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第四章物质结构元素周期律 单元测试(含答案)2022-2023学年高一化学人教版(2019)必修第一册

1、 第四章物质结构第四章物质结构 元素周期律元素周期律 一、单选题一、单选题 1下列第三周期元素中,化学性质最活泼的是 A硅 B磷 C硫 D氯 2有关化学键和晶体的说法正确的是 A干冰是共价分子,其升华破坏了共价键 B氯化铵属于离子化合物,其加热仅破坏了共价键 C汞是金属晶体,其气化破坏了共价键 D二氧化硅属于共价化合物,其熔化破坏了共价键 3下列各组物质,所含化学键类型完全相同的是 AMgCl2和 KCl BNaOH 和 NaCl CH2O2和 Na2O2 DNH3和 NH4Cl 4下列有关 II A 族元素的叙述错误的是( ) A3BaCO在医疗中常用作钡餐 B钙单质燃烧时其焰色呈砖红色 C

2、随着原子序数的递增,元素原子失电子能力增强 D由3MgCO难溶于水,可推断3SrCO也难溶于水 5X、Y、Z、W 四种短周期主族元素在元素周期表中的相对位置如图所示,其中 Z 的最外层电子数和最内层电子数相等。下列说法中正确的是 X Z Y W AX 元素的气态氢化物不止一种 BY 元素是自然界中含量最多的元素 CZ 元素的最高价氧化物对应的水化物是强碱 DW 元素的最高价氧化物对应的水化物是强酸 6下列有关溴、碘的说法中正确的是 A溴和碘只能从海水中提取 B单质溴溶解在四氯化碳中呈现紫红色 C在碘化钾溶液中加入淀粉溶液呈蓝色 D存放液溴的试剂瓶要用橡皮塞密封并用水封 7化学家已经合成了少量

3、N4,关于 N4和 N2说法正确的是 A互为同位素 B互为同素异形体 C化学性质相同 DN4和 N2分子内含有的质子数相等 8铷(37Rb)原子和溴(35Br)原子相对大小如图所示。若这两种元素形成化合物 RbBr,则下列图示比较接近真实比例的是 A B C D 9NA为阿伏伽德罗常数,以下说法正确的是 A18gT2O 中含有的质子数为 10NA B0.5mol/LBa(OH)2溶液中含有的 OH-的数目为 NA C25,101kPa,3.4 克硫化氢中含有原子总数为 0.3NA D常温常压下,20mLNH3和 60mLO2所含分子个数比不等于 13 10X、Y、Z、W、M 为原子序数依次增大

4、的短周期主族元素。已知:元素对应的原子半径大小为:XZYMZ BW2Z2既含有离子键又含有共价键 CZ 与 M 形成的化合物具有两性 DW、M 的离子半径为 M”“=”或“Br2I2 (2)【评价】该小组设计的实验方案是_ (填“合理”或“不合理”) (3)【补充和完善】上一题(2)中若选合理,则此项不用再作答,若选不合理,则合理完成实验还需要的试剂是_ 第二小组同学探究元素 C、Si 的非金属性强弱,设计的实验方案如下: (4)干燥管 D 的作用为 _ (5)该小组同学用盐酸、 CaCO3和 Na2SiO3溶液, 按图装置进行试验, 观察到试管 C 中溶液有白色沉淀生成,甲同学认为非金属性

5、CSi。但乙同学认为此方案不合理,理由_, 改进措施:在 B、C 两装置之间接一个盛有_溶液的洗气瓶。 26无水四氯化锡用途很广。某化学兴趣小组利用锡渣废料(主要成分为 Sn 和 SnO)制备4SnCl。熔融的 Sn与2Cl反应生成4SnCl,同时会有少量2SnCl生成,部分反应装置如图所示。 已知: Sn、SnO、2SnCl、4SnCl有关物理性质如下表所示。 物质 颜色、状态 熔点/ 沸点/ Sn 银白色固体 232 2260 SnO 蓝黑色粉末 1080 分解 1080 分解 2SnCl 无色晶体 246 652 4SnCl 无色液体 33 114 4SnCl极易水解生成22SnOxH

6、O。 当2pH13时,Sn 存在形式为2Sn OH沉淀;当pH13时,Sn 存在形式为22SnO。回答下列问题: (1)盛放试剂 b 的仪器名称是_,该装置中发生反应的离子方程式为_。 (2)制备4SnCl的相关试剂和操作正确的是_(填字母)。 A试剂 a 为稀盐酸 B试剂 b 为2MnO固体 C试剂 c 为浓硫酸 D试剂 d 为饱和食盐水 Ef 口为出水口 F试剂 g 可选用 NaOH 溶液 (3)温度计控制温度 t 的范围为_。 (4)根据实验要求,若要完成该实验,需在上图虚线框中画出装置所缺少的仪器和所需试剂(即冷却装置与尾气处理装置之间的仪器);若没有该装置,可能会发生的副反应的化学方

7、程式为_。 (5)因氯化亚锡(2SnCl)用途广泛,在无机工业中用作还原剂(2Sn易被氧化为4Sn)。该兴趣小组又用三颈烧瓶内的剩余物质制备2SnCl,向三颈烧瓶中加入适量的浓盐酸并充分搅拌,加热到一定温度,一段时间后, 冷却至室温,过滤,向滤液中加入少许单质锡,调节pH2,在2CO气流下进行蒸发浓缩,冷却结晶得氯化亚锡晶体。 在制备2SnCl时,向三颈烧瓶中通入2N的目的是_。 调节pH2的原因是_。 27某校学生化学实验小组,为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮,设计了一套实验装置:(部分夹持装置已略去) (1)写出 A 中反应的离子方程式_。 (2)B 中出现黄色浑浊现象,产生此现象的离

8、子方程式_。 (3)浸有 NaOH 溶液的棉花团的作用是_。 (4)D 中干燥管中出现的明显现象及化学方程式是_;_。 (5)有同学认为 D 中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮,需要在 C 之前加装洗气装置,该洗气装置中盛装_试剂。 (6)还有什么方法能证明氧化性 Cl2S,(用化学方程式表示)_。 参考答案参考答案 1D 【解析】硅、磷、硫、氯都属于第三周期的非金属元素,同周期自左而右,非金属性增强,故非金属性 ClSPSi,非金属性越强,化学性质越活泼,故 Cl 元素最活泼,故选 D。 2D 【解析】A干冰是固态的二氧化碳,由二氧化碳分子构成,属于分子晶体,升华时破坏分子间作用力,A错误;

9、 B氯化铵固体是由氯离子和铵根离子通过离子键结合而成的离子晶体,加热氯化铵破坏了氯离子和铵根离子之间的离子键,同时加热氯化铵分解为氨气和 HCl,破坏了 H 和 N 之间的共价键,B 错误; C汞是常温下呈液态的金属,是由金属离子和自由电子通过金属键结合而成的金属晶体,其气化破坏了金 属键,C 错误; D二氧化硅只含有共价键,属于共价化合物,固体熔化时,破坏共价键,D 正确; 答案选:D。 3A 【解析】AMgCl2和 KCl 均为离子化合物,只存在离子键,A 正确; B NaCl 中只含离子键、NaOH 中既含共价键又含离子键,B 错误; C H2O2分子中只存在共价键, Na2O2中既有离

10、子键又有共价键,C 错误; D NH3分子中只存在共价键,NH4Cl 中既有离子键又有共价键,D 错误; 答案选 A。 4A 【解析】A4BaSO在医疗中常用作钡餐,A 项错误。 B钙单质或含钙元素的化合物在灼烧时焰色为砖红色,B 项正确。 C主族元素的原子最外层电子数相同时,电子层数越多,最外层电子离核越远,越容易失去电子,C 项正确。 D由3MgCO、3CaCO、3BaCO均难溶于水,可推断3SrCO也难溶于水,D 项正确。 故选 A。 5A 【解析】根据元素在周期表中的相对位置可知 X 是第二周期元素,Y、Z、W 是第三周期元素,其中 Z 的最外层电子数和最内层电子数相等,因此 Z 是

11、Mg,则 X 是 C,Y 是 Si,W 是 P。 A碳元素的气态氢化物不止一种,例如甲烷、乙烷等,A 正确; BY 元素是是 Si,氧元素是自然界中含量最多的元素,Si 排在第二位,B 错误; CMg 元素的最高价氧化物对应的水化物氢氧化镁是中强碱,C 错误; DP 元素的最高价氧化物对应的水化物磷酸是中强酸,D 错误; 答案选 A。 6A 【解析】A溴和碘在陆地上的含量极少,而在海水中含量丰富,因此只能从海水中提取,故 A 正确; B单质溴溶于水呈橙黄色,溶于四氯化碳呈橙红色,故 B 错误; C碘化钾中的碘是碘离子,不能使淀粉溶液变蓝,故 C 错误; D溴具有挥发性,存放时加水液封,防止挥发

12、,但液溴会腐蚀橡胶,不能用橡胶塞存放液溴,故 D 错误; 答案选 A。 7B 【解析】AN4和 N2均是 N 元素的单质,二者不是同位素,A 项错误; BN4和 N2均是 N 元素的单质,二者互为同素异形体,B 项正确; CN4和 N2的结构不同,化学性质不同,C 项错误; DN4分子中含有 28 个质子,N2分子中含有 14 个质子,D 项错误; 答案选 B。 8B 【解析】电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子的离子半径越小,溴化铷是离子化合物,则电子层结构相同的铷离子的离子半径小于溴离子,故选 B。 9C 【解析】A18gT2O 的物质的量为118g22g mol=911mol,每个

13、T2O 分子含有 10 个质子,所以共含9011NA个质子,A 错误; B溶液体积未知,无法确定所含离子数目,B 错误; C 3.4 克硫化氢的物质的量为13.4g34g mol=0.1mol, 每个 H2S 含有 3 个原子, 所以原子总数为 0.3NA, C 正确; D同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,所以 20mLNH3和 60mLO2所含分子个数比等于 13,D 错误; 综上所述答案为 C。 10A 【解析】X、Y、Z、W、M 为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y 是组成金刚石的元素,则 Y 为 C 元素;元素对应的原子半径大小为:XZYMW、Z 与 X 可形成共价化合物 Z

14、2X2,则 X 为 H 元素,Z 为 O元素;Z 与 W 可形成离子化合物 W2Z2,则 W 为 Na;M 的电子层数与最外层电子数相等,则 M 为 Al。 【解析】A非金属性越强最简单氢化物越稳定,氧的非金属性大于氢,Z 与 X 形成的化合物可能为 H2O,Y 与 X 形成的化合物可能为 CH4,H2O 的稳定性比 CH4的稳定性高,A 不正确; BNa2O2由 Na+和22O构成,二者之间形成离子键,22O内 O 原子间形成共价键,B 正确; CZ 与 M 形成的化合物为 Al2O3,既能与酸反应又能与强碱反应,属于两性氧化物, C 正确; D 具有相同电子层结构的离子, 核电荷数大者离子

15、半径小, W、 M 分别为 Na、 Al, 离子半径为3AlNa ,D 正确; 故选 A。 11C 【解析】X、Y 为短周期元素,X 为第A 族元素,Y 为A 族元素,则 X 可能为 H、Li、Na 三种元素,Y可能为 O、S 两种元素,据此分析判断。 【解析】X、Y 为短周期元素,X 为第A 族元素,Y 为A 族元素,则 X 可能为 H、Li、Na 三种元素,Y可能为 O、S 两种元素。 A当 X 为 H,Y 为 O、S 时,X 的原子半径小于 Y 的原子半径,故 A 错误; B当 X 为 H 时,由 X、Y 形成的共价化合物中所有原子不可能都满足最外层为 8 电子结构,H 原子满足 最外层

16、 2 个电子的稳定结构,故 B 错误; C化学式为 X2Y 的有 H2O 或 Na2O 或 Li2O,可能是离子化合物,也可能是共价化合物,故 C 正确; DX、Y 两元素形成的化合物中,原子个数为 11 的有 H2O2或 Na2O2,故 D 错误; 故选 C。 12D 【解析】118 号元素是第七周期的 0 族元素,则 115 号元素的原子核最外层电子数是 5,则 Mc 位于第七周期第A 族,据此分析解答。 【解析】A质子数等于核外电子数,所以 Mc 原子核外有 115 个电子,故 A 正确; BMc 与 N 的最外层电子数都是 5,都位于第A 族,故 B 正确; C同主族从上往下金属性增强

17、,所以 Mc 在同主族元素中金属性最强,故 C 正确; D中子数为 173 的 Mc 的质量数115+173288,该核素正确的符号为173115Mc,故 D 错误; 答案选 D。 【点睛】本题的易错点和难点为 B,关键是根据原子序数推断出元素在周期表中的位置,一般需要记住 7种 0 族元素的原子序数和 16 个族在元素周期表中的排列规律。 13B 【解析】几种短周期元素的原子半径及某些化合价如表,A、E 有-1 价,B 有-2 价,且 A 的原子半径与 B相差不大,则 A、E 处于A 族,B 处于A 族,A 原子半径小于 E,可推知 A 为 F、E 为 Cl,B 为 O;D有-4、+4 价,

18、处于A 族,原子半径与 O 原子相差不大,可推知 D 为 C 元素;G 元素有-3、+5 价,处于A族,原子半径大于 C 原子,应处于第三周期,则 G 为 P 元素;H、I、J 的化合价分别为+3、+2、+1,分别处于族 A、A 族、A 族,原子半径依次增大,且都大于 P 原子半径,应处于第三周期,可推知 H 为 Al、I 为 Mg、J 为 Na。 【解析】A C 的氧化物中 CO 不是酸性氧化物、三氧化二铝是两性氧化物、钠的氧化物中过氧化钠不是碱性氧化物,故 A 错误; B A、H、J 分别为 F、Al、Na,Na+、Al3+、F-离子核外电子层数相等,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径大

19、小顺序为:F-Na+Al3+,即 AJH,故 B 正确; CG 为 P 元素,磷的单质有红磷和白磷,存在同素异形体,故 C 错误; D Mg 在 CO2中燃烧生成氧化镁和碳,故 D 错误; 故选 B。 14D 【解析】A非金属性 SP,则最高价含氧酸的酸性:H2SO4H3PO4,A 正确; B金属性 KNa,则最高价氧化物水化物的碱性:KOHNaOH,B 正确; C非金属性 NC,则简单氢化物的稳定性:NH3CH4,C 正确; D核外电子层数越多,离子半径越大,则离子半径:Na+Cl-,D 错误; 答案选 D。 15B 【解析】AW 元素的负化合价为2 价时,可能为 O 元素,则 E 元素应为

20、 F 元素,没有+7 价,故 A 错误; B因为 X 在 Y 的前面,所以 X 的金属性比 Y 强,所以 Y(OH)m为强碱时,X(OH)n也一定为强碱,故 B 正确; CHnWOm为强酸,即 W 元素的非金属性很强,原子序数比 W 大 1 的 E 可能为非金属性比 W 强的非金属元素,也可能为稀有气体元素,故 C 错误; DX. Y. Z.W. E 五种元素同周期,E(除了稀有气体元素)的非金属性比 Z 强,HnZOm为强酸时,E 不可能有强还原性,如果是稀有气体,也没有强还原性,故 D 错误; 故选 B。 【点睛】根据元素周期律和元素在周期表中的位置判断可能对应的元素,结合元素化合物知识分

21、析。 16 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 2KC1O3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2K2SO4+2CO2+2H2O 【解析】(1)自来水厂用氯气杀菌、消毒,其消毒原理主要是氯气溶于水后生成了 HClO,次氯酸分子中只含有共价键,则 HClO 的电子式为。 (2)常温下,将氯气通入稀 NaOH 溶液中得到漂白液(主要成分为 NaClO),同时还有氯化钠和水生成,则该反应的离子方程式为 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 (3)制备 ClO2的一种方法为:在平底烧瓶中加入 KClO3固体、足量草酸(H2C2O4)、稀硫酸,6080水浴加热,反应中氯元素化合价从+5

22、价降低到+4 价,碳元素化合价从+3 价升高到+4 价,根据得失电子守恒、原子守恒,则该反应的化学方程式为 2KC1O3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2K2SO4+2CO2+2H2O。 17 3- + Na:N:Na 离子 两 +H-+HH:N:H:Cl:Na:Cl:、 【解析】(1)根据氮化钠与水作用产生 NH3可知,氮化钠能电离出自由移动的 Na+和 N3-,则 Na3N 属于离子化合物; 故答案为:3- + Na:N:Na;离子。 (2)Na3N 与盐酸反应时,N3-先与 HCl 电离出的 H+结合成 NH3,NH3再与 HCl 反应生成 NH4Cl,Na+与 Cl-形成 NaCl

23、,故可生成两种盐; 故答案为:两;+H-+HH:N:H:Cl:Na:Cl:、 。 (3)Na+、N3-的电子层结构相同,核电荷数大者,离子半径较小,故离子半径:r(Na+)r(N3-); 故答案为:H2CO3H2SiO3,故答案为:酸性由强到弱的顺序: 酸性:乙酸碳酸硅酸 (4) 若去掉装置 B 进行实验,C 中硅酸沉淀不能判断是碳酸制出的还是挥发的乙酸制出的,所以不能得出上述结论,故答案为:否;乙酸具有挥发性,也能使硅酸钠转化为硅酸 (5) 利用去掉 B 后的装置来比较 Cl、C 和 Si 的非金属性,分液漏斗甲中应该盛放高氯酸,A 中盛放碳酸钠溶液,C 中盛放硅酸钠,最高价含氧酸酸性越强,

24、元素的非金属性越强,故答案:HClO4,非金属性:ClCSi。 25 -22Cl +2Br =2Cl +Br 溶液由无色变成棕黄色 不合理 溴水 防止倒吸 盐酸有挥发性,挥发出的 HCl 和 Na2SiO3溶液反应也会产生白色沉淀 饱和 NaHCO3 【解析】(1) 甲试管中加入氯水,溶液中溴离子被氯气氧化成溴单质,溶液由无色变为橙色,反应的离子方程式为-22Cl +2Br =2Cl +Br,乙试管中加入氯水,溶液中的碘离子被氯气氧化成碘单质,溶液由无色变为黄色,故答案为:-22Cl +2Br =2Cl +Br,溶液由无色变成棕黄色; (2) 该实验只能证明 Cl2的氧化性大于 Br2和 I2

25、,无法判断 Br2和 I2之间的氧化性强弱关系,因此不合理,故答案为:不合理; (3) 为了判断 Br2和 I2之间的氧化性强弱关系,需要用溴水来检测,故答案为:溴水; (4) 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:防止倒吸; (5) 碳酸钙和盐酸反应是放热反应,放出的热量促进 HC1 挥发,导致制取 CO2中含有 HC1,HCl 和 Na2SiO3 反应也会生成硅酸沉淀,从而对二氧化碳产生干扰;为防止 HCl 的干扰,用饱和碳酸钠溶液除去 HCl,所以在 BC 之间添加装有饱和 NaHCO3溶液的洗瓶,故答案为:盐酸有挥发性,挥发出的 HCl 和 Na2S

26、iO3溶液反应也会产生白色沉淀,饱和 NaHCO3溶液。 26(1) 圆底烧瓶 4H+2Cl-+MnO2Mn2+Cl2+2H2O (2)BF (3)232652 (4)SnCl4+(x+2)H2O=SnO2xH2O+4HCl (5) 排尽装置内空气,防止 Sn2+被氧化 防止 Sn2+转化为 Sn(OH)2沉淀 【解析】 某化学兴趣小组利用锡渣废料(主要成分为 Sn 和 SnO)制备 SnCl4。 熔融的 Sn 与 Cl2反应生成 SnCl4,同时会有少量 SnCl2生成。结合装置图可知,三颈烧瓶左侧的装置用来制取和提纯 Cl2,三颈烧瓶中 Sn 和Cl2反应制备 SnCl4, 三颈烧瓶右侧的

27、装置用来收集 SnCl4, 由于 SnCl4的沸点相对较低, 可以通过蒸馏收集,又因为 SnCl4极易水解生成 SnO2xH2O,收集到的 SnCl4需要注意“防水”。 (1)盛放试剂 b 的仪器名称是圆底烧瓶,该装置中,浓盐酸和 MnO2反应产生 Cl2,该反应的离子方程式为4H+2Cl-+MnO2Mn2+Cl2+2H2O。 (2)由分析可知,三颈烧瓶左侧的装置用来制取和提纯 Cl2,三颈烧瓶中 Sn 和 Cl2反应制备 SnCl4,三颈烧瓶右侧的装置用来收集 SnCl4,则试剂 a 为浓盐酸,试剂 b 为 MnO2,试剂 c 为饱和食盐水(除去 Cl2中混有的 HCl 气体) ,试剂 d

28、为浓硫酸(干燥 Cl2) ,e 为出水口,f 为进水口,试剂 g 可选用 NaOH 溶液(用来吸收挥发出的 SnCl4) ,故制备 SnCl4的相关试剂和操作正确的是 BF。 (3)熔融的 Sn 与 Cl2反应生成 SnCl4,同时会有少量 SnCl2生成,为了使 Sn 处于熔融状态,同时防止产品中带入 SnCl2,温度计控制温度 t 的范围为 232652。 (4)SnCl4极易水解生成 SnO2xH2O,需在上图虚线框中(即冷却装置与尾气处理装置之间的仪器)添加干燥装置,吸收从尾气装置中挥发出的水蒸气,试剂可以选用浓硫酸,若没有该装置,SnCl4可能会和水蒸气反应生成 SnO2xH2O,反应的化学方程式为 SnCl4+(x+2)H2O=SnO2xH2O+4HCl。 (5)在制备 SnCl2时,由于 Sn2+易被氧化为 Sn4+,故需要向三颈烧瓶中通入 N2,排尽装置内空气,防止Sn2+被氧化。当 2pH13 时,Sn 存在形式为 Sn(OH)2沉淀,调节 pHS。