2025人教版高中化学必修第一册同步练习题--第四章　物质结构　元素周期律拔高练（含解析）

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2025人教版高中化学必修第一册
综合拔高练
五年高考练
考点1　原子结构与核素、同位素
1.(2021天津,3)核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘H)是核聚变反应的主要原料,下列有关叙述正确的是(　　)
AH的中子数为2
BH的核电荷数为1
CH是自然界中最轻的原子
DH是氢元素的一种同素异形体
2.(2022山东,3O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
Y。下列说法正确的是 (　　)
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
CO可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在O2分子是因其化学键不稳定
考点2　化学用语
3.(2024浙江1月选考,3改编)下列表示不正确的是 (　　)
A.中子数为10的氧原子O
B.HClO的电子式:
C.用电子式表示KCl的形成过程:
D.NaCl的电子式为
4.(2023江苏,2改编)反应NH4Cl+NaNO2 NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是(　　)
A.N的电子式为
B.N中N元素的化合价为+5
C.N2分子中存在键　　　　　
D.H2O的分子结构模型:
5.(高考组编)下列化学用语表示正确的是(　　)
A.中子数为18的氯原子Cl
B.NPO的电子式为
C.过氧化钠的电子式:
D.HCl的形成过程:
考点3　元素周期表和元素周期律的应用
6.(2023天津,5改编)下列比较C和Si非金属性的方法,错误的是 (　　)
A.单质氧化性
B.最高价氧化物的熔点
C.简单氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性
7.(2023全国乙,10)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是 (　　)
A.X的常见化合价有-1、-2
B.原子半径大小为Y>X>W
C.YX的水合物具有两性
D.W单质只有4种同素异形体
8.(2023全国甲,11)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:X>W
B.简单氢化物的沸点:XC.Y与X可形成离子化合物
D.Z的最高价含氧酸是弱酸
9.(2022广东,7)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示;戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是　 (　　)
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
10.(2021浙江1月选考,16改编)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素 相关信息
X 最外层电子数是核外电子总数的一半
Y 最高化合价和最低化合价之和为零
Z 最外层电子数与最内层电子数之和等于次外层电子数
Q 同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是 (　　)
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子中只含极性共价键
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
11.(2022湖南,5)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.非金属性:Y>X>W
C.Z的单质具有较强的还原性
D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
12.(2023重庆,13)化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子质量相差7,1 mol X3Y7WR含40 mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:W>R
B.非金属性:X>R
C.Y和Z互为同素异形体
D.常温常压下X和W的单质均为固体
考点4　化学键类型的判断
13.(2023浙江1月选考,10改编)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。X的L层上电子数不少于K层,Y最外层电子数是次外层电子数的两倍,M是地壳中含量最多的元素,Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是 (　　)
A.非金属性:Z>X
B.最高正价:ZC.Q与M的化合物中可能含有非极性共价键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
14.(2021全国甲,11)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是 (　　)
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.W与X只能形成一种化合物
C.Y的氧化物为碱性氧化物,不与强碱反应
D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
三年模拟练
应用实践
1.(2024安徽安庆期末统考)同济大学材料科学与工程学院许维教授团队首次成功合成了分别由10个或14个碳原子组成的环形纯碳分子材料。下列有关说法正确的是 (　　)
A.C10和C14互为同位素
B.中子数为8的碳原子C
C.C10和C14为新型共价化合物
D.C10燃烧生成的CO2的电子式为
2.(2024河北保定期末)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,所得推测不合理的是 (　　)
选项 事实 推测
A Ca(OH)2为中强碱、Ba(OH)2为强碱 氢氧化锶Sr(OH)2是强碱
B Na与Cl形成离子键,Al与Cl形成共价键 Si与Cl形成共价键
C HCl在1 500 ℃时分解,HI在300 ℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
D 随核电荷数递增,第ⅠA族元素(除H外)单质的沸点逐渐降低 随核电荷数递增,第ⅦA族元素单质的沸点逐渐降低
3.(2024山东威海期末)某同学根据元素的原子结构特点,将前18号元素排列成如图所示的蜗牛形状,图中每个点代表一种元素。下列说法中正确的是 (　　)
A.a和e元素均属于第ⅣA族元素
B.原子核对最外层电子的吸引力:b>a>d>c
C.非金属性:b>a>e>f
D.原子半径:e>f>b>c
4.(经典题)(2024湖南部分学校期中)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Y最外层电子数等于最内层电子数的3倍,且其常见单质在常温常压下为气体,X、Y、Z的次外层电子数之和为Z的最外层电子数的6倍,W的一种核素可用于考古。下列说法正确的是 (　　)
A.W的简单氢化物比X的简单氢化物稳定
B.简单离子半径的大小:r(X)>r(Y)>r(Z)
C.简单氢化物的沸点:X>Y
D.Y元素的最高正价与最低负价之和为4
5.(2024山东烟台期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大。M、N、P是由这些元素组成的二元化合物,r、s、q是其中三种元素对应的单质,M与r均为淡黄色固体,W、X、Y位于不同周期。上述物质转化关系如图所示(部分生成物略),下列说法错误的是(　　)
A.高温下,3 mol Fe与足量N反应转移电子数为8NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
B.非金属性:X>Y
C.X、Y、W形成的化合物为强碱
D.X、Y、Z形成的化合物为电解质
6.如图是一种四面体“金字塔”魔方。若魔方的四个面分别代表短周期中原子序数依次增大的四种元素W、X、Y、Z,且每个顶点代表由三个面的元素形成的一种化合物。其中W、Z分别是短周期主族元素中原子半径最小和最大的元素,X的氢化物与其最高价氧化物的水化物能反应生成盐,Y的最外层电子数是其电子层数的3倍。下列说法错误的是(　　)
A.X、Y的简单氢化物的沸点:XB.X、Y、Z的原子半径大小顺序:YC.Z2Y2和W2Y能发生化学反应
D.四种化合物中只有酸和碱,没有盐类物质
7.(2023辽宁东北育才学校期末)短周期元素W、X、Z、Y、N原子序数依次增大,W与Y原子最外层电子数之和等于X原子最外层电子数,五种元素能组成如图所示物质,下列说法正确的是 (　　)
Z+
A.原子半径:WB.含氧酸酸性:N>Y
C.Z、N都能与X形成具有漂白性的物质,且漂白原理相似
D.该化合物中所有原子都满足最外层8e-结构
8.(2024四川内江期末)几种主族元素在周期表中的位置如下:
　族 周期　 ⅠA 0
1 ④ ⅡA …… ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 …… ⑤ ⑥
3 ① …… ③ ⑦
4 ② …… ⑧
根据上表回答下列问题:
(1)⑥的单质的结构式为　　　　;②与⑦两种元素离子半径由大到小的顺序是　　　　(用离子符号表示)。
(2)将③的单质加入到①的最高价氧化物对应的水化物的溶液中,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)①在氧气中燃烧所得产物的电子式为　　　　　,该产物中化学键类型有　　　　(填“离子键”“极性键”或“非极性键”)。
(4)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍,该元素在周期表中的位置是　　　　　　　　。
(5)元素⑦与⑧非金属性更强的是　　　　(填元素符号),下列表述中能证明这一事实的是　　　　(填字母,下同)。
A.该元素的氢化物比另一元素的氢化物稳定
B.该元素的单质能从另一元素的钾盐溶液中置换出另一元素的单质
C.该元素的单质沸点比另一元素的单质沸点低
迁移创新
9.(2024山西大学附中月考)W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有两种金属元素,三种非金属元素的原子序数之和为15,两种金属元素的原子序数之和比三种非金属元素的原子序数之和大10。ZaMb(YW)c(XY3)d·xW2Y常用作塑料阻燃剂,为确定其组成,进行如下实验:
Ⅰ.准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成标准状况下气体0.025 mol。该气体无色无味,且能使澄清的石灰水变浑浊。
Ⅱ.另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水,600 ℃以上残留的固体为金属氧化物的混合物)。下列说法正确的是 (　　)
A.W、X、Y的单质均存在同素异形体
B.X元素的最高价氧化物对应水化物为强酸
C.600 ℃以上残留的固体为Z2Y3和M2Y3
D.3.390 g样品中氢氧根离子的物质的量约为0.015 mol
答案与分层梯度式解析
五年高考练
1.B 2.B 3.D 4.C 5.C 6.B 7.A 8.C
9.C 10.B 11.C 12.A 13.B 14.D
1.BH的中子数为2-1=1,核电荷数=质子数=1,A错误、B正确;自然界中最轻的原子是H,不是H,C错误H是氢元素的一种核素,D错误。
2.B　X为He,Y为He,二者互为同位素,B正确;X的中子数为6-2=4,A错误O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在,无法用作示踪原子O2也无法在自然界中存在,C、D错误。
易错分析　题中涉及的反应属于核反应,不属于化学反应;不要与化学反应类型等混为一谈。
3.D　氯化钠是离子化合物,其电子式是,D错误。
4.C　N的电子式为,A错误;N中N元素的化合价为+3价,B错误;由N2的电子式中含有3个共用电子对,可知其分子中存在键,C正确;H2O的空间构型为V形,其分子结构模型应为,D错误。
5.C　质量数=质子数+中子数,质量数标注于元素符号左上角,质子数标注于左下角,中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35,应表示为Cl,A错误;NPO的电子式为,B错误;过氧化钠为离子化合物,含离子键和非极性共价键,其电子式为,C正确;HCl是共价化合物,其形成过程应为,D错误。
6.B　一般来说,单质的氧化性越强,对应元素的非金属性越强,A正确;氧化物的熔点属于物理性质,不能用于比较对应元素的非金属性,B错误;简单氢化物越稳定,元素非金属性越强,C正确;元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其非金属性越强,D正确。
考场速决　熔点是物理性质,非金属性是化学性质,不能利用氧化物的熔点比较两元素的非金属性,故选B。
7.A　该矿物与盐酸反应生成的无色无味气体是CO2,由简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,可知X为O元素,Y为Mg元素;结合原子序数WC>O,即Y>W>X,B错误;MgO的水合物Mg(OH)2不具有两性,C错误;碳元素有金刚石、石墨、C60、C70、无定形碳等多种同素异形体,D错误。
8.C　由WX2是形成酸雨的物质之一,可知WX2为SO2或NO2,因W、X的原子序数依次增大,故WX2为NO2,即W为N,X为O;Y的最外层电子数与其K层电子数相等,则Y的最外层电子数为2,且Y的原子序数大于O,故Y为Mg;W、X、Y、Z的最外层电子数之和为19,可推知Z的最外层电子数为6,Z为S。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:N>O,A错误;H2O分子间存在氢键,故其沸点大于H2S,B错误;Y与X形成的MgO是离子化合物,C正确;Z的最高价含氧酸为H2SO4,是强酸,D错误。
9.C　戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,戊可为S或Cl,所以题图是。同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同主族元素从上向下原子半径逐渐增大,故原子半径:丁>戊>乙,A正确;同周期主族元素从左向右非金属性逐渐增强,故非金属性:戊>丁>丙,B正确;甲的氢化物可能为CH4,遇HCl没有白烟产生,C错误;丙的最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3或H3PO4,一定能与强碱反应,D正确。
10.B　X原子最外层电子数是核外电子总数的一半,则X为Be;由Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零,可知Y位于第ⅣA族,为C或Si;Z的最外层电子数与最内层电子数之和等于次外层电子数,则Z是S;Q在同周期中原子半径最小,则Q为Cl;Z、Q在同一周期,则Y为C。由金属性:Be归纳总结　元素推断题中常利用的“突破口”
　　①核外电子排布:如某元素最外层电子数是次外层电子数的几倍或一半等。
　　②主要化合价:如某元素最高正价与最低负价之和为0等。
　　③原子半径:如短周期主族元素中原子半径最大或最小等。
　　④用途:如某元素的核素可用于考古断代。
11.C　X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,X、W均形成4个共价键,则X为C、W为Si;Si的原子序数等于C与O的原子序数之和,则Y为O;Z原子序数介于O、Si之间,且X与Z之间形成1个共价键,则Z为F。同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,故原子半径:C>O>F,A正确;同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,故非金属性:O>C>Si,B正确;F2不具有还原性,C错误;原子序数为82的元素位于第六周期第ⅣA族,与Si位于同一主族,D正确。
12.A　X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子质量相差7,说明Y、Z为氢元素的不同核素。1 mol X3Y7WR含40 mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半,则X、W、R的内层电子数为2,设X的最外层电子数为a,则R的核外电子数为2a,W的核外电子数为b,Y的质子数为1,则有3(a+2)+2a+b+7=40(a、b均为整数),讨论解得符合题意的为a=4,b=7,故X、R、W分别为C、O、N元素。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,即原子半径N>O,A正确;同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,即非金属性C高考风向　(1)考题形式:元素周期表和元素周期律的推断题是历年高考的高频考点,出题形式以文字描述类、部分元素周期表展示类为主,如2023全国乙卷10题、2023全国甲卷11题、2023湖南卷6题等均为文字描述形式;2022广东卷7题是给出部分元素周期表的形式。主要考查粒子半径、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、简单氢化物的稳定性等内容。
　　(2)命题角度:从近两年命题来看,命题形式更加灵活,更加注重知识的融合,可结合选择性必修2物质结构与性质的相关知识进行考查;也可运用数形结合思想进行考查,如2022全国乙卷11题。
13.B　根据Y最外层电子数是次外层电子数的两倍,可知Y为C元素;X的L层上电子数不少于K层,且原子序数XX,A正确;N最高正价为+5价,O无最高正价,最高正价N>O,B错误;Na和O形成的Na2O2中含非极性共价键,C正确;由非金属性:N>C可知,最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H2CO3,D正确。
14.D　常温下,短周期主族元素构成的气体单质有H2、N2、O2、F2、Cl2,Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍,说明Z的最外层电子数是偶数,由Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,且最外层电子数<8,再结合W和X的单质常温下均为气体,可知W、X分别为H、N,则Z、Y的最外层电子数分别为6、3,结合W、X、Y、Z的原子序数依次增大,可知Z、Y分别为S、Al。A项,原子半径大小为Al>S>N>H,即Y>Z>X>W,错误;B项,N和H可组成NH3、N2H4等多种化合物,错误;C项,Al的氧化物为Al2O3,属于两性氧化物,可与强碱反应,错误;D项,N、H、S可形成铵盐如NH4HS或(NH4)2S,均含有离子键和共价键,正确。
三年模拟练
1.B 2.D 3.B 4.B 5.C 6.D 7.C 9.D
1.B　C10和C14互为同素异形体,A错误;中子数为8的碳原子的质量数为14,原子符号为C,B正确;C10、C14均是单质,不是共价化合物,C错误;CO2的电子式为,D错误。
2.D　同主族元素从上到下金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,可推测Sr(OH)2是强碱,A正确;同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱,可推测Si与Cl形成共价键,B正确;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,非金属性:F>Br>I,则HBr分解的温度介于300~1 500 ℃之间,C正确;随核电荷数递增,第ⅦA族元素单质的沸点逐渐升高,D错误。
素养解读　本题主要考查元素周期律的理解及运用,结合已有事实,进行相关推测,培养学生知识迁移运用的能力,体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
3.B　分析题图可知,前18号元素是按照原子序数由小到大由里往外延伸排列,则a为O、b为F、c为Na、d为Al、e为S、f为Cl,虚线连接的原子处于同主族。O和S均属于第ⅥA族元素,A错误;a为O、b为F、c为Na、d为Al,原子核对最外层电子的吸引力,非金属元素大于金属元素,非金属性越强,则吸引力越大,故原子核对最外层电子的吸引力:F>O>Al>Na,B正确;同周期主族元素,从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素,从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性F>O>Cl>S,C错误;同周期主族元素原子序数越大半径越小,同主族元素原子序数越大半径越大,则原子半径:Na>S>Cl>F,D错误。
4.B　W的一种核素可用于考古,则W是C元素;Y最外层电子数等于最内层电子数的3倍,且其常见单质在常温常压下为气体,Y为O元素;原子序数WO2->Mg2+,B正确;常温下H2O为液态,NH3为气态,故简单氢化物沸点:NH35.C　分析题中信息,根据M与r均为淡黄色固体,可知M和r分别为Na2O2和S,W、X、Y位于不同周期,则W为H元素,X为O元素,Y为S元素,Z为Na元素。高温下,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,根据关系式3Fe~Fe3O4~8e-可知,3 mol Fe与足量H2O反应转移电子数为8NA,A正确;非金属性:O>S,B正确;O、S、H形成的化合物H2SO4、H2SO3均为酸,C错误;O、S、Na形成的化合物为盐,属于电解质,D正确。
素养解读　本题结合元素推断和常见元素化合物的框图转化,考查学生对元素周期律和元素化合物相关性质的掌握情况,培养学生证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
6.D　综合分析如下:
X、Y的简单氢化物分别为NH3、H2O,其沸点:NH37.C　短周期元素W、X、Z、Y、N原子序数依次增大,题图中Z形成带一个单位正电荷的离子,Z位于第ⅠA族,X可形成2个共价键,位于第ⅥA族,因此X是O,Z是Na;W形成1个共价键,则W为H;由W与Y原子最外层电子数之和等于X原子最外层电子数可知,Y的最外层电子数是5,Y是P;N形成1个共价键,且原子序数大于P,所以N是Cl。同周期主族元素自左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:N8.答案　(1)　Cl->K+
(2)2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3) 　离子键、非极性键
(4)第三周期第ⅠA族　(5)Cl　AB
解析　根据元素在周期表中的位置,可知:
代号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
元素 Na K Al H C N Cl Br
(1)⑥的单质为N2,其结构式为;②和⑦的离子分别为K+和Cl-,电子层结构相同,根据“核大径小”可知,离子半径:Cl->K+。(2)根据题意是将Al加入NaOH溶液中,其反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑。(3)Na在O2中燃烧生成Na2O2,其电子式为
,Na2O2中含有离子键和非极性键。(4)根据题中描述可知,核外电子层数是最外层电子数的3倍,即周期数是主族序数的3倍,该元素为Na元素,在元素周期表中位于第三周期第ⅠA族。(5)⑦为Cl,⑧为Br,同主族元素,自上而下非金属性逐渐减弱,故非金属性Cl>Br。根据氢化物的稳定性HCl>HBr,可知非金属性Cl>Br,A正确;Cl2+2KBr 2KCl+Br2,可说明氧化性Cl2>Br2,则非金属性Cl>Br,B正确;非金属性强弱和单质沸点高低无关,C错误。
9.D　该塑料阻燃剂与盐酸反应生成的气体为CO2,说明该阻燃剂中含C、O元素,根据“三种非金属元素的原子序数之和为15”,且W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,可知W为H元素、X为C元素、Y为O元素;两种金属元素原子序数之和为15+10=25,且原子序数均大于8,则Z、M分别为Mg元素、Al元素;该阻燃剂可表示为MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O。由Ⅰ可知生成的CO2的物质的量为0.025 mol,即3.390 g样品中含0.025 mol C,由Ⅱ可知600 ℃以上残留固体为MgO和Al2O3的混合物;样品加热至270 ℃时失去结晶水为3.390 g×(1-73.45%)≈0.900 g,即含结晶水约为0.05 mol;在270~600 ℃间受热失去水的质量为3.390 g×(73.45%-37.02%)-0.025 mol×44 g/mol≈0.135 g,则化合物中n(OH-)=×2=0.015 mol。氢元素的单质为H2,不存在同素异形体,A错误;碳元素的最高价氧化物对应水化物H2CO3为弱酸,B错误;由分析可知,600 ℃以上残留的固体为MgO和Al2O3的混合物,C错误;由以上分析可知3.390 g样品中n(OH-)约为0.015 mol,D正确。
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