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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律综合与测试习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律综合与测试习题，共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本章达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021黑龙江大庆铁人中学高二上期末)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 ( )
A.Ts的质子数是117
B.Ts可能为气态
C.Ts是非金属元素
D.如果存在HTs,则它极其不稳定
2.东风-17弹道导弹能对中近程目标实施精确打击,其原因是导弹中使用了含有稀土元素钕(60Nd)的永磁材料。下列说法中正确的是 ( )
A.60142Nd与 60143Nd互为同位素
B.60143Nd与 60144Nd的性质相同
C.60142Nd与 58142Ce的质子数相等
D.60142Nd与 60144Nd所含的中子数分别是142、144
3.(2021天津滨海新区高一上期末)下列有关铝及其化合物的说法错误的是 ( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.铝在空气中能稳定存在是因为铝的化学性质不活泼,不与氧气反应
C.铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
D.氢氧化铝是两性氢氧化物,但与氨水不反应
4.(2021北京朝阳高一上期末)下列化学用语书写不正确的是 ( )
A.N2的电子式:∶N︙︙N∶
B.KNO3的电离方程式:KNO3 K++NO3-
C.用电子式表示NaCl的形成过程:
D.H2还原CuO反应中电子的转移: Cu+H2O
5.(2021天津六校高一上期末)2008年,美国和俄罗斯科学家将大量48Ca离子加速去轰击人造元素249Cf,从而制造出3颗新原子。每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。下列有关该元素的叙述正确的是 ( )
A.该元素的相对原子质量为297
B.这是一种金属元素
C.这是一种在元素周期表中原子序数为118的元素
D.这是一种主族元素
6.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化而变化的趋势,正确的是 ( )
7.(2021湖南永州高一上期末)X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是其电子层数的2倍,Y是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层电子数是W原子最外层电子数的2倍,Z是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 ( )
A.Y与Z能形成共价化合物
B.原子半径:Z>X
C.气态氢化物的稳定性:X>Y
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z
A.砷元素符号为As,位于元素周期表中第四周期第ⅤA族
B.酸性:砷酸>磷酸
C.镓元素符号为Ga,单质不能与水反应
D.碱性:Ga(OH)3
下列有关钠元素及其化合物的表示不正确的是 ( )
A.钠原子的结构示意图:
B.质子数为11、中子数为12的钠原子:1123Na
C.Na+的电子式:Na+
D.NaCl的电离方程式:NaCl Na++Cl-
10.(原创)某瓶品牌酱油的产品信息如图所示,下列有关说法正确的是 ( )
A.食用盐的主要成分是NaCl分子
B.谷氨酸钠所含元素的简单离子中半径最大的是N3-
C.钠和钾位于周期表中同一主族且钠比钾活泼
D.该瓶品牌酱油中含N元素的质量至少为1.96 g
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021辽宁省实验中学高一上期末)类比和推理是化学研究的重要方法。下列说法正确的是 ( )
A.卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高,则碱金属单质的熔点从Li到Cs逐渐升高
B.117号元素Ts的最低化合价为-1
C.铊(Tl)和铝处于同一主族,则铊的最高价氧化物对应的水化物Tl(OH)3具有两性
D.周期表中碲在硫的下面,相对原子质量大,则碲化氢是比硫化氢更稳定的气体
12.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6、-2
+2
-2
下列叙述正确的是 ( )
A.离子半径:r(L2+)
C.L、M、X的最高价氧化物对应的水化物可以两两反应
D.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
13.(2021黑龙江牡丹江一中高三期末)X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.R的氧化物都含有离子键
B.最高价含氧酸溶液的酸性:Z
D.Y形成的化合物种类最多
14.(2021重庆高一期末)X、Y、Z、M、N是元素周期表中的短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是次外层电子数的3倍,X、M同主族,Y在同周期主族元素中原子半径最大。Z和N可以形成ZN2型化合物。下列有关说法正确的是 ( )
A.X与Y只能形成一种化合物
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>Z
C.元素X、Y、Z的简单离子具有相同电子层结构,且离子半径依次增大
D.单质的氧化性:X>M
15.已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20。甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,它们转化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.A、B形成的一种化合物具有漂白性
B.B、D形成的离子化合物可能含有非极性键
C.C的单质能与丙反应置换出B的单质
D.丁为黑色固体,且1 mol甲与足量丙反应转移电子数为3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021湖南永州高一上期末,)如表是简化后元素周期表的一部分,表中的每个编号表示一种元素,请根据要求回答问题。
族周期
ⅠA
0
一
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
二
①
②
三
③
④
⑤
⑥
(1)⑤的元素符号是 ;⑥的原子结构示意图是 。
(2)①和②的原子半径大小关系是① ②(填“>”“<”或“=”)。
(3)②的最简单气态氢化物的电子式为 。
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为
。
17.(16分)(2021广东深圳宝安高一期末)元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。已知一些元素的部分知识如下表所示。
元素
8O(氧)
16S(硫)
34Se(硒)
52Te(碲)
单质熔点/℃
-218.4
113
450
单质沸点/℃
-183
444.6
685
1 390
元素主要
化合价
-2
-2,+4,+6
-2,+4,+6
回答下列问题:
(1)硫元素在元素周期表中的位置是 ,H2S的电子式为 ,硒原子最外层电子数为 。
(2)依据元素周期律和表中知识,预测单质硒的熔点范围可能大于 ℃,小于 ℃,元素碲的主要化合价可能有 。
(3)从物质类别和硫元素的价态分析,在一定条件下,SO2能与下列物质发生反应,在横线上写出反应产物中含硫物质的化学式:
①NaOH溶液 ,②H2S ,③Na2O2 。
(4)已知硒最高价氧化物对应的硒酸是强酸,写出能证明硒酸比碳酸强的离子方程式: 。
(5)氢硒酸(H2Se)有较强的还原性,因此露置在空气中长期保存易变质出现浑浊,可能发生反应的化学方程式为 。
18.(8分)(2021湖南郴州高一上期末)现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,其原子序数依次增大。已知A、D位于同一主族,D是短周期中原子半径最大的元素。B、E最外层电子数是最内层电子数的2倍。C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍。
(1)A、C、D、F形成的简单离子半径由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2)B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式)。
(3)由C、D两元素能形成一种原子个数比为1∶1的化合物,写出该化合物的电子式:
。
(4)下列事实能说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强的是 。
a.G单质与D2F溶液反应溶液变浑浊
b.F氢化物的酸性比G的氢化物酸性弱
c.G和F两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
19.(12分)(2021湖北黄冈高一上期末)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且分布在三个周期,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2.5倍,C、D两元素同主族,且能形成化合物DC2和DC3。请回答下列问题:
(1)已知D2E2分子中,各原子最外层均达到8电子稳定结构,用元素符号表示D2E2的结构式:
。
(2)用离子符号表示A、C、D元素的简单离子半径由小到大的顺序: 。
(3)写出一个能表示D、E元素非金属性强弱的化学方程式: 。
(4)元素A和元素C以原子个数比1∶1形成的化合物Q,元素A和元素B形成化合物M,Q与M的电子总数相等,Q分子内所含化学键的类型为 ,以M为燃料,Q为氧化剂,可作火箭的推进剂,最终生成一种单质和一种化合物,写出该反应的化学方程式:
。
20.(14分)(2021天津六校高一上期末)Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
(1)将Na、K、Mg、Al各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果: (填元素符号,下同)与盐酸反应最剧烈, 与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为 。
Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(1)仪器A的名称为 。
(2)实验室中现有药品:①稀盐酸、②稀硝酸、③Na2SiO3溶液、④Na2CO3固体,请选择合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律;装置A、B中所装药品分别为 、 (填序号)。但有同学认为该装置有缺陷,如何改进?
。
答案全解全析
1.B
2.A
3.B
4.D
5.C
6.A
7.B
8.A
9.A
10.B
11.B
12.AD
13.B
14.BD
15.D
1.B 质子数=原子序数,所以Ts的质子数是117,A正确;Ts的原子核外最外层电子数是7,结合第六周期稀有气体元素的原子序数为86,可知Ts位于第七周期第ⅦA族,根据卤族单质的递变规律可知其应为固态,B错误;根据Ts的元素名称可知其为非金属元素,C正确;非金属性越弱,简单氢化物越不稳定,Ts位于第七周期第ⅦA族,在同族元素中非金属性最弱,所以HTs很不稳定,D正确。
2.A 60142Nd与 60143Nd的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A项正确;60143Nd与 60144Nd互为同位素,二者化学性质几乎相同,物理性质不同,B项错误;60142Nd中含有60个质子,58142Ce中含有58个质子,C项错误;60142Nd所含的中子数是82,60144Nd所含的中子数是84,D项错误。
3.B 地壳中元素的含量顺序是氧、硅、铝、铁等,则铝是地壳中含量最多的金属元素,A正确;铝与氧气反应生成氧化铝,形成致密的保护膜,阻止铝继续与氧气反应,故铝在空气中能稳定存在,B错误;铝能与酸或者碱反应,所以铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,C正确;氢氧化铝与弱碱不反应,D正确。
4.D H2还原CuO反应中H2是还原剂,失电子,电子的转移为 Cu+H2O,D错误。
5.C 质量数=质子数+中子数,则质量数为118+179=297,但元素的相对原子质量为各同位素原子的相对原子质量的平均值,该元素的相对原子质量不等于297,A错误;118号元素应位于周期表第七周期0族,为非金属元素,B、D错误;质子数=原子序数,原子序数为118,C正确。
6.A 随着核电荷数的递增,卤族元素的非金属性逐渐减弱,A正确;随着核电荷数的递增,卤族元素的单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性:F2>Cl2>Br2,B错误;随着核电荷数的递增,卤族元素的非金属性逐渐减弱,则氢化物的稳定性逐渐减弱,C错误;F2、Cl2、Br2的熔点逐渐升高,D错误。
7.B X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大。X的最外层电子数是其电子层数的2倍,则X核外有6个电子,为C;Y是地壳中含量最多的元素,则Y为O;Y原子的最外层电子数为6,是W原子最外层电子数的2倍,则W为Al;Z是短周期中金属性最强的元素,则Z为Na。O、Na形成的化合物为离子化合物,A错误;Z为Na,其原子半径为短周期主族元素中最大的,B正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,气态氢化物的稳定性:XAl,金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性:NaOH>Al(OH)3,D错误。
8.A 砷是33号元素,位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,A正确;砷与磷处于同一主族,非金属性比磷弱,酸性:磷酸>砷酸,B不正确;Ga的金属性比Al强,能与水反应,C不正确;Ga与Al同主族,Ga的金属性比Al强,碱性:Al(OH)3
10.B 食用盐的主要成分为NaCl,但NaCl不是以分子形式存在的,A项错误;根据谷氨酸钠的结构可知其所含元素为H、C、N、O、Na,其中离子半径最大的是N3-,B项正确;钠和钾均位于周期表中第ⅠA族,钾位于第四周期,钠位于第三周期,钾比钠活泼,C项错误;该瓶酱油净含量为1.4 L,氮含量≥1.20 g/100 mL,即1.4 L该酱油中含N元素的质量至少为1.20 g/100 mL×1 400 mL=16.8 g,D项错误。
11.B 卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高,碱金属单质的熔点从Li到Cs逐渐降低,A错误;117号元素Ts位于元素周期表的第七周期第ⅦA族,最外层有7个电子,最低化合价为-1价,B正确;同一主族从上到下,元素的金属性逐渐增强,Tl元素位于元素周期表的第六周期第ⅢA族,金属性较强,则铊的最高价氧化物对应的水化物Tl(OH)3不具有两性,C错误;同一主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则碲化氢是比硫化氢稳定性更弱的气体,D错误。
12.AD 元素的最高正价=最外层电子数=主族元素的族序数,最高正价和最低负价绝对值的和为8,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,X、T两元素最外层电子数为6,为第ⅥA族元素,X的半径大于T,所以T为O,X为S;L、R元素最外层电子数为2,为第ⅡA族元素,且半径L比R大,所以L为Mg、R为Be;M最外层电子数为3,为第ⅢA族元素,且半径与L相差较小,所以M与L在同一周期,故M为Al。因核外电子排布相同的离子,原子序数越小,半径越大,所以Mg2+的半径小于O2-,A正确;S可在加热条件下与铁反应,生成FeS,B错误;L、M、X的最高价氧化物对应的水化物分别是Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4,Mg(OH)2和Al(OH)3不能反应,故C错误;根据“对角线规则”,铍的性质与铝相似,其氢氧化物具有两性,D正确。
13.B 由题给元素原子半径和最外层电子数之间的关系图可推知,短周期元素X、R最外层电子数为1,Y最外层电子数为4,Z最外层电子数为5,M最外层电子数为6,R原子半径最大,X原子半径最小,可知R为钠元素,X为氢元素;Y和Z原子半径接近,M原子半径大于Y,可推知,Y为碳元素,Z为氮元素,M为硫元素。R为钠元素,氧化钠和过氧化钠中均含有离子键,A正确;Z为氮元素,M为硫元素,元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,而氮的非金属性强于硫,最高价含氧酸的酸性:Z>M,B错误;M为硫元素,R为钠元素,形成的R2Mx中,硫原子与硫原子之间形成非极性共价键,C正确;Y为碳元素,碳形成的有机物种类繁多,远多于无机物的种类,D正确。
14.BD 根据题意,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则X为O元素;X、M同主族,则M为S元素;原子序数Y>X,Y在同周期主族元素中原子半径最大,可推断出Y为Na元素;Z和N可以形成ZN2型化合物,则Z为Mg元素,N为Cl元素。Na与O可以形成Na2O,也可以形成Na2O2,A项错误;Na的金属性强于Mg,则NaOH的碱性强于Mg(OH)2,B项正确;电子层结构相同的离子,原子序数越大离子半径越小,则离子半径O2->Na+>Mg2+,C项错误;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,所以单质氧化性:O2>S,D项正确。
15.D 已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,则E为Fe;A与D同主族,B与C同周期,则A为H,D为Na,由C与D的原子序数之和为20,可知C为F;甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,结合图示转化关系,由Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气可知丙为H2O,丁为Fe3O4,则B为O元素,以此解答该题。H、O组成的H2O2有强氧化性,具有漂白性,故A正确;O和Na组成的Na2O2中含有离子键和非极性共价键,故B正确;F2与水反应生成HF和O2,故C正确;丁为Fe3O4,是黑色固体,由3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2可知,1 mol Fe与足量H2O反应转移电子数为83NA,故D错误。
16.答案 (1)P
(2)>
(3)H··O······H
(4)Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O
解析 根据周期表中的位置,可判断①~⑥分别为N、O、Na、Al、P、Cl。
(1)⑤为磷,元素符号为P;⑥为Cl,原子结构示意图为。
(2)①和②分别为N、O,为同周期元素,原子序数越大半径越小,则原子半径①>②。
(3)②的最简单气态氢化物为水,电子式为H··O······H。
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3,NaOH、Al(OH)3相互反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式为Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O。
17.答案 (1)第三周期第ⅥA族 H··S······H 6
(2)113 450 -2,+4,+6
(3)①Na2SO3或NaHSO3 ②S ③Na2SO4
(4)2H++CO32- H2O+CO2↑或H++HCO3- H2O+CO2↑
(5)2H2Se+O2 2H2O+2Se↓
解析 (1)硫原子核外电子数为16,共3个电子层,最外层电子数为6,则S元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族;H2S为共价化合物,其电子式为H··S······H;硒原子最外层电子数与O相同,为6。
(2)Se的熔点大于S而小于Te,即大于113 ℃,小于450 ℃;因硒的化合价有-2、+4、+6,碲的性质与硒相似,所以碲的化合价可能有-2、+4、+6。
(3)①SO2为酸性氧化物,与NaOH溶液反应生成Na2SO3,SO2足量时生成NaHSO3;②SO2具有氧化性,与H2S反应生成S和水:2H2S+SO2 3S+2H2O;③Na2O2有氧化性,与SO2反应生成硫酸钠:Na2O2+SO2 Na2SO4。
(4)硒酸是强酸,与碳酸盐或碳酸氢盐反应产生二氧化碳,离子方程式为2H++CO32- H2O+CO2↑或H++HCO3- H2O+CO2↑。
(5)因氢硒酸中硒的化合价为-2价,处于最低价,具有还原性,能被空气中的氧气氧化生成Se,化学方程式为2H2Se+O2 2H2O+2Se↓。
18.答案 (1)r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)>r(H+)或S2->O2->Na+>H+或S2-、O2-、Na+、H+
(2)HClO4
(3)Na+[··O······O······]Na+
(4)ac
解析 根据题给信息可推知,A为H,B为C,C为O,D为Na,E为Si,F为S,G为Cl。
(1)离子的电子层数越多,半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小;因此离子半径由大到小的顺序是:r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)>r(H+)。
(2)元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性就越强,B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物为H2CO3、H2SiO3、H2SO4、HClO4,因非金属性:Cl>S>C>Si,所以最高价含氧酸酸性最强的是HClO4。
(3)由C、D两元素形成的原子个数比为1∶1的化合物为Na2O2,电子式为Na+[··O······O······]Na+。
(4)G为Cl,其单质Cl2与Na2S溶液反应的化学方程式为Cl2+Na2S 2NaCl+S↓,G的得电子能力强,G的非金属性强,说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强,a正确;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性就越强,F氢化物的酸性比G的氢化物酸性弱不能说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强,b错误;G和F两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高,则G的氢化物比F的氢化物稳定,能说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强,c正确。
19.答案 (1)Cl—S—S—Cl
(2)H+
(4)极性键和非极性键(或共价键) N2H4+2H2O2 N2↑+4H2O
解析 短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且分布在三个周期,则A为H元素,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2.5倍,则B为N元素,C、D两元素同主族,且能形成化合物DC2和DC3,则C为O元素,D为S元素,E为Cl元素。
(1)S2Cl2分子中各原子最外层均达到8电子稳定结构,其结构式为Cl—S—S—Cl。
(2)H+、O2-、S2-半径由小到大的顺序是H+、O2-、S2-。
(3)可通过氯气与氢硫酸反应置换出S单质,证明氯气的氧化性比S单质的氧化性强,从而说明Cl的非金属性比S的非金属性强,反应的化学方程式为H2S+Cl2 2HCl+S↓。
(4)H和O以原子个数比1∶1形成的化合物Q为H2O2,含有18个电子,H和N形成的化合物M与Q的电子总数相等,则M为N2H4,H2O2分子内所含化学键的类型为极性键和非极性键(或共价键),以N2H4为燃料,H2O2为氧化剂,可作火箭的推进剂,最终生成一种单质和一种化合物,分别为氮气和水,则该反应的化学方程式为N2H4+2H2O2 N2↑+4H2O。
20.答案 Ⅰ.(1)K Al (2)S2-+Cl2 2Cl-+S↓
Ⅱ.(1)分液漏斗
(2)② ④ 在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,用来除去挥发出来的HNO3
解析 Ⅰ.(1)金属性由强到弱的顺序为钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾,反应速率最慢的是铝;生成1 mol氢气需要得到2 mol电子,1 mol钾、钠都失去1 mol电子,1 mol镁失去2 mol电子,而1 mol铝失去3 mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝。
(2)氯气能够与硫离子反应生成硫,反应的离子方程式为Cl2+S2-
S↓+2Cl-。
Ⅱ.(2)要证明非金属性:N>C>Si,则利用题图装置证明最高价氧化物的水化物的酸性的强弱顺序为HNO3>H2CO3>H2SiO3,要证明非金属性:C>Si,可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明;要证明非金属性:N>C,可以通过硝酸和碳酸钠反应生成二氧化碳来证明;硝酸有挥发性,干扰碳酸与硅酸的强弱比较,在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,用来除去挥发出来的HNO3。
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(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021黑龙江大庆铁人中学高二上期末)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 ( )
A.Ts的质子数是117
B.Ts可能为气态
C.Ts是非金属元素
D.如果存在HTs,则它极其不稳定
2.东风-17弹道导弹能对中近程目标实施精确打击,其原因是导弹中使用了含有稀土元素钕(60Nd)的永磁材料。下列说法中正确的是 ( )
A.60142Nd与 60143Nd互为同位素
B.60143Nd与 60144Nd的性质相同
C.60142Nd与 58142Ce的质子数相等
D.60142Nd与 60144Nd所含的中子数分别是142、144
3.(2021天津滨海新区高一上期末)下列有关铝及其化合物的说法错误的是 ( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.铝在空气中能稳定存在是因为铝的化学性质不活泼,不与氧气反应
C.铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
D.氢氧化铝是两性氢氧化物,但与氨水不反应
4.(2021北京朝阳高一上期末)下列化学用语书写不正确的是 ( )
A.N2的电子式:∶N︙︙N∶
B.KNO3的电离方程式:KNO3 K++NO3-
C.用电子式表示NaCl的形成过程:
D.H2还原CuO反应中电子的转移: Cu+H2O
5.(2021天津六校高一上期末)2008年,美国和俄罗斯科学家将大量48Ca离子加速去轰击人造元素249Cf,从而制造出3颗新原子。每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。下列有关该元素的叙述正确的是 ( )
A.该元素的相对原子质量为297
B.这是一种金属元素
C.这是一种在元素周期表中原子序数为118的元素
D.这是一种主族元素
6.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化而变化的趋势,正确的是 ( )
7.(2021湖南永州高一上期末)X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是其电子层数的2倍,Y是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层电子数是W原子最外层电子数的2倍,Z是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 ( )
A.Y与Z能形成共价化合物
B.原子半径:Z>X
C.气态氢化物的稳定性:X>Y
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z
A.砷元素符号为As,位于元素周期表中第四周期第ⅤA族
B.酸性:砷酸>磷酸
C.镓元素符号为Ga,单质不能与水反应
D.碱性:Ga(OH)3
下列有关钠元素及其化合物的表示不正确的是 ( )
A.钠原子的结构示意图:
B.质子数为11、中子数为12的钠原子:1123Na
C.Na+的电子式:Na+
D.NaCl的电离方程式:NaCl Na++Cl-
10.(原创)某瓶品牌酱油的产品信息如图所示,下列有关说法正确的是 ( )
A.食用盐的主要成分是NaCl分子
B.谷氨酸钠所含元素的简单离子中半径最大的是N3-
C.钠和钾位于周期表中同一主族且钠比钾活泼
D.该瓶品牌酱油中含N元素的质量至少为1.96 g
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021辽宁省实验中学高一上期末)类比和推理是化学研究的重要方法。下列说法正确的是 ( )
A.卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高,则碱金属单质的熔点从Li到Cs逐渐升高
B.117号元素Ts的最低化合价为-1
C.铊(Tl)和铝处于同一主族,则铊的最高价氧化物对应的水化物Tl(OH)3具有两性
D.周期表中碲在硫的下面,相对原子质量大,则碲化氢是比硫化氢更稳定的气体
12.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6、-2
+2
-2
下列叙述正确的是 ( )
A.离子半径:r(L2+)
C.L、M、X的最高价氧化物对应的水化物可以两两反应
D.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
13.(2021黑龙江牡丹江一中高三期末)X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.R的氧化物都含有离子键
B.最高价含氧酸溶液的酸性:Z
D.Y形成的化合物种类最多
14.(2021重庆高一期末)X、Y、Z、M、N是元素周期表中的短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是次外层电子数的3倍,X、M同主族,Y在同周期主族元素中原子半径最大。Z和N可以形成ZN2型化合物。下列有关说法正确的是 ( )
A.X与Y只能形成一种化合物
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>Z
C.元素X、Y、Z的简单离子具有相同电子层结构,且离子半径依次增大
D.单质的氧化性:X>M
15.已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20。甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,它们转化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.A、B形成的一种化合物具有漂白性
B.B、D形成的离子化合物可能含有非极性键
C.C的单质能与丙反应置换出B的单质
D.丁为黑色固体,且1 mol甲与足量丙反应转移电子数为3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021湖南永州高一上期末,)如表是简化后元素周期表的一部分,表中的每个编号表示一种元素,请根据要求回答问题。
族周期
ⅠA
0
一
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
二
①
②
三
③
④
⑤
⑥
(1)⑤的元素符号是 ;⑥的原子结构示意图是 。
(2)①和②的原子半径大小关系是① ②(填“>”“<”或“=”)。
(3)②的最简单气态氢化物的电子式为 。
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为
。
17.(16分)(2021广东深圳宝安高一期末)元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。已知一些元素的部分知识如下表所示。
元素
8O(氧)
16S(硫)
34Se(硒)
52Te(碲)
单质熔点/℃
-218.4
113
450
单质沸点/℃
-183
444.6
685
1 390
元素主要
化合价
-2
-2,+4,+6
-2,+4,+6
回答下列问题:
(1)硫元素在元素周期表中的位置是 ,H2S的电子式为 ,硒原子最外层电子数为 。
(2)依据元素周期律和表中知识,预测单质硒的熔点范围可能大于 ℃,小于 ℃,元素碲的主要化合价可能有 。
(3)从物质类别和硫元素的价态分析,在一定条件下,SO2能与下列物质发生反应,在横线上写出反应产物中含硫物质的化学式:
①NaOH溶液 ,②H2S ,③Na2O2 。
(4)已知硒最高价氧化物对应的硒酸是强酸,写出能证明硒酸比碳酸强的离子方程式: 。
(5)氢硒酸(H2Se)有较强的还原性,因此露置在空气中长期保存易变质出现浑浊,可能发生反应的化学方程式为 。
18.(8分)(2021湖南郴州高一上期末)现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,其原子序数依次增大。已知A、D位于同一主族,D是短周期中原子半径最大的元素。B、E最外层电子数是最内层电子数的2倍。C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍。
(1)A、C、D、F形成的简单离子半径由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2)B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式)。
(3)由C、D两元素能形成一种原子个数比为1∶1的化合物,写出该化合物的电子式:
。
(4)下列事实能说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强的是 。
a.G单质与D2F溶液反应溶液变浑浊
b.F氢化物的酸性比G的氢化物酸性弱
c.G和F两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
19.(12分)(2021湖北黄冈高一上期末)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且分布在三个周期,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2.5倍,C、D两元素同主族,且能形成化合物DC2和DC3。请回答下列问题:
(1)已知D2E2分子中,各原子最外层均达到8电子稳定结构,用元素符号表示D2E2的结构式:
。
(2)用离子符号表示A、C、D元素的简单离子半径由小到大的顺序: 。
(3)写出一个能表示D、E元素非金属性强弱的化学方程式: 。
(4)元素A和元素C以原子个数比1∶1形成的化合物Q,元素A和元素B形成化合物M,Q与M的电子总数相等,Q分子内所含化学键的类型为 ,以M为燃料,Q为氧化剂,可作火箭的推进剂,最终生成一种单质和一种化合物,写出该反应的化学方程式:
。
20.(14分)(2021天津六校高一上期末)Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
(1)将Na、K、Mg、Al各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果: (填元素符号,下同)与盐酸反应最剧烈, 与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为 。
Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(1)仪器A的名称为 。
(2)实验室中现有药品:①稀盐酸、②稀硝酸、③Na2SiO3溶液、④Na2CO3固体,请选择合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律;装置A、B中所装药品分别为 、 (填序号)。但有同学认为该装置有缺陷,如何改进?
。
答案全解全析
1.B
2.A
3.B
4.D
5.C
6.A
7.B
8.A
9.A
10.B
11.B
12.AD
13.B
14.BD
15.D
1.B 质子数=原子序数,所以Ts的质子数是117,A正确;Ts的原子核外最外层电子数是7,结合第六周期稀有气体元素的原子序数为86,可知Ts位于第七周期第ⅦA族,根据卤族单质的递变规律可知其应为固态,B错误;根据Ts的元素名称可知其为非金属元素,C正确;非金属性越弱,简单氢化物越不稳定,Ts位于第七周期第ⅦA族,在同族元素中非金属性最弱,所以HTs很不稳定,D正确。
2.A 60142Nd与 60143Nd的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A项正确;60143Nd与 60144Nd互为同位素,二者化学性质几乎相同,物理性质不同,B项错误;60142Nd中含有60个质子,58142Ce中含有58个质子,C项错误;60142Nd所含的中子数是82,60144Nd所含的中子数是84,D项错误。
3.B 地壳中元素的含量顺序是氧、硅、铝、铁等,则铝是地壳中含量最多的金属元素,A正确;铝与氧气反应生成氧化铝,形成致密的保护膜,阻止铝继续与氧气反应,故铝在空气中能稳定存在,B错误;铝能与酸或者碱反应,所以铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,C正确;氢氧化铝与弱碱不反应,D正确。
4.D H2还原CuO反应中H2是还原剂,失电子,电子的转移为 Cu+H2O,D错误。
5.C 质量数=质子数+中子数,则质量数为118+179=297,但元素的相对原子质量为各同位素原子的相对原子质量的平均值,该元素的相对原子质量不等于297,A错误;118号元素应位于周期表第七周期0族,为非金属元素,B、D错误;质子数=原子序数,原子序数为118,C正确。
6.A 随着核电荷数的递增,卤族元素的非金属性逐渐减弱,A正确;随着核电荷数的递增,卤族元素的单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性:F2>Cl2>Br2,B错误;随着核电荷数的递增,卤族元素的非金属性逐渐减弱,则氢化物的稳定性逐渐减弱,C错误;F2、Cl2、Br2的熔点逐渐升高,D错误。
7.B X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大。X的最外层电子数是其电子层数的2倍,则X核外有6个电子,为C;Y是地壳中含量最多的元素,则Y为O;Y原子的最外层电子数为6,是W原子最外层电子数的2倍,则W为Al;Z是短周期中金属性最强的元素,则Z为Na。O、Na形成的化合物为离子化合物,A错误;Z为Na,其原子半径为短周期主族元素中最大的,B正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,气态氢化物的稳定性:X
8.A 砷是33号元素,位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,A正确;砷与磷处于同一主族,非金属性比磷弱,酸性:磷酸>砷酸,B不正确;Ga的金属性比Al强,能与水反应,C不正确;Ga与Al同主族,Ga的金属性比Al强,碱性:Al(OH)3
10.B 食用盐的主要成分为NaCl,但NaCl不是以分子形式存在的,A项错误;根据谷氨酸钠的结构可知其所含元素为H、C、N、O、Na,其中离子半径最大的是N3-,B项正确;钠和钾均位于周期表中第ⅠA族,钾位于第四周期,钠位于第三周期,钾比钠活泼,C项错误;该瓶酱油净含量为1.4 L,氮含量≥1.20 g/100 mL,即1.4 L该酱油中含N元素的质量至少为1.20 g/100 mL×1 400 mL=16.8 g,D项错误。
11.B 卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高,碱金属单质的熔点从Li到Cs逐渐降低,A错误;117号元素Ts位于元素周期表的第七周期第ⅦA族,最外层有7个电子,最低化合价为-1价,B正确;同一主族从上到下,元素的金属性逐渐增强,Tl元素位于元素周期表的第六周期第ⅢA族,金属性较强,则铊的最高价氧化物对应的水化物Tl(OH)3不具有两性,C错误;同一主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则碲化氢是比硫化氢稳定性更弱的气体,D错误。
12.AD 元素的最高正价=最外层电子数=主族元素的族序数,最高正价和最低负价绝对值的和为8,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,X、T两元素最外层电子数为6,为第ⅥA族元素,X的半径大于T,所以T为O,X为S;L、R元素最外层电子数为2,为第ⅡA族元素,且半径L比R大,所以L为Mg、R为Be;M最外层电子数为3,为第ⅢA族元素,且半径与L相差较小,所以M与L在同一周期,故M为Al。因核外电子排布相同的离子,原子序数越小,半径越大,所以Mg2+的半径小于O2-,A正确;S可在加热条件下与铁反应,生成FeS,B错误;L、M、X的最高价氧化物对应的水化物分别是Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4,Mg(OH)2和Al(OH)3不能反应,故C错误;根据“对角线规则”,铍的性质与铝相似,其氢氧化物具有两性,D正确。
13.B 由题给元素原子半径和最外层电子数之间的关系图可推知,短周期元素X、R最外层电子数为1,Y最外层电子数为4,Z最外层电子数为5,M最外层电子数为6,R原子半径最大,X原子半径最小,可知R为钠元素,X为氢元素;Y和Z原子半径接近,M原子半径大于Y,可推知,Y为碳元素,Z为氮元素,M为硫元素。R为钠元素,氧化钠和过氧化钠中均含有离子键,A正确;Z为氮元素,M为硫元素,元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,而氮的非金属性强于硫,最高价含氧酸的酸性:Z>M,B错误;M为硫元素,R为钠元素,形成的R2Mx中,硫原子与硫原子之间形成非极性共价键,C正确;Y为碳元素,碳形成的有机物种类繁多,远多于无机物的种类,D正确。
14.BD 根据题意,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则X为O元素;X、M同主族,则M为S元素;原子序数Y>X,Y在同周期主族元素中原子半径最大,可推断出Y为Na元素;Z和N可以形成ZN2型化合物,则Z为Mg元素,N为Cl元素。Na与O可以形成Na2O,也可以形成Na2O2,A项错误;Na的金属性强于Mg,则NaOH的碱性强于Mg(OH)2,B项正确;电子层结构相同的离子,原子序数越大离子半径越小,则离子半径O2->Na+>Mg2+,C项错误;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,所以单质氧化性:O2>S,D项正确。
15.D 已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,则E为Fe;A与D同主族,B与C同周期,则A为H,D为Na,由C与D的原子序数之和为20,可知C为F;甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,结合图示转化关系,由Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气可知丙为H2O,丁为Fe3O4,则B为O元素,以此解答该题。H、O组成的H2O2有强氧化性,具有漂白性,故A正确;O和Na组成的Na2O2中含有离子键和非极性共价键,故B正确;F2与水反应生成HF和O2,故C正确;丁为Fe3O4,是黑色固体,由3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2可知,1 mol Fe与足量H2O反应转移电子数为83NA,故D错误。
16.答案 (1)P
(2)>
(3)H··O······H
(4)Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O
解析 根据周期表中的位置,可判断①~⑥分别为N、O、Na、Al、P、Cl。
(1)⑤为磷,元素符号为P;⑥为Cl,原子结构示意图为。
(2)①和②分别为N、O,为同周期元素,原子序数越大半径越小,则原子半径①>②。
(3)②的最简单气态氢化物为水,电子式为H··O······H。
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3,NaOH、Al(OH)3相互反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式为Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O。
17.答案 (1)第三周期第ⅥA族 H··S······H 6
(2)113 450 -2,+4,+6
(3)①Na2SO3或NaHSO3 ②S ③Na2SO4
(4)2H++CO32- H2O+CO2↑或H++HCO3- H2O+CO2↑
(5)2H2Se+O2 2H2O+2Se↓
解析 (1)硫原子核外电子数为16,共3个电子层,最外层电子数为6,则S元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族;H2S为共价化合物,其电子式为H··S······H;硒原子最外层电子数与O相同,为6。
(2)Se的熔点大于S而小于Te,即大于113 ℃,小于450 ℃;因硒的化合价有-2、+4、+6,碲的性质与硒相似,所以碲的化合价可能有-2、+4、+6。
(3)①SO2为酸性氧化物,与NaOH溶液反应生成Na2SO3,SO2足量时生成NaHSO3;②SO2具有氧化性,与H2S反应生成S和水:2H2S+SO2 3S+2H2O;③Na2O2有氧化性,与SO2反应生成硫酸钠:Na2O2+SO2 Na2SO4。
(4)硒酸是强酸,与碳酸盐或碳酸氢盐反应产生二氧化碳,离子方程式为2H++CO32- H2O+CO2↑或H++HCO3- H2O+CO2↑。
(5)因氢硒酸中硒的化合价为-2价,处于最低价,具有还原性,能被空气中的氧气氧化生成Se,化学方程式为2H2Se+O2 2H2O+2Se↓。
18.答案 (1)r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)>r(H+)或S2->O2->Na+>H+或S2-、O2-、Na+、H+
(2)HClO4
(3)Na+[··O······O······]Na+
(4)ac
解析 根据题给信息可推知,A为H,B为C,C为O,D为Na,E为Si,F为S,G为Cl。
(1)离子的电子层数越多,半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小;因此离子半径由大到小的顺序是:r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)>r(H+)。
(2)元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性就越强,B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物为H2CO3、H2SiO3、H2SO4、HClO4,因非金属性:Cl>S>C>Si,所以最高价含氧酸酸性最强的是HClO4。
(3)由C、D两元素形成的原子个数比为1∶1的化合物为Na2O2,电子式为Na+[··O······O······]Na+。
(4)G为Cl,其单质Cl2与Na2S溶液反应的化学方程式为Cl2+Na2S 2NaCl+S↓,G的得电子能力强,G的非金属性强,说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强,a正确;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性就越强,F氢化物的酸性比G的氢化物酸性弱不能说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强,b错误;G和F两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高,则G的氢化物比F的氢化物稳定,能说明G元素的非金属性比F元素的非金属性强,c正确。
19.答案 (1)Cl—S—S—Cl
(2)H+
(4)极性键和非极性键(或共价键) N2H4+2H2O2 N2↑+4H2O
解析 短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且分布在三个周期,则A为H元素,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2.5倍,则B为N元素,C、D两元素同主族,且能形成化合物DC2和DC3,则C为O元素,D为S元素,E为Cl元素。
(1)S2Cl2分子中各原子最外层均达到8电子稳定结构,其结构式为Cl—S—S—Cl。
(2)H+、O2-、S2-半径由小到大的顺序是H+、O2-、S2-。
(3)可通过氯气与氢硫酸反应置换出S单质,证明氯气的氧化性比S单质的氧化性强,从而说明Cl的非金属性比S的非金属性强,反应的化学方程式为H2S+Cl2 2HCl+S↓。
(4)H和O以原子个数比1∶1形成的化合物Q为H2O2,含有18个电子,H和N形成的化合物M与Q的电子总数相等,则M为N2H4,H2O2分子内所含化学键的类型为极性键和非极性键(或共价键),以N2H4为燃料,H2O2为氧化剂,可作火箭的推进剂,最终生成一种单质和一种化合物,分别为氮气和水,则该反应的化学方程式为N2H4+2H2O2 N2↑+4H2O。
20.答案 Ⅰ.(1)K Al (2)S2-+Cl2 2Cl-+S↓
Ⅱ.(1)分液漏斗
(2)② ④ 在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,用来除去挥发出来的HNO3
解析 Ⅰ.(1)金属性由强到弱的顺序为钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾,反应速率最慢的是铝;生成1 mol氢气需要得到2 mol电子,1 mol钾、钠都失去1 mol电子,1 mol镁失去2 mol电子,而1 mol铝失去3 mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝。
(2)氯气能够与硫离子反应生成硫,反应的离子方程式为Cl2+S2-
S↓+2Cl-。
Ⅱ.(2)要证明非金属性:N>C>Si,则利用题图装置证明最高价氧化物的水化物的酸性的强弱顺序为HNO3>H2CO3>H2SiO3,要证明非金属性:C>Si,可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明;要证明非金属性:N>C,可以通过硝酸和碳酸钠反应生成二氧化碳来证明;硝酸有挥发性,干扰碳酸与硅酸的强弱比较,在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,用来除去挥发出来的HNO3。
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