第四章 物质结构 元素周期律 (含解析)章节检测 2023-2024学年高一上学期化学(2019)必修第一册
2023-11-08 12:44:32 学考宝 作者:佚名
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第四章 物质结构 元素周期律 章节检测
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.共价化合物中可能含有离子键
B.区别离子化合物和共价化合物的方法是看其水溶液是否能够导电
C.离子化合物中只含有离子键
D.离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的离子,而共价化合物不能
2.下列各组物质只含有离子键的是( )
A.CaCl2 B.CO2 C.HCl D.NaOH
3.最新报道,科学家又发现了某元素的一种原子,它的原子核内有161个中子,质量数为272.该元素的原子序数为( )
A.111 B.161 C.272 D.433
4.下列有关化学用语表示正确的是。( )
A.的结构示意图:
B.电离方程式:
C.明矾的化学式:
D.中子数为10的氧原子:
5.某有机物的结构简式为,则该有机物分子中含有键和键的数目分别为( )
A.6、3 B.7、3 C.7、4 D.6、4
6.下列3d能级的电子排布图正确的是( )
A. B.
C. D.
7.下列元素不属于短周期的是
A.H B. C.S D.K
8.W、X、Y、Z为四种短周期主族元素,它们在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法正确的是( )
A.W单质比X单质更易与氢气化合
B.W的最高价含氧酸可用于制取氢气
C.元素X和钠形成的化合物只含有离子键
D.简单离子半径大小关系为:Y>Z>W>X
9.根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( )
A. Cl和Cl的得电子能力相同
B.Cl- 的离子结构示意图:
C.Cl,S,O元素的非金属性逐渐增强
D.同周期元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而增强
10.下列有关物质性质的说法错误的是( )
A.酸性:H2SO4>HClO4 B.原子半径:Na>Mg
C.热稳定性:HCl>HI D.还原性:S2﹣>Cl﹣
11.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中只有一种金属元素,四种元素形成的一种化合物可作软水剂和缓冲剂(结构如图)。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径: X< Y
B.简单氢化物的稳定性: Z>X
C.X与Z形成的化合物不能用作食品干燥剂
D.W分别与Y、Z形成的化合物中所含化学键类型相同
12.A,B,C三种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示,已知A,C元素可分别与B元素形成化合物X和Y,A与B的质子数之和等于C的质子数.现有以下说法,其中判断正确的组合是( )
A B
C
①B与C均存在同素异形体
②X的种类比Y的多
③沸点:A的最简单氢化物低于C的最简单氢化物
④C的最高价氧化物对应水化物能与A的氢化物形成三种盐.
A.①②③④ B.②③ C.①②④ D.①④
13.元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的根本原因是元素的( )
A.原子的核外电子排布呈周期性变化
B.原子半径呈周期性变化
C.原子的电子层数呈周期性变化
D.化合价呈周期性变化
14.下列关于键的说法正确的是( )
A.只含共价键的物质一定是共价化合物
B.HF、HCl、HBr、HI沸点逐渐增加是因为分子量逐渐增加
C.含有离子键的化合物一定是离子化合物
D.金属与非金属之间形成的是离子键,非金属之间则形成的是共价键
15.已知原子M的原子核内有n个中子,M原子的质量数为A,则m g 中所含电子的物质的量是( )
A. B.
C. D.
16.元素砷(As)的原子结构示意图为 ,下列关于砷(As)的描述错误的是( )
A.位于第四周期VA族 B.属于非金属元素
C.x=8 D.最高正价为+5价
二、综合题
17.如表是元素周期表的一部分,回答下列问题
周期 族 IA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥
(1)表中元素②最简单氢化物的电子式为 ,元素③和⑤对应的氢化物较稳定的是 (写化学式,下同),元素②和⑥对应最高价氧化物的水化物酸性较强的是 .
(2)工业生产单质④的原理是 (用化学方程式表示).
(3)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素①与元素④的氢氧化物有相似的性质.写出元素①的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式: .
(4)0.2mol的单质⑥与100mL2mol L﹣1的FeBr2溶液反应,则被氧化的Fe2+和Br﹣的物质的量之比是 .
18.短周期主族元素A,B,C,D的原子序数依次增大,其中只有C为金属元素,C的最外层电子数和A的最外层电子数相等;C,D两元素原子的质子数之和为A、B两元素原子的质子数之和的3倍.请回答:
(1)A为 ,B为 ,C为 ,D为 .
(2)由A、B、C、D四种原子可以形成两种化合物(每种化合物中都含有四种元素)可以发生化学反应,试写出他们反应的离子方程式 .
(3)A和C形成的化合物CA的电子式为 .
19.根据表(部分短周期元家的原子半径及主要化合价)信息,完成有关问题:
元素代号 A B C D E
原子半径/nm 0.186 0.143 0.089 0.104 0.074
主要化合价 +1 +3 +2 +6、﹣2 ﹣2
(1)A、B、D、E的简单离子半径由大到小的顺序是 (用具体离子符号表示);
(2)B单质和C单质的化学性质相似,试写出C单质与强碱溶液反应的离子方程式 ;
(3)D和E组成的两种化合物中具有漂白性的是 ,该化合物转化为另一种化合物的化学方程式为 ;
(4)已知A的氢化物能与水反应生成一种可燃性气体和一种强碱,试写出该反应的化学方程式 .
20.若以A、B、C和D代表四种短周期元素,且知A与B可形成原子数之比为1:1的化合物甲,B与C可形成原子数之比为1:1的化合物乙,A与D、B与D也可形成原子数之比为1:1的化合物丙和丁,又知甲分子含18个电子,1mol乙含38NA个电子,丙分子和丁分子均含14个电子,请填空:
(1)A、B、C、D名称分别是 、 、 、 ;
(2)化合物甲、丙、丁的化学式分别是 、 、 ;
(3)化合物甲的结构式是 .
21.用电子排布图表示下列原子的价电子排布.
(1)N
(2)Cl
(3)O
(4)Mg .
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.只含共价键的化合物是共价化合物,含有离子键的化合物为离子化合物,故A不符合题意;
B.部分共价化合物在水溶液里能电离出阴阳离子,如HCl在水中能电离,其水溶液能导电,故B不符合题意;
C.离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,如NaOH属于离子化合物,含有O-H共价键,故C不符合题意;
D.离子化合物熔融状态能电离,共价化合物在熔融时不电离,只有在水中才能电离,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、C离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中只含有共价键;
B、HCl溶液能够导电,HCl属于共价化合物;
D、离子化合物都是电解质,且在水溶液和熔融状态下都可以导电;共价化合物不都是电解质,若为电解质的在熔融状态下不可导电 。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.CaCl2中含有离子键,A符合题意;
B.CO2分子中含有共价键,B不符合题意;
C.HCl分子中只有共价键,C不符合题意;
D.NaOH中含有离子键,O与H之间还含有共价键,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键,据此判断。
3.【答案】A
【解析】【解答】解:原子中存在:中子数+质子数=质量数,
则质子数=质量数﹣中子数=272﹣161=111,又质子数=原子序数=核外电子数,所以该元素的原子序数为111.
故选A.
【分析】根据原子中质子数和中子数以及质量数存在关系解答:中子数+质子数=质量数.
4.【答案】D
【解析】【解答】A.硫离子的质子数为16,A不符合题意;
B.碳酸氢钠在水溶液电离出钠离子和碳酸氢根离子,B不符合题意;
C.明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,C不符合题意;
D.氧原子的质子数为8,中子数为10,则质量数为18,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、硫为16号元素;
B、碳酸氢根为弱酸根,不可拆;
C、明矾为KAl(SO4)2·12H2O;
D、中,A表示质量数,Z表示质子数,中子数N=质量数-质子数,同位素化学性质相同,物理性质略有不同。
5.【答案】B
【解析】【解答】单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键, 中含有5个单键,一个双键和一个三键,则该有机物分子中含有键和键的数目分别为7、3,故选B;
故答案为:B。
【分析】单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.同一轨道自旋方向相同,违反泡利不相容原理,每个轨道最多只能容纳两个电子且自旋相反,故A不符合题意;
B.3d能级中电子排布符合简并轨道(能级相同的轨道)只有被电子逐一自旋平行地占据后,才能容纳第二个电子,每个轨道最多只能容纳两个电子且自旋相反,故B符合题意;
C.3d能层有6个电子,应在5个不同的轨道,不符合洪特规则,故C不符合题意;
D.同一轨道自旋方向相同,违反泡利不相容原理,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】轨道排布式,根据洪特规则和泡利不相容原理进行判断。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.氢元素为第一周期元素,为短周期元素,A不选;
B.氧元素为第二周期元素,为短周期元素,B不选;
C.硫元素位于第三周期,为短周期元素,C不选;
D.K元素为第四周期元素,为长周期元素,选D;
故答案为:D。
【分析】短周期是前三周期。
8.【答案】D
【解析】【解答】W、X、Y、Z为四种短周期主族元素,它们在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。则W、X位于第二周期,Y、Z位于第三周期,Y为硫元素、Z氯元素、W为氮元素、X为氧元素。
A. 氮气比氧气更难与氢气化合,选项A不符合题意;
B. W的最高价含氧酸硝酸具有强氧化性,不可用于制取氢气,选项B不符合题意;
C. 元素X和钠形成的化合物过氧化钠中含有离子键、共价键,选项C不符合题意;
D. 具有相同电子层结构的离子核电荷数越大半径越小,故简单离子半径大小关系为:Y>Z>W>X,选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据短周期元素在元素周期表中的位置和最外层电子数的关系判断出各种元素,然后结合元素周期律进行解答即可。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.两种原子的最外层电子数都是7,都容易得到电子,因此二者得电子能力相同,A符合题意;
B.Cl-是由氯原子最外层得到一个电子形成,因此Cl-的结构示意图为,B不符合题意;
C.同主族元素,核电荷数越小,非金属性越强,同周期元素,核电荷数越大,非金属性越强,因此非金属性Cl>O>S,C不符合题意;
D.同周期元素,核电荷数越大, 其最高价含氧酸的酸性越强,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、二者的最外层电子数相同,得电子能力相同;
B、Cl-是由氯原子得到一个电子形成的;
C、结合非金属性的递变规律分析;
D、比较含氧酸的酸性强弱时,应比较最高价含氧酸是酸性强弱;
10.【答案】A
【解析】【解答】解:A.非金属性Cl>S,则酸性:H2SO4<HClO4,故A错误;
B.同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:Na>Mg,故B正确;
C.非金属性Cl>I,对应氢化物热稳定性:HCl>HI,故C正确;
D.非金属性Cl>S,对应阴离子的还原性:S2﹣>Cl﹣,故D正确;
故选A.
【分析】A.非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强;
B.同周期从左向右原子半径减小;
C.非金属性越强,对应氢化物越稳定;
D.非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱.
11.【答案】C
【解析】【解答】A.Na+和O2-电子层数均为2层,但O2-核电荷数更小,所以半径更大,A不符合题意;
B.非金属性O>P,则简单氢化物的稳定性X(O)>Z(P),B不符合题意;
C.X与Z形成的化合物为P2O5,五氧化二磷溶于于水产生大量热并生成磷酸,其受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气,具有强腐蚀性,常用作气体和液体的干燥剂,所以不可用作食品干燥剂,C符合题意;
D.H和Na元素形成的化合物NaH只含离子键,H和P元素形成的化合物PH3只含共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,结合该化合物的结构式可知,W可形成1个共价键,X可形成2个共价键,Z可形成5个共价键,且W、X、Z均为非金属元素,Y为金属元素。可推出W是氢元素,X是氧元素,Y是钠元素,Z是磷元素。据此分析。
12.【答案】C
【解析】【解答】解:A,B,C三种短周期元素,设A的质子数为x,则由图可知,C的质子数为x+8,B的质子数为x+1,A与B的质子数之和等于C的质子数,则x+x+1=x+8,解得x=7,即A为N,B为O,C为P,①B的同素异形体有氧气与臭氧,C的同素异形体有白磷和红磷,故①正确;②A,C元素可分别与B元素形成化合物X和Y,N的氧化物有6种,P的氧化物主要有2种,则X的种类比Y的多,故②正确;③氨气中含有氢键,磷化氢中不存在氢键,则A的最简单氢化物的沸点高于C的最简单氢化物,故③错误;④C的最高价氧化物对应水化物为磷酸,属于三元酸,能与A的氢化物氨气形成三种盐,分别为正盐和磷酸一氢盐、磷酸二氢盐,故④正确;故选C.
【分析】A,B,C三种短周期元素,设A的质子数为x,则由图可知,C的质子数为x+8,B的质子数为x+1,A与B的质子数之和等于C的质子数,则x+x+1=x+8,解得x=7,即A为N,B为O,C为P,然后利用元素及其单质化合物的性质来解答.
13.【答案】A
【解析】【解答】解:A.因原子的核外电子排布中电子层数和最外层电子数都随原子序数的递增而呈现周期性变化,则引起元素的性质的周期性变化,故A正确;
B.因元素的原子半径是元素的性质,不能解释元素性质的周期性变化,故B错误;
C.由原子的电子排布可知,随原子序数的递增,电子层数呈现周期性的变化,与元素性质的周期性变化有关,但不是唯一因素,而是电子层数和最外层电子数都呈现周期性的变化而引起元素性质的周期性变化,即原子的电子层排布的周期性变化是引起元素性质周期性变化的决定因素,故C错误;
D.因元素的化合价属于元素的性质,则不能解释元素性质的周期性变化,故D错误;
故选A.
【分析】随原子序数的递增,原子的结构呈现周期性的变化而引起元素的性质的周期性变化,以此来解答.
14.【答案】C
【解析】【解答】解:A.只含共价键的物质可能是单质,如O2,故A错误;
B.HF中含有氢键,沸点最高,HCl、HBr、HI不存在氢键,则沸点依次升高,故B错误;
C.微粒间通过离子键形成的化合物属于离子化合物,所以含有离子键的化合物一定是离子化合物,故C正确;
D.金属与非金属之间可能形成共价键,如AlCl3中,铝元素与氯元素之间形成共价键,故D错误.
故选C.
【分析】A.只含共价键的物质可能是单质;
B.HF分子间含有氢键,沸点最高;
C.微粒间通过离子键形成的化合物属于离子化合物;
D.金属与非金属之间可能形成共价键.
15.【答案】C
【解析】【解答】M原子的中子数为n,质量数为A,则其质子数为(A-n),则M2+离子的电子数为(A-n-2),m g M2+的物质的量为 ,则m g M2+中所含电子的物质的量为 ,
故答案为:C。
【分析】根据质量数和质子数以及中子数的关系结合阴离子和阳离子中电子和质子的关系即可计算
16.【答案】C
【解析】【解答】A.主族元素的周期数等于电子层数,主族元素最外层电子数等于主族序数,电子层数是4层,最外层5个电子,所以位于第四周期、第VA族,故A不符合题意;
B.砷字带“石”旁,砷是非金属元素,故B不符合题意;
C.根据元素砷(As)的原子结构示意图,原子核内质子数等于核外电子数,33=2+8+x+5,解得x=18,故C符合题意;
D.砷的最外层电子数为5,故砷的最高正价为+5价,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.在原子结构中,最外层电子数=主族族序数,电子层数=周期数;
B.根据元素的中文名称,含有“钅”的为金属元素(汞例外);
C.在原子结构中,核外电子数=核电荷数;
D.元素的最高正价等于其最外层电子数;
17.【答案】(1);H2O;HClO4
(2)2Al2O3 4Al+3O2↑
(3)Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O
(4)1:1
【解析】【解答】解:由元素在周期表中的位置可知①为Be,②为N,③为O,④为Al,⑤为S,⑥为Cl,(1)②为N,对应的氢化物为氨气,电子式为 ,元素③和⑤位于同一主族,O的非金属性较强,对应的氢化物较稳定,非金属性Cl>N,对应最高价氧化物的水化物酸性较强的是 HClO4,
故答案为: ; H2O; HClO4;(2)单质④为铝,工业用电解的方法冶炼,方程式为2Al2O3 4Al+3O2↑,故答案为:2Al2O3 4Al+3O2↑;(3)元素Be与元素Al的氢氧化物有相似的性质,处于周期表对角线位置,已知:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,Al(OH)3具有两性,则Be(OH)2也具有两性,能与NaOH溶液反应生成盐和水,反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOH═Na2BeO2+2H2O,
故答案为:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O;(4)Fe2+的还原性比Br﹣强,通入氯气,先氧化Fe2+,0.2mol的氯气可氧化0.2molFe2+,0.2molBr﹣,二者比值为1:1,故答案为:1:1.
【分析】由元素在周期表中的位置可知①为Be,②为N,③为O,④为Al,⑤为S,⑥为Cl,(1)②为N,对应的氢化物为氨气,非金属性越强,对应的氢化物越稳定,最高价氧化物的水化物酸性越强;(2)单质④为铝,工业用电解的氧化铝的方法冶炼;(3)元素①与元素④的氢氧化物有相似的性质,可与氢氧化钠溶液反应;(4)Fe2+的还原性比Br﹣强,通入氯气,先氧化Fe2+,再氧化Br﹣.
18.【答案】(1)H;O;Na;S
(2)H++HSO3﹣=SO2↑+H2O
(3)Na+[:H]﹣
【解析】【解答】解:短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大,其中只有C为金属元素,C的最外层电子数和A的最外层电子数相等,则C为Na、A为H;C、D两元素原子的质子数之和为A、B两元素原子的质子数之和的3倍,设B的质子数为x,D的质子数为y,则(11+y)=(1+x)×3,则3x=8+y,2<x<9,11<y<17,则x=8,y=16符合,即B为O,D为S,(1)由上述分析可知,A、B、C、D分别为H、O、Na、S,故答案为:H;O;Na;S;(2)由A、B、C、D四种原子可以形成两种化合物为硫酸氢钠、亚硫酸氢钠,二者发生的离子反应为H++HSO3﹣=SO2↑+H2O,故答案为:H++HSO3﹣=SO2↑+H2O;(3)A和C形成的化合物NaH的电子式为Na+[:H]﹣,故答案为:Na+[:H]﹣.
【分析】短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大,其中只有C为金属元素,C的最外层电子数和A的最外层电子数相等,则C为Na、A为H;C、D两元素原子的质子数之和为A、B两元素原子的质子数之和的3倍,设B的质子数为x,D的质子数为y,则(11+y)=(1+x)×3,则3x=8+y,2<x<9,11<y<17,则x=8,y=16符合,即B为O,D为S,以此来解答.
19.【答案】(1)S2﹣>O2﹣>Na+>Al3+
(2)Be+2OH﹣=BeO22﹣+H2↑
(3)SO2;2SO2+O2 2SO3
(4)NaH+H2O=NaOH+H2↑
【解析】【解答】解:(1)A、B、D、E分别为Na、Al、S、O,离子的电子层越多,离子半径越大,离子的电子层相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径大小为:S2﹣>O2﹣>Na+>Al3+,故答案为:S2﹣>O2﹣>Na+>Al3+;(2)B单质(Al)和C单质(Be)的化学性质相似,则Be与强碱溶液反应生成Na2BeO2和H2,反应的离子方程式为:Be+2OH﹣=BeO22﹣+H2↑,故答案为:Be+2OH﹣=BeO22﹣+H2↑;(3)D为S、E为O,D和E组成的两种化合物中具有漂白性的是SO2,二者形成的另一种化合物为SO3,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,反应的化学方程式为:2SO2+O2 2SO3 ,故答案为:SO2;2SO2+O2 2SO3 ;(4)A的氢化物能为NaH,NaH与水反应生成一种可燃性气体和一种强碱,可燃性气体为氢气,强碱为NaOH,反应的化学方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2↑,
故答案为:NaH+H2O=NaOH+H2↑.
【分析】短周期元素,由元素的化合价可知,D、E都有﹣2价,而D有+6价且原子半径较大,则D为S、E为O元素;A、B、C化合价分别为+1、+3、+2,则分别处于IA族、ⅢA族、ⅡA族,C的原子半径小于硫,故C为Be元素,原子半径A、B均大于硫,则B为Al,且A、B原子半径相差较大,故A为Na,结合元素周期律解答.
20.【答案】(1):氢;氧;钠;碳
(2)H2O2;C2H2;CO
(3)H﹣O﹣O﹣H
【解析】【解答】解:A、B、C、D是四种短周期元素,且知A与B可形成原子数之比为1:1的化合物甲,B与C可形成原子数之比为1:1的化合物乙,A与D、B与D也可形成原子数之比为1:1的化合物丙和丁,又知甲分子含18个电子,1mol乙含38NA个电子,丙分子和丁分子均含14个电子,可推知A为氢、B为氧、C为钠、D为碳,甲为过氧化氢,乙为过氧化钠,丙为乙炔,丁为一氧化碳.
(1.)根据上述分析,A、B、C、D名称分别是氢、氧、钠、碳,故答案为:氢、氧、钠、碳;
(2.)化合物甲、丙、丁的化学式分别是H2O2、C2H2、CO,故答案为:H2O2;C2H2;CO;
(3.)化合物甲为H2O2,其结构式是H﹣O﹣O﹣H,故答案为:H﹣O﹣O﹣H.
【分析】A、B、C、D是四种短周期元素,且知A与B可形成原子数之比为1:1的化合物甲,B与C可形成原子数之比为1:1的化合物乙,A与D、B与D也可形成原子数之比为1:1的化合物丙和丁,又知甲分子含18个电子,1mol乙含38NA个电子,丙分子和丁分子均含14个电子,可推知A为氢、B为氧、C为钠、D为碳,甲为过氧化氢,乙为过氧化钠,丙为乙炔,丁为一氧化碳,据此解答.
21.【答案】(1)2s22p3
(2)3s22p5
(3)2s22p4
(4)3s2
【解析】【解答】解:(1)N原子的最外层5个电子,为2s22p3,故答案为:2s22p3;(2)Cl原子的最外层7个电子,为3s22p5,故答案为:3s22p5;(3)O原子的最外层6个电子,为2s22p4,故答案为:2s22p4;(4)Mg原子的最外层2个电子,为3s2,故答案为:3s2;
【分析】(1)N原子的最外层5个电子;(2)Cl原子的最外层7个电子;(3)O原子的最外层6个电子;(4)Mg原子的最外层2个电子;