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优秀同步测试题

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优秀同步测试题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

时间：90分钟 满分：100分


一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分)


1．核素2H、15N、18O、34S常被用作陆地生态分析研究。下列说法中正确的是( )


A．16O和18O是同一种核素


B．1Heq \\al( 18,2)O的摩尔质量为20


C．34S和15N核内的中子数相差9


D．2H＋核外电子数为0


答案 D


解析 16O、18O是不同的核素，A错误；1Heq \\al( 18,2)O的摩尔质量为20 g/ml，B错误；34S中子数为34－16＝18,15N中子数为15－7＝8，二者中子数差为18－8＝10，C错误。


2．2016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是第七周期第ⅦA族元素


B．Ts的同位素原子具有相同的电子数


C．Ts在同族元素中非金属性最弱


D．中子数为176的Ts核素符号是eq \\al(176,117)Ts


答案 D


解析 A对：Ts的原子序数为117，其原子核外最外层电子数是7，则Ts元素处于周期表的第七周期第ⅦA族。B对：Ts元素的同位素原子具有相同的电子数和不同的中子数(或质量数)。C对：Ts元素与F、Cl、Br、I、At元素同处于第ⅦA族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，故Ts在同族元素中非金属性最弱。D错：核电荷数为117、中子数为176的Ts核素，其质量数为117＋176＝293，该核素应表示为eq \\al(293,117)Ts。


3．下列有关化学用语表示正确的是( )


A．质量数为31的磷原子：eq \\al(31,15)P


B．氟原子的结构示意图：


C．CaCl2的电子式：Ca2＋[eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]eq \\al(－,2)


D．明矾的化学式：Al2(SO4)3


答案 A


解析 A对：磷原子质子数为15，质量数为31，可表示为eq \\al(31,15)P。B错：氟原子的结构示意图为。C错：CaCl2的电子式为[eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]－Ca2＋[eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]－。D错：明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。


4．下列有关化学用语表示正确的是( )


A．原子核内含有77个质子、115个中子的铱(Ir)原子：eq \\al(115, 77)Ir


B．CO2的电子式是


C．次氯酸的结构式为H—Cl—O


D.eq \\al(18, 8)O2－离子结构示意图：


答案 B


解析 A项中符号应为eq \\al(192, 77)Ir，A错误；C项中结构式为H—O—Cl，C错误；D项中示意图应为，D错误。


5．根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是( )


A．气态氢化物的稳定性：H2O>NH3>SiH4


B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物


C．如图所示实验可证明元素的非金属性：Cl>C>Si





D．用中文“”(à)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族


答案 C


解析 A对：元素的非金属性越强，其对应的气态氢化物的稳定性越强。B对：氢元素可与O、S等形成共价化合物，又可与Na、Ca等形成离子化合物。C错：该实验只能证明酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，与元素非金属性无关。D对：根据元素周期表可知，118号元素位于第七周期0族。


6．现有如下说法：


①在水分子内氢、氧原子间均以化学键相结合；②金属和非金属化合一定形成离子键；③离子键是阳离子和阴离子化合而形成的；④根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，可知HCl分子里存在离子键；⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。


上述各种说法正确的是( )


A．①②⑤正确 B．都不正确


C．④正确，其他不正确 D．仅①正确


答案 D


解析 ②中，金属与非金属化合不一定形成离子键，如Al和Cl2化合形成的AlCl3中是共价键；③中，离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的；④中，HCl分子中存在的是共价键；⑤中，H、Cl原子形成的是共价键。


7．科学家研究发现普通盐水在无线电波的照射下可以燃烧，未来将有望解决人类的能源危机。其原理是无线电频率可以削弱盐水中所含元素原子之间的“结合力”，释放出氢原子和氧原子，一旦点火，氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述中“结合力”的实质是( )


A．离子键 B．极性共价键


C．非极性共价键 D．离子键与共价键


答案 B


解析 水分子中含有极性共价键，要释放出氢原子和氧原子，就必须破坏这种极性键。


8．下列事实不能说明X元素比Y元素的非金属性强的是( )


A．与H2化合时X单质比Y单质容易


B．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强


C．X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多


D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来


答案 C


解析 比较元素非金属性强弱的判断依据有：元素与H2化合越容易，元素的非金属性越强；最高价氧化物对应水化物酸性越强，元素非金属性越强；X单质能从Y的氢化物中置换出Y单质，说明X非金属性强于Y，所以A、B、D项都能说明X非金属性强于Y。


9．下图中，a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是( )





A．元素b位于ⅥA族，有＋6、－2 两种常见化合价


B．五种元素中，元素e的性质最稳定


C．元素c和d的最高价氧化物对应水化物的酸性：c>d


D．元素c和e的气态氢化物的稳定性：c>e


答案 D


解析 图中，a为稀有气体元素氦，是5种元素中最稳定的；b是氧元素，没有正价；c的非金属性比d弱，因此c的最高价氧化物对应水化物的酸性比d弱；c的非金属性比e强，因此c的气态氢化物的稳定性比e强。


10．已知W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是( )


A．原子半径：X>Y>Z>W


B．W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强


C．W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性


D．若W与X原子序数差为5，则形成化合物的化学式为X3W2


答案 A


解析 由于原子序数按W、X、Y、Z的顺序依次增大，W与Z是同一主族的元素，而X、Y、Z是同一周期的元素，且只有X是金属元素，则这四种元素在元素周期表中的相对位置为。同一周期主族元素的原子序数越大，原子半径越小；同一主族的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大。所以原子半径：X>Y>Z>W，A正确；W的最高价氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强，但含氧酸的酸性不一定比Z的强，如W的含氧酸可能是HNO2，Z的含氧酸可能是H3PO4，酸性：HNO2Y，所以气态氢化物的稳定性：W>Y，C错误；若W、X原子序数相差5，当W为N，X为Mg时，满足X3W2，当W为O，X为Al时，满足X2W3，D错误。


11．几种短周期元素的原子半径和主要化合价见下表，下列说法中正确的是( )


A．等物质的量的X、Y的单质与足量的盐酸反应，生成的H2一样多


B．Y与Q形成的化合物不能跟氢氧化钠溶液反应


C．Z的氢化物的稳定性强于L的氢化物的稳定性


D．在化学反应中，M原子与其他原子易形成共价键而不易形成离子键


答案 D


解析 由题给主要化合价可知，X位于第ⅡA族，Y位于第ⅢA族，Z位于第ⅥA族，L位于第ⅦA族，M位于第ⅣA族，Q位于第ⅥA族。在短周期元素中，结合原子半径的递变规律可知，X、Y、Z、L、M、Q分别为Mg、Al、S、Cl、C、O。等物质的量的Mg、Al与足量的盐酸反应，Al生成H2的量多，A错误；Al2O3能跟氢氧化钠溶液反应，B错误；因为非金属性Cl大于S，所以H2S的稳定性弱于HCl，C错误；C原子最外层为4个电子，不易发生电子得失，与其他原子易形成共价键而不易形成离子键，D正确。


12．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍，X、Y的核电荷数之比为3∶4。W－的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )


A．X与Y能形成多种化合物，一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应


B．原子半径大小：XW


C．化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键


D．Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂


答案 D


解析 结合四种元素的原子序数依次增大及X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍，可知X为C；X、Y的核电荷数之比为3∶4，则Y为O；金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应，则Z为Na；又因W－的最外层为8电子结构，结合四种元素原子序数依次增大，故W为Cl。碳和氧形成的化合物主要为CO、CO2，其中CO不能与氢氧化钠反应，A错误；原子半径：C>O，Na>Cl，B错误；化合物Na2O中只存在离子键，而化合物NaClO3中存在离子键和共价键，C错误；O3、Cl2、ClO2等均可用作水的消毒剂，D正确。


13．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子层结构，则下列有关说法中错误的是( )


A．1 ml NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数)


B．NH5中既含有共价键又含有离子键，属于离子化合物


C．NH5的电子式为


D．NH5能与H2O发生氧化还原反应


答案 A


解析 NH5所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子层结构，即最外层电子为2个或8个。假设A正确，则对氮原子来说，最外层应是10个电子，不符合题意；B项，NH5是离子化合物NH4H，其中既含有共价键又含有离子键，正确；C项，根据NH4Cl的电子式推知其写法正确；D项，NH4H中，H－具有还原性，H2O中的H原子具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成H2，正确。


14．元素周期表的形式多种多样，如下图所示是扇形元素周期表的一部分，对比中学常见元素周期表，思考扇形元素周期表的填充规律，下列说法不正确的是( )





A．简单离子半径：②>⑧>⑨


B．简单氢化物的稳定性：⑤>⑧


C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：⑨>⑧>⑦


D．①与⑤可形成既含极性键又含非极性键的化合物


答案 A


解析 由图可知，一～十八代表元素周期表的18个纵行，1～3代表元素周期表的前3个横行，故可推断出①为H、②为Na、③为C、④为N、⑤为O、⑥为Mg、⑦为Al、⑧为S、⑨为Cl。A项，电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小；电子层结构不同时，电子层越多，离子半径越大，故离子半径：S2－>Cl－>Na＋，错误；B项，非金属性：O>S，简单氢化物的稳定性：H2O>H2S，正确；C项，非金属性：Cl>S>Al，最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>H2SO4>Al(OH)3，正确；D项，H与O可形成H2O和H2O2，H2O2中既含极性键又含非极性键，正确。


二、非选择题(本题共4小题，共58分)


15．(15分)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，回答下列问题：





(1)地壳中含量居于第二位的元素在周期表中的位置是________________。


(2)②的最高价氧化物的分子式为__________；⑦的最高价氧化物对应水化物的分子式为____________。


(3)①、④、⑤中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物，写出两种化合物的电子式：________________________________。


(4)W是第四周期与④同主族的元素。据此推测W不可能具有的性质是____________(填字母)。


A．最高正化合价为＋6


B．气态氢化物比H2S稳定


C．最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱


D．单质在常温下可与氢气化合


(5)已知Cs元素位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，请回答下列问题：


①铯的原子序数为______________。


②铯单质与H2O反应的化学反应方程式为_____________________。


③预测铯单质的还原性比钠单质的还原性________(填“弱”或“强”)。


④下列推断正确的是________(填字母)。


A．与铯处于同一主族的元素都是金属元素


B．铯单质发生反应时，铯原子易失去电子


C．碳酸铯是一种可溶性碱


D．铯离子的氧化性强于钾离子


(6)已知X为第ⅡA族元素(第一到第四周期)，其原子序数为a，Y与X位于同一周期，且为第ⅢA族元素，则Y的原子序数b与a所有可能的关系式为____________________________。


答案 (1)第三周期第ⅣA族 (2)CO2 H2SiO3


(3)Na＋[eq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(\a\vs4\al\c1(··)),\s\d4(··))eq \\al(·,·)H]－、Na＋[eq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(\a\vs4\al\c1(··)),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(\a\vs4\al\c1(··)),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]2－Na＋


(4)BD


(5)①55 ②2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑ ③强 ④B


(6)b＝a＋1或b＝a＋11


解析 根据元素周期表的结构可知，①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为Cl。


(1)地壳中含量居于第二位的元素是Si，Si位于周期表中第三周期第ⅣA族。


(2)C的最高价氧化物分子式为CO2，Si的最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3。


(3)H、Na、O元素形成的化合物可能是H2O、H2O2、NaOH、Na2O、Na2O2、NaH，其中既含离子键又含共价键的离子化合物是Na2O2和NaOH。


(4)W为Se，Se的非金属性比S弱，故H2Se的稳定性不及H2S，常温下Se与H2难以化合，故选项B、D所述性质不可能。


(5)①根据碱金属元素核外电子排布规律，结合铯在周期表中的位置可知，铯原子核外共有6个电子层，每个电子层的电子数目分别是2、8、18、18、8、1，原子序数等于核外电子总数，故为55。


②铯与钠、钾同主族，具有极强的金属性，与H2O反应的化学方程式为2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑。


③同主族元素，从上到下，金属性依次增强，故铯单质的还原性比钠单质强。


④A项，与铯同主族的氢元素为非金属元素，错误；B项，铯单质还原性较强，反应时铯原子易失去电子，正确；C项，碳酸铯是一种可溶性盐，错误；D项，金属性较强的元素，其简单阳离子的氧化性较弱，故铯离子的氧化性弱于钾离子，错误。


(6)若X位于第二、三周期，则b＝a＋1；若X位于第四周期，则b＝a＋11。


16．(13分)X、Y、Z、W是第三周期元素，原子序数依次增大，其中有两种为金属元素，X原子的最外层电子数与最内层电子数相等，X与W、Y与Z的最外层电子数之和为9。


(1)X、Y、Z、W对应元素的原子半径由小到大的顺序是____________(用元素符号填写)。


(2)Z的一种固体单质，由8个原子构成，可表示为，它的化学式为________，原子间的化学键类型为________。


(3)用电子式表示XW2的形成过程____________________________________


____________________________________________________________________。


(4)ZW2的电子式为________，各原子最外层是否达到了8电子稳定结构：________(填“是”或“否”)。


答案 (1)Cl

(3)eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··)) Mgeq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)―→


[eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]－Mg2＋[eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]－


(4)eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(S,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·) 是


解析 由于X位于第三周期，且原子的最外层电子数与最内层电子数相等，则其原子结构示意图为，即X为Mg，则同周期的金属Y只能是Al；X与W、Y与Z的最外层电子数之和为9，则Z为S，W为Cl。


(1)同周期主族元素的原子半径随原子序数的增大而减小，所以原子半径由小到大的顺序为Cl

17．(14分)化合物A由周期不同的短周期元素X、Y组成，是良好的耐热冲击材料。


(1)X的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，X的原子结构示意图为______________。


(2)X的硫酸盐溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________。


(3)一定条件下，A和水缓慢作用生成含Y的化合物Z，Z是4核10电子分子。


①Z与H2O2反应，其产物之一是Y的单质，Y的单质的电子式为______________。


②A的化学式是__________。


(4)X的单质、石墨和二氧化钛(TiO2)按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是熔点高的化合物，反应过程中TiO2既不是氧化剂，也不是还原剂。其反应的化学方程式是_______________________________。


答案 (1)


(2)Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O


(3)①eq \\al(·,·)N⋮⋮Neq \\al(·,·) ②AlN


(4)4Al＋3TiO2＋3Ceq \(=====,\s\up17(高温))2Al2O3＋3TiC


解析 (1)X的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，X为Al元素，X的原子结构示意图为。


(2)铝盐与过量NaOH溶液反应转化为偏铝酸盐，发生反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。


(3)①A和水缓慢作用生成含Y的化合物Z，Z分子含有10个电子，可以推测Z是一种氢化物，常见的氢化物有NH3、CH4、HF等；Z是4核10e－分子，所以Z为NH3，它与H2O2反应生成的Y的单质为N2。②依据化合价不难写出A为AlN。


(4)依据题目要求：反应物为Al、C和TiO2，产物为两种含两种元素的化合物，且熔点很高，故不会生成CO2只能是Al2O3和TiC。


18．(16分)X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大。有关信息如下表：


(1)X的气态氢化物的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，请写出该气态氢化物的电子式为________。


(2)已知37Rb和53I都位于第五周期，分别与Z和M位于同一主族。下列有关说法正确的是________(填序号)。


A．原子半径：Rb>I


B．RbM中含有共价键


C．气态氢化物热稳定性：M>I


D．Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应


(3)写出工业上电解冶炼Q的化学方程式：_________________________，化合物Z2Y2所含化学键的类型为____________________。


(4)X、Y能形成一种XY型的无色气体，将标准状况下40 L该无色气体与15 L氧气通入一定浓度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同时生成两种盐。请写出该反应的离子方程式：______________________________________________。


答案 (1)


(2)ACD


(3)2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up17(电解),\s\d15(冰晶石))4Al＋3O2↑ 离子键、共价键


(4)8NO＋3O2＋8OH－===2NOeq \\al(－,3)＋6NOeq \\al(－,2)＋4H2O


解析 X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大，X是动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分，则X为氮元素；Y在地壳中含量居第一位，则Y为氧元素；短周期中Z的原子半径最大，则Z为Na；Q的合金制品在生活中大量使用，工业上可用电解其氧化物的方法制备，则Q为Al；M是海水中大量富集的元素之一，其最高正化合价与负价的代数和为6，则M为Cl。


(1)该氢化物为NH3，其电子式为。


(2)同周期自左而右，主族元素的原子半径逐渐减小，故原子半径：Rb>I，A正确；RbCl含有离子键，没有共价键，B错误；同主族元素自上而下非金属性减弱，气态氢化物热稳定性减弱，故稳定性HCl>HI，C正确；Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物分别为RbOH、Al(OH)3、HClO4，D正确。


(3)Al是活泼金属，工业上通过电解Al2O3来制取Al，化学方程式：2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up17(电解),\s\d15(冰晶石))4Al＋3O2↑ ，Z2Y2为Na2O2，为离子化合物，既含离子键又含共价键。


(4)X、Y组成的一种无色气体为XY型，应为NO，则该气体为NO，将标准状况下40 L NO与15 L氧气通入一定浓度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同时生成两种盐是硝酸钠、亚硝酸钠，令硝酸钠、亚硝酸钠的物质的量分别为x ml、y ml，则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝\f(40,22.4)，,3x＋y＝\f(15,22.4)×4，))解得x∶y＝1∶3，故反应的离子方程式为8NO＋3O2＋8OH－===2NOeq \\al(－,3)＋6NOeq \\al(－,2)＋4H2O。





元素代号
原子半径/nm
主要化合价
X
0.160
＋2
Y
0.143
＋3
Z
0.102
＋6、－2
L
0.099
＋7、－1
M
0.077
＋4、－4
Q
0.074
－2
X
动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分
Y
地壳中含量居第一位
Z
短周期中其原子半径最大
Q
生活中大量使用其合金制品，工业上可用电解其氧化物的方法制备
M
海水中大量富集的元素之一，其最高正化合价与负价的代数和为6