第四章 物质结构 元素周期律 单元同步测试卷
一、单选题
1．元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，这些元素组成的物质之间的转化关系如图。m、p、r是常见的单质，其中p是元素W的单质，为用途最广泛的金属；n由两种元素组成，通常为液态，中含有质子；q是一种强碱，二氧化碳与其反应后溶液的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是
A．r是一种最理想的清洁能源
B．q为离子化合物，含有离子键和共价键
C．由元素Z和Y组成的化合物中阴阳离子个数比为1∶1
D．n和p的反应中，每消耗，反应中转移电子的物质的量为
2．为正盐，能将溶液中的还原为，可用于化学镀银。反应的离子方程式为。下列说法正确的是
A．上述反应中，氧化产物是
B．该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
C．中含有离子键、极性共价键和非极性共价键
D．是三元酸，与反应可生成三种盐
3．CO与反应生成的历程如下(部分微粒未画出)：
下列分析不正确的是
A．分子的空间结构是直线型
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的
D．CO和O生成的过程涉及了电子转移
4．下列关于元素周期表及周期律的叙述，其中错误的是
①硫酸锶是难溶于水的白色固体
②硒化氢是无色，有毒，比稳定的气体
③镁()在氮气中剧烈燃烧，产物是，其溶液是一种强碱
④卤素单质的熔点从到逐渐升高，碱金属单质的熔点从到也逐渐升高
⑤元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
⑥砹()为有色固体，不稳定，不溶于水也不溶于稀酸
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
5．有7种短周期元素，原子半径及主要化合价如表，下列说法正确的是：
元素代号 X Y Z M W Q R
原子半径/nm 0.186 0.143 0.104 0.099 0.070 0.066 0.032
主要化合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1
A．Z在第三周期IVA族
B．离子半径：
C．Z、W、Q、R四种元素形成的化合物一定不含离子键
D．M元素的非金属性比Z强
6．下表为截取的元素周期表前4周期的一部分，且X、Y、Z、R和W均为主族元素。下列说法不正确的是
X
Y Z R
W
A．Z的氧化物与X单质不可能发生置换反应
B．X、Z原子序数一定相差8
C．Y最高价氧化物对应水化物不可能是强酸
D．五种元素原子最外层电子数一定均大于2
7．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X和Y形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，Y位于第ⅤA族，X和Z同主族，W的最外层电子数和电子层数相等，下列说法中正确的是
A．单质的还原性：
B．原子半径：
C．Z和W两者的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
D．X和Y形成的气态氢化物与HCl反应形成的化合物为共价化合物
8．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．核外电子数最少的是 Na
C．金属性最强的是Al D．原子半径最大的是Si
9．已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素，A与D同主族，B与C同周期，且C与D的原子序数之和为20。E为地壳中含量最高的过渡元素。甲、乙分别为元素E、A的单质，丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物，它们之间的转化关系如图(反应条件已略去)。下列说法错误的是
A．A、B形成的一种化合物具有漂白性
B．D的离子半径小于C的离子半径
C．C的单质能与丙反应置换出B的单质
D．将反应后的固体混合物溶于稀盐酸中，再滴加KSCN溶液，溶液一定呈红色
10．根据下列短周期元素性质的数据判断，下列说法正确的是
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径/10 10m 0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 1.43
最高价或最低价 2 +2 +1 +5、 3 +7、 1 +1 +5、 3 +3
A．元素⑤⑧形成的化合物是离子化合物
B．元素②和⑦的单质在一定条件下会发生反应
C．加热条件下，元素①⑧形成的化合物能和CO2反应，也能和Na2O反应
D．元素④的最高价含氧酸是强酸
11．短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子半径与最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A．R元素的最高正价为价
B．由W、Y组成的最简单化合物能使酸性高锰酸钾褪色
C．R和Z的简单氢化物的沸点：
D．由X和Z组成的化合物既能和强酸反应又能和强碱反应
12．氮是粮食作物生长必需的元素，20世纪初德国化学家哈伯在实验室首次利用氮气和氢气合成了氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ mol-1。从此人类进入了新的农业时代，化肥的使用大大提高了粮食产量。双催化剂“TM－LiH(TM表示过渡金属)”催化合成氨反应的原理示意如图：
下列说法正确的是
A．过程①中，N2分子断键变成N原子会释放能量
B．当1molN2参与反应，过程②中生成lmolLiNH
C．过程③中，没有化学键的断裂，只有化学键的形成
D．合成NH3总反应的原子利用率为100%，即反应物所有原子均被利用
二、多选题
13．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是
A．和属于同种核素
B．气态氢化物的稳定性：
C．b、c、e的最高价氧化物的水化物能够两两反应
D．a和b形成的化合物不可能含共价键
14．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
分子筛中含有的O和Na结合而成的Na2O2中含有的化学键包括
A．离子键 B．非极性共价键 C．极性共价键 D．氢键
三、非选择题
15．I.有下列四种微粒：①O ②Na ③Mg ④N。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为_______(只填序号，下同)。
(2)按离子半径由大到小的顺序排列为_______。
(3)微粒中质子数小于中子数的是_______。
(4)能形成X2Y2型化合物的是_______。
(5)通常情况下，化合价有零价、正价和负价的是_______。
II.已知X、Y为1～18号元素中的两种元素，原子序数X>Y，且X、Y的最高正化合价与其最低负化合价绝对值相等，则(用元素符号或化学式填空)：
(6)X是_______，Y是_______，原子半径X_______Y(填“>”或“<”)。
(7)X、Y的氢化物的化学式分别为_______；最高价氧化物的化学式分别为_______。
16．分子间作用力
(1)范德华力概念：物质的分子间普遍存在着作用力，这种分子间作用力也叫做范德华力。
(2)实质：分子间作用力的实质是______________。
(3)分子间作用力的主要特征
①广泛存在于分子之间；
②只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力，如固体和液体物质中；
③分子间作用力远远________化学键；
④由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。
(4)影响分子间作用力大小的因素
①组成与结构相似的物质。相对分子质量_______，分子间作用力_______。
如：I2>Br2>Cl2>F2；HI>HBr>HCl；Ar>Ne>He。
②分子的空间构型。一般来说，分子的___________________，分子间的作用力_______。
17．2021年2月22日，嫦娥五号采样返回器带回的月壤公开亮相。对月壤中化学元素的分析有助于认识月球表面环境。元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，部分元素在周期表中的位置如下：
a
b c d
e f g h i
j
(1)经分析，月壤中含有大量的h元素，h在周期表中的位置为______________________。
(2)e和f的单质都是化学家戴维通过电解的方法首次制得。这两种元素化的金属性强弱顺序为：e_______f(填“>”或“<”)，用电子式表示f与i形成离子化合物的过程________________。
(3)d和i两种元素的简单氢化物中，熔沸点较高的氢化物为_______，导致该氢化物熔沸点偏高的原因是________________________________。
(4)《天工开物》记载，“凡火药，以硝石、硫磺为主，草木灰为辅”，由c、d、j三种元素组成的化合物是硝石的主要成分，化学式为_______。
(5)i是海水中含量丰富的元素，其单质及其化合物在生产、生活领域应用广泛。在图中相应位置写出2种含i元素物质的化学式______ (要求物质类别各不相同；参照c元素形成的NO的定位及写法)。
18．Ⅰ、一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入，甲室中充入、的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g。回答下列问题：
(1)甲室中气体的物质的量为___________mol。
(2)甲室中气体的质量为___________g。
(3)甲室中、的平均相对分子质量为___________。
(4)经过查资料知道(常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当与完全反应后，隔板b将静置于刻度“___________”处(填数字)。
Ⅱ、现有下列基本粒子：、、、、、、、，回答下列问题：
(5)有___________种不同的核素。互为同素异形体的粒子为___________。
(6)中子数相等的是___________和___________。
参考答案：
1．C
【分析】n由两种元素组成，通常为液态，1moln中含有10mol质子，则n是H2O；q是一种强碱，二氧化碳与其反应后溶液的焰色试验呈黄色，则q是NaOH； m、p、r是常见的单质，其中p是元素W的单质，则m是Na，p是Fe，r是H2，n和p反应生成r和s，即铁和水反应生成四氧化三铁和氢气，则s为Fe3O4，根据原子序数大小关系可知：X是H，Y是O，Z是Na，W是Fe元素。
【详解】A．r是氢气，氢气燃烧的产物只有水，是一种最理想的清洁能源，故A正确；
B．q是NaOH，是由Na+与OH-通过离子键结合，也含有O-H的共价键，故B正确；
C．Na2O2中阳离子为Na+，阴离子为O，阴阳离子个数比为1：2，故C错误；
D．n和p的反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，16.8gFe的物质的量为0.3mol，转移电子的物质的量为0.8mol，故D正确；
故答案选C。
2．A
【详解】A．上述反应失电子，P化合价从+1价升高到+5价，氧化产物为H3PO4，A正确；
B．该反应中，氧化剂为Ag+，还原剂为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，B错误；
C．NaH2PO2中含有离子键、极性共价键，但是没有非极性共价键，C错误；
D．NaH2PO2为正盐，说明H3PO2为一元酸，D错误；
故答案选A。
3．B
【详解】A．分子的结构式为O＝C＝O，其空间结构是直线型，A正确；
B．在该过程中，O2断键形成O，CO中化学键不变，B错误；
C．碳原子和氧原子之间的化学键是极性键，根据示意图可知CO和O生成了具有极性共价键的，C正确；
D．CO和O生成的过程中涉及元素化合价变化，因此涉及了电子转移，D正确；
答案选B。
4．B
【详解】①硫酸镁易溶于水，硫酸钙微溶于水，硫酸钡难溶于水，可知ⅡA族元素的硫酸盐自上而下溶解性减小，推知硫酸锶是难溶于水的白色固体，①正确；
②Se、S同主族，H2S为无色有毒的气体，则推断H2Se可能也是无色、有毒气体，但非金属性S>Se，则稳定性H2S>H2Se，②错误；
③镁在氮气中剧烈燃烧生成Mg3N2，Mg3N2溶于水生成氢氧化镁和一水合氨，其溶液不是一种强碱，③错误；
④卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高，碱金属单质从Li到Cs，离子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，④错误；
⑤过渡元素是指元素周期表中从ⅢB族到Ⅷ族的化学元素，⑤错误；
⑥At与F、Cl、Br、I同主族，该族元素从上到下，元素非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性逐渐降低，HI已是不稳定物质，则HAt也不稳定，同时AgBr、AgI等都不溶于水且不溶于稀酸，则AgAt也不溶于水和稀酸，⑥正确；
错误的为②③④⑤，故答案选B。
5．D
【分析】结合原子半径及主要化合价，X为Na，Y为Al，Z为S，M为Cl，W为N，Q为O，R为H。
【详解】A．Z为S，在第三周期第ⅥA族，A错误；
B．X为Na，Y为Al，Z为S，Q为O，根据电子层数越多半径越大，具有相同电子层数的阴离子半径大于阳离子半径，阳离子所带电荷越多，半径越小，故离子半径：，B错误；
C．Z为S，W为N，Q为O，R为H，Z、W、Q、R四种元素形成的化合物可能含离子键，如硫酸铵，C错误；
D．Z为S，M为Cl，同周期元素，非金属性从左往右逐渐增强，则M元素的非金属性比Z强，D正确；
故选D。
6．A
【分析】结合元素周期表的结构分析，X在第二周期，Y、Z、R为第三周期，W为第四周期。
【详解】A．若X、Z分别为碳和硅，二氧化硅和碳可以反应生成硅，能置换，故 A错误；
B．第二周期和第三周期原子序数只能相差8，故B正确；
C．R不可能为氩，则Y可能为Al或Si或P，则Y最高价氧化物对应水化物不可能是强酸，故C正确；
D．由于周期表中ⅡA、ⅢA之间相隔10列，且四种元素都为主族元素，所以Y只能为ⅢA或ⅣA或ⅤA族元素，所以元素的最外层电子数都大于2，故D正确；
选A。
7．C
【分析】X和Y形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，且Y位于第ⅤA族，则X为H，Y为N，X和Z同主族，则Z为Na，W的最外层电子数和电子层数相等，则W为Al。
【详解】A．金属性越强，则单质的还原性越强，单质的还原性： Na>Al>H2，A项错误；
B．电子层越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越大半径越小，原子半径Na>Al>N，B项错误；
C．Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，两者能相互反应，C项正确；
D．根据题意，X和Y形成的气态氢化物为NH3，其与HCl反应形成的化合物为NH4Cl，为离子化合物，D项错误。
答案选C。
8．A
【详解】A．根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性最强的是O，故A正确；
B．O、Na、Al和Si核外电子数分别为8、11、13、14，因此核外电子数最少的是 O，故B错误；
C．根据同周期从左到右金属性逐渐减弱，因此金属性最强的是Na，故C错误；
D．根据层多径大，同电子层结构核多径小，则原子半径最大的是Na，故D错误；
综上所述，答案为：A。
9．D
【分析】已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素，E为地壳中含量最高的过渡金属元素，则E为Fe； A与D同主族，B与C同周期，可知A、B、C、D分属三个不同的短周期，则A为H，D为Na，C与D的原子序数之和为20，可知C为F；甲、乙分别为元素E、A的单质， 丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物，结合图示转化关系，由Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁可知可知丙为H2O，丁为Fe3O4，则B为O元素；综上：A为H，B为O，C为F，D为Na，E为Fe元素；甲为Fe，乙为H2，丙为H2O，丁为Fe3O4；
【详解】A．H、O两元素组成的H2O2有强氧化性，具有漂白性，故A正确；
B．具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则粒子半径Na+ ＜F-，故B正确；
C．F2和水发生置换反应生成HF和O2，故C正确；
D．丁为Fe3O4，将反应后的固体混合物溶于稀盐酸中，铁过量时所得为氯化亚铁溶液，再滴加KSCN溶液，溶液不呈红色，故D错误；
故选D。
10．B
【分析】短周期元素中，①只有最低价-2，处于ⅥA族，则①为O；③、⑥都最高正价+1，处于ⅠA族，⑥的原子半径较大，③原子半径不是所有元素中最小的，则③为Li、⑥为Na元素；⑤有+7、-1价，则⑤为Cl元素；④、⑦都有最高价+5、最低价-3，处于ⅤA族，④的原子半径较大，则④为P、⑦为N元素；②有最高价+2，处于ⅡA族，原子半径大于Li，则②为Mg；⑧有最高价+3，处于ⅢA族，原子半径大于P，则⑧为Al，据此解答。
【详解】A．元素⑤⑧形成的化合物是氯化铝，属于共价化合物，故A错误；
B．②为Mg，⑦为N元素，二者的单质在一定条件下会发生反应生成氮化镁，故B正确；
C．加热条件下，元素①⑧形成的化合物氧化铝，能和Na2O反应，但不能和CO2反应，故C错误；
D．④为P，最高价含氧酸磷酸是中强酸，故D错误；
故选B。
11．C
【分析】同周期元素原子序数越大半径越小，同主族元素原子序数越大原子半径越大，根据图中规律不难得出W、X、Y、Z、R分别为H、Al、C、Cl、F，据此分析解答。
【详解】A．R为F元素，F没有正价，A错误；
B．W元素为H元素，Y元素为C元素，由H、C组成的最简单化合物为，不能使酸性高锰酸钾褪色，B错误；
C．HR是HF，HZ是HCl，而HF分子间含有氢键，所以HF的沸点大于HCl，C正确；
D．由X和Z组成的化合物是能和强碱反应生成偏铝酸盐，但是不能与强酸反应，D错误；
故选：C。
12．D
【详解】A．N2分子断键变成N原子会吸收能量，A项错误；
B．双催化剂“TM—LiH(TM表示过渡金属)”吸收氮气，将LiH转化为LiNH，化学方程式为：N2+2LiH=2LiNH，即1molN2参与反应，过程②中生成2molLiNH，B项错误；
C．过程③中，LiNH与氢气反应，生成LiH与NH3，则存在化学键的断裂和形成，C项错误；
D．合成氨时，属于化合反应，则合成NH3总反应的原子利用率为100%，即反应物所有原子均被利用，D项正确；
答案选D。
13．BC
【分析】短周期元素中，a为-2价、e为+6价，处于VI族，可推知a为O、e为S，b有+1价，原子序数大于氧，则b为Na，由原子序数可知c、d处于第三周期，化合价分别为+3、+5，则c为Al、d为P。
【详解】A． 和质子数相同，中子数不同，是不同的核素，互为同位素，故A错误；
B．元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：O>S>P，则气态氢化物的稳定性：H2O>H2S>PH3，即，故B正确；
C．b为Na，其最高价氧化物的水化物为NaOH，c为Al，其最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，e为S，则最高价氧化物的水化物为硫酸，Al(OH)3为两性氢氧化物，与NaOH、硫酸均能反应，NaOH与硫酸能发生中和反应，则b、c、e的最高价氧化物的水化物能够两两反应，故C正确；
D．O和Na形成的Na2O2中含有O-O非极性共价键，故D错误；
故答案选BC。
14．AB
【详解】Na2O2的电子式为，含有离子键和非极性共价键，故选AB。
15．(1)②③④①
(2)④①②③
(3)①②
(4)①②
(5)④
(6) Si C >
(7) SiH4、CH4 SiO2、CO2
【详解】（1）核外电子层越多，半径越大，当电子层相同时，核电荷数越多，半径越小，半径由大到小，②③④①；
故答案为：②③④①；
（2）原理同上，半径由大到小，④①②③；
故答案为：④①②③；
（3）①，质子数为8，中子数18-8=10；②质子数11，中子数23-11=12；③质子数12，中子数24-12=12；④质子数7，中子数14-7=7；
故答案为：①②；
（4）能形成X2Y2型化合物的是，Na2O2；
故答案为：①②；
（5）金属只有正价没有负价，O元素氧化性强，只有负价没有负价；
故答案为：④；
（6）X、Y的最高正化合价与其最低负化合价绝对值相等，说明原子最外层电子数为4，故前18号元素可以为Si和C，；
故答案为：Si；C；>；
（7）X、Y的氢化物的化学式分别为SiH4、CH4，最高价氧化物的化学式分别为SiO2、CO2；
故答案为：SiH4、CH4；SiO2、CO2。
16． 电性引力 小于 越大 越大 空间构型越对称 越小
【详解】范德华力是分子间普遍存在的作用力，它很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。对于结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。范德华力主要影响物质的物理性质，范德华力越大，物质的熔沸点越高。一般来说，分子的空间构型越对称，分子间的作用力越小。且，范德华力不属于化学键，它是分子和分子之间的一种作用力；
故答案为：电性引力；小于；越大；越大；空间构型越对称；越小。
17．(1)第三周期第IVA族
(2) ＞
(3) H2O 水分子之间存在氢键
(4)KNO3
(5)
【详解】（1）h位于第三周期第IVA族，是硅元素，答案：第三周期第IVA族；
（2）e、f分别为Na、Mg，同周期自左向右，金属性逐渐减弱，金属性e>f，i为Cl，用电子式表示Mg与i形成离子化合物的过程，答案：>；；
（3）d为氧元素，i为氯元素，两种元素的简单氢化物分别是H2O、HCl，沸点较高的是H2O，因为水分子之间存在氢键，而HCl分子间只存在范德华力，答案：H2O；水分子之间存在氢键。
（4）c、d、j分别为N、O、K元素，硝石的主要成分是KNO3，答案：KNO3；
（5）题目给出的是价类表，氯元素常见的化合价为-1、+1、+3、+5、+7，常见的化合物有酸HCl、HClO、HClO3、HClO4及对应的盐，Cl2是单质，化合价为0，在表格中根据物质的类别和化合价标注在对应的位置，答案： 写出其中两种即可。
18．(1)1.0
(2)11.0
(3)11g/mol
(4)2
(5) 5 、
(6)
【详解】（1）相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为5:3，故其物质的量之比为5:3，所以甲室中气体为1.0mol，故答案为：1.0；
（2）结合(1)可知甲中气体质量应介于2g——17g之间，HCl气体的质量为0.6mol×36.5g/mol=21.9g，则甲室中气体的质量为21.9g-10.9g=11.0g，故答案为：11.0；
（3）甲室中、的总物质的量为1mol，总质量为11.0g，摩尔质量M==11g/mol，故答案为：11g/mol；
（4）设甲中氨气的物质的量分数为x，则17×x+2×(1-x)=11，解得x=，则甲室中NH3的物质的量为1.0mol×=0.6mol，恰好等于HCl的物质的量，所以二者恰好完全反应生成NH4Cl固体，剩余H2的物质的量为0.4mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b将会左移至“2”处，故答案为：2；
（5）核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，上述基本粒子中有1H、2H、3H、14N、14C共5种核素；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，、是互为同素异形体的粒子，故答案为：5；、；
（6）、的质量数都是2，质子数都是1，二者中子数相等，都是1，故答案为：、。
