第四章 物质结构 元素周期律 单元测试题
一、单选题
1．为防止废弃的硒单质(Sc)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒()，再用KI溶液处理回收Se．发生的反应为①、②。已知：Se元素的原子结构示意图为 。下列说法错误的是
A．硒元素在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族
B．反应②中KI为还原剂，Se为还原产物
C．氧化性由强到弱的顺序：
D．反应①体现了浓硫酸的酸性和强氧化性，每生成0.1mol ，转移0.2mol电子
2．我国火星探测器“祝融号”已在火星表而工作了很长的时间。火星气体及岩石中富含W、X、Y、Z四种元素。已知：W、X、Y、Z为原子序数递增的四种短周期元素，W和Z为同一主族元素，其中X是地壳中含量最高的元素，Y元素原子的M层电子数与K层电子数相同，W的最高正化合价与最低负化合价的代数和为0。下列说法错误的是
A．W的最高价氧化物对应的水化物为弱酸
B．W和X形成的化合物都是酸性氧化物
C．原子半径大小：
D．Y和Al两者的最高价氧化物对应的水化物的碱性较强的是Y
3．利用如图所示的装置和下列试剂能同时探究同周期和同主族元素性质递变规律的是
选项 甲 乙 丙 丁
A 盐酸 碳酸钙 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液
B 浓盐酸 高锰酸钾 饱和食盐水 Na2S溶液
C 硝酸 碳酸钙 饱和NaHCO3溶液 澄清石灰水
D 硝酸 碳酸钙 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液
A．A B．B C．C D．D
4．物质性质随着中心原子的原子序数(Z)增大而递变，其中物质性质(Y)递变趋势符合图像变化规律的是
A．原子半径：Be、Mg、Ca B．熔、沸点：Cl2、Br2、I2
C．碱性：NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3 D．酸性：HF、HCl、HBr
5．1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，2019年是“国际化学元素周期表年”。下列关于常用元素周期表的说法正确的是
A．ⅠA族所有元素称为碱金属元素
B．元素周期表中有18列，每列为一族，共18个族
C．元素周期表第四、五、六周期中都含有18种元素
D．元素原子的电子层数等于其所在周期的周期序数
6．下列有关化学用语正确的是
A．的结构式： B．互为同素异形体
C．原子核内有1个中子的氦原子： D．中的阴离子为
7．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图。已知W在地壳中含量最高；X遇水剧烈反应；Y的单质可用于光伏发电；Z的最外层电子数比次外层电子数少1个。下列说法错误的是
A．简单离子半径：X
D．形成的化合物中，各原子均达到8电子稳定结构
8．下列有关物质结构的描述正确的是
A．氧化钙CaO的电子式：
B．用电子式表示H2S形成过程：
C．分子具有一定的空间结构，如CO2为直线型，分子结构模型为：
D．H2O分子的结构式：
9．某种化合物的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，X的原子半径是元素周期表中最小的，下列说法错误的是
A．气态氢化物的稳定性：Y
C．X、Z和Q可能形成离子化合物w
D．原子序数为82的元素与Q位于同一主族
10．工业上利用非氧化还原反应：制备无水。下列表示反应中相关微粒的化学用语错误的是
A．中子数为18的氯原子： B．的结构式：
C．的结构示意图： D．的电子式为
11．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是原子序数最小的元素，Y元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个；Z元素原子最外层有1个电子；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数。下列说法正确的是
A．Y元素形成的简单阴离子的结构示意图为
B．Z的单质可与Y的单质化合生成Z2Y2或Z2Y
C．含X、Y、Z、W四种元素的化合物的化学式可能为NaHCO3
D．Z的单质与X2Y反应的离子方程式为Na + H2O = Na＋ + OH- + H2↑
12．短周期主族元素a、b、c、d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，x、y、z是这些元素组成的二元化合物，其中z为形成酸雨的主要物质之一，w溶液可使酚酞溶液显红色。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A．原子半径的大小：a
C．简单氢化物的沸点：b>d
D．y、w溶于水，破坏的化学键类型完全相同
13．短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大，形成的化合物是一种重要的食品添加剂，结构如下图。Z核外最外层电子数与X核外电子总数相等。W的原子半径在周期表中最小。下列有关叙述正确的是
A．原子半径大小：Q>Z>Y
B．该化合物中Y原子不满足8电子稳定结构
C．该化合物中，W、X、Y、Z、Q之间均为共价键
D．Q元素对应的单质能与水反应
14．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是
A．由X、Y组成的化合物是离子化合物
B．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W
D．简单气态氢化物的热稳定性：W>X
二、填空题
15．下表是元素周期表的一部分，根据①~ 号元素填写下列空白：
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0族
2 ① ② ③ ④ ⑤
3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
4
(1)在这些元素中，非金属最强的是：_______(填具体元素符号，下同)。
(2)在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是_______，其中有一个是两性氢氧化物，写出它与氢氧化钠反应的离子方程式_______。
(3)用电子式表示以上元素中金属性最强的元素与元素⑨组成的化合物的形成过程：_______。
(4)写出③和⑥组成的含有非极性共价键的化合物的电子式：_______。
(5)⑦①②三种元素的原子半径由大到小的顺序为_______。
(6)④的一种化合物可以用来雕刻玻璃，写出其涉及的化学方程式_______。
16．下表是元素周期表的一部分，表中所列的每个序号分别代表某一元素。
① ② ③
④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
⑨ ⑩
(1)元素②在周期表的位置是_______。元素③④组成原子个数比为1：1的化合物的电子式_______。
(2)⑦⑧⑨分别形成的简单离子，它们的离子半径由小到大的顺序是_______(填离子符号)。
(3)元素⑩原子最外层电子数是L层电子数的1/4，其二价阳离子的电子数为24，请画出该元素的原子结构示意图_______。
(4)写出工业制取元素⑥的单质的化学方程式_______。
(5)第四周期中分别与①、②同主族的Ga、As形成的GaAs的熔点为1238℃，其熔融状态下不导电。GaAs属于_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)；元素⑤与Ga性质相似，下列关于Ga说法错误的是_______(填写序号)。
A．一定条件下，Ga可溶于强酸与强碱
B．常温下，Ga可与水剧烈反应
C．Ga(OH)3受热能分解
D．一定条件下，Ga2O3可与NaOH溶液反应
17．元素周期表是学习物质结构和性质的重要工具，下图是元素周期表的一部分，表中所列数字①～⑨分别代表某种化学元素。请依据这9种元素回答下列问题。
①
② ③
④ ⑤ ⑥ ⑦
⑧ ⑨
(1)非金属性最强的元素是_______。(填元素符号)
(2)⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式是_______。(填化学式)
(3)表中某些元素的原子可形成与Ar具有相同电子层结构的简单离子，这些离子的半径由大到小的顺序是_______(填离子符号)。
(4)任意例举一个实验事实说明金属性④>⑤：_______。
(5)化合物M由9种元素中2种元素甲、乙组成，M电子式可表示为，则M化学式为_______。(填元素符号)
(6)1971年在星际空间发现一种由①、②、③三种元素组成的直线型分子X。X的摩尔质量为51g·mol-1，且X分子中共含5个原子(各原子均满足稀有气体原子的稳定结构)，X分子式为_______，结构式为_______。
三、结构与性质
18．国家卫生健康委员会发布公告称，富硒酵母、二氧化硅、硫黄等6种食品添加剂新品种安全性已通过审查，这些食品添加剂包括食品营养强化剂、风味改良剂、结构改善剂、防腐剂，用于食品生产中，将更好地满足吃货们的心愿，丰富舌尖上的营养和美味。请回答下列问题：
(1)富硒酵母是一种新型添加剂，其中核电荷数为34的硒元素在周期表中的位置为___________。
(2)下列说法正确的是___________(填字母)
A．热稳定性：H2Se>H2S> H2O B．36S与74Se的中子数之和为60
C．酸性：H2SeO4>H2SO4>HClO4 D．还原性：S2->Se2-
(3)短周期元素d、e、f、g、h、x都可能存在于某些食品添加剂中，其最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示：
①由e、g两种元素组成的化合物的电子式为___________
②d、e、f、g、h元素形成的简单离子中半径最大的是___________(用化学式表示)，其结构示意图为___________
③x和d组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是___________(填化学式)，其结构式是___________
参考答案：
1．D
【详解】A．硒元素为34号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族，A正确；
B．反应②中KI中碘元素化合价升高发生氧化反应，KI为还原剂；中Se元素化合价降低发生还原反应，得到Se为还原产物，B正确；
C．氧化剂氧化性大于氧化产物，由反应可知，氧化性由强到弱的顺序：，C正确；
D．反应①是浓硫酸和非金属单质Se的反应，体现了浓硫酸的强氧化性，没有体现其酸性，D错误；
故选D。
2．B
【分析】已知：W、X、Y、Z为原子序数递增的四种短周期元素，其中X是地壳中含量最高的元素，X为氧；Y元素原子的M层电子数与K层电子数相同，为镁；W和Z为同一主族元素，W的最高正化合价与最低负化合价的代数和为0，则W为碳、Z为硅；
【详解】A．W的最高价氧化物对应的水化物为碳酸，碳酸为弱酸，A正确；
B．W和X形成的化合物CO不是酸性氧化物，B错误；
C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径大小：，C正确；
D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，Y和Al两者的最高价氧化物对应的水化物的碱性较强的是Mg，D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，因盐酸易挥发则混有HCl杂质气体，通过饱和NaHCO3溶液可除去HCl，得到二氧化碳通入Na2SiO3溶液中生成硅酸难溶物，可得酸性：H2CO3>H2SiO3，则非金属性：C>Si，不能探究同周期元素性质递变规律，A错误；
B．浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气，混有HCl杂质气体经饱和食盐水可除去，氯气与Na2S溶液发生氧化还原反应生成S，可得氧化性：Cl2>S，则非金属性：Cl>S，不能探究同周期元素性质递变规律，B错误；
C．硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙和二氧化碳和水，硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与饱和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳，也能使澄清石灰水变浑浊，可得酸性：硝酸大于碳酸，非金属性：N>C，不能探究同主族元素性质递变规律，C错误；
D．硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙和二氧化碳和水，说明非金属性：N>C，即探究同周期元素性质递变规律，二氧化碳通入Na2SiO3溶液中生成硅酸难溶物，则非金属性：C>Si，即探究同主族元素性质递变规律，D正确；
故选：D。
4．C
【详解】A．同主族元素从上到下原子半径增大，则原子半径：Be
D．HF是弱酸，HCl是强酸，与图不符，D错误；
故选：C。
5．D
【详解】A．ⅠA族中氢元素为非金属元素，不是金属元素，故A错误；
B．元素周期表有18个纵行，其中有7个主族、7个副族、1个0族、1个ⅤⅢ族，共有16个族，故B错误；
C．元素周期表中，第四、五周期含有18种元素，第六周期含有32种元素，故C错误；
D．元素周期表中，原子的电子层数等于其所在周期的周期序数，故D正确；
故选D。
6．C
【详解】A．次氯酸是一元酸，结构式为H—O—Cl，故A错误；
B．16O和18O是互为同位素的两个氧原子，则是化学性质相同的同一种物质，不互为同素异形体，故B错误；
C．原子核内有1个中子的氦原子的质子数为2、质量数为3，原子符号为，故C正确；
D．过氧化钙是含有离子键和共价键的离子化合物，阴离子为O，故D错误；
故选C。
7．C
【分析】W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图。已知W在地壳中含量最高，则W为O；X遇水剧烈反应，其原子半径最大，则X为Na；Y的单质可用于光伏发电，则Y为Si；Z的最外层电子数比次外层电子数少1个，则Z最外层含有7个电子，其原子序数大于Si，则Z为Cl元素，以此分析解答。
【详解】结合分析可知，W为O，X为Na，Y为Si，Z为Cl元素。
A．电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：Na+＜O2-，故A正确；
B．非金属性Si＜Cl，则简单气态氢化物的稳定性：SiH4＜HCl，故B正确；
C．非金属性Si＜Cl，最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SiO3>HClO4，故C错误；
D．Si、Cl形成的二元化合物为四氯化硅，四氯化硅分子中Si、Cl原子均满足8电子稳定结构，故D正确；
故选C。
8．A
【详解】A．氧化钙是由钙离子和氧离子结合而成离子化合物，其电子式为 ，故A正确；
B．H2S为共价化合物，电子式表示其形成过程为： ，故B错误；
C．CO2为直线型，但C原子半径大于O， ，故C错误；
D．H2O分子的结构式：H-O-H，故D错误；
故选A。
9．D
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，X的原子半径是元素周期表中最小的，X为氢，Y形成4个共价键，Y为碳；Z形成3个共价键、Q形成2个共价键，且原子序数大于碳，Z为氮、Q为氧；W为带1个单位正电荷的阳离子，为Na；
【详解】A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，根据非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，气态氢化物的稳定性：Y
C．X、Z和Q可能形成离子化合物硝酸铵，C项正确；
D．原子序数为82的元素为铅，铅位于第六周期第ⅣA族，与氧不位于同一主族，D项错误。
故选D。
10．B
【详解】A．核素的表达式中A表示X原子的质量数，Z表示X原子的质子数，则中子数，中子数为18的氯原子为，A项正确；
B．该反应为非氧化还原反应，所以中S的化合价为，则结构式为 ，B项错误；
C．镁原子的核外有12个电子，镁离子是由镁原子失去2个电子形成的，则镁离子核外有10个电子，的结构示意图为 ，C项正确；
D．为共价化合物，其电子式为 ，D项正确；
故选B。
11．B
【分析】X是原子序数最小的元素，X为H元素，Y元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个，Y为O元素，Z元素原子最外层有1个电子，原子序数大于O元素，Z为Na元素，W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数，W为S元素。
【详解】A．Y为O元素，简单阴离子的结构示意图为：，A错误；
B．Z为Na元素，Y为O元素，Z的单质可与Y的单质化合生成或者，B正确；
C．X为H元素，Y为O元素，Z为Na元素，W为S元素，四种元素组成的化合物可能为：或者，C错误；
D．Na和反应的离子方程式为：，D错误；
故选B。
12．C
【分析】短周期主族元素，a、b、c、d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时；x、y、z是这些元素组成的二元化合物，其中z为形成酸雨的主要物质之一，z为SO2，q为S，d为S元素，n为O2；w溶液可使酚酞溶液显红色，w溶液呈碱性，则w为NaOH或碳酸钠，结合原子序数及图中转化可知，a为H或C，b为O，c为Na，x为H2O或二氧化碳，y为Na2O2，以此来解答。
【详解】由分析可知，a为H或C，b为O，c为Na，d为S，则
A．电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径的大小：H＜O＜S＜Na或O＜C＜S＜Na，故A错误；
B．x若为H2O，其电子式为，故B错误；
C．水分子间含氢键，氢化物的沸点：H2O＞H2S，故C正确；
D．y为Na2O2，溶于水生成氢氧化钠和氧气，破坏含离子键和共价键，而w为NaOH或碳酸钠，溶于水，只破坏离子键，故D错误；
故选C。
13．D
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大，W的原子半径在周期表中最小，则W为H元素；由图示化合物的结构图可知，X为第ⅣA族元素，Y为VA族元素，Q为第IA族元素，Z为ⅥA族元素，且Z核外最外层电子数与X核外电子总数相等，结合原子序数大小可知，X为C元素，Y为N元素，Z为O元素，Q为Na元素，以此解答该题。
【详解】由上述分析可知，W为H、X为C、Y为N、Z为O、Q为Na。则
A．Y为N，Z为O，Q为Na，主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Na＞N＞O，故A错误；
B．该化合物中Y原子形成3对共用电子对，Y上有1对孤电子对，Y满足8电子稳定结构，故B错误；
C．该化合物中含有离子键，故C错误；
D．钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，故D正确；
故选D。
14．A
【详解】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，为氧元素，Y原子的最外层有2个电子，为镁元素，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，为硅元素，W与X位于同一主族，为硫元素。据此解答。
A．氧化镁为离子化合物，A正确；
B．根据电子层越多半径越大，同周期元素，从左到右半径逐渐减小分析，原子半径：r(Y)>r(Z)>r(W)> r(X)，B错误；
C．硫酸酸性大于硅酸，C错误；
D．氧的非金属性大于硫，故水的稳定性大于硫化氢，D错误；
故选A。
15．(1)F
(2) HClO4
(3)
(4)
(5)Al>C>N
(6)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
【分析】根据元素在周期表中的位置，①是C元素、②是N元素、③是O元素、④是F元素、⑤是Ne元素、⑥是Na元素、⑦是Al元素、⑧是Si元素、⑨是S元素、⑩是Cl元素、 是K元素。
【详解】（1）同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，在这些元素中，非金属最强的是F。
（2）同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，非金属性F>O>Cl，F、O没有最高价氧化物，在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是HClO4，两性氧化物是Al2O3，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式。
（3）同周期元素从左到右金属性减弱，同主族元素从上到下金属性增强，金属性最强的是K，用电子式表示K与S组成的化合物的形成过程。
（4）③和⑥组成的含有非极性共价键的化合物是Na2O2，电子式为；
（5）电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，Al、C、N，三种元素的原子半径由大到小的顺序为Al>C>N；
（6）HF可以用来雕刻玻璃，其涉及的化学方程式SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。
16．(1) 第二周期VA族 或 第2周期VA族
(2)Ca2+< Cl-
(4)SiO2+2CSi+2CO↑
(5) 共价化合物 B
【分析】根据元素在周期表中的位置，①是B元素；②是N元素；③是O元素；④是Na元素；⑤是Al元素；⑥是Si元素；⑦是S元素；⑧是Cl元素；⑨是Ca元素；⑩是Fe元素。
【详解】（1）②是N元素，在周期表的位置是第二周期VA族。O、Na组成原子个数比为1：1的化合物是Na2O2，Na2O2是离子化合物，电子式为。
（2）S2-、Cl-、Ca2+的电子层数相同，质子数越多半径越小，它们的离子半径由小到大的顺序是Ca2+
（4）工业上用二氧化硅和焦炭在高温条件下反应制取单质硅，反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；
（5）Ga、As形成的GaAs的熔点为1238℃，其熔融状态下不导电，说明不含离子键，GaAs属于共价化合物；
A．Al与Ga性质相似，所以Ga可溶于强酸与强碱，故A正确；
B．常温下，铝与水不反应，则Ga与水不反应，故B错误；
C．Al(OH)3受热能分解为氧化铝和水，可知Ga(OH)3受热能分解，故C正确；
D．Al2O3可与NaOH溶液反应，则Ga2O3可与NaOH溶液反应，故D正确；
选B。
17．(1)Cl
(2)HBrO4
(3)S2-＞Cl-＞K+
(4)Na与冷水剧烈反应，镁与热水缓慢反应
(5)S2Br2或S2Cl2
(6) C3HN H－C≡C－C≡N
【分析】依据这9种元素在周期表中的位置可判断①～⑨分别是H、C、N、Na、Mg、S、Cl、K、Br，据此解答。
【详解】（1）同周期自左向右非金属性逐渐增强，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，则非金属性最强的元素是Cl。
（2）Br的最高价氧化物对应水化物的化学式是HBrO4。
（3）可形成与Ar具有相同电子层结构的简单离子，由于核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，所以这些离子的半径由大到小的顺序是S2-＞Cl-＞K+。
（4）Na与冷水剧烈反应，镁与热水缓慢反应可说明金属性钠大于镁的金属性。
（5）化合物M由9种元素中2种元素甲、乙组成，M电子式可表示为，这说明甲最外层有7个电子，乙最外层有6个电子，分别是Cl或Br、S，则M化学式为S2Br2或S2Cl2。
（6）1971年在星际空间发现一种由H、C、N三种元素组成的直线型分子X。X的摩尔质量为51g·mol-1，且X分子中共含5个原子，由于各原子均满足稀有气体原子的稳定结构，所以X的结构式为H－C≡C－C≡N，其分子式为C3HN。
18．(1)第四周期第VIA族
(2)B
(3) S2- H2O2 H-O-O-H
【详解】（1）硒元素为34号元素，在元素周期表第四周期ⅥA族。
（2）A．非金属性O>S>Se，则热稳定性H2Se
C．非金属性Cl>S>Se，故酸性H2SeO4
（3）x原子序数最小，最高正价为+1，x为H，d原子序数较小，最低负价为-2，d为O，e原子序数大于O，最高正价为+1，e为Na，f原子序数大于Na，最高正价为+3，f为Al，g原子序数大于Al，最高正价为+6，g为S，h原子序数略大于S，最低负价-1，h为Cl。
①Na、S组成的化合物为Na2S，电子式为。
②O2-、Na+、Al3+、S2-、Cl-中硫离子和氯离子比其他三种离子多一个电子层，离子半径较大，离子电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则五种离子中，半径最大的是S2-，S2-的结构示意图为。
③H和O组成的化合物有H2O和H2O2，其中既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H2O2，其结构式为H-O-O-H。
