第四章 物质结构 元素周期律 单元检测题 高中化学人教版（2019）必修第一册

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第四章《物质结构 元素周期律》单元检测题 一、单选题 1．体积小重量轻的长寿命的核电池已经广泛应用于心脏起搏器，全世界已经有成千上万的心脏病患者植入了核电池驱动的心脏起搏器，挽救了他们的生命，使他们能够重新享受人生的幸福。心脏起搏器的电源体积非常小，比1节2号电池(锌锰电池)还小，重量仅100多克，若用放射源为238Pu，150mg即可保证心脏起搏器在体内连续工作10年以上。溴是第四周期VIIA元素，关于溴元素性质推测正确的是 A．原子半径比氯元素小 B．常温常压溴单质是固体 C．最高价氧化物水化物的酸性比氯的强 D．最高化合价+7 2．下列说法正确的是 A．金刚石、石墨、是碳元素的同素异形体 B．干燥的晶体不导电，所以不是电解质 C．放置在空气中，会因发生化合反应而变质 D．在水溶液中的电离方程式为 3．下列推测或结论不合理的是 A．气态氢化物的稳定性：，还原性： B．和的核外电子层结构相同，原子序数： C．硅、锗都位于元素周期表中金属与非金属的交界处，用途：都可以作半导体材料 D．铷(34Rb)和锶(38Sr)分别位于第五周期第I族和第II族，碱性： 4．主族元素W，X，Y、Z的原子序数依次增大，W原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。X，Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，其中元素W和Y可形成一种淡黄色固体化合物，下列说法错误的是 A．最简单氢化物的稳定性：W＞X B．简单离子的半径：W＞X＞Y C．Y的最高价氧化物对应的水化物为强碱 D．W和Z两种元素形成的化合物ZW为离子化合物 5．氰氨化钙，俗称石灰氮，是一种高效的土壤消毒剂，其制备的化学方程式为：CaCO3＋2HCN＝CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，下列说法正确的是 A．CO为氧化产物，H2为还原产物 B．CaCN2含有共价键，属于共价化合物 C．HCN既是氧化剂又是还原剂 D．每消耗10gCaCO3转移电子0.4mol 6．已知某氧原子的符号所示：，其核电荷数是 A．8 B．10 C．18 D．26 7．下面有关过渡元素的说法正确的是 A．新型高效催化剂多与过渡元素有关 B．高效低毒农药多与过渡元素有关 C．过渡元素中只有铁、锰等少数元素存在变价 D．过渡元素的单质不能与酸反应 8．下列表示正确的是 A．硫离子的结构示意图： B．氨气的结构式为： C．的电子式： D．甲烷分子结构模型： 9．下列实验装置正确且能达到实验目的的是 A．A B．B C．C D．D 10．2017年5月9日中国科学院正式向社会发布113号、115号、117号和118号元素的中文名称。已知117号元素有多种原子，如、等。下列说法正确的是 A．和的化学性质不同 B．Ts位于周期表的第六周期Ⅶ族 C．元素Ts是金属元素 D．和质子数相同，中子数不同 11．科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6~9nm，在低于-183℃时，泡沫具有永久磁性。下列叙述错误的是 A．“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体 B．把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中能产生丁达尔现象 C．“碳纳米泡沫”是一种新型的碳单质 D．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同 12．砹(At2)属于卤素单质，下列说法错误的是 A．能与H2发生化合反应 B．能与氢氧化钠溶液反应 C．能与水反应 D．与铁单质反应生成FeAt3 二、填空题 13．I．下列物质：①N2②CO2③NH3④Na2O⑤Na2O2⑥NaOH⑦CaBr2⑧H2O2⑨NH4Cl⑩HBr。含有极性键和非极性键的是 ；含有非极性键的离子化合物是 。(填序号，下同) II.下列变化中：①干冰气化；②硝酸钾熔化；③KHSO4熔融；④硫酸溶于水；⑤蔗糖溶于水；⑥HI分解；⑦碘升华；⑧溴蒸气被木炭吸附。未破坏化学键的是 ；仅离子键被破坏的是 ；仅共价键被破坏的是 。 III.下列物质：①1H、2H、3H；②H2O、D2O、T2O；③O2、O3；④14N、14C。互为同位素的是 ；互为同素异形体的是 。已知自然界氧的同位素16O、17O、18O，氢的同位素有H、D、T，从水分子的原子组成来看，自然界的水共有 种。 14．元素周期表的利用 ①寻找优良催化剂，寻找耐高温耐酸碱腐蚀的特种合金，用来制造火箭、导弹、宇宙飞船等： 。 ②寻找用于制农药的材料： 。 ③寻找半导体材料： 。 15．下图中的甲、乙、丙、丁代表化学中常见的四种物质，相互转化的关系如下所示。其中甲、乙、丙为均含有同一种金属元素的无机化合物，常温下0.1 mol/L的丁溶液pH为13，其焰色反应为黄色。 (1)请写出甲中加入过量的丁直接生成丙的离子方程式： 。 (2)请写出反应(Ⅲ)的离子方程式为 。 三、实验题 16．亚硝酰氯(NOCl)是有机物合成中的重要试剂，是一种红褐色液体或黄色气体，遇水易水解。某化学小组利用NO和在实验室中制备NOCl，装置如图。 已知：沸点为-34℃、NO为-152℃、NOCl为-6℃。NOCl易水解，能与反应。 回答下列问题： (1)NOCl分子中各原子均满足8电子的稳定结构，则NOCl的电子式为 。 (2)仪器a的名称： 。 (3)NO和氯气混合前，先关闭，打开、，操作的目的为 。 (4)装置D中的温度区间应控制在 。 (5)上述实验装置有一处不足，请指出不足之处： 。 (6)亚硝酰氯(NOCl)纯度的测定。取D中所得液体20g溶于适量的NaOH溶液中，配制成250mL溶液；取出25.00mL样品溶液于锥形瓶中，滴加适量试剂X，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为20.00mL。 ①亚硝酰氯(NOCl)与NaOH溶液反应的方程式为 。 ②已知： 试剂X为 。 A．NaBr    B．NaI    C．     D． ③亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为 。 17．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表： 请你帮助该同学整理并完成实验报告。 实验目的：验证同周期元素金属性、非金属性的变化规律。 实验用品：略。 (1)实验内容：(填写题给信息表中相应的实验现象，并在有空格处写出相对应的离子方程式) (2)实验结论： 。 (3)问题与讨论：请从原子结构理论上简单说明具有上述结论的原因是 。 四、计算题 18．0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol·L－1H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·L－1NaOH溶液。请回答： （1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1＝120mL时，则金属粉末中n(Mg)＝ ，V2＝ mL。 （2）若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝ mL。 （3）若向300mL 1 mol/LAL2(SO4)3的溶液中逐渐加入浓度为1mol/L的溶液，若产生2.34克白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 毫升。 （4）若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol·L－1硫酸溶解此混合物后，再加入460 mL 1 mol·L－1NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足条件的a的取值范围是 。 A．证明非金属性氯>碳>硅（A、B、D中的试剂分别为盐酸、石灰石和硅酸钠溶液）B．石油分馏C．用KMnO4 与浓盐酸反应制取适量氯气的 简易装置D．实验室制乙酸乙酯物质AgClAgBrAgIAgSCN颜色白色淡黄色黄色砖红色白色灰黑色实验方案实验现象①用砂纸打磨后的镁带与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞产生气体，气体可燃，溶液变浅红色②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制氯水③钠与滴有酚酞试液的冷水反应浮于水面，熔成小球，四处游动，逐渐缩小，溶液变红色④镁带与2mol/L的盐酸反应剧烈反应，产生的气体可燃⑤铝条与2mol/L的盐酸反应反应不十分强烈，产生的气体可燃⑥向AlCl3溶液中滴加浓氨水溶液至过量实验方案实验现象有关离子方程式①不填不填②  ③不填 ④不填不填⑤不填 ⑥  参考答案： 1．D 【详解】A．溴原子半径比氯元素大，选项A错误； B．常温常压溴单质是液体，选项B错误； C．HBrO4酸性比HClO4弱，选项C错误； D．溴的最外层电子数为7，最高化合价+7，选项D正确； 答案选D。 2．A 【详解】A．金刚石、石墨和C60是碳元素的不同单质，为碳元素的同素异形体，故A正确； B．氯化钠是盐，晶体不能导电，但是溶于水中或熔融状态下能导电，属于电解质，故B错误； C．Na2O2放置在空气中发生的反应为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反应中O元素化合价由-1价变为-2价、O价，所以有电子转移，属于氧化还原反应，不是发生化合反应，故C错误； D．在水溶液中电离出钠离子和碳酸氢根离子，电离方程式为，故D错误； 故选A。 3．A 【详解】A．元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，对应阴离子的还原性越弱，所以气态氢化物的稳定性HC1>HBr，则还原性：Cl-Sr(OH)2，正确； 故选A。 4．A 【分析】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，W原子只能有2个电子层，原子核外电子排布是2、6，则W为O元素。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，即三元素原子序数之和为40，X若为第三周期元素，X、Y、Z的原子序数之和大于W原子序数的5倍，所以可以断定X也在第二周期，还是主族元素，因此X为F元素，则Y、Z原子序数之和=40-9=31，其中元素W和Y可形成一种淡黄色固体化合物，所以Y是11号Na元素，Z原子序数是31-11=20，Z是Ca元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。 【详解】根据上述分析可知：W是O，X是F，Y是Na，Z是Ca元素。 A．W是O，X是F，二者是同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性就越强，其相应的简单氢化物的稳定性就越强，所以最简单氢化物的稳定性：X(F)＞W(O)，A错误； B．W是O，X是F，Y是Na，三种元素的原子形成的简单离子O2-、F-、Na+核外电子排布相同，都是2、8的电子层结构。对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径就越小，所以简单离子的半径：W(O2-)＞X(F-)＞Y(Na+)，B正确； C．Y是Na，其最高价氧化物对应的水化物NaOH是一元强碱，C正确； D．W是O，O是活泼的非金属元素；Z是Ca，Ca是活泼的金属元素，两种元素的原子通过电子得失形成离子，离子之间以离子键结合形成离子化合物CaO，D正确； 故合理选项是A。 5．C 【分析】在CaCO3＋2HCN＝CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑反应中，HCN中的碳元素化合价由+2升高到+4，对应的氧化产物为CaCN2，HCN中的氢元素化合价由+1价降低到0，对应的还原产物为H2，以此解答该题。 【详解】A．CO由HCN生成，C的化合价未发生改变，既不是氧化产物也不是还原产物，故A错误； B．CaCN2中存在[N=C=N]2-，含有离子键和共价键，属于离子化合物，故B错误； C．因HCN中的碳元素化合价升高，氢元素的化合价降低，则HCN既是氧化剂又是还原剂，故C正确； D．每消耗10 g CaCO3即0.1mol碳酸钙，同时产生 0.1mol氢气，因此转移电子0.2 mol，故D错误。 故答案选C。 6．A 【详解】原子符号左下角为质子数，左上角为质量数，质量数等于质子数与中子数的和，核电荷数等于原子核内的质子数，故的核电荷数是8，故合理选项是A。 7．A 【详解】A.新型高效催化剂大多为过渡元素区域的元素，如合成氨工业催化剂铁触媒，工业制硫酸催化剂五氧化二矾等，A正确； B.高效低毒农药中常含有F、Cl、S、P等元素，它们位于元素周期表右上方，B错误； C.过渡元素多数都具有变价，如Cu有+1、+2价，Cr有+3、+6价等，C错误； D.过渡元素最外电子层上的电子较少，具有较强的还原性，可与酸发生反应，D错误。 故选A。 8．D 【详解】A．硫离子含有16个质子数，核外有18个电子，硫离子的结构示意图为，故A错误； B．氨气中存在3个氮氢键，电子式为，用“-”表示共用电子对，氨气的结构式为，故B错误； C．NH4I是离子化合物，由铵根离子与碘离子构成，电子式为，故C错误； D．甲烷为正四面体结构，甲烷分子的球棍模型为，故D正确； 故选D。 9．C 【详解】A．盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，所以不能用稀盐酸、碳酸钠溶液、硅酸钠溶液设计实验来验证元素的非金属性Cl＞C＞Si，故A达不到实验目的； B．石油分馏时，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口附近，冷却水的方向是下口进，上口出，故B达不到实验目的； C．KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气，氯气可用向上排空气法收集，尾气可用氢氧化钠溶液吸收，故C可以达到实验目的； D．实验室制乙酸乙酯的实验中，导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面下，以防发生倒吸，故D达不到实验目的。 故选C。 10．D 【详解】A．和是Ts元素的两种同位素，质子数为117，核外电子数为117，最外层电子数为7，化学性质相同，A错误； B．117号元素Ts位于周期表稀有气体118号前，位于第七周期第ⅦA族，B错误； C．根据元素周期表的结构可知前7周期第Ⅶ族没有金属元素，依规律类，Ts元素为非金属元素，C错误； D．和是Ts元素的两种同位素，质子数为117，中子数分别为176和177，D正确； 故选D。 11．D 【详解】A．“碳纳米泡沫”与石墨分子为含碳原子的不同单质，两者互为同素异形体，A正确； B．“碳纳米泡沫”的粒子直径为6~9nm，分散到适当的溶剂中形成胶体，能产生丁达尔现象，B正确； C．“碳纳米泡沫”分子含碳原子，是一种新型的碳单质，C正确； D．“碳纳米泡沫”和金刚石互为同素异形体，化学性质相同，物理性质不同，D错误； 故选D。 12．D 【分析】砹(At2)属于卤素单质，则与Cl2、Br2、I2化学性质相似，同一主族元素自上而下非金属性依次减弱，则氧化性：Cl2＞Br2＞I2＞At2，据此分析解答。 【详解】A．砹(At2)能与H2发生化合反应生成HAt，A正确； B．砹(At2)能与氢氧化钠溶液反应生成NaAt、NaAtO和H2O，B正确； C．砹(At2)能与水反应生成HAt、HAtO和H2O，C正确； D．由于氧化性Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2＞At2，因此砹(At2)与铁单质反应不能生成FeAt3，D错误； 答案选D。 13． ⑧ ⑤ ①⑤⑦⑧ ②③ ④⑥ ① ③ 18 【详解】I．①N2含有非极性键；②CO2含有极性键；③NH3含有极性键；④Na2O含有离子键；⑤Na2O2含有离子键、非极性键；⑥NaOH含有离子键、极性键；⑦CaBr2含有离子键；⑧H2O2含有极性键、非极性键；⑨NH4Cl含有离子键、极性键；⑩HBr含有极性键，综上分析含有极性键和非极性键的是⑧，含有非极性键的离子化合物是⑤，故答案为：⑧，⑤； II．①干冰气化仅破坏分子间作用力；②硝酸钾熔化破坏离子键；③KHSO4熔融破坏离子键；④硫酸溶于水破坏共价键；⑤蔗糖溶于水破坏分子间作用力；⑥HI分解破坏共价键；⑦ 碘升华破坏分子间作用力；⑧ 蒸气被木炭吸附未破坏化学键，综上分析未破坏化学键的是①⑤⑦⑧，仅离子键被破坏的是②③，仅共价键被破坏的是④⑥，故答案为：①⑤⑦⑧，②③，④⑥； III. 同位素质子数相同、中子数不同的原子，所以①1H、2H、3H；②H2O、D2O、T2O；③O2、O3；④14N、14C中互为同位素的是①，同素异形体是同种元素组成的不同单质，所以①1H、2H、3H；②H2O、D2O、T2O；③O2、O3；④14N、14C中互为同素异形体的是③，自然界氧的同位素16O、17O、18O，氢的同位素有H、D、T，在1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子，若水分子中的氢原子相同，则16O可分别与H、D、T构成水，即存在三种水；17O可分别与H、D、T构成水，即存在三种水；18O可分别与H、D、T构成水，即存在三种水；若水分子中的氢原子不同，则16O可分别与HD、DT、HT构成水，即存在三种水；17O可分别与HD、DT、HT构成水，即存在三种水；18O可分别与HD、DT、HT构成水即存在三种水; .综上所述，共形成种水，故答案为：①，③，18； 14． 过度元素区 非金属元素F、Cl、S、P等 金属和非金属分界线处 【解析】略 15． Al3++ 4OH-==+ 2H2O Al3++3+6H2O==4Al(OH)3↓ 【分析】甲、乙、丙、丁代表化学中常见的四种物质，常温下0.1 mol/L的丁溶液pH为13，其焰色反应为黄色，则丁应为NaOH，其中甲、乙、丙为均含有同一种金属元素的无机化合物，由流程图可知，甲与NaOH可以反应生成乙，乙与NaOH可以反应生成丙，甲和丙可以反应生成乙，则甲为可溶性铝盐，乙为Al(OH)3，丙为偏铝酸盐， 【详解】由以上分析知，甲为可溶性铝盐，乙为Al(OH)3，丙为偏铝酸盐，丁为NaOH， (1)甲为可溶性铝盐，丁应为NaOH，则甲中加入过量的丁直接生成丙的离子方程式Al3++ 4OH-==+ 2H2O； (2)反应(Ⅲ)可溶性铝盐与偏铝酸盐发生双水解反应，离子方程式为Al3++3+6H2O==4Al(OH)3↓。 16．(1) (2)三颈烧瓶 (3)排出装置中的空气，防止NOCl、NO与空气中的反应 (4)-34℃