第四章 物质结构 元素周期律 单元测试题
一、单选题
1．短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大，Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，Y与X、Q相邻，W与X、Q均不在同一周期且与Z同主族。下列说法正确的是
A．W、X、Y三种元素形成的化合物一定只含共价键
B．简单氢化物的沸点：Z>X>Y
C．X元素氧化物的水化物均为强酸
D．Y、Z的简单离子具有相同的电子层结构
2．下列事实能用元素周期律解释的是
A． Fe3+能将氧化成I2 B．气态氟化氢比气态氯化氢稳定
C．水的沸点比硫化氢的沸点高 D．向溶液中加盐酸，有气泡产生
3．锂电池的用途非常广泛。一种用于锂电池电解液的锂盐的结构如图所示，其中a、b、c、d为相邻两个短周期的元素，a原子的核外电子数是c的两倍；b、c、d位于同一周期。下列说法正确的是
A．简单离子半径：b>c>d>a B．d的最高化合价为+7价
C．c、d两元素之间不能形成化合物 D．b的最高价氧化物对应的水化物为强酸
4．人类在金星大气中探测到，实验室制备的方法有：①；②。已知是弱酸，其结构式为。
下列说法不正确的是
A．反应①为非氧化还原反应 B．的结构示意图：
C．是三元酸 D．和都是电解质
5．化合物常应用于各种调味香精中，其结构式如图所示。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素且分属三个不同周期，Z、W的基态原子价层电子都有2个未成对电子，下列有关叙述错误的是
A．原子半径： B．氢化物键角：
C．W的氧化物对应的水化物均为强酸 D．的电子式为：
6．中国载人登月初步飞行方案公布，计划2030年前实现登月。登月发射使用的火箭是长征9号火箭，火箭采用煤油、液氢、液氧等无毒无污染推进剂。煤油中含有碳原子数从11至16的烃分子，可以通过石油的蒸馏获得。分解水可以制取氢气，分解时的能量变化如下图所示。月球中含有He的一种同位素He，可作为核聚变的燃料。He的中子数是
A．1 B．2 C．3 D．5
7．我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素 A、B、C、D，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。B、C、D为同周期相邻元素，且均不与 A 同族。下列结论正确的是
A．离子半径大小顺序：C>B>A
B．C单质的导电性能强于 D单质
C．工业制 B的单质可通过电解化合物BA得到
D．D的最高价氧化物对应的水化物的酸性强于碳酸
8．某反应体系中只有五种物质：AsH3、H2O、HBrO3、H3AsO4、Br2。启动反应后，两种含溴物质的物质的量变化如图所示。下列叙述正确的是
A．在该反应中，氧化剂是Br2，还原剂是AsH3
B．氧化产物、还原产物的物质的量之比为4∶5
C．1mol还原剂完全反应时转移8mol电子
D．上述反应所涉及的物质含共价键和离子键
9．下图是短周期主族元素的价类二维图。下列说法错误的是
A．g和h可能是同一种物质 B．一定条件下，a与氧气能一步反应生成d
C．一定条件下，a和e能反应生成b D．c、d、e中，只有c是酸性氧化物
10．短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，XY2是温室中作物的“肥料”，Y、Z能组成两种常见的离子化合物，R原子最外层电子数等于电子层数的2倍。下列叙述正确的是
A．简单离子半径：Z>R>Y B．X的同素异形体只有两种
C．简单氢化物的还原性：R>Y D．Z2R2只含一种化学键
11．以高铝铁矿石(主要成分为、，还含有CuO和等杂质)为原料制备的一种流程如下：
下列叙述正确的是
A．“碱溶”中NaOH溶液可以用氨水替代
B．固体Y为
C．滤液与生石灰的主要反应为
D．检验是否洗净的最佳试剂是NaOH溶液和蓝色石蕊试纸
12．2019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。下列说法不正确的是
A．非金属性：
B．X的氧化物对应的水化物均为强酸
C．Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D．中，Z的化合价为+2价
13．下列关于物质的分类中，正确的是
选项 酸 碱 盐 混合物
A HClO 纯碱 明矾 CuSO4·5H2O
B HNO3 生石灰 NaHSO4 盐酸
C H2SO3 烧碱 碳酸氢钠 澄清石灰水
D Al(OH)3 熟石灰 BaCO3 液氨
A．A B．B C．C D．D
14．2023年10月4日，化学家芒吉·G．巴文迪、化学家路易斯·E．布鲁斯和物理学家阿列克谢·I叶基莫夫因“发现和合成量子点”获得2023年诺贝尔化学奖。碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，直径低于。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氧官能团，例如羟基，羒基等。下列说法正确的是
A．碳量子点属于胶体 B．碳量子点具有丁达尔效应
C．碳量子点直径比氢离子大 D．碳量子点与石墨属于同素异形体
二、非选择题
15．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①~⑩在表中的位置，回答下列问题：
(1)自然界中，组成物质最多的元素在周期表中的位置是 。上述元素中最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是 (填化学式)。
(2)写出由①④⑩三种元素形成的一种盐的电子式 。⑤⑦形成A2B2型化合物中所含的化学键类型为 。
(3)⑥⑦⑨的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(4)根据对角线元素性质相似规则，写出②的最高价氧化物对应的水化物与稀硫酸反应的离子方程式： 。
(5)①与④或⑤形成的两种10电子离子，在加热条件下能发生反应生成另两种10电子分子，写出对应的离子方程式： 。
(6)⑥元素原子得电子能力强于⑩，请用原子结构知识解释其原因： 。
16．短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，且四种元素位于不同主族。X原子的最外层电子数比内层电子数多3个。Z、M位于同一周期，在该周期内Z的原子半径最大，M的原子半径最小。Y和Z形成的两种离子化合物中阴、阳离子的数目之比都为1：2。回答下列问题：
(1)X、Z两种元素形成的简单离子的半径大小关系是 (用化学符号回答)。
(2)X和Z两种元素可以形成离子化合物P(Z3X)和Q(ZX3)，化合物P与盐酸反应可生成两种盐，这两种盐的化学式是NaCl和 ；化合物Q中X离子的每个X原子均达8电子稳定结构，其结构类似[O-C≡N]-，则X的电子式是 。
17．X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素。X是宇宙中含量最丰富的元素，Z与R的某种化合物常做自来水消毒剂，Y元素在自然界形成的化合物种类数最多，W与Y同族。根据物质性质回答下列问题：
(1)Y与R形成的化合物的电子式为 。
(2)Z与R分别与X形成的化合物沸点由高到低 (用化学式表示)，原因是 。
(3)元素M与X同族且不相邻，其某种化合物可做潜水艇供氧剂，当生成标况下11.2L氧气时，转移的电子数目为 。
(4)X、W、R三种元素形成的化合物与水反应时生成某种胶体以及可燃性气体，请写出该反应的化学方程式 。
18．请回答下列问题
(1)元素周期律是指 随着 的递增而呈现 变化的规律，该规律背后的根本原因是 。
A．原子核外电子排布呈周期性变化 B．元素的相对原子质量逐渐增大
C．原子半径呈现从大到小的周期性变化 D．元素化合价呈周期性变化
(2)如图为元素周期表的一部分。请按要求填空。
C N F
Na Al S Cl
①以上元素中，原子半径最小的是 (写元素符号)；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 (写化学式)，其电离方程式为
②S在元素周期表中的位置是 ；电子式为 ，属于 电解质或非电解质)
③下列说法正确的是
A．可以通过Na和溶液的置换反应来说明Na和Mg的金属性强弱
B．离子半径：
C．氧化性：
D．F、N、C最高正价依次递减
④C和N中，非金属性较强的是 (写元素符号)，请用一个化学反应方程式说明 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，说明Y的最外层电子数为6的O，X与Y相邻且序数小于Y，则X为N，Q的与Y相邻，则Q为S，W属于第一周期，则W为H，Z与W同主族，则Z为Na，以此分析；
【分析】A．H、N、O元素可以形成，NH4NO3含有离子键，A错误；
B．简单氢化物的沸点，NaH为离子晶体，沸点高，NH3的沸点比H2O低，则沸点Z>Y>X，B错误；
C．N的氧化物的水化物中，HNO2为弱酸，C错误；
D．O2-有两个电子层，Na+有两个电子层，D正确；
故答案为：D。
2．B
【详解】A．Fe3+能将氧化成I2是由于Fe3+的氧化性强于I2，与元素周期律无关，A不合题意；
B．非金属元素的简单氢化物的稳定性与其非金属性一致，故气态氟化氢比气态氯化氢稳定，是由于F的非金属性强于Cl，同一主族从上往下元素非金属性依次减弱，B符合题意；
C．水的沸点比硫化氢的沸点高是由于H2O分子间存在氢键，与元素周期律无关，C不合题意；
D．向溶液中加盐酸，有气泡产生，能说明HCl的酸性强于H2SO3，但由于HCl、H2SO3均不是最高价氧化物对应水化物，其酸性与非金属强弱无关，即与元素周期律无关，D不合题意；
故答案为：B。
3．D
【分析】化合物中a可形成6个共价键，c可形成2个共价键，a原子的电子数为c原子的两倍，则a为S，c为O，b、c、d位于同一周期，可知均为第二周期元素，d只形成1个共价键，d为F；b形成2个共价键且得到1个电子，b为N，由上述分析可知：a为S、b为N、c为O、d为F元素；
【详解】A．简单离子半径：S2->N3->O2->F-，A错误；
B．F元素没有正价，B错误；
C．O和F可以形成化合物，如OF2，C错误；
D．N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸，是强酸，D正确；
故选D。
4．C
【详解】A．反应①中没有元素化合价改变，为非氧化还原反应，A正确；
B．由钠原子失去最外层1个电子形成钠离子，其结构示意图为：，B正确；
C．酸分子中只有-OH上的H才能电离出氢离子，分子中只有-OH，因此属于一元酸，C错误 ；
D．是盐，是碱，它们与水均是电解质，D正确；
故选C。
5．C
【详解】X共价键为1，则X可能为H、F、Cl，Y存在4个共价键，Y可能为Si、C，Z存在2个共价键，Z可能为O、S，W存在2个共价键，Z可能为O、S，X、Y、Z、W为原子序数依次增大，且属于三个周期，则X为H、Y为C、Z为O、W为S，以此分析；
【分析】A．电子层越多，半径越大，当电子层越多，核电荷数越大，半径越小，则半径，S＞C＞O＞H，A正确；
B．O的电负性比S大，而原子半径小于S， 所以键角HOH要大于HSH，B正确；
C．S的氧化物对应水化物H2SO4为强酸，H2SO3为弱酸，C错误；
D．CS2的电子数为 ，D正确；
故答案为：C。
6．A
【详解】He的中子数=3-2=1，故A正确；
故选：A。
7．B
【分析】短周期元素A、B、C、D原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， B、C、D为同周期相邻元素，B、C、D最外层电子数之和可能为9或12，若B、C、D最外层电子数之和为9，则A最外层电子数为6，则A、B、C、D依次为O、Mg、Al、Si；若B、C、D最外层电子数之和为12，则A最外层电子数为3，B、C、D为同周期相邻元素，且均不与A同族，所以这种情况不符合题意，所以A、B、C、D依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。
【详解】A．Mg2+、Al3+、O2-电子层结构相同，质子数越多，离子半径越小，所以离子半径：O2-> Mg2+>Al3+，A错误；
B．C单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，D单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故C单质的导电性强于D单质的，B正确；
C．B为Mg元素，MgO熔点较高，工业通过电解熔融MgCl2制镁单质，C错误；
D．Si的最高价氧化物的水化物为硅酸，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，所以硅酸酸性弱于碳酸，D错误；
故选B。
8．C
【详解】A．由图像可知，2mol乙完全反应生成1mol甲，分析五种物质组成，可知甲为Br2，乙为HBrO3。氧化剂是HBrO3，还原产物是Br2，故还原剂是AsH3，氧化产物是H3AsO4，化学方程式为，A项错误；
B．由上述反应可知，氧化产物、还原产物的物质的量之比为5∶4，B项错误；
C．1molAsH3完全反应时转移8mol电子，C项正确；
D．反应涉及的物质只含共价键(包括极性键和非极性键)，D项错误；
故选：C。
9．B
【详解】A．由图可知，a、b、c、d、e、f、g、h分别为、、、、NO、、铵盐、硝酸盐；g和h可能都是硝酸铵，A正确；
B．氨气与氧气不能直接反应生成二氧化氮，B错误；
C．氨气和一氧化氮在一定条件下能反应生成氮气，C正确；
D．对应的酸是硝酸，NO、、中只有是酸性氧化物，D正确；
故选B。
10．C
【分析】XY2是温室中作物的“肥料”，可知该物质为CO2，X为C、Y为O，Y、Z能组成两种常见的离子化合物，可知Z为Na，两种离子化合物为氧化钠和过氧化钠；R原子最外层电子数等于电子层数的2倍，R为第三周期元素，核外电子排布为2、8、6，R为S，据此分析解答；
【详解】A．S2-电子层数为3，Na+、O2-电子层数为2，且Na的核电荷数大于O，电子层数越多离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，则离子半径：S2-> O2-> Na+，故A错误；
B．C有金刚石、石墨、C60等多种同素异形体，故B错误；
C．O、S为同主族元素，非金属性：O>S，非金属性越强，形成气态氢化物的还原性越弱，故C正确；
D．Na2O2中含离子键和非极性共价键两种化学键，故D错误；
故选：C。
11．C
【详解】A．氨水不能溶解氧化铝、二氧化硅，A错误；
B．硅酸钠与盐酸反应生成硅酸，则固体Y为硅酸，B错误；
C．“沉铝”后，滤液的主要成分是氯化钠和氯化铵，氯化铵和氧化钙共热生成氯化钙、氨气和水，C正确；
D．氢氧化铝表面吸附氯化铵，用硝酸银溶液检验氯离子更灵敏，D错误；
故选C。
12．B
【分析】X位于第三周期，且化合物中X可形成6个共价键，则X为S；X原子的电子数为Z原子的两倍，Z为O；W、Z、Y位于同一周期，可知均为第二周期元素，Y只形成1个共价键，Y为F；W形成2个共价键且得到1个电子，W为N，由上述分析可知：X为S、W为N、Z为O、Y为F元素；
【详解】A．同一周期主族元素从左向右元素的非金属性逐渐增大，则元素的非金属性由强到弱的顺序为：Y＞Z＞W，A正确；
B．X为S ，X的氧化物对应的水化物若为亚硫酸，属于弱酸，若为H2SO4就属于强酸，B错误；
C．Y为F元素，其氢化物HF的水溶液能够与玻璃的成分SiO2发生反应产生SiF4和H2O，因此可用于刻蚀玻璃，C正确；
D．Z为O、Y为F元素，F的非金属氧化性强，故Z为+2价，F为-1价，D正确；
故答案为：B。
13．C
【详解】A．纯碱是盐，CuSO4·5H2O是纯净物，A不正确；
B．生石灰是碱性氧化物，不属于碱，B不正确；
C．H2SO3属于酸，烧碱为NaOH，属于碱，碳酸氢钠属于盐，澄清石灰水是碱Ca(OH)2的水溶液，属于混合物，C正确；
D．Al(OH)3是两性氢氧化物，不属于酸，液氨是纯净物，D不正确；
故选C。
14．C
【详解】A．碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，与胶粒直径吻合，需要分散到分散剂才能形成胶体，选项A错误；
B．碳量子点不是胶体，不具有丁达尔效应，选项B错误；
C．碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，直径比氢离子大，选项C正确；
D．碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氧官能团，例如羟基，羒基等，不是碳单质，与石墨不属于同素异形体，选项D错误；
答案选C。
15．(1) 第二周期IVA族 NaOH
(2) 离子键、(非极性)共价键
(3)F->Na+>Al3+
(4)LiOH+H+=Li++H2O
(5)+OH-NH3↑+H2O
(6)两种元素同主族，F原子核外电子层数比Cl少，原子半径小，原子核对核外电子的束缚作用强，元素得电子能力强
【分析】根据元素在周期表中的位置，①是H元素；②是Li元素；③是C元素；④是N元素；⑤是O元素；⑥是F元素；⑦是Na元素；⑧是Mg元素；⑨是Al元素；⑩是Cl元素。
【详解】（1）自然界中，组成物质最多的元素是C元素，在周期表中的位置是第二周期IVA族。上述元素中，Na元素金属性最强，最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是NaOH。
（2）由H、N、Cl三种元素形成的盐是NH4Cl，NH4Cl是离子化合物，电子式 。O、Na形成A2B2型化合物是Na2O2，所含的化学键类型为离子键、共价键。
（3）电子层数相同时，质子数越多半径越小，F、Na、Al的简单离子半径由大到小的顺序为F->Na+>Al3+。
（4）根据对角线元素性质相似规则，Li与Mg性质相似，LiOH与稀硫酸反应生成硫酸锂和水，反应的离子方程式为LiOH+H+=Li++H2O。
（5）H与N或O形成的两种10电子离子在加热条件下能发生反应生成另两种10电子分子，该离子分别是、OH-，形成的10电子分子是NH3、H2O，对应的离子方程式+OH-NH3↑+H2O。
（6）两种元素同主族，F原子核外电子层数比Cl少，原子半径小，原子核对核外电子的束缚作用强，所以F元素原子得电子能力强于Cl。
16．(1)N3->Na+
(2) NH4Cl
【分析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，且四种元素位于不同主族。X原子的最外层电子数比内层电子数多3个，X为N。Z、M位于同一周期，在该周期内Z的原子半径最大，Z为Na，M的原子半径最小，M为Cl。Y和Z形成的两种离子化合物中阴、阳离子的数目之比都为1：2，Y为O。
【详解】（1）X、Z两种元素形成的简单离子的半径大小关系是N3->Na+。
（2），故答案为NH4Cl。
化合物Q中X离子的每个X原子均达8电子稳定结构，其结构类似[O-C≡N]-，则X的电子式是。
17．(1)
(2) 分子间存在氢键
(3)
(4)
【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是宇宙中含量最丰富的元素，X是H元素；Z与R的某种化合物常做自来水消毒剂，Z是O元素、R是Cl元素；Y元素在自然界形成的化合物种类数最多，Y是C元素；W与Y同族，W是Si元素。
【详解】（1）C与Cl形成的化合物是共价化合物CCl4，电子式为；
（2）O与Cl分别与H形成的化合物是H2O、HCl，分子间存在氢键，所以沸点由高到低。
（3）元素M与X同族且不相邻，其某种化合物可做潜水艇供氧剂，则M是Na元素，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，氧元素化合价由-1升高为0，当生成标况下11.2L氧气时，转移的电子数目为。
（4）SiHCl3与水反应时生成硅酸、氢气、氯化氢，该反应的化学方程式。
18．(1) 元素性质 原子序数 周期性 A
(2) F HClO4 HClO4＝H＋＋ 第三周期第ⅥA族 非电解质 B N 2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
【详解】（1）元素周期律是指元素性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律，该规律背后的根本原因是原子核外电子排布呈周期性变化；故答案为：元素性质；原子序数；周期性；A。
（2）①根据层多径大，则原子半径最小的是F；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO4，其电离方程式为HClO4＝H＋＋；故答案为：F；HClO4；HClO4＝H＋＋。
②S核外有16个电子，电子排布为2、8、6，S在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族；电子式为 ，是非酸性气态氢化物，溶于水生成一水合氨，一水合氨电离而导电，因此属于非电解质；故答案为：第三周期第ⅥA族； ；非电解质。
③A．Na加到溶液中，钠先和溶液中水反应，不会置换出金属镁，故A错误；
B．根据同电子层结构核多径小，则离子半径：，故B正确；
C．同周期从左到右非金属性逐渐增强，其单质氧化性逐渐增强，因此氧化性：，故C错误；
D．F没有最高正价，故D错误；
综上所述，答案为：B。
④同周期从左到右非金属性逐渐增强，因此C和N中，非金属性较强的是N，利用强酸制弱酸来分析，则化学反应方程式说明2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O；故答案为：N；2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
