苏教版高中化学必修第一册5微观结构与物质的多样性提升训练含解析

专题5　微观结构与物质的多样性
注意事项　1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　N 14　O 16　Na 23　Li 7　Cl 35.5。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1.(2021山东济宁高一上质量检测)2019年是国际化学元素周期表150周年。下列关于元素周期表的说法正确的是 (　　)
A.ⅠA、ⅡA族的元素全部是金属元素,均能与酸发生反应生成氢气
B.元素周期表包含7个周期、7个主族、7个副族、1个Ⅷ族、1个0族
C.现代元素周期表是按照相对原子质量的大小顺序对元素进行排列的
D.0族元素中所有原子的最外层电子数都是8,化学性质稳定
2.(2021黑龙江鹤岗第一中学高一上期末)下列有关化学用语表示正确的是　 (　　)
A.CaH2的电子式:
B.Cl-的结构示意图:
C.HCl的形成过程:
D.次氯酸的结构式:H—Cl—O
3.(2021江苏无锡高一上期中教学质量抽测)某元素R位于元素周期表的ⅡA族和第4周期。下列说法错误的是 (　　)
A.R的单质具有强还原性
B.R的单质能够和水发生反应
C.R元素最高化合价为+2价
D.R在自然界中以单质的形式存在
4.(2021天津六校联考高一上期末)下列说法正确的是 (　　)
A.核外电子排布相同的微粒化学性质可能不同
B.化学键包括共价键、离子键、氢键等
C.核外电子排布相同的两个原子可能不是同种元素原子
D.原子的种类由原子核内中子数决定
5.(2021北京朝阳高一上期末)下列叙述不正确的是 (　　)
A.817O的中子数为9　　　　　B.原子半径:O>N
C.非金属性:O>N　　　　　D.稳定性:H2O>NH3
6.(2021黑龙江齐齐哈尔高一上期末)下列说法中正确的是 (　　)
A.能生成碱的金属元素都在ⅠA族
B.原子序数为14的元素位于元素周期表的ⅣA族
C.稀有气体元素原子的最外层电子数均为8
D.第二周期ⅣA族元素的原子的中子数一定为6
7.(2021吉林长春高一上期末)下列关于F、Cl、Br、I的比较不正确的是 (　　)
A.单质的氧化性随元素核电荷数的增加而减弱
B.单质的颜色随元素核电荷数的增加而加深
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
8.(2021江苏常州高一上期末)短周期主族元素W、R、X、Y、Z原子序数依次增大,且分别在三个不同的周期。W与X同主族,R原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,Y是地壳中含量最多的金属元素,Y、Z的最外层电子数之和比X、R的最外层电子数之和多2。下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.最高价氧化物对应的水化物的碱性:X>Y
C.简单氢化物的热稳定性:Z>R
D.X、R、W三种元素形成的化合物中只存在一种化学键
9.(2021北京顺义高一上期末)某元素的原子结构示意图为,关于该元素的说法中,不正确的是 (　　)
A.元素符号是Al
B.最高正化合价是+3价
C.金属性比镁的强
D.单质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应
10.(2021湖北黄冈高一上期末)X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图,下列说法不正确的是 (　　)
X
Y
Z
W
A.若X、Y为非金属元素,则非金属性Y比X强
B.简单离子半径:Z>X
C.Y、W具有相同的最高正价
D.X、Y、Z、W四种元素既可都为金属元素,也可都为非金属元素
11.(2021广东深圳宝安高一上期末)Q、X、Y和Z均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图所示,这4种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是 (　　)

X
Y

Q


Z
A.原子半径:Y比X大
B.最高价氧化物的水化物的酸性:Q比Z强
C.Z的单质常用于自来水消毒
D.Q与Y形成的化合物含有离子键
12.(2021广东广州协和中学高一上期末)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是K层电子数的3倍,Y的金属性是同周期元素中最强的,Z是地壳中含量最多的金属元素,W与X同主族。下列说法正确的是 (　　)
A.简单离子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的一种化合物用于潜水艇或呼吸面具中作为氧气的来源
C.X的简单氢化物的热稳定性比W的弱
D.W的氧化物的水化物是一种强酸
13.(2021黑龙江大庆铁人中学高一上期末)依据已知信息,由元素的原子结构和元素在周期表的位置,下列对碱金属元素及其化合物性质的预测或推理不合理的是 (　　)
编号
已知信息
预测或推理
A
钠在空气中燃烧生成Na2O2
锂在空气中燃烧生成Li2O2
B
钠可以跟冷水反应
其他碱金属可以跟冷水反应
C
NaOH是强碱
CsOH是更强的碱
D
钠在自然界中以化合态存在
Rb在自然界中以化合态存在
14.(2021江苏南京高一上期末学情调研)牛奶中含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质。随着原子序数的递增,其组成元素中部分短周期元素的原子半径相对大小、最高正化合价或最低负化合价随原子序数的变化如图所示。

牛奶的含钙量很高而且比较容易吸收,一直被作为补钙的首选。已知钙是第四周期ⅡA族元素。下列有关钙元素性质推测正确的是 (　　)
A.钙元素与f元素的原子具有相同的电子层结构
B.相同条件下,单质与水反应的剧烈程度:Ca>f
C.最高价氧化物对应的水化物碱性:Cad
D.元素c和e的气态氢化物的稳定性:c>e
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(8分)(2021河南平顶山一中高一上教学质量评估)结合如图六种微粒的结构示意图,回答下列问题:


(1)粒子④在化学反应中易　　　　(填“失”或“得”)电子,形成　　　　(填化学符号)。 
(2)①~⑤五种粒子中化学性质相似的是　　　　(填序号)。 
(3)①~⑥六种粒子中具有相对稳定结构的是　　　　(填序号)。 
(4)若⑥表示某阴离子的结构示意图,则X可能是下列中的　　　　(填字母)。 
a.16　　　　　　　　b.17　　　　　　　　
c.18　　　　　　　　d.19
17.(12分)(2021湖北黄冈高一上期末调研)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个电子,则D2E2的结构式为　　　　　　　。 
(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)写出由A、B、C、D四种元素形成的两种酸式盐在溶液中反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)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所含化学键的类型为　　　　;以M为燃料、Q为氧化剂作火箭的推进剂,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:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
18.(13分)(2020海南海口琼山中学高一下月考)某同学利用如图装置探究元素周期表中元素性质的递变规律。

(1)仪器B的名称为　　　　,球形干燥管D的作用为　　　　。 
(2)若要证明非金属性:Cl>I,则A中加浓盐酸,B中加KMnO4(已知KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气),C中加淀粉—碘化钾混合溶液,观察到C中溶液　　　　的现象,即可证明。此装置缺少尾气处理装置,可用　　　　溶液吸收尾气,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)现有盐酸、CaCO3和Na2SiO3溶液,若要证明非金属性:C>Si,则C中装的试剂为　　　　　　。观察到C中溶液　　　　　　　　　的现象,即可证明。但有同学认为盐酸具有挥发性,可进入C中干扰实验,也会产生相同的实验现象,为了避免干扰,应在两装置间添加装有　　　　　　　溶液的洗气瓶。 
19.(10分)(2021湖南永州高一上期末)下表中的每个编号表示一种元素,请根据要求回答问题。

(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“>”“Al>S,A项错误;X、Y分别为Na、Al,金属性:Na>Al,金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则碱性:X>Y,B项正确;R、Z分别为O、S,非金属性:O>S,非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,热稳定性:H2O>H2S,C项错误;X、R、W三种元素形成的化合物为NaOH,NaOH中存在离子键和共价键,含2种化学键,D项错误。
9.C　核电荷数为13,所以元素符号是Al,A项正确;Al原子最外层有3个电子,所以其最高正化合价是+3价,B项正确;铝和镁的原子电子层数相同,铝原子最外层有3个电子、镁原子最外层有2个电子,铝的金属性比镁弱,C项错误;铝能与盐酸反应生成氯化铝和氢气,铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,D项正确。
10.C　X、Y位于同一周期,同周期从左至右,金属性依次减弱,非金属性依次增强,故非金属性Y>X,A项正确;X、Z位于同一主族,形成的简单离子电子层数Z比X多,故简单离子半径Z>X,B项正确;Y、W位于同一主族,最外层电子数相等,元素性质有相似性,一般其最高正价相等,但也有特殊性,当Y、W分别是O、S时,O无最高正价,S的最高正价为+6价,又若Y、W分别是F、Cl时,由于F的非金属性极强,F无正价,Cl的最高正价为+7价,C项错误;当X、Y分别位于第ⅠA族、第ⅡA族时,X、Y、Z、W可分别是Li、Be、Na、Mg,四种元素均为金属元素,当X、Y位于第ⅣA族、第ⅤA族或第ⅤA、第ⅥA族或第ⅥA族、第ⅦA族时,四种元素均可为非金属元素,D项正确。
11.C　4种元素的原子最外层电子数之和为22,根据元素在周期表中的位置,假设Q最外层电子数为a,则X的最外层电子数为a+1,Y的最外层电子数为a+2,则Z的最外层电子数为a+3,则可得:a+a+1+a+2+a+3=22,则a=4,X、Y位于第二周期,则X是N,Y是O,Q是Si,Z是Cl。同周期主族元素从左到右,原子半径依次减小,则原子半径X(N)>Y(O),A项错误;同周期主族元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,元素最高价氧化物的水化物的酸性依次增强,则酸性H2SiO3r(Na+)>r(Al3+),A项错误;由O、Na组成的一种化合物Na2O2,用于潜水艇或呼吸面具中作为氧气的来源,B项正确;元素非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,非金属性:O>S,则热稳定性:H2O>H2S,C项错误;W为S元素,其氧化物的水化物可以是H2SO3,H2SO3不是强酸,D项错误。
13.A　钠金属性强于锂,锂在空气中燃烧生成Li2O,A项错误;钠可以跟冷水剧烈反应,其他碱金属均可以跟冷水反应,且金属越活泼,与水反应越剧烈,B项正确;金属性越强、最高价氧化物的水化物的碱性越强,Cs的金属性大于Na,CsOH是更强的碱,C项正确;Rb的金属性大于Na,钠元素在自然界中以化合态存在,则Rb在自然界中以化合态存在,D项正确。
14.B　w和g最低负价均为-2价,而w的原子半径较小,所以w为O元素,g为S元素;x、e最高正价为+1价,e的原子半径大于S,则e为Na元素,x的原子半径小于O,则x为H元素;f最高正价为+2价,原子半径小于Na大于S,则f为Mg元素;y、z最高正价分别为+4、+5价,且原子半径大于O,则y为C元素,z为N元素。Ca为20号元素,原子核外有4层电子,f为12号Mg元素,原子核外有三层电子,原子电子层结构不同,A项错误;Ca与Mg同主族,同主族元素自上而下金属性增强,所以Ca比Mg活泼,与水反应时Ca更剧烈,B项正确;元素金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,所以Ca>f,C项错误;同周期自左至右金属性减弱,所以金属性Mg>Al,而金属性Ca>Mg,所以铝比钙金属性弱,D项错误。
15.D　根据元素周期表的特征,可知a位于元素周期表第一周期0族,所以a为He;同理可知b为O,c为P,d为Cl,e为As。b为O,O位于第二周期ⅥA族,其最低价为-2价,没有最高正价,A项错误;a为He,其单质为He,为单原子分子,B项错误;同周期非金属元素从左到右非金属性依次增强,非金属性PAs,D项正确。
16.答案　(1)失(1分)　Mg2+(1分)　(2)②⑤(2分)　(3)①③⑥(2分)
(4)ab(2分)
解析　(1)粒子④最外层电子数为2,在化学反应中易失去2个电子而形成带有2个单位正电荷的镁离子,其符号为Mg2+。(2)决定元素化学性质的是原子最外层电子数,①~⑤五种粒子中化学性质相似的是②⑤,原子最外层均为6个电子,易得电子;①中原子最外层电子数为2,只有一个电子层,属于稀有气体元素的原子,化学性质稳定;④中最外层有2个电子,在化学反应中易失去2个电子而形成阳离子,尽管①④最外层电子数相同,但化学性质不同。(3)①中原子的最外层电子数为2,只有一个电子层,属于稀有气体元素的原子,化学性质稳定;③⑥的最外层电子数为8,均属于稳定结构,所以①~⑥六种粒子中具有相对稳定结构的是①③⑥。(4)当质子数小于核外电子数时,为阴离子,所以若⑥表示某阴离子的结构示意图,则X可能是16或17。
17.答案　(1)Cl—S—S—Cl(2分)
(2)H+、O2-、S2-(2分)
(3)H2S+Cl2 2HCl+S↓(2分)
(4)H++HSO3- SO2↑+H2O(2分)
(5)共价键(2分)　N2H4+2H2O2 N2↑+4H2O(2分)
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个电子,其结构式为Cl—S—S—Cl。(2)电子层数越多,简单离子半径越大,则H+、O2-、S2-半径由小到大的顺序为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)A、B、C、D四种元素形成的两种酸式盐为NaHSO3和NaHSO4,NaHSO3在溶液中完全电离出钠离子和HSO3-,NaHSO4在溶液中完全电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,故在溶液中反应的离子方程式为H++HSO3-↑+H2O。(5)元素H和元素O以原子个数比1∶1形成的化合物Q为H2O2,含有18个电子,元素H和元素N形成化合物M与H2O2的电子总数相等,则M为N2H4,H2O2分子内所含化学键的类型为共价键;以N2H4为燃料,以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,则单质和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。
18.答案　(1)锥形瓶(2分)　防止倒吸(2分)
(2)变蓝(2分)　NaOH(2分)　Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O(2分)
(3)Na2SiO3溶液(1分)　有白色沉淀生成(1分)　饱和NaHCO3(1分)
解析　(1)仪器B的名称为锥形瓶;球形干燥管D的球形部分具有较大空间,能起缓冲作用,能够防止倒吸,可以避免C中液体进入锥形瓶中。(2)KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气,氯气与淀粉—碘化钾混合溶液反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝,故观察到C中溶液变蓝,则可证明氯气的氧化性比碘单质的氧化性强,从而证明非金属性:Cl>I;此装置缺少尾气处理装置,过量的氯气会逸到空气中污染环境,可用NaOH溶液吸收尾气,反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(3)非金属元素的非金属性越强,其对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,根据提供的试剂,若要证明非金属性:C>Si,只要证明酸性:碳酸>硅酸即可,因此分液漏斗中应加入盐酸,锥形瓶中加入CaCO3,盐酸与CaCO3反应可生成二氧化碳,C中装Na2SiO3溶液,二氧化碳与硅酸钠反应可生成硅酸白色沉淀,溶液变浑浊,但是盐酸具有挥发性,所以生成的二氧化碳中含有HCl,HCl能和硅酸钠反应而使溶液变浑浊,干扰实验结果,故需要将二氧化碳中的HCl除去,根据HCl能与NaHCO3反应,而二氧化碳不反应,可以在两装置之间添加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去HCl。
19.答案　(1)P(2分)　(2分)
(2)>(2分)　
(3)H：O····：H(2分)
(4)Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O(2分)
解析　根据元素在周期表中的位置,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,原子序数越大原子半径越小,则原子半径①>②。
(3)②的最简单氢化物为水,电子式为H：O····：H。(4)③、④的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,NaOH与Al(OH)3反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式为Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O。
20.答案　(1)(1分)
(2)HClO4>H3PO4>H2CO3(1分)　Cl->F->Na+(1分)
(3)Na(1分)　HF(1分)
(4)发出黄色火焰,产生白烟(1分)　(2分)
(5)(2分)
(6)C(2分)
解析　同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,参考所给最高价态和最低价态,氟没有正价,最低负价为-1,可知⑥为F,⑦为Cl,④为Li,⑤为Na,②为P,③为S,①为C。(1)③为S,S的原子结构示意图为。
(2)①为C,②为P,⑦为Cl,P、Cl位于同一周期,同周期从左到右元素非金属性逐渐增强,非金属性:CH2CO3;⑤为Na,⑥为F,⑦为Cl,F-和Na+的核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,则F->Na+,同主族元素的简单离子半径随核电荷数的增大逐渐增大,则Cl-的半径大于F-,故元素⑤、⑥、⑦的简单离子半径从大到小的顺序是Cl->F->Na+。
(3)④为Li,⑤为Na,Li和Na位于同一主族,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,元素④、⑤中金属性更强的是Na;③为S,⑥为F,F和Cl位于同一主族,同主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱,非金属性F>Cl,S和Cl位于同一周期,同周期从左到右元素非金属性逐渐增强,非金属性SS,元素③、⑥中简单气态氢化物稳定性更强的是HF。
(4)⑤为Na,⑦为Cl,钠在氯气中加热发生反应生成氯化钠,氯化钠为白色固体,现象为发出黄色火焰,产生白烟,氯化钠中含有离子键,用电子式表示NaCl的形成过程为。
(5)⑤为Na,钠与水发生反应生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,钠作还原剂,失去电子,水作氧化剂,水中的氢原子得到钠失去的电子,用单线桥法标出电子转移的方向和数目为。
(6)元素周期表共有7个横行,称为周期;共有18个纵列,第8、9、10三个纵列形成一个族,共16个族,A不符合题意;短周期元素是指第一至第三周期的前18号元素,B不符合题意;副族元素全部是金属元素,没有非金属元素,C符合题意;ⅠA族的元素除氢之外,其余锂、钠、钾、铷、铯、钫被称作碱金属元素,D不符合题意。