2020-2021学年高一化学下学期鲁科版（2019）必修第二册第1章原子结构 元素周期表单元复习与测试

2020-2021学年高一化学第二学期鲁科版（2019）必修第二册第1章原子结构
元素周期表单元复习与测试
一、选择题
1．我国科学家用大阴离子(如图所示)的盐作水系锌离子电池的电解质溶液，显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素，其中X、Y、Z同一周期，Y、W同一主族，Y的原子半径比W小。下列叙述正确的是
A．简单氢化物的沸点W>Y
B．简单阴离子半径的大小顺序为W>Y>Z
C．该离子中的原子均满足8电子稳定结构
D．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
2．下列对一些实验事实和理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
Na与水反应失去1个电子，Al与水反应失去3个电子
Na的金属性比Al强
B
HBr的酸性强于HCl
Br的非金属性比Cl强
C
HF的沸点高于HCl
F的非金属性比Cl强
D
某化合物在熔融状态下能够导电
该化合物中含有离子键
A．A
B．B
C．C
D．D
3．下列叙述正确的是
A．1H和2H是不同的核素，它们的中子数相同
B．6Li和7Li的质子数相等，电子数也相等
C．14C和14N的质量数相等，它们的中子数相等
D．13C和14C属于同一种元素，它们的质量数相等
4．已知R2+核内有x个中子，R原子的质量数为m，则n
g
R2+
所含电子的总物质的量是
A．
mol
B．
mol
C．
mol
D．
mol
5．下列关于物质结构的说法中正确的是
A．元素是具有相同质子数的一类原子的总称
B．氯化氢溶于水破坏了共价键，所以氯化氢溶于水是化学变化
C．卢瑟福根据α粒子散射现象提出“葡萄干面包式”的原子结构模型
D．在离核较近的区域内运动的电子能量较高
6．若把元素周期表原先的主族、副族及族号取消，由左至右改为18纵列，如碱金属元素为第1纵列，卤族素为第17纵列。按此规定，下列说法错误的是
A．只有第2纵列元素的原子最外层有2个电子
B．第14纵列元素形成的化合物种数最多
C．第3纵列元素种类最多
D．第18纵列元素都是稀有气体元素
7．下列说法符合化学史实的是
A．门捷列夫将元素按质子数由小到大依次排列得到了第一张元素周期表
B．舍勒发现了一种黄绿色气体，并命名它为氯气
C．汤姆孙发现了电子，并提出了电子云模型
D．侯德榜创立的“侯氏制碱法”缩短了生产流程，降低了制碱的成本
8．下列说法或做法正确的是
A．二氧化硫有毒，不能作为食品添加剂
B．金属镁着火燃烧时，用泡沫灭火器灭火
C．副族元素的族序数后标B(除了第VIII族)，完全由长周期元素组成
D．如果不慎将酸沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后用3%-5%的NaOH溶液冲洗
9．元素的性质呈周期性变化的根本原因是
A．元素相对原子质量的递增，量变引起质变
B．元素的原子半径周期性变化
C．元素的金属性和非金属性呈周期性变化
D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化
10．下列关于元素周期表的说法错误的是
A．元素周期表是元素周期律的具体表现形式
B．是先有元素周期律，再有元素周期表的
C．中学课本上的元素周期表是常用的一种形式，也是唯一的一种形式
D．元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的规律
11．下列有关叙述中正确的是
A．硅酸(H2SiO3)可由SiO2与水化合制得
B．Si和C相似，在自然界主要以单质形式存在
C．浓硫酸与单质硫反应的化学方程式：S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
D．利用液氨汽化时吸热，可用液氨作制冷剂
12．下列说法正确的是
A．石灰石可用于玻璃制造、水泥生产和铁的冶炼
B．接触法制硫酸时常用水吸收三氧化硫
C．工业上常用电解饱和食盐水制备金属钠
D．工业制硝酸时氨气的催化氧化在热交换器中进行
13．X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，X和W同主族，Z与W相邻，X的最外层电子数是内层的两倍，Y和Q的最高价氧化物对应的水化物都是一元酸。下列说法错误的是
A．Y、Q的简单氢化物能发生反应
B．简单离子的半径大小：
C．最高价氧化物的水化物的酸性：
D．Z和W的单质都能与溶液发生反应
14．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如下表所示，其中W元素的原子最外层电子数是内层电子数的2倍。下列说法正确的是
W
X
Y
Z
A．原子半径大小：
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．Y单质具有杀菌能力，Y与W可形成化合物
D．W元素和氢元素形成的各种化合物均不能与Z的氢化物反应
15．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中基态W原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与W同主族，X的最简单氢化物的水溶液呈碱性，基态Z原子的核外电子中只有一个未成对电子。下列说法错误的是
A．电负性：Z>W>Y
B．最简单氢化物的沸点：X>W>Z
C．原子半径：Y>W>X
D．Z的单质具有强氧化性
16．下列各物质或微粒性质的比较中正确的是
A．粒子半径：O2->Al3+>S2->Cl-
B．离子的还原性：S2->Cl->Br->I-
C．酸性：HClO>H2SO3>H3PO4>H2SiO3
D．稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4
二、元素或物质推断题
17．短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示，已知A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质子数的2倍。据此回答下列问题：
(1)写出A在周期表中的位置_______
(2)B的原子结构示意图为_______
(3)E元素的质子数比B大1，将E的单质的水溶液滴加到FeCl2溶液中发生反应的离子方程式为_
18．甲、乙、丙、丁四种短周期元素的位置如图所示(其中乙、丙、丁的位置未标出)：
已知①四种元素的原子最外层电子数之和为24；
②甲的原子序数与乙、丙原子序数之和相等。
请回答下列问题：
(1)甲元素在周期表中的位置为_______。
(2)丙和丁可形成多种共价化合物，在这些化合物中丙表现正化合价，其中丙具有相同化合价的物质有两种，这两种化合物能够相互转化，反应方程式为_______。
(3)甲、乙、丙、丁四种元素的单质均可与H2反应生成氢化物，其中沸点最高的是_______(写化学式)，丙的氢化物溶于丁的氢化物中所形成的溶液滴入酚酞显红色，则丙的氢化物空间构型为_______。
(4)乙单质与丁的氢化物能发生置换反应，写出该反应的化学方程式_______。
(5)甲的最高价氧化物的水化物的浓溶液在加热条件下能和甲单质反应，写出该反应的化学方程式_______。
三、工业流程题
19．碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃应用橡胶塞的原因是__(用化学方程式表示)。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：
①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为__。
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如表所示，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9
③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为__。
(3)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)，实验操作步骤：
Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。
Ⅱ.A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞a。
①B中反应的离子方程式是__。
②通过步骤Ⅰ知浓盐酸具有的性质是__(填字母)。
A．挥发性
B．还原性
C．氧化性
D．酸性
③C装置中的试剂X是__(填化学式)。D中反应的化学方程式是__。
参考答案
1．B
【分析】
结合分析可知，X为C，Y为O，Z为F，W为S元素，据此解题。
【详解】
A．水分子之间存在氢键，其沸点较高，则简单氢化物的沸点WB．电子层越多离子半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越多离子半径越大，则简单阴离子半径的大小顺序为W>Y>Z，故B正确；
C．该离子中，S原子最外层电子数为6+6=12，不满足8电子稳定结构，故C错误；
D．Z的非金属性最强，不存在最高价含氧酸，故D错误；
故选B。
2．D
【详解】
A．金属性与失电子能力有关，越易失电子，金属性越强，与失电子数目多少无关，A错误；
B．非金属性强弱与氢化物的酸性强弱没有关系，B错误；
C．非金属性强弱与氢化物的沸点没有关系，C错误；
D．熔融状态下能够导电，说明化合物属于离子化合物，一定含有离子键，D正确；
答案选D。
3．B
【详解】
A．1H和2H是氢元素的不同核素，它们的质子数相同，中子数不同，故A错误；
B．6Li和7Li是锂元素的不同核素，它们的质子数相等，电子数也相等，故B正确；
C．14C和14N的质量数相等，但二者的质子数不同，根据质量数=质子数+中子数，则它们的中子数不相等，故C错误；
D．13C和14C属于碳元素，元素符号的左上角表示原子的质量数，它们的质量数不相等，故D错误；
答案选B。
4．D
【详解】
已知R2+核内有x个中子，R原子的质量数为m，根据质量数=质子数+中子数可以得到R2+质子数为m-x，则一个R2+的电子数目为m-x-2，则n
g
R2+
所含电子的总物质的量是
mol，答案选D。
5．A
【详解】
A．元素是具有相同质子数的一类原子的总称，A正确；
B．氯化氢溶于水只有旧键的断裂，没有新键的生成，不属于化学变化，B错误；
C．卢瑟福根据α粒子散射现象提出原子核式结构模型，汤姆生提出“葡萄干面包式”模型，C错误；
D．离核较远的区域内运动的电子能量较高，D错误；
答案选A。
6．A
【详解】
周期表中各族元素的排列顺序为第ⅠA族、第ⅡA族、第ⅢB族~第ⅦB族、第Ⅷ族、第ⅠB族、第ⅡB族、第ⅢA族~第ⅦA族、0族。
A．
第2纵列为第ⅡA族，最外层有2个电子，但及多数过渡元素的最外层也是2个电子，A错误；
B．
第14纵列为碳族元素，形成化合物种类最多，B正确；
C．
第3纵列包括镧系和锕系，元素种类最多，C正确；
D．
第18纵列为稀有气体元素，D正确；
故选A。
7．D
【详解】
A．门捷列夫是按相对原子质量的递增，根据元素周期律编制了第一张元素周期表，故A错误；
B．1774年瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时发现了Cl2，后来戴维将这种气体的组成元素命名为“氯”，故B错误；
C．汤姆孙发现了电子，提出“葡萄干面包式模型”，故C错误；
D．我国化学工程专家侯德榜(1890?1974)于1943年创立的“侯氏制碱法”，是氨碱法和合成氨两种工艺联合起来，降低了制碱成本，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法，故D正确；
故选：D。
8．C
【详解】
A．二氧化硫有毒，具有防止食品或果汁氧化、杀菌(杀死食品或果汁中的杂菌)、保护颜色，能作为食品添加剂，A说法错误；
B．镁能在二氧化碳中燃烧，则金属镁着火燃烧时，不能用泡沫灭火器灭火，B说法错误；
C．前三周期无副族元素，则副族元素的族序数后标B(除了第VIII族)，完全由长周期元素组成，C说法正确；
D．如果不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后用3%-5%的碳酸氢钠溶液冲洗，D说法错误；
答案为C。
9．D
【详解】
A.
因结构决定性质，相对原子质量的递增与元素性质的变化没有必然的联系，故A错误；
B.
元素的原子半径的变化属于元素的性质，不能解释元素性质的周期性变化，故B错误；
C.
因元素的金属性和非金属性都是元素的性质，则不能解释元素性质的周期性变化，故C错误；
D.
由原子的电子排布可知，随原子序数的递增，原子结构中电子层数和最外层电子数呈现周期性变化，则元素原子的核外电子排布的周期性变化是元素的性质呈周期性变化的根本原因，故D正确；
故答案选D.
10．C
【分析】
元素周期表是元素周期律的具体表现形式，先有了元素周期律，然后门捷列夫才作出了元素周期表，而且不只有门捷列夫作出了元素周期表，还有别人的不一样的排列方式，据此分析；
【详解】
A、周期表是按照原子序数大小排列的，每一周期具有相同电子层数，每一族元素的价电子数目相等，性质相似，同时按照原子序数的递增呈周期性变化，即元素周期表是元素周期律写具体表现形式，故A说法正确；
B、元素周期表是元素周期律的具体表现形式，先有了元素周期律，然后门捷列夫才做出了元素周期表，故B说法正确；
C、不只有门捷列夫作出了元素周期表，还有别人的不一样的排列方式，故C说法错误；
D、原子核外电子呈现周期性的变化，因此元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的规律，故D说法正确；
答案选C。
11．D
【详解】
A．二氧化硅不能溶于水，不能直接制备硅酸?(H2SiO3)，故A错误；
B．自然界中无游离态硅，硅在自然界中主要是硅酸盐、二氧化硅形式存在，故B错误；
C．由化学方程式S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O，H2SO4中的硫元素完全转化为SO2，H2SO4只显氧化性，不显酸性，故C错误；
D．液氨汽化吸热，具有制冷作用，可用液氨作制冷剂，故D正确；
故选D。
12．A
【详解】
A．制造玻璃时需要石灰石和二氧化硅反应得到硅酸钙；水泥生产中石灰石可以起到凝结作用；炼铁时能够与铁矿石中的熔点很高的脉石(二氧化硅)反应,生成硅酸盐而除去，A正确；
B．用水吸收三氧化硫会形成酸雾，所以为防止形成酸雾，接触法制硫酸时常用浓硫酸吸收三氧化硫，B错误；
C．电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，所以制备金属钠应电解熔融氯化钠，C错误；
D．工业制硝酸时，氨气和空气在热交换器中进行加热，在转化器中催化氧化，D错误；
综上所述答案为A。
13．C
【分析】
X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，X的最外层电子数是内层的两倍，则X为C，X和W同主族，则W为Si，Z与W相邻且原子序数小于W，则Z为Al，Y和Q的最高价氧化物对应的水化物都是一元酸，且Q原子序数更大，则Y为N，Q为Cl。
【详解】
A．氨气与氯化氢能反应生成氯化铵，A正确；
B．氯离子有三个电子层，铝离子有两个电子层，所以氯离子半径更大，B正确；
C．非金属性：Cl>C>Si，则最高价氧化物的水化物的酸性：，C错误；
D．Al和Si的单质都能与溶液发生反应，D正确；
答案选C
14．C
【分析】
W元素的原子最外层电子数是内层电子数的2倍，则W的电子排布为2、4，即W为C元素；由元素在周期表中的相对位置，可确定X为N元素，Y为S元素，Z为Cl元素。
【详解】
A．X、Y、Z分别为N、S、Cl元素，由元素性质的递变规律，可确定原子半径大小：，A不正确；
B．W、Y、Z分别为C、S、Cl，非金属性Cl＞S＞C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：，B不正确；
C．Y为S元素，其单质具有杀菌能力，可用于生产硫磺软膏，S与C可形成化合物CS2，C正确；
D．W元素和氢元素形成的各种化合物中，若形成的是烯烃、炔烃等不饱和烃，则能与HCl发生加成反应，D不正确；
故选C。
15．B
【分析】
短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中基态W原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则W为C元素；Y与W同主族，则Y为Si；X的最简单氢化物的水溶液呈碱性，则X为N；基态Z原子的核外电子中只有一个未成对电子，则Z为Cl元素，据此分析可得：
【详解】
A．分析可知，W、X、Y、Z依次为C、N、Si、Cl；Cl、C、Si的非金属性依次减弱，则电负性：Z>W>Y，故A不选；
B．W、X、Y、Z依次为C、N、Si、Cl，由于中含有氢键，所以其沸点较高，则C、N、Cl最简单氢化物的沸点：N>Cl>
C，故选B；
C．C、N、Si的原子半径为：Si＞C＞N，即原子半径：Y>W>X，故C不选；
D．Z单质为具有强氧化性，故D不选；
答案选B
16．D
【详解】
A．O2-、Al3+含有2个电子层，S2-、Cl-含有3个电子层，电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小为：S2-＞Cl-＞O2-＞Al3+，故A错误；
B．非金属性Cl＞Br＞I＞S，则离子还原性：S2-＞I-＞Br-＞Cl-，故B错误；
C．HClO属于弱酸，H2SO3属于中强酸，HClO的酸性比H2SO3、H3PO4都弱，故C错误；
D．非金属性O＞N＞P＞Si，则简单氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞PH3＞SiH4，故D正确；
故选：D。
17．第二周期第VA族
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【分析】
原子序数=原子核外电子数，设B的质子数为x，则(x-9)+(x-7)+x=2x，解得x=16，则A为N，B为S，C为F，据此解答。
【详解】
(1)A为N，位于周期表中第二周期第VA族，故答案为：第二周期第VA族；
(2)B为S，其原子结构示意图为，故答案为：；
(3)
B为S，E元素的质子数比B大1，则E为Cl，其单质氯气有强氧化性，将FeCl2氧化为FeCl3，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
18．第三周期VA族
2NO2?N2O4
H2O
三角锥形
2F2+2H2O=4HF+O2
S+2H2SO4(浓)
3SO2
↑+2H2O
【详解】
因为甲、乙、丙、丁四种元素的最外层电子数之和为24，可以设甲的最外层电子数为a，根据四种元素的位置关系可以得出4a=24，a=6
。说明甲是第VIA族元素的S元素。因为甲的原子序数与乙、丙原子序数之和相等，可以判断丁与甲是同主族元素，则丁为O元素。由于丙与丁可以形成多种共价化合物，所以丙为N元素，则乙为F元素。
(1)S元素在周期表中第三周期VA族，故答案为：第三周期VA族；
(2)N元素和O元素形成的N的相同价态的化合物应为+4价化合物，即NO2和N2O4；二者相互转化的方程式为2NO2N2O4
，故答案为：2NO2N2O4；
(3)N、O、F、S四种元素的氢化物分别为NH3、H2O、HF、H2S，由于H2O形成的氢键比NH3、HF分子间形成的氢键强，所以沸点最高的是H2O；NH3分子的空间构型为三角锥形，结构不对称，所以是极性分子，故答案为：H2O；三角锥形；
(4)F2和H2O能剧烈地发生反应生成O2，方程式为2F2+2H2O=4HF+O2，故答案为：2F2+2H2O=4HF+O2；
(5)S的最高价氧化物的水化物为H2SO4，浓H2SO4与S加热情况下反应生成SO2
，反应方程式为S+2H2SO4(浓)
3SO2
↑+2H2O
，故答案为：S+2H2SO4(浓)
3SO2
↑+2H2O。
19．SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+2CSi+2CO↑
精馏或蒸馏
SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl↑
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
AC
NaHCO3
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3
【分析】
(2)石英砂的主要成分是二氧化硅，用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；粗硅与氯化氢在流化床反应器中加热反应生成SiHCl3，该物质在与氢气在还原炉中加热反应得到高纯度的硅；在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，根据图表信息可知，提纯SiHCl3，主要工艺操作依次是沉降、冷凝和蒸馏或精馏；
(3)装置B为浓盐酸与碳酸钙反应制备二氧化碳，二氧化碳中混有氯化氢，需要用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，提纯后二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，从而证明碳酸的酸性大于硅酸，验证了碳的非金属性大于硅的非金属性；装置A中出现白色沉淀可证明浓盐酸具有挥发性。
【详解】
(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，氢氧化钠能够与二氧化硅反应生成硅酸钠，硅酸钠溶液具有粘性，能够把玻璃瓶塞与瓶颈粘结在一起，不易打开，因此保存氢氧化钠溶液的玻璃应用橡胶塞的原因是：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
(2)
①石英砂的主要成分是二氧化硅，用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；
②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3沸点为31.8℃，SiCl4的沸点为57.6℃，SiH2Cl2的沸点为8.2℃，由于沸点差别较大，可以通过精馏或蒸馏的方法除去杂质；因此提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和精馏或蒸馏；
③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl↑；
(3)①B中为碳酸钙与浓盐酸反应制备二氧化碳，反应的离子方程式是：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
②通过步骤Ⅰ知，挥发出的氯化氢气体进入到装置A中，出现了白色沉淀，证明浓盐酸具有挥发性；碳酸钙与浓盐酸反应制备二氧化碳，该反应为非氧化还原反应，此过程中体现了浓盐酸具有酸性，故选AC；
③B中为碳酸钙与浓盐酸反应制备二氧化碳，产生的二氧化碳中混有氯化氢气体，也能够与硅酸钠反应生成沉淀，干扰了二氧化碳与硅酸钠的反应，因此需要用饱和碳酸氢钠溶液除去，C装置中的试剂X是NaHCO3；除去了氯化氢气体的二氧化碳气体能够与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，D中反应的化学方程式是：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3；或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3；