专题5《微观结构与物质的多样性》 同步练习 2022—2023学年高一化学苏教版（2019）必修第一册
一、单选题
1．下列有关和的说法错误的是
A．和原子中均含有6个质子
B．的原子结构示意图：
C．和互为同位素
D．和原子的核外电子排布相同
2．已知X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xn＋和Ym－的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是( )
A．a＝b＋m＋n B．a＝b－m＋n
C．a＝b＋m－n D．a＝b－m－n
3．参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是
化学键
键能/() 413.4 390.8 462.8 568
键长/ 109 101 96 92
A． B． C． D．
4．M元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中去，形成离子化合物Z，以下说法中错误的是（ ）
A．M形成+2价阳离子 B．Y形成-2价阴离子
C．Z的化学式为MY2 D．Z的熔点较高
5．下列说法正确的是
A．O2和O3之间的转化是化学变化
B．C60和CO2互为同素异形体
C．互为同素异形体的物质性质完全相同
D．互为同素异形体的物质之间不能相互转化
6．下列说法正确的是
A．和互为同位素 B．乙烯和异戊二烯互为同系物
C．和互为同素异形体 D．己烯与环乙烷互为同分异构体
7．下列关于碘元素(原子序数53)的放射性同位素131I的叙述中正确的是
A．一个此碘原子中含有131个质子
B．131I位于元素周期表中第4周期ⅦA族
C．其氢化物为HI，比HCl的稳定性弱
D．最高价氧化物的水化物为HIO4，比HClO4的酸性强
8．下列说法不正确的是
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．含有离子键的化合物一定是离子化合物
C．在离子化合物中可能存在共价键
D．在共价化合物中不可能存在离子键
9．主族元素A和B可形成AB2型离子化合物，则A、B两元素原子的最外层电子排布式分别为（ ）
A．和 B．和
C．和 D．和
10．下列说法不正确的是
A．晶体的X射线衍射实验可以测定分子的键长、键角、键能
B．红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团
C．晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置
D．晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶
11．核能的和平利用对于完成“节能减排”的目标有着非常重要的意义。尤其是核聚变，释放能量大。其反应原理为2H＋3H→4He＋n，下列说法中正确的是
A．该转化为化学变化 B．1H、2H的化学性质和物理性质均不相同
C．1H、2H、3H是氢的三种核素，互为同位素 D．1H2、2H2、3H2互为同素异形体
12．下列各组元素性质的叙述中，正确的是
A．N、O、F的电负性依次增大 B．N、O、F的第一电离能依次增大
C．N、O、F的最高正化合价依次升高 D．O、F、Ne的原子半径依次减小
13．2019 年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中， X位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列叙述正确的是
A．原子半径： X>Z> W B．非金属性： X>Z> W
C．Y的氢化物可用于刻蚀玻璃 D．X的氧化物对应的水化物均为强酸
14．下列说法正确的是（ ）
A．F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
B．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律
C．卤素按F、Cl、Br、I的顺序，其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加电子层数增大起主要作用
D．砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，砹易溶于水，难溶于CCl4
二、填空题
15．氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)为元素周期表中的原子序数依次增大的同主族元素。回答下列问题：
(1)N2的电子式为_________；锑在元素周期表中的位置为__________。
(2)中子数与质子数的差值为________。
(3)酸性：H3AsO4__H3PO4(填“>”或”<”)请从元素性质角度解释原因_______。
(4)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，具有较强的还原性，可用于化学镀银。
①H3PO2与足量的NaOH溶液反应生成NaH2PO2，则H3PO2是______元酸(填“一”、“二”或“三”)。
②H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质，氧化产物为H3PO4。利用H3PO2进行镀银时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为__。
16．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩种元素，请用化学用语回答下列问题：
族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
2 ⑥ ⑦ ⑧
3 ① ③ ⑤ ⑨ ⑩
4 ② ④
（1）在③～⑦元素中，原子半径最大的是__________（填元素符号）；
（2）⑦元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物能生成盐M，M中含有的化学键类型有__________________；
（3）写出元素①和⑧的单质在加热条件下反应生成的化合物的电子式：_________。
（4）③、⑤、⑦、⑧所形成的离子，其半径由小到大的顺序是________（填离子符号）
（5）①～⑨中元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是_____________（填物质化学式）；呈两性的氢氧化物是_________（填物质化学式）,该化合物与NaOH溶液反应的离子方程式为___________。
（6）用电子式表示元素③与⑨形成化合物的过程_____________________________。
17．在下列变化中:①I2升华 ②烧碱熔化 ③NaCl溶于水
④HCl溶于水 ⑤02溶于水 ⑥Na202溶于水。
(1)未破坏化学键的是________(填序号，下同）；
(2)仅离子键被破坏的是_________ ；
(3)仅共价键被破坏的是_______________；
(4)离子键和共价键同时被破坏的是_____________。
三、计算题
18．一定质量的某金属X和足量的稀H2SO4反应共有0.3mol电子发生转移，生成6.02×1022个 Xn+ ，这些阳离子共有1.3×6.02×1023个质子、1.4×6.02×1023个中子。
(1)求Z、n和A的值。(写过程)
(2)写出该金属与NaOH溶液反应的化学方程式。
四、实验题
19．某校化学实验小组学生为了验证非金属元素氯的非金属性强于硫和氮，设计了一套实验装置如图(已知氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢)。
回答下列问题：
(1)配平A中反应的化学方程式：_______ _______HCl(浓)+_______KMnO4=_______MnCl2+_______KCl+_______Cl2↑+_______ H2O。该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。
(2)B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为_______；B中的现象为_______，由该现象得非金属性：Cl＞＞S。
(3)E中反应化学方程式为_______。
(4)D中出现白烟，涉及的反应化学方程式为_______、_______。
(5)有同学认为D中的现象并不能说明氯的非金属性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，请指出洗气装置盛装试剂为_______(填名称)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．和互为同位素，原子中均含有6个质子，选项A正确；
B．质子数为6，原子结构示意图为 ，选项B错误；
C．和质子数相同、中子数不同，碳元素形成的不同核素，互为同位素，选项C正确；
D．和原子的核外电子排布相同，均为两个电子层，各层电子数分别为2、4，选项D正确；
答案选B。
2．A
【分析】在原子中，核电荷数等于核外电子数；
在阳离子中，核电荷数减去离子所带电荷数等于核外电子数；
在阴离子中，核电荷数加上离子所带电荷数等于核外电子数。
【详解】因为Xn+ 和Ym-具有相同的核外电子排布，所以，Xn+ 和Ym-具有相同的核外电子数，aXn+的核外电子数等于a-n，bYm-的核外电子数为：b+m，则a=b+m+n。
答案选A。
3．D
【详解】物质中的化学键键能越大，断裂时吸收的能量越多，则化学键越稳定，分子也越稳定，从图中可知，H-F键的键能最大，最难断裂，因此最稳定的分子为HF，故答案选D。
4．B
【分析】由题意可知，一个M原子失去2个电子形成M2+，故M的最外层电子数应为2个，是金属元素，一个Y原子得到1个电子形成Y-，说明是非金属元素，且Z属于离子化合物，化学式为MY2，以此解答该题。
【详解】A. M元素的1个原子失去2个电子，则形成M2+，故A正确；
B. 一个Y原子得到1个电子形成Y ，故B错误；
C. M元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中去，化学式为MY2，故C正确；
D. Z为离子化合物，则熔点较高，故D正确；
答案选B。
5．A
【详解】A．氧气和臭氧是不同的两种物质，它们之间的转化是化学变化，故A符合题意；
B．同素异形体的描述对象是单质，C60是单质，CO2是化合物，不是单质，故B不符合题意；
C．同素异形体的物理性质不同，化学性质相似，故C不符合题意；
D．同素异形体的物质之间能发生相互转化，如氧气可以转化为臭氧，故D不符合题意；
答案选A。
6．D
【详解】A．同位素是指具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素，14N2和15N2都是分子，故A错误；
B．同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物，乙烯和异戊二烯官能团个数不相同结构不相似，二者不互为同系物，故B错误；
C．同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质，而CO和CO2都是化合物，故C错误；
D．分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体，己烯与环己烷的化学式均为C6H12，二者的结构不同，互为同分异构体，故D正确；
综上所述，答案为D。
7．C
【详解】A．131I 原子中含有53个质子，质量数131，A错误；
B．131I位于元素周期表中第五周期ⅦA族，B错误；
C．同主族元素从上而下非金属性依次减弱，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，则碘的氢化物为HI，比HCl的稳定性弱，C正确；
D．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，最高价氧化物的水化物为HIO4，比HClO4的酸性弱，D错误；
综上，本题选C。
8．A
【详解】含有离子键的化合物是离子化合物，全部由共价键形成的化合物是共价化合物。即离子化合物中可能含有共价键，但共价化合物中不能含有离子键。所以选项A是错误的。答案选A。
9．C
【分析】不妨设B的化合价为-1价，得A的化合价为+2，根据化合价找到对应的主族，并判断此时A、B形成的化合物是否是离子化合物即可。
【详解】假设B的化合价为-1价，根据AB2知A的化合价为+2，则B在ⅦA族，A在ⅡA族，这两个主族元素形成离子化合物，所以A、B两元素原子的最外层电子排布式分别为和（说明假设合理）；
对照选项，故选C。
10．A
【详解】A．晶体的X射线衍射实验可以测定键长和键角，不能测定分子键能，故A说法错误；
B．红外吸收光谱仪可以测得未知物中含有哪种化学键或官能团的信息，故B说法正确；
C．通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，故C说法正确；
D．晶体的X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法，玻璃属于非晶体，水晶属于晶体，晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶，故D说法正确；
答案为A。
11．C
【详解】A．核聚变是物理变化，故A错误；
B．1H、2H的化学性质几乎相同，物理性质不同，故B错误；
C．1H、2H、3H是氢的三种核素，它们质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C正确；
D．同素异形体是同种元素形成的不同单质，比如氧气和臭氧，1H2、2H2、3H2都为氢气，不互为同素异形体，故D错误。
综上所述，答案为C。
12．A
【详解】A．根据同周期从左至右，主族元素的电负性逐渐增大，可知，N、O、F的电负性依次增大，A项正确；
B．同周期从左至右，元素的第一电离能总体上呈增大的趋势，但N元素原子的最外层电子为半充满状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，即第一电离能：O＜N＜F，B项错误；
C．N元素的最高正化合价为+5价，O元素的最高正化合价为+2价，F元素没有最高正化合价，C项错误；
D．同周期从左至右，元素的原子半径逐渐减小（0族元素除外），但0族元素的原子半径突然增大，故原子半径：Ne＞O＞F，D项错误；
答案选A。
【点睛】第ⅡA族、ⅤA族元素原子的最外层电子分别为全充满和半充满状态，其第一电离能大于同周期相邻元素。
13．C
【分析】据图可知X可以形成6个共价键，X原子的电子数为Z原子的两倍，则原子序数为偶数，且位于第三周期，所以为S元素，则Z为O元素；W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一个共价键，则Y为F元素，整个离子带一个单位负电荷，则W为N元素。
【详解】A．电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径S>N>O，即X>W>Z，故A错误；
B．同周期自左至右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性O>N>S，即Z>W>X，故B错误；
C．Y为F元素，其氢化物为HF，可以与SiO2反应从而刻蚀玻璃，故C正确；
D．X为S元素，其+4价氧化物对应的水化物H2SO3为弱酸，故D错误；
综上所述答案为C。
14．C
【详解】A．F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为18，A错误；
B．元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应的水化物（最高价含氧酸而不是无氧酸）的酸性强弱比较，B错误；
C．随着核电荷数增加电子层数增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，最外层的得电子能力减弱，非金属性逐渐减弱，C正确；
D．由碘I微溶于水，易溶于CCl4，可推知，At微溶于水，易溶于CCl4，D错误；
故选C。
15． 第五周期第ⅤA族 43 ＜ As元素的非金属性比P元素的弱 一 4:1
【分析】（1）氮气分子中含有1个氮氮三键，N最外层满足8电子稳定结构；氮、磷、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）为元素周期表中原子序数依次增大的同主族元素，结合N在周期表中位置分析；
（2）质量数=质子数+中子数，元素符号左上角为质量数、左下角为质子数；
（3）非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强；
（4）①H3PO2与足量的NaOH溶液反应生成NaH2PO2，说明该酸为一元酸；
②结合化合价升降相等计算氧化剂与还原剂的物质的量之比。
【详解】（1）氮气分子中,，每个氮原子都达到了8电子结构，氮气的电子式为；氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)为元素周期表中原子序数依次增大的同主族元素，N位于第二周期ⅤA族，则锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，故答案为：；第五周期第ⅤA族；
（2）的质量数为209，质子数为83，则中子数与质子数的差值为(209 83) 83=43，故答案为：43；
（3）由于As的非金属性比P元素弱，则最高价含氧酸的酸性：H3AsO4
②H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质，氧化产物为H3PO4，银元素化合价从+1价变为0价，化合价降低1价，银离子为氧化剂；
H3PO2中P元素化合价从+1价变为+5价，化合价升高4价，氧化还原反应中化合价升降相等，则利用H3PO2进行化学镀银时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，故答案为：4:1。
【点睛】化合价降低，得电子，发生还原反应，本身作氧化剂；化合价升高，失电子，发生氧化反应，本身作还原剂。
16． Ca 离子键、共价键 r(Al3+)＜r(Mg2+) ＜r(O2－)＜r(N3－) HClO4 Al(OH)3 Al(OH) 3+OH－=AlO2－+2H2O
【分析】根据元素周期表可知，①为Na、②为K、③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为C、⑦为N、⑧为O、⑨为Cl、⑩为Ar。
【详解】（1）③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为C、⑦为N，同周期，从左到右，原子半径减小，同主族，从上到下，原子半径增大，所以原子半径大小关系为：r(Ca)>r(Mg)>r(Al)r(C)>r(N)，最大的是Ca，故答案为：Ca。
（2）⑦为N，其最高价氧化物对应的水化物式HNO3，其氢化物是NH3，二者反应生成NH4NO3，NH4NO3为离子化合物，NH4+与NO3-之间是离子键，NH4+与NO3-之内是共价键，所以含有的化学键类型有离子键、共价键，故答案为：离子键、共价键。
（3）①为Na、⑧为O，其单质在加热条件下反应生成Na2O2，Na2O2是离子化合物，其电子式为，故答案为：。
（4）③为Mg、⑤为Al、⑦为N、⑧为O，形成Mg2+、Al3+、N3-、O2-，核外电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，其半径由小到大的顺序是r(Al3+)＜r(Mg2+) ＜r(O2－)＜r(N3－)，故答案为：r(Al3+)＜r(Mg2+) ＜r(O2－)＜r(N3－)。
（5）①为Na、②为K、③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为C、⑦为N、⑧为O、⑨为Cl，同周期，从左到右，最高价氧化物对应的水化物中酸性增强，同主族，从上到下，最高价氧化物对应的水化物中酸性减弱，所以酸性最强的是HClO4；呈两性的氢氧化物是Al(OH)3；Al(OH)3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，其离子方程式为：Al(OH) 3+OH－=AlO2－+2H2O，故答案为：HClO4；Al(OH)3；Al(OH) 3+OH－=AlO2－+2H2O。
（6）③为Mg、⑨为Cl，Mg最外层有2个电子，易失去2个电子，Cl最外层有7个电子，易得到1个电子，二者形成MgCl2，用电子式表示其形成化合物的过程为：，故答案为：。
17． ①⑤ ②③ ④ ⑥
【详解】（1）未破坏化学键说明没有发生化学反应或没有电解质熔融或溶于水，物质发生物理变化，未破坏化学键的是①⑤；（2）仅离子化合物溶于水或熔融或发生化学反应离子键被破坏，所以仅离子键被破坏的是 ②③；（3）仅共价键被破坏说明共价化合物溶于水或发生化学反应，所以仅共价键被破坏的是④；（4）离子键和共价键同时被破坏说明该物质发生化学反应，离子键和共价键同时被破坏的是⑥。
点睛：本题考查了化学键的破坏，明确化学键被破坏的条件是解本题关键，再结合微粒间存在的作用力分析解答，注意：有化学键被破坏不一定发生化学反应，但发生化学反应化学键一定被破坏。
18．(1)Z、n、A的值分别为13、3、27
(2)
【详解】（1）离子的物质的量为0.1mol，质子的物质的量为1.3mol，中子的物质的量为1.4mol，所以每个离子中的质子数为1.3/0.1=13，每个离子中的中子数为1.4/0.1=14，所以质子数Z为13，质量数A为13+14=27，离子的电荷数为0.3/0.1=3，所以n为3；
（2）该金属为铝，铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，。
19．(1) 16HCl(浓) +2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O 1：5
(2) 吸收挥发出的氯气和氯化氢，防止污染空气 溶液变浑浊
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(4) 3Cl2 +2NH3 =N2 + 6HCl HCl+NH3=NH4Cl
(5)饱和食盐水
【分析】A装置制备氯气，B装置中若产生浑浊可证明氯气的氧化性强于硫，即非金属性Cl>S，C为干燥装置；E装置制备氨气，干燥后和氯气一起通入D的球形干燥管中发生反应，若有白烟产生，可证明氯气的氧化性强于氮气，非金属性Cl>N。
（1）根据得失电子守恒和原子守恒可配平：16HCl(浓) +2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O；氧化剂为KMnO4，还原剂为转化为氯气的HCl，物质的量之比为2：10=1：5；
（2）B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为：吸收挥发出的氯气和氯化氢，防止污染空气；氯气将硫离子氧化为硫单质，故B中的现象为：溶液变浑浊；
（3）E中为实验室制备氨气的反应，化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（4）D中出现白烟，氯气先氧化氨气生成氮气和氯化氢，氯化氢与氨气生成了氯化铵固体，涉及的反应化学方程式为：3Cl2 +2NH3 =N2 + 6HCl，HCl+NH3=NH4Cl；
（5）盐酸易挥发，制备的氯气中混有氯化氢，氯化氢遇氨气也能生成白烟，故在C之前加一个盛放饱和食盐水的洗气装置，除去氯气中的氯化氢气体。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
