《物质结构元素周期律》单元检测题
一、单选题
1.电石气中常含具有大蒜臭味的无色有毒气体膦(PH3),又称为磷化氢,它的分子是三角锥型。下列关于PH3的叙述正确的是( )
A. 含有非极性键 B. 热稳定性比氨弱
C. 是一种强氧化剂 D. 磷的化合价为+5
2.下列有关叙述中,能说明非金属元素M比N的非金属性强的是( )
①非金属单质N能从M的化合物中置换出非金属单质M;
②M原子比N原子容易得到电子;
③N-离子的还原性比M-离子强;
④气态氢化物水溶液的酸性HmM>HnN;
⑤氧化物水化物的酸性HmMOx>HnNOy;
⑥单质熔点M>N。
A. ②⑤ B. ②③ C. ①②③ D. ①②③⑤
3.W粒子的结构示意图如图所示,下列关于它的说法不正确的是( )
A.y=2
B. 若x=18,则z=8
C. 若x=14,则其氢化物的化学式为H2W
D. 若x=17,则其最高价氧化物的化学式为W2O7
4.下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键( )
A. a和c B. a和f C. d和g D. c和g
5.He是较为安全的高效核聚变反应原料,He原子核内质量数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 5
6.某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成HmX分子。在ag HmX中所含质子的物质的量是( )
A.(A-N) mol B.mol
C.(A-N+m) mol D.(A-N+m) mol
7.下列离子化合物中,阴、阳离子的电子层结构相同的是( )
A. NaCl B. LiCl C. MgO D. Na2S
8.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B. 原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQ
C. 离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D. 元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
9.关于原子的下列说法正确的是( )
A. 物质都是由原子构成的
B. 原子是不能再分的最小粒子
C. 任何粒子都有原子核和电子
D. 原子是保持物质化学性质的一种粒子
10.下列关于卤族元素的叙述中,正确的是( )
A. 随着原子序数的增加,元素的非金属性逐渐增强
B. 随着原子序数的减小,单质的氧化性逐渐增强
C. 通常呈黄绿色的也是氧化性最强的
D. 易升华的也是相对分子质量最大的
11.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是( )
A. 是一种较弱的化学键
B. 分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少
C. 分子间作用力对物质的熔、沸点有影响
D. 稀有气体原子间存在分子间作用力
12.甲、乙、丙、丁四种元素位于同一短周期,原子序数依次增加,下列判断正确的是( )
A. 原子半径:甲<乙<丙
B. 最外层电子数:丙>丁
C. 若甲、乙、丙均是金属,则氢氧化物碱性:甲<乙<丙
D. 若乙的最高价含氧酸为强酸,则丙是活泼非金属元素
13.下列说法中符合碱金属特点的是( )
A. 碱金属的盐都有焰色反应,而其单质及其氧化物则没有
B. 碱金属的单质及合金在通常情况下都是固体
C. 碱金属氧化物都是碱性氧化物,都易溶于水
D. 碱金属的绝大部分盐都是易溶于水的
14.下列各组中属于同位素关系的是( )
A.K与Ca B. T2O与H2O C.K与K D. 金刚石与石墨
二、填空题
15.回答下列问题:
(1)第三周期第ⅣA族的元素原子序数是________;
(2)钠元素的原子序数为11,相邻的同族元素的原子序数是________;
(3)短周期元素中,族序数=周期序数的元素有________;
(4)短周期元素中,族序数等于周期序数2倍的元素有________;
(5)短周期元素中,周期序数=族序数2倍的有________。
16.现有下列物质:①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2 ⑦NH4Cl
(1)只由离子键构成的物质是________。
(2)只由极性键构成的物质是________。
(3)只由非极性键构成的物质是________。
(4)只由非金属元素组成的离子化合物是________。
(5)由极性键和非极性键构成的物质是________。
(6)由离子键和极性键构成的物质是________。
(7)由离子键和非极性键构成的物质是________。
(8)属于离子化合物的物质是________。
(9)属于共价化合物的物质是________。
17.为了清理路面积雪,人们常使用一种融雪剂,其主要成分的化学式为XY2,X、Y均为周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1 mol XY2含有54 mol 电子。
(1)该融雪剂的化学式是________,该物质中化学键类型是________,电子式是________________。
(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D的离子结构示意图是____________;D与E能形成一种结构类似于CO2的三原子分子,且每个原子都达到了8e-稳定结构,该分子的电子式为____________,化学键类型为________________(填“离子键”、“非极性共价键”或“极性共价键”)。
(3)W是与D同主族的短周期元素,Z是第三周期金属性最强的元素,Z的单质在W的常见单质中反应时有两种产物:不加热时生成________,其化学键类型为________;加热时生成________,其化学键类型为________________。
三、实验题
18.某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。
甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究;
乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律,A、B、C三处分别是蘸有溴化钠溶液的棉花、湿润的淀粉碘化钾试纸、湿润的红色纸条。
已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气;
可选择的试剂有:大理石、碳酸钠粉末、浓盐酸、稀硝酸、硅酸钠溶液。
(1)甲同学实验中(图1):
①从给出试剂中选出最佳物质(填化学式):A________,B________。
②烧杯C中发生反应的离子方程式为__________________________。
(2)乙同学实验中(图2):
①写出A处反应的离子方程式________________________。
②B处实验现象是________________________。
③若高锰酸钾的还原产物为Mn2+,当有0.04 mol高锰酸钾参加反应时,则可生成标准状况下的氯气的体积为______________________。
四、推断题
19.A、B、C、D、E、F、G是七种常见的短周期元素,其原子序数依次增大,请根据所给信息填写表中空白,并回答下列问题:
(1)仅由表中信息还不能确定的元素是________(填字母序号),若要确定其是何种元素,还需要的条件是________________(填序号)。
a.单质能与氧气反应 b.最高价氧化物对应的水化物呈强酸性 c.单质在常温下为固体 d.简单氢化物的稳定性比E的简单氢化物强
(2)基本信息②中,两种元素的氧化物分别与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________,____________________。
(3)上述某两种元素间可形成原子个数比为1∶1及1∶2的两种化合物,写出前者与H2O反应的离子方程式:______________________。
20.A、B、C、D、E代表周期表中五种短周期元素,已知:
①A、B、C处于相邻位置,B、C同周期,A、B同主族,其核外电子数之和为41。
②D与C处于周期表中同一周期,D+中各层电子数都是2n2个。
③A、B、C、D、E各元素最外层电子数之和 24,且已知E与A形成两种化合物。
(1)B、C、D三种元素单原子离子的半径由大到小的顺序_____________________。
(2)B、C、E的氢化物的稳定性由强到弱的顺序_____________________。
(3)写出A与B组成的化合物与C单质水溶液反应的化学方程式_____________________。
21.A、B、C、D 4种元素的原子序数均小于18,其最高正价依次为+1、+4、+5、+7,已知B的原子核外次外层电子数为2。A、C原子的核外次外层电子数为8。D元素的最高价氧化物对应水化物是已知无机含氧酸中最强的酸。则:
(1)A、B、C、D分别是______、______、________、________。
(2)A的离子结构示意图为__________,C的原子结构示意图为__________。
(3)C的最高价氧化物对应水化物与A的氢氧化物反应生成________种盐,其化学式分别为________、__________、__________(可不填满,也可补充)。
(4)C、D的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是______________。
五、计算题
22.有氯化钠和碘化钠的混合物共26.7 g,溶于水,通入足量氯气后,蒸干、灼烧,固体质量变为 17.55 g。
(1)原混合物中碘化钠的质量是________。
(2)原混合物中氯化钠的质量分数是________。
23.实验室制取氯气,将多余的氯气用100 mL 1.7 mol·L-1的氢氧化钠溶液完全吸收。对吸收后的溶液进行分析化验,测知c(OH-)=0.1 mol·L-1(不考虑反应前后溶液的体积变化) 。ClO-和ClO的物质的量浓度之比为5∶1。
(1)吸收氯气消耗氢氧化钠的物质的量为________。
(2)被氧化氯气的物质的量为________,被还原氯气的物质的量为________。
(3)若采用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制氯气,制备尾气中的氯气所消耗的二氧化锰的质量为________。
答案解析
1.【答案】B
【解析】磷化氢中的磷元素与氢元素形成的共价键是极性键,磷元素的化合价为-3价;磷元素的非金属性比氮弱,磷化氢的热稳定性比氨弱,不具有强氧化性。
2.【答案】B
【解析】M原子比N原子易得电子、N-离子的还原性比M-离子强,能说明M的非金属性比N强;非金属单质N能从M的化合物中置换出非金属单质M,说明M的非金属性比N弱;它们氢化物水溶液酸性的强弱、单质熔点的高低,氧化物(不一定是最高价氧化物)水化物酸性的强弱,不能说明元素M、N的非金属性强弱。
3.【答案】C
【解析】该粒子有三个电子层,y只能为2;若x=18,为稀有气体元素氩原子,最外层电子数为8;若x=14,为硅元素,其氢化物为SiH4;若x=17,为氯元素,最高正化合价为+7价。
4.【答案】B
【解析】活泼的金属(如ⅠA、ⅡA族金属)元素与活泼非金属(如ⅥA、ⅦA族非金属)元素之间的化合易形成离子键。a原子(钠原子)与f原子(氯原子)间反应易形成离子键。
5.【答案】C
【解析】原子组成符号中,元素符号左上角的数值表示该原子的质量数。
6.【答案】C
【解析】某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,则质子数为A-N,则每个HmX分子含有质子数为A-N+m,ag HmX的物质的量为=mol,故含有质子物质的量为mol×(A-N+m)=(A-N+m)mol。
7.【答案】C
【解析】钠离子、镁离子、氧离子的核外都有2个电子层,硫离子、氯离子的核外都有3个电子层,而锂离子的核外只有一个电子层。
8.【答案】A
【解析】由图示可知,X、Y位于第二周期,Z、W、Q位于第三周期。X为氮元素、Y为氧元素、Z为铝元素、W为硫元素、Q为氯元素。X(氮)的最高正价为+5价,Z(铝)的最高正价为+3价,二者的最高正化合价之和为8;铝原子的半径大于氮原子的半径(rZ>rX);Y2-为O2-,Z3+为Al3+,它们的核外电子数和电子层数都相同;
W的最高价氧化物水化物(H2SO4)的酸性比Q的最高价氧化物水化物(HClO4)弱。
9.【答案】D
【解析】构成物质的粒子不仅由原子,还有分子和离子等;原子还可以分为原子核(由质子和中子组成)和电子;氢离子核外没有电子。
10.【答案】B
【解析】卤族元素随着原子序数的增加,元素的非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱。通常呈黄绿色的是氯气,它比氟气的氧化性弱。易升华的是碘,它比砹的相对分子质量小。
11.【答案】A
【解析】化学键是物质内成键原子或离子间较强的相互作用,而分子间作用力是一种比化学键弱得多的作用力,破坏它所需能量较少。物质的分子间作用力越大,其熔点、沸点越高。稀有气体是单原子分子,原子间不存在化学键,只存在着微弱的分子间作用力。
12.【答案】D
【解析】同周期元素从左到右,其原子半径逐渐减小,即:甲>乙>丙,选项A错误;同周期元素从左到右,其最外层电子数逐渐增多,即:丙<丁,选项B错误;同周期元素从左到右,其金属性(氢氧化物碱性)逐渐减弱,即:甲>乙>丙,选项C错误;同周期元素从左到右,其非金属逐渐增强,若乙的最高价含氧酸为强酸,则丙是活泼非金属元素,一定不是零族元素,后面还有丁,选项D正确。
13.【答案】D
【解析】碱金属单质及其化合物都具有焰色反应;钠钾合金在通常状况下为液体;碱金属形成的过氧化物、超氧化物等与酸反应时,除生成盐和水之外还有氧气生成,它们不属于碱性氧化物。
14.【答案】C
【解析】同位素是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素(如K与K);同素异形体是同一元素组成的不同性质的单质(如金刚石与石墨)。T2O与H2O都是化合物,它们不是同位素;K与Ca为不同元素的原子,其质子数不同,它们不是同位素。
15.【答案】(1)14 (2)3、19 (3)H、Be、Al (4)C、S (5)Li
【解析】第一、二、三周期为短周期,若其族序数与周期序数相等时,元素为氢、铍和铝;若族序数等于周期序数的2倍时,元素为碳和硫;若周期序数等于族序数的2倍时,元素为锂。
16.【答案】(1)⑥ (2)④ (3)① (4)⑦ (5)⑤ (6)③⑦ (7)② (8)②③⑥⑦ (9)④⑤
【解析】①Cl2中仅存在非极性共价键;②Na2O2不仅存在离子键还存在非极性共价键;③NaOH不仅存在离子键还存在极性共价键;④HCl仅存在极性共价键;⑤H2O2不仅存在极性共价键还存在非极性共价键;⑥MgF2仅存在离子键;⑦NH4Cl不仅存在离子键还存在极性共价键。
17.【答案】(1)CaCl2 离子键 [C]-Ca2+[C]-
(2) ··C·· 极性共价键
(3)Na2O 离子键 Na2O2 离子键和非极性共价键
【解析】(1)X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,且1 mol XY2中含54 mol电子,则每mol X、Y的离子含18 mol e-,可推出其化学式应为CaCl2,即X为Ca,Y为Cl。(2)D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,则其为He或C或S或Kr,又因D与Y相邻,则D为S,He、Kr与D不能形成分子,则E为C,C与S形成的分子为CS2。(3)W是与硫同主族的短周期元素,则W是氧;Z是第三周期金属性最强的元素,则Z是Na。Na在O2中反应不加热时生成Na2O,加热时生成Na2O2,Na2O2中Na+与O间形成离子键,O内部形成非极性共价键。
18.【答案】(1)①HNO3 CaCO3 ②CO2+SiO+H2O===H2SiO3↓+CO
(2)①Cl2+2Br-===Br2+2Cl- ②试纸变蓝 ③2.24 L
【解析】(1)验证元素的非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,可根据强酸制弱酸的反应原理,用稀硝酸与大理石反应生成二氧化碳,再将二氧化碳通入硅酸钠溶液中,生成硅酸沉淀。由此可说明硝酸、碳酸及硅酸酸性的强弱。(2)氯气能与溴化钠溶液发生置换反应,生成单质溴和氯化钠;氯气能与碘化钾溶液发生置换反应,生成单质碘,遇淀粉变蓝色; 根据电子守恒可得关系式:2KMnO4~5Cl2,生成氯气的物质的量0.04 mol÷2×5=0.1 mol,氯气的体积0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。
19.【答案】①O Na ②Al Si ③CCl4 第三周期ⅣA族 (1)F b (2)Al2O3+2OH-===2AlO+H2O SiO2+2OH-===SiO+H2O (3)2Na2O2+2H2O===4OH-+4Na++O2↑
【解析】短周期元素中电子层数与最外层电子数之比为1∶3的元素是氧,为3∶1的元素是钠。短周期元素中氧化物与酸、碱均能反应的是Al,单质、氧化物及对应水化物均能与NaOH溶液反应的元素是Si。由③中化合物的原子个数比及原子序数关系可知,A是碳,E是硅,G是氯。进一步可推知D是铝,C是钠,B是氧,F是磷或硫。硫、磷单质在常温下均为固体,均能与氧气反应且氢化物的稳定性均比SiH4强,但硫的最高价氧化物对应的水化物是强酸而磷的不是,b正确。钠与氢能形成符合条件的两种化合物Na2O、Na2O2。
20.【答案】(1)S2->Cl->Na+ (2)HCl>H2S>CH4; (3)SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl.
【解析】A、B、C、D、E代表周期表中五种短周期元素,D+中各层电子数都是2n2个,且为短周期元素,则D为钠元素;B、C、D同一周期(第三周期),A、B同主族,则A位于第二周期;A设A原子序数是a(a为正整数),则B原子序数为a+8,C原子序数为为a+7或a+9,a+a+8+a+7=41,则a=(舍去),a+a+8+a+9=41,a=8,A为氧元素、B为硫元素、C为氯元素;E最外层电子数=24-6-6-7-1=4,E与氧形成两种化合物, E为碳元素。
21.【答案】(1)Na C P Cl (2) (3)3 Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4 (4)HCl>PH3
【解析】B原子次外层电子数为2,其原子核外电子数为6,B为碳元素;A、C原子次外层电子数为8,最外层电子数为1、5,A、C原子的核外电子数分别是11和15,则A为钠元素,C为磷元素;在已知无机含氧酸中酸性最强的是高氯酸(HClO4),D为氯元素。
22.【答案】(1)15 g (2)43.8%
【解析】氯气与碘化钠反应生成氯化钠和单质碘,由于单质碘受热易升华,所以反应后的溶液蒸干、灼烧,最后得到的固体为氯化钠。
由2NaI+Cl2===2NaCl+I2可知,
1 mol碘化钠参加反应时固体质量减少91.5 g,
固体实际减少的质量=26.7 g-17.55 g=9.15 g
原混合物中碘化钠的质量=9.15 g÷91.5 g·mol-1×150 g·mol-1=15 g,
原混合物中氯化钠的质量=26.7 g-15 g=11.7 g
氯化钠的质量分数=×100%=43.8%
23.【答案】(1)0.16 mol (2)0.03 mol 0.05 mol (3)6.96 g
【解析】(1)反应前氢氧化钠的物质的量=0.1 L×1.7 mol·L-1= 0.17 mol,
反应后氢氧化钠的物质的量=0.1 L×0.1 mol·L-1= 0.01 mol,
反应消耗氢氧化钠的物质的量=0.17 mol-0.01 mol=0.16 mol。
(2)由8Cl2+16NaOH===5NaClO+NaClO3+10NaCl+8H2O可知,
反应消耗氯气的物质的量=0.16 mol÷16×8=0.08 mol,
被氧化氯气的物质的量=0.08 mol÷8×6÷2=0.03 mol,
被还原氯气的物质的量=0.08 mol-0.03 mol =0.05 mol。
(3)由(2)可知,尾气中的氯气为0.08 mol ,
由MnO2+4HCl(浓)MnCl2+ Cl2↑+2H2O可知,
反应消耗二氧化锰的质量=0.08 mol×87 g·mol-1=6.96 g。