原子结构与元素周期表 同步练习 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册+

4.1原子结构与元素周期表同步练习2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册一、单选题1．元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是A．左下方区域的金属元素B．金属元素和非金属元素分界线附近的元素C．右下方区域的非金属元素D．稀有元素2．电影《流浪地球》中为了拯救地球而点燃了木星大气，木星大气中含有H2和He。下列说法不正确的是（）A．H和He都是短周期元素 B．H和He都是主族元素C．3He和4He是同种元素 D．H﹣和He的核外电子排布相同3．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置关系如图所示。Y、Z两元素的原子序数之和是X元素原子序数的4倍。则X、Y、Z三元素应分别为（）XYZA．C，Al，P B．F，S，ArC．N，Si，S D．O，P，Cl4．92235U是重要的核工业原料，下列有关92235UA．92235U与92238B．92235U与92238C．92235U原子核中含有92D．92235U原子核外有1435．下列顺序表述正确的是（）A．酸性：H3PO4>HNO3>HClO4B．稳定性：H2O>HF>H2SC．原子半径：Na>Mg>OD．还原性：F－>Cl－>S2－6．已知R2+离子核外有a个电子，b个中子．表示R原子组成正确的是（）A．abR B．a-2C．a+2a+b+2R D．a-27．下列关于Li、A．金属性最强的是CsB．在自然界中均以化合态形式存在C．它们的氧化物都只有M2O和D．形成的离子中氧化性最强的是锂离子8．已知33As、35Br位于同一周期．下列关系正确的是（）A．原子半径：Br＞Cl＞P B．热稳定性：AsH3＞PH3C．碱性：CsOH＞Ca（OH）2 D．酸性：H3AsO4＞H3PO49．下列原子或离子核外未成对电子数目为5的是（）A．Fe3+ B．P C．Cr D．Cu10．铷(Rb)在元素周期表中位于IA族，下列关于铷的叙述正确的是（）A．金属活动性比钠弱B．氢氧化铷是弱碱C．在钠、钾、铷三种单质中铷的熔点最高D．硝酸铷是离子化合物11．下列关于碱金属元素和卤素的说法中，错误的是（）A．随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大B．碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子能力最强C．钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈D．溴单质与水的反应比氯单质与水的反应更剧烈12．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法正确的是（）A．Bi元素的质量数是209B．Bi元素的相对原子质量是209.0C．Bi原子6p能级有一个未成对电子D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子13．下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是（）

①金属钠投入到烧杯中的FeCl2溶液中②过量NaOH溶液和明矾溶液混合

③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中④向NaAlO2溶液中滴入少量NaHSO4溶液

⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2A．①③④⑤ B．只有①④ C．只有③④⑤ D．只有②③14．1891年Engel首次制得S6分子，1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是A．S6和S8互为同位素B．S6和S8分别与铜粉反应，所得产物均为CuSC．S6和S8分别与过量的氧气反应可以得到SO3D．等质量的S6和S8分别与足量的热KOH溶液反应，消耗KOH的物质的量相同二、实验探究题15．某同学利用以下装置制备氯气，探究卤族元素性质的递变规律并验证氯气的性质。回答下列问题：（1）在装置A中利用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，反应的化学方程式是，装置E中的试剂是（填化学式）溶液。（2）能说明氧化性Cl2>Br2的实验现象为。氯气进入D中反应的离子方程式为（3）下列性质递变规律正确且能作为非金属性强弱判断依据的是______。（填标号）A．氯溴碘对应最高价含氧酸酸性逐渐减弱B．Cl2、Br2、C．Cl-、Br-、D．HCl、HBr、HI酸性增强（4）为探究卤族元素非金属性Cl>Br>I，你认为该实验装置存在的缺陷是。16．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碳与硅的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三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红色试纸．已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气．根据图1回答：（1）写出选用物质的名称：A，B，C（2）烧瓶中反应的离子方程式为，（3）根据图2回答：乙同学的实验原理是，（4）B处的实验现象是；（5）B处的反应的离子方程式：．（6）有同学认为甲同学的实验设计有明显的不足，你认为不足之处为．17．某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验．（1）Ⅰ．将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol•L﹣1的盐酸中，试预测实验结果：与盐酸反应最剧烈，与盐酸反应最慢．（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3•H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3•H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：，．（3）Ⅱ．利用如图装置可以验证非金属性的变化规律．仪器A的名称为，干燥管D的作用是．（4）实验室中现有药吕Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫；装置A、B、C中所装药品分别为、、．装置C中实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为．（5）若要证明非金属性：C＞Si，则A中，B中加Na2CO3、C中加，观察到C中溶液的现象为．18．某同学做元素性质递变规律实验时，设计了一套实验方案，记录了有关实验现象．请帮助该同学整理并完成实验报告．实验步骤实验现象①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色②将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中B．有气体产生，溶液变成浅红色③将镁条投入稀盐酸中C．反应不十分剧烈；产生无色气体④将铝条投入稀盐酸中D．剧烈反应，迅速产生大量无色气体（1）实验目的：研究同周期元素性质递变规律．（2）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号）实验内容①②③④实验现象（填A～D）（3）写出实验①和④对应化学方程式实验①，实验④．（4）实验结论：．

答案解析部分1．【答案】B2．【答案】B【解析】【解答】A.H和He都是第一周期的元素，因此属于短周期元素，A项不符合题意；B.H是主族元素、He是稀有气体元素，不都属于主族元素，B项符合题意；C.3He和4He是同属于氦元素中的不同核素，属于同位素，C项符合题意；D.H﹣和He的核外均有1个电子层，电子层上有两个电子，D项符合题意；故答案为：B。【分析】H是元素周期表第一周期，第IA的元素；He是元素周期表第一周期，第零族的元素。3．【答案】D【解析】【解答】由短周期元素X、Y、Z的位置可知，X处于第二周期，T、Z处于第三周期，设X的原子序数为x，则Y的原子序数为x+7，Z的原子序数为x+9，Y、Z两元素原子序数之和是X原子序数的4倍，故x+7+x+9=4x，解答x=8，因此X为O元素、Y为P元素、Z为Cl，故答案为：D。【分析】由短周期元素X、Y、Z的位置可知，X处于第二周期，T、Z处于第三周期，设X的原子序数为x，则Y的原子序数为x+7，Z的原子序数为x+9，结合Y、Z两元素原子序数之和是X原子序数的4倍，列方程计算，进而推出元素。本题考查了元素在周期表的位置与原子结构的关系，注意理解掌握同一主族元素的原子序数及同一周期相邻元素的原子序数关系进行分析，然后利用原子序数与元素名称的关系进行判断。4．【答案】B【解析】【解答】解：A、同素异形体是指同一元素形成的不同单质，92235U与92238U是原子，互为同位素，故A错误；B、92235U和92238U的质子数相同，但中子数不同，互为同位素，故B正确；C、92235U的质子数为92，质量数为235，中子数=235﹣92=143，故C错误；D、92235U中质子数为92，质子数=外电子数，其核外电子数=92，故D错误；故选B．【分析】根据92235U中质子数为92，质量数为235，质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数；同位素是质子数相同，中子数不同的原子；同素异形体是同种元素形成的不同单质．5．【答案】C【解析】【解答】A、非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强。酸性：HClO4>HNO3>H3PO4，A不符合题意；B、非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强。稳定性：HF>H2O>H2S，B不符合题意；

C、原子半径符合元素周期律的知识，C符合题意；D、单质氧化性越强，其对应的阴离子还原性越弱，还原性：F－<Cl－<S2－，D不符合题意。故答案为：C【分析】元素周期律：原子半价从上往下依次增大，从左往右依次减小；非金属性从上往下依次减弱，从左往右依次增强；简单气态氢化物的稳定性从上往下依次减弱，从左往右依次增强；最高价氧化物对应的水化物的酸性从上往下减弱，从左往右增强。最高正价从+1升到+7价，最高正价等于最外层电子数，O、F除外。6．【答案】C【解析】【解答】解：R2+离子核外有a个电子，阳离子中质子数=核外电子数+电荷数=a+2，质量数=质子数+中子数=a+2+b，所以R原子符号为a+2a+b+2R，故选C．【分析】阳离子中质子数=核外电子数+电荷数，质量数=质子数+中子数，表示核素的原子符号应写出质子数和质量数．7．【答案】C【解析】【解答】A．同主族元素金属性从上到下依次增强，所以金属性最强的是铯，故不符合题意；B．碱金属性质活泼，容易与空气中的氧气和水发生反应，所以在自然界中均以化合态形式存在，故不符合题意；C．锂只有Li2O一种氧化物，而活泼性更强的碱金属除了氧化物、过氧化物外，还有超氧化物，如KO2，故符合题意；D．同主族元素金属性从上到下依次增强，阳离子氧化性依次减弱，所以氧化性最强的是锂离子，故不符合题意；故答案为：C。

【分析】A．同主族元素金属性从上到下依次增强；B．碱金属性质活泼；C．锂只有Li2O一种氧化物；D．同主族元素金属性从上到下依次增强，阳离子氧化性依次减弱。8．【答案】C【解析】【解答】解：A．电子层越多原子半径越大，同周期原子序数大的原子半径小，则原子半径：Br＞P＞Cl，故A错误；B．非金属性P＞As，热稳定性：AsH3＜PH3，故B错误；C．金属性Cs＞K＞Ca，则碱性：CsOH＞Ca（OH）2，故C正确；D．非金属性P＞As，酸性：H3AsO4＜H3PO4，故D错误；故选C．【分析】33As、35Br位于同一周期，原子序数大的非金属性强，同主族原子序数大的非金属性弱，结合元素周期律来解答．9．【答案】A【解析】【解答】A．Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，未成对电子数目为5，故A符合题意；B．P的电子排布式为1s22s22p63s23p3，未成对电子数目为3，故B不符合题意；C．Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，未成对电子数目为6，故C不符合题意；D．Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，未成对电子数目为1，故D不符合题意．故答案为：A．

​【分析】根据各微粒的电子排布式判断未成对电子数即可.10．【答案】D【解析】【解答】A.同主族从上到下金属性逐渐增强，则铷的金属活动性比钠强，A不符合题意；B.金属性越强，最高价水化物的碱性越强，则氢氧化铷是强碱，B不符合题意；C.碱金属单质从上到下熔沸点逐渐减小，则在钠、钾、铷三种单质中铷的熔点最低，C不符合题意；D.由于硝酸钠是离子化合物，则根据同主族元素性质相似可知硝酸铷是离子化合物，D符合题意；故答案为：D。

【分析】根据碱金属元素的性质递变规律进行分析即可。11．【答案】D【解析】【解答】解：A．同主族元素，从上到下，原子半径依次增大，故A正确；B．同主族元素，从上到下，金属性依次增强，非金属性依次减弱，则锂原子失去最外层电子的能力最弱，氟原子得电子能力最强，故B正确；C．钾排在钠的下面，金属性强于钠，与水反应比钠更剧烈，故C正确；D．同主族元素，从上到下，非金属性依次减弱，氯排在溴的上边，非金属性强于溴，与水反应不溴与水反应剧烈，故D错误；故选：D．【分析】同主族元素原子最外层电子数相同，具有相似的化学性质，从上到下，原子半径依次增大，金属性依次增强，非金属性依次减弱，以此解答该题．12．【答案】B【解析】【解答】解：A．原子有质量数，元素是一类原子的总称不谈质量数，故A错误；B、元素周期表中外围电子排布下方的数值为元素的相对原子质量，由图可知，Bi元素的相对原子质量是209.0，故B正确；C、Bi原子的外围电子排布为6s26p3，p能级有3个轨道，p能级的3个电子优先各占据1个轨道，Bi原子6p能级都是单电子，故C错误；D、6p能级的能量高于6s能级能量，二者不是简并轨道，Bi原子最外层5个电子的能量不完全相同，6p能级的3个电子能力相同，6s能级的2个电子能量相同，故D错误；故选B．【分析】A．元素是互为同位素原子的总称，不谈质量数；B、元素周期表中外围电子排布下方的数值为元素的相对原子质量；C、Bi原子的外围电子排布为6s26p3，p能级有3个轨道，p能级的3个电子优先各占据1个轨道；D、6p能级的能量高于6s能级能量．13．【答案】C【解析】【分析】钠与水反应生成氢氧化钠和氢气、氢氧化钠与氯化亚铁生成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁很容易被氧化为氢氧化铁（红褐色）；明矾溶液中加入过量氢氧化钠溶液得不到白色沉淀，因氢氧化铝具有两性，能溶于氢氧化钠溶液；少量氢氧化钙投入碳酸氢钠溶液生成白色沉淀，反应方程式为Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O；NaAlO2溶液中滴入少量NaHSO4溶液生成白色沉淀，反应离子方程式为AlO2－+H++H2O=Al(OH)3↓；饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体将析出碳酸氢钠晶体，原因是（1）相同条件下，碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠；（2）水参加了反应，溶剂质量减少。反应方程式为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓。

【点评】熟悉常见无机的性质是解决此类问题的关键。14．【答案】D15．【答案】（1）2KMnO4+16HCl(浓)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；NaOH（2）B处棉花变为橙色；S2-+Cl2=2Cl-+S↓（3）（4）过量氯气易进入到C处置换出碘16．【答案】（1）稀硝酸；碳酸钙；硅酸钠溶液（2）CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O（3）强氧化剂生成弱氧化剂或活泼的非金属单质置换不活泼的非金属单质（4）湿润的淀粉KI试纸变蓝（5）2I﹣+Cl2═2Cl﹣+I2（6）反应中硝酸具有挥发性，可能是挥发出的硝酸溶于水与硅酸钠反应生成硅酸沉淀【解析】【解答】解：（1）要比较碳和硅两种元素的非金属强弱，可以通过其最高价氧化物对应水合物的酸性强弱来判断，即可用较强酸制备较弱酸，因此可考虑把CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有硅酸沉淀生成．观察图1，B为颗粒状固体，则可判断B为CaCO3，应用硝酸（不用硫酸，因为硫酸无法与碳酸钙反应制取二氧化碳）与碳酸钙反应制取CO2．则A是硝酸，B是碳酸钙，C是硅酸钠溶液．故答案为：硝酸；碳酸钙；硅酸钠溶液；（2.）烧瓶中应是碳酸钙与稀硝酸反应，因为碳酸钙难溶于水，要写分子式，硝酸是强酸，要写成离子，因此烧瓶中反应的离子方程式是：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O．烧故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；（3.）由图2，根据题意，浓盐酸与高锰酸钾反应会生成氯气，然后氯气经过B处会与KI反应生成I2，由此可知，验证卤族元素性质的递变规律的实验原理是：强氧化剂生成弱氧化剂或活泼的非金属单质置换出较不活泼的非金属单质，故答案为：强氧化剂生成弱氧化剂或活泼的非金属单质置换不活泼的非金属单质；（4.）氯气在B处与KI反应生成单质碘，碘单质与淀粉作用会变成蓝色，即B处的实验现象是：湿润的淀粉KI试纸变蓝，故答案为：湿润的淀粉KI试纸变蓝；（5.）B处氯气与KI反应的化学方程式是：Cl2+2KI═2Cl﹣+I2，其离子方程式是：2I﹣+Cl2⇌I2+2Cl﹣．故答案为：2I﹣+Cl2⇌I2+2Cl﹣；（6.）B中硝酸与碳酸钙反应，由于反应中硝酸具有挥发性，可能是挥发出的硝酸溶于水与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，所以会对二氧化碳与硅酸钠的反应产生干扰；故答案为：反应中硝酸具有挥发性，可能是挥发出的硝酸溶于水与硅酸钠反应生成硅酸沉淀．【分析】根据图1，可知，应该运用弱酸制强酸或较强酸制较弱酸的实验原理，即用硝酸制取二氧化碳，用二氧化碳与硅酸钠反应制硅酸；根据图2，可知，应该运用非金属单质之间的置换反应来判断非金属元素的强弱．17．【答案】（1）K；Al（2）不合理；用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较，而NH3•H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物（3）分液漏斗；防止倒吸（4）浓盐酸；KMnO4；Na2S；S2﹣+Cl2═S↓+2Cl﹣（5）硫酸；Na2SiO3；有白色胶状沉淀产生【解析】【解答】解：I、（1）同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，元素的金属性越强，同一主族，原子序数越大，金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，所以金属性K＞Na＞Mg＞Al，则K与盐酸反应最剧烈、Al与盐酸反应速率最慢，故答案为：K；Al；（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3•H2O，可以说明NaOH的碱性大于NH3•H2O，但不能说明Na的金属性大于N，因为要验证金属性的强弱，必须通过比较最高价氧化物所对应的水化物的碱性来进行比较，而NH3•H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物，故答案为：不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较，而NH3•H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物．II、（3）仪器A为分液漏斗，球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中，故答案为：分液漏斗；防止倒吸；（4）设计实验验证非金属性：Cl＞S，利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证，则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为S2﹣+Cl2═S↓+2Cl﹣，故答案为：浓盐酸、KMnO4、Na2S；S2﹣+Cl2═S↓+2Cl﹣；（5）若要证明非金属性：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，由于B中加Na2CO3，故A中可以加硫酸，通过硫酸和碳酸钠的反应来制取CO2，然后的CO2通入C中的Na2SiO3中，可以发生反应：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，产生白色胶状沉淀，从而可以证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，故非金属性：C＞Si．故答案为：硫酸；Na2SiO3；有白色胶状沉淀产生．【分