第4章 原子结构和化学键 单元测试卷 2022-2023学年高一上学期化学沪科版（2020）必修第一册
一、单选题
1．短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，c可与a形成c2a和 c2a2两种离子化合物，b、d最外层电子数相同。下列说法正确的是
A．b、d的最高正价相同 B．简单离子的半径：d＞a＞b＞c
C．简单氢化物的稳定性：a＞b＞d D．c2a和da2的化学键类型相同
2．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性，物质的转化关系如图所示。下列说法中正确的是
A．离子半径：C+＞D3+＞B2-
B．C的单质的熔点低于D的单质的熔点
C．电解C、E形成的化合物的水溶液可生成C、E对应的单质
D．由A、B、E形成的化合物都含有共价键，溶液都呈强酸性
3．放射性核素H。下列说法不正确的是
A．H原子核外电子数是1 B．H原子核内中子数是3
C．可用质谱分辨H和H D．3H2O也具有放射性
4．关于物质的分类，下列说法正确的是
A．溶于水能电离出H+的化合物称为酸
B．H2、D2、T2互为同素异形体
C．只由一种元素构成的物质一定是纯净物
D．碱性氧化物一定是金属氧化物
5．参考消息网月日报道：美媒称，中国即将批量生产更为优秀的航空发动机。新发动机将适应更高的内部温度，拥有更出色的性能或耐用性，很可能被安装在作战飞机上，这表明中国工程师已掌握了制造镍基含铼单晶合金叶片的技术。查资料发现：铼()的熔点，沸点；纯铼质软，有良好的机械性能；自然界有种铼原子、，下列说法中正确的是
A．铼原子的质子数为75 B．和互称为核素
C．铼()元素的相对原子质量为 D．含铼合金比纯铼的熔点高、硬度大
6．下列有关化学用语的表达正确的是
A．Cl-的结构示意图： B．甲烷分子的空间填充模型：
C．丙烯的结构简式：CH2CHCH3 D．乙醇的分子式：C2H5OH
7．下列化学用语使用正确的是
A．乙烯的球棍模型 B．一氯甲烷的电子式：
C．聚丙烯的结构简式： D．甲醇的结构简式为：
8．下列说法正确的是
A．HCl溶于水能电离出H＋、Cl-，所以HCl是离子化合物
B．NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，既破坏了离子键，又破坏了共价键
C．He、CO2和CH4都由分子构成，它们中都存在共价键
D．碘晶体受热转变成碘蒸气，吸收的热量用于破坏共价键
9．下列实验与目的相符的是
序号 实验 目的
A 向氯化铵、氯化铝混合溶液中，滴加氢氧化钠溶液至过量 比较NaOH、NH3·H2O、Al(OH)3的碱性强弱
B 测定等浓度的H2S和HCl的水溶液的酸性 比较硫、氯的非金属性强弱
C C(碳)和SiO2在高温下反应制Si 比较碳、硅的非金属性强弱
D 比较H2O、NH3、CH4的沸点 比较碳、氧与氮的非金属性强弱
A．A B．B C．C D．D
10．下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是
A．北京冬奥会滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材
B．中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷发动机
C．我国具有独立知识产权的“龙芯”使用的晶体硅芯片
D．“嫦娥五号”成功着陆月球时使用碳化硅作钻杆材料
11．下列化学用语中表达正确的是
A．分子的电子式： B．分子的比例模型：
C．乙烯的结构简式： D．含10个中子的氧原子：
12．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，W与X为同周期相邻元素，X与Z同主族，Y为地壳中含量最丰富的金属元素，W与Z形成的一种气体化合物具有强氧化性，常用于自来水消毒。下列说法正确的是
A．常温下，W的氢化物为液态 B．X的最高价氧化物对应水化物为强酸
C．最简单氢化物的沸点： D．工业上常电解Y与Z形成的化合物制备金属Y
13．碘有多种同位素，其中是稳定同位素。下列说法不正确的是
A．碘元素位于第六周期ⅦA族 B．碘原子序数为53，是非金属元素
C．可用质谱法区分和 D．易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂
14．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质为离子化合物，具有良好的超导性能。下列有关分析不正确的是
A．K3C60中既含有离子键又含有共价键 B．该晶体在熔融状态下能导电
C．将该晶体融化需要分子间作用力 D．C60与金刚石互为同素异形体
二、填空题
15．按要求填空：
(1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是__。
(2)核外有10个电子的+2价正离子的结构示意图是__。
(3)某元素原子M电子层的电子数为K、L电子层电子数和的一半，该元素的元素名称是___。
(4)已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A
②分别画出这三种元素的原子结构示意图：A___，B___，C___。
16．比较物质的性质(用化学式和“＞”、“＜”表示)
(1)Na、Mg的单质与水反应的剧烈程度：___________
(2)Si、P的单质与氢气化合的难易程度：___________
(3)O、S元素的气态氢化物的稳定性：___________
(4)P、Cl元素的气态氢化物的稳定性：___________
(5)Be、Mg元素的最高价氧化物对应水化物的碱性：___________
(6)S、Cl元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：___________
(7)N、P元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：___________
三、计算题
17．一定质量的某金属X和足量的稀H2SO4反应共有0.3mol电子发生转移，生成6.02×1022个 Xn+ ，这些阳离子共有1.3×6.02×1023个质子、1.4×6.02×1023个中子。
(1)求Z、n和A的值。(写过程)
(2)写出该金属与NaOH溶液反应的化学方程式。
18．把主族元素X的最高价氧化物X2O4.7g溶于95.3g水中，得到溶质质量分数为5.6%的溶液，Y与X位于同一族，12gY的氢氧化物与400mL 0.75mol/L的盐酸完全中和，Z与Y同周期，标准状况下5.6 LZO2为16g。
(1)求X、Y、Z的相对原子质量：X______、Y______、Z______；
(2)写出其元素符号：X______、Y______、Z______。
四、实验题
19．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。图2中，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。
(1)甲同学实验（如图1）中选用的三种物质名称分别为：______________________________；
(2)乙同学实验（如图2）中：A处反应的离子方程式为：_______________________________；
B处的实验现象为：___________________________；
该实验不能完全证明卤素性质的递变规律，请简述原因：__________________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【分析】短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，c可与a形成c2a和 c2a2两种离子化合物，则c为Na，a为O，b、d最外层电子数相同，则b为F，d为Cl。
【详解】A．b没有最高正价，d的最高正价为+7价，故A错误；
B．根据层多径大，同电子层结构核多径小，则简单离子的半径：d＞a＞b＞c，故B正确；
C．根据非金属越强，简单氢化物越稳定，因此简单氢化物的稳定性： b＞a，故C错误；
D．c2a只有离子键，da2有离子键和非极性共价键，因此化学键类型不相同，故D错误。
综上所述，答案为B。
2．B
【分析】根据A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性结合图表可知：D为Al，X溶液为HCl，Y溶液为NaOH溶液，Z溶液为AlCl3，W溶液为NaAlO2。所以元素A、B、C、D、E分别为：H、O、Na、Al、Cl，结合元素的相关性质进行判断。
【详解】A．B、C、D对应的元素为O、Na、Al，其简单离子半径：O2->Na+>Al3+,故A错误；
B．D、C分别为Al、Na，Na的熔点低于Al，故B正确；
C．C为Na，E为Cl，C、E形成的化合为NaCl，电解物其水溶液，可生成H2，Cl2，故C错误；
D．A、B、E分别为H、O、Cl，由A、B、E形成的化合物有多种，都含有共价键，如：HClO为弱酸，所以D错误；
所以本题答案：B。
3．B
【详解】A．放射性核素 ，质量数是3，质子数是1，质子数等于核外电子数，所以核外电子数等于1，故A正确；
B．放射性核素，质量数是3，质子数是1，所以中子数等于3-1=2，故B错误；
C．质谱分析是根据质量分辨，和质量数不一样，可以分辨，故C正确；
D．是放射性核素，所以3H2O也具有放射性，故D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．溶于水能电离出H+的化合物不一定是酸，如NaHSO4溶于水也能电离出H+，但它属于盐，A不正确；
B．H2、D2、T2是由氢元素的三种核素构成的结构相同的单质，属于同种物质，不互为同素异形体，B不正确；
C．只由一种元素构成的物质不一定是纯净物，如O2与O3构成混合物，C不正确；
D．除一水合氨外，碱都由金属元素和氢氧根构成，所以碱性氧化物一定是金属氧化物，D正确；
故选D。
5．A
【详解】A．元素符号左下角数字为核电荷数，质子数=核电荷数，故铼原子的质子数为75，A正确；
B．和为Re的两种不同核素，互称为同位素，B错误；
C．元素的相对原子质量是根据它的天然同位素的相对原子质量及它们的原子百分数(丰度)算出的平均值，因此铼()元素的相对原子质量无法根据上述信息得出，C错误；
D．合金的熔点比纯金属要低，D错误；
答案选A。
6．B
【详解】A．Cl-的核电荷数为17，核外电子数为18，结构示意图为，A不正确；
B．甲烷分子的电子式为 ，则其空间填充模型为： ，B正确；
C．丙烯分子中含有碳碳双键，不能省略，则其结构简式为CH2=CHCH3，C不正确；
D．乙醇的结构简式为C2H5OH，分子式为C2H6O，D不正确；
故选B。
7．A
【详解】A．乙烯的结构简式为CH2=CH2，乙烯的球棍模型，A正确；
B．一氯甲烷的电子式：，B错误；
C．聚丙烯的结构简式：，C错误；
D．甲醇的结构简式为：CH3OH，D错误；
答案选A。
8．B
【详解】A． HCl分子内H、Cl原子间是共价键结合，属于共价化合物，溶于水时共价键被破坏，电离出H+、Cl-，A项错误；
B．NaHCO3是离子化合物，Na+、间是离子键，内原子间是共价键，它受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O时，其中离子键、共价键都被破坏，B项正确；
C．He、CO2和CH4都是由分子构成，其中He是单原子分子，分子内无化学键，而CO2、CH4分子内都存在共价键，C项错误；
D．碘晶体是分子晶体，分子间有范德华力，分子内有共价键，碘晶体受热变成碘蒸气是物理变化，吸收的热量用于克服碘分子间的范德华力，D项错误；
故选B。
9．A
【详解】A．向氯化铵、氯化铝混合溶液中，滴加氢氧化钠溶液至过量，符合强碱制取弱碱规律，NaOH碱性最强，如先生成沉淀说明氨水的碱性比氢氧化铝强，否则相反．A正确；
B．H2S和HCl均不是Cl、S的最高价的含氧酸，因此不能通过测定等浓度的H2S和HCl两溶液的酸性来比较氯、硫的非金属性强弱，B错误；
C．碳和二氧化硅反应生成一氧化碳和硅，非金属性一般指氧化性，而反应中碳表现为还原性，故不能比较碳和硅的非金属性强弱，C错误；
D．沸点是物理性质和非金属性无关，不能判断碳、氧与氮的非金属性强弱，D错误；
故选A。
10．A
【详解】A．钢属于合金，为金属材料，不属于无机非金属材料，A项符合题意；
B．碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，B项不符合题意；
C．晶体硅芯片成分为硅单质，属于无机非金属材料，C项不符合题意；
D．碳化硅属于新型无机非金属材料，D项不符合题意；
答案选A。
11．D
【详解】A．分子的电子式为，A错误；
B．C原子的半径大于O原子，则分子的比例模型应该中间的原子更大一点，外围的两个原子更小一点，B错误；
C．乙烯的结构简式要体现官能团，其为CH2=CH2，C错误；
D．氧的原子序数为8号，即氧原子有8个质子，则含10个中子，D正确；
故答案为D。
12．A
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，W与X为同周期相邻元素，X与Z同主族，Y为地壳中含量最丰富的金属元素，则Y为Al元素，W与Z形成的一种气体化合物具有强氧化性，常用于自来水消毒，为ClO2，则W为O，Z为Cl，故X为F。
【详解】由题意知，W为O，X为F，Y为，Z为。
A．常温下，、均为液态，选项A正确；
B．F无最高正价，选项B错误；
C．最简单氢化物的沸点：，选项C错误；
D．工业上常电解制备，选项D错误；
答案选A。
13．A
【详解】A．碘元素位于第五周期，第ⅦA族，故A错误；
B．碘原子序数为53，属于非金属元素，故B正确；
C．两者质量数不同，可用质谱法区分和，故C正确；
D．在水中溶解度很小，易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂，故D正确；
故选：A。
14．C
【详解】A．该化合物是由K+和构成的，阴阳离子之间存在离子键，中C原子之间存在共价键，所以该化合物中含有离子键和共价键，故A正确；
B．K3C60晶体在熔融状态下有自由移动的离子，能导电，故B正确；
C．该化合物属于离子晶体，所以该化合物熔融时克服离子键，故C错误；
D．C60与金刚石均是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体，故D正确；
故选C。
15．(1)Mg
(2)
(3)磷
(4) C Si Cl
【解析】(1)
已知某元素原子K层和M层电子数相同，则K层电子数为2，L层电子数为8，M层电子数为2，核外电子数为12，它是镁元素，该元素的元素符号是Mg；
(2)
核外有10个电子的+2价正离子，该原子的核电荷数为12，其离子的结构示意图是；
(3)
原子排布规律：K层有2个电子，L层有8个电子，某元素原子M电子层的电子数为K、L电子层电子数和的一半，所以M层有5个电子，原子核外电子总数为15，属于磷元素；
(4)
已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A
②碳原子的核电核数为6，原子结构示意图：；硅原子的核电荷数为14，原子结构示意图：；氯原子的核电荷数为17，原子结构示意图：。
16．(1)Na＞Mg
(2)Si＜P
(3)H2O＞H2S
(4)PH3＜HCl
(5)Be(OH)2＜Mg(OH)2
(6)H2SO4＜HClO4
(7)HNO3＞H3PO4
【解析】(1)
金属活动性钠大于镁，所以Na、Mg的单质与水反应的剧烈程度：Na＞Mg；
(2)
非金属性磷大于硅，所以Si、P的单质与氢气化合的难易程度：Si＜P；
(3)
非金属性氧大于硫，氧原子更容易得到电子，所以O、S元素的气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S；
(4)
非金属性氯大于磷，氯原子更容易得到电子，所以P、Cl元素的气态氢化物的稳定性：PH3＜HCl；
(5)
金属活动性镁大于铍，所以Be、Mg元素的最高价氧化物对应水化物的碱性：Be(OH)2＜Mg(OH)2；
(6)
非金属性氯大于硫，氯原子更容易得到电子，所以S、Cl元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4＜HClO4；
(7)
非金属性氮大于磷，所以N、P元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3＞H3PO4。
【点睛】
金属性越强，对应最高价氧化物水化物的碱性越强；非金属越强，对应气态氢化物稳定性越强、最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
17．(1)Z、n、A的值分别为13、3、27
(2)
【详解】（1）离子的物质的量为0.1mol，质子的物质的量为1.3mol，中子的物质的量为1.4mol，所以每个离子中的质子数为1.3/0.1=13，每个离子中的中子数为1.4/0.1=14，所以质子数Z为13，质量数A为13+14=27，离子的电荷数为0.3/0.1=3，所以n为3；
（2）该金属为铝，铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，。
18．(1) 39 23 32
(2) K Na S
【详解】（1）主族元素X的最高价氧化物X2O，X处于IA族，溶于水生成XOH，4.7g X2O 溶于95.3g水中，得到溶质质量分数为5.6%的溶液，则XOH的质量=(4.7g+95.3g)×5.6%=5.6g，令X的相对原子质量为a，则根据X原子守恒：，解得a=39，元素Y与X同主族，则Y也处于IA族，其氢氧化物为YOH，与盐酸发生中和反应，设Y的相对原子质量b，则，解得b=23，标况下ZO2的物质的量为，ZO2的摩尔质量为，则Z的相对原子质量为64-32=32；
（2）X、Y处于IA族，X相对原子质量为39，Y的相对原子质量为23，则X为K，Y为Na，Z的相对原子质量为32，且Z与Na同周期，故Z为S。
19．(1)稀硝酸、碳酸钙或碳酸钠、硅酸钠或硅酸钾溶液
(2) Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 试纸变蓝 过量氯气和碘化钾反应置换出碘单质，也使淀粉碘化钾试纸变蓝，不能证明溴元素非金属性强于碘元素
【分析】验证元素非金属性，由图可知应是利用最高价含氧酸的酸性强弱比较，所选取的酸应为稀硝酸，固体药品应为碳酸钠等碳酸盐，烧瓶中是碳酸钠与稀硝酸反应，生成硝酸钠、水、二氧化碳；C中应盛装硅酸钠溶液等硅酸盐，以此来证明碳酸、硅酸的酸性强弱，碳酸酸性比硅酸强。图2浓盐酸和高锰酸钾在常温下发生氧化还原反应生成氯气，非金属性Cl＞Br＞I，单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，卤素单质之间可发生置换反应。
【详解】（1）验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，所选取的酸应为稀硝酸，碳酸钙或碳酸钠，烧瓶中是碳酸钠与稀硝酸反应，生成硝酸钠、水、二氧化碳，C中应盛装硅酸钠溶液或硅酸钾溶液，以此来证明碳酸、硅酸的酸性强弱，由于碳酸酸性比硅酸强，在C中通入二氧化碳气体生成硅酸沉淀，因此烧杯中反应的离子方程式是CO2+SiO+H2O=H2SiO3↓+CO，H2SiO3是白色胶状沉淀，此实验设计有缺限，硝酸具有挥发性，与硅酸钠反应的可能是硝酸。答案：稀硝酸、碳酸钙或碳酸钠、硅酸钠或硅酸钾溶液；
（2）单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，A处氯气通过沾有NaBr溶液的棉花溴化钠溶液，发生置换反应生成溴，反应的离子方程式为Cl2+2Br－=Br2+2Cl－，故答案为Cl2+2Br－=Br2+2Cl－；B处：单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，则B处氯气通过湿润的淀粉KI试纸，氯气与KI反应Cl2+2KI═2Cl－+I2，生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色。故答案为湿润的淀粉KI试纸变蓝。该实验不能完全证明卤素性质的递变规律，请简述原因：过量氯气和碘化钾反应置换出碘单质，也使淀粉碘化钾试纸变蓝，不能证明溴元素非金属性强于碘元素。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
