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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律第2课时同步练习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律第2课时同步练习题，共15页。
题组一 根据元素周期表片段推测元素的位置与性质
1.(2020天津一中高一期末)2019年是门捷列夫发现元素周期律150周年,下列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的最高正化合价之和为8。下列说法错误的是( )
A.原子半径:WB.气态氢化物热稳定性:ZC.Y的最高价氧化物的水化物是强酸
D.X与W两者最高价氧化物对应水化物间能相互反应
2.(2020辽宁丹东高一期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.元素X与元素Z的最高正化合价的数值之和等于8
B.Y2-和Z3+具有相同的电子层结构
C.原子半径的大小顺序为rQ>rW>rZ>rY>rX
D.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Q的弱
3.四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:ZB.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.Z位于元素周期表中第二周期ⅥA族
4.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:QC.R的最高价氧化物对应的水化物是电解质
D.向TCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量,先生成白色沉淀,后沉淀溶解
5.(2019天津静海一中高一下月考)1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表,到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力。元素周期表体现了元素“位—构—性”的关系,揭示了元素间的内在联系。下图是元素周期表的一部分,回答下列问题:
(1)元素Ga在元素周期表中的位置为:第 周期第 族。
(2)Sn的最高正价为 ,Cl的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ,Bi的最高价氧化物为 。
(3)根据元素周期律,推断:
①阴影部分元素氢化物热稳定性最强的是 元素(填元素符号)。
②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱:H3AsO4 (填“>”“<”或“=”)H2SeO4。
③氢化物的还原性:H2O (填“>”“<”或“=”)H2S。
④原子半径比较:N (填“>”“<”或“=”)Si。
题组二 元素周期表、元素周期律的预测功能
6.(2019山东德州二中高一下月考)在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处最容易找到的材料是( )
A.制催化剂的材料 B.耐高温、耐腐蚀的合金材料
C.制农药的材料D.半导体材料
7.元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )
A.B、Si、As、Te、At元素对应的单质都呈固态,熔点都较低
B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.可在虚线的右上方寻找耐高温材料
能力提升练
题组 “位—构—性”关系的综合应用
1.(2020广东广、深、珠三校高三联考,)2019年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列,准确预留了甲、乙两种未知元素的位置,并预测了二者的相对原子质量,部分原始记录如下。下列说法不正确的是( )
A.元素甲位于现行元素周期表第四周期ⅢA族
B.原子半径比较:甲>乙>Si
C.元素乙的简单气态氢化物的稳定性比CH4强
D.推测乙可以用作半导体材料
2.(双选)()如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,原子序数a、b、c、d、e所对应的元素分别为A、B、C、D、E,则下列说法正确的是( )
A.31D和33D属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性:A>D>E
C.B和C的最高价氧化物对应的水化物可以反应
D.A和B可形成两种化合物
3.(2020北京西城高一期末,)元素周期表与元素周期律在学习、研究中有很重要的作用。下表是5种元素的相关信息,W、X都位于第三周期。
(1)Q在周期表中的位置是 。
(2)W的最高价氧化物对应的水化物的化学式是 。
(3)X单质与水反应的离子方程式是 。
(4)金属性Y强于X,用原子结构解释原因: ,失电子能力Y大于X,金属性Y强于X。
(5)下列对于Z及其化合物的推断中,正确的是 (填字母)。
A.Z的最低负化合价与W的最低负化合价相同
B.Z的氢化物的稳定性弱于W的氢化物的稳定性
C.Z的单质可与X和W形成的化合物的水溶液发生置换反应
4.(2019四川成都七中高一下月考,)下表中的实线表示元素周期表的部分边界。
(1)请在上表中用实线补出元素周期表的上边界。
(2)某主族元素原子的核外电子排布为,该元素在元素周期表中的位置为 。
(3)元素I的非金属性 (填“强于”或“弱于”)元素H,用原子结构的观点解释原因:同周期主族元素随着原子序数的递增, ,非金属性增强。设计实验证明元素E的金属性强于元素F: 。
(4)处于周期表中对角线位置(左上方和右下方)的元素,其性质具有相似性,称为“对角线规则”。元素D与F的单质及其化合物性质相似,如D、DO、D(OH)2与NaOH溶液都能反应生成Na2DO2等物质。回答下列问题。
①写出F的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式: 。
②鉴别元素D与E的氢氧化物可用试剂是 。
(5)元素G的一种含氧酸化学式为H3GO3,其结构式可表示为,请写出该酸与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
信息:氢、氧原子结合成的一种原子团“—OH”叫羟基,含氧酸中羟基氢方可电离出H+。深度解析
答案全解全析
基础过关练
1.C 由四种元素在元素周期表中的位置关系知,四种元素位于第二、三周期,根据“W与X的最高正化合价之和为8”,结合W与X在周期表中的位置关系可知W为N,X为Al,Y为Si,Z为P。原子半径:N2.C X为N元素,Z为Al元素,X和Y最高正化合价的数值之和等于8,A正确;氧离子最外层有8个电子,铝离子最外层有8个电子,电子层数均为2,二者具有相同的电子层结构,B正确;同周期元素,原子半径随着核电荷数的增大而减小,同主族元素,原子半径随着核电荷数的增大而增大,则原子半径的大小顺序为rZ>rW>rQ>rX>rY,C错误;同周期元素,随着核电荷数增大,非金属性增强,元素Q的最高价氧化物对应水化物HClO4比元素W的最高价氧化物对应水化物H2SO4的酸性强,D正确。
3.B 根据各元素在周期表中的相对位置及只有M为金属元素可知,M为Al,X为Si,Y为N,Z为O。同一周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径:Z4.D 根据元素在周期表中的位置可知,短周期元素R、T、Q、W分别是N、Al、Si、S。N、S的非金属性强于Si,A、B正确;R的最高价氧化物对应的水化物是硝酸,是电解质,C正确;T元素是Al,向AlCl3溶液中滴加氨水生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于氨水,D错误。
5.答案 (1)4 ⅢA
(2)+4 HClO4 Bi2O5
(3)①F ②< ③< ④<
解析 (1)B元素位于第2周期第ⅢA族,和它同主族的相差两个电子层的是Ga元素,位于第4周期第ⅢA族。(2)碳、锡同为第ⅣA族元素,其最外层均有4个电子,所以Sn的最高价为+4价;Cl最外层有7个电子,其最高价为+7价,最高价氧化物对应的水化物为HClO4;Bi的最外层有5个电子,其最高价氧化物为Bi2O5。(3)①阴影部分为卤族元素。同主族元素从下往上,元素的非金属性逐渐增强,故卤族元素中F的非金属性最强,其对应的氢化物热稳定性最强;②同周期主族元素,随着原子序数的递增,元素的非金属性增强,其最高价氧化物对应的水化物酸性也增强,所以H3AsO4的酸性小于H2SeO4;③氧的非金属性强于硫,所以H2O的还原性弱于H2S;④由于原子半径Si>P,P>N,所以原子半径Si>N。
6.D 在周期表中金属元素和非金属元素交界处最容易找到半导体材料;在过渡元素中寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料;在Cl、S、P、F等非金属元素附近寻找制农药的材料,故选D。
7.C B晶体、Si晶体的熔点都很高,A项错误;紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性,虚线上方是非金属元素,虚线下方是金属元素,B项错误;耐高温材料应该在过渡元素中寻找,D项错误。
能力提升练
1.C 由图可以看出同一行的元素位于同一主族,同一列的元素位于同一周期,据此可推断出甲为Ga,乙为Ge。甲为Ga元素,位于元素周期表第四周期ⅢA族,故A正确;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,因此原子半径:甲>乙>Si,故B正确;Ge的非金属性比C弱,则元素乙的简单气态氢化物的稳定性比CH4弱,故C错误;乙在金属元素与非金属元素交界处附近,因此推测乙可以用作半导体材料,故D正确。
2.CD 由部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图分析可知,A为氧元素,E为硫元素,B为钠元素,C为铝元素,D为磷元素。31D和33D的质子数相同,中子数不同,不是同种核素,二者互为同位素,A错误;A、E、D的非金属性依次减弱,它们的气态氢化物的稳定性也依次减弱,即A>E>D,B错误;B和C的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和Al(OH)3,二者可以反应,C正确;A和B可形成Na2O和Na2O2,D正确。
3.答案 (1)第二周期第ⅥA族 (2)HClO4 (3)2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑ (4)最外层电子数Y与X相同,电子层数Y大于X,原子半径Y大于X (5)AB
解析 Q为地壳中含量最高的元素,则Q为O;W、X都位于第三周期,W最高化合价为+7价,X最高价氧化物对应的水化物在其所在周期中碱性最强,则W为Cl,X为Na;Y的焰色试验(透过蓝色钴玻璃观察)火焰呈紫色,则Y为K;Z原子结构示意图为,则Z为Br。
(1)Q为O,在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族。
(2)W为Cl,最高价为+7价,最高价氧化物对应的水化物的化学式是HClO4。
(3)X为Na,其单质与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式是2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑。
(4)X为Na,Y为K,二者同族,最外层电子数K与Na相同,电子层数K大于Na,原子半径K大于Na,则失电子能力K大于Na,金属性K强于Na。
(5)W为Cl,Cl与Br同主族,Br、Cl的最低负化合价均为-1价,故A正确;非金属性:Cl>Br,非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,则HBr的稳定性弱于HCl的稳定性,故B正确;Z为Br,X和W形成的化合物的水溶液为NaCl溶液,由于氧化性:Cl2>Br2,则Br2不能从氯化钠溶液中置换出氯气,故C错误。
4.答案 (1)
(2)第四周期第ⅥA族
(3)强于 原子半径递减,得电子能力增强 将打磨过的镁条、铝条分别投入盛有相同盐酸的试管中,镁条反应更剧烈
(4)①2Al+2H2O+2OH- 2AlO2-+3H2↑ ②NaOH溶液(答案合理即可)
(5)H3PO3+2NaOH Na2HPO3+2H2O
解析 (2)某主族元素原子的核外电子排布为,电子层为4层,且三层均填满,最外层有6个电子,故该元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族。(3)元素I为Cl,元素H为S,Cl的非金属性强于S,因为同周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径递减,得电子能力增强,非金属性增强。要证明元素Mg的金属性强于元素Al,可以将打磨过的镁条、铝条分别投入盛有相同盐酸的试管中,比较与酸反应的剧烈程度。(4)①F元素是Al,Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH- 2AlO2-+3H2↑;②D是Be,与Al处于对角线位置,故Be的性质与Al相似,元素Be的氢氧化物具有两性,Mg的氢氧化物没有两性,故鉴别元素Be与Mg的氢氧化物可用NaOH溶液。(5)根据H3PO3结构式知,H3PO3是二元酸,该酸与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为H3PO3+2NaOH Na2HPO3+2H2O。
归纳总结
元素的结构、位置与性质之间的关系
第三节 化学键
基础过关练
1.D 分子间存在分子间作用力,分子间作用力不属于化学键,A错误;并不是所有物质都含有化学键,如稀有气体中不存在化学键,B错误;一个分子中可能同时存在极性键和非极性键,如H2O2中存在H—O极性键和O—O非极性键,C错误;离子化合物中可能存在非极性键,如Na2O2属于离子化合物,存在O—O非极性键,D正确。
2.C 离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,A项正确;在H2、O2、N2、HCl、NH3分子中均存在共价键,B项正确;由CaCl2的电子式可以看出,CaCl2中只存在离子键,C项错误;稀有气体分子是单原子分子,分子内无化学键,D项正确。
3.B 钠原子最外层有一个电子,易失电子,有较强的还原性,而钠离子最外层已经达到“8e-”稳定结构,故二者化学性质不同。
4.C 首先判断球碳盐K3C60中有离子键,在K与C之间,而60个C之间为共价键。该晶体在熔融状态下能电离出K+,所以能导电。同素异形体是由相同元素组成的不同单质之间的互称,12C不是单质,故C60与12C不互为同素异形体。
5.D 二氧化碳是共价化合物,二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对,故A错误;氯气的电子式为,故B错误;氨气是共价化合物,电子式为,故C错误;氯化钠为离子化合物,电子式为,故D正确。
6.C 氯元素为17号元素,氯离子的核电荷数为17,A错误;作为相对原子质量测定标准的碳核素为 612C,B错误;氯化镁的电子式为,
C正确;氯化氢为共价化合物,用电子式表示氯化氢分子的形成过程为,D错误。
7.B MgCl2中无共价键,A错误;HCl中只含有共价键,为共价化合物,C错误;NaOH为离子化合物,D错误。
8.D 离子键的形成伴随着电子的得失,共价键的形成没有电子的得失,A项错误;金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,有可能是共价化合物,如AlCl3,B项错误;非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,也可能是离子化合物,如NH4Cl,C项错误。
9.答案 (1)NH4Cl (2)CO2 (3)I2 (4)Na2O2
解析 H2O2中含有极性键和非极性键,是共价化合物;Na2O中含有离子键,是离子化合物;I2中含有非极性键,是单质;NaCl中含有离子键,是离子化合物;CO2中含有极性键,是共价化合物;NH4Cl中含有离子键和极性键,是离子化合物;Na2O2中含有离子键和非极性键,是离子化合物。
10.B 要释放出氢原子必须破坏水分子内的氢氧键,这种氢氧键是一种共价键。
11.A 液溴和碘受热变成气体均需克服分子间作用力,A项正确;干冰受热得到气体克服分子间作用力,碳酸氢钠受热得到气体破坏了化学键,B项错误;食盐熔化时,破坏了离子键,冰融化时破坏了分子间作用力和氢键,C项错误;食盐溶解在水中,破坏了离子键,葡萄糖溶解在水中,破坏了分子间作用力,D项错误。
能力提升练
C S原子核外有16个电子,原子结构示意图为,A错误;NH4Cl是离子化合物,Cl-的最外层有8个电子,故该化合物的电子式为,B错误;原子核内有10个中子的氧原子,质量数为18,可表示为 818O,C正确;HBr中H原子与Br原子间通过共价键结合,其形成过程可表示为:,D错误。
2.C 氮气分子中含有氮氮三键,氮气的电子式是,故A错误;氯化钠是离子化合物,用电子式表示氯化钠的形成过程为,故B错误;重水中H原子质量数是2,重水的化学式为 12H2O或D2O,故C正确;N2H4中含有氮氮单键,N2H4的结构式是,故D错误。
3.AD (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含N5-、H3O+、NH4+、Cl-四种离子,A正确;N5+N5-是只由一种元素组成的纯净物,属于单质,B错误;每个N5-中含有7×5+1=36个电子,C错误;N5+N5-中含非极性键,D正确。
4.D 电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,所以题图中涉及的5种元素的半径:Na>Cl>N>O>H,A项错误;NH3、H2O、OH-所含的电子数均为10,但是质子数不完全相同,B项错误;NaClO中含离子键和共价键,HClO中只含共价键,C项错误;反应③的化学方程式为NaOH+HCl NaCl+H2O,反应过程中有离子键和共价键的断裂和形成,D项正确。
思维建模
10e-微粒思维模型
5.C 由题意可知,X、Y、Z、W、Q分别为C、N、O、Al、Cl。离子半径:Cl->N3->O2->Al3+,A项错误;AlCl3为共价化合物,B项错误;Z和W组成的二元化合物为Al2O3,Al2O3既能与强酸反应,又能与强碱反应,C项正确;沸点:H2O>HCl,D项错误。
6.B Z是活泼金属元素,Y的最常用单质与Z的单质在适当条件下可按物质的量之比1∶4或1∶2恰好反应生成Q或M,可知Z是Na,Y是O,生成的Q为Na2O,M为Na2O2,X、W能形成强含氧酸,可知X为N,W可能为S或Cl。简单离子的核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径ZNH3,故B错误;Na2O和Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2,但化学键种类有差异,Na2O2中含离子键和非极性键,而Na2O只含有离子键,故C正确;Na与Cl能形成NaCl,Na与S形成Na2S,二者均为离子化合物,故D正确。
7.B a、b、c、d、e为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子数与b原子次外层电子数相同,可判断a为O、b为第三周期元素,c所在周期数与族序数相同,则c为Al,b为Na或Mg;d与a同族,则d为S,e为Cl。Cl的非金属性强于S,则Cl的最高价含氧酸的酸性强于S的,A错误;原子半径由大到小的顺序为Na(或Mg)>Al>S>O,B正确;由O和Na两种元素可形成Na2O2,Na2O2含有离子键和共价键,C错误;Na、Al元素对应最高价氧化物的水化物分别是氢氧化钠、氢氧化铝,它们之间可发生反应,D错误。
8.D C24O6转化为C22O4的过程中少了2个C和2个O,即C24O6的质子数比C22O4多(6+8)×2=28,A项正确;由C20O2分子的图示可知,碳原子之间存在非极性共价键,碳原子与氧原子之间存在极性共价键,B项正确;C24O6、C22O4、C20O2、C18的碳碳三键数目分别为6、7、8、9,逐渐增多,C项正确;C18和C60为碳元素的性质不同的单质,互为同素异形体,D项错误。
元素
信息
Q
地壳中含量最高的元素
W
最高化合价为+7价
X
最高价氧化物对应的水化物在其所在周期中碱性最强
Y
焰色试验(透过蓝色钴玻璃观察)火焰呈紫色
Z
原子结构示意图为:
1.C
2.C
3.B
4.D
6.D
7.C
1.C
2.CD
1.D
2.C
3.B
4.C
5.D
6.C
7.B
8.D
10.B
11.A
1.C
2.C
3.AD
4.D
5.C
6.B
7.B
8.D
题组一 根据元素周期表片段推测元素的位置与性质
1.(2020天津一中高一期末)2019年是门捷列夫发现元素周期律150周年,下列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的最高正化合价之和为8。下列说法错误的是( )
A.原子半径:W
D.X与W两者最高价氧化物对应水化物间能相互反应
2.(2020辽宁丹东高一期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.元素X与元素Z的最高正化合价的数值之和等于8
B.Y2-和Z3+具有相同的电子层结构
C.原子半径的大小顺序为rQ>rW>rZ>rY>rX
D.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Q的弱
3.四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的弱
D.Z位于元素周期表中第二周期ⅥA族
4.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q
D.向TCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量,先生成白色沉淀,后沉淀溶解
5.(2019天津静海一中高一下月考)1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表,到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力。元素周期表体现了元素“位—构—性”的关系,揭示了元素间的内在联系。下图是元素周期表的一部分,回答下列问题:
(1)元素Ga在元素周期表中的位置为:第 周期第 族。
(2)Sn的最高正价为 ,Cl的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ,Bi的最高价氧化物为 。
(3)根据元素周期律,推断:
①阴影部分元素氢化物热稳定性最强的是 元素(填元素符号)。
②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱:H3AsO4 (填“>”“<”或“=”)H2SeO4。
③氢化物的还原性:H2O (填“>”“<”或“=”)H2S。
④原子半径比较:N (填“>”“<”或“=”)Si。
题组二 元素周期表、元素周期律的预测功能
6.(2019山东德州二中高一下月考)在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处最容易找到的材料是( )
A.制催化剂的材料 B.耐高温、耐腐蚀的合金材料
C.制农药的材料D.半导体材料
7.元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )
A.B、Si、As、Te、At元素对应的单质都呈固态,熔点都较低
B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.可在虚线的右上方寻找耐高温材料
能力提升练
题组 “位—构—性”关系的综合应用
1.(2020广东广、深、珠三校高三联考,)2019年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列,准确预留了甲、乙两种未知元素的位置,并预测了二者的相对原子质量,部分原始记录如下。下列说法不正确的是( )
A.元素甲位于现行元素周期表第四周期ⅢA族
B.原子半径比较:甲>乙>Si
C.元素乙的简单气态氢化物的稳定性比CH4强
D.推测乙可以用作半导体材料
2.(双选)()如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,原子序数a、b、c、d、e所对应的元素分别为A、B、C、D、E,则下列说法正确的是( )
A.31D和33D属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性:A>D>E
C.B和C的最高价氧化物对应的水化物可以反应
D.A和B可形成两种化合物
3.(2020北京西城高一期末,)元素周期表与元素周期律在学习、研究中有很重要的作用。下表是5种元素的相关信息,W、X都位于第三周期。
(1)Q在周期表中的位置是 。
(2)W的最高价氧化物对应的水化物的化学式是 。
(3)X单质与水反应的离子方程式是 。
(4)金属性Y强于X,用原子结构解释原因: ,失电子能力Y大于X,金属性Y强于X。
(5)下列对于Z及其化合物的推断中,正确的是 (填字母)。
A.Z的最低负化合价与W的最低负化合价相同
B.Z的氢化物的稳定性弱于W的氢化物的稳定性
C.Z的单质可与X和W形成的化合物的水溶液发生置换反应
4.(2019四川成都七中高一下月考,)下表中的实线表示元素周期表的部分边界。
(1)请在上表中用实线补出元素周期表的上边界。
(2)某主族元素原子的核外电子排布为,该元素在元素周期表中的位置为 。
(3)元素I的非金属性 (填“强于”或“弱于”)元素H,用原子结构的观点解释原因:同周期主族元素随着原子序数的递增, ,非金属性增强。设计实验证明元素E的金属性强于元素F: 。
(4)处于周期表中对角线位置(左上方和右下方)的元素,其性质具有相似性,称为“对角线规则”。元素D与F的单质及其化合物性质相似,如D、DO、D(OH)2与NaOH溶液都能反应生成Na2DO2等物质。回答下列问题。
①写出F的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式: 。
②鉴别元素D与E的氢氧化物可用试剂是 。
(5)元素G的一种含氧酸化学式为H3GO3,其结构式可表示为,请写出该酸与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
信息:氢、氧原子结合成的一种原子团“—OH”叫羟基,含氧酸中羟基氢方可电离出H+。深度解析
答案全解全析
基础过关练
1.C 由四种元素在元素周期表中的位置关系知,四种元素位于第二、三周期,根据“W与X的最高正化合价之和为8”,结合W与X在周期表中的位置关系可知W为N,X为Al,Y为Si,Z为P。原子半径:N
3.B 根据各元素在周期表中的相对位置及只有M为金属元素可知,M为Al,X为Si,Y为N,Z为O。同一周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径:Z
5.答案 (1)4 ⅢA
(2)+4 HClO4 Bi2O5
(3)①F ②< ③< ④<
解析 (1)B元素位于第2周期第ⅢA族,和它同主族的相差两个电子层的是Ga元素,位于第4周期第ⅢA族。(2)碳、锡同为第ⅣA族元素,其最外层均有4个电子,所以Sn的最高价为+4价;Cl最外层有7个电子,其最高价为+7价,最高价氧化物对应的水化物为HClO4;Bi的最外层有5个电子,其最高价氧化物为Bi2O5。(3)①阴影部分为卤族元素。同主族元素从下往上,元素的非金属性逐渐增强,故卤族元素中F的非金属性最强,其对应的氢化物热稳定性最强;②同周期主族元素,随着原子序数的递增,元素的非金属性增强,其最高价氧化物对应的水化物酸性也增强,所以H3AsO4的酸性小于H2SeO4;③氧的非金属性强于硫,所以H2O的还原性弱于H2S;④由于原子半径Si>P,P>N,所以原子半径Si>N。
6.D 在周期表中金属元素和非金属元素交界处最容易找到半导体材料;在过渡元素中寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料;在Cl、S、P、F等非金属元素附近寻找制农药的材料,故选D。
7.C B晶体、Si晶体的熔点都很高,A项错误;紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性,虚线上方是非金属元素,虚线下方是金属元素,B项错误;耐高温材料应该在过渡元素中寻找,D项错误。
能力提升练
1.C 由图可以看出同一行的元素位于同一主族,同一列的元素位于同一周期,据此可推断出甲为Ga,乙为Ge。甲为Ga元素,位于元素周期表第四周期ⅢA族,故A正确;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,因此原子半径:甲>乙>Si,故B正确;Ge的非金属性比C弱,则元素乙的简单气态氢化物的稳定性比CH4弱,故C错误;乙在金属元素与非金属元素交界处附近,因此推测乙可以用作半导体材料,故D正确。
2.CD 由部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图分析可知,A为氧元素,E为硫元素,B为钠元素,C为铝元素,D为磷元素。31D和33D的质子数相同,中子数不同,不是同种核素,二者互为同位素,A错误;A、E、D的非金属性依次减弱,它们的气态氢化物的稳定性也依次减弱,即A>E>D,B错误;B和C的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和Al(OH)3,二者可以反应,C正确;A和B可形成Na2O和Na2O2,D正确。
3.答案 (1)第二周期第ⅥA族 (2)HClO4 (3)2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑ (4)最外层电子数Y与X相同,电子层数Y大于X,原子半径Y大于X (5)AB
解析 Q为地壳中含量最高的元素,则Q为O;W、X都位于第三周期,W最高化合价为+7价,X最高价氧化物对应的水化物在其所在周期中碱性最强,则W为Cl,X为Na;Y的焰色试验(透过蓝色钴玻璃观察)火焰呈紫色,则Y为K;Z原子结构示意图为,则Z为Br。
(1)Q为O,在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族。
(2)W为Cl,最高价为+7价,最高价氧化物对应的水化物的化学式是HClO4。
(3)X为Na,其单质与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式是2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑。
(4)X为Na,Y为K,二者同族,最外层电子数K与Na相同,电子层数K大于Na,原子半径K大于Na,则失电子能力K大于Na,金属性K强于Na。
(5)W为Cl,Cl与Br同主族,Br、Cl的最低负化合价均为-1价,故A正确;非金属性:Cl>Br,非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,则HBr的稳定性弱于HCl的稳定性,故B正确;Z为Br,X和W形成的化合物的水溶液为NaCl溶液,由于氧化性:Cl2>Br2,则Br2不能从氯化钠溶液中置换出氯气,故C错误。
4.答案 (1)
(2)第四周期第ⅥA族
(3)强于 原子半径递减,得电子能力增强 将打磨过的镁条、铝条分别投入盛有相同盐酸的试管中,镁条反应更剧烈
(4)①2Al+2H2O+2OH- 2AlO2-+3H2↑ ②NaOH溶液(答案合理即可)
(5)H3PO3+2NaOH Na2HPO3+2H2O
解析 (2)某主族元素原子的核外电子排布为,电子层为4层,且三层均填满,最外层有6个电子,故该元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族。(3)元素I为Cl,元素H为S,Cl的非金属性强于S,因为同周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径递减,得电子能力增强,非金属性增强。要证明元素Mg的金属性强于元素Al,可以将打磨过的镁条、铝条分别投入盛有相同盐酸的试管中,比较与酸反应的剧烈程度。(4)①F元素是Al,Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH- 2AlO2-+3H2↑;②D是Be,与Al处于对角线位置,故Be的性质与Al相似,元素Be的氢氧化物具有两性,Mg的氢氧化物没有两性,故鉴别元素Be与Mg的氢氧化物可用NaOH溶液。(5)根据H3PO3结构式知,H3PO3是二元酸,该酸与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为H3PO3+2NaOH Na2HPO3+2H2O。
归纳总结
元素的结构、位置与性质之间的关系
第三节 化学键
基础过关练
1.D 分子间存在分子间作用力,分子间作用力不属于化学键,A错误;并不是所有物质都含有化学键,如稀有气体中不存在化学键,B错误;一个分子中可能同时存在极性键和非极性键,如H2O2中存在H—O极性键和O—O非极性键,C错误;离子化合物中可能存在非极性键,如Na2O2属于离子化合物,存在O—O非极性键,D正确。
2.C 离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,A项正确;在H2、O2、N2、HCl、NH3分子中均存在共价键,B项正确;由CaCl2的电子式可以看出,CaCl2中只存在离子键,C项错误;稀有气体分子是单原子分子,分子内无化学键,D项正确。
3.B 钠原子最外层有一个电子,易失电子,有较强的还原性,而钠离子最外层已经达到“8e-”稳定结构,故二者化学性质不同。
4.C 首先判断球碳盐K3C60中有离子键,在K与C之间,而60个C之间为共价键。该晶体在熔融状态下能电离出K+,所以能导电。同素异形体是由相同元素组成的不同单质之间的互称,12C不是单质,故C60与12C不互为同素异形体。
5.D 二氧化碳是共价化合物,二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对,故A错误;氯气的电子式为,故B错误;氨气是共价化合物,电子式为,故C错误;氯化钠为离子化合物,电子式为,故D正确。
6.C 氯元素为17号元素,氯离子的核电荷数为17,A错误;作为相对原子质量测定标准的碳核素为 612C,B错误;氯化镁的电子式为,
C正确;氯化氢为共价化合物,用电子式表示氯化氢分子的形成过程为,D错误。
7.B MgCl2中无共价键,A错误;HCl中只含有共价键,为共价化合物,C错误;NaOH为离子化合物,D错误。
8.D 离子键的形成伴随着电子的得失,共价键的形成没有电子的得失,A项错误;金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,有可能是共价化合物,如AlCl3,B项错误;非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,也可能是离子化合物,如NH4Cl,C项错误。
9.答案 (1)NH4Cl (2)CO2 (3)I2 (4)Na2O2
解析 H2O2中含有极性键和非极性键,是共价化合物;Na2O中含有离子键,是离子化合物;I2中含有非极性键,是单质;NaCl中含有离子键,是离子化合物;CO2中含有极性键,是共价化合物;NH4Cl中含有离子键和极性键,是离子化合物;Na2O2中含有离子键和非极性键,是离子化合物。
10.B 要释放出氢原子必须破坏水分子内的氢氧键,这种氢氧键是一种共价键。
11.A 液溴和碘受热变成气体均需克服分子间作用力,A项正确;干冰受热得到气体克服分子间作用力,碳酸氢钠受热得到气体破坏了化学键,B项错误;食盐熔化时,破坏了离子键,冰融化时破坏了分子间作用力和氢键,C项错误;食盐溶解在水中,破坏了离子键,葡萄糖溶解在水中,破坏了分子间作用力,D项错误。
能力提升练
C S原子核外有16个电子,原子结构示意图为,A错误;NH4Cl是离子化合物,Cl-的最外层有8个电子,故该化合物的电子式为,B错误;原子核内有10个中子的氧原子,质量数为18,可表示为 818O,C正确;HBr中H原子与Br原子间通过共价键结合,其形成过程可表示为:,D错误。
2.C 氮气分子中含有氮氮三键,氮气的电子式是,故A错误;氯化钠是离子化合物,用电子式表示氯化钠的形成过程为,故B错误;重水中H原子质量数是2,重水的化学式为 12H2O或D2O,故C正确;N2H4中含有氮氮单键,N2H4的结构式是,故D错误。
3.AD (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含N5-、H3O+、NH4+、Cl-四种离子,A正确;N5+N5-是只由一种元素组成的纯净物,属于单质,B错误;每个N5-中含有7×5+1=36个电子,C错误;N5+N5-中含非极性键,D正确。
4.D 电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,所以题图中涉及的5种元素的半径:Na>Cl>N>O>H,A项错误;NH3、H2O、OH-所含的电子数均为10,但是质子数不完全相同,B项错误;NaClO中含离子键和共价键,HClO中只含共价键,C项错误;反应③的化学方程式为NaOH+HCl NaCl+H2O,反应过程中有离子键和共价键的断裂和形成,D项正确。
思维建模
10e-微粒思维模型
5.C 由题意可知,X、Y、Z、W、Q分别为C、N、O、Al、Cl。离子半径:Cl->N3->O2->Al3+,A项错误;AlCl3为共价化合物,B项错误;Z和W组成的二元化合物为Al2O3,Al2O3既能与强酸反应,又能与强碱反应,C项正确;沸点:H2O>HCl,D项错误。
6.B Z是活泼金属元素,Y的最常用单质与Z的单质在适当条件下可按物质的量之比1∶4或1∶2恰好反应生成Q或M,可知Z是Na,Y是O,生成的Q为Na2O,M为Na2O2,X、W能形成强含氧酸,可知X为N,W可能为S或Cl。简单离子的核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径Z
7.B a、b、c、d、e为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子数与b原子次外层电子数相同,可判断a为O、b为第三周期元素,c所在周期数与族序数相同,则c为Al,b为Na或Mg;d与a同族,则d为S,e为Cl。Cl的非金属性强于S,则Cl的最高价含氧酸的酸性强于S的,A错误;原子半径由大到小的顺序为Na(或Mg)>Al>S>O,B正确;由O和Na两种元素可形成Na2O2,Na2O2含有离子键和共价键,C错误;Na、Al元素对应最高价氧化物的水化物分别是氢氧化钠、氢氧化铝,它们之间可发生反应,D错误。
8.D C24O6转化为C22O4的过程中少了2个C和2个O,即C24O6的质子数比C22O4多(6+8)×2=28,A项正确;由C20O2分子的图示可知,碳原子之间存在非极性共价键,碳原子与氧原子之间存在极性共价键,B项正确;C24O6、C22O4、C20O2、C18的碳碳三键数目分别为6、7、8、9,逐渐增多,C项正确;C18和C60为碳元素的性质不同的单质,互为同素异形体,D项错误。
元素
信息
Q
地壳中含量最高的元素
W
最高化合价为+7价
X
最高价氧化物对应的水化物在其所在周期中碱性最强
Y
焰色试验(透过蓝色钴玻璃观察)火焰呈紫色
Z
原子结构示意图为:
1.C
2.C
3.B
4.D
6.D
7.C
1.C
2.CD
1.D
2.C
3.B
4.C
5.D
6.C
7.B
8.D
10.B
11.A
1.C
2.C
3.AD
4.D
5.C
6.B
7.B
8.D
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