2024人教版新教材高中化学必修第一册
第四章 物质结构 元素周期律
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Al 27。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出,乙醚、75%乙醇、84消毒液、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿(CHCl3)等均可有效灭活病毒。对于上述化学药品,下列说法不正确的是( )
A.乙醇不是电解质,与水互溶
B.84消毒液的主要成分NaClO是离子化合物
C.过氧乙酸是有机物,摩尔质量为76 g/mol
D.CHCl3分子内既含极性键又含非极性键
2.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是( )
A.主要化合价
B.原子半径
C.元素的金属性和非金属性
D.相对原子质量
3.下列有关放射性核素氚H)的表述不正确的是( )
AH原子核外电子数为1
BH原子核内中子数为3
CH2与H2化学性质基本相同
D.3H2O具有放射性
4.下列化学用语正确的是( )
A.CO2的结构式:OCO
B.次氯酸的电子式:H······
C.Cl-的结构示意图:
D.用电子式表示CaCl2的形成过程:···+·Ca·+··· Ca2+[····]-[··]-
5.下列关于元素周期表的叙述正确的是( )
A.原子的最外层电子数都等于该元素所在的族序数
B.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素
C.短周期元素是指1~20号元素
D.现行元素周期表是按照相对原子质量的大小顺序对元素进行排列的
6.根据元素周期律进行判断,下列性质的递变规律错误的是( )
A.NaOH、KOH、CsOH的碱性依次增强
B.Li、Na、K、Rb的失电子能力逐渐增强
C.Al3+、Mg2+、Na+的半径依次减小
D.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高
7.下列关于化学键和分子间作用力的说法正确的是( )
A.CaCl2和Na2O中的化学键类型完全相同
B.CH4中含有极性共价键和非极性共价键
C.HCl比H2S稳定是因为分子间作用力前者强于后者
D.干冰升华时克服了共价键和分子间作用力
8.下列关于元素周期表的说法不正确的是( )
A.元素周期表有7个主族7个周期
B.原子最外层只有2个电子的元素可能是金属元素也可能是非金属元素
C.位于元素周期表中第ⅠA族的元素就是碱金属元素
D.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
9.下列说法正确的是( )
A.氢元素和其他元素可形成共价化合物,也可形成离子化合物
B.离子化合物中只含离子键,共价化合物中只含共价键
C.碘晶体升华、HCl气体溶于水都有共价键被破坏
D.NaCl晶体中,Na+和Cl-之间通过静电引力形成离子键
10.已知X、Y、Z、W、R五种元素,X是原子序数最小的元素;Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍;Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个;W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数;R元素原子最外层有1个电子,其阳离子与W的阴离子核外电子总数相同。下列说法不正确的是( )
A.X2Z常温下为液态
B.R的氧化物不与酸反应
C.Y的一种单质可导电
D.R与W形成的简单离子半径:R
元素 结构特点及在周期表中的位置 单质及化合物的部分性质与用途
甲 第三周期某金属元素 氧化物为两性氧化物
乙 原子最外层电子数是次外层电子数的一半 单质是重要的半导体材料
丙 原子最外层电子数是最内层电子数的2倍 单质存在多种同素异形体
丁 元素能形成两种不同的单质 丁的一种单质与KI溶液反应生成丁的另一种单质
则甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小的排列顺序为( )
A.乙、甲、丁、丙
B.丁、甲、乙、丙
C.丙、丁、甲、乙
D.甲、乙、丙、丁
12.联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”,下列说法不正确的是( )
A.由元素在周期表中的位置可以推导该元素可能具有的化学性质
B.国际纯粹与应用化学联合会将第118号元素命名为Og,它是一种人工合成元素
C.人们依据元素周期表和元素周期律知识,在金属和非金属的分界处寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料
D.门捷列夫曾经预言了“类铝”元素的存在,后来化学家发现了它,这种元素是镓
13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有3个电子,Z的原子最外层电子数是次外层电子数的一半,W与X位于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.Y的最高价氧化物对应的水化物可以与氢氧化钠溶液反应
C.Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
14.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述正确的是( )
A.X、Y的最高价氧化物都是两性氧化物
B.Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于NaOH溶液
C.Z的非金属性强于W
D.X的单质在第三周期中还原性最强
15.已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,E为地壳中含量最高的过渡元素,A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20。甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,它们转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.A、B形成的一种化合物具有漂白性
B.B、D形成的离子化合物可能含有非极性键
C.C的单质能与丙反应置换出B的单质
D.丁为黑色固体,且1 mol甲与足量丙反应转移电子数为3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)请回答下列问题:
(1)已知某粒子的结构示意图为。试回答:
①当x-y=10时,该粒子为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
②当y=8时,粒子可能为 (填符号,下同)、 、 、 。
③写出y=1与y=6的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式: 。
(2)设NA为阿伏加德罗常数的值,某元素的一种核素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子。a g HmX的物质的量为 ,所含中子的物质的量为 ,所含质子的数目为 。
17.(12分)A、B、C、D、E、F为短周期主族元素,且原子序数依次增大,A为原子半径最小的元素,A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2,A、D同主族,C、F同主族,B元素质子数为A、D质子数之和的一半,E元素M层与K层电子数相同。
请用化学用语回答下列问题:
(1)E元素在周期表中的位置为 ;化合物D2F中含有的化学键为 ;化合物D2C2的电子式为 。
(2)热稳定性:A2C A2F(填“>”或“<”);D、E的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱: > (填化学式)。
(3)E在BC2中燃烧的化学方程式为
。
(4)D单质与水反应的离子方程式为
。
(5)C、D、F三种元素形成的简单离子,其半径由大到小的顺序是
(用离子符号表示)。
18.(11分)Ⅰ.下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ②
3 ③ ④ ⑤
(1)①和②的简单气态氢化物的稳定性较弱的是 (填化学式)。②和③形成的一种化合物为淡黄色固体,该化合物含有的化学键为 。
(2)写出实验室制取⑤单质的化学方程式:
。
Ⅱ.现有部分短周期元素的性质与原子(或分子)结构如下表:
元素 元素的性质与原子(或分子)结构
T 元素的最高正价与最低负价的代数和为6
X 常温下单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对
Y M层比K层少1个电子
Z 第三周期元素的简单离子中半径最小
(3)元素X在周期表中的位置是 。
(4)工业上,将YTO3与Na2SO3溶液混合后,再加入H2SO4制备自来水的消毒剂TO2,Na2SO3被氧化为Na2SO4,该反应的离子方程式为
。
(5)Z单质与Y的最高价氧化物对应水化物的溶液发生反应的化学方程式为 。
(6)下列说法能够证明Y的金属性比Z强的是 。
A.Z离子的氧化性比Y离子的氧化性弱
B.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的最高价氧化物的水化物的碱性强
C.1 mol Y从足量的稀硫酸中置换出的氢气比1 mol Z置换出的氢气多
19.(9分)两个化学兴趣小组拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。
Ⅰ.第一小组同学探究元素Cl、Br、I的非金属性强弱,设计的实验方案如下:
(1)补充下列实验报告中的实验现象和离子方程式
实验步骤 实验现象 实验结论及离子方程式
甲中溶液由无色变成橙色 乙中溶液 离子方程式 甲: 乙:Cl2+2I- 2Cl-+I2 结论:卤素单质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2
(2)该小组设计的实验方案 (填“合理”或“不合理”),理由是 。
Ⅱ.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:
(3)球形干燥管D的作用为 。
(4)该小组同学用盐酸、CaCO3和Na2SiO3溶液,按图装置进行实验,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C>Si。但乙同学认为此方案不合理,理由是
。
改进措施:在B、C两装置之间接一个盛有 溶液的洗气瓶。
20.(13分)如图为元素周期表的一部分,列出了前四周期10种主族元素在周期表中的位置。
请回答下列问题:
(1)元素E的原子结构示意图为 ,I在元素周期表中的位置为 ,C与I形成的化合物的电子式为 。
(2)G与J形成原子数之比为1∶2的化合物P,P是日常生活中最常见的物质,P分子的结构式为 ,空间构型为 ;元素K与G同主族且位于G的下一周期,P的沸点比元素K的氢化物的沸点高,原因是
。
(3)已知木炭可在G的单质中完全燃烧形成化合物Q,用电子式表示Q的形成过程: 。
(4)元素D的最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠反应的离子方程式为 。
(5)J、F、G、K可以形成原子个数之比为5∶1∶4∶1的化合物M,M的化学式为 ;M中含有的化学键类型为 。
(6)下图是依据各种元素(原子或离子)的性质对比关系而绘制出来的,其中描述正确的是 。
A
B
C
D
答案全解全析
1.D 2.D 3.B 4.A 5.B
6.C 7.A 8.C 9.A 10.B
11.A 12.C 13.B 14.B 15.D
1.D 乙醇在水溶液里和熔融时均不导电,属于非电解质,能与水以任意比互溶,A正确;NaClO属于盐类,其中Na+与ClO-通过离子键结合,为离子化合物,B正确;过氧乙酸属于有机物,其相对分子质量是76,故摩尔质量为76 g/mol,C正确;CHCl3分子内,3个Cl原子和1个H原子都与C原子形成极性键,不含非极性键,D错误。
2.D 原子的核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性和非金属性,均随元素原子序数的递增呈周期性变化,而相对原子质量的变化没有规律,D正确。
3.BH的质量数是3,核外电子数=质子数=1,A正确H的中子数=质量数-质子数=3-1=2,B错误H2与H2化学性质基本相同,C正确H是放射性核素,则3H2O也具有放射性,D正确。
4.A 次氯酸的电子式为H······,B错误;Cl-的结构示意图为,C错误;用电子式表示CaCl2的形成过程为,D错误。
5.B 主族元素的最外层电子数都等于该元素所在的族序数,而副族元素不一定,A错误;现行元素周期表中第六、七周期均为最长周期,均含32种元素,B正确;短周期为一、二、三周期,包含1~18号元素,C错误;现行元素周期表是按原子序数递增的顺序对元素进行排列的,D错误。
6.C Na、K、Cs的金属性逐渐增强,则NaOH、KOH、CsOH的碱性依次增强,A正确;Li、Na、K、Rb最外层电子数均为1,随原子序数递增,金属性逐渐增强,其失电子能力逐渐增强,B正确;Al3+、Mg2+、Na+的电子层结构相同,随核电荷数递减离子半径逐渐增大,C错误;由卤素单质的物理性质可知,F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高,D正确。
7.A CaCl2和Na2O均是仅由离子键构成的离子化合物,A正确;CH4中只含有极性共价键,B错误;HCl、H2S的稳定性与分子内化学键强弱有关,与分子间作用力无关,C错误;干冰升华时克服分子间作用力,不克服共价键,D错误。
8.C 元素周期表中共有7个周期和18个纵列(16个族),包含7个主族,A正确;原子最外层只有2个电子的元素,为He、第ⅡA族元素和某些过渡金属元素,可能为金属元素,也可能为非金属元素,B正确;第ⅠA族元素中除H外,均为碱金属元素,C错误;从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列均为过渡元素,过渡元素都是金属元素,D正确。
9.A 氢元素和其他元素可形成共价化合物,也可形成离子化合物,如HCl、NaH分别为共价化合物和离子化合物,A正确;离子化合物中一定含离子键,可能含共价键,而共价化合物中只含共价键,B错误;碘晶体升华时克服分子间的作用力,HCl气体溶于水时共价键被破坏,C错误;阴、阳离子间通过静电作用形成离子键,静电作用既包括静电引力又包括静电斥力,D错误。
10.B X元素的原子序数最小,则X为H元素;由Y原子最外层电子数是内层电子总数的2倍,可知Y为C元素;Z原子最外层电子数比其次外层电子数多4,即核外电子排布为2、6,则Z为O元素;根据W原子K层和M层电子总数等于其L层电子数,可知其核外电子排布为2、8、6,则W为S元素;R原子最外层电子数为1,且其阳离子与S2-核外电子总数相同,则R为K元素。H2O常温下为液态,A正确;R的氧化物有K2O、K2O2等,都能与酸反应,B错误;Y的一种单质石墨可导电,C正确;离子核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径K+
12.C 根据“位—构—性”关系,由元素在周期表中的位置可推测该元素可能具有的化学性质,A正确;第118号元素Og,是一种放射性元素,在自然界中不能稳定存在,属于人工合成元素,B正确;在过渡元素中可寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料,在金属和非金属的分界处可寻找半导体材料,C错误;门捷列夫曾预言了“类铝”元素的存在,后来化学家发现了它,这种元素是镓,镓元素与铝元素属于同主族元素,性质相似,D正确。
13.B X是地壳中含量最多的元素,则X为O元素;Y原子的最外层有3个电子,结合Y的原子序数关系可知Y为Al元素;Z的原子最外层电子数是次外层电子数的一半,且其原子序数大于Al,故Z为Si元素;由W与X同主族,可知W为S元素。原子半径:Al>Si>S>O,A错误;Al(OH)3具有两性,能与NaOH溶液反应,B正确;由非金属性:Si14.B 根据题图可知,W为O元素、X为Mg元素、Y为Al元素、Z为N元素。MgO是碱性氧化物,Al2O3是两性氧化物,A错误;Al(OH)3具有两性,能溶于NaOH溶液,B正确;同周期从左向右,元素的非金属性逐渐增强,则非金属性:N
16.答案 (10分,除标注外每空2分)
(1)①原子(1分) ②Cl- S2- Ar K+ Ca2+(写出四种即可,其他合理答案均可,共2分) ③OH-+H+ H2O(1分)
(2) mol mol
解析 (1)①当x-y=10时,即x=10+y,说明质子数等于核外电子数,该粒子表示原子。②当y=8时,为18电子的原子或单核离子,可能为Ar、S2-、Cl-、K+、Ca2+等。③y=1和y=6时对应Na元素和S元素,二者最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和H2SO4,反应的离子方程式为OH-+H+ H2O。(2)根据题意可知HmX的摩尔质量为(A+m) g/mol,则a g HmX的物质的量为 mol;HmX分子中H不含中子,故一个HmX分子含N个中子,则a g HmX分子中含中子的物质的量为 mol;一个HmX分子中含(m+A-N)个质子,则a g HmX分子中所含质子数目为。
17.答案 (12分,除标注外每空1分)
(1)第三周期第ⅡA族 离子键 Na+[······]2-Na+
(2)> NaOH Mg(OH)2
(3)2Mg+CO2 2MgO+C(2分)
(4)2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑(2分)
(5)S2->O2->Na+(2分)
解析 根据题意可知A为H元素,B为C(碳)元素,C为O元素,D为Na元素,E为Mg元素,F为S元素。(1)Mg在元素周期表中位于第三周期第ⅡA族;Na2S为离子化合物,含有的化学键为离子键;化合物Na2O2的电子式为Na+[······]2-Na+。(2)由非金属性:O>S,可知热稳定性:H2O>H2S;由金属性:Na>Mg,可知碱性:NaOH>Mg(OH)2。(3)Mg在CO2中燃烧生成MgO和C,化学方程式为2Mg+CO2 2MgO+C。(4)Na与H2O反应生成NaOH和H2,其离子方程式为2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑。(5)S2-、O2-、Na+中,核外电子层数越多,离子半径越大,层数相同时,核电荷数越小离子半径越大,即离子半径:S2->O2->Na+。
18.答案 (11分,除标注外每空2分)
(1)CH4(1分) 离子键和共价键
(2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)第二周期第ⅤA族(1分)
(4)2Cl+S+2H+ 2ClO2↑+S+H2O
(5)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑
(6)B(1分)
解析 Ⅰ.根据元素在周期表中的位置可知①~⑤分别为C、O、Na、S、Cl元素。(1)由非金属性:C
19.答案 (9分,除标注外每空1分)
(1)由无色变成黄褐色 Cl2+2Br- 2Cl-+Br2
(2)不合理 该实验只能证明Cl2的氧化性强于Br2和I2,无法判断Br2和I2氧化性强弱关系(2分)
(3)防止倒吸
(4)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(2分) 饱和NaHCO3
解析 (1)甲试管中氯水与NaBr发生反应,溶液由无色变为橙色,其离子方程式为Cl2+2Br- 2Cl-+Br2;乙试管中氯水与NaI发生反应,可看到溶液由无色变为黄褐色,离子方程式为Cl2+2I- 2Cl-+I2。(2)该实验只能证明Cl2的氧化性强于Br2和I2,无法判断Br2和I2氧化性强弱关系,因此不合理。(3)球形干燥管D的容积较大,能够防止倒吸,避免C中液体进入锥形瓶中。(4)B中制得的CO2中混有盐酸挥发出的HCl,HCl能和Na2SiO3溶液反应生成硅酸沉淀,即无法证明是CO2与Na2SiO3溶液反应。为了防止HCl产生干扰,应在B、C装置间连接盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,除去CO2中的HCl。
20.答案 (13分,除标注外每空1分)
(1) 第四周期第ⅦA族 [····]-Mg2+[····]-
(2)H—O—H V形 水分子间能形成氢键而硫化氢分子间不能形成氢键
(3)··+××C××+·· ····××C××····
(4)OH-+Al(OH)3 Al+2H2O(2分)
(5)NH4HSO4 离子键、共价键
(6)AC(2分)
解析 根据元素在周期表中的位置,可确定:
符号 A B C D E F G H I J
元素 Na K Mg Al Si N O Cl Br H
(1)Si原子核外有14个电子,其原子结构示意图为;I为Br元素,在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦA族;离子化合物MgBr2的电子式为[····]-Mg2+[····]-。(2)P是H2O,其结构式为H—O—H,空间构型为V形;元素K与G(O)同主族且位于G的下一周期,则K为S元素;由于H2O分子间存在氢键,而H2S分子间不存在氢键,故H2O的沸点比H2S的要高。(3)C和O2完全反应生成CO2,用电子式表示CO2的形成过程为··+××C××+·· ····××C××····。(4)Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水,其离子方程式为OH-+Al(OH)3 Al+2H2O。(5)H、N、O、S按原子个数比5∶1∶4∶1形成的化合物M为NH4HSO4,M中含有离子键和共价键。(6)A、B、C、D、E分别为Na、K、Mg、Al、Si,原子半径:K>Na>Mg>Al>Si,与图中相符,A正确;A、B分别为Na、K,最外层电子数相等,而从图中看出A的最外层电子数比B大,B错误;E为Si元素,H为Cl元素,最外层电子数分别为4和7,与图像相符,C正确;图中信息显示:失电子能力Cl比Si强,与事实不符,D错误。
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