第四章 物质结构 元素周期律 章末单元测试题2022-2023学年上学期高一化学人教（2019）必修第一册

第四章物质结构元素周期律章末单元测试题榆次一中李金虎一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共45分）1．1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是()A．元素周期表有7个横行、18个纵列，即有7个周期、18个族B．在过渡元素中寻找半导体材料C．俄罗斯专家首次合成了eq\o\al(178,116)X原子，116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族D．ⅠA族的元素全部是金属元素2．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：其中eq\a\vs4\al(●)表示质子或电子，eq\a\vs4\al(○)表示中子，则下列有关①②③的叙述，正确的组合是()a．①②③互为同位素b．①②③互为同素异形体c．①②③是三种化学性质不同的粒子d．①②③具有相同的质量数e．①②③具有相同的质量f．①②③是三种不同的原子A．a、f B．b、cC．d、e D．e、f3．根据元素周期表判断，下列叙述不正确的是()A．周期表中第七周期最多容纳32种元素B．周期表中共有18个列，其中形成化合物种类最多的在第14列C．L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D．除过渡元素外周期表中最外层电子数相同的元素都位于同一族中4．我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”的年龄，这种测量方法叫铝铍测年法。下列关于26Al和10Be的说法不正确的是()A．10Be和9Be是中子数不同、质子数相同的不同原子B．10Be原子核内的中子数比质子数多C．5.2g26Al3＋中所含的电子数约为1.2×1023D．26Al和26Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同5．下列有关电子式的表示正确的是()A．NH4Cl：B．CaCl2：C．NH3：D．CaO26．已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是()A．Y与Z的原子序数之和可能为2aB．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素7．近年来，科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n，常用作还原剂。已知最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150℃且熔融状态不导电，燃烧时放出大量的热量。Al2H6的球棍模型如图所示。下列说法正确的是()A．Al2H6中Al元素为－3价，H元素为＋1价B．Al2H6中含有离子键和极性共价键C．Al2H6为离子化合物D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水8．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XYZMRQ原子半径/(10－10m)1.860.991.431.600.750.74主要化合价最高正价＋1＋7＋3＋2＋5—最低负价—－1——－3－2下列说法不正确的是()A．由元素X和Q组成的化合物不可能含有共价键B．X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可两两反应C．Y－半径比Q2－半径大D．M(OH)2的碱性比XOH的碱性弱9．下列过程中化学键没有被破坏的是()A．金刚石加热融化；NaCl颗粒被粉碎B．NaOH、HCl、蔗糖溶于水C．水电解得到氧气与氢气；NH4HCO3中闻到了刺激性气味D．水→冰；干冰和I2的升华10．A、B、C是三种短周期主族元素。甲是一种常见的温室气体，A、B、C原子序数之和为26，它们之间存在如图所示关系。下列说法正确的是()A．简单气态氢化物的稳定性：C>BB．原子半径大小：C>B>AC．与甲含相同元素的另一化合物只含非极性键D．工业上常用电解熔融乙物质来制取A的单质11．如图是部分短周期元素原子序数与主要化合价的关系图，X、Y、Z、W、R是其中的五种元素。下列说法正确的是()A．离子半径：Y＋>X2－B．Y＋、Z3＋、W2－、R－在水中能大量共存C．氢化物的稳定性：H2W>H2XD．工业上利用电解熔融态YR和Z2X3的方法制取金属Y和Z12．X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，X、Y在周期表中的相对位置如图所示，Xn－、Yn＋、Z＋具有相同的电子层结构，W的最内层电子数与最外层电子数之和等于次外层电子数。下列说法正确的是()A．原子半径：r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)B．X形成的氧化物的种类最多为4种C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z<YD．Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间能够两两相互反应13．某种有机发光材料由不同主族的短周期元素R、W、X、Y、Z组成。五种元素的原子序数依次增大，W和X的原子序数之和等于Z的原子序数，只有W、X、Y同周期，且W、X、Y相邻。下列说法正确的是()A．离子半径：Z>Y>XB．最高正价：R<W<X<ZC．X的含氧酸均为强酸D．R与W能组成多种化合物14．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与Z、Y与W分别为同主族元素，如图中物质除D为Y的单质外，其余均为这四种元素组成的三元或四元化合物。以下说法正确的是()A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B．由Y、Z组成的化合物中不可能含共价键C．W元素的氧化物对应的水化物一定为强酸D．Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强15．2019年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中，X位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列叙述正确的是()A．原子半径：X>Z>WB．非金属性：X>Z>WC．Y的氢化物可用于刻蚀玻璃D．X的氧化物对应的水化物均为强酸二、填空题（本题包括5个小题，共55分）16．(10分)X、Y、Z、W、Q是四种短周期元素，X元素M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价与最低负价之和为6；Q是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题：(1)X元素在元素周期表中的位置______________________。(2)由Y和W形成的化合物的电子式________。(3)YX2分子的结构式为________，其化学键类型为是_________。(4)前四种元素的简单氢化物中Z的沸点最高，原因是________________________________。(5)写出Q和W两种元素的最高价氧化物的水化物发生反应的离子方程式___________________。17．(10分)A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的短周期主族元素。B、C、D均能与A形成10电子分子，E单质可用于焊接钢轨，F与D同主族，F与G同周期。(1)F的离子结构示意图为______________。(2)D、E、F的离子半径由大到小的顺序为____________________________(填离子符号)。(3)写出能证明G比F非金属性强的一个化学方程式：。(4)F和G的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，该化合物与水反应生成F单质、F的最高价含氧酸和G的氢化物，三种产物的物质的量之比为2∶1∶6，甲的电子式为____________，该反应的化学方程式为______________________________________。(5)C能分别与A和D按原子个数比1∶2形成化合物乙和丙，乙的结构式为________________。18．(12分)已知A、B、C、D、E、F均为短周期主族元素，且它们的原子序数依次增大。B和E同主族，A、B在元素周期表中处于相邻的位置，C元素原子在同周期主族元素中原子半径最大，D是地壳中含量最多的金属元素，E元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍。请回答下列问题：(1)画出F的原子结构示意图_______________。(2)B、C、E对应简单离子的半径由大到小的顺序为_________(用具体微粒符号表示)。(3)A的气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物反应，生成的化合物属于____________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。(4)加热条件下，B单质与C单质的反应产物中含有化学键的名称是_________，该产物溶于水发生反应的化学方程式为_______________，立即向溶液中滴加酚酞溶液，观察到溶液的颜色变化情况为_________________。(5)D的单质能与C元素最高价氧化物对应水化物的溶液反应生成无色气体，该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。19．(11分)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN在常温下为气体。据此回答下列问题：(1)写出Z与N形成的化合物的电子式：_______________________________________。(2)X与Y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式：________________________________(分解反应)。(3)如图表示由题述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，请写出该转化过程的化学方程式：__________________________________。(4)A、B均为由题述五种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比为1∶1∶1。若在各自的水溶液中，A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为__________，B的化学式为__________。20．(12分)砷(As)是第四周期ⅤA族元素，砷(As)及其化合物在制备农药、合金、半导体材料中有广泛的应用。回答下列问题：(1)砷的原子结构示意图为，砷元素的常见化合价为__________。砷的不同核素75As、74As、73As互称为____________，砷的不同单质灰砷、黄砷、黑砷互称为________。(2)砒霜(As2O3)是制备含砷杀虫农药的原料。含砷锌(含少量As2O3)制H2会产生有毒的砷化氢，因此实验室必须用无砷锌来制备H2。写出含砷锌与稀硫酸反应生成少量砷化氢的离子方程式：_________________________________________。(3)比较还原性强弱：砷化氢________(填“强于”或“弱于”)硒化氢；比较热稳定性强弱：砷化氢_______(填“强于”或“弱于”)磷化氢。砷化氢能在空气中自燃生成砒霜(As2O3)，写出砷化氢自燃的化学方程式：__________________________________________。(4)砷化镓是除硅之外的最重要半导体材料，由化合物X和砷化氢在500～800℃反应制得，11.5gX与足量砷化氢反应产生6.72L(标准状况)甲烷。(Ga的相对原子质量为70)①X的化学式为________。②写出该反应的化学方程式：____________________________________。1．答案：C解析：元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列，因此元素周期表虽然有18个纵列，但共16个族，A错误；在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料，B错误；第七周期0族元素为118号，则116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族，C正确；第ⅠA族的元素包括H和碱金属元素，D错误。2．答案：A解析：①②③分别代表eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H，三者互为同位素，物理性质不同，化学性质基本相同，是三种不同的原子。3．答案：D解析：周期表中第七周期最多容纳32种元素，故A正确；C元素形成有机物的种类繁多，C位于第14列，周期表中共有18个列，故B正确；L层电子为奇数的所有元素，位于第二周期，最外层电子数等于族序数，则L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，故C正确；He最外层电子数为2，第ⅡA族元素的最外层电子数为2，不在同一族中，故D错误。4．答案：C解析：10Be和9Be互为同位素，质子数相同，中子数不同，A正确；10Be的原子核内质子数为4，中子数为10－4＝6，中子数比质子数多，B正确；5.2g26Al3＋中所含的电子数为eq\f(5.2g,26g·mol－1)×(13－3)×6.02×1023mol－1≈1.2×1024，C错误；26Al和26Mg的质子数分别为13、12，中子数分别为13、14，质子数等于核外电子数，D正确。5．答案：C解析：A.NH4Cl是离子化合物，电子式为，A错误；B.两个氯离子应分开写，B错误；C.氨气是共价化合物，电子式为，C正确；D.碳元素位于第二周期第ⅣA族，D错误。答案选C。6．答案：D解析：由题给信息可知，X、Y、Z只能位于元素周期表中过渡元素区域的右边，则：由X的原子序数为a可知，Y的原子序数为a－18＋1＝a－17，Z的原子序数为a＋18－1＝a＋17，A、B正确；若Z为第六周期元素，因存在镧系元素，则Z的原子序数可能为a＋32－1＝a＋31，C正确。7．答案：D解析：在Al2H6中Al元素为＋3价，H元素为－1价，A项错误；Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，B项错误；Al2H6为共价化合物，C项错误；Al2H6在空气中完全燃烧，根据原子守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，D项正确。8．答案：A解析：根据提供信息，可以推断X为Na，Y为Cl，Z为Al，M为Mg，R为N，Q为O。Na和O形成的Na2O2中含有共价键，A错误；Na、Al、N的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HNO3，两两之间可发生反应，B正确；离子半径：Cl－>O2－，C正确；金属性：Na>Mg(同周期)，则Mg(OH)2的碱性比NaOH的碱性弱，D正确。9．答案：D解析：金刚石中的碳原子之间以共价键结合，加热融化，破坏共价键；NaCl是离子晶体，在离子晶体中，阳离子周围有一定数目的阴离子，阴离子周围同样有一定数目的阳离子，在阴阳离子间存在着离子键，NaCl颗粒被粉碎，断裂的晶面之间原来是靠大量离子键维系着的，现在破裂了，破坏了离子键，故A不符合题意。NaOH中存在离子键和共价键，HCl中存在共价键，NaOH溶于水发生电离，生成钠离子和氢氧根离子，破坏了离子键，HCl溶于水形成了盐酸，破坏了共价键，蔗糖溶于水没有电离，没有破坏化学键，故B不符合题意。水电解得到氧气与氢气，水分子中的共价键发生了断裂；NH4HCO3中闻到了刺激性气味，是NH4HCO3分解生成氨气、水和二氧化碳，NH4HCO3是离子晶体，在阴阳离子间存在着离子键，NH4HCO3分解铵根离子和碳酸氢根离子间的离子键发生了断裂，生成氨气、水和二氧化碳时共价键都发生了断裂，故C不符合题意。水、干冰、I2都是由分子构成的，水→冰；干冰和I2的升华破坏的是分子间作用力，化学键没有被破坏，故D符合题意。10．答案：A解析：甲是一种常见的温室气体，则甲为CO2；B的单质和C的单质反应生成二氧化碳，则B、C元素分别为C元素和O元素中的一种；A、B、C原子序数之和为26，则A的原子序数＝26－8－6＝12，则A为Mg元素；结合转化关系可知，B为C元素，C为O元素。非金属性：O>C，非金属性越强，对应简单气态氢化物的稳定性越强，稳定性：C>B，故A正确；原子半径：A>B>C，故B错误；甲为CO2，与甲含相同元素的另一化合物为CO，CO中只含极性键，故C错误；MgO熔点较高，工业上常用电解熔融氯化镁的方法获得金属Mg，故D错误。11．答案：D解析：短周期主族元素中，X只有－2价，没有正化合价，则X为O元素；Y为＋1价，没有负化合价，原子序数大于氧，则Y为Na元素；Z为＋3价，没有负化合价，原子序数大于Na，故Z为Al元素；W有＋6、－2价，则W为S元素；R有＋7、－1价，则R为Cl元素。当电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小，r(Na＋)<r(O2－)，A错误；Al3＋和S2－在水中发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体而不能大量共存，B错误；非金属性：O>S，故氢化物的稳定性：H2O>H2S，C错误；工业上可用电解熔融态NaCl和Al2O3的方法制取金属Na和Al，D正确。12．答案：D解析：X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，W的最内层电子数与最外层电子数之和等于次外层电子数，则W是S。根据X与Y在周期表中的相对位置可知X位于第二周期，Y位于第三周期，Xn－、Yn＋、Z＋具有相同的电子层结构，因此Z是Na，Y是Al，X是N。原子半径：r(Z)>r(Y)>r(W)>r(X)，A错误；N的氧化物多于4种，B错误；金属性：Z>Y，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Z>Y，C错误；Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间能够两两相互反应，D正确。13．答案：D解析：五种元素的原子序数依次增大，只有W、X、Y同周期，则R为H元素，Z为第三周期元素，W、X、Y均为第二周期元素；W和X的原子序数之和等于Z的原子序数，五种元素不同主族，则Z不可能为Na，若为Mg，则没有满足条件的W和X，若为Al，则W、X、Y分别为6、7、8号元素，即分别为C、N、O，符合题意；若Z为Si，则没有满足条件的W和X；若Z为P，则W、X、Y分别为7、8、9号，分别为N、O、F，而N与P同主族，不符合题意；若Z的原子序数再增大，则Y不可能为第二周期主族元素；综上所述R为H元素、W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Al元素。电子层数相同时核电荷数越小离子半径越大，所以离子半径N3－>O2－>Al3＋，即X>Y>Z，故A错误；主族元素若有最高正价，则最高正价等于族序数，所以最高正价H<Al<C<N，即R<Z<W<X，故B错误；X为N元素，其含氧酸HNO2为弱酸，故C错误；H与C可以组成烷烃、烯烃等多种烃类化合物，故D正确。14．答案：D解析：结合题干信息及物质转化关系可知，C→E的转化为氧化还原反应，X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S元素，A是H2SO3或NaOH，B是NaOH或H2SO3，C是NaHSO3或Na2SO3，F是Na2SO3或NaHSO3，D是O2，E是NaHSO4或Na2SO4。原子半径r(Na)>r(S)>r(O)>r(H)，A项错误；Na2O2中含有过氧键，B项错误；硫的氧化物SO3对应的水化物是强酸，SO2对应的水化物是弱酸，C项错误；氧的非金属性比硫强，故H2O的热稳定性比H2S强，D项正确。15．答案：C解析：据图可知X可以形成6个共价键，X原子的电子数为Z原子的两倍，则原子序数为偶数，且位于第三周期，所以为S元素，则Z为O元素；W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一个共价键，则Y为F元素，整个离子带一个单位负电荷，则W为N元素。电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小，原子半径越大，所以原子半径S>N>O，即X>W>Z，故A错误；同周期由左至右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性O>N>S，即Z>W>X，故B错误；Y为F元素，其氢化物为HF，可以与SiO2反应从而刻蚀玻璃，故C正确；X为S元素，其＋4价氧化物对应的水化物H2SO3为弱酸，故D错误。16．答案：(1)第三周期第VIA族(2)(3)S=C=S极性键(4)NH3分子间存在氢键(5)Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OVIA族；(2)由Y和W形成的化合物为CCl4，电子式为；(3)YX2分子CS2，结构式为S=C=S，其化学键类型为极性键共价键；(4)Z的气态氢化物为氨气，氨气分子间存在氢键，一种特殊的分子间作用力，强于普通的分子间作用力，因此氨气的沸点最高；(5)Q和W两种元素的最高价氧化物的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，两者发生中和反应，方程式为：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。17．答案：(1)(2)S2－>O2－>Al3＋(3)Cl2＋H2S=2HCl＋S↓(或Cl2＋Na2S=2NaCl＋S↓)(4)3SCl2＋4H2O=2S↓＋H2SO4＋6HCl(5)解析：B、C、D均能与A形成10电子分子，A是H元素，B、C、D为第二周期C、N、O、F四种元素中的三种，E单质可用于焊接钢轨，E是Al元素，F与D同主族，F与G同周期，G是Cl元素，B、C、D分别为C、N、O元素，F是S元素。(3)元素的非金属性越强，氧化性越强，氯气把硫化钠溶液中的硫置换出来，证明Cl2的氧化性大于S的氧化性，化学方程式Cl2＋Na2S=2NaCl＋S↓。(4)S和Cl的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，化合物甲是SCl2，与水反应生成S单质、硫酸和氯化氢，三种产物的物质的量之比为2∶1∶6，SCl2的电子式为，该反应的化学方程式为3SCl2＋4H2O=2S↓＋H2SO4＋6HCl。(5)N能分别与H和O按原子个数比1∶2形成化合物N2H4和NO2(或N2O4)，N2H4的结构式为。18．答案：(1)(2)S2−＞O2−＞Na+(3)离子化合物(4)离子键、共价键(1分)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑(3分)先变红后褪色(5)3∶1解析：原子结构示意图为。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，故离子半径：S2−＞O2−＞Na+。(3)A的气态氢化物、最高价氧化物对应水化物分别为氨气、硝酸，二者反应生成硝酸铵，属于离子化合物。(4)加热条件下氧气与钠的反应生成Na2O2，含有离子键、共价键，Na2O2溶于水发生反应的化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，立即向溶液中滴加酚酞溶液，由于生成氢氧化钠，溶液呈碱性，溶液颜色变红，过氧化钠具有强氧化性，可以漂白有色物质，溶液颜色又褪去，观察到溶液颜色：先变红后褪色。(5)Al与氢氧化钠溶液反应本质为Al与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应中Al为还原剂、水为氧化剂，由2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑可知，反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1。19．答案：(1)(2)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(3)2SO2＋O22SO3(4)NaOHNaClO(或NaHS)解析：由题意可知Y是氧元素，M是硫元素，N是氯元素，X是氢元素，Z是钠元素。(1)