第四章 物质结构 元素周期律 单元测试
一、单选题
1．下列关于物质结构和化学用语的说法正确的是
A．BF3、CCl4中所有原子均达到8电子稳定结构
B．78gNa2O2晶体中所含离子数目为3NA
C．18gH2O或D2O的质子数均为10NA
D．34gH2O2含有极性键的数目为3NA
2．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X、Z同主族，这四种元素与C、Li形成的某种离子液体的结构式为，下列说法正确的是
A．最简单氢化物的热稳定性：W
C．将酚酞试液滴入0.1mol/L的Na2Z溶液中，溶液变红
D．该离子液体中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构(离子可以看成是带电的原子)
3．下列化学用语的表示正确的是
A．乙烯的结构简式：CH2CH2
B．乙醇的分子式：C2H5OH
C．聚丙烯的结构简式：
D．乙烯的球棍模型：
4．美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室在2006年10月16日宣布，该实验室科学家与俄罗斯科学家合作，利用俄方的回旋加速器设备，成功合成了118号超重元素，并观察到其存在了不到1毫秒时间。该元素原子的核内中子数与核外电子数之差是
A．118 B．297 C．61 D．179
5．化学推动着社会的进步和科技的发展．下列说法错误的是
A．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
B．漂白粉既可作漂白纸张的漂白剂，又可作游泳池的消毒剂
C．由生铁铸造的下水井盖的硬度大、抗压，含碳量比钢低
D．利用某些放射性同位素释放的射线可以有种、给金属探伤、诊断和治疗疾病
6．下列关于元素周期律的叙述中不正确的是
A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强
B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强
C．原子半径大小关系为Na
7．下列物质中，既含有非极性共价键又含有极性共价键是
A．NaOH B．H2O2 C．Na2O2 D．H2S
8．已知：溴化铁在200°C以上易分解，煮沸水溶液也会使其分解，生成溴化亚铁和溴单质。实验室里利用如图装置制取纯净的无水FeBr3。
下列说法正确的是
A．A、B、C分别盛有饱和Na2CO3溶液、浓硫酸和烧碱溶液
B．装置②中温水的作用是降低装置①中生成的CO2在液溴中的溶解度
C．实验开始时，先加热管式炉，再打开装置①中活塞
D．实验结束时，先停止加热并停止滴入液溴，继续通入CO2至室温
9．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W最外层电子数是内层电子数的3倍，Y在短周期元素中原子半径最大，Z的最高正价与最低负价代数之和为4.下列说法不正确的是
A．氢化物的还原性：X ＞ W ＞ Z B．Z与W形成的某种物质能使品红溶液褪色
C．X与Y形成离子化合物 D．W与Y组成的某种物质可以作为呼吸面具的供氧剂
10．为实现“双碳”目标，某科研小组设计捕获二氧化碳生成甲酸的过程如图所示。下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A．标准状况下，22.4 L CO2中所含的电子数目为16NA
B．10.1 g N(C2H5)3中所含的非极性共价键数目为1.8NA
C．22 g CO2与N2O混合物中所含氧原子的数目为NA
D．100 g 46%的甲酸水溶液中所含的氧原子数目为5NA
二、填空题
11．利用物质的结构与性质对周期表进行研究，有助于我们更好地掌握同类知识。
I.2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。
(1)In在周期表中的位置是_______。
(2)In的最高价氧化物对应的水化物的碱性_______Ba(OH)2的碱性(填“>”或“<”)。
(3)的中子数与电子数的差值为_______。
II.硒(34Se)是动物和人体所必需的微量元素之一，也是重要的工业原料，与氧同族。
(4)Se原子结构示意图可表示为_______。
(5)下列说法合理的是_______。
a.SeO2既有氧化性又有还原性 b.沸点：H2O < H2S < H2Se
c.热稳定性：H2Se
①只含有离子键的是_______(填序号，下同)；
②既含有离子键又含有共价键的是_______；
③只含有共价键的是_______。
(2)下列变化：①碘的升华，②冰熔化，③氯化钠溶于水，④氯化氢溶于水，⑤碳酸氢钠加热分解，化学键未被破坏的是_______；仅共价键被破坏的是_______。
13．下列物质中，互为同系物的有___________，互为同分异构体的有___________，互为同素异形体的有___________，属于同位素的有___________
① 正戊烷；②白磷；③ ④ ；⑤ ；⑥红磷；⑦；
14．据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题：
(1)铷(Rb)位于元素周期表的第___周期___族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是___(填序号)。
①与水反应比钠剧烈
②原子半径比钠的小
③氧化物暴露在空气中易吸收CO2
④阳离子最外层电子数和镁离子最外层电子数相同
⑤是还原剂
(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是___(填字母)。
A．Li B．Na C．K D．Cs
15．（1）某金属氧化物的化学式为，1个含的电子总数为50。若其中每个氧原子核内都有8个中子，的相对分子质量为102，则M原子核内的中子数约为__________；若与盐酸发生复分解反应，则其化学方程式是_________，反应消耗了盐酸100mL，则参加反应的的质量是__________。
（2）元素X的某种原子和元素Y的某种原子的质量数相同，两者的质子数之和为34，但前者比后者多2个中子，又知Y的质子数与中子数相等，则这两种元素原子的符号分别为X__________、Y__________。
三、计算题
16．α射线是由α粒子组成，α粒子是一种没有核外电子的粒子，它带有2个单位的正电荷，它的质量数等于4，由此可推断α粒子含有____个质子，______个中子。
17．向1L AlCl3和FeCl3混合溶液中加入含a mol NaOH的溶液时，产生的沉淀量可达最大值；继续加入NaOH溶液，沉淀开始溶解，当前后加入的NaOH总量达到b mol时，沉淀不再减少，求原溶液中Fe3+的物质的量浓度___________。
18．(1)已知反应：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。若有64gCu被氧化，则被还原的HNO3的质量是_______。
(2)某烃完全燃烧后生成17.6gCO2和10.8gH2O，该烃的分子式为_______。
(3)向100mL2mol·L－1 的氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液100mL时产生的沉淀为7.8g，则加入氧氧化钠溶液的物质的量浓度为__。
四、实验题
19．某化学课外兴趣小组设计了如下实验装置，用来比较乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱。回答下列问题：
(1)装置甲、装置乙中所盛药品分别是___________、___________。
(2)装置C中发生反应的离子方程式为___________。
(3)得出的实验结论是___________。
(4)若去掉装置B进行实验，能否得出上述实验结论？___________(填“能”或“否”)，理由是___________。
(5)利用去掉B后的装置来比较Cl、C和Si的非金属性，装置甲中盛放的药品是___________(填溶质的化学式)；得出的结论是___________。
20．单质碘(I2)在医药。分析等方面应用广泛，回答下列问题
(1)碘酊又称碘酒，常用于皮肤消毒。它是由I2、KI分散于乙醇后形成的分散系。碘酊中分散剂为___________，该分散系属于___________(选填“胶体”“浊液”“溶液”)。
(2)I2加热易升华，升华时下列物理量增大的是___________(选填编号)
A．分子间作用力 B．分子间的平均距离 C．分子的数目 D．分子的质量
(3)用CCl4提取碘水中I2，萃取后单质碘主要在___________层(选填“上”“下”)，理由是___________。碘量法测定氧化铜样品中CuO含量步骤如下：取2.00g氧化铜样品溶于足量稀硫酸(假设杂质不参与反应)，充分反应后过滤。再向滤液中加入过量KI溶液反应，最后当加入90mL 0.20mol/LNa2S2O3溶液恰好完全反应。主要反应原理为：
2CuSO4+4KI=2CuI↓+I2+2K2SO4
2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6
(4)配置上述Na2S2O3溶液所需的定量仪器有___________。
(5)上述氧化铜样品中CuO的质量分数为___________。若配制Na2S2O3溶液时俯视读数，则测量结果___________(选填“偏小”“偏大”“不变”)
参考答案：
1．B
【解析】A．BF3中B元素化合价为+3价，B原子最外层电子数是3，3+3=6，则B原子不满足8电子结构，故A错误；
B．78gNa2O2的物质的量是1mol，晶体中所含离子数目为3NA，故B正确；
C．H2O或D2O的质子数均是10个，但相对分子质量不同，因此18gH2O或D2O的质子数不相同，故C错误；
D．34gH2O2的物质的量是1mol，含有极性键的数目为2NA，故D错误；
故选B。
2．AC
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X能形成2个共价键，Z形成6个共价键，X、Z同主族，X是O元素、Z是S元素；Y能形成1个共价键，Y是F元素；W形成3个共价键，W是N元素；
【解析】A．同周期元素从左到右，非金属性依次增强，气态氢化物的稳定性依次增强，热稳定性： NH3
C．Na2S溶液显碱性，能使酚酞试液变红，选项C错误；
D．该离子液体中，Li+不满足最外层8电子稳定结构，选项D错误；
答案选A。
3．D
【解析】A. 乙烯的结构简式：CH2=CH2，A错误；
B. 乙醇的分子式：C2H6O，B错误；
C. 聚丙烯的结构简式：，C错误；
D. 乙烯为平面构型，含碳碳双键，球棍模型正确，D正确；
故选D。
4．C
【解析】原子符号左上角的数字为质量数，左下角的数字为质子数，则的中子数=质量数-质子数=297-118=179，核外电子数=质子数=118，故该元素原子的核内中子数与核外电子数之差为179-118=61，故C正确；
故选C。
5．C
【解析】A．过氧化钠与人呼出的二氧化碳或水蒸气反应均生成氧气，过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故A正确；
B．漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能使蛋白质变性而杀菌消毒；同时漂白粉在空气中会和二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂，故B正确；
C．生铁中的含碳量为2%~4.3%，钢中的含碳量为0.03%~2%，生铁含碳量高，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料，故C错误；
D．放射性同位素可以用于透视和放疗，因此可以给金属探伤、诊断和治疗疾病，故D正确；
答案选C。
6．C
【解析】A．Na、Mg、Al在同周期，最外层电子数分别为1、2、3，从左向右金属性减弱，则单核离子的氧化性依次增强，A正确；
B．P、S、Cl在同周期，最高正价分别为5、6、7，从左向右非金属性增强，则气态氢化物的稳定性增强，B正确；
C．因同周期从左向右原子半径在逐渐减小，则同周期元素的原子半径以VIIA族的为最小，C错误；
D．Na、Mg、Al在同周期，从左向右金属性减弱，则对应的氢氧化物的碱性减弱，D正确；
故选C。
7．B
【解析】A．NaOH由Na+和OH-构成，含有离子键和极性共价键，A不符合题意；
B．H2O2的结构式为H-O-O-H，含有O-H极性共价键和O-O非极性共价键，B符合题意；
C．Na2O2由Na+和构成，含有离子键和非极性共价键，C不符合题意；
D．H2S的结构式为H-S-H，只含有极性共价键，D不符合题意；
故选B。
8．D
【解析】A．利用装置①可制备二氧化碳，但其中含有HCl和水蒸气，装置③中A、B依次可除去HCl和水蒸气，利用装置④可进行尾气处理，故A、B、C分别盛有饱和NaHCO3溶液、浓硫酸和烧碱溶液，A错误；
B．装置②中温水的作用是促进液溴的挥发，从而得到溴蒸气，B错误；
C．实验开始时，要先打开装置①中活塞，利用反应产生的二氧化碳排除装置中的空气，再加热管式炉，防止铁粉被氧气氧化生成杂质，C错误；
D．实验结束时，先停止加热并停止滴入液溴，继续通入二氧化碳至室温，排除装置中的溴蒸气，并使其被C中烧碱溶液吸收，防止污染环境，D正确；
故选D。
9．A
【解析】W最外层电子数是内层电子数的3倍，W位于第二周期，为氧元素；Y在短周期元素中原子半径最大，Y是钠元素，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，所以X是氟元素；Z的最高价与最低价代数之和为4，Z的最高价是+6价，为硫元素。
【解析】A. 非金属越强，氢化物的还原性越弱，则氢化物的稳定性： ，A错误；
B. Z与W形成的某种物质能使品红溶液褪色，该物质是二氧化硫，B正确；
C. X与Y形成离子化合物NaF，C正确；
D. W与Y组成的物质可以作为呼吸面具的供氧剂，该物质是过氧化钠，D正确。
答案选A。
10．D
【解析】A．标准状况下，22.4LCO2的物质的量为1mol，每个CO2分子中含有6+8×2=22个电子，所以共22NA个电子，A错误；
B．10.1g N(C2H5)3的物质的量为n==0.1mol，每个N(C2H5)3分子中含有3个C-C键为非极性键，所以故0.1mol此物质中含有的非极性键数目为0.3NA，B错误；
C．二氧化碳与一氧化二氮分子中含有氧原子个数不相等，只知道混合物的质量，无法计算含有氧原子数目，C错误；
D．100g46%的甲酸水溶液中，含有甲酸分子的物质的量为=1mol，含有氧原子的物质的量为1mol×2=2mol，含水的物质的量为=3mol，含有氧原子的物质的量为3mol×1=3mol，故该溶液中含有氧原子数为(2mol+3mol)×NAmol-1=5NA，D正确；
综上所述答案为D。
11．(1)第五周期ⅢA族
(2)<
(3)17
(4)
(5)ad
【解析】(1)
稀有气体元素54Xe位于第五周期零族，根据稀有气体元素定位法可知49In是在周期表中的位置是第五周期ⅢA族；
(2)
Ba位于周期表第六周期ⅡA族，In位于第五周期ⅢA族，因此非金属性Ba强于In，In的最高价氧化物对应的水化物的碱性
的中子数与电子数的差值=(115-49)-49=17；
(4)
Se为34号元素，位于第四周期ⅥA族，其原子结构示意图可表示为；
(5)
a．Se为第ⅥA族元素，最高价态为+6，最低价为-2价，因此SeO2既有氧化性又有还原性，a正确；
b．同主族元素简单氢化物的沸点从上到下升高，但H2O分子间存在氢键，沸点比H2S、H2Se均高，b错误；
c．非金属性：Se
12． D EF AB ①② ④
【解析】(1) A.只含共价键，B.只含共价键，C.是单原子分子，不存在化学键，D.只含离子键，E.含共价键和离子键，F. 含共价键和离子键；
①只含有离子键的是：D；
②既含有离子键又含有共价键的是：EF；
③只含有共价键的是：AB；
(2) ①碘的升华、②冰熔化改变了分子间作用力，并未破坏发生化学键，③氯化钠溶于水发生电离，故仅破坏了离子键，④氯化氢溶于水发生电离，因为氯化氢是共价化合物，故仅破坏了共价键，⑤碳酸氢钠加热分解既破坏了离子键又破坏了共价键；
化学键未被破坏的是：①②；仅共价键被破坏的是：④。
13． ① ③/ ③ ④(答一种即可) ① ④ ② ⑥ ⑤⑦
【解析】同系物是指结构相似，通式相同，组成上相差n个CH2原子团，具有相同官能团的化合物；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；同种元素形成的不同单质互为同素异形体；质子数相同，中子数不同的原子互称为同位素；据以上概念解答相关问题。
【解析】①正戊烷与③或③ 与④ 结构相似，在分子组成上相差1个CH2，所以① ③或③ ④互为同系物；
①正戊烷与④ (2-甲基丁烷)，分子式相同，结构不同，互为同分异构体；
②白磷与⑥红磷均由磷元素组成的不同单质，属于同素异形体；
⑤ 与⑦的质子数均为17，中子数分别为18、20，中子数不同，是同种元素的不同原子，互为同位素。
14． 第五周期 第I A族 ①③⑤ AB
【解析】(1)铷的原子序数比稀有气体元素氪(36)的原子序数大1，应在氪的下一周期，即第五周期第I A族。故答案为：第五周期第I A族
(2)根据已学习的碱金属元素结构及性质的相似性和递变性，可知①③⑤说法正确。故答案为：①③⑤
(3)设合金为R，产生的H2为1mol，根据关系可知：
则x=2mol
故平均分子量为：
混合物的平均相对原子质量是25，铷的相对原子质量为85，则必须与另一个相对原子质量小于25的碱金属混合，题给选项中Li和Na的相对原子质量小于25，故正确答案为AB。
15． 14 5.1g
【解析】（1）M的质子数=M的核外电子数=(50-3×8) ÷2=13，M为A1，因相对分子质量近似等于各原子质量数之和，则A1的质量，铝原子核内的中子数；氧化铝与盐酸的反应方程式为：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，
根据与HCl反应的化学方程式可知，，。
（2）设X、Y元素原子的质量数为n，质子数分别为m和p，
则X元素的原子为，Y元素的原子为，
由题意得，解得，
故元素X为，元素Y为。
16． 2 2
【解析】质子带正电荷，中子不带电荷。
【解析】已知α粒子是一种没有核外电子的粒子，它带有2个单位的正电荷，它的质量数等于4，质子带正电荷，中子不带电荷，由此可判断α粒子含有2个质子，2个中子。
17．mol/L
【解析】根据反应方程式：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，可知原沉淀中Al(OH)3的物质的量为：n[Al(OH)3]=n(NaOH)=(b-a)mol，由AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl可知生成Al(OH)3过程中消耗的NaOH的物质的量为：3(b-a)mol，则与Fe3+反应的NaOH的物质的量为：a-3(b-a)=(4a-3b)mol，根据反应FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl可知，n(Fe3+)=mol，则原溶液中Fe3+的物质的量浓度为：c= =mol/L，故答案为：mol/L。
18． 42g C2H6 3mol·L－1或7mol·L－1
【解析】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中，3molCu作还原剂，与2molHNO3作氧化剂，遵循电子守恒，以此来解答；AlCl3溶液中加入NaOH溶液，若碱不足，只发生反应：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl；先求出实验式，再求分子式；若碱与铝离子的物质的量之比大于3：1时，先发生反应：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，后发生反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，据此讨论计算。
【解析】(1)n(Cu)= =1mol，设被还原的硝酸为xmol，则
, ，解得x= mol，则被还原的硝酸的质量为mol×63g/mol=42g，故答案为42g；
(2)n(CO2)==0.4mol，n(H2O)= =0.6mol，完全燃烧生成0.4molCO2和0.6H2O，n(C)：n(H)=0.4：0.6 2=2：6，可知烃的实验式为C2H6，碳已经饱和，分子式为C2H6，故答案为：C2H6；
(3)100ml2mol·L－1的AlCl3溶液中，n(Al3+)=0.1L×2mol·L－1 =0.2mol，生成沉淀的质量是7.8g，其物质的量为： =0.1mol，可能是0.2molAl3+生成0.1mol沉淀，或者0.2molAl3+生成0.2molAl(OH)3沉淀后又溶解了0.1mol；
①若碱不足，即0.2molAl3+生成0.1mol沉淀，AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，NaOH的物质的量为0.1mol×3=0.3mol，c(NaOH)= =3mol·L－1；
②碱与铝离子的物质的量之比大于3：1，小于4：1，即0.2molAl3+生成0.1mol沉淀，或者0.2molAl3+生成0.2molAl(OH)3沉淀后又溶解了0.1mol；
则消耗的碱的物质的量为0.6mol+0.1mol=0.7mol，c(NaOH)==7mol·L－1；
故答案为：3mol·L－1或7mol·L－1。
19． 乙酸 饱和碳酸氢钠溶液 (合理即给分) 酸性：乙酸＞碳酸＞硅酸 否 乙酸具有挥发性，也能使硅酸钠转化为硅酸 HClO4 非金属性：Cl＞C＞Si
【解析】( 1 )实验用到的药品甲为乙酸，将乙酸滴入碳酸钠溶液中，发生反应的化学方程式为：
2CH3COOH + Na2CO3 = 2CHJCOONa+ H2O+ CO2↑，则装置B中盛放饱和碳酸氢钠溶液，吸收挥发出来的乙酸，故答案为：乙酸；饱和碳酸氢钠溶液；
(2) CO2通过硅酸钠溶液产生硅酸沉淀，发生反应的离子方程式为：，故答案为：
(3) 根据强酸制弱酸原理，由化学方程式
2CH3COOH + Na2CO3 = 2CHJCOONa+ H2O+ CO2↑；
H2O + CO2 + Na2SiO3 = Na2CO3+ H2SiO3↓
可以得出酸性由强到弱的顺序： CH3COOH>H2CO3>H2SiO3，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，元素的非金属性越强，故答案：HClO4，非金属性：Cl＞C＞Si。
20．(1) 酒精 溶液
(2)B
(3) 下 四氯化碳难溶于水，密度大于水，且碘在四氯化碳中的溶解度远大于水
(4)100mL容量瓶
(5) 72% 偏大
【解析】(1)
I2、KI溶于乙醇后形成碘酒，其分散剂为乙醇（即酒精），分散质为I2、KI，由于分散质为小分子、离子，直径小于1 nm，故该分散系属于溶液；
(2)
I2吸收能量升华，分子运动速度加快，分子间距离变大，故分子间作用力减弱，但分子数目和质量保持不变，故此处选B；
(3)
萃取后I2溶解在CCl4中，由于CCl4密度比水大，故萃取后碘主要在下层，理由是：CCl4难溶于水，密度大于水，且I2在CCl4中溶解度远大于水；
(4)
配制90 mL溶液选用100 mL容量瓶，故所需的定量仪器为100 mL容量瓶；
(5)
由反应原理得关系式：2CuO~2CuSO4~I2~2Na2S2O3，则样品中CuO的物质的量n(CuO)=n(Na2S2O3)=90 mL×10-3 L/mL×0.20 mol/L=0.018 mol，所以样品中CuO的质量分数=；
配制Na2S2O3溶液时俯视，导致所配Na2S2O3溶液体积偏大，浓度偏小，则反应等量的待测样品消耗Na2S2O3溶液体积偏大，故测量结果偏大。
