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人教版2024高中化学必修一第四章物质结构元素周期律(三十)

1

单选题
1、砷为第四周期第VA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是
A．砷在通常情况下是固体
B．可以存在-3 .+3 .+5等多种化合价
C．砷的最高价氧化物对应水化物的酸性比H3PO4弱
D．砷的气态氢化物比磷的气态氢化物稳定
答案：D
A．砷为第四周期VA族元素，与N、P位于同一主族，As在P的下面，P在通常情况下呈固态，则砷在通常情况下是固体，A项正确；
B．砷为第四周期VA族元素，与P位于同一主族，P的常见的化合价有-3 .+3 .+5，故砷可以存在-3 .+3 .+5等多种化合价，B项正确；
C．同一主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，非金属性：As＜P，则酸性：H3AsO4＜H3PO4，C项正确；
D．同一主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，非金属：性As＜P，则气态氢化物的稳定性：AsH3＜PH3，D项错误；
答案选D。
2、下列关于金属元素与非金属元素的叙述中，正确的是
A．非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数
B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子核外最外层电子数
C．若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素一定是金属元素
D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素一定是非金属元素
答案：A
A．主族元素的最高正化合价等于该元素原子的最外层电子数，非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数，故A正确；
B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值=8－该元素原子核外最外层电子数，故B错误；
C．He原子最外层有2个电子，若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素不一定是金属元素，故C错误；
D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素不一定是非金属元素，如51号元素锑(Sb)是金属元素，故D错误；
选A。
3、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W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是
A．原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B．化合物XW中的化学键为离子键
C．Y单质的导电性能弱于Z单质的
D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
答案：B
分析：由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， X、Y、Z为同周期相邻元素，可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素，又因X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，故W一定不是第ⅢA族元素，即W一定是第ⅥA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。
A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即X>Y>Z>W，A错误；
B．化合物XW即MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；
C．Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z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Y单质的导电性能强于Z单质的，C错误；
D．Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；
故选B。
4、下列叙述不正确的是
A．元素周期表是呈现元素周期律的表格
B．元素周期表有七个周期，十八个族，可分为四个分区
C．元素周期律是元素性质随着核电荷数递增发生周期性重复的规律
D．门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来
答案：B
A．元素周期表是按照按核电荷数(原子序数)从小到大的顺序将元素排列起来，体现元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的规律，元素周期表是呈现元素周期律的表格，A正确；
B．按照周期表中原子核外电子排布规律，周期表分为七个周期，十六个族，可分为s、d、ds、p和f五个区，B错误；
C．随着原子序数(或核电荷数)的递增，原子核外电子排布呈现周期性变化，导致元素的性质呈周期性变化，C正确；
D．门捷列夫将元素按相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表，D正确；
答案选B。
5、在以下分子中，含10个电子的分子是
A．H2OB．HCl
C．C2H2D．CO
答案：A
A．H2O为含10个电子的分子，故A符合题意；    
B．HCl为含18个电子的分子，故B不符合题意；
C．C2H2为含14个电子的分子，故C不符合题意；    
D．CO为含14个电子的分子，故D不符合题意；
故选A。
6、短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的水化物

H3ZO4

0 .1mol⋅L-1溶液对应的pH(25℃)
1 .00
13 .00
1 .57
0 .70
A．元素电负性：Z<WB．简单离子半径：W<Y
C．元素第一电离能：Z<WD．简单氢化物的沸点：X<Z
答案：A
分析：四种短周期元素，均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知，该酸为弱酸，则Z为P元素；0 .1 mol∙L−1  W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0 .70，说明该物质为多元强酸，为硫酸，则W为S元素；0 .1 mol∙L−1  Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13 .00，说明该物质为一元强碱，为氢氧化钠，则Y为Na元素；0 .1 mol∙L−1  X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1 .00，说明该物质为一元强酸，为硝酸，则Y为N元素，据此回答。
A．同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大，因S的原子序数大于P，则S的电负性大于P，胡A正确；
B．电子层数越多离子半径越大，Na+有两个电子层而S2−有三个电子层，因此S2−的离子半径较大，故B错误；
C．同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大，但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态，原子结构较为稳定，故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大，故P的第一电离能大于S，故C错误；
D．相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键，因此NH3的沸点高于PH3的沸点，故D错误；
综上所述，答案为A。
小提示：分子的相对分子质量越大，熔沸点越高，但需要注意分子间是否能够形成氢键；分子间氢键可以增大物质的熔沸点，但分子内氢键可以降低物质的熔沸点。
7、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是
A．原子半径：Z>Y>X>W
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
答案：D
分析：W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为62=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减小，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
8、短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液，浓度均为0 .01mol⋅L-1的上述四种溶液的pH与对应元素原子半径的关系如图所示。(Y元素最高价氧化物对应的水化物的pH值为2)下列说法错误的是

A．X、Y形成的化合物均满足8电子结构
B．R元素与氢元素形成的化合物具有强还原性
C．Z、R组成的化合物R2Z8中，含有离子键和非极性共价键
D．简单气态氢化物的热稳定性：Y>Z>X
答案：A
分析：短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，L层电子数最多不超过8个，推断这四种元素均在第三周期；结合图示它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液的pH与对应元素原子半径的关系，0 .01mol⋅L-1的R溶液pH是12，判断R是Na元素，对应溶液是NaOH溶液；0 .01mol⋅L-1的Y对应溶液pH是2，Y的半径最小，判断Y是Cl元素，对应溶液是HClO4溶液；相同物质的量浓度的Z对应溶液的酸性比HClO4溶液强，Z的半径比Cl大，判断Z是S元素，对应溶液是H2SO4溶液；X的半径比S大，0 .01mol⋅L-1的X对应溶液pH值大于2，说明其是弱酸，判断X是P元素，对应溶液是H3PO4溶液。
A．据分析，X、Y形成的化合物PCl3满足8电子结构，PCl5的P则不是8电子结构，A错误；
B．据分析，R元素与氢元素形成的化合物NaH具有强还原性，B正确；
C．据分析，Z、R组成的化合物R2Z8，即中Na2S8，Na+与S82-存在离子键，S82-中S原子间存在非极性共价键，C正确；
D．据分析，X、Y、Z简单气态氢化物分别是PH3 .HCl、H2S，原子半径：P>S>Cl，键能：H-P<H-S<H-Cl，故气态氢化物热稳定性：HCl > H2S > PH3，D正确；
故选A。
多选题
9、下列各组元素性质递变情况正确的是
A．B、C、N、O、F原子半径依次增大
B．P、S、Cl元素最高正化合价依次减小
C．Li、Be、B最外层电子数依次升高
D．CH4 .NH3 .H2O、HF热稳定性依次增强
答案：CD
A．B、C、N、O、F是同一周期元素，随着原子序数的增大，元素的原子半径依次减小，A错误；
B．一般情况下元素的最高正化合价与元素原子最外层电子数式相同。同一周期元素，随着原子序数的增加，元素原子最外层电子数逐渐增加。P、S、Cl元素原子最外层电子数分别是5 .6 .7，所以P、S、Cl最高正化合价依次是+5 .+6 .+7，则元素的最高正化合价依次增大，B错误；
C．Li、Be、B是同一周期元素，随着原子序数的增加，元素原子的最外层电子数依次升高，C正确；
D．C、N、O、F是同一周期元素，随着原子序数的增大，元素的非金属性逐渐增强，元素的简单氢化物的稳定性也逐渐增强，所以CH4 .NH3 .H2O、HF热稳定性依次增强，D正确；
故合理选项是CD。
10、我国科学家用如图所示大阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液，显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，其中X、Y、Z位于同一周期，Y、W核外最外层电子数相等。下列叙述正确的是

A．简单离子半径大小顺序为W>Y>Z
B．W在自然界中仅以化合态形式存在
C．Y的简单氢化物的佛点高于W的简单氢化物，是因为Y的非金属性强于W
D．X和Z形成的简单化合物各原子最外层均满足8电子稳定结构
答案：AD
分析：根据图示，X形成4个单键，可能是第IVA族元素C或Si；Z形成一个单键，可能是H元素或第VIIA族元素F或Cl； 3个Y有2个形成一个双键，另一个形成一个单键同时得到一个电子使整个原子团带一个单位的负电荷，则Y是第VIA族的O元素，Y、W的核外最外层电子数相等，则W为与O元素同主族S元素，X、Y、Z位于同一周期，X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，则X、Y、Z、W分别是C、O、F、S四种元素。
A．S2-比O2-多一个电子层，故硫离子的半径大于氧离子半径，O2-与F-是核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，故氧离子的半径大于氟离子的半径，则简单阴离子的半径顺序为S2-> O2->F-，即W>Y>Z，故A正确；
B．S在自然界中以化合态和游离态(硫磺)形式存在，故B错误；
C．Y、W的简单氢化物分别为H2O、H2S，均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高，由于H2O分子间存在氢键，其沸点反常高，则简单氢化物的沸点Y>W，与非金属性无关，故C错误；
D．X、Z形成CF4，CF4电子式为，均满足8电子稳定结构，故D正确；
故答案为AD；
11、对于反应2N2O5g→4NO2g+O2g，R．A．Ogg提出如下反应历程：
第一步    N2O5⇌NO2+NO3                快速平衡
第二步    NO2+NO3→NO+NO2+O2        慢反应
第三步    NO+NO3→2NO2                快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是。
A．v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
答案：AC
A．第一步反应快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的反应速率，选项A正确；
B．反应的中间产物除NO3外还有NO，选项B错误；
C．有效碰撞才能发生化学反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，选项C正确；
D．第三步反应快，说明反应活化能较低，选项D错误。
答案选AC。
12、中国科学院上海有机化学研究所有机氟化学重点实验室意外发现了一种安全且高效合成罕见无机化合物FSO2N3的方法，他们同时发现该化合物对于一级胺类化合物有极高的重氮转移反应活性和选择性。下列有关元素F、S、O、N及其相关物质的说法正确的是
A．稳定性：HF>H2O>NH3>H2S
B．离子半径：O2->N3->F->S2-
C．F2通入水中发生的反应为2F2+2H2O=4HF+O2
D．S与O2直接化合可生成SO3
答案：AC
A．元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：F>O>N>S，则稳定性：HF>H2O>NH3>H2S，A正确；
B．O2-，N3-，F-的核外电子排布相同，原子序数越小半径越大，S2-的核外电子层比O2-，N3-，F-核外电子层多，半径最大，故离子半径大小顺序为：S2->N3->O2->F-，B错误；
C．F2比较活泼，可以和水反应生成HF和氧气，方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2，C正确；
D．S和O2直接化合只能生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，D错误；
故选AC。
填空题
13、Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：
（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为__、__（填标号）。
A．
B．
C．
D．
（2）Li+与H-具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H-)，原因是___。
答案：     D     C     Li+核电荷数较大
分析：(1)原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高；
(2)电子层结构相同的离子，离子核电荷数越大，其吸引电子能力越大。
(1) 基态多电子原子的核外电子排布应该遵循能量最低原理，即一般按照能级顺序填充（1s<2s<2p）。因此能量最低的状态就是先排满1s，再排2s，即，能量最低的（基态）原子为D；2个电子排在2px上，1个电子排布在2s上，是四个选项中能量最高的状态，能量最高的原子是C。故填D；C；
(2) Li+与H-具有相同的电子构型，Li+核电荷数为3，H-核电荷数为1，电子结构相同时，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引能力越大，离子半径就越小。所以答案是：Li+核电荷数较大。
14、请回答下列问题：
(1)已知某粒子的结构示意图为。试回答：
①当x-y=10时，该粒子为___________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
②当y=8时，粒子可能为(填符号)：___________、___________、___________、___________。
③写出y=1与y=6的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：___________。
(2)阿伏加德罗常数为NA，某元素的一种核素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子。ag HmX的物质的量为___________，所含中子的物质的量为___________，所含质子的数目为___________。
答案：(1)     原子     Cl-     Ar     K+     Ca2+     OH-+H+=H2O
(2)     a/(A+m) mol     a·N/(A+m) mol     a(m+A-N)NA/(A+m)
解析：（1）
①当x-y=10时，x=y+10，说明质子数等于核外电子数，所以该离子为原子，所以答案是：原子。
②当y=8时，应为18电子的单核粒子，所以可能为氩原子、钙离子、硫离子、氯离子、钾离子，所以答案是：氩原子、钙离子、硫离子、氯离子、钾离子(选其中4个)。
③当y=1时为钠原子，当y=6时为硫原子其最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和H2SO4，所以其离子方程式为：OH-+H+=H2O。
答案为：OH-+H+=H2O。
（2）
根据题干可知，HmX的相对原子质量为A+m，所以，ag HmX的物质的量为：n=mM=aA+mmol；HmX分子中H中不含中子，所以一个HmX分子中含N个中子，故答案为aNA+mmol；一个1HmX分子中含m+A-N个质子，所以所含质子的数目为：N=nNA=aA+m(m+A-N)NAmol。
答案为：aA+mmol，aNA+mmol，aA+m(m+A-N)NAmol。
15、有下列各组物质(在横线上填相应的序号)：
①O2和O3 ②H2 .D2 .T2 ③12C和14C  ④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3⑤癸烷和十六烷 ⑥CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦和
(1)互为同位素的是_______。
(2)互为同系物的是_______。
(3)互为同素异形体的是_______。
(4)为同一种物质的是_______。
答案：     ③     ④⑤⑥     ①     ②⑦
(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子，互为同位素的是12C和14C，故选③；
(2)同系物是结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，④中两种物质分子式分别为C4H10 .C5H12，都属于链状烷烃，为同系物；⑤癸烷和十六烷，均属于饱和烷烃，通式相同(CnH2n+2)，组成上相差6个CH2原子团，二者属于同系物关系；⑥中两种物质分子式分别为C3H8 .C7H16，均属于链状烷烃，故也为同系物，因此为同系物的为④⑤⑥；
(3)同种元素组成的不同性质的单质互为同素异形体，互为同素异形体的是①，即O2和O3；
(4)②H2 .D2 .T2均属于氢气分子，为同一种物质；⑦和 均为二溴甲烷，为同一种物质，故属于同一种物质的是②⑦。

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