资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台2026人教版高中化学必修第一册第四章 物质结构 元素周期律一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.科学家用Ts两种核素。下列说法正确的是( )A.117号元素具有放射性BBk的中子数为249CCa的核外电子数为28DTs的化学性质差异很大2.活着的生物体内值基本不变,死亡后14C会衰变为其他种类的原子而减少(14C衰变到原来数目一半所需的时间为5 730年),12C基本不变。下列说法不正确的是 ( )A.14C与12C所属元素位于元素周期表中第二周期第ⅣA族B.14C与12C含有的中子数分别为14和12C.1.4 g 14C中所含原子数约为6.02×1022D.测定死亡生物体残骸中14C的含量可判断生物死亡年代3.已知O均属于氧元素。科学研究发现氧元素除了能形成O2、O3,还能在一定条件下形成以亚稳态存在的分子四聚氧O4,也能在一个大气压和-218.79 ℃以下形成红氧O8。下列说法正确的是 ( )AO属于同一种核素B.O4和O8互为同位素C.O4的摩尔质量为64 gD.16O2和18O2的化学性质几乎相同4.反应2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑可用于潜水艇供氧。下列说法不正确的是 ( )A.Na2O2中O的化合价为-1价 B.H2O中含有极性键C.NaOH的电子式为Na+[····H]- DO含有的中子数为165.一种由铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3等,杂质不参与反应)炼铝的部分工艺流程如下。下列说法不正确的是 ( )A.Al2O3是两性氧化物B.操作Ⅰ、操作Ⅱ均为过滤C.过程②、④中Al的化合价均发生改变D.过程①中反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]6.CO2加氢转化为燃料是实现CO2减排的一个重要策略,我国科学家在调控CO2加氢反应的选择性方面取得新进展,其过程的示意图如下。下列说法不正确的是 ( )A.CO2在5Ru/a-TiO2催化剂表面断开了碳氧双键B.该反应中,CO2被氧化C.反应中既有化学键的断裂,也有化学键的形成D.忽略反应条件,总反应为CO2+4H2 CH4+2H2O7.a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+的电子层结构相同,d和b同族。下列叙述正确的是 ( )A.a与其他三种元素形成的二元化合物中,a的化合价均为+1价B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C.d是这些元素中原子半径最大的D.d与a形成的化合物是离子化合物8.某种矿物的助浸剂由原子序数依次增大的X、Y、Z、W、R五种短周期主族元素组成。X的某种核素不含中子,Y形成的常见单质可用作粮食的保护气,常温下X与Z可形成两种液态化合物,Z、W同主族。下列说法正确的是( )A.原子半径:Z>Y>XB.X能分别与Y、Z形成10电子微粒C.简单氢化物的稳定性:W>Z>RD.室温下,0.01 mol/L W的最高价氧化物的水化物的溶液中,c(H+)=0.01 mol/L9.根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是 ( )A.简单氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物C.用MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水三种试剂可比较镁、铝元素金属性的相对强弱D.如图所示实验不可证明元素的非金属性:Cl>C>Si10.Na2B4O7可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂,该物质的晶体中含有两种离子,在一定条件下与强酸反应生成一元弱酸H3BO3。Na2B4O7·10H2O失去全部结晶水后与金属钠、氢气及SiO2一起反应可制备NaBH4(该过程B的化合价不变)。下列说法正确的是 ( )A.NaBH4中H元素的化合价是+1B.H3BO3是离子化合物C.H3BO3中所有原子最外层均满足8电子结构D.Na2B4O7中既含有离子键,也含有共价键11.X、Y、Z、W、P为五种短周期主族元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中不正确的是 ( )X YZ W PA.原子半径:YB.与同浓度的盐酸反应,W比Z更剧烈C.XP2的电子式为D.Y的氢化物受热分解过程中,极性共价键断裂,非极性共价键形成12.短周期中8种元素a~h,其原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数递增的变化如图所示。下列判断不正确的是 ( )A.最高价氧化物对应水化物的酸性:c>bB.e的阳离子与g的简单阴离子具有相同的电子层结构C.a、d形成的分子中既可含极性键也可含非极性键D.d、f组成的化合物与e、h的最高价氧化物对应的水化物均能反应13.部分短周期主族元素的有关信息如表所示:元素代号 元素性质或原子结构T 原子最外层上的电子数是次外层的倍R 在短周期主族元素中,原子半径最大L 简单离子L3+与Tn-的核外电子数相等Q 与T同族下列说法正确的是 ( )A.T的同周期相邻主族元素与R形成的化合物中只有离子键B.R、L、Q最高价氧化物对应的水化物两两间均能反应C.简单氢化物的沸点:TD.四种元素原子形成的简单离子半径:Q>T>L>R14.某物质结构如图所示,其中短周期元素X、Y、Z、Q、W原子的半径依次增大,X和W同主族但不相邻,Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的2倍,下列说法正确的是 ( )A.与X、W同主族的元素均可与Y的单质反应生成多种物质B.简单离子半径:W>Z>YC.简单氢化物的稳定性和沸点:Y>QD.X、Y、Z三种元素只能形成共价化合物15.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。四种元素形成的单质依次为m、n、p、q;这些元素组成二元化合物r、t、u,其中u为SO2;v的俗名为烧碱。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )A.原子半径:W>Y>Z>XB.t和r反应时,r只作氧化剂C.v中只含有离子键D.由W、Y、Z三种元素组成的化合物有多种二、非选择题(本题共4小题,共55分)16.(12分)有A、B、C三种元素,已知A元素原子的K层和M层电子数相同;B元素原子的L层电子比K层多5个;C元素的+1价阳离子和氖原子具有相同的电子数。回答下列问题:(1)A的原子结构示意图为 。 (2)已知A的相对原子质量为24,则1.2 g A原子变为离子,失去 mol电子。 (3)B的阴离子的电子式为 ,写出物质AB2的化学式: 。 (4)C的+1价阳离子的结构示意图为 。 (5)与C的+1价阳离子具有相同质子数和电子数的微粒是 。 A.N B.F- C.H2O D.NH317.(12分)化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。(1)中国科学家首次测量了嫦娥五号带回的月壤样品中He的含量,开发月球的He原子核内中子数为 。 (2)中国科学家在月壤样品中还发现了一种磷酸盐矿物,并将其命名为“嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7],研究“嫦娥石”可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。①P位于元素周期表第 周期第 族。 ②钇(Y)是一种稀土元素,(Ca8Y)Fe(PO4)7中钇元素的化合价为+3,则铁元素的化合价为 。 ③Ca的原子序数为20,下列说法正确的是 (填字母)。 a.Ca属于短周期元素 b.原子半径:Ca>Kc.Ca能与冷水反应 d.碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2(3)火星上含有丰富的CO2和Mg资源,Mg与CO2可发生反应:2Mg+CO2 2MgO+C。①写出MgO的电子式: 。 ②推测Na能否与CO2反应,从原子结构角度说明理由: 。 18.(14分)某化学课外活动小组为了验证主族元素化学性质的递变规律,进行如下实验探究。Ⅰ.探究1:元素金属性递变规律(1)验证同主族元素Li、Na、K的金属性递变规律:序号 实验内容 实验现象1 将绿豆大小的金属Li投入50 mL水中 Li与水快速反应,且有气泡生成2 将绿豆大小的金属Na投入50 mL水中 Na与水反应比第1组剧烈,且有气泡生成3 将绿豆大小的金属K投入50 mL水中①预测第3组的实验现象是 。 ②已知Rb位于第五周期第ⅠA族,则碱性:RbOH (填“<”或“>”)KOH。 (2)某同学取适量可溶性铝盐与氨水(溶质为NH3·H2O)反应制备氢氧化铝,请写出该反应的离子方程式: 。 Ⅱ.探究2:元素非金属性递变规律(3)某小组同学设计实验比较第ⅦA族元素的非金属性:实验方案 甲 乙操作 打开分液漏斗的活塞,烧瓶中产生黄绿色气体,蘸有KBr溶液的棉球变为橙黄色,湿润的淀粉-KI试纸变蓝 向A中通入少量Cl2充分反应后,A中液体为黄色,将A中液体滴入试管内,取下试管,充分振荡,静置,试管中现象为① 图示②甲方案中发生多个化学反应,写出产生黄绿色气体的离子方程式: 。 ③以上两个实验方案中, (填“甲”或“乙”)方案的实验能证明非金属性:Cl>Br>I。 (4)除了利用卤素单质间的置换反应,以下陈述哪些可作为卤族元素非金属性递变规律的判断依据 (填字母)。 A.Cl2、Br2、I2的熔点逐渐升高B.HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱C.AgCl、AgBr、AgI的固体颜色越来越深D.Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强19.(17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是日常生活中常见的物质,P分子的结构式为 ,空间结构为 ;元素K与G同主族且位于G的下一周期,化合物P的沸点比元素K的简单氢化物的沸点高,原因是 。 (3)已知木炭可在G的单质中完全燃烧生成化合物Q,用电子式表示Q的形成过程: 。 (4)元素K与G同主族且位于G的下一周期,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 。 (5)W是第四周期与G同主族的元素。据此推测W不可能具有的性质是 (填字母)。 A.最高化合价为+6B.简单氢化物比H2S稳定C.最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱D.单质的氧化性比S强(6)已知X为第ⅡA族元素(前四周期),其原子序数为a,Y与X位于同一周期,且为第ⅢA族元素,则Y的原子序数b= (用含a的代数式表示)。 答案与分层梯度式解析1.A 117号元素为放射性元素,A正确Bk的中子数为249-97=152,B错误Ca的核外电子数等于质子数,为20,C错误Ts互为同位素,化学性质几乎相同,物理性质不同,D错误。2.B 碳元素位于元素周期表中第二周期第ⅣA族,A正确;14C质量数为14,质子数为6,中子数为8,12C质量数为12,质子数为6,中子数为6,B错误;1.4 g 14C中所含原子数约为×6.02×1023 mol-1=6.02×1022,C正确;根据14C衰变到原来数目一半所需的时间为5 730年,通过测定死亡生物体残骸中14C的含量,可判断生物死亡年代,D正确。3.DO中子数各不相同,属于不同的核素,A错误;O4和O8是同种元素形成的不同单质,互为同素异形体,B错误;O4的摩尔质量为64 g·mol-1,C错误;16O2和18O2化学性质几乎相同,D正确。4.D Na2O2中钠元素是+1价,则氧元素为-1价,A正确;H2O的结构式为H—O—H,含有两个O—H键,属于极性共价键,B正确;NaOH中既有离子键,又有O—H共价键,所以其电子式为Na+[····H]-,C正确;O含有的中子数为16-8=8,其质量数为16,D错误。5.C Al2O3既能与酸反应生成铝盐,也能与强碱溶液反应生成四羟基合铝酸盐,属于两性氧化物,A正确;操作Ⅰ和操作Ⅱ均使固液分离,应为过滤,B正确;过程②中得到的含铝物质为Al(OH)3,反应前后Al元素化合价均为+3价,化合价未发生变化,过程④中得到的含铝物质为Al,反应过程中化合价由+3价变为0价,化合价发生改变,C错误;过程①中Al2O3与NaOH溶液发生反应生成Na[Al(OH)4],反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4],D正确。6.B 由题图可知,CO2和H2反应生成CH4和H2O,CO2在5Ru/a-TiO2催化剂表面断开了碳氧双键,A正确;该反应中,CO2中碳元素的化合价由+4价降低到-4价,碳元素化合价降低,CO2被还原,B错误;化学反应过程中既有化学键的断裂,也有化学键的形成,C正确;由图示可知反应物为CO2和H2,生成物为CH4和H2O,忽略反应条件,总反应为CO2+4H2 CH4+2H2O,D正确。7.B 由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c为Na,d为S。H与Na形成的NaH中H元素的化合价为-1价,A错误;O与H可以形成H2O、H2O2,O与Na可以形成Na2O、Na2O2等,O与S可以形成SO2、SO3等,B正确;题述四种元素原子半径:Na>S>O>H,C错误;H与S形成的化合物H2S为共价化合物,D错误。8.B X的某种核素不含中子,该核素为H,则X为H元素;Y形成的常见单质可用作粮食的保护气,该气体为氮气,则Y为N元素;常温下X与Z可形成两种常见的液态化合物,为H2O、H2O2,则Z为O元素;Z、W同主族且为短周期元素,则W为S元素,R的原子序数比S大,又是短周期主族元素,则R为Cl元素。一般,原子核外电子层数越多,原子半径越大;对于电子层数相同的原子,原子的核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径:Y(N)>Z(O)>X(H),A错误;X与Y可形成N、X与Z可形成OH-,二者都是10电子微粒,B正确;元素的非金属性越强,其形成的简单氢化物的稳定性就越强,由于元素的非金属性:O>Cl>S,则简单氢化物的稳定性:H2O>HCl>H2S,即Z>R>W,C错误;W是S元素,其最高价氧化物的水化物是H2SO4,0.01 mol/L的H2SO4溶液中c(H+)>0.01 mol/L,D错误。9.C 非金属性O>N>Si,简单氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,A正确;H与F、Cl等形成共价化合物,与Na等形成离子化合物,则氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物,B正确;MgCl2溶液和AlCl3溶液都能与氨水反应生成白色沉淀,不可比较镁、铝元素金属性的相对强弱,C错误;利用最高价含氧酸的酸性比较元素非金属性,HCl不是Cl的最高价含氧酸,则不能比较Cl、C的非金属性强弱,D正确。10.D NaBH4中Na元素的化合价是+1,B元素的化合价是+3,H元素的化合价是-1,A错误;H3BO3属于共价化合物,B错误;H3BO3的电子式为H····H,H、B原子最外层不满足8电子结构,C错误;Na2B4O7中Na+和B4之间存在离子键,B4中B和O原子之间存在共价键,D正确。11.B X、Y、Z、W、P为五种短周期主族元素,Z元素原子核外K层与M层电子数相等,则Z为Mg,根据相对位置可推出W为Al,X为C,Y为N,P为S。原子半径:N12.B 根据原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数递增的变化图,可知a是H元素、b是C元素、c是N元素、d是O元素、e是Na元素、f是Al元素、g是S元素、h是Cl元素。c是N元素,b是C元素,酸性HNO3>H2CO3,A正确;e的阳离子是Na+,离子结构为,g的简单阴离子是S2-,离子结构为,B错误;a、d形成的分子可以是H2O、H2O2,结构式分别是H—O—H(含极性键)、H—O—O—H(含极性键和非极性键),C正确;d、f组成的化合物是Al2O3,e和h的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和HClO4,氧化铝是两性氧化物,可以分别与强碱和强酸反应,D正确。13.B 短周期主族元素中,T原子最外层上的电子数是次外层的倍,则K层电子数为2,L层电子数为7,故T为F;在短周期主族元素中,R的原子半径最大,则R为Na;简单离子L3+与Tn-(F-)的核外电子数相等,则L为Al;Q与T(F)同族,则Q为Cl。F的同周期相邻主族元素为O,O与Na形成的Na2O2中含有离子键和非极性共价键,A错误;R、L、Q最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3为两性氢氧化物,能够与强碱、强酸反应,NaOH与HClO4反应为中和反应,B正确;HF分子间存在氢键,因此沸点高于HCl,C错误;F-、Na+、Al3+的核外电子排布相同,核内质子数越多,其半径越小,Cl-核外电子层数最多,因此简单离子半径:Cl->F->Na+>Al3+,D错误。14.C 短周期元素X、Y、Z、Q、W原子的半径依次增大,X和W同主族但不相邻,再结合题给物质的结构,W形成+1价阳离子,则X为H,W为Na;Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的2倍,则Z位于第二周期,且Z形成3个价键,Y能形成2个价键,所以Z为N,Y为O;Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的2倍,Q最外层电子数为4,为C或者Si。H、Na为第ⅠA族元素,该族元素均可与氧气反应,但是Li和氧气反应只生成Li2O,A错误;电子层结构相同时,核电荷数越大,简单离子半径越小,半径:N3->O2->Na+,B错误;非金属性:O>C>Si,非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,则简单氢化物的稳定性:Y>Q,水分子间能形成氢键,水的沸点高于甲烷、硅烷,故简单氢化物的沸点:Y>Q,C正确;X、Y、Z三种元素可以形成离子化合物,如NH4NO3,D错误。15.D v的俗名为烧碱,v为NaOH,u为SO2,则四种元素为Na、O、H、S;根据短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,四种元素形成的单质依次为m、n、p、q可知,X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S,m为H2、n为O2、p为Na、q为S,再结合题图转化关系可知r为H2O、t为Na2O2。四种元素中Na的原子半径最大,故A错误;在过氧化钠与水的反应中,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,水既不是氧化剂也不是还原剂,故B错误;v为NaOH,NaOH中含离子键和共价键,故C错误;由W、Y、Z三种元素组成的化合物可以是Na2SO3、Na2SO4等,故D正确。16.答案 (每空2分)(1) (2)0.1 (3)[····]- MgF2(4) (5)A解析 A元素原子的K层和M层电子数相同,说明A原子核外有12个电子,则A为Mg;B元素原子的L层电子比K层多5个,说明B原子核外有9个电子,则B为F;C元素的+1价阳离子和氖原子具有相同的电子数,则C原子核外有11个电子,C为Na。(1)A为Mg,其核外有3个电子层,其原子结构示意图为。(2)已知A的相对原子质量为24,则1.2 g A原子为0.05 mol,每个Mg原子变为离子失去2个电子,故共失去0.1 mol电子。(3)B为F元素,F-的电子式为[····]-;A、B组成的化合物的化学式为MgF2。(4)C的+1价阳离子Na+的结构示意图为。(5)Na+有11个质子和10个电子;N有11个质子和10个电子,故A符合;F-有9个质子和10个电子,故B不符合;H2O有10个质子和10个电子,故C不符合;NH3有10个质子和10个电子,故D不符合。17.答案 (除标注外,每空2分)(1)1(1分) (2)①三(1分) ⅤA(1分) ②+2 ③cd (3)①Mg2+[····]2- ②能,钠原子的半径大于镁原子,失电子能力大于镁原子(3分)解析 (1)中子数=质量数-质子数He原子核内中子数=3-2=1。(2)①P为15号元素,在元素周期表中位于第三周期第ⅤA族;②钇(Y)是一种稀土元素。(Ca8Y)Fe(PO4)7中钇元素的化合价为+3,Ca元素化合价为+2,P带3个单位负电荷,则铁元素的化合价为+2。③Ca属于长周期元素,故a错误;K、Ca为同周期元素,原子半径:CaMg,最高价氧化物对应水化物碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,故d正确。(3)①MgO是离子化合物,电子式为Mg2+[····]2-;②Na和Mg为同周期元素,钠原子的半径大于镁原子,失电子能力大于镁原子,则钠和二氧化碳能反应。18.答案 (每空2分)(1)①K与水反应比Na与水反应剧烈,且有气泡生成 ②> (2)3NH3·H2O+Al3+ Al(OH)3↓+3N (3)①溶液呈黄褐色 ②16H++10Cl-+2Mn 2Mn2++5Cl2↑+8H2O ③乙 (4)BD解析 (1)①根据前两组实验现象,可预测第3组实验现象为K与水反应比Na与水反应剧烈,且有气泡生成。②根据Rb、K两元素在周期表中的位置可知金属性:Rb>K,则最高价氧化物对应水化物RbOH的碱性强于KOH。(2)可溶性铝盐电离出的Al3+能与NH3·H2O反应生成Al(OH)3,其离子方程式为3NH3·H2O+Al3+ Al(OH)3↓+3N。(3)①反应生成碘单质,溶液呈黄褐色。②甲方案中KMnO4与浓盐酸反应生成Cl2,其离子方程式为16H++10Cl-+2Mn 2Mn2++5Cl2↑+8H2O。③甲方案中,可能是Cl2与I-反应生成I2,使淀粉-KI试纸变蓝,故该实验不能证明非金属性:Cl>Br>I;乙方案装置A中少量Cl2与NaBr反应生成Br2,打开分液漏斗活塞,Br2与KI反应生成I2,可证明非金属性:Cl>Br>I。(4)卤素单质的熔点属于物理性质,不能用于元素非金属性强弱比较,A错误;根据简单氢化物的稳定性,可比较元素非金属性强弱,B正确;卤化银固体的颜色,属于物理性质,不能用于元素非金属性强弱比较,C错误;Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强,说明相应元素非金属性逐渐减弱,D正确。19.答案 (除标注外,每空2分)(1)(1分) 第四周期第ⅦA族(1分) [····]-Mg2+[····]-(1分) (2)(1分) V形(1分) H2O分子间能形成氢键而H2S分子间不能形成氢键 (3)··+··+·· ······C······ (4)NH4HSO4 离子键、极性共价键 (5)BD (6)a+1或a+11解析 根据元素在周期表中的位置,可确定如下: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,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,空间结构为V形;元素K与G(O)同主族且位于G的下一周期,则K为S,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······。(4)H、N、O、S按原子个数比5∶1∶4∶1形成的化合物M为NH4HSO4,M中含有离子键和极性共价键。(5)W在第四周期且与O同族,即W为Se。Se是第ⅥA族元素,其最高化合价为+6,A正确;非金属性:S>Se,故H2Se的稳定性弱于H2S,Se的氧化性弱于S,B、D错误;非金属性:Se21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源预览