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第四章物质结构元素周期律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法不正确的是
A．焰色试验是化学变化
B．在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素
C．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色
2．下列说法正确的是
A．最外层电子数为1的元素的金属性比为2的元素的金属性强
B．元素性质的周期性变化是由原子核外电子排布的周期性变化所决定的
C．电子层数相同时，非金属元素的氧化物对应水化物的酸性随最外层电子数增大依次增强
D．原子核外电子层数为3的元素的离子半径随最外层电子数增大逐渐减小
3．某同学设计如下元素周期表，已知X元素的气态氢化物水溶液呈碱性，空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是
A．X、Y、Z元素分别为N、P、O
B．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素
C．Z的氢化物只有一种
D．X、Z的简单氢化物的沸点：
4．已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，则m＝2，n＝2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是
A．HClO3 B．H2SeO3
C．H2BO2 D．HMnO4
5．下列分子中都存在极性键的一组物质是
A．、、 B．、、
C．、、NO D．CaO、、
6．某元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为2，其简单气态氢化物中含氢的质量分数为8.8%，试推断该元素是（ ）
A．N B．P C．S D．O
7．Y2+原子核外有x个电子，其质量数为n，则mgY的氧化物所含质子的物质的量为
A． B．
C． D．
8．下列关于物质性质的比较，不正确的是
A．酸性强弱：HClO4>HBrO4>HIO4 B．离子半径大小：S2->Na+>O2-
C．稳定性：Na2CO3>NaHCO3 D．还原性：Na>Mg>Al
二、填空题
9．卢瑟福因其在科学上作出的巨大的贡献而获得诺贝尔奖。
(1)在研究原子结构时，对汤姆生的葡萄干面包模型，他进行了思索，如果这个模型的假设是正确的，那么用质量大而体积小且高速运动的微粒轰击金属薄膜，这一微粒应该是 (填“直线穿过”或“折线穿过”)金属薄膜。
(2)根据上述想法，卢瑟福用α粒子轰击金箔，α粒子的化学符号是 ，实验结果是绝大部分α粒子 ，说明原子是 (填“实心的”或“中空的”)；极少数α粒子穿过金箔时发生了 ，有个别的α粒子竟然偏转了180°，被 ，说明原子中存在着体积很 (填“小”或“大”)的、质量很 (填“小”或“大”)的带正电的核。
10．用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒(离子或分子)，请回答：
(1)A元素是 ，B元素是 ，C元素是 (用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是 。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是 ，将其通入足量的NaOH溶液，反应的离子方程式为 。
(5)G分子中含有4个原子，其分子式是 。
11．30 g 12C18O和28 g 14N2所含的分子数之比为 。
12．元素周期表是学习化学的重要工具，它承载着许多信息和规律。下表所列的是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)：
元素代号 A B C D E
原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.099 0.074
主要化合价
(1)用元素代号标出它们在周期表中的对应位置 (以下为周期表的一部分)。
(2)B元素处于周期表中第 周期 族。
(3)B的最高价氧化物对应的水化物与C的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 。
(4)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式)。
三、计算题
13．在50 mL b mol·L-1的AlCl3溶液中加入50 mL a mol·L-1NaOH溶液。
(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为 。
(2)当a、b满足 条件时，无沉淀产生。
(3)当a、b满足 条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的质量为 g。
四、解答题
14．将核电荷数为1~18的元素依次填入下图。根据原子核外电子层数和最外层电子数分析，回答下列问题：
(1)核电荷数分别为6和14的原子，它们的 不相同；核电荷数分别为15和16的原子，它们的 相同， 不相同；核电荷数分别为10和18的原子，它们的最外层电子数均为 ，它们的元素符号分别是 、 。
(2)上图中某主族元素的原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，该元素的元素符号是 ，原子结构示意图是 。
15．、、、4种元素原子的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。原子的层电子数与、层电子数之和相等，原子的、层电子数之和等于其电子总数的一半。请回答下列问题：
(1)4种元素的符号依次是 、 、 、 ，它们的原子半径由大到小的顺序是 。
(2)试写出4种元素的简单离子及其结构示意图： 、 、 、 ，它们的离子半径由大到小的顺序是 。
(3)它们的最高价氧化物对应水化物的化学式分别是 ，比较它们酸碱性的强弱： 。
16．四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。请回答下列问题：
X Y
Z W
(1)元素Z位于周期表中第 周期 族。
(2)X、Y元素氢化物稳定性强弱顺序是 (用化学式表示)。
(3)Y、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是 (用化学式表示)。
(4)原子序数比Y多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是 。
《第四章物质结构元素周期律》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A B A D A B B B
1．A
【详解】A．焰色试验是物理变化，A项错误；
B．不同元素的特征谱线不同，故可以利用光谱分析法来鉴定元素，B项正确；
C．基态是原子能量最低时的状态，C项正确；
D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色，D项正确；
故选A。
2．B
【详解】A．只有电子层数相同时最外层电子数为1的元素的金属性才一定比为2的元素的金属性强，A错误；
B．元素性质的周期性变化是由原子核外电子排布的周期性变化所决定的，B正确；
C．电子层数相同时非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性随最外层电子数增大依次增强，C错误；
D．原子核外电子层数为3的元素的阳离子半径随最外层电子数增大逐渐减小，阴离子半径也逐渐减小，但阳离子半径小于阴离子半径，D错误。
故选：B。
3．A
【详解】A．根据该同学设计的元素周期表的形式和表中元素位置可知：X的原子序数为7，Z的原子序数为8，Y的原子序数为15，因此X为N，Z为O，Y为P，A正确；
B．白格中的稀有气体元素不属于主族元素，B错误；
C．Z的氢化物有、，C错误；
D．Z的简单氢化物为水，常温下水为液态，氨气为气态，沸点：，D错误；
故选A。
4．D
【详解】HClO3可写成ClO2(OH)，m＝2；H2SeO3可写成SeO(OH)2，m＝1；H2BO2可写成B(OH)2，m＝0；HMnO4可写成MnO3(OH)，m＝3，所以，酸性最强的酸的为HMnO4，故选D。
5．A
【详解】A．、、中都存在极性键，A符合题意；
B．中存在离子键和非极性键，无极性键，B不合题意；
C．中只有非极性键，C不合题意；
D．CaO中只存在离子键无共价键，D不合题意；
故选A。
6．B
【详解】由题意知，最高正化合价-∣最低化合价∣=2，又已知，最高正化合价+∣最低化合价∣=8，可得，∣最低化合价∣=3，即该元素的最低负化合价为-3，故元素的简单气态氢化物的化学式是，氢元素的质量分数为，，则是磷元素，选B，故答案为：B。
7．B
【详解】Y2+原子核外有x个电子，其质量数为n，则质子数为(x+2)，YO的质子数为(x+2+8)，则mgY的氧化物所含质子的物质的量为mol，故选B。
8．B
【详解】A．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，非金属性Cl>Br>I，则酸性HClO4>HBrO4>HIO4，A正确；
B．电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径S2-> O2->Na+，B错误；
C．碳酸钠较为稳定，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，因此稳定性Na2CO3>NaHCO3，C正确；
D．Na、Mg、Al的金属性依次减弱，失电子能力依次减弱，即还原性Na>Mg>Al，D正确；
故答案选B。
9．(1)直线穿过
(2) He2+ 直线穿过金箔 中空的 偏转 反弹回来 小 大
【分析】(1)
在研究原子结构时，对汤姆生的葡萄干面包模型，他进行了思索，如果这个模型的假设是正确的，那么用质量大而体积小且高速运动的微粒轰击金属薄膜，微粒不能碰撞到金箔的构成为，因此这一微粒应该是直线穿过。
(2)
α粒子是He元素的原子核。He是2号元素，则He失去核外的2个电子就只剩余原子核，该微粒的化学符号是He2+。
实验结果是绝大部分α粒子直线穿过金箔，说明原子是中空的。极少数α粒子穿过金箔时发生了偏转，有个别的α粒子竟然偏转了180°，被反弹回来，说明原子中存在着体积很小，质量很大的核。
10． K Cl S HCl F2 H2S H2S+2OH-=S2-+2H2O H2O2(或PH3)
【分析】18e-微粒来源大体分三个部分：一是第三周期元素的气态氢化物及去H+的对应离子，二是第四周期的K+、Ca2+，三是由第二周期气态氢化物去掉氢原子后，两两结合得到的分子，共16种，阳离子K+、Ca2+；阴离子P3-、S2-、HS-、Cl-；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，即可确定所需答案。
【详解】（1）含有18e-的A+、B-、C2-分别为K+、Cl-、S2-，所以A元素为K，B元素为Cl，C元素为S；
（2）18e-微粒中由两种元素组成的双原子分子为HCl；
（3）含18个电子的微粒中氧化能力最强的为F2；
（4）由两种元素组成的三原子分子为H2S，与足量氢氧化钠溶液反应生成Na2S和水，离子方程式为：H2S+2OH-=S2-+2H2O；
（5）含有4个原子的18e-微粒中，分子式为H2O2或PH3。
【点睛】常见的18电子微粒有：阳离子——K+、Ca2+；阴离子——P3-、S2-、HS-、Cl-；分子——Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等。
11．1∶1
【详解】M(12C18O)＝30 g·mol－1，30 g 12C18O的物质的量n(12C18O)＝1 mol；M(14N2)＝28 g·mol－1，28 g 14N2的物质的量n(14N2)＝1 mol，n(12C18O)＝n(14N2)，N(12C18O)＝N(14N2)，分子数之比为1∶1，故答案为：1：1。
12．(1)
(2) 三 IIIA
(3)
(4)HClO4
【详解】（1）
Mg元素位于第三周期第ⅡA族、Al元素位于第三周期第ⅢA族、S位于第三周期第ⅥA族、Cl元素位于第三周期第ⅦA、O元素位于第二周期第ⅥA族，故：。
（2）B是Al元素，Al元素位于第三周期第ⅢA族。
（3）B的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，C的最高价氧化物对应的水化物为硫酸，它们反应的离子方程式为：。
（4）A、B、C、D最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，非金属性强的是Cl元素，所以酸性最强的酸是HClO4。
13． mol a≥4b 3b＜a＜4b 3.9(4b－a)
【分析】向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，若氢氧化钠溶液不足，氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为3NaOH+ AlCl3= Al(OH)3+3NaCl；由于氢氧化铝是能与氢氧化钠溶液反应的两性氢氧化物，当氢氧化钠溶液过量时，氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为Al(OH)3+ NaOH=NaAlO2+2H2O；当3b＜a＜4b时，氯化铝溶液部分与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，部分与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠。
【详解】(1) 当a≤3b时，氢氧化钠溶液不足量，50 mL a mol·L-1NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为0.05amol，由反应的化学方程式可知，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为0.05amol×=mol，故答案为：；
(2)由反应的化学方程式可知，当a≥4b，反应生成的氢氧化铝沉淀与氢氧化钠溶液完全反应转化为偏铝酸钠，无沉淀产生
(3) 当3b＜a＜4b时，氯化铝溶液部分与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，部分与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，反应得到氯化钠和偏铝酸钠的混合溶液，由电荷守恒可得n(Na+)=n(AlO)+n(Cl—)，n(AlO)= n(Na+)—n(Cl—)= 0.05amol—0.05b×3，由氯原子个数守恒可知n[Al(OH)3]= 0.05b—[0.05amol—0.05b×3]=0.05(4b－a)mol，则Al(OH)3的质量为0.05(4b－a)mol×78g/mol=3.9(4b－a)g，故答案为：3.9(4b－a)。
14． 电子层数 电子层数 最外层电子数 8 Ne Ar Mg
【分析】核电荷数为1~18的元素依次为：。
【详解】(1)核电荷数分别为6和14的原子，分别是碳和硅，同族元素，因此它们的电子层数不相同；核电荷数分别为15和16的原子，分别是磷和硫，它们的电子层数相同，最外层电子数不相同；核电荷数分别为10和18的原子，分别是氖和氩，它们的最外层电子数均为8，它们的元素符号分别是Ne、Ar；故答案为：电子层数；电子层数；最外层电子数；8；Ne；Ar。
(2)根据原子核外有三个电子层，即在第三周期，设该主族元素原子的核外电子数为x，则，由为整数可知，或18(排除)，核电荷数为12的元素是镁，Mg的原子结构示意图为；故答案为：Mg；。
15． S 、、、 酸性，碱性
【分析】原子的层电子数与、层电子数之和相等，所以原子的核电荷数为，为。原子的、层电子数之和等于其电子总数的一半，所以原子的核电荷数是，为。根据4种元素原子的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出为，为。
【详解】(1)根据上面分析得出4种元素的符号依次是为S、为Cl、为K、为Ca，根据层多径大原则得出它们的原子半径由大到小的顺序是；故答案为：S、Cl、K、Ca；。
(2) 4种元素的简单离子及其结构示意图：为：、为：、为：、为：，根据砼垫层结构，核多径小，因此它们的离子半径由大到小的顺序是；故答案为：：；：；：；：；。
(3)它们的最高价氧化物对应水化物的化学式分别是、、、，从左到右碱性减弱，最高价氧化物对应的水化物酸性增强，因此它们酸碱性的强弱：酸性，碱性；故答案为：、、、；酸性，碱性
16． 三 ⅤA NH3>CH4 HNO3>H3PO4 2H2O22H2O+O2↑(或其他合理答案)
【分析】根据四种短周期元素在周期表中的相对位置关系图，X、Y为第二周期元素，Z、W为第三周期元素。短周期元素，Z元素原子的核外电子总数是其最外层电子数的3倍，设最外层为x，则(2+8+x)=3x，解得x=5，则Z为P，则X为C，Y为N，W为S，据此分析解答。
【详解】根据上述分析，Z为P，X为C，Y为N，W为S。
(1)Z为P，原子结构中有3个电子层，最外层电子数为5，则位于元素周期表中的第三周期，第VA族，故答案为：三；VA；
(2)同一周期从左向右，非金属性增强，对应氢化物的稳定性增强，非金属性C＜N，则氢化物稳定性强弱顺序是NH3＞CH4，故答案为：NH3＞CH4；
(3) 同一周期从左向右，非金属性增强，则最高价含氧酸的酸性增强，非金属性N＞P，最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是HNO3>H3PO4，故答案为：HNO3>H3PO4；
(4)原子序数比Y多1的元素是O，O元素一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，为过氧化氢的分解，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故答案为：2H2O22H2O+O2↑。
【点睛】把握元素的位置、原子结构的特征正确推断元素为解答的关键。本题的易错点为(3)，要注意硝酸和磷酸化学式的不同。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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