第四章 物质结构 元素周期律 单元测试卷
一、单选题
1．科学家用某有机分子和球形笼状分子制成了“纳米车”(如图所示)。每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个分子构成，直径约6到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法不正确的是
A．是一种新型的化合物
B．金刚石与互为同素异形体
C．将“纳米车”分散于水中所形成的分散系能产生丁达尔效应
D．“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段
2．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是
A．常温常压下，中含有的原子数为
B．溶液中所含钠离子数为
C．与足量Fe反应，转移的电子数为
D．2.2gD218O中含有的中子数为NA
3．X、Y、Z、M、N、Q皆为短周期主族元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A．Q与X组成的化合物Q2X2阴阳离子个数比为1：2
B．最高价氧化物对应的水化物酸性：M>Y>N
C．X、Z、N形成的简单离子半径最小的是X2-
D．原子序数：Z>M>Q>Y
4．下列有关元素周期表的说法正确的是
A．最外层电子数相同的元素一定是同一族的元素
B．第IA族和VIIA族的元素只能形成离子键
C．IIIB族到IIB族10个纵列的元素中有非金属元素
D．同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、16、26、36等
5．下列关于物质性质的比较，正确的是
A．氢化物的稳定性： B．碱性强弱：
C．离子半径大小： D．非金属性强弱：
6．已知五种短周期元素的相关信息如表，则下列有关判断正确的是
元素代号 X Y Z P Q
原子半径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.071
主要化合价 +2 +3 +2 +6、+4、－2 －1
A．元素X的单质可在干冰中燃烧 B．非金属性：P＞Q
C．最高价氧化物的水化物的碱性：X＜Z D．元素X、Y、Q的简单离子半径：X＞Y＞Q
7．工业上常使用浓氨水检查氯气管道是否漏气，反应方程式为。下列说法不正确的是
A．当浓氨水接近管道，若产生白烟则说明管道漏气
B．该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
C．生成的NH4Cl固体中含有共价键
D．生成的N2的电子式为
8．下列除杂试剂选用不合理的是
选项 物质 杂质 除杂试剂
A Cl2 HCl 饱和NaCl溶液
B FeSO4溶液 Fe2(SO4)3 足量铁粉
C Mg(OH)2 Al(OH)3 足量NaOH溶液
D CO2 SO2 饱和Na2CO3溶液
A．A B．B C．C D．D
9．X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，X有三种核素且质量数比为，且它与其它四种元素不在同一周期；X与Z元素在同一主族；W的次外层电子数是最外层电子数的4倍，且W原子核外电子总数是Y的2倍；R元素在同周期中原子得电子能力最强。下列说法正确的是
A．Y元素在周期表中位置是第二周期ⅥA族
B．原子的失电子能力是W>Z
C．ZX中含有离子键，中含有共价键
D．R单质与溴化钠溶液反应的离子方程式为
10．据报道，科学家发现了如下反应：O2+PtF6=O2(PtF6)，已知O2(PtF6)为离子化合物，其中Pt为+5价，对于此反应，下列说法正确的是
A．在此反应中，O2是氧化剂
B．由上述信息可知O、F均无正价
C．在此反应中，每生成1molO2(PtF6)转移电子数为NA
D．离子化合物中一定没有共价键
11．根据元素周期律，由事实进行归纳推测，推测合理的是
事实 推测
A 和难溶于水 可溶于水
B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
C Si是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料 IVA族的元素都是半导体材料
D S与高温时反应，Cl与加热能反应 P与在常温时能反应
A．A B．B C．C D．D
12．下列关于同主族元素性质的说法中正确的是
A．IA族元素被称为碱金属元素
B．VA族元素的最高化合价一定是+6价
C．IVA族元素的最高化合价都是+4价
D．VIIA族元素的最高化合价都是+7价，且最低负价都是 1价
二、多选题
13．分子筛是一类具有规整孔道结构的多孔材料，能够选择性吸附空间结构各异和不同尺寸的分子，在化学工业中有着广泛的应用。近年来，我国科学家在分子筛研究领域不断取得新的突破。这些研究中涉及的部分元素在周期表中位置如下：
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1 H
2 C N O
3 Na Al Si
4 K Ca
传统的分子筛主要含有O、Na、Al和Si元素，通过调控这 4种元素的比例，可获得不同性能的分子筛产品。这4种元素中
A．非金属性最强的是O B．最外层电子数最少的是 Na
C．具有两性的金属性是Al D．原子半径最大的是Si
14．分子筛是一类具有规整孔道结构的多孔材料，能够选择性吸附空间结构各异和不同尺寸的分子，在化学工业中有着广泛的应用。近年来，我国科学家在分子筛研究领域不断取得新的突破。这些研究中涉及的部分元素在周期表中位置如下：
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1 H
2 C N O
3 Na Al Si
4 K Ca
通过将分子筛中的元素Na替换为K或Ca，可改变分子筛的孔径大小。这3种元素中
A．Na可与Cl2反应
B．K的单质与水的反应最剧烈
C．Na的氧化物与水的反应均为化合反应
D．Ca的最高价氧化物的水化物碱性最强
三、工业流程题
15．锗Ge及其化合物应用于航空航天测控、光纤通讯等领域、一种提纯二氧化锗粗品(主要含、)的工艺如下：
已知：ⅰ.Ge位于第四周期ⅣA族，为两性氧化物，沸点低。
ⅱ.As位于第四周期ⅤA族，为两性氧化物，沸点低。
(1)写出“碱浸”过程中发生反应的离子方程式___________。
(2)“氧化”过程是将氧化为As的最高价的化合物。
①理论上消耗与的物质的量之比为___________。
②如果没有“氧化”过程，产生的影响可能是___________。
(3)“水解”过程得到沉淀，过滤，滤液经过处理后可用于___________过程，实现物质循环利用。
16．近年来，新能源汽车和储能技术快速发展，锂盐消耗飞速增长。中国拥有丰富的锂资源，以盐湖卤水(主要含NaCl、和LiCl等)通过煅烧法提取锂的工艺流程如图所示，回答下列问题。
已知：①喷雾干燥后所得固体中含有NaCl、LiCl、等；
②20℃时，相关物质的溶解度如下：
化合物 溶解度/(g/L)
NaCl 360
LiCl 832
218
13.3
(1)Mg的原子结构示意图为___________。单质锂在空气中燃烧生成___________(填化学式)。
(2)在煅烧时会产生HCl气体，则该反应的化学方程式为___________，HCl为___________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)加入碳酸钠时，发生反应的离子方程式为___________，从浊液中获得固体的操作是___________。
(4)该工艺的不足之处为___________(填一点即可)。
17．氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图：
(1)合成氨气的原料气常来自于空气中的，请写出的结构式_______，并用电子式表示的形成过程_______。
(2)氨分离器中压强约为15MPa温度约为20℃，分离氨应用了氨_______的性质。
(3)请写出氧化炉内发生反应的化学方程式_______。
(4)向吸收塔中通入过量A是_______，作用是_______。
(5)也可用溶液吸收氮氧化物的尾气制备、。
已知：。若将、两种产品的物质的量之比设为1：1，则生产69t 时，的理论用量为_______t(假定恰好完全反应)。
四、结构与性质
18．光气(COCl2)是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料等方面都有应用。反应CHCl3+H2O2→COCl2+HCl+H2O可以制备光气。试回答：
(1)CH4和Cl2发生取代反应可以得到CH2Cl2、CHCl3和CCl4液体混合物，分离提纯的方法是______。
(2)H2O2的电子式为______，属于______分子(填极性或非极性)。
(3)光气的结构式为中心原子C的杂化方式为______，分子中含有______个σ键，______个π键。
(4)沸点：CHCl3______H2O2(填“＞”或“＜”)，原因是_____。
参考答案：
1．A
【详解】A．是一种新型的单质不是化合物，A错误；
B．金刚石与都为碳元素的不同单质，互为同素异形体，B正确；
C．将“纳米车”分散于水中所形成的分散系为胶体，能产生丁达尔效应，C正确；
D．“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段，D正确；
故选A。
2．A
【详解】A．1个CO2分子含有3个原子，22g CO2为0.5mol，则含有的原子数为1.5NA，A正确；
B．没有溶液体积，不能计算钠离子的物质的量，因此不能计算钠离子数，B错误；
C．氯气和铁反应生成氯化铁，氯元素化合价由0变为-1，则1mol Cl2与足量Fe反应，转移的电子数为2NA，C错误；
D．由于D218O分子的相对分子质量为22，则2.2g D218O分子的物质的量为0.1mol，1个D218O分子含有12个中子，则含有的中子数为1.2NA，D错误；
故答案选A。
3．C
【分析】据图可知，原子半径从X、Y、Z、M、N、Q依次增大，X只有-2价，是氧元素。Y的主要化合价是-4价和＋4价，Z的最高价是＋7价，Y原子半径大于氧原子，小于Z原子，所以Y是碳元素，Z是氯元素。M的主要化合价是-2价和＋6价，原子半径大于氯原子，则M是硫元素。N的最高价是＋3价，则N是铝元素。Q的主要化合价是＋1价，原子半径最大，则Q是钠元素。
【详解】A．Q与X组成的化合物Q2X2 即Na2O2，阴阳离子个数比为1：2，A正确；
B．非金属性M＞Y＞N，非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物酸性：M＞Y＞N，B正确；
C．核外电子层数越多，半径越大，核外电子排布相同的离子，其离子半径随原子序数的增大而减小，则简单离子半径：Z＞X＞N，离子半径最小的是N3+，C错误；
D．据分析，原子序数：Z＞M ＞Q＞Y，D正确；
答案选C。
4．D
【详解】A．最外层电子数相同的元素不一定是同一族的元素，如0族元素He和第ⅡA族元素的原子最外层均为2个电子，过渡元素里也有很多元素的原子最外层也是2个电子，A错误；
B．第IA族和VIIA族元素原子间可能形成离子键也可能形成共价键，如HF中只含共价键，NaF中只含离子键，B错误；
C．元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵行的元素，称为过渡元素，全部为金属，C错误；
D．从第一周期到第七周期，每一周期的元素种类数分别为2、8、8、18、 18、32、32， 同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、8、18、32，也可能相差相邻周期元素种类数的和，故主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、16、26、36等，D正确；
故选D。
5．A
【详解】A．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F>Cl>Br，则氢化物稳定性HF>HCl>HBr，A正确；
B．元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，同主族，从上到下，元素的金属性依次增强，B错误；
C．一般来说，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，核电荷数越多，半径越小，故离子半径大小：S2->Cl->Na+，C错误；
D．元素的非金属性从左到右逐渐增强，从上到下逐渐减弱，故非金属性强弱O>N>Si，D错误；
故答案选A。
6．A
【详解】根据表中数据分析，X为镁，Y为铝，Z为铍，P为硫，Q为氟。据此解答。
A．镁可以在二氧化碳中燃烧，A正确；
B．氟的非金属性比硫强，B错误；
C．镁和铍是同主族元素，从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，即X>Z，C错误；
D．镁离子有2个电子层，氟离子也有2个电子层，根据核电荷数越大，离子半径越小分析，氟离子半径大于镁离子半径，D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．由反应可知生成氯化铵固体，故当浓氨水接近管道，若产生白烟则说明管道漏气，A正确；
B．反应中氯元素化合价降低，氯气为氧化剂；氮元素化合价升高生成氮，2分子氨气为还原剂；故该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为，B错误；
C．氯化铵的铵根离子中含氮氢共价键，C正确；
D．生成的N2分子中存在氮氮叁键，电子式为，D正确；
故选B。
8．D
【详解】A．Cl2在饱和食盐水中的溶解度小，用饱和NaCl溶液除氯气中的氯化氢，故A正确；
B．Fe2(SO4)3和铁反应生成FeSO4，用铁粉除溶Fe2(SO4)3液中的FeSO4，故B正确；
C．Al(OH)3和足量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠溶液，用氢氧化钠溶液除Mg(OH)2中的Al(OH)3，故C正确；
D．SO2、CO2都能与Na2CO3溶液反应，不能用饱和Na2CO3溶液除CO2中的SO2，用饱和NaHCO3溶液除CO2中的SO2，故D错误；
选D。
9．D
【分析】X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，X有三种核素且质量数比为1∶2∶3，且它与其它四种元素不在同一周期，则X是H元素；W的次外层电子数是最外层电子数的4倍，则W核外电子排布是2、8、2，所以W是Mg元素； X与Z元素在同一主族，结合原子序数可知Z为Na元素； W原子核外电子总数是Y的2倍，W为Mg，核外电子总数是12，则Y为6号元素C；R元素在同周期中原子得电子能力最强，则R为Cl元素，根据上述分析可知：X是H，Y是C，Z是Na，W是Mg，R是Cl元素。
【详解】A．Y是C元素，原子核外电子排布是2、4，根据原子结构与元素位置关系可知C元素位于元素周期表第二周期第IVA族，A错误；
B．同一周期元素，原子序数越大，元素的金属性越强，其原子失去电子能力就越强。Z是Na，W是Mg，原子失去电子能力：Z(Na)＞W(Mg)，B错误；
C．X是H，Z是Na，二者形成的化合物NaH为离子化合物，只含有离子键；W是Mg，R是Cl元素，二者形成的化合物MgCl2也是离子化合物，其中只含有离子键，C错误；
D．R是Cl，元素的非金属性：Cl＞Br，元素的非金属性越强，其相应的单质的活动性就越强，活动性强的可以将活动性弱的置换出来，所以能够发生反应：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，D正确；
答案选D。
10．C
【详解】A．O2(PtF6)为离子化合物，其中Pt为+5价，该反应中O2转化为，则O2是还原剂，A错误；
B．由上述信息可知O有正价，B错误；
C．O2+PtF6=O2(PtF6)中Pt由+6价变为+5价，而O2转化为，由0价升高到+1价，都是转移1个电子，则每生成1molO2(PtF6)转移电子数为NA，C正确；
D．O2(PtF6)中氧原子和氧原子之间存在非极性共价键，D错误；
故选C。
11．B
【详解】A．为铜主族元素，性质相似，和难溶于水，可以推测难溶于水，A错误；
B．非金属性：，所以氢化物的稳定性：，因此的分解温度，B正确；
C．Si和Ge位于金属和非金属的分界处，为半导体材料，但同族的其他元素，非金属为绝缘体，金属为导体，C错误；
D．因为非金属性：，所以与反应越来越容易，P与在常温时不能反应，D错误；
故选B。
12．C
【详解】A．除氢以外的第IA族元素被称为碱金属元素，故A错误；
B．VA族元素的最外层有5个电子，其最高化合价是+5价，故B错误；
C．IVA族元素的最外层有4个电子，其最高化合价都是+4价，故C正确；
D．VIIA族元素的最高化合价是+7价，且最低负价都是 1价，但氟没有最高正价，故D错误。
综上所述，答案为C。
13．ABC
【分析】在周期表中，同一周期元素从左往右，元素的金属性减弱，非金属性增强，原子半径逐渐减小，同一主族元素，从上往下，元素的金属性增强，非金属性减弱，原子半径逐渐增大，据此分析解答。
【详解】A．O、Na、Al和Si四种元素中，根据它们在周期表中的位置，根据元素周期律，可知非金属性最强的是O，故A正确；
B．最外层电子数等于主族序数，根据四种元素在周期表的位置，可知最外层电子数最少的是 Na，故B正确；
C．四种元素中，金属Al即能和酸反应，又能和碱反应，是两性金属，故C正确；
D．根据四种元素在周期表的位置和元素周期律，可知它们的半径大小是Na>Al>Si>O，则原子半径最大的是Na，故D错误；
答案ABC。
14．AB
【详解】A．Na可与Cl2反应生成NaCl，故A正确；
B．金属性：Na
D．金属性：Na
15．(1)GeO2+2OH-=GeO+H2O
(2) 3:1 生成的可能会含有杂质，
(3)蒸馏
【分析】粗品加入NaOH溶液碱浸时，GeO2与碱反应生成Na2GeO3，元素镓为“类铝”元素，则As2O3生成NaAsO2；氧化过程为氯酸钠与NaAsO2反应生成Na3AsO4和氯化钠；加入盐酸时，Na2GeO3与盐酸蒸馏生成GeCl4，GeCl4水解生成GeO2 nH2O，再经烘干可得高纯GeO2。
【详解】（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式GeO2+2OH-=GeO+H2O；
（2）①反应过程中中的As由+3价升高为+5价，中的Cl由+5价降低为-1价，根据得失电子守恒，理论上消耗与的物质的量之比为3:1。
②根据和沸点低，如果没有“氧化”过程，蒸馏过程得到和，水解，产生的影响可能是生成的可能会含有杂质，
（3）“水解”过程得到沉淀和盐酸，过滤后，滤液经过处理后可用于蒸馏过程，实现物质循环利用。
16．(1)
(2) 共价化合物
(3) 过滤
(4)煅烧过程能耗大或煅烧时产生的HCl会腐蚀设备(或其他合理答案)
【分析】盐湖卤水(主要含NaCl、MgCl2和LiCl等)经日晒蒸发、喷雾干燥后，所得固体中含有NaCl、LiCl、MgCl2 6H2O等；煅烧时，MgCl2 6H2O转化为MgO、HCl等；加水洗涤、干燥后得到高纯氧化镁；将所得洗涤液蒸发浓缩，再加入Na2CO3，将LiCl转化为Li2CO3沉淀，然后过滤分离，从而获得Li2CO3。
【详解】（1）Mg为12号元素，原子结构示意图为；单质锂在空气中燃烧生成氧化锂，Li2O；
（2）煅烧时，MgCl2 6H2O转化为MgO、HCl气体等，则该反应的化学方程式为，HCl分子中H原子与Cl原子间以共价键相结合，为共价化合物；
（3）加入碳酸钠时，LiCl转化为Li2CO3沉淀，发生反应的离子方程式为，从浊液中将Li2CO3固体与溶液分离的操作是过滤；
（4）在煅烧过程中，需要提供能量使MgCl2 6H2O分解，且产生的HCl为酸性气体，会造成设备的腐蚀，所以该工艺的不足之处为：煅烧过程能耗大或煅烧时产生的HCl会腐蚀设备(或其他合理答案)。
17．(1)
(2)易液化
(3)
(4) O2 氧化NO生成硝酸
(5)212
【分析】工业上常用Na2CO3吸收尾气，发生的反应为NO＋NO2＋Na2CO3═2NaNO2＋CO2、2NO2＋Na2CO3═NaNO2＋NaNO3＋CO2，结合钠元素和氮元素守恒可知n（Na）＝n（N），据此计算消耗的Na2CO3的物质的量；据此分析解题。
【详解】（1）的结构式为；电子式表示N2和H2反应生成的形成过程为；故答案为；。
（2）氨分离器中压强约为15MPa温度约为20℃，分离氨应用了氨易液化的特性；故答案为易液化。
（3）氧化炉内发生反应为和O2生成NO和H2O；化学方程式为；故答案为。
（4）根据分析可知，A是O2，向吸收塔中通入A的作用氧化NO生成硝酸，故答案为O2；氧化NO生成硝酸。
（5）据分析可知，溶液吸收氮氧化物的尾气发生的反应为NO＋NO2＋Na2CO3═2NaNO2＋CO2、2NO2＋Na2CO3═NaNO2＋NaNO3＋CO2，钠元素和氮元素守恒可知n（Na）＝n（N），当、两种产品的物质的量之比设为1：1，则生产69t 时，的理论用量为；故答案为212。
18．(1)蒸馏
(2) 极性
(3) sp2 3 1
(4) ＜ H2O2分子间存在氢键
【详解】（1）CH2Cl2、CHCl3和CCl4都是油状液体，可以利用它们沸点的不同进行分离，故分离提纯的方法为蒸馏。
故答案为：蒸馏。
（2）H2O2分子中，1个氧原子分别与1个氢原子共用一个电子对，两个氧原子之间共用一个电子对，电子式为：，属于极性分子。
故答案为：，极性。
（3）在光气分子中，中心碳原子分别以1个δ键与2个Cl原子及一个O原子结合，余下一个电子与O余下的一个电子形成π键，故C的杂化方式为sp2，分子中含有3个δ键和1个π键。
故答案为：sp2，3，1。
（4）因为H2O2分子间存在氢键(形成原子：N、O、F)，故沸点：CHCl3＜H2O2。
故答案为：＜，H2O2分子间存在氢键。
