的两种不同单质,互为同素异形体,C符合题意;
D.HClO和HClO3是氯元素组成的两种不同的含氧酸,D不合题意;
故答案为:C。
【分析】A.物质的存在形式有气、液、固;
B.同种元素可以形成多种微粒;
C.由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体,互为同素异形体的物质要符合以下两个条件:同种元素形成,不同单质,据此进行分析判断;
D.HClO和HClO3是氯元素组成的两种不同化合物。
5.【答案】B
【解析】【解答】原子半径的数量级是10-10m,
故答案为:B。
【分析】考查的是原子半径的数量级
6.【答案】A
【解析】【解答】①共价键的特征是具有饱和性和方向性 ,①符合题意;
②含有离子键化合物为离子化合物,共价化合物中一定含共价键,一定不含离子键,②符合题意;
③H2O的非直线结构是由共价键的方向性决定的,③不符合题意;
④分子中不一定存在共价键,分子中不存在任何化学键,④符合题意;
⑤烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烯烃中含有的π键易断裂,σ键较稳定,烯烃比烷烃的化学性质活泼,⑤不符合题意;
故答案为 A
【分析】①共价键的特征是具有饱和性和方向性;
②含有离子键化合物为离子化合物,共价化合物中一定含共价键,一定不含离子键;
③H2O的非直线结构是由共价键的方向性决定的;
④分子中不一定存在共价键,分子中不存在任何化学键;
⑤烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烯烃中含有的π键易断裂,σ键较稳定,烯烃比烷烃的化学性质活泼。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,则性:HClO4>H2SO4>H3PO4,故A符合题意;
B.金属性越强,对应碱的碱性越强,则碱性:Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2,故B不符合题意;
C.非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,则还原性为Cl-<Br-<I-,故C不符合题意;
D.非金属性越强,其氢化物稳定性越强,则稳定性:H2O>NH3>CH4,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、最高价氧化物对应水化物的酸性即比较非金属性;
B、最高价氧化物对应水化物的碱性即比较金属性;
C、还原性即比较金属性;
D、氢化物的稳定性即比较非金属性。
8.【答案】B
【解析】【解答】A. Na+、O2-的核外电子排布相同,核电荷数越大的,离子半径越小,则Na+的离子半径比O2-小,故A不符合题意;
B. 同周期元素从左至右,非金属性逐渐增强,同主族元素从上至下,非金属性逐渐减弱,则F的非金属性比S强,故B符合题意;
C. 金属元素的金属性越强,其对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性:Be<Mg,则Be(OH)2的碱性比Mg(OH)2弱,故C不符合题意;
D. NH4Cl中铵根离子与氯离子之间形成离子键,铵根离子中N原子与H原子间形成共价键,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 A.电子层越多离子半径越小,电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小;
B.同周期元素从左向右非金属性增强,同主族元素从上向下非金属性减弱;
C.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;
D.NH4Cl既含离子键,又含共价键。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.根据原子半径大小的比较,Na、Mg、Ca的半径大小为:,A不符合题意;
B.O和Na能形成含有非极性键的离子化合物,B不符合题意;
C.Na、Mg、Ca的最高价氧化物的水化物中,和为强碱,为中强碱,C符合题意;
D.因为O的非金属性强于Si,所以氢化物的稳定性,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据层多径大,相同电子数,核电荷数多半径小分析;
B.依据的电子式分析;
C.金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强;
D.非金属性越强,其简单氢化物越稳定。
10.【答案】D
【解析】【解答】A. 离子键就是使阴阳离子结合成化合物的静电作用,静电作用包含吸引力和排斥力,故A错误;
B. NH4NO3 晶体中含共价键和离子键,是离子化合物,而不是共价化合物,故B错误;
C. H2O2中含氧氧非极性键, N2H4 分子中含有氮氮非极性键,而不是只含极性共价键,故C错误;
D. 熔融状态下能导电的化合物中一定含有自由移动的离子,所以该化合物中一定含有离子键,故D正确;
故选D。
【分析】A. 静电作用包含吸引力和排斥力;
B. 含离子键的化合物是离子化合物;
C. 同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键;
D. 熔融状态下能导电的化合物中一定含有自由移动的离子。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.NH5中所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构,则NH5为NH4H,为离子化合物,既含有离子键又含有共价键,A不符合题意;
B.常温下NH5为固体而NH3为气体,显然NH5熔、沸点高于NH3,B不符合题意;
C.1 mol NH4H中含有4 mol,N-H键,C符合题意;
D.NH4H与水反应能产生氢气和氨气,D不符合题意。
【分析】 固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构 ,说明NH5是由NH4+和H- 构成的离子化合物,应具有离子晶体的性质沸点高于分子晶体。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,原子半径:W>Y>Z>X,A不符合题意;
B.溶液与盐酸充分反应后恰好生成碳酸氢钠和氯化钠,溶液显弱碱性,B不符合题意;
C.D、E中所含的化学键类型相同,均含有离子键和共价键,C不符合题意;
D.用上述两个反应制备等量的氧气,氧元素化合价均是从-1价升高到0价,转移电子数相等,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】首先根据题目信息判断出元素, Y元素的某种单质在自然界中硬度最大 ,为金刚石,所以Y为C, Z是地壳中含量最高的元素 ,Z为O,常温下D为强碱,有根据上述转化都可得到氧气,所以D为氢氧化钠,所以X为H,W为钠,验证四个元素最外层电子之和为12,上述反应为过氧化钠与水反应和过氧化钠与二氧化碳反应。
13.【答案】(1)分液漏斗;Cl2;氧化剂
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)Na与水反应放热,达到Na在Cl2中燃烧的着火点,从而引起钠的燃烧;
(4)A;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解析】【解答】(1) 仪器a的名称是:分液漏斗;浓盐酸和氯酸钾反应生成氯气,黄绿色气体是Cl2;反应中 里的Cl从+5价降低到0价,是作氧化剂;
(2) 钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
(3) Na与水反应放热,可以达到燃烧的着火点,生成NaCl,电子式为 ;
(4) Cl2和碱反应生成Cl-和ClO-,而澄清石灰水氢氧化钙溶解少,对氯气吸收不完全,试剂X要选用 浓溶液 ;反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
【分析】将一定量浓盐酸滴在KClO3粉末上,立即产生黄绿色气体,反应生成了氯气,钠和水的反应是放热反应,达到着火点能燃烧;多余的氯气通入到氢氧化钠溶液中进行尾气处理,NaCl电子式为 解答即可。
14.【答案】(1);离子键和共价键;第三周期第ⅦA族
(2)
(3)HCl>H2S;S2->Cl->F-
(4)Al(OH)3;Al(OH)3+OH-= +2H2O
【解析】【解答】(1) A在加热条件下生成的氧化物是Na2O2,电子式为: ;含有的化学键类型:离子键和共价键;D是Cl元素,在元素周期表的位置是:第三周期第ⅦA族;
(2) B、D元素形成的化合物是MgCl2,用电子式表示形成过程: ;
(3) D、E分别为Cl、S,同周期从左到右,非金属性增强,则Cl>S,氢化物稳定性越稳定,故HCl>H2S;同周期的简单离子半径随原子序数的增大而减小,随电子层数大的离子半径大,即:S2->Cl->F-,故答案为:HCl>H2S;S2->Cl->F-;
(4) C是Al,其最高价氧化物对于的水化物的化学式为:Al(OH)3;A的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,两者反应的化学方程式为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,离子方程式为:Al(OH)3+OH-= +2H2O
【分析】①A、B、C是同一周期的金属元素,已知原子核外有3个电子层,即处于第三周期,A的原子半径在所属周期中最大且原子半径A>B>C,可推知A为Na,B为Mg,C为Al;
②D、E是非金属元素,它们与氢化合可生成气态氢化物HD和H2E,D、E分别表现-1、-2价,室温下,D的单质是黄绿气体,E的单质是淡黄色固体,则D为Cl元素,E为S元素;
③F是非金属性最强的元素,周期表中最右上角的元素非金属最强,即F是F元素;故A、B、C、D、E、F分别为:Na、Mg、Al、Cl、S、F。
15.【答案】(1)第2周期,VA族;<
(2)氧气;H2+2OH-=2H2O+2e-
(3)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(4)b d
【解析】【解答】(1)Y为N元素,质子数为7,氧原子有2个电子层,最外层电子数为5,位于第二周期VA族,X为O元素,则X、Y原子半径的大小:X<Y;
(2)氢气、氧气、KOH溶液构成新型的化学电源,正极发生还原反应,氧气在正极通入,负极发生氧化反应,氢气在负极失去电子,碱性条件下生成水,负极电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O;
(3)氨气发生催化氧化生成NO,反应方程式为: 4NH3+5O2 4NO+6H2O;
(4)氢气的单质与氮气的单质生成氨气的反应是可逆反应,△H<0,二者等物质的量混合,
a.混合气体总质量不变,总的物质的量减小,达到化学平衡的过程中,混合气体平均相对分子质量增大,故a错误;
b.反应过程中氮气体积分数为 =50%,故b正确;
c.氮气与氢气开始物质的量相等,二者按1:3反应,到达平衡时氮气与氢气的物质的量之比大于1:1,故c错误;
d.正反应速率与逆反应速率相等,可逆反应处于平衡状态,故d正确。
【分析】(1)根据元素周期表结构确定元素的位置,同一周期的元素,从左到右原子半经逐渐减小;
(2)氢和氧碱性燃料电池,燃料为氢气,在负极反应,氧气在正极反应;
(3)氨气催化氧化生成NO;
(4)a.该反应是总的物质的量减小的反应,所以平均相对分子质量增大;
b.根据三段式计算;
c.注意反应过程中的系数关系;
d.达到化学平衡状态,正逆反应速率相等。
16.【答案】(1)H;
(2)第二周期ⅥA族;p
(3)
(4)O;;K
【解析】【解答】A为H是宇宙中含量最多的元素;B为O元素;C为Mg元素;D为K元素;E为第四周期元素,外围电子排布为ndxnsy,且能级处于半满稳定状态时,含有的未成对电子数最多,即外围电子排布为3d54s1为Cr元素,据此分析解题。
(1)根据分析可知, A为H元素;E为Cr元素;
(2)B为O元素,B元素在周期表中的位置为第二周期ⅥA族,核外电子排布式为:1s2s22p6属于周期表的p区;
(3)E为Gr元素,为第24号元素,E元素基态原子的电子排布式:
;
(4)B、C、D三种元素分别为O、Mg、K,非金属性越强电负性越强,三种元素的电负性为:O>Mg>K。
【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,A是宇宙中含量最多的元素,则A为H元素;B原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,而C原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数也相等,其核外电子排布为1s22s22p4、1s22s22p63s2,B第一电离能都低于同周期相邻元素,C的第一电离能都高于同周期相邻元素,故B为O元素、C为Mg;前四周期元素中E原子未成对电子数最多,其外围电子排布式为3d54s1,故E为Cr;D原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对,而D的原子序数小于Cr,故D原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,则D为K。
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