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2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题七原子结构元素周期表与元素周期律 —模拟
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这是一份2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题七原子结构元素周期表与元素周期律 —模拟，共72页。
专题七 原子结构 元素周期表与元素周期律
【5年高考】
考点一 原子结构
1.(2019上海选考,1,2分)元素118295Og中文名为,是一种人工合成的稀有气体元素,下列正确的是 ( )
A.核外电子数是118 B.中子数是295 C.质量数是177 D.第六周期0族元素
答案 A
2.(2020江苏单科,2,2分)反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是 ( )
A.中子数为9的氮原子:79N
B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
答案 C
3.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是 ( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D
4.(2019浙江4月选考,10,2分)下列说法正确的是 ( )
A.18O2和16O3互为同位素
B.正己烷和2,2-二甲基丙烷互为同系物
C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
答案 B
5.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D
6.(2020课标Ⅰ,11,6分)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 24He)轰击金属原子 WZX,得到核素 Z+230Y,开创了人造放射性核素的先河:
ZWX+24HeY+01n
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是 ( )
A. ZWX的相对原子质量为26 B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的 D.Y仅有一种含氧酸
答案 B
7.(2018课标Ⅲ,8,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同
答案 B
考点二 元素周期表与元素周期律
8.(2020浙江1月选考,16,2分)下列说法正确的是 ( )
A.同一原子中,在离核较远的区域运动的电子能量较高
B.原子核外电子排布,先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
C.同一周期中,随着核电荷数的增加,元素的原子半径逐渐增大
D.同一周期中,ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数都相差1
答案 A
9.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是 ( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C
10.(2020天津,8,3分)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
最高价氧化
物的水化物
X
Y
Z
W
分子式
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
11.(2020江苏单科,9,2分)海水晒盐后精制得到NaCl,氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH,以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3;向海水晒盐得到的卤水中通Cl2可制溴;从海水中还能提取镁。
下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是 ( )
A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D.原子的最外层电子数n:n(Na)
12.(2019上海选考,15,2分)短周期元素m、n、p、q在元素周期表中的排序如图所示,其中m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应。下列说法正确的是 ( )
m
n
p
q
A.非金属性:m>n
B.氢化物稳定性:n
D.最高价氧化物对应水化物酸性:p>q
答案 C
13.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是 ( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D
14.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是 ( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D
15.(2021浙江1月选考,16,2分)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是 ( )
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间构型为正四面体
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第5周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
答案 B
16.(2019课标Ⅲ,9,6分)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是 ( )
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
答案 B
17.(2019江苏单科,8,2分)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.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.由X、Y组成的化合物是离子化合物
C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
答案 B
18.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是 ( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A
19.(2019课标Ⅰ,13,6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 ( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
答案 C
[教师专用题组]
【5年高考】
考点一 原子结构
1.(2020课标Ⅰ,10,6分)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。
下列叙述错误的是 ( )
A.CH3COI是反应中间体
B.甲醇羰基化反应为CH3OH+COCH3CO2H
C.反应过程中Rh的成键数目保持不变
D.存在反应CH3OH+HICH3I+H2O
答案 C A项,由[]-和+H2OCH3CO2H+HI可知CH3COI为反应中间体,正确。B项,根据图示,找出箭头和箭尾,从反应物CH3OH开始,中间引入CO,最后生成CH3CO2H,正确。C项,根据图示可以看出[]-与CH3I反应转化为[]-,Rh成键数目发生了变化,错误。D项,由题图中的物质转化关系可知该过程中存在反应CH3OH+HICH3I+H2O,正确。
2.(2020浙江7月选考,5,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.乙烯的结构式:
B.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.甲基的电子式:H··C····HH·
答案 B 甲酸甲酯的结构简式应为HCOOCH3,故选B。
3.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是 ( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D A项,35Cl和37Cl同属于氯元素,错误;B项,单晶硅和石英(SiO2)不属于同素异形体,错误;C项,HCOOH和HOCH2CHO所含官能团种类不同,不互为同系物,错误;D项,H与Na属于ⅠA族元素,正确。
4.(2020江苏单科,2,2分)反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是 ( )
A.中子数为9的氮原子:79N B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl D.Cl-的结构示意图:
答案 C A项,中子数为9的氮原子表示为 716N,错误;B项,N2分子的电子式为··N︙︙N··,错误;C项,1个Cl2分子中只存在一个共用电子对,其结构式为Cl—Cl,正确;D项,Cl-的结构示意图为,错误。
5.(2019课标Ⅰ,10,6分)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10-3mol·L-1(设冰的密度为0.9g·cm-3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网络结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HClH++Cl-
答案 D 本题涉及的考点有HCl的电离、H+浓度计算和水分子间氢键等。根据题目提供的新信息,准确提取实质性内容,考查了学生接受、吸收、整合化学信息的能力。从原子、分子水平认识物质的结构和变化,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由图可知,在冰表面第一层氯化氢以分子形式存在,在第二层氯化氢以离子形式存在,而第三层只有水分子,则在第一、二层之间存在可逆反应:HClH++Cl-,A、C项正确,D项错误;1L冰中水的物质的量为0.9g·cm-3×1000mL18g·mol-1=50mol,第二层中,n(Cl-)∶n(H2O)=10-4∶1,n(Cl-)=5×10-3mol,则c(H+)=c(Cl-)=n(Cl-)V=5×10-3mol1L=5×10-3mol·L-1,B项正确。
思路分析 依据图示分析氯化氢在不同层的存在形式,结合HCl的电离方程式和相关粒子数量比例关系求第二层中H+的浓度。
6.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D 本题考查了原子的组成、元素周期表和元素周期律等知识,以张青莲教授主持测定的某些元素的相对原子质量的新值为背景材料考查学生的分析推理能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养和爱国主义情怀的价值观念。
铟和铷同属第五周期元素,铷在ⅠA族,铟在ⅢA族,铷的金属性比铟强,所以RbOH的碱性强于In(OH)3的碱性,D错误。
审题方法 该题题干中前面一段话只起铺垫作用,没有核心信息,审题时把注意点放在题干的后面两句话上即可。
7.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.次氯酸的电子式H··Cl······O······
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.原子核内有8个中子的碳原子 614C
答案 A 次氯酸分子中氢原子不直接与氯原子结合,正确的电子式应为H··O······Cl······。
8.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
答案 C 纯碱和烧碱熔化时克服的都是离子键,A正确;加热蒸发过程中水转化为水蒸气时有分子间作用力的破坏,B正确;干冰升华时只有分子间作用力改变,但CO2溶于水时发生化学变化,有共价键的断裂和形成,C错误;石墨为平面正六边形层状结构,层与层之间通过分子间作用力结合,金刚石为共价键结合而成的正四面体立体网状结构,故石墨转化为金刚石时既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D正确。
9.(2018课标Ⅲ,8,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同
答案 B 本题考查原子结构与化学键。A项,24g镁和27g铝的物质的量均为1mol,1mol镁含有的质子数为12NA,1mol铝含有的质子数为13NA,错误;B项,等质量的O2和O3中含有等物质的量的氧原子,含有的电子数相同,正确;C项,1mol重水含有10mol中子,1mol水含有8mol中子,故中子数比为5∶4,错误;D项,乙烷的结构式为,1mol乙烷中含有的化学键为7mol,乙烯的结构式为,1mol乙烯中含有的化学键为5mol,错误。
易混易错 等物质的量的重水和水中含有的质子数相同,中子数不同。
10.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是 ( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案 A 在酯化反应中,通常是“酸脱羟基醇脱氢”,所以A中反应后18O原子应存在于酯中。
易错易混 C项中离子键的形成过程包含电子的转移,用电子式表示离子键的形成过程时要用箭头表示出电子转移的方向。
11.(2018浙江4月选考,8,2分)下列表示正确的是 ( )
A.硫原子结构示意图
B.乙炔的结构简式CHCH
C.乙烯的球棍模型
D.NaCl的电子式Na··Cl······
答案 C 硫原子结构示意图为,故A错误;乙炔的结构简式为,故B错误;乙烯的球棍模型为,故C正确;NaCl的电子式为Na+[··Cl······]-,故D错误。
12.(2018江苏单科,2,2分)用化学用语表示NH3+HClNH4Cl 中的相关微粒,其中正确的是 ( )
A.中子数为8 的氮原子:78N B.HCl 的电子式:H+[··Cl······]-
C.NH3的结构式: D.Cl-的结构示意图:
答案 C 本题考查原子的表达式、电子式、分子的结构式和离子的结构示意图。A项,中子数为8的氮原子为 715N;B项,HCl的电子式为H·×Cl······;D项,Cl-的结构示意图为。
易错易混 HCl是共价化合物,分子内不存在离子键;离子的结构示意图中不要忽略核内正电荷的符号。
13.(2017北京理综,7,6分)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 ( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D 本题考查原子结构、元素周期表、元素周期律等知识。中子数为176的Ts核素符号为 117293Ts。
审题方法 Ts的原子核外最外层电子数是7,则该元素一定是第ⅦA族元素。
14.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案 A B项,氟原子的结构示意图为;C项,CaCl2的电子式为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
15.(2015江苏单科,2,2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是 ( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:1720Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图:
C.氯分子的电子式:··Cl······Cl······
D.氯乙烯分子的结构简式:H3C—CH2Cl
答案 C A项,元素符号的左上角应为质量数,该氯原子应表示为 1737Cl;B项,Cl-的结构示意图为;D项,氯乙烯分子的结构简式为。
16.(2014广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是 ( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
KNO3的溶解度大
用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl
B
BaSO4难溶于酸
用盐酸和BaCl2溶液检验SO42-
C
NH3能使酚酞溶液变红
NH3可用于设计喷泉实验
D
Ca(OH)2能制成澄清石灰水
可配制2.0mol·L-1的Ca(OH)2溶液
答案 B A项,因为KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响不大,故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl,A项错误。B项,往待测溶液中先加稀盐酸若无沉淀产生,再加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明有SO42-,B项正确。C项,NH3可用于设计喷泉实验是因为NH3极易溶于水,C项错误。D项,Ca(OH)2是微溶物,不可配制2.0mol·L-1的溶液,且叙述Ⅰ和叙述Ⅱ不存在因果关系,D项错误。
17.(2014江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.过氧化钠的电子式:Na··O······O······Na
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
答案 B 过氧化钠的电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,A项错误;S2-的结构示意图为,C项错误;间二甲苯的结构简式为,D项错误。
18.(2013江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.丙烯的结构简式:C3H6
B.氢氧根离子的电子式:[··O······H]-
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子:92146U
答案 B 丙烯的结构简式为,A项错误;B项中的电子式正确;氯原子的结构示意图为:,C项错误;该铀原子的质量数为:146+92=238,该原子应表示为 92238U,D项错误。
考点分析 本题是常规考题,与《考试说明》的典型示例一致,分别对有机物结构简式、电子式、原子或离子的结构示意图、核素的表示式等化学用语进行考查,复习时要有针对性。
19.(2012江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.乙酸的结构简式:C2H4O2
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的氯原子:1720Cl
D.NH3的电子式:H··N··H ··H
答案 B 乙酸的结构简式为CH3COOH,故A项错误;中子数为20的氯原子应写成 1737Cl,故C项错误;NH3的电子式为H··N··H ····H,故D项错误。
20.(2012山东理综,9,4分)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是 ( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
答案 B A项,如NH4Cl由非金属元素组成,但为离子化合物;C项,同位素原子(如1H、2H、3H)的质子数相同,中子数不同;D项,一般ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱。
21.(2012天津理综,3,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.乙酸与丙二酸互为同系物
B.不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.92235U和 92238U是中子数不同质子数相同的同种核素
D.短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构
答案 D A项,乙酸分子中含有一个羧基(—COOH),而丙二酸分子中含有两个羧基,二者不属于同系物;B项,H2O2分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键;C项,92235U和 92238U是两种不同的核素;D项,短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子包括CF4、CCl4、SiF4、SiCl4,这些分子中各原子均满足最外层8电子结构。
22.(2011江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.N2的电子式:N︙︙N
B.S2-的结构示意图:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:53131I
D.邻羟基苯甲酸的结构简式:
答案 C N2的电子式为··N︙︙N··,故A项错误;S2-的结构示意图应为,故B项错误;邻羟基苯甲酸的结构简式为,故D项错误。
23.(2018天津理综,7节选)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)r(H+)
(2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O
解析 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)
(3)依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC,SiC俗称金刚砂,是一种固体耐磨材料。
(4)SO2转化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。
24.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显 色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。
答案 (1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑](每空2分)
(2)纯碱(或苏打)(1分)
2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
紫(1分)
(3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) ··Cl······C······O····Cl······(1分) 金属晶体(1分)
(4)氢(1分) 正四面体(1分)
解析 根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。
(1)工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。
(2)C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3,俗名为纯碱(或苏打);Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。
(3)根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2(Na2C2)、COCl2、Na。
(4)在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体;甲烷分子的空间结构为正四面体。
评析 本题考查短周期中元素的推断,综合考查了Cl2的工业制法、元素化合物的性质、晶体结构等知识,其中对新能源“可燃冰”的考查是难点,要求学生了解一些课外热点科技。
25.[2018课标Ⅰ,35(1)~(4),12分]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)。
(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是 。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 。LiAlH4中,存在 (填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键
(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
图(a)
可知,Li原子的第一电离能为 kJ·mol-1,OO键键能为 kJ·mol-1,Li2O晶格能为 kJ·mol-1。
答案 (1)D C
(2)Li+核电荷数较大
(3)正四面体 sp3 AB
(4)520 498 2908
解析 (1)根据能量1s<2s<2p,可知能量最低的是D,能量最高的是C。
(3)AlH4-中Al的价层电子对数为4,故Al采取sp3杂化,该离子空间构型为正四面体。Li+与AlH4-以离子键结合,AlH4-中Al与H之间是σ键,A、B项正确。
(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,故Li原子的第一电离能为1040kJ·mol-12=520kJ·mol-1。OO(g)2O(g)所吸收的能量即为OO键的键能,故OO键的键能为249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1。离子晶体的晶格能是气态离子形成1mol离子晶体所释放的能量,题图中:2Li+(g)+O2-(g)Li2O(晶体) ΔH=-2908kJ·mol-1,故Li2O晶格能为2908kJ·mol-1。
26.(2016四川理综,8,13分)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是 ,X和Y中电负性较大的是 (填元素符号)。
(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是 。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是 。
(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。
(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是 。
答案 (13分)(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl
(2)H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键
(3)平面三角形
(4)Na+
(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O
解析 由题意可知M为O,R为Na,X为S,Y为Cl,Z为Cr。(3)XM3为SO3,其分子中中心原子的价层电子对数为3,无孤电子对,故分子的空间构型为平面三角形。(4)由题图可知 个数为8×18+6×12=4,个数为8,R2M为Na2O,Na+与O2-的个数比为2∶1,故黑球代表Na+。(5)Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)为K2Cr2O7,氧元素的氢化物中能被K2Cr2O7氧化的为H2O2。
27.(2015四川理综,8,13分)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是 。
(2)利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是 。
(3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是 (填化学式);Z和U的氢化物中沸点较高的是 (填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是 (填化学式)。
(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是 。
答案 (1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)三角锥形
(3)HNO3 HF Si、Mg、Cl2
(4)P4+10CuSO4+16H2O10Cu+4H3PO4+10H2SO4
解析 短周期元素X、Z、Q、R、T、U原子序数依次增大,Z和U位于第ⅦA族,则可知Z为F,U为Cl;X与Z可形成XZ4,则X为C;R与X同族,则R为Si;Q的基态原子的电子排布式应为1s22s22p63s2,Q为Mg;T的一种单质在空气中能自燃,则T为P。
(1)R基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)在PCl3分子中磷原子与氯原子形成三个σ键,磷原子还有一对孤电子对,由价层电子对互斥理论可知PCl3的立体构型为三角锥形。
(3)X位于第二周期,该周期元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3;Z和U的氢化物分别为HF和HCl,而HF分子之间存在氢键,所以沸点HF>HCl;Q、R、U形成的单质分别为Mg、Si和Cl2,Mg为金属晶体,Si为原子晶体,Cl2为分子晶体,三种晶体熔点高低顺序为Si>Mg>Cl2。
(4)由题中提示信息及原子守恒和得失电子守恒可写出该反应的化学方程式为10CuSO4+P4+16H2O4H3PO4+10Cu+10H2SO4。
28.(2014课标Ⅱ,37,15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是 (填元素符号),e的价层电子轨道示意图为 。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为 ;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式,写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是 ;酸根呈三角锥结构的酸是 。(填化学式)
(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为 。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。
该化合物中,阴离子为 ,阳离子中存在的化学键类型有 ;该化合物加热时首先失去的组分是 ,判断理由是 。
答案 (1)N (每空1分,共2分)
(2)sp3 H2O2、N2H4(1分,2分,共3分)
(3)HNO2、HNO3 H2SO3(2分,1分,共3分)
(4)+1(2分)
(5)SO42- 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分)
解析 依题给信息可直接判断a为氢(H),c为氧(O),d为硫(S),e为铜(Cu),又知b的价电子层中未成对电子数有3个,且其原子序数介于a、c之间,可确定b为氮(N)。(1)N、O、S三种元素中第一电离能最大的是N;Cu的价层电子轨道示意图为。(2)NH3分子呈三角锥形,分子中N原子采取sp3杂化;分子中含有极性键和非极性键的化合物有H2O2和N2H4等。(3)这些元素形成的含氧酸有HNO3、HNO2、H2SO4、H2SO3等,其中中心原子价层电子对数为3的是HNO2和HNO3,酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。(4)图1所示晶胞中e离子数=4,c离子数=1+8×18=2,则N(Cu)∶N(O)=4∶2=2∶1,该离子化合物的化学式为Cu2O,故铜离子的电荷为+1。(5)5种元素形成的离子化合物中阴离子呈四面体结构,阴离子为SO42-;由题图2可知阳离子是[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,化学键类型有共价键和配位键,该离子中,H2O分子离Cu2+较远,Cu2+与H2O分子间的配位键比Cu2+与NH3分子间的配位键弱,故该化合物加热时,首先失去的组分是H2O。
29.(2014安徽理综,25,14分)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第 周期第 族;S的基态原子核外有 个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为 。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si S
O2- Na+
NaCl Si
H2SO4 HClO4
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗1molCuCl(s),放热44.4kJ,该反应的热化学方程式是 。
(4)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目 。
答案 (1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2
(2)
<
>
<
<
(3)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ·mol-1(合理答案均给分)
(4)(合理答案均给分)
解析 (1)Na是第11号元素,原子结构示意图为,位于元素周期表第三周期第ⅠA族;S是第16号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,所以3p轨道上有2个未成对电子;Si是第14号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)同周期,从左向右元素第一电离能呈增大趋势,所以第一电离能:SiNa+;Si是原子晶体,NaCl是离子晶体,一般原子晶体的熔点高于离子晶体,所以熔点:NaCl
(3)CuCl与O2反应生成的黑色固体是CuO,所以热化学方程式为:CuCl(s)+14O2(g)12CuCl2(s)+12CuO(s) ΔH=-44.4kJ·mol-1或4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ·mol-1。
(4)由题意知,反应物是Cl2和NaClO2,生成物有ClO2,由氧化还原反应的规律和元素性质知,另一生成物为NaCl,所以该反应的离子方程式为。
30.(2013浙江自选,15,10分)请回答下列问题:
(1)N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
电离能
I1
I2
I3
I4
……
In/kJ·mol-1
578
1817
2745
11578
……
则该元素是 (填写元素符号)。
(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是 。Ge的最高价氯化物分子式是 。该元素可能的性质或应用有 。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
(3)关于化合物,下列叙述正确的有 。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个σ键和1个π键
D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯
(4)NaF的熔点 BF4-的熔点(填“>”“=”或“<”),其原因是
。
答案 (1)Al
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 C、D
(3)B、D
(4)> 两者均为离子化合物,且阴阳离子电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低
解析 (1)由该元素的第四电离能远比第三电离能大,可推知其最外层电子数为3,故答案为Al。(2)由锗的价电子排布,可知其最高正价为+4。由锗原子最外层有四个原子,不易失电子,推出锗不是活泼的金属元素,A项错误;电负性:锗<硅<硫,所以B项错误;组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以D项正确。(3)该分子结构中氢原子与碳原子相连,不满足构成氢键的条件,无法构成氢键;该分子中有9个σ键和3个π键,C项错误;该分子中含有醛基,其中氧原子与H2O中氢原子间可形成氢键,所以其溶解度大于2-丁烯。
31.(2013四川理综,8,11分)X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y的单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。
请回答下列问题:
(1)M固体的晶体类型是 。
(2)Y基态原子的核外电子排布式是 ;G分子中X原子的杂化轨道类型是 。
(3)L的悬浊液中加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是 。
(4)R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是 。
答案 (1)离子晶体(2分)
(2)1s22s22p63s23p4(2分) sp3杂化(2分)
(3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度(2分)
(4)4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O(3分)
解析 由题干信息可推知:X为N,Y为S,Z为Cl,R为Fe。(1)G为NH3,Z与氢元素形成的化合物与G发生的反应为:HCl+NH3NH4Cl。生成的固体产物NH4Cl为离子化合物,其晶体类型为离子晶体。(2)S原子序数为16,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;NH3分子空间构型为三角锥形,N原子杂化轨道类型为sp3杂化。(3)L为AgCl,Q为Na2S,根据沉淀溶解平衡原理知2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq),白色AgCl转化为黑色Ag2S的原因是相同条件下Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度。(4)FeO42-在酸性条件下发生氧化还原反应生成Fe3+、H2O和O2,含Fe3+的溶液呈黄色。
32.(2013安徽理综,25,15分)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y
Y是地壳中含量最高的元素
Z
Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W
W的一种核素的质量数为28,中子数为14
(1)W位于元素周期表第 周期第 族;W的原子半径比X的 (填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的 (填“大”或“小”);XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。
(3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是 ;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是 。
(4)在25℃、101kPa下,已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419kJ,该反应的热化学方程式是 。
答案 (15分)(1)三 ⅣA 大
(2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)
(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变为无色溶液
Si+4HFSiF4↑+2H2↑
(4)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH=-3352kJ·mol-1(其他合理答案均可)
解析 根据题给信息,可推出X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。(2)同周期元素从左向右,第一电离能有逐渐变大的趋势,故Al的第一电离能比Si小;CO2由固态变为气态时克服的是分子间作用力(或范德华力);C、H、O三种元素的原子可以形成的分子中,同种分子间能形成氢键的物质很多,例如:甲醇(CH3OH)、乙醇、甲酸、乙酸等,本小题是开放性试题,答案可以有多种,属于醇类、羧酸类以及酚类的物质都可以。(3)Al与盐酸反应后的溶液为AlCl3溶液,在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先发生反应Al3++3OH-Al(OH)3↓,NaOH过量时,发生反应Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,故现象为:先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液。(4)13.5g即0.5mol的Al单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态放出419kJ的热量,则1molAl完全燃烧放出的热量为838kJ,在写热化学方程式时应注意化学计量数与ΔH成正比关系。
33.(2012课标,37,15分)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是 ;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ;
(3)Se原子序数为 ,其核外M层电子的排布式为 ;
(4)H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为 ,SO32-离子的立体构型为 ;
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因: ;
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因: ;
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为 g·cm-3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。
答案 (1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34 3s23p63d10
(4)强 平面三角形 三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+
(6)4×(65+32) g·mol-16.02×1023mol-1(540×10-10cm)3=4.1
2701-cos109°28'或1352sin109°28'2或1353
解析 (1)由S原子最外层电子排布式3s23p4及S8结构示意图不难判断出S8中S原子采用的是sp3杂化。
(2)根据第一电离能的定义知,同一主族元素,从上到下失电子能力逐渐增强,故O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序是O>S>Se。
(3)根据核外电子排布规律可写出Se的M层电子的排布式为3s23p63d10。
(4)SeO3分子中Se的价电子对数为62=3,SO32-中S的价电子对数为6+22=4,由价层电子对互斥理论可判断出SeO3、SO32-的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。
(6)1个ZnS晶胞中N(S2-)=8×18+6×12=4(个),N(Zn2+)=4个,故ρ=mV=4×(65+32) g·mol-16.02×1023mol-1(540×10-10cm)3=4.1g·cm-3。仔细观察ZnS的晶胞结构不难发现,Zn2+位于ZnS晶胞中8个小立方体中互不相邻的4个小立方体的体心,Zn2+与S2-间的距离就是小立方体体对角线的一半,即:12×3×540.0pm2=1353pm。
34.(2012安徽,25,16分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为:nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23,中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第 周期第 族,其基态原子最外层有 个电子。
(2)X的电负性比Y的 (填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是 (写化学式)。
(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目: 。
(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称: 。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子,写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式: 。
答案 (16分)(1)四 Ⅷ 2
(2)小 H2O
(3)
或2Na2+2CO22Na2CO3+O2
(4)丙烷(其他合理答案均可)
CH3COOH+HCO3-CH3COO-+CO2↑+H2O(其他合理答案均可)
解析 根据题给信息可知X为C元素;Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,因为s能级最多可容纳2个电子,所以Y为O元素;Z为Na元素;W的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变为红褐色,则W为Fe元素。(1)Fe元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,其基态原子最外层电子数为2。(2)O元素的非金属性强于C元素,所以C的电负性比O的小。C、O的气态氢化物中H2O更稳定。(3)Na2O2与CO2的反应为2Na2+2CO22Na2CO3+O2
或。
(4)根据信息,C和H形成的氢化物中有两种类型氢的分子可以写出很多,如:CH3CH2CH3、(CH3)3CH、(CH3)2CHCH(CH3)2等;H、C和O元素形成的能相互反应的粒子也可以写出很多,如:CH3COOH+HCO3-CH3COO-+CO2↑+H2O等。
考点二 元素周期律表与元素周期律
1.(2020课标Ⅰ,11,6分)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 24He)轰击金属原子 WZX,得到核素 Z+230Y,开创了人造放射性核素的先河:
ZWX+24HeY+01n
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是 ( )
A. ZWX的相对原子质量为26 B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的 D.Y仅有一种含氧酸
答案 B 本题重点考查原子结构、质子数、中子数、质量数的有关内容。依据质量数守恒得W+4=30+1,推出W=27。再结合X、Y的最外层电子数之和为8,X为金属元素,可推出X的核电荷数为13,故X为Al;Y的核电荷数为15,故Y为P。A项,1个 WZX原子的质量未知,无法求算其相对原子质量,错误;B项,铝元素和氯元素可以形成三氯化铝,磷元素可以和氯元素形成三氯化磷,正确;C项,原子半径:Al>P,错误;D项,磷元素可以形成H3PO2、H3PO3、H3PO4等含氧酸,错误。
2.(2020课标Ⅱ,13,6分)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是 ( )
Z+[]-
A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
答案 D W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素且原子序数总和为24,结合题给化合物的结构式可知,W为H、X为B、Y为N、Z为Na。A项,[]-中H、B、N之间均为共价键,正确;B项,Na既可与水反应,也可与甲醇反应,正确;C项,Y(N)的最高价氧化物的水化物为HNO3,属于强酸,正确;D项,BF3中,1个B原子与3个F原子形成3个共价键,B外围只有6个电子,不满足8电子稳定结构,错误。
3.(2020课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z;化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是 ( )
A.非金属性:W>X>Y>Z
B.原子半径:Z>Y>X>W
C.元素X的含氧酸均为强酸
D.Y的氧化物水化物为强碱
答案 D 由化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,可知XW3和WZ分别是NH3和HCl,即W是H元素,X是N元素,Z是Cl元素;再根据四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,可知Y是Na元素。A项,Na(Y)是金属元素,其非金属性不可能大于Cl(Z),错误;B项,原子半径:Na(Y)>Cl(Z),错误;C项,N(X)元素的含氧酸不全为强酸,如HNO2是弱酸,错误;D项,Na(Y)的氧化物的水化物为NaOH,是强碱,正确。
4.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是 ( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D 依据题意,结合元素周期表可以推断出X为H,Y为C,Z为N,M为Si,Q为Cl。A项,C和Si位于同一主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即CN,则原子半径:NH2CO3>H2SiO3,正确。C项,X2Z—ZX2为N2H4,N2H4易溶于水,水溶液显碱性,正确。D项,H、N、Cl三种元素可以组成NH4Cl,NH4Cl为离子化合物,错误。
5.(2019课标Ⅰ,13,6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 ( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
答案 C 本题涉及原子结构、元素周期律、元素周期表、化学键等知识,主要考查学生对元素“位—构—性”关系的分析和解决化学问题的能力,利用原子结构模型、化学键模型分析解题,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。
由W、X、Y、Z为同一短周期元素,结合新化合物的结构式可知,X为ⅣA族元素,Z为卤族元素,W为碱金属元素,再由Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,Z为Cl、X为Si,进而推知W为Na、Y为P。A项,NaCl的水溶液呈中性,错误;B项,元素的非金属性:Si
6.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是 ( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D 本题涉及元素周期律、元素周期表的应用,借助元素周期表片段考查考生元素推断、分析和解决化学问题的能力。通过元素“位—构—性”之间的逻辑关系,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知,W与X的最高化合价之差为2,设X的最高化合价为a,则W的最高化合价为a+2,结合题意知2a+2=8,解得a=+3,从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:W(N)
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
答案 B 本题涉及元素周期律的直接应用与判断,通过元素周期表和元素周期律知识的综合应用,考查了分析和解决化学问题的能力,从原子、分子水平认识物质的组成和性质,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由题意可推知,X、Y、Z分别为C、Mg、Si。A项,CO2是分子晶体,SiO2是原子晶体,错误;B项,C的非金属性比Si强,则C的氢化物的热稳定性大于Si的氢化物,正确;C项,SiC是共价化合物,错误;D项,Si单质不能溶于浓硝酸,错误。
思路分析 由Y的最外层电子数等于X的次外层电子数可知X为第二周期元素,Y最外层电子数为2,X、Y、Z的最外层电子数之和为10,所以X、Z的最外层电子数之和为8,由X、Z同族可推知X、Z分别为C和Si,Y原子半径大于Z,则Y为Mg元素。
8.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是 ( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C 根据周期表中各周期的元素种类数可推知第四、五、六、七周期的0族元素的原子序数分别为36、54、86和118。第35号元素应在第四周期第ⅦA族,单质是Br2,在常温常压下是液体,A正确;第四周期第ⅤA族的元素为As,为非金属元素,B正确;第84号元素在第ⅥA族,最高化合价是+6,故C错误;D正确。
解题点睛 解答本题的关键点有二,一是熟记每个主族从上到下元素的名称和符号,二是会根据周期表中各周期的元素种类数推断下一周期同主族或0族元素的原子序数。
9.(2018课标Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是 ( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B 氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
10.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是 ( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体,说明W为N,X为O。Y的周期数是族序数的3倍,说明Y是Na,Z原子的最外层电子数与W的电子总数相同,则Z是Cl。X与W可形成NO、NO2、N2O4等,与Y可形成Na2O、Na2O2,与Z可形成ClO2、Cl2O7等,A正确;Na2O2、NaN3中均含有离子键与非极性共价键,B不正确;N3-、O2-、Na+的电子层结构相同,Cl-与N3-、O2-、Na+的电子层结构不同,C不正确;HNO2为弱酸,D不正确。
11.(2018课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D 黄绿色气体应是氯气,氯气与烧碱反应可生成次氯酸钠,所以Y是Na,Z是Cl,W是O。X和Z同族且均为短周期元素,则X为F。A项,原子半径大小为Na>Cl>O>F,即Y>Z>W>X,错误;B项,HF是弱酸,HCl是强酸,即X的氢化物水溶液酸性弱于Z的,错误;C项,Y2W2是Na2O2,含有离子键和非极性共价键,ZW2是ClO2,含有极性共价键,不含非极性共价键,错误;D项,W的单质有O2和O3,X的单质为F2,标准状况下均为气体,即状态相同,正确。
12.(2018天津理综,2,6分)下列有关物质性质的比较,结论正确的是 ( )
A.溶解度:Na2CO3
13. (2018浙江4月选考,12,2分)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
W
A.原子半径(r)大小比较:r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C 由四种元素在周期表中的位置知,X、Y在第二周期,Z、W在第三周期。设Y的原子序数为a,则X、Z、W的原子序数分别为(a-1)、(a+8)、(a+9),故有a+(a-1)+(a+8)+(a+9)=48,解得a=8,因此X为N,Y为O,Z为S,W为Cl。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故A正确;N和Cl可形成共价化合物NCl3,故B正确;沸点的高低取决于分子间作用力的强弱,与元素非金属性无关,故C错误;O的非金属性比S强,S2-的失电子能力比O2-的强,故D正确。
14.(2018江苏单科,8,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
答案 D 由题意可知X为O,Y为Na,Z为Al,W为S。原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W),A不正确;Na2O2中含有非极性共价键,B不正确;金属性Y>Z,最高价氧化物的水化物的碱性Y>Z,C不正确;非金属性X>W,简单气态氢化物的热稳定性X>W,D正确。
规律总结 元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
15.(2017课标Ⅰ,12,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是 ( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C 本题考查元素周期表、元素周期律和盐类水解知识。根据W的简单氢化物可用作制冷剂可知W为N元素;短周期元素中原子半径最大的为Na元素,则Y为Na元素;X、Na、Z三种元素形成的一种盐与盐酸反应生成黄色沉淀以及有刺激性气味的气体,可知黄色沉淀为S,气体为SO2,根据原子序数的大小关系可知X为O元素,Z为S元素。O的非金属性比N强,则H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S水解使溶液显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝,C项错误;S与O同主族,与Na同周期,D项正确。
解题关键 元素推断题的解题思路
16.(2017课标Ⅱ,9,6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是 ( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B 本题考查元素周期律相关知识。a、b、c、d为短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层电子数相同,可以推知a为O;c所在周期数与族序数相同,c的原子序数大于a,则c为Al;d与a同族,则d为S;再结合原子序数依次增大,可以推测b可能为Na或Mg。同周期元素(稀有气体元素除外)从左到右,原子半径逐渐减小;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:b>c>d>a,A不正确。无论b是Na还是Mg,其金属性都是四种元素中最强的,B正确。Al(OH)3为两性氢氧化物,C不正确。同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,故O2的氧化性强于S,D不正确。
规律方法 金属性和非金属性强弱判断方法
17.(2017课标Ⅲ,12,6分)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是 ( )
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3AlCl3,错误;D项,Al3+及O2-均为10e-微粒,根据“序大径小”规律,可知离子半径Al3+
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C 气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,A正确;H2O属于共价化合物,NaH属于离子化合物,B正确;题图所示实验可证明酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能据此得出元素的非金属性强弱,C不正确;前六周期共有86种元素,第七周期可排32种元素,故118号元素在第七周期0族,D正确。
思路梳理 依据最高价含氧酸的酸性强弱可推导元素的非金属性强弱。
19.(2017江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(X)
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
答案 D 本题考查物质结构基础知识。由Z是地壳中含量最多的元素可推出Z为O;由Y、Z同周期且相邻,Y的原子序数小于Z,推出Y为N;由W是短周期中金属性最强的元素可知W为Na;因X原子序数最小且为主族元素,又知只有Y、Z处于同周期,推出X为H。A项,原子半径r(Y)>r(Z);B项,NaOH为强碱;C项,N2的氧化性比O2的弱;D项,HNO3(或HNO2)为共价化合物,NH4NO3为离子化合物。
知识拓展 化合物类别的几个特例
AlCl3:由活泼金属元素与活泼非金属元素组成的共价化合物。
NaOH:含有极性键的离子化合物。
Na2O2:含有非极性键的离子化合物。
NH4NO3:全部由非金属元素形成的离子化合物。
20.(2016课标Ⅲ,12,6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B 由题意可知X为Na,Z为Cl,W为O,Y为S。A项,简单离子半径O2->Na+,Na+H2S,故错误;D项,最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:XW
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D 依据题意可推知X、Y、Z、W依次是C、O、Na、Cl。A项,一般条件下CO与NaOH不反应,错误;B项,碳原子半径大于氧原子半径,错误;C项,Na2O中只存在离子键,而NaClO3中既存在离子键,也存在共价键,错误;D项,O3、Cl2、ClO2等均可用于水的消毒,正确。
22.(2015课标Ⅰ,12,6分)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是 ( )
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,可判断出W为氢元素,X为氮元素;它们的最外层电子数之和为18,则Y、Z两元素原子最外层电子数之和为18-1-5=12,则Y为磷元素,Z为氯元素。A项,单质的沸点:N2>H2;B项,非金属性:Cl>H,阴离子的还原性:H->Cl-,正确;C项,Cl的最高价氧化物的水化物的酸性强于P的;D项,P和N可以存在于同一离子化合物中,如NH4H2PO4。
23.(2015课标Ⅱ,3,3分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是 ( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B 由题意可知:a为H,b为S,c为Cl,d为K。由元素周期律知:同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性Cl>S;H2与S、Cl2化合时,S和Cl2均体现氧化性,故非金属性次序为c>b>a,A项正确。H与K不能形成共价化合物,B项错误。K与其他3种元素分别形成KH、K2S、KCl,三者均为离子化合物,C项正确。H的最高和最低化合价分别为+1、-1,代数和为0;S的最高和最低化合价分别为+6、-2,代数和为4;Cl的最高和最低化合价分别为+7、-1,代数和为6,D项正确。
24.(2015北京理综,7,6分)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是 ( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.非金属性:Cl>Br
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 D A项,硫的非金属性强于磷,故最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4>H3PO4;B项,氯元素和溴元素位于同一主族,但氯原子半径小于溴的,故非金属性:Cl>Br;C项,钠和镁位于同一周期,钠在镁的左边,钠的金属性强于镁,故碱性:NaOH>Mg(OH)2;D项,Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,但二者的热稳定性与元素周期律无关。
25.(2015浙江理综,9,6分)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C.YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
答案 D 由题意可知X为O,W为S,Z为P,Y为Si,T为As。热稳定性:H2O>H2S>PH3,A项不正确;火山口附近有游离态的硫,B项不正确;SiO2属于原子晶体,C项不正确;砷元素位于金属元素与非金属元素的交界处,具有半导体特性,As2O3中砷元素为+3价,其化合价可以升高到+5价,也可以降低到-3价,D项正确。
26.(2015重庆理综,2,6分)下列说法正确的是 ( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
答案 B A项,I的非金属性比Br的非金属性弱,HBr比HI的热稳定性强;B项正确;C项,MgO不与NaOH溶液反应;D项,混合气体通入Ba(NO3)2溶液后,溶液显酸性,酸性条件下NO3-能把SO32-氧化为SO42-,从而产生BaSO4沉淀,无BaSO3。
27.(2015海南单科,12,4分)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是 ( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
答案 D 根据题意可推出a为钠元素,b为碳元素,c为硫元素,d为氯元素。A项,上述元素中非金属性最强的元素是氯元素;B项,钠元素可以形成Na2O、Na2O2,碳元素可以形成CO、CO2,硫元素可以形成SO2、SO3,氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种氧化物;C项,钠为活泼金属元素,可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物;D项,碳元素与氢元素形成的化合物中可能含非极性共价键,如CH3CH3等。
28.(2015江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是 ( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序:Z、W、X
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:X、Y、W
答案 A 根据题意可知,X、Y、Z、W分别为O、F、Al、Si。B项,原子半径大小顺序应为:Al>Si>O>F;C项,元素非金属性由强到弱顺序应为:O>Si>Al;D项,简单气态氢化物的稳定性由强到弱顺序为:F>O>Si。
29.(2014课标Ⅰ,10,6分,0.672)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 ( )
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z
答案 D 依题意,不难确定X、Y、Z分别是S、Na、F。原子最外层电子数F>S>Na(Z>X>Y),A错误;单质沸点Na>S>F2(Y>X>Z),B错误;离子半径S2->F->Na+(X2->Z->Y+),C错误;原子序数S>Na>F(X>Y>Z),D正确。
思路分析 可以将元素周期表中前18号元素按照元素周期表的编排顺序书写出来,直接对照题目的要求来确定元素种类。抓住题给信息,正确推断出三种元素是解题的关键,熟练运用周期表中元素性质的递变规律是解决此类问题的重要保证。
易错警示 容易忽略短周期元素的限定,而将三种元素推断错误。
30.(2014山东理综,8,5分)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是 ( )
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
D.1735Cl与 1737Cl得电子能力相同
答案 D 同主族元素最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,A项错误;核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同,如Na+和F-,B项错误;四种离子半径的大小顺序应为:rS2->rCl->rK+>rCa2+,C项错误;1735Cl和 1737Cl互为同位素,得电子能力相同,D项正确。
31.(2013天津理综,3,6分)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是 ( )
A.ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B.第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大
D.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
答案 A A项,两族元素间可以形成HCl、NaCl等常见物质;B项,第二周期中,氧元素无最高正价,F元素没有正价;C项,如还原性F-Cl-;D项,以第三周期元素为例,铝元素为+3价,但是铝元素原子失电子能力弱于Mg和Na。
32.(2013江苏单科,10,2分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径的大小顺序:r(Y)>r(Z)>r(W)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
答案 D 由题意可知X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。原子半径的大小顺序为r(Na)>r(N)>r(O),A项错误;O2-和Na+电子层结构相同,B项错误;H2O的热稳定性强于NH3,C项错误;NH4NO3为离子化合物,HNO3、HNO2为共价化合物,D项正确。
33.(2013山东理综,8,4分)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知 ( )
W
X
Y
Z
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
答案 A W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可推出W为N,X为O,Y为S,Z为Cl。根据元素周期律,同一主族元素从下到上非金属性增强,同一周期元素从左到右非金属性增强,与氢化物稳定性的规律一致,A项正确;元素非金属性越强,则其对应的阴离子还原性越弱,C项错误;B选项没有注明是最高价氧化物对应的水化物,例如H2SO4的酸性比HClO的强,故B项错误;Cl2中氯元素的化合价为0,处于中间价态,化合价既可升高也可降低,Cl2在化学反应Cl2+H2OHCl+HClO中既表现氧化性又表现还原性,D项错误。
34.(2013福建理综,9,6分,★★☆)四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确···的是 ( )
A.原子半径Z
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
答案 B 根据题中图示及只有M为金属元素不难推断出M为Al,X为Si,Y为N,Z为O。B项,HNO3的酸性比H2SiO3强。
35.(2013浙江理综,9,6分)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是 ( )
X
Y
Z
W
Q
A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C.W得电子能力比Q强
D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体
答案 A 依题意可先确定X为碳(C)元素,再根据其他元素在周期表中的位置可确定Y、Z、W、Q分别为氧(O)、硅(Si)、硫(S)和氯(Cl)。Na与S可形成类似Na2O2的化合物Na2S2,A正确;SiO2为原子晶体,熔融时不导电,B错误;S的得电子能力比Cl弱,C错误;氧存在同素异形体O2和O3,D错误。
36.(2012课标,13,6分)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说法中正确的是 ( )
A.上述四种元素的原子半径大小为W
C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D.由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
答案 C 依据题意,不难确定W、X、Y、Z四种元素依次为氢(H)、碳(C)、氮(N)或氧(O)、氖(Ne)。A项,W、X、Y三元素的原子半径大小为X>Y>W;B项,四种原子最外层电子总数为18或19;C项,H2O2或N2H4分子中既含极性共价键又含非极性共价键;D项,W与X组成的化合物包括所有的烃类,沸点不一定比H2O或NH3低。
37.(2012北京理综,9,6分)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是 ( )
A.原子半径:As>Cl>P
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
答案 C A项,原子半径:As>P>Cl;B项,非金属性:Cl>Br>As,所以热稳定性:HCl>HBr>AsH3;D项,非金属性:S>P>As,故酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4。
38.(2011课标,13,6分)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是 ( )
A.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
答案 A X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,可推知X为C;元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,则Y为Al;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,且Z的原子序数大于Al,故Z为S;元素W是制备一种高效电池的重要材料,且原子序数小于C,可推知W为Li。A项,LiCl中,锂原子是2电子的稳定结构,错误;B项,C与H可形成C2H2、C6H6等多种化合物,正确;C项,Al与NaOH溶液或盐酸反应均有H2生成,正确;D项,S与C可形成共价化合物CS2,正确。
39.(2011山东理综,13,4分)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是 ( )
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D.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
答案 C 多数主族元素的最高化合价等于其原子最外层电子数,但有些主族元素(如F、O)、0族元素、许多过渡元素则不符合此规律,A项错误;电子运动的区域离核越近,能量越小,B项错误;P、S、Cl位于同周期,非金属性依次增强,根据同周期主族元素的性质递变规律,C项正确;过渡元素是第三纵列到第十二纵列的元素,包括七个副族与Ⅷ族,D项错误。
40.(2011天津理综,2,6分)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是 ( )
A.第ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小
C.第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强
D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
答案 B A项,137Cs比133Cs多4个中子,两者质子数相等。C项,氢化物的稳定性随元素非金属性的增强而增强。D项,同主族元素从上到下,碱金属单质的熔点逐渐降低,第ⅦA族单质的熔点逐渐升高,故D项错误。
错因分析 没有掌握同主族元素单质物理性质的递变规律易错选D。
41.(2011江苏单科,5,2分)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
W
Q
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为:rX>rY>rZ>rW>rQ
C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
答案 A 根据题图,可以推出X为N元素,Y为O元素,Z为Al元素,W为S元素,Q为Cl元素。A项,N的最高正价为+5价,Al的最高正价为+3价,其和的数值为8,故正确;B项,原子半径:rZ>rW>rQ>rX>rY,故不正确;C项,O2-与Al3+的核外电子数和电子层数均相同,故不正确;D项,S的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性,故不正确。
42.(2020浙江7月选考,28,10分)Ⅰ.化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01gX,用含HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和 (填元素符号),X的化学式是 。
(2)溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是 。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示) 。
要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“HCl+NH3NH4Cl”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是 。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是 。
答案 Ⅰ.(1)Al、Cl AlCl3NH3
(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
(3)AlCl3+Cl-AlCl4-或AlCl3+NH3AlCl3NH3
Ⅱ.(1)吸水或放热导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
解析 Ⅰ.由加热X可产生使红色石蕊试纸变蓝的气体Y,可知Y为氨气;取3.01gX用含有HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得到溶液A,将溶液A分成A1、A2两等份进行实验,且白色沉淀C可溶于NaOH溶液,结合溶液A1+NaOH溶液→Y(NH3)+溶液B,CO2+溶液B→白色沉淀C,可知白色沉淀C为Al(OH)3,白色固体D为Al2O3,且n(Al2O3)=0.510g102g·mol-1=0.005mol,则溶液A1中n(Al3+)=0.01mol,n(NH3)=0.224L22.4L· mol-1=0.01mol;由溶液A2+AgNO3溶液→白色沉淀E,可知E为AgCl,且溶液A2中n(Cl-)=n(AgCl)=8.61g143.5g·mol-1=0.06mol,则溶液A中含0.12molCl-,除去加入的盐酸中所含的0.06molCl-,X中含有0.06molCl-;综上所述及X的质量可知X中含有0.02molAl3+、0.06molCl-和0.02molNH3,则n(Al3+)∶n(Cl-)∶n(NH3)=1∶3∶1,可知X的化学式为AlCl3NH3。
(1)据上述分析,X中含有N、H、Al、Cl四种元素,X的化学式为AlCl3NH3。
(2)溶液B中通入过量CO2的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-或Al(OH)4-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-。
(3)根据题意,一种反应物的组成元素为X中除去N、H 之外的两种元素,只能为AlCl3,故化学方程式为AlCl3+NH3AlCl3NH3,离子方程式为AlCl3+Cl-AlCl4-。
Ⅱ.(1)盐酸具有挥发性,与浓硫酸混合以后,浓硫酸吸水并放出大量的热,促进HCl的逸出。
(2)HCl挥发带出的H2SO4会进入烧杯与Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀。
43.(2019海南单科,13,9分)自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2016年IUPAC确认了四种新元素,其中一种为Mc,中文为“镆”。元素Mc可由反应 95243Am+2048Ca288Mc+301n得到。该元素的质子数为 ,287Mc与288Mc互为 。
(2)Mc位于元素周期表中第ⅤA族,同族元素N的一种氢化物为NH2NH2,写出该化合物分子的电子式: ,该分子内存在的共价键类型有 。
(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价,其中+3价氧化物的分子式为 ,+5价简单含氧酸的分子式为 。
答案 (1)115 同位素
(2)H··N··H····N··H····H 极性键和非极性键
(3)P2O3(或P4O6) H3PO4
解析 本题考查原子结构、化学键的类型和电子式的书写。体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
(1)通过反应 95243Am+2048CaMc+301n可确定元素Mc的质子数为115;287Mc与288Mc的质子数相同,二者互为同位素。
易错易混 书写NH2NH2的电子式时注意不要将N原子的孤电子对忽略掉。
44.(2013大纲全国,27,15分)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号)。
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示)。
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 。
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 。
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 。
(6)单质E与水反应的离子方程式为 。
答案 (15分)(1)Na Cl(每空1分,共2分)
(2)PH3(2分)
(3)NH4Cl 离子键和共价键(每空2分,共4分)
(4)H3PO4(2分)
(5)2P+5Cl22PCl5 PCl3(2分,1分,共3分)
(6)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(2分)
解析 由A和B形成的化合物在水中呈碱性可知该化合物为NH3,结合题目中的信息可推出A为H,B为N,C为Na,D为P;由C和E形成的化合物在水中呈中性可知该化合物为NaCl,则E为Cl。根据同主族元素原子电子层数越多原子半径越大,在电子层数相同的情况下核电荷数越大原子半径越小(稀有气体元素除外)的规律,可推出原子半径最大的是Na。根据元素周期律,同一周期(稀有气体元素除外)从左到右元素非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,可知非金属性最强的是Cl,热稳定性最差的是PH3。HCl+NH3NH4Cl,NH4Cl的电子式为[H··N··HH····H]+[··Cl······]-,其中存在的化学键类型为离子键和共价键。P在充足的Cl2中燃烧的产物为PCl5,在不充足的Cl2中燃烧产物为PCl3。Cl2与H2O反应生成的HClO为弱酸,HClO不能拆开写。
【3年模拟】
时间:45分钟 分值:68分
一、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2021届东平高中高三第二次质检,10)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.次氯酸的结构式:H—Cl—O
B.质子数为52、中子数为75的碲原子:52127Te
C.S2-的结构示意图:
D.四氯化碳的电子式:Cl··C····ClCl··Cl
答案 B
2.(2020山东等级考模拟二,3)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是 ( )
A.ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2
B.第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D.基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
答案 B
3.(2020临沂一模,2)下列状态的铝中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是 ( )
答案 B
4.(2020山东等级考模拟,4)某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是 ( )
A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1
答案 A
5.(2020聊城一中高三期中,8)具有如下电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一族的是 ( )
A.3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子
B.3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子
D.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2(n+1)p6的原子
答案 B
6.(2020青岛一模,7)我国科研人员发现了一种新型超导体Bi3O2S2Cl,由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成。已知Bi位于第六周期ⅤA族,下列有关说法错误的是 ( )
A.Bi的价电子排布式为5d106s26p3
B.有关元素的电负性:O>Cl>S
C.Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物
D.该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区
答案 A
7.(2020潍坊一模,9)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。W原子的最外层电子数是X与Z原子最外层电子数之和,W的简单氢化物r溶于水完全电离。m、p是由这些元素组成的二元化合物,m可作制冷剂,无色气体p遇空气变为红棕色。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:W>Z>Y>X
B.Y原子的价电子轨道表示式为
C.r与m可形成离子化合物,其阳离子电子式为H··N··HH····H
D.一定条件下,m能与Z的单质反应生成p
答案 D
8.(2020临沂高三期中,7)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大,且原子最外层电子数之和为15。基态Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,Y与Z同主族,Z与W同周期。下列说法错误的是 ( )
A.电负性最大的元素是Y
B.简单氢化物的沸点:Y>Z
C.化合物WX2中既存在离子键,又存在共价键
D.W元素基态原子核外M层电子的自旋状态相反
答案 C
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,每小题有一个或两个选项符合题目要求)
9.(2021届济南一中高三期中,8)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是元素Y、W的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体。K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.Y、Z、W三种元素的电负性:W>Z>Y
B.Y、Z、W三种元素的第一电离能:W>Z>Y
C.Y、Z、W与氢元素均可形成含非极性键的二元化合物
D.由X、Y、Z、W构成的化合物中可能含有离子键
答案 B
10.(2020滨州三模,7)已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下,它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键
B.简单气态氢化物的热稳定性:Y>W
C.简单离子半径:Z>Y>W>X
D.这四种元素中,元素X的第一电离能最小
答案 D
11.(2020日照高三6月校际联考,13)下表中所列的五种短周期元素,原子序数连续,但与表中排列顺序无关。用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,m-n的值如下表所示:
元素
A
B
C
D
E
m-n
8
6
4
2
0
下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:A
12.(2021届日照高三第二次联考,6)X、Y、Z、M、W为五种原子序数递增的前20号元素。X、Y是同周期元素,原子序数相差2,族序数之和为10;Z原子最外层电子数等于其最内层电子数,M在地壳中含量居第二位;W的某种盐常用作加碘盐的碘制剂。下列说法错误的是 ( )
A.原子半径:W>Z>M>X>Y
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:X>M
C.ZXY3含离子键和共价键,0.1molW2Y2含有0.4mol 离子
D.Z与XY2反应可置换出X单质,X与MY2反应可置换出M单质
答案 C
13.(2021届德州高三期中,11)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子序数是Z的原子序数的一半,W、X、Y三种元素形成的化合物M结构如图所示。
X+X+
下列叙述正确的是 ( )
A.离子半径:Z>X>W
B.气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.试管中残留的Z的单质可以用热的氢氧化钠溶液洗涤
D.化合物M中所有的原子均满足8电子稳定结构
答案 CD
三、非选择题(本题包括2小题,共32分)
14.(2021届东平高中高三第二次质检,17)(20分)如图是元素周期表的一部分,按要求回答问题:
(1)元素④在周期表中位置是 。元素③的最高价氧化物的化学式为 。
(2)元素①⑤组成化合物的电子式为 。
(3)元素②的单质与⑧的最高价氧化物的水化物的热的浓溶液反应的化学方程式为 。
(4)元素⑦与⑨形成的化合物与元素③的氢化物的水溶液反应的离子方程式为 。
(5)元素④⑤⑥⑧形成的简单离子,其离子半径由小到大的顺序为 (用离子符号表示)。
(6)A~F发生如图所示的转化,A、B、C、D为①~⑨中某种元素形成的单质,E、F、G为B、C、D与A形成的二元化合物,G是一种常见温室气体,与B可以反应生成E,E中B元素的质量分数为60%,F为两性物质。
①A和F的化学式分别为 、 。
②B与G反应的化学方程式为 。
③C与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
答案 (共20分,每空2分)
(1)第二周期第ⅥA族 N2O5 (2)Na+[··H]- (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (4)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ (5)Mg2+
(1)X在元素周期表中的位置是 ;
(2)Z2Y2中含有的化学键类型为 ;
(3)元素Y和R的最简单氢化物的沸点由高到低顺序为 (填化学式)。
(4)无机盐W2(RY4)3在T.F细菌存在的酸性溶液中可实现天然气的催化除杂,其原理如图所示:
①写出过程ⅰ中发生反应的离子方程式: ;
②过程ⅱ中的氧化剂是 ;
③有关上述过程的说法正确的是 (填标号)。
A.WRY4是该过程的催化剂
B.该过程需要不断添加W2(RY4)3溶液
C.该过程O2间接氧化H2S
答案 (共12分,每空2分)
(1)第二周期第ⅣA族 (2)(非极性)共价键、离子键 (3)H2O>H2S (4)①2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+ ②O2 ③C
[教师专用题组]
【3年模拟】
时间:20分钟 分值:30分
一、选择题(每题2分,共24分)
1.(2020北京等级考适应性测试,2)下列化学用语书写正确的是 ( )
A.过氧化钠的电子式是Na··O······O······Na
B.乙烷的结构式是
C.氯原子的结构示意图是
D.中子数为7的碳原子是 67C
答案 B A项,过氧化钠是离子化合物,电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,错误;C项,氯原子最外层电子数为7,原子结构示意图为,错误;D项,元素符号左上角数字为质量数,质量数等于质子数与中子数之和,中子数为7的碳原子的质量数为13,错误。
2.(2020天津等级考适应性测试,3)下列叙述正确的是 ( )
A.最高正化合价:P>N>C B.第一电离能:Li>Na>K
C.热稳定性:H2O>HF>H2S D.碱性:LiOH>NaOH>KOH
答案 B 元素周期律揭示元素内在联系,本题考查元素相似性和递变性以及推理能力,体现证据推理与模型认知的学科核心素养,符合基础性的考查要求。
A项,P、N都是第ⅤA族元素,最高正化合价相同,都是+5价,错误;B项,同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Li>Na>K,正确;C项,元素的非金属性越强,对应的气态氢化物越稳定,热稳定性:HF>H2O>H2S,错误;D项,同一主族元素,从上到下金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强,碱性:KOH>NaOH>LiOH,错误。
3.(2020济宁上学期期末,4)下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是 ( )
A.Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 B.Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
答案 B Fe2+核外电子数为24,由能量最低原理,可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,故A符合能量最低原理;若按照构造原理,29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2,但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时,能量相对较低,故B不符合能量最低原理;F原子最外电子层为第2能层,有7个电子,外围电子排布式为2s22p5,由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知,外围电子排布图为,故C符合能量最低原理;Na+最外电子层为第2能层,有8个电子,外围电子排布式为2s22p6,由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知,Na+外围电子排布图为,故D符合能量最低原理。
4.(2019临沂期末,10)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的单质与水发生剧烈反应,生成一种酸和一种气体,X的一种单质(X4)在常温下容易自燃。下列叙述正确的是 ( )
A.单质的沸点:X
D.化合物Y2Z2中含非极性共价键
答案 D 能够与水剧烈反应产生酸和气体的单质是F2;X4在常温下能够自燃,则X4为P4;因W、X、Y、Z原子序数依次增大,且均为短周期主族元素,故Y、Z分别是S、Cl。磷单质是固体,氯气是气体,A项错误;还原性:S2->Cl-,B项错误;F的非金属性比Cl强,氢化物热稳定性:HF>HCl,C项错误;根据8电子稳定结构可知S2Cl2的结构为Cl—S—S—Cl,分子中含有非极性键,D项正确。
5.(2018部分重点中学联考)四种短周期主族元素在元素周期表中的位置如图,则下列说法错误的是 ( )
Y
X
M
Z
A.若Y的最简单氢化物的沸点比M的低,则X单质可与强碱溶液反应
B.简单阴离子半径:M>Z>Y
C.若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则X的氧化物不与任何酸反应
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>M
答案 C 因N、O、F的最简单氢化物中均存在氢键,沸点较高,故若Y的最简单氢化物的沸点比M的低,则Y为C,从而推知X为Al,Al能与强碱溶液反应,A项正确;M、Z的简单阴离子电子层结构相同,核电荷数越小,阴离子半径越大,所以简单阴离子半径:M>Z,M、Z的简单阴离子比Y的简单阴离子多一个电子层,故简单阴离子半径:M>Z>Y,B项正确;若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则Y为N,从而推知X为Si,SiO2能与氢氟酸反应,C项错误;非金属性:Z>M,故最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>M,D项正确。
6.(2020山东省实验中学线上诊断,6)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小;T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子的半径:Y>Z>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z>X
C.W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
答案 C 由题意推断X元素位于第二周期,X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体,该氢化物为甲烷,即X为C;Y、Z、W位于同一周期,原子序数依次增大,即Y、Z、W位于第三周期,Y在同周期中电负性最小,推出Y为Na;二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16,推出该二元化合物为Na2S,即W为S;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,即Z为Al;T元素的价电子排布式为3d104s1,推出T元素为Cu。Y、Z、W简单离子半径大小顺序是r(S2-)>r(Na+)>r(Al3+),故A错误;W、Z、X三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3,故B错误;Cu与S在加热条件下发生反应,因为S的氧化性较弱,因此将Cu氧化至较低价态,得到的产物是Cu2S,反应的方程式为2Cu+SCu2S,故C正确;S在足量的氧气中燃烧生成SO2,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸为中强酸,故D错误。
易错警示 易错点是选项D,S和C不一样,S与氧气反应,无论氧气过量与否,生成的都是SO2,SO2转化成SO3,需要催化剂、高温条件。
7.(2019日照一模,11)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/(10-10m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要
化合价
最高正价
+1
+7
+3
+2
+5
……
最低负价
……
-1
……
……
-3
-2
下列说法不正确的是 ( )
A.由元素X和Q组成的化合物可能含有共价键
B.X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可彼此反应
C.简单氢化物的稳定性:Q>Y>R
D.Z和Y形成的化合物为离子化合物
答案 D 根据化合价首先确定Y和Q分别是Cl和O,然后结合化合价和原子半径可知X、Z、M、R分别是Na、Al、Mg、N。Na2O2中有共价键,A项正确;X、Z、R的最高价氧化物对应水化物分别是NaOH、Al(OH)3、HNO3,Al(OH)3是两性氢氧化物,三者可以彼此反应,B项正确;简单氢化物的稳定性:H2O>HCl>NH3,C项正确;AlCl3为共价化合物,D项错误。
解题关键 化合价规律中,氟(F)为非金属性最强的元素,无正化合价,而氧只有与氟形成化合物时才会显正价,无最高正化合价(即不会存在+6价)。
8.(2018聊城三模,11)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,由这些元素组成的常见物质的转化关系如图,其中a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,c是Z的单质,在铝热反应中常作引发剂,e、f为常见气体单质。下列有关说法正确的是 ( )
A.简单离子的半径:Y>Z>X
B.简单氢化物的沸点:Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>Y
D.W、Y的氧化物所含化学键类型相同
答案 B 已知a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,则a为过氧化钠;c是Z的单质,在铝热反应中常作引发剂,c为金属镁;e、f为常见气体单质,根据框图转化关系,镁与化合物b反应生成气体单质f,则f为氢气;过氧化钠与化合物b反应生成气体单质e,则e为氧气,b为水,d为氢氧化钠,g为氢氧化镁,则W为H、X为O、Y为Na、Z为Mg。简单离子半径:O2->Na+>Mg2+,A项错误;氢化钠是离子化合物,沸点高于水,B项正确;元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性:NaOH>Mg(OH)2,C项错误;水和过氧化氢都是共价化合物,只含有共价键,氧化钠和过氧化钠都属于离子化合物,都含有离子键,化学键类型不同,D项错误。
9.(2019枣庄二模,9)已知X、Y、Z、M、Q均为短周期元素。25℃时,原子半径和其元素最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01mol·L-1)溶液的pH的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.简单离子半径的大小顺序:X>Q
B.Z、M、Q的含氧化合物都能用于漂白
C.X的氢化物有XH3、X2H4等
D.M的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能发生氧化还原反应
答案 B 根据0.01mol·L-1最高价氧化物的水化物溶液的pH可知,X、Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸,M对应的为一元以上的强酸,Y对应的为弱酸,Q对应的是一元强碱,结合原子半径规律,可知X、Y、Z、M、Q分别为N、C、Cl、S、Na。简单离子半径:N3->Na+,A项正确;Cl、S、Na的含氧化合物中有的能用于漂白,如HClO、SO2、Na2O2等,但是H2SO4、Na2O等含氧化合物不能用于漂白,B项错误;氮的氢化物有NH3、N2H4等,C项正确;浓硫酸具有强氧化性,能够与H2S发生氧化还原反应,D项正确。
解题关键 元素推断与元素周期律的解答,先依据相关信息推断出元素,然后明确所考查的元素在周期表中的位置关系,结合元素周期律、元素化合物知识,做出正确的判断。
10.(2019青岛一模,9)短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,X的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体,溶液pH与RZ2体积关系如图。下列说法正确的是 ( )
A.X2R溶液的浓度为0.03mol·L-1
B.最简单氢化物的稳定性:Y>Z>R
C.工业上通常采用电解法冶炼Q的单质
D.RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中,均无明显现象
答案 C X的简单阴离子与Li+具有相同的电子层结构,则X是氢元素;Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Y为碳元素;Q为第三周期的活泼金属;根据图像可知,R元素是硫元素。根据2H2S+SO23S↓+2H2O可知,336mLSO2消耗的H2S的物质的量为0.03mol,溶液体积为0.1L,故H2S浓度为0.3mol·L-1,A项错误;非金属性越强,则简单氢化物越稳定,B项错误;Na、Mg、Al均通过电解法制取,C项正确;SO2通入BaCl2溶液无明显现象,而通入Ba(NO3)2溶液中,在酸性条件下NO3-将SO2氧化为SO42-,产生BaSO4沉淀,D项错误。
11.(2020届临沂高三期中,12)一种工业洗涤剂中间体的结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的原子半径是元素周期表中最小的,Q原子的核外最外层电子数与Y原子的核外电子数相同。下列说法正确的是 ( )
W+-
A.WX为离子化合物
B.第一电离能:Q>Z>Y
C.简单离子半径:W>Q>Z
D.该中间体中Q都满足8电子稳定结构
答案 AD X的原子半径是元素周期表中最小的,故X为H;W为五种短周期元素中原子序数最大的,且可形成+1价的离子,则W为Na;Y可形成四个单键,Y为C;Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,Q为O,Z为N。
WX为NaH,是离子化合物,A项正确;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子2p能级半充满,更稳定,难以失电子,第一电离能比O大,故第一电离能:Z>Q>Y,B项错误;N3-、O2-、Na+具有相同电子层结构,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:N3->O2->Na+,C项错误;该化合物中与Y以单键相连的Q与Y共用一对电子,并得到了W失去的一个电子,满足8电子稳定结构,D项正确。
12.(2020山东潍坊三模,3)X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素,原子序数依次增大;基态X的价电子轨道表示式为,Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍;四种元素与锂组成的化合物结构如图(箭头表示配位键)。下列说法正确的是 ( )
A.四种元素中第一电离能最大的是Z
B.Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水
C.X的最高价氧化物的水化物是一种强酸
D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:前者高于后者
答案 D A项,Z的最外层电子数是其次外层电子数的3倍,故Z为O;X、Y、Z、W的原子序数依次增大且是同周期主族元素,故W为F。同周期元素第一电离能从左到右有逐渐增大趋势,四种元素中第一电离能最大的是W,错误。B 项,根据结构图知,Y可形成四条共价键,则Y为C;Y和Z形成的化合物有CO和CO2,其中CO难溶于水,CO2能溶于水,错误。C 项,根据X的价电子轨道表示式知X为B,其最高价氧化物的水化物H3BO3为弱酸,错误;D 项,Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物分别是H2O和HF,前者沸点高于后者,正确。
二、非选择题(共6分)
13.(2019烟台期中,17)现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,其原子序数依次增大。已知A、D位于同一主族,D是短周期元素中原子半径最大的。B、E的最外层电子数是最内层电子数的2倍。C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍。
请回答下列问题:
(1)A、C、D、F形成的简单离子半径由大到小的顺序是 (用元素符号填写)。
(2)B、C、E、F、G形成的气态氢化物数目最多的元素是
(填元素符号),所形成的简单氢化物中最不稳定的是 (填化学式)。
(3)B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是 (用化学式填写)。
(4)由A、C、D形成的化合物所含的化学键类型有 。
(5)化合物M和N都由A、C、D、F四种元素组成,它们在溶液中相互反应的离子方程式是 ;G单质的水溶液中通入F的氧化物,其反应的化学方程式为 。
答案 (1)S2->O2->Na+>H+ (2)C SiH4
(3)HClO4>H2SO4>H2CO3>H2SiO3 (4)离子键和共价键
(5)H++HSO3-SO2↑+H2O SO2+2H2O+Cl22HCl+H2SO4
解析 D是短周期元素中原子半径最大的,D为Na;B、E的最外层电子数是最内层电子数的2倍,B为C,E为Si;已知A、D位于同一主族,C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍,所以A为H,C为O,F为S,G为Cl。
(1)离子的电子层数越多,半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,因此离子半径由大到小的顺序是S2->O2->Na+>H+。
(2)C、O、Si、S、Cl形成的气态氢化物数目最多的是C,它可以与氢形成烷烃、烯烃、炔烃(碳原子数小于等于4)等;同周期主族元素从左到右非金属性增强,简单氢化物的稳定性增强,同主族从上到下元素的非金属性减弱,简单氢化物的稳定性减弱,则硅的非金属性最弱,所形成的简单氢化物(SiH4)最不稳定。
(3)B、E、F、G的最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SiO3、H2SO4、HClO4。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强,因为非金属性:Cl>S>C>Si,所以最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是HClO4>H2SO4>H2CO3>H2SiO3。
(4)由A、C、D形成的化合物为NaOH,它属于离子化合物,所含的化学键有离子键和共价键。
(5)A、C、D、F四种元素组成的化合物M和N分别为NaHSO4和NaHSO3,它们在溶液中相互反应的离子方程式是H++HSO3-SO2↑+H2O;二氧化硫通入氯气的水溶液中,反应的化学方程式为SO2+2H2O+Cl22HCl+H2SO4。
专题七 原子结构 元素周期表与元素周期律
【5年高考】
考点一 原子结构
1.(2019上海选考,1,2分)元素118295Og中文名为,是一种人工合成的稀有气体元素,下列正确的是 ( )
A.核外电子数是118 B.中子数是295 C.质量数是177 D.第六周期0族元素
答案 A
2.(2020江苏单科,2,2分)反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是 ( )
A.中子数为9的氮原子:79N
B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
答案 C
3.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是 ( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D
4.(2019浙江4月选考,10,2分)下列说法正确的是 ( )
A.18O2和16O3互为同位素
B.正己烷和2,2-二甲基丙烷互为同系物
C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
答案 B
5.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D
6.(2020课标Ⅰ,11,6分)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 24He)轰击金属原子 WZX,得到核素 Z+230Y,开创了人造放射性核素的先河:
ZWX+24HeY+01n
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是 ( )
A. ZWX的相对原子质量为26 B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的 D.Y仅有一种含氧酸
答案 B
7.(2018课标Ⅲ,8,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同
答案 B
考点二 元素周期表与元素周期律
8.(2020浙江1月选考,16,2分)下列说法正确的是 ( )
A.同一原子中,在离核较远的区域运动的电子能量较高
B.原子核外电子排布,先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
C.同一周期中,随着核电荷数的增加,元素的原子半径逐渐增大
D.同一周期中,ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数都相差1
答案 A
9.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是 ( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C
10.(2020天津,8,3分)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
最高价氧化
物的水化物
X
Y
Z
W
分子式
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
11.(2020江苏单科,9,2分)海水晒盐后精制得到NaCl,氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH,以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3;向海水晒盐得到的卤水中通Cl2可制溴;从海水中还能提取镁。
下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是 ( )
A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D.原子的最外层电子数n:n(Na)
12.(2019上海选考,15,2分)短周期元素m、n、p、q在元素周期表中的排序如图所示,其中m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应。下列说法正确的是 ( )
m
n
p
q
A.非金属性:m>n
B.氢化物稳定性:n
D.最高价氧化物对应水化物酸性:p>q
答案 C
13.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是 ( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D
14.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是 ( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D
15.(2021浙江1月选考,16,2分)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是 ( )
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间构型为正四面体
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第5周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
答案 B
16.(2019课标Ⅲ,9,6分)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是 ( )
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
答案 B
17.(2019江苏单科,8,2分)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.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.由X、Y组成的化合物是离子化合物
C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
答案 B
18.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是 ( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A
19.(2019课标Ⅰ,13,6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 ( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
答案 C
[教师专用题组]
【5年高考】
考点一 原子结构
1.(2020课标Ⅰ,10,6分)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。
下列叙述错误的是 ( )
A.CH3COI是反应中间体
B.甲醇羰基化反应为CH3OH+COCH3CO2H
C.反应过程中Rh的成键数目保持不变
D.存在反应CH3OH+HICH3I+H2O
答案 C A项,由[]-和+H2OCH3CO2H+HI可知CH3COI为反应中间体,正确。B项,根据图示,找出箭头和箭尾,从反应物CH3OH开始,中间引入CO,最后生成CH3CO2H,正确。C项,根据图示可以看出[]-与CH3I反应转化为[]-,Rh成键数目发生了变化,错误。D项,由题图中的物质转化关系可知该过程中存在反应CH3OH+HICH3I+H2O,正确。
2.(2020浙江7月选考,5,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.乙烯的结构式:
B.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.甲基的电子式:H··C····HH·
答案 B 甲酸甲酯的结构简式应为HCOOCH3,故选B。
3.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是 ( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D A项,35Cl和37Cl同属于氯元素,错误;B项,单晶硅和石英(SiO2)不属于同素异形体,错误;C项,HCOOH和HOCH2CHO所含官能团种类不同,不互为同系物,错误;D项,H与Na属于ⅠA族元素,正确。
4.(2020江苏单科,2,2分)反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是 ( )
A.中子数为9的氮原子:79N B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl D.Cl-的结构示意图:
答案 C A项,中子数为9的氮原子表示为 716N,错误;B项,N2分子的电子式为··N︙︙N··,错误;C项,1个Cl2分子中只存在一个共用电子对,其结构式为Cl—Cl,正确;D项,Cl-的结构示意图为,错误。
5.(2019课标Ⅰ,10,6分)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10-3mol·L-1(设冰的密度为0.9g·cm-3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网络结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HClH++Cl-
答案 D 本题涉及的考点有HCl的电离、H+浓度计算和水分子间氢键等。根据题目提供的新信息,准确提取实质性内容,考查了学生接受、吸收、整合化学信息的能力。从原子、分子水平认识物质的结构和变化,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由图可知,在冰表面第一层氯化氢以分子形式存在,在第二层氯化氢以离子形式存在,而第三层只有水分子,则在第一、二层之间存在可逆反应:HClH++Cl-,A、C项正确,D项错误;1L冰中水的物质的量为0.9g·cm-3×1000mL18g·mol-1=50mol,第二层中,n(Cl-)∶n(H2O)=10-4∶1,n(Cl-)=5×10-3mol,则c(H+)=c(Cl-)=n(Cl-)V=5×10-3mol1L=5×10-3mol·L-1,B项正确。
思路分析 依据图示分析氯化氢在不同层的存在形式,结合HCl的电离方程式和相关粒子数量比例关系求第二层中H+的浓度。
6.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D 本题考查了原子的组成、元素周期表和元素周期律等知识,以张青莲教授主持测定的某些元素的相对原子质量的新值为背景材料考查学生的分析推理能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养和爱国主义情怀的价值观念。
铟和铷同属第五周期元素,铷在ⅠA族,铟在ⅢA族,铷的金属性比铟强,所以RbOH的碱性强于In(OH)3的碱性,D错误。
审题方法 该题题干中前面一段话只起铺垫作用,没有核心信息,审题时把注意点放在题干的后面两句话上即可。
7.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.次氯酸的电子式H··Cl······O······
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.原子核内有8个中子的碳原子 614C
答案 A 次氯酸分子中氢原子不直接与氯原子结合,正确的电子式应为H··O······Cl······。
8.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
答案 C 纯碱和烧碱熔化时克服的都是离子键,A正确;加热蒸发过程中水转化为水蒸气时有分子间作用力的破坏,B正确;干冰升华时只有分子间作用力改变,但CO2溶于水时发生化学变化,有共价键的断裂和形成,C错误;石墨为平面正六边形层状结构,层与层之间通过分子间作用力结合,金刚石为共价键结合而成的正四面体立体网状结构,故石墨转化为金刚石时既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D正确。
9.(2018课标Ⅲ,8,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同
答案 B 本题考查原子结构与化学键。A项,24g镁和27g铝的物质的量均为1mol,1mol镁含有的质子数为12NA,1mol铝含有的质子数为13NA,错误;B项,等质量的O2和O3中含有等物质的量的氧原子,含有的电子数相同,正确;C项,1mol重水含有10mol中子,1mol水含有8mol中子,故中子数比为5∶4,错误;D项,乙烷的结构式为,1mol乙烷中含有的化学键为7mol,乙烯的结构式为,1mol乙烯中含有的化学键为5mol,错误。
易混易错 等物质的量的重水和水中含有的质子数相同,中子数不同。
10.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是 ( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案 A 在酯化反应中,通常是“酸脱羟基醇脱氢”,所以A中反应后18O原子应存在于酯中。
易错易混 C项中离子键的形成过程包含电子的转移,用电子式表示离子键的形成过程时要用箭头表示出电子转移的方向。
11.(2018浙江4月选考,8,2分)下列表示正确的是 ( )
A.硫原子结构示意图
B.乙炔的结构简式CHCH
C.乙烯的球棍模型
D.NaCl的电子式Na··Cl······
答案 C 硫原子结构示意图为,故A错误;乙炔的结构简式为,故B错误;乙烯的球棍模型为,故C正确;NaCl的电子式为Na+[··Cl······]-,故D错误。
12.(2018江苏单科,2,2分)用化学用语表示NH3+HClNH4Cl 中的相关微粒,其中正确的是 ( )
A.中子数为8 的氮原子:78N B.HCl 的电子式:H+[··Cl······]-
C.NH3的结构式: D.Cl-的结构示意图:
答案 C 本题考查原子的表达式、电子式、分子的结构式和离子的结构示意图。A项,中子数为8的氮原子为 715N;B项,HCl的电子式为H·×Cl······;D项,Cl-的结构示意图为。
易错易混 HCl是共价化合物,分子内不存在离子键;离子的结构示意图中不要忽略核内正电荷的符号。
13.(2017北京理综,7,6分)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 ( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D 本题考查原子结构、元素周期表、元素周期律等知识。中子数为176的Ts核素符号为 117293Ts。
审题方法 Ts的原子核外最外层电子数是7,则该元素一定是第ⅦA族元素。
14.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案 A B项,氟原子的结构示意图为;C项,CaCl2的电子式为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
15.(2015江苏单科,2,2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是 ( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:1720Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图:
C.氯分子的电子式:··Cl······Cl······
D.氯乙烯分子的结构简式:H3C—CH2Cl
答案 C A项,元素符号的左上角应为质量数,该氯原子应表示为 1737Cl;B项,Cl-的结构示意图为;D项,氯乙烯分子的结构简式为。
16.(2014广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是 ( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
KNO3的溶解度大
用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl
B
BaSO4难溶于酸
用盐酸和BaCl2溶液检验SO42-
C
NH3能使酚酞溶液变红
NH3可用于设计喷泉实验
D
Ca(OH)2能制成澄清石灰水
可配制2.0mol·L-1的Ca(OH)2溶液
答案 B A项,因为KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响不大,故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl,A项错误。B项,往待测溶液中先加稀盐酸若无沉淀产生,再加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明有SO42-,B项正确。C项,NH3可用于设计喷泉实验是因为NH3极易溶于水,C项错误。D项,Ca(OH)2是微溶物,不可配制2.0mol·L-1的溶液,且叙述Ⅰ和叙述Ⅱ不存在因果关系,D项错误。
17.(2014江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.过氧化钠的电子式:Na··O······O······Na
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
答案 B 过氧化钠的电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,A项错误;S2-的结构示意图为,C项错误;间二甲苯的结构简式为,D项错误。
18.(2013江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.丙烯的结构简式:C3H6
B.氢氧根离子的电子式:[··O······H]-
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子:92146U
答案 B 丙烯的结构简式为,A项错误;B项中的电子式正确;氯原子的结构示意图为:,C项错误;该铀原子的质量数为:146+92=238,该原子应表示为 92238U,D项错误。
考点分析 本题是常规考题,与《考试说明》的典型示例一致,分别对有机物结构简式、电子式、原子或离子的结构示意图、核素的表示式等化学用语进行考查,复习时要有针对性。
19.(2012江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.乙酸的结构简式:C2H4O2
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的氯原子:1720Cl
D.NH3的电子式:H··N··H ··H
答案 B 乙酸的结构简式为CH3COOH,故A项错误;中子数为20的氯原子应写成 1737Cl,故C项错误;NH3的电子式为H··N··H ····H,故D项错误。
20.(2012山东理综,9,4分)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是 ( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
答案 B A项,如NH4Cl由非金属元素组成,但为离子化合物;C项,同位素原子(如1H、2H、3H)的质子数相同,中子数不同;D项,一般ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱。
21.(2012天津理综,3,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.乙酸与丙二酸互为同系物
B.不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.92235U和 92238U是中子数不同质子数相同的同种核素
D.短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构
答案 D A项,乙酸分子中含有一个羧基(—COOH),而丙二酸分子中含有两个羧基,二者不属于同系物;B项,H2O2分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键;C项,92235U和 92238U是两种不同的核素;D项,短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子包括CF4、CCl4、SiF4、SiCl4,这些分子中各原子均满足最外层8电子结构。
22.(2011江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.N2的电子式:N︙︙N
B.S2-的结构示意图:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:53131I
D.邻羟基苯甲酸的结构简式:
答案 C N2的电子式为··N︙︙N··,故A项错误;S2-的结构示意图应为,故B项错误;邻羟基苯甲酸的结构简式为,故D项错误。
23.(2018天津理综,7节选)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)r(H+)
(2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O
解析 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)
(3)依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC,SiC俗称金刚砂,是一种固体耐磨材料。
(4)SO2转化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。
24.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显 色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。
答案 (1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑](每空2分)
(2)纯碱(或苏打)(1分)
2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
紫(1分)
(3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) ··Cl······C······O····Cl······(1分) 金属晶体(1分)
(4)氢(1分) 正四面体(1分)
解析 根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。
(1)工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。
(2)C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3,俗名为纯碱(或苏打);Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。
(3)根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2(Na2C2)、COCl2、Na。
(4)在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体;甲烷分子的空间结构为正四面体。
评析 本题考查短周期中元素的推断,综合考查了Cl2的工业制法、元素化合物的性质、晶体结构等知识,其中对新能源“可燃冰”的考查是难点,要求学生了解一些课外热点科技。
25.[2018课标Ⅰ,35(1)~(4),12分]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)。
(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是 。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 。LiAlH4中,存在 (填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键
(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
图(a)
可知,Li原子的第一电离能为 kJ·mol-1,OO键键能为 kJ·mol-1,Li2O晶格能为 kJ·mol-1。
答案 (1)D C
(2)Li+核电荷数较大
(3)正四面体 sp3 AB
(4)520 498 2908
解析 (1)根据能量1s<2s<2p,可知能量最低的是D,能量最高的是C。
(3)AlH4-中Al的价层电子对数为4,故Al采取sp3杂化,该离子空间构型为正四面体。Li+与AlH4-以离子键结合,AlH4-中Al与H之间是σ键,A、B项正确。
(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,故Li原子的第一电离能为1040kJ·mol-12=520kJ·mol-1。OO(g)2O(g)所吸收的能量即为OO键的键能,故OO键的键能为249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1。离子晶体的晶格能是气态离子形成1mol离子晶体所释放的能量,题图中:2Li+(g)+O2-(g)Li2O(晶体) ΔH=-2908kJ·mol-1,故Li2O晶格能为2908kJ·mol-1。
26.(2016四川理综,8,13分)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是 ,X和Y中电负性较大的是 (填元素符号)。
(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是 。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是 。
(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。
(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是 。
答案 (13分)(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl
(2)H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键
(3)平面三角形
(4)Na+
(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O
解析 由题意可知M为O,R为Na,X为S,Y为Cl,Z为Cr。(3)XM3为SO3,其分子中中心原子的价层电子对数为3,无孤电子对,故分子的空间构型为平面三角形。(4)由题图可知 个数为8×18+6×12=4,个数为8,R2M为Na2O,Na+与O2-的个数比为2∶1,故黑球代表Na+。(5)Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)为K2Cr2O7,氧元素的氢化物中能被K2Cr2O7氧化的为H2O2。
27.(2015四川理综,8,13分)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是 。
(2)利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是 。
(3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是 (填化学式);Z和U的氢化物中沸点较高的是 (填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是 (填化学式)。
(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是 。
答案 (1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)三角锥形
(3)HNO3 HF Si、Mg、Cl2
(4)P4+10CuSO4+16H2O10Cu+4H3PO4+10H2SO4
解析 短周期元素X、Z、Q、R、T、U原子序数依次增大,Z和U位于第ⅦA族,则可知Z为F,U为Cl;X与Z可形成XZ4,则X为C;R与X同族,则R为Si;Q的基态原子的电子排布式应为1s22s22p63s2,Q为Mg;T的一种单质在空气中能自燃,则T为P。
(1)R基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)在PCl3分子中磷原子与氯原子形成三个σ键,磷原子还有一对孤电子对,由价层电子对互斥理论可知PCl3的立体构型为三角锥形。
(3)X位于第二周期,该周期元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3;Z和U的氢化物分别为HF和HCl,而HF分子之间存在氢键,所以沸点HF>HCl;Q、R、U形成的单质分别为Mg、Si和Cl2,Mg为金属晶体,Si为原子晶体,Cl2为分子晶体,三种晶体熔点高低顺序为Si>Mg>Cl2。
(4)由题中提示信息及原子守恒和得失电子守恒可写出该反应的化学方程式为10CuSO4+P4+16H2O4H3PO4+10Cu+10H2SO4。
28.(2014课标Ⅱ,37,15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是 (填元素符号),e的价层电子轨道示意图为 。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为 ;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式,写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是 ;酸根呈三角锥结构的酸是 。(填化学式)
(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为 。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。
该化合物中,阴离子为 ,阳离子中存在的化学键类型有 ;该化合物加热时首先失去的组分是 ,判断理由是 。
答案 (1)N (每空1分,共2分)
(2)sp3 H2O2、N2H4(1分,2分,共3分)
(3)HNO2、HNO3 H2SO3(2分,1分,共3分)
(4)+1(2分)
(5)SO42- 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分)
解析 依题给信息可直接判断a为氢(H),c为氧(O),d为硫(S),e为铜(Cu),又知b的价电子层中未成对电子数有3个,且其原子序数介于a、c之间,可确定b为氮(N)。(1)N、O、S三种元素中第一电离能最大的是N;Cu的价层电子轨道示意图为。(2)NH3分子呈三角锥形,分子中N原子采取sp3杂化;分子中含有极性键和非极性键的化合物有H2O2和N2H4等。(3)这些元素形成的含氧酸有HNO3、HNO2、H2SO4、H2SO3等,其中中心原子价层电子对数为3的是HNO2和HNO3,酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。(4)图1所示晶胞中e离子数=4,c离子数=1+8×18=2,则N(Cu)∶N(O)=4∶2=2∶1,该离子化合物的化学式为Cu2O,故铜离子的电荷为+1。(5)5种元素形成的离子化合物中阴离子呈四面体结构,阴离子为SO42-;由题图2可知阳离子是[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,化学键类型有共价键和配位键,该离子中,H2O分子离Cu2+较远,Cu2+与H2O分子间的配位键比Cu2+与NH3分子间的配位键弱,故该化合物加热时,首先失去的组分是H2O。
29.(2014安徽理综,25,14分)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第 周期第 族;S的基态原子核外有 个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为 。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si S
O2- Na+
NaCl Si
H2SO4 HClO4
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗1molCuCl(s),放热44.4kJ,该反应的热化学方程式是 。
(4)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目 。
答案 (1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2
(2)
<
>
<
<
(3)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ·mol-1(合理答案均给分)
(4)(合理答案均给分)
解析 (1)Na是第11号元素,原子结构示意图为,位于元素周期表第三周期第ⅠA族;S是第16号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,所以3p轨道上有2个未成对电子;Si是第14号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)同周期,从左向右元素第一电离能呈增大趋势,所以第一电离能:Si
(3)CuCl与O2反应生成的黑色固体是CuO,所以热化学方程式为:CuCl(s)+14O2(g)12CuCl2(s)+12CuO(s) ΔH=-44.4kJ·mol-1或4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ·mol-1。
(4)由题意知,反应物是Cl2和NaClO2,生成物有ClO2,由氧化还原反应的规律和元素性质知,另一生成物为NaCl,所以该反应的离子方程式为。
30.(2013浙江自选,15,10分)请回答下列问题:
(1)N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
电离能
I1
I2
I3
I4
……
In/kJ·mol-1
578
1817
2745
11578
……
则该元素是 (填写元素符号)。
(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是 。Ge的最高价氯化物分子式是 。该元素可能的性质或应用有 。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
(3)关于化合物,下列叙述正确的有 。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个σ键和1个π键
D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯
(4)NaF的熔点 BF4-的熔点(填“>”“=”或“<”),其原因是
。
答案 (1)Al
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 C、D
(3)B、D
(4)> 两者均为离子化合物,且阴阳离子电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低
解析 (1)由该元素的第四电离能远比第三电离能大,可推知其最外层电子数为3,故答案为Al。(2)由锗的价电子排布,可知其最高正价为+4。由锗原子最外层有四个原子,不易失电子,推出锗不是活泼的金属元素,A项错误;电负性:锗<硅<硫,所以B项错误;组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以D项正确。(3)该分子结构中氢原子与碳原子相连,不满足构成氢键的条件,无法构成氢键;该分子中有9个σ键和3个π键,C项错误;该分子中含有醛基,其中氧原子与H2O中氢原子间可形成氢键,所以其溶解度大于2-丁烯。
31.(2013四川理综,8,11分)X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y的单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。
请回答下列问题:
(1)M固体的晶体类型是 。
(2)Y基态原子的核外电子排布式是 ;G分子中X原子的杂化轨道类型是 。
(3)L的悬浊液中加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是 。
(4)R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是 。
答案 (1)离子晶体(2分)
(2)1s22s22p63s23p4(2分) sp3杂化(2分)
(3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度(2分)
(4)4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O(3分)
解析 由题干信息可推知:X为N,Y为S,Z为Cl,R为Fe。(1)G为NH3,Z与氢元素形成的化合物与G发生的反应为:HCl+NH3NH4Cl。生成的固体产物NH4Cl为离子化合物,其晶体类型为离子晶体。(2)S原子序数为16,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;NH3分子空间构型为三角锥形,N原子杂化轨道类型为sp3杂化。(3)L为AgCl,Q为Na2S,根据沉淀溶解平衡原理知2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq),白色AgCl转化为黑色Ag2S的原因是相同条件下Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度。(4)FeO42-在酸性条件下发生氧化还原反应生成Fe3+、H2O和O2,含Fe3+的溶液呈黄色。
32.(2013安徽理综,25,15分)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y
Y是地壳中含量最高的元素
Z
Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W
W的一种核素的质量数为28,中子数为14
(1)W位于元素周期表第 周期第 族;W的原子半径比X的 (填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的 (填“大”或“小”);XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。
(3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是 ;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是 。
(4)在25℃、101kPa下,已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419kJ,该反应的热化学方程式是 。
答案 (15分)(1)三 ⅣA 大
(2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)
(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变为无色溶液
Si+4HFSiF4↑+2H2↑
(4)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH=-3352kJ·mol-1(其他合理答案均可)
解析 根据题给信息,可推出X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。(2)同周期元素从左向右,第一电离能有逐渐变大的趋势,故Al的第一电离能比Si小;CO2由固态变为气态时克服的是分子间作用力(或范德华力);C、H、O三种元素的原子可以形成的分子中,同种分子间能形成氢键的物质很多,例如:甲醇(CH3OH)、乙醇、甲酸、乙酸等,本小题是开放性试题,答案可以有多种,属于醇类、羧酸类以及酚类的物质都可以。(3)Al与盐酸反应后的溶液为AlCl3溶液,在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先发生反应Al3++3OH-Al(OH)3↓,NaOH过量时,发生反应Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,故现象为:先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液。(4)13.5g即0.5mol的Al单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态放出419kJ的热量,则1molAl完全燃烧放出的热量为838kJ,在写热化学方程式时应注意化学计量数与ΔH成正比关系。
33.(2012课标,37,15分)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是 ;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ;
(3)Se原子序数为 ,其核外M层电子的排布式为 ;
(4)H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为 ,SO32-离子的立体构型为 ;
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因: ;
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因: ;
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为 g·cm-3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。
答案 (1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34 3s23p63d10
(4)强 平面三角形 三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+
(6)4×(65+32) g·mol-16.02×1023mol-1(540×10-10cm)3=4.1
2701-cos109°28'或1352sin109°28'2或1353
解析 (1)由S原子最外层电子排布式3s23p4及S8结构示意图不难判断出S8中S原子采用的是sp3杂化。
(2)根据第一电离能的定义知,同一主族元素,从上到下失电子能力逐渐增强,故O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序是O>S>Se。
(3)根据核外电子排布规律可写出Se的M层电子的排布式为3s23p63d10。
(4)SeO3分子中Se的价电子对数为62=3,SO32-中S的价电子对数为6+22=4,由价层电子对互斥理论可判断出SeO3、SO32-的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。
(6)1个ZnS晶胞中N(S2-)=8×18+6×12=4(个),N(Zn2+)=4个,故ρ=mV=4×(65+32) g·mol-16.02×1023mol-1(540×10-10cm)3=4.1g·cm-3。仔细观察ZnS的晶胞结构不难发现,Zn2+位于ZnS晶胞中8个小立方体中互不相邻的4个小立方体的体心,Zn2+与S2-间的距离就是小立方体体对角线的一半,即:12×3×540.0pm2=1353pm。
34.(2012安徽,25,16分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为:nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23,中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第 周期第 族,其基态原子最外层有 个电子。
(2)X的电负性比Y的 (填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是 (写化学式)。
(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目: 。
(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称: 。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子,写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式: 。
答案 (16分)(1)四 Ⅷ 2
(2)小 H2O
(3)
或2Na2+2CO22Na2CO3+O2
(4)丙烷(其他合理答案均可)
CH3COOH+HCO3-CH3COO-+CO2↑+H2O(其他合理答案均可)
解析 根据题给信息可知X为C元素;Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,因为s能级最多可容纳2个电子,所以Y为O元素;Z为Na元素;W的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变为红褐色,则W为Fe元素。(1)Fe元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,其基态原子最外层电子数为2。(2)O元素的非金属性强于C元素,所以C的电负性比O的小。C、O的气态氢化物中H2O更稳定。(3)Na2O2与CO2的反应为2Na2+2CO22Na2CO3+O2
或。
(4)根据信息,C和H形成的氢化物中有两种类型氢的分子可以写出很多,如:CH3CH2CH3、(CH3)3CH、(CH3)2CHCH(CH3)2等;H、C和O元素形成的能相互反应的粒子也可以写出很多,如:CH3COOH+HCO3-CH3COO-+CO2↑+H2O等。
考点二 元素周期律表与元素周期律
1.(2020课标Ⅰ,11,6分)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 24He)轰击金属原子 WZX,得到核素 Z+230Y,开创了人造放射性核素的先河:
ZWX+24HeY+01n
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是 ( )
A. ZWX的相对原子质量为26 B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的 D.Y仅有一种含氧酸
答案 B 本题重点考查原子结构、质子数、中子数、质量数的有关内容。依据质量数守恒得W+4=30+1,推出W=27。再结合X、Y的最外层电子数之和为8,X为金属元素,可推出X的核电荷数为13,故X为Al;Y的核电荷数为15,故Y为P。A项,1个 WZX原子的质量未知,无法求算其相对原子质量,错误;B项,铝元素和氯元素可以形成三氯化铝,磷元素可以和氯元素形成三氯化磷,正确;C项,原子半径:Al>P,错误;D项,磷元素可以形成H3PO2、H3PO3、H3PO4等含氧酸,错误。
2.(2020课标Ⅱ,13,6分)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是 ( )
Z+[]-
A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
答案 D W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素且原子序数总和为24,结合题给化合物的结构式可知,W为H、X为B、Y为N、Z为Na。A项,[]-中H、B、N之间均为共价键,正确;B项,Na既可与水反应,也可与甲醇反应,正确;C项,Y(N)的最高价氧化物的水化物为HNO3,属于强酸,正确;D项,BF3中,1个B原子与3个F原子形成3个共价键,B外围只有6个电子,不满足8电子稳定结构,错误。
3.(2020课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z;化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是 ( )
A.非金属性:W>X>Y>Z
B.原子半径:Z>Y>X>W
C.元素X的含氧酸均为强酸
D.Y的氧化物水化物为强碱
答案 D 由化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,可知XW3和WZ分别是NH3和HCl,即W是H元素,X是N元素,Z是Cl元素;再根据四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,可知Y是Na元素。A项,Na(Y)是金属元素,其非金属性不可能大于Cl(Z),错误;B项,原子半径:Na(Y)>Cl(Z),错误;C项,N(X)元素的含氧酸不全为强酸,如HNO2是弱酸,错误;D项,Na(Y)的氧化物的水化物为NaOH,是强碱,正确。
4.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是 ( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D 依据题意,结合元素周期表可以推断出X为H,Y为C,Z为N,M为Si,Q为Cl。A项,C和Si位于同一主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即C
5.(2019课标Ⅰ,13,6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 ( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
答案 C 本题涉及原子结构、元素周期律、元素周期表、化学键等知识,主要考查学生对元素“位—构—性”关系的分析和解决化学问题的能力,利用原子结构模型、化学键模型分析解题,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。
由W、X、Y、Z为同一短周期元素,结合新化合物的结构式可知,X为ⅣA族元素,Z为卤族元素,W为碱金属元素,再由Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,Z为Cl、X为Si,进而推知W为Na、Y为P。A项,NaCl的水溶液呈中性,错误;B项,元素的非金属性:Si
6.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是 ( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D 本题涉及元素周期律、元素周期表的应用,借助元素周期表片段考查考生元素推断、分析和解决化学问题的能力。通过元素“位—构—性”之间的逻辑关系,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知,W与X的最高化合价之差为2,设X的最高化合价为a,则W的最高化合价为a+2,结合题意知2a+2=8,解得a=+3,从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:W(N)
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
答案 B 本题涉及元素周期律的直接应用与判断,通过元素周期表和元素周期律知识的综合应用,考查了分析和解决化学问题的能力,从原子、分子水平认识物质的组成和性质,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由题意可推知,X、Y、Z分别为C、Mg、Si。A项,CO2是分子晶体,SiO2是原子晶体,错误;B项,C的非金属性比Si强,则C的氢化物的热稳定性大于Si的氢化物,正确;C项,SiC是共价化合物,错误;D项,Si单质不能溶于浓硝酸,错误。
思路分析 由Y的最外层电子数等于X的次外层电子数可知X为第二周期元素,Y最外层电子数为2,X、Y、Z的最外层电子数之和为10,所以X、Z的最外层电子数之和为8,由X、Z同族可推知X、Z分别为C和Si,Y原子半径大于Z,则Y为Mg元素。
8.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是 ( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C 根据周期表中各周期的元素种类数可推知第四、五、六、七周期的0族元素的原子序数分别为36、54、86和118。第35号元素应在第四周期第ⅦA族,单质是Br2,在常温常压下是液体,A正确;第四周期第ⅤA族的元素为As,为非金属元素,B正确;第84号元素在第ⅥA族,最高化合价是+6,故C错误;D正确。
解题点睛 解答本题的关键点有二,一是熟记每个主族从上到下元素的名称和符号,二是会根据周期表中各周期的元素种类数推断下一周期同主族或0族元素的原子序数。
9.(2018课标Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是 ( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B 氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
10.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是 ( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体,说明W为N,X为O。Y的周期数是族序数的3倍,说明Y是Na,Z原子的最外层电子数与W的电子总数相同,则Z是Cl。X与W可形成NO、NO2、N2O4等,与Y可形成Na2O、Na2O2,与Z可形成ClO2、Cl2O7等,A正确;Na2O2、NaN3中均含有离子键与非极性共价键,B不正确;N3-、O2-、Na+的电子层结构相同,Cl-与N3-、O2-、Na+的电子层结构不同,C不正确;HNO2为弱酸,D不正确。
11.(2018课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D 黄绿色气体应是氯气,氯气与烧碱反应可生成次氯酸钠,所以Y是Na,Z是Cl,W是O。X和Z同族且均为短周期元素,则X为F。A项,原子半径大小为Na>Cl>O>F,即Y>Z>W>X,错误;B项,HF是弱酸,HCl是强酸,即X的氢化物水溶液酸性弱于Z的,错误;C项,Y2W2是Na2O2,含有离子键和非极性共价键,ZW2是ClO2,含有极性共价键,不含非极性共价键,错误;D项,W的单质有O2和O3,X的单质为F2,标准状况下均为气体,即状态相同,正确。
12.(2018天津理综,2,6分)下列有关物质性质的比较,结论正确的是 ( )
A.溶解度:Na2CO3
13. (2018浙江4月选考,12,2分)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
W
A.原子半径(r)大小比较:r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C 由四种元素在周期表中的位置知,X、Y在第二周期,Z、W在第三周期。设Y的原子序数为a,则X、Z、W的原子序数分别为(a-1)、(a+8)、(a+9),故有a+(a-1)+(a+8)+(a+9)=48,解得a=8,因此X为N,Y为O,Z为S,W为Cl。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故A正确;N和Cl可形成共价化合物NCl3,故B正确;沸点的高低取决于分子间作用力的强弱,与元素非金属性无关,故C错误;O的非金属性比S强,S2-的失电子能力比O2-的强,故D正确。
14.(2018江苏单科,8,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
答案 D 由题意可知X为O,Y为Na,Z为Al,W为S。原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W),A不正确;Na2O2中含有非极性共价键,B不正确;金属性Y>Z,最高价氧化物的水化物的碱性Y>Z,C不正确;非金属性X>W,简单气态氢化物的热稳定性X>W,D正确。
规律总结 元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
15.(2017课标Ⅰ,12,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是 ( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C 本题考查元素周期表、元素周期律和盐类水解知识。根据W的简单氢化物可用作制冷剂可知W为N元素;短周期元素中原子半径最大的为Na元素,则Y为Na元素;X、Na、Z三种元素形成的一种盐与盐酸反应生成黄色沉淀以及有刺激性气味的气体,可知黄色沉淀为S,气体为SO2,根据原子序数的大小关系可知X为O元素,Z为S元素。O的非金属性比N强,则H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S水解使溶液显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝,C项错误;S与O同主族,与Na同周期,D项正确。
解题关键 元素推断题的解题思路
16.(2017课标Ⅱ,9,6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是 ( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B 本题考查元素周期律相关知识。a、b、c、d为短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层电子数相同,可以推知a为O;c所在周期数与族序数相同,c的原子序数大于a,则c为Al;d与a同族,则d为S;再结合原子序数依次增大,可以推测b可能为Na或Mg。同周期元素(稀有气体元素除外)从左到右,原子半径逐渐减小;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:b>c>d>a,A不正确。无论b是Na还是Mg,其金属性都是四种元素中最强的,B正确。Al(OH)3为两性氢氧化物,C不正确。同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,故O2的氧化性强于S,D不正确。
规律方法 金属性和非金属性强弱判断方法
17.(2017课标Ⅲ,12,6分)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是 ( )
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C 气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,A正确;H2O属于共价化合物,NaH属于离子化合物,B正确;题图所示实验可证明酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能据此得出元素的非金属性强弱,C不正确;前六周期共有86种元素,第七周期可排32种元素,故118号元素在第七周期0族,D正确。
思路梳理 依据最高价含氧酸的酸性强弱可推导元素的非金属性强弱。
19.(2017江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(X)
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
答案 D 本题考查物质结构基础知识。由Z是地壳中含量最多的元素可推出Z为O;由Y、Z同周期且相邻,Y的原子序数小于Z,推出Y为N;由W是短周期中金属性最强的元素可知W为Na;因X原子序数最小且为主族元素,又知只有Y、Z处于同周期,推出X为H。A项,原子半径r(Y)>r(Z);B项,NaOH为强碱;C项,N2的氧化性比O2的弱;D项,HNO3(或HNO2)为共价化合物,NH4NO3为离子化合物。
知识拓展 化合物类别的几个特例
AlCl3:由活泼金属元素与活泼非金属元素组成的共价化合物。
NaOH:含有极性键的离子化合物。
Na2O2:含有非极性键的离子化合物。
NH4NO3:全部由非金属元素形成的离子化合物。
20.(2016课标Ⅲ,12,6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B 由题意可知X为Na,Z为Cl,W为O,Y为S。A项,简单离子半径O2->Na+,Na+
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:X
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D 依据题意可推知X、Y、Z、W依次是C、O、Na、Cl。A项,一般条件下CO与NaOH不反应,错误;B项,碳原子半径大于氧原子半径,错误;C项,Na2O中只存在离子键,而NaClO3中既存在离子键,也存在共价键,错误;D项,O3、Cl2、ClO2等均可用于水的消毒,正确。
22.(2015课标Ⅰ,12,6分)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是 ( )
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,可判断出W为氢元素,X为氮元素;它们的最外层电子数之和为18,则Y、Z两元素原子最外层电子数之和为18-1-5=12,则Y为磷元素,Z为氯元素。A项,单质的沸点:N2>H2;B项,非金属性:Cl>H,阴离子的还原性:H->Cl-,正确;C项,Cl的最高价氧化物的水化物的酸性强于P的;D项,P和N可以存在于同一离子化合物中,如NH4H2PO4。
23.(2015课标Ⅱ,3,3分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是 ( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B 由题意可知:a为H,b为S,c为Cl,d为K。由元素周期律知:同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性Cl>S;H2与S、Cl2化合时,S和Cl2均体现氧化性,故非金属性次序为c>b>a,A项正确。H与K不能形成共价化合物,B项错误。K与其他3种元素分别形成KH、K2S、KCl,三者均为离子化合物,C项正确。H的最高和最低化合价分别为+1、-1,代数和为0;S的最高和最低化合价分别为+6、-2,代数和为4;Cl的最高和最低化合价分别为+7、-1,代数和为6,D项正确。
24.(2015北京理综,7,6分)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是 ( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.非金属性:Cl>Br
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 D A项,硫的非金属性强于磷,故最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4>H3PO4;B项,氯元素和溴元素位于同一主族,但氯原子半径小于溴的,故非金属性:Cl>Br;C项,钠和镁位于同一周期,钠在镁的左边,钠的金属性强于镁,故碱性:NaOH>Mg(OH)2;D项,Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,但二者的热稳定性与元素周期律无关。
25.(2015浙江理综,9,6分)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C.YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
答案 D 由题意可知X为O,W为S,Z为P,Y为Si,T为As。热稳定性:H2O>H2S>PH3,A项不正确;火山口附近有游离态的硫,B项不正确;SiO2属于原子晶体,C项不正确;砷元素位于金属元素与非金属元素的交界处,具有半导体特性,As2O3中砷元素为+3价,其化合价可以升高到+5价,也可以降低到-3价,D项正确。
26.(2015重庆理综,2,6分)下列说法正确的是 ( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
答案 B A项,I的非金属性比Br的非金属性弱,HBr比HI的热稳定性强;B项正确;C项,MgO不与NaOH溶液反应;D项,混合气体通入Ba(NO3)2溶液后,溶液显酸性,酸性条件下NO3-能把SO32-氧化为SO42-,从而产生BaSO4沉淀,无BaSO3。
27.(2015海南单科,12,4分)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是 ( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
答案 D 根据题意可推出a为钠元素,b为碳元素,c为硫元素,d为氯元素。A项,上述元素中非金属性最强的元素是氯元素;B项,钠元素可以形成Na2O、Na2O2,碳元素可以形成CO、CO2,硫元素可以形成SO2、SO3,氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种氧化物;C项,钠为活泼金属元素,可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物;D项,碳元素与氢元素形成的化合物中可能含非极性共价键,如CH3CH3等。
28.(2015江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是 ( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序:Z、W、X
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:X、Y、W
答案 A 根据题意可知,X、Y、Z、W分别为O、F、Al、Si。B项,原子半径大小顺序应为:Al>Si>O>F;C项,元素非金属性由强到弱顺序应为:O>Si>Al;D项,简单气态氢化物的稳定性由强到弱顺序为:F>O>Si。
29.(2014课标Ⅰ,10,6分,0.672)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 ( )
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z
答案 D 依题意,不难确定X、Y、Z分别是S、Na、F。原子最外层电子数F>S>Na(Z>X>Y),A错误;单质沸点Na>S>F2(Y>X>Z),B错误;离子半径S2->F->Na+(X2->Z->Y+),C错误;原子序数S>Na>F(X>Y>Z),D正确。
思路分析 可以将元素周期表中前18号元素按照元素周期表的编排顺序书写出来,直接对照题目的要求来确定元素种类。抓住题给信息,正确推断出三种元素是解题的关键,熟练运用周期表中元素性质的递变规律是解决此类问题的重要保证。
易错警示 容易忽略短周期元素的限定,而将三种元素推断错误。
30.(2014山东理综,8,5分)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是 ( )
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
D.1735Cl与 1737Cl得电子能力相同
答案 D 同主族元素最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,A项错误;核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同,如Na+和F-,B项错误;四种离子半径的大小顺序应为:rS2->rCl->rK+>rCa2+,C项错误;1735Cl和 1737Cl互为同位素,得电子能力相同,D项正确。
31.(2013天津理综,3,6分)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是 ( )
A.ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B.第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大
D.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
答案 A A项,两族元素间可以形成HCl、NaCl等常见物质;B项,第二周期中,氧元素无最高正价,F元素没有正价;C项,如还原性F-
32.(2013江苏单科,10,2分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径的大小顺序:r(Y)>r(Z)>r(W)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
答案 D 由题意可知X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。原子半径的大小顺序为r(Na)>r(N)>r(O),A项错误;O2-和Na+电子层结构相同,B项错误;H2O的热稳定性强于NH3,C项错误;NH4NO3为离子化合物,HNO3、HNO2为共价化合物,D项正确。
33.(2013山东理综,8,4分)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知 ( )
W
X
Y
Z
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
答案 A W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可推出W为N,X为O,Y为S,Z为Cl。根据元素周期律,同一主族元素从下到上非金属性增强,同一周期元素从左到右非金属性增强,与氢化物稳定性的规律一致,A项正确;元素非金属性越强,则其对应的阴离子还原性越弱,C项错误;B选项没有注明是最高价氧化物对应的水化物,例如H2SO4的酸性比HClO的强,故B项错误;Cl2中氯元素的化合价为0,处于中间价态,化合价既可升高也可降低,Cl2在化学反应Cl2+H2OHCl+HClO中既表现氧化性又表现还原性,D项错误。
34.(2013福建理综,9,6分,★★☆)四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确···的是 ( )
A.原子半径Z
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
答案 B 根据题中图示及只有M为金属元素不难推断出M为Al,X为Si,Y为N,Z为O。B项,HNO3的酸性比H2SiO3强。
35.(2013浙江理综,9,6分)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是 ( )
X
Y
Z
W
Q
A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C.W得电子能力比Q强
D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体
答案 A 依题意可先确定X为碳(C)元素,再根据其他元素在周期表中的位置可确定Y、Z、W、Q分别为氧(O)、硅(Si)、硫(S)和氯(Cl)。Na与S可形成类似Na2O2的化合物Na2S2,A正确;SiO2为原子晶体,熔融时不导电,B错误;S的得电子能力比Cl弱,C错误;氧存在同素异形体O2和O3,D错误。
36.(2012课标,13,6分)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说法中正确的是 ( )
A.上述四种元素的原子半径大小为W
C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D.由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
答案 C 依据题意,不难确定W、X、Y、Z四种元素依次为氢(H)、碳(C)、氮(N)或氧(O)、氖(Ne)。A项,W、X、Y三元素的原子半径大小为X>Y>W;B项,四种原子最外层电子总数为18或19;C项,H2O2或N2H4分子中既含极性共价键又含非极性共价键;D项,W与X组成的化合物包括所有的烃类,沸点不一定比H2O或NH3低。
37.(2012北京理综,9,6分)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是 ( )
A.原子半径:As>Cl>P
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
答案 C A项,原子半径:As>P>Cl;B项,非金属性:Cl>Br>As,所以热稳定性:HCl>HBr>AsH3;D项,非金属性:S>P>As,故酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4。
38.(2011课标,13,6分)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是 ( )
A.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
答案 A X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,可推知X为C;元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,则Y为Al;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,且Z的原子序数大于Al,故Z为S;元素W是制备一种高效电池的重要材料,且原子序数小于C,可推知W为Li。A项,LiCl中,锂原子是2电子的稳定结构,错误;B项,C与H可形成C2H2、C6H6等多种化合物,正确;C项,Al与NaOH溶液或盐酸反应均有H2生成,正确;D项,S与C可形成共价化合物CS2,正确。
39.(2011山东理综,13,4分)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是 ( )
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D.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
答案 C 多数主族元素的最高化合价等于其原子最外层电子数,但有些主族元素(如F、O)、0族元素、许多过渡元素则不符合此规律,A项错误;电子运动的区域离核越近,能量越小,B项错误;P、S、Cl位于同周期,非金属性依次增强,根据同周期主族元素的性质递变规律,C项正确;过渡元素是第三纵列到第十二纵列的元素,包括七个副族与Ⅷ族,D项错误。
40.(2011天津理综,2,6分)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是 ( )
A.第ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小
C.第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强
D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
答案 B A项,137Cs比133Cs多4个中子,两者质子数相等。C项,氢化物的稳定性随元素非金属性的增强而增强。D项,同主族元素从上到下,碱金属单质的熔点逐渐降低,第ⅦA族单质的熔点逐渐升高,故D项错误。
错因分析 没有掌握同主族元素单质物理性质的递变规律易错选D。
41.(2011江苏单科,5,2分)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
W
Q
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为:rX>rY>rZ>rW>rQ
C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
答案 A 根据题图,可以推出X为N元素,Y为O元素,Z为Al元素,W为S元素,Q为Cl元素。A项,N的最高正价为+5价,Al的最高正价为+3价,其和的数值为8,故正确;B项,原子半径:rZ>rW>rQ>rX>rY,故不正确;C项,O2-与Al3+的核外电子数和电子层数均相同,故不正确;D项,S的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性,故不正确。
42.(2020浙江7月选考,28,10分)Ⅰ.化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01gX,用含HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和 (填元素符号),X的化学式是 。
(2)溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是 。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示) 。
要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“HCl+NH3NH4Cl”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是 。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是 。
答案 Ⅰ.(1)Al、Cl AlCl3NH3
(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
(3)AlCl3+Cl-AlCl4-或AlCl3+NH3AlCl3NH3
Ⅱ.(1)吸水或放热导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
解析 Ⅰ.由加热X可产生使红色石蕊试纸变蓝的气体Y,可知Y为氨气;取3.01gX用含有HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得到溶液A,将溶液A分成A1、A2两等份进行实验,且白色沉淀C可溶于NaOH溶液,结合溶液A1+NaOH溶液→Y(NH3)+溶液B,CO2+溶液B→白色沉淀C,可知白色沉淀C为Al(OH)3,白色固体D为Al2O3,且n(Al2O3)=0.510g102g·mol-1=0.005mol,则溶液A1中n(Al3+)=0.01mol,n(NH3)=0.224L22.4L· mol-1=0.01mol;由溶液A2+AgNO3溶液→白色沉淀E,可知E为AgCl,且溶液A2中n(Cl-)=n(AgCl)=8.61g143.5g·mol-1=0.06mol,则溶液A中含0.12molCl-,除去加入的盐酸中所含的0.06molCl-,X中含有0.06molCl-;综上所述及X的质量可知X中含有0.02molAl3+、0.06molCl-和0.02molNH3,则n(Al3+)∶n(Cl-)∶n(NH3)=1∶3∶1,可知X的化学式为AlCl3NH3。
(1)据上述分析,X中含有N、H、Al、Cl四种元素,X的化学式为AlCl3NH3。
(2)溶液B中通入过量CO2的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-或Al(OH)4-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-。
(3)根据题意,一种反应物的组成元素为X中除去N、H 之外的两种元素,只能为AlCl3,故化学方程式为AlCl3+NH3AlCl3NH3,离子方程式为AlCl3+Cl-AlCl4-。
Ⅱ.(1)盐酸具有挥发性,与浓硫酸混合以后,浓硫酸吸水并放出大量的热,促进HCl的逸出。
(2)HCl挥发带出的H2SO4会进入烧杯与Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀。
43.(2019海南单科,13,9分)自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2016年IUPAC确认了四种新元素,其中一种为Mc,中文为“镆”。元素Mc可由反应 95243Am+2048Ca288Mc+301n得到。该元素的质子数为 ,287Mc与288Mc互为 。
(2)Mc位于元素周期表中第ⅤA族,同族元素N的一种氢化物为NH2NH2,写出该化合物分子的电子式: ,该分子内存在的共价键类型有 。
(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价,其中+3价氧化物的分子式为 ,+5价简单含氧酸的分子式为 。
答案 (1)115 同位素
(2)H··N··H····N··H····H 极性键和非极性键
(3)P2O3(或P4O6) H3PO4
解析 本题考查原子结构、化学键的类型和电子式的书写。体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
(1)通过反应 95243Am+2048CaMc+301n可确定元素Mc的质子数为115;287Mc与288Mc的质子数相同,二者互为同位素。
易错易混 书写NH2NH2的电子式时注意不要将N原子的孤电子对忽略掉。
44.(2013大纲全国,27,15分)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号)。
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示)。
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 。
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 。
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 。
(6)单质E与水反应的离子方程式为 。
答案 (15分)(1)Na Cl(每空1分,共2分)
(2)PH3(2分)
(3)NH4Cl 离子键和共价键(每空2分,共4分)
(4)H3PO4(2分)
(5)2P+5Cl22PCl5 PCl3(2分,1分,共3分)
(6)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(2分)
解析 由A和B形成的化合物在水中呈碱性可知该化合物为NH3,结合题目中的信息可推出A为H,B为N,C为Na,D为P;由C和E形成的化合物在水中呈中性可知该化合物为NaCl,则E为Cl。根据同主族元素原子电子层数越多原子半径越大,在电子层数相同的情况下核电荷数越大原子半径越小(稀有气体元素除外)的规律,可推出原子半径最大的是Na。根据元素周期律,同一周期(稀有气体元素除外)从左到右元素非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,可知非金属性最强的是Cl,热稳定性最差的是PH3。HCl+NH3NH4Cl,NH4Cl的电子式为[H··N··HH····H]+[··Cl······]-,其中存在的化学键类型为离子键和共价键。P在充足的Cl2中燃烧的产物为PCl5,在不充足的Cl2中燃烧产物为PCl3。Cl2与H2O反应生成的HClO为弱酸,HClO不能拆开写。
【3年模拟】
时间:45分钟 分值:68分
一、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2021届东平高中高三第二次质检,10)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.次氯酸的结构式:H—Cl—O
B.质子数为52、中子数为75的碲原子:52127Te
C.S2-的结构示意图:
D.四氯化碳的电子式:Cl··C····ClCl··Cl
答案 B
2.(2020山东等级考模拟二,3)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是 ( )
A.ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2
B.第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D.基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
答案 B
3.(2020临沂一模,2)下列状态的铝中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是 ( )
答案 B
4.(2020山东等级考模拟,4)某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是 ( )
A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1
答案 A
5.(2020聊城一中高三期中,8)具有如下电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一族的是 ( )
A.3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子
B.3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子
D.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2(n+1)p6的原子
答案 B
6.(2020青岛一模,7)我国科研人员发现了一种新型超导体Bi3O2S2Cl,由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成。已知Bi位于第六周期ⅤA族,下列有关说法错误的是 ( )
A.Bi的价电子排布式为5d106s26p3
B.有关元素的电负性:O>Cl>S
C.Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物
D.该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区
答案 A
7.(2020潍坊一模,9)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。W原子的最外层电子数是X与Z原子最外层电子数之和,W的简单氢化物r溶于水完全电离。m、p是由这些元素组成的二元化合物,m可作制冷剂,无色气体p遇空气变为红棕色。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:W>Z>Y>X
B.Y原子的价电子轨道表示式为
C.r与m可形成离子化合物,其阳离子电子式为H··N··HH····H
D.一定条件下,m能与Z的单质反应生成p
答案 D
8.(2020临沂高三期中,7)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大,且原子最外层电子数之和为15。基态Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,Y与Z同主族,Z与W同周期。下列说法错误的是 ( )
A.电负性最大的元素是Y
B.简单氢化物的沸点:Y>Z
C.化合物WX2中既存在离子键,又存在共价键
D.W元素基态原子核外M层电子的自旋状态相反
答案 C
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,每小题有一个或两个选项符合题目要求)
9.(2021届济南一中高三期中,8)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是元素Y、W的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体。K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.Y、Z、W三种元素的电负性:W>Z>Y
B.Y、Z、W三种元素的第一电离能:W>Z>Y
C.Y、Z、W与氢元素均可形成含非极性键的二元化合物
D.由X、Y、Z、W构成的化合物中可能含有离子键
答案 B
10.(2020滨州三模,7)已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下,它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键
B.简单气态氢化物的热稳定性:Y>W
C.简单离子半径:Z>Y>W>X
D.这四种元素中,元素X的第一电离能最小
答案 D
11.(2020日照高三6月校际联考,13)下表中所列的五种短周期元素,原子序数连续,但与表中排列顺序无关。用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,m-n的值如下表所示:
元素
A
B
C
D
E
m-n
8
6
4
2
0
下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:A
12.(2021届日照高三第二次联考,6)X、Y、Z、M、W为五种原子序数递增的前20号元素。X、Y是同周期元素,原子序数相差2,族序数之和为10;Z原子最外层电子数等于其最内层电子数,M在地壳中含量居第二位;W的某种盐常用作加碘盐的碘制剂。下列说法错误的是 ( )
A.原子半径:W>Z>M>X>Y
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:X>M
C.ZXY3含离子键和共价键,0.1molW2Y2含有0.4mol 离子
D.Z与XY2反应可置换出X单质,X与MY2反应可置换出M单质
答案 C
13.(2021届德州高三期中,11)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子序数是Z的原子序数的一半,W、X、Y三种元素形成的化合物M结构如图所示。
X+X+
下列叙述正确的是 ( )
A.离子半径:Z>X>W
B.气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.试管中残留的Z的单质可以用热的氢氧化钠溶液洗涤
D.化合物M中所有的原子均满足8电子稳定结构
答案 CD
三、非选择题(本题包括2小题,共32分)
14.(2021届东平高中高三第二次质检,17)(20分)如图是元素周期表的一部分,按要求回答问题:
(1)元素④在周期表中位置是 。元素③的最高价氧化物的化学式为 。
(2)元素①⑤组成化合物的电子式为 。
(3)元素②的单质与⑧的最高价氧化物的水化物的热的浓溶液反应的化学方程式为 。
(4)元素⑦与⑨形成的化合物与元素③的氢化物的水溶液反应的离子方程式为 。
(5)元素④⑤⑥⑧形成的简单离子,其离子半径由小到大的顺序为 (用离子符号表示)。
(6)A~F发生如图所示的转化,A、B、C、D为①~⑨中某种元素形成的单质,E、F、G为B、C、D与A形成的二元化合物,G是一种常见温室气体,与B可以反应生成E,E中B元素的质量分数为60%,F为两性物质。
①A和F的化学式分别为 、 。
②B与G反应的化学方程式为 。
③C与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
答案 (共20分,每空2分)
(1)第二周期第ⅥA族 N2O5 (2)Na+[··H]- (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (4)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ (5)Mg2+
(1)X在元素周期表中的位置是 ;
(2)Z2Y2中含有的化学键类型为 ;
(3)元素Y和R的最简单氢化物的沸点由高到低顺序为 (填化学式)。
(4)无机盐W2(RY4)3在T.F细菌存在的酸性溶液中可实现天然气的催化除杂,其原理如图所示:
①写出过程ⅰ中发生反应的离子方程式: ;
②过程ⅱ中的氧化剂是 ;
③有关上述过程的说法正确的是 (填标号)。
A.WRY4是该过程的催化剂
B.该过程需要不断添加W2(RY4)3溶液
C.该过程O2间接氧化H2S
答案 (共12分,每空2分)
(1)第二周期第ⅣA族 (2)(非极性)共价键、离子键 (3)H2O>H2S (4)①2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+ ②O2 ③C
[教师专用题组]
【3年模拟】
时间:20分钟 分值:30分
一、选择题(每题2分,共24分)
1.(2020北京等级考适应性测试,2)下列化学用语书写正确的是 ( )
A.过氧化钠的电子式是Na··O······O······Na
B.乙烷的结构式是
C.氯原子的结构示意图是
D.中子数为7的碳原子是 67C
答案 B A项,过氧化钠是离子化合物,电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,错误;C项,氯原子最外层电子数为7,原子结构示意图为,错误;D项,元素符号左上角数字为质量数,质量数等于质子数与中子数之和,中子数为7的碳原子的质量数为13,错误。
2.(2020天津等级考适应性测试,3)下列叙述正确的是 ( )
A.最高正化合价:P>N>C B.第一电离能:Li>Na>K
C.热稳定性:H2O>HF>H2S D.碱性:LiOH>NaOH>KOH
答案 B 元素周期律揭示元素内在联系,本题考查元素相似性和递变性以及推理能力,体现证据推理与模型认知的学科核心素养,符合基础性的考查要求。
A项,P、N都是第ⅤA族元素,最高正化合价相同,都是+5价,错误;B项,同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Li>Na>K,正确;C项,元素的非金属性越强,对应的气态氢化物越稳定,热稳定性:HF>H2O>H2S,错误;D项,同一主族元素,从上到下金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强,碱性:KOH>NaOH>LiOH,错误。
3.(2020济宁上学期期末,4)下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是 ( )
A.Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 B.Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
答案 B Fe2+核外电子数为24,由能量最低原理,可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,故A符合能量最低原理;若按照构造原理,29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2,但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时,能量相对较低,故B不符合能量最低原理;F原子最外电子层为第2能层,有7个电子,外围电子排布式为2s22p5,由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知,外围电子排布图为,故C符合能量最低原理;Na+最外电子层为第2能层,有8个电子,外围电子排布式为2s22p6,由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知,Na+外围电子排布图为,故D符合能量最低原理。
4.(2019临沂期末,10)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的单质与水发生剧烈反应,生成一种酸和一种气体,X的一种单质(X4)在常温下容易自燃。下列叙述正确的是 ( )
A.单质的沸点:X
D.化合物Y2Z2中含非极性共价键
答案 D 能够与水剧烈反应产生酸和气体的单质是F2;X4在常温下能够自燃,则X4为P4;因W、X、Y、Z原子序数依次增大,且均为短周期主族元素,故Y、Z分别是S、Cl。磷单质是固体,氯气是气体,A项错误;还原性:S2->Cl-,B项错误;F的非金属性比Cl强,氢化物热稳定性:HF>HCl,C项错误;根据8电子稳定结构可知S2Cl2的结构为Cl—S—S—Cl,分子中含有非极性键,D项正确。
5.(2018部分重点中学联考)四种短周期主族元素在元素周期表中的位置如图,则下列说法错误的是 ( )
Y
X
M
Z
A.若Y的最简单氢化物的沸点比M的低,则X单质可与强碱溶液反应
B.简单阴离子半径:M>Z>Y
C.若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则X的氧化物不与任何酸反应
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>M
答案 C 因N、O、F的最简单氢化物中均存在氢键,沸点较高,故若Y的最简单氢化物的沸点比M的低,则Y为C,从而推知X为Al,Al能与强碱溶液反应,A项正确;M、Z的简单阴离子电子层结构相同,核电荷数越小,阴离子半径越大,所以简单阴离子半径:M>Z,M、Z的简单阴离子比Y的简单阴离子多一个电子层,故简单阴离子半径:M>Z>Y,B项正确;若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则Y为N,从而推知X为Si,SiO2能与氢氟酸反应,C项错误;非金属性:Z>M,故最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>M,D项正确。
6.(2020山东省实验中学线上诊断,6)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小;T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子的半径:Y>Z>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z>X
C.W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
答案 C 由题意推断X元素位于第二周期,X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体,该氢化物为甲烷,即X为C;Y、Z、W位于同一周期,原子序数依次增大,即Y、Z、W位于第三周期,Y在同周期中电负性最小,推出Y为Na;二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16,推出该二元化合物为Na2S,即W为S;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,即Z为Al;T元素的价电子排布式为3d104s1,推出T元素为Cu。Y、Z、W简单离子半径大小顺序是r(S2-)>r(Na+)>r(Al3+),故A错误;W、Z、X三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3,故B错误;Cu与S在加热条件下发生反应,因为S的氧化性较弱,因此将Cu氧化至较低价态,得到的产物是Cu2S,反应的方程式为2Cu+SCu2S,故C正确;S在足量的氧气中燃烧生成SO2,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸为中强酸,故D错误。
易错警示 易错点是选项D,S和C不一样,S与氧气反应,无论氧气过量与否,生成的都是SO2,SO2转化成SO3,需要催化剂、高温条件。
7.(2019日照一模,11)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/(10-10m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要
化合价
最高正价
+1
+7
+3
+2
+5
……
最低负价
……
-1
……
……
-3
-2
下列说法不正确的是 ( )
A.由元素X和Q组成的化合物可能含有共价键
B.X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可彼此反应
C.简单氢化物的稳定性:Q>Y>R
D.Z和Y形成的化合物为离子化合物
答案 D 根据化合价首先确定Y和Q分别是Cl和O,然后结合化合价和原子半径可知X、Z、M、R分别是Na、Al、Mg、N。Na2O2中有共价键,A项正确;X、Z、R的最高价氧化物对应水化物分别是NaOH、Al(OH)3、HNO3,Al(OH)3是两性氢氧化物,三者可以彼此反应,B项正确;简单氢化物的稳定性:H2O>HCl>NH3,C项正确;AlCl3为共价化合物,D项错误。
解题关键 化合价规律中,氟(F)为非金属性最强的元素,无正化合价,而氧只有与氟形成化合物时才会显正价,无最高正化合价(即不会存在+6价)。
8.(2018聊城三模,11)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,由这些元素组成的常见物质的转化关系如图,其中a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,c是Z的单质,在铝热反应中常作引发剂,e、f为常见气体单质。下列有关说法正确的是 ( )
A.简单离子的半径:Y>Z>X
B.简单氢化物的沸点:Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>Y
D.W、Y的氧化物所含化学键类型相同
答案 B 已知a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,则a为过氧化钠;c是Z的单质,在铝热反应中常作引发剂,c为金属镁;e、f为常见气体单质,根据框图转化关系,镁与化合物b反应生成气体单质f,则f为氢气;过氧化钠与化合物b反应生成气体单质e,则e为氧气,b为水,d为氢氧化钠,g为氢氧化镁,则W为H、X为O、Y为Na、Z为Mg。简单离子半径:O2->Na+>Mg2+,A项错误;氢化钠是离子化合物,沸点高于水,B项正确;元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性:NaOH>Mg(OH)2,C项错误;水和过氧化氢都是共价化合物,只含有共价键,氧化钠和过氧化钠都属于离子化合物,都含有离子键,化学键类型不同,D项错误。
9.(2019枣庄二模,9)已知X、Y、Z、M、Q均为短周期元素。25℃时,原子半径和其元素最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01mol·L-1)溶液的pH的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.简单离子半径的大小顺序:X>Q
B.Z、M、Q的含氧化合物都能用于漂白
C.X的氢化物有XH3、X2H4等
D.M的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能发生氧化还原反应
答案 B 根据0.01mol·L-1最高价氧化物的水化物溶液的pH可知,X、Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸,M对应的为一元以上的强酸,Y对应的为弱酸,Q对应的是一元强碱,结合原子半径规律,可知X、Y、Z、M、Q分别为N、C、Cl、S、Na。简单离子半径:N3->Na+,A项正确;Cl、S、Na的含氧化合物中有的能用于漂白,如HClO、SO2、Na2O2等,但是H2SO4、Na2O等含氧化合物不能用于漂白,B项错误;氮的氢化物有NH3、N2H4等,C项正确;浓硫酸具有强氧化性,能够与H2S发生氧化还原反应,D项正确。
解题关键 元素推断与元素周期律的解答,先依据相关信息推断出元素,然后明确所考查的元素在周期表中的位置关系,结合元素周期律、元素化合物知识,做出正确的判断。
10.(2019青岛一模,9)短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,X的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体,溶液pH与RZ2体积关系如图。下列说法正确的是 ( )
A.X2R溶液的浓度为0.03mol·L-1
B.最简单氢化物的稳定性:Y>Z>R
C.工业上通常采用电解法冶炼Q的单质
D.RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中,均无明显现象
答案 C X的简单阴离子与Li+具有相同的电子层结构,则X是氢元素;Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Y为碳元素;Q为第三周期的活泼金属;根据图像可知,R元素是硫元素。根据2H2S+SO23S↓+2H2O可知,336mLSO2消耗的H2S的物质的量为0.03mol,溶液体积为0.1L,故H2S浓度为0.3mol·L-1,A项错误;非金属性越强,则简单氢化物越稳定,B项错误;Na、Mg、Al均通过电解法制取,C项正确;SO2通入BaCl2溶液无明显现象,而通入Ba(NO3)2溶液中,在酸性条件下NO3-将SO2氧化为SO42-,产生BaSO4沉淀,D项错误。
11.(2020届临沂高三期中,12)一种工业洗涤剂中间体的结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的原子半径是元素周期表中最小的,Q原子的核外最外层电子数与Y原子的核外电子数相同。下列说法正确的是 ( )
W+-
A.WX为离子化合物
B.第一电离能:Q>Z>Y
C.简单离子半径:W>Q>Z
D.该中间体中Q都满足8电子稳定结构
答案 AD X的原子半径是元素周期表中最小的,故X为H;W为五种短周期元素中原子序数最大的,且可形成+1价的离子,则W为Na;Y可形成四个单键,Y为C;Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,Q为O,Z为N。
WX为NaH,是离子化合物,A项正确;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子2p能级半充满,更稳定,难以失电子,第一电离能比O大,故第一电离能:Z>Q>Y,B项错误;N3-、O2-、Na+具有相同电子层结构,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:N3->O2->Na+,C项错误;该化合物中与Y以单键相连的Q与Y共用一对电子,并得到了W失去的一个电子,满足8电子稳定结构,D项正确。
12.(2020山东潍坊三模,3)X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素,原子序数依次增大;基态X的价电子轨道表示式为,Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍;四种元素与锂组成的化合物结构如图(箭头表示配位键)。下列说法正确的是 ( )
A.四种元素中第一电离能最大的是Z
B.Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水
C.X的最高价氧化物的水化物是一种强酸
D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:前者高于后者
答案 D A项,Z的最外层电子数是其次外层电子数的3倍,故Z为O;X、Y、Z、W的原子序数依次增大且是同周期主族元素,故W为F。同周期元素第一电离能从左到右有逐渐增大趋势,四种元素中第一电离能最大的是W,错误。B 项,根据结构图知,Y可形成四条共价键,则Y为C;Y和Z形成的化合物有CO和CO2,其中CO难溶于水,CO2能溶于水,错误。C 项,根据X的价电子轨道表示式知X为B,其最高价氧化物的水化物H3BO3为弱酸,错误;D 项,Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物分别是H2O和HF,前者沸点高于后者,正确。
二、非选择题(共6分)
13.(2019烟台期中,17)现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,其原子序数依次增大。已知A、D位于同一主族,D是短周期元素中原子半径最大的。B、E的最外层电子数是最内层电子数的2倍。C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍。
请回答下列问题:
(1)A、C、D、F形成的简单离子半径由大到小的顺序是 (用元素符号填写)。
(2)B、C、E、F、G形成的气态氢化物数目最多的元素是
(填元素符号),所形成的简单氢化物中最不稳定的是 (填化学式)。
(3)B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是 (用化学式填写)。
(4)由A、C、D形成的化合物所含的化学键类型有 。
(5)化合物M和N都由A、C、D、F四种元素组成,它们在溶液中相互反应的离子方程式是 ;G单质的水溶液中通入F的氧化物,其反应的化学方程式为 。
答案 (1)S2->O2->Na+>H+ (2)C SiH4
(3)HClO4>H2SO4>H2CO3>H2SiO3 (4)离子键和共价键
(5)H++HSO3-SO2↑+H2O SO2+2H2O+Cl22HCl+H2SO4
解析 D是短周期元素中原子半径最大的,D为Na;B、E的最外层电子数是最内层电子数的2倍,B为C,E为Si;已知A、D位于同一主族,C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍,所以A为H,C为O,F为S,G为Cl。
(1)离子的电子层数越多,半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,因此离子半径由大到小的顺序是S2->O2->Na+>H+。
(2)C、O、Si、S、Cl形成的气态氢化物数目最多的是C,它可以与氢形成烷烃、烯烃、炔烃(碳原子数小于等于4)等;同周期主族元素从左到右非金属性增强,简单氢化物的稳定性增强,同主族从上到下元素的非金属性减弱,简单氢化物的稳定性减弱,则硅的非金属性最弱,所形成的简单氢化物(SiH4)最不稳定。
(3)B、E、F、G的最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SiO3、H2SO4、HClO4。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强,因为非金属性:Cl>S>C>Si,所以最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是HClO4>H2SO4>H2CO3>H2SiO3。
(4)由A、C、D形成的化合物为NaOH,它属于离子化合物,所含的化学键有离子键和共价键。
(5)A、C、D、F四种元素组成的化合物M和N分别为NaHSO4和NaHSO3,它们在溶液中相互反应的离子方程式是H++HSO3-SO2↑+H2O;二氧化硫通入氯气的水溶液中,反应的化学方程式为SO2+2H2O+Cl22HCl+H2SO4。
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