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2022届高考化学二轮专项突破 类型4 物质结构 元素周期律课件PPT
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这是一份2022届高考化学二轮专项突破 类型4 物质结构 元素周期律课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了物质结构元素周期律，类型4，真题示范，针对训练等内容，欢迎下载使用。
考向1 结合微粒结构及电子排布规律进行推断
例1 (2019年全国Ⅲ卷,9)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ZXD.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【解析】Y的最外层电子数等于X的次外层电子数,因为均是主族元素,所以Y的最外层电子数不可能是8,则X只能是第二周期元素,因此Y的最外层电子数是2,又因为Y的原子半径大于Z,则Y只能是第三周期的Mg元素;X与Z的最外层电子数是 =4,则X是C元素,Z是Si元素。碳的氧化物为一氧化碳和二氧化碳,常温下均为气体,Y的氧化物为氧化镁,在常温下为固体,氧化镁的熔点高于碳的氧化物的熔点,A项错误;碳元素的非金属性强于硅元素,非金属性越强,对应氢化物越稳定,则碳的氢化物稳定性强于硅的氢化物,B项正确;C与Si形成的是共价化合物SiC,C项错误;单质镁能溶于浓硝酸,单质硅不溶于浓硝酸,D项错误。
(2020年河北省邯郸市高三下学期第一次模拟)化合物M的结构如图所示,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W的核外电子数是Y的两倍。下列说法正确的是( )。A.简单离子的半径:W>Z>YB.最简单氢化物的沸点:W>X>YC.Y、W均能和Z形成两种化合物D.W的单质不能溶于XW2
【解析】由题意知,X为C元素,Y为O元素,Z为Na元素,W为S元素。简单离子的半径W(S2-)>Y(O2-)>Z(Na+),A项错误;Y(O)的最简单氢化物为H2O,常温下为液体,X(C)、W(S)的最简单氢化物分别为CH4、H2S,二者在常温下均为气体,即Y(O)的最简单氢化物的沸点最高,B项错误;Y、W均能和Z形成两种化合物,即Na2O、Na2O2、Na2S、Na2S2,C项正确;W(S)的单质易溶于XW2(CS2),D项错误。
考向2 结合物质或元素的性质、用途进行推断
例2 (2018年全国Ⅲ卷,13)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
(2020年天津市河北区高中质量检测)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,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)
考向3 结合元素在周期表中的位置进行推断
例3 (2019年全国Ⅱ卷,9)2019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( )。A.原子半径:W
【解析】根据四种短周期元素在周期表中的相对位置,设W的原子序数为a,则X、Y、Z的原子序数分别为a+1、a+6、a+10,则a+a+1+a+6+a+10=45,求出a=7,则W为N元素,X为O元素,Y为Al元素,Z为Cl元素。H2O和NH3分子间存在氢键,沸点均比HCl高,但根据常温常压下H2O为液态、NH3为气态可推出最简单氢化物沸点X>W>Z,A项错误;简单离子半径Cl->Al3+, B项错误;工业上常用电解熔融状态的Al2O3的方法制备Al单质,C项正确;N元素的氧化物对应的水化物有HNO3、HNO2,Cl元素的氧化物对应的水化物有HClO、HClO4等,由于没有指明哪种氧化物对应的水化物,故无法比较酸性强弱,D项错误。
考向4 结合物质之间的转化关系进行推断
例4 (2016年全国Ⅰ卷,13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 ml·L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )。A.原子半径的大小:WX>YC.Y的氢化物常温常压下为液态D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
【解析】n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl元素。n(Cl2)与二元化合物p在光照条件下反应生成r和s,0.01 ml·L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物,则p为CH4,r为HCl,s为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。m与n反应生成q和r,q的水溶液具有漂白性,其中n为Cl2,r为HCl,从而推知m为H2O,q为HClO。结合四种短周期元素的原子序数关系及形成的二元化合物之间的转化推知,W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项,同周期主族元素的原子半径随原子序数的增大而逐渐减小,则原子半径的大小关系为HCl>C,错误;C项,Y(O)的氢化物有H2O、H2O2,常温常压下均为液态,正确;D项,X(C)的最高价氧化物对应的水化物为二元弱酸(H2CO3),错误。
(2020年福建省漳州市高三第三次教学质量检测)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其中Y与Z为金属元素,p、q是它们中的部分元素组成的化合物,r是W的单质。s是Z的单质,能溶解于Y的最高价氧化物对应的水化物溶液中。这些物质间的转化关系为p r+s。下列说法正确的是( )。A.q只含有共价键B.原子半径:X
1.钠及其化合物间的转化关系
2.铝及其化合物间的转化关系
3.铁及其化合物间的转化关系
4.氯及其化合物间的转化关系
5.硫及其化合物间的转化关系
6.氮及其化合物间的转化关系
7.碳、硅及其化合物间的转化关系
能力2 物质的性质与用途
能力4 物质的结构决定物质的性质
1.原子结构与元素的性质物质的结构决定物质的性质,物质的性质反映物质的结构。原子越容易失去电子,元素的金属性就越强;原子越容易得电子,元素的非金属性就越强。
2.化学键与离子化合物、共价化合物的关系
(1)离子化合物:强碱、活泼金属与活泼非金属组成的化合物、大多数盐、金属氢化物等。如Ca(OH)2、K2O、Na2O2、CaF2、NaCl、NH4Cl、NaH、CaH2等。
注意:离子化合物一定含有离子键,可能含有极性共价键(如NaOH)、非极性共价键(如Na2O2)。
(2)共价化合物:气态氢化物、酸、非金属氧化物、大多数有机物等。如HCl、H2SO4、CO2等。共价化合物仅含共价键,共价键分为极性共价键(如H—F键)和非极性共价键(如 键)。共价键成键数目举例:①1个共价键(H、F、Cl等),结构式如:Cl—H。②2个共价键(O、S等),结构式如:H—O—H。③3个共价键(N、P等),结构式如: 。④4个共价键(C、Si等),结构式如: 。
注意:稀有气体都为单原子分子,不存在化学键。
(3) 10电子和18电子的微粒
1.(2020年全国Ⅰ卷,11改编)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(氦核42He)轰击金属原子X,得到核素Y,开创了人造放射性核素的先河:wzX+42He 30z+2Y+10n。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述不正确的是( )。A.wzX的相对原子质量为26B.X、Y均可形成三氯化物C.X的原子半径大于Y的D.Y有多种含氧酸
【解析】核反应也遵循守恒定律。即反应前后质子数、中子数、质量数均不发生变化。根据质量数守恒可知,W+4=30+1,推出W=27;X与Y的质子数相差2,且X为金属元素,则Y与X位于同一周期,且Y位于X右侧。元素X、Y的最外层电子数之和为8,若X为第二周期元素,则存在Z-2+Z+2-2=8,解得Z=5,X为B元素,不是金属元素;若X为第三周期元素,则存在Z-10+Z+2-10=8,解得Z=13,X为Al元素,是金属元素,Y的质子数为13+2=15,为P元素。A项,wzX的相对原子质量为27;B项,Al和P均可形成三氯化物,如AlCl3和PCl3;C项,铝原子半径大于磷原子半径;D项,P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等。
2.(2020年全国Ⅱ卷,12改编)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( )。A.原子半径:Z>X>Y>WB.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应C.Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸D.X的氧化物属于两性氧化物
【解析】根据图中信息可得,Z为Na,W为H,结合信息原子序数依次增大且总和为24,可知X为B,Y为N。A项,四种元素原子半径大小关系为Na>B>N>H; B项,Na既可以与水反应,也可以与甲醇反应;C项,N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,硝酸是强酸; D项,B的氧化物为B2O3,由于B与Al属于同一主族元素,金属性B
【解析】由题意可知,W为H元素,X为N元素,Y为Na元素,Z为Cl元素。A项,Na为金属元素,非金属性最弱,非金属性YCl>N>H;C项,氨气属于非电解质;D项,白烟是氯化铵,属于离子化合物,既有离子键又有共价键,正确。
4.(2019年全国Ⅰ卷,13改编)科学家合成出一种新化合物(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。下列叙述不正确的是( )。A.元素非金属性的强弱顺序为X
5.(2018年全国Ⅰ卷,12改编)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处于同周期,W、Y处于同主族,W、X、Z原子的最外层电子数之和为13;Y的一种单质容易自燃。下列说法错误的是( )。A.Y的最高价氧化物可用作干燥剂B.原子半径:Z>Y>W>XC.X、Z形成的化合物中只含离子键D.Z的最高价氧化物对应的水化物属于强碱
【解析】Y的一种单质容易自燃,则Y为P元素,W、Y处于同主族,则W为N元素,W、X、Z原子的最外层电子数之和为13,则X为O元素,Z为Ca元素,或X为F元素,Z为K元素。Y的最高价氧化物为五氧化二磷,可用作干燥剂,A项正确;电子层数相同时,原子序数越大,原子半径越小,电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径Z>Y>W>X,B项正确;若X是O元素,形成的过氧化物中含有共价键,C项错误;Z为K元素或Ca元素,其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钾或氢氧化钙,都是强碱,D项正确。
6.(2018年全国Ⅱ卷,10改编)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W的单质与X的单质反应可生成一种无色气体,该气体遇空气后变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原子最外层电子数比X原子的电子总数少1。下列叙述正确的是( )。A.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构B.氧化物对应的水化物酸性:Z>WC.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键D.气态氢化物的稳定性:X>W
【解析】由题意可推知,W、X、Y、Z分别为N、 O、Na、 Cl元素。N、O、Na三种元素的简单离子具有相同的电子层结构,均是10电子结构,氯离子是18电子结构,A项错误;N和Cl的氧化物对应的水化物有多种,如硝酸、亚硝酸、氯酸、次氯酸、高氯酸,因为没有指明是最高价氧化物对应的水化物,所以酸性强弱无法比较,B项错误;Na与O形成的过氧化钠中含有离子键和共价键,C项错误。
1.(2020年四川省雅安市高三模拟)现有原子序数依次增大的a、b、c、d四种元素,原子最外层电子数分别为4、1、3、7,d-的电子层结构与Ar原子相同。下列说法错误的是( )。 A.元素a与氢可形成a2H6B.元素b的单质能与水、无水乙醇反应C.c的简单离子最外层有10个电子D.元素a与元素d可形成既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物
类题1 结合微粒结构及电子排布规律进行推断
【解析】由题意推知,a、b、c、d分别为C、Na、Al、Cl,碳与氢可形成C2H6,A项正确;Na能与水反应生成NaOH和H2,能与无水乙醇反应生成CH3CH2ONa和H2,B项正确;c的简单离子的结构示意图为 ,C项错误;元素a与元素d可形成 、Cl3C—CCl3等,它们既含有极性共价键C—Cl键,又含有非极性共价键C—C键和 键,D项正确。
2.(2020年江西省南昌市四校联考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的原子核外只有6个电子,X+和Y3+的电子层结构相同,Z的单质通常状况下为黄绿色气体。下列叙述正确的是( )。A.W在自然界中只有一种核素B.半径大小:X+>Y3+>Z-C.Y与Z形成的化合物的水溶液呈弱酸性D.X的最高价氧化物对应的水化物为弱碱
【解析】由题意推知,W、X、Y、Z分别为C、Na、Al、Cl。C在自然界中有多种核素,如12C、14C等,故A项错误;Na+和Al3+的电子层结构相同,核电荷数大的离子半径小,Cl-比Na+和Al3+多一个电子层,离子半径最大,则离子半径大小为Al3+
【解析】 由题意可推出,Y为Li元素,W为O元素,X为Na元素,Z为Si元素。Li、O同周期,核电荷数大,原子半径小,Li的原子半径大于O,Li、Na同主族,核电荷数大,原子半径大,Na的原子半径大于Li,则原子半径为X>Y>W,故A项正确;Na的金属性比Li强,NaOH的碱性比LiOH强,则最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,故B项正确;Z、W组成的化合物SiO2是酸性氧化物,能与强碱反应,故C项正确;X的单质是Na,在氧气中燃烧生成Na2O2,存在Na+和,则阴、阳离子数之比为1∶2,故D项错误。
4.(2020年云南省红河自治州高三模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的气态氢化物水溶液呈碱性,W、X的核外电子数之和等于Z的质子数,X是周期表中非金属性最强的元素,W的气态氢化物分子与Y+具有相同的电子数。下列说法正确的是( )。A.简单离子半径:W
类题2 结合物质或元素的性质、用途进行推断
【解析】由题意可推知,X为C,Y为O,Z为Na,W为Al,Q为Cl。Z、W、Q在同一周期,且原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,原子半径Z>W>Q,故A项错误;WQ3为AlCl3,属于共价化合物,熔融AlCl3时需要破坏分子间作用力,故B项错误;Z的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,W的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,Q的最高价氧化物对应的水化物为HClO4,所以三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应,故C项正确;Y为O,X为C,非金属性C
【解析】由题意推知,Q、R、W、Y、X分别为N、As、Si、S、P。Si的氧化物为SiO2,属于共价化合物,故A项正确;空气中氮气的体积分数大约为78%,故B项正确;R为As,为第ⅤA族元素,最高正价为+5价,故C项正确;非金属性N>P>As,则热稳定性NH3>PH3>AsH3,故D项错误。
3.(2020年江西省宜春市第九中学月考)W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的一种核素可用于鉴定文物年代,X元素的一种单质可作为饮用水消毒剂,Y元素的简单离子是同周期元素的简单离子中半径最小的,Z元素和W元素同主族,R元素被称为“成盐元素”。下列说法错误的是( )。A.W元素和X元素可形成两种常见化合物B.工业上常用电解熔融Y元素和R元素形成的化合物的方法来制取单质YC.制造日常生活中所使用的计算机芯片需要消耗大量单质ZD.X元素和R元素形成的某种化合物可用于自来水的消毒
【解析】由题意可推知,W、X、Y、Z、R分别为C、O、Al、Si、Cl。W、X能形成CO、CO2,故A项正确;Y元素和R元素形成的化合物为AlCl3,AlCl3为共价化合物,工业上常用电解熔融Al2O3的方法制备铝单质,故B项错误;Si为良好的半导体,常用于制备计算机芯片,故C项正确;X元素和R元素形成的ClO2具有强氧化性,可用于自来水的消毒杀菌,故D项正确。
4.(2020年河南省郑州市高三模拟)化合物是一种高效消毒剂,其蒸气和溶液都具有很强的杀菌能力。其中X、Y、Z 为原子序数依次增大的第一、二周期元素。下列叙述正确的是( )。A.原子半径:X>Y>ZB.元素的非金属性:X
1.(2020年陕西省西安市高三模拟)X、Y、M、W是短周期主族元素,其在元素周期表中的相对位置如图所示,其中M的单质为常见的半导体材料。下列说法正确的是( )。A.熔点:MY2>XY2B.4种元素形成的氢化物均为电解质C.简单离子半径:r(W)>r(Y)>r(X)D.Y与X形成的二元化合物只有一种
【解析】由题意可推知,X、Y、M、W分别为N、O、Si、Cl元素。MY2为SiO2,为固体,XY2为NO2,为气体,所以熔点SiO2>NO2,故A项正确;SiH4和NH3为非电解质,故B项错误;电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,离子半径越大,所以简单离子半径r(Cl-)>r(N3-)>r(O2-),故C项错误;O和N可以形成二元化合物NO、NO2等,故D项错误。
2.(2020年浙江省临海市高三模拟)如表所示,W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W元素的原子最外层电子数为4。下列说法正确的是( )。A.原子半径:W>Y>XB.X、Z两种元素的最简单氢化物之间不发生反应C.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只含有共价键D.单质的沸点:W>Z
【解析】由题意推知,X、Y、W、Z分别为N、O、Si、Cl元素。原子半径:Si>N>O,即W>X >Y,A项错误;X与Z的最简单氢化物分别为NH3、HCl,两者可化合为NH4Cl,B项错误;由X、Y和氢三种元素形成的化合物中,硝酸铵既含有共价键,又含有离子键,C项错误;Si为固体,Cl2为气体,则沸点Si>Cl2,D项正确。
3.(2020年湖南省怀化市高三月考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示,其中Y的氧化物为两性氧化物。则下列相关说法正确的是( )。A.离子半径:XZ,所以元素的最简单气态氢化物的稳定性W>Z,故B项错误;通常状况下,二硫化碳分子中存在两个碳硫双键,硫原子和碳原子最外层都达到8电子稳定结构,其电子式为 ,故C项正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素的金属性X>Y,它们的最高价氧化物对应水化物的碱性X>Y,故D项错误。
4.(2020年天津市六校高三下学期第二次联考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示,其中X元素的最外层电子数与其电子层数相同。则下列说法正确的是( )。A.元素Y、Z、W均可与氢元素形成不止一种氢化物B.由元素X与元素W组成的物质既能溶于足量的稀盐酸,又能溶于足量的氨水C.通常状况下,元素Y、Z、W的单质都是固体D.Z、W形成的二元化合物只有两种
【解析】 由题意推知,X、Y、Z、W分别为Al、C、N、O元素。元素C、N、O均可与氢元素形成多种氢化物,故A项正确;由元素X与元素W组成的物质为氧化铝,能溶于足量的稀盐酸,不能溶于氨水,故B项错误;通常状况下,N2、O2为气体,故C项错误;Z、W形成的化合物有NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等,故D项错误。
类题4 结合物质之间的转化关系进行推断
1.(2020年山东省学业水平等级考试模拟)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物。已知A的相对分子质量为28,D分子中含有18个电子,五种化合物间的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )。A.X、Y组成的化合物的沸点一定比X、Z组成的化合物的沸点低B.Y的最高价氧化物对应的水化物为弱酸C.Y、Z组成的分子可能为非极性分子D.W是其所在周期中原子半径最小的主族元素
【解析】由题意及转化关系可推知,A、B、C、D、E分别为C2H4、H2O、C2H5OH、HCl、C2H5Cl,则X、Y、Z、W分别为H、C、O、Cl。C、H组成的化合物为烃,当是固态烃时,沸点可能比H、O组成的化合物的沸点高,故A项错误;C的最高价氧化物对应的水化物是碳酸,为弱酸,故B项正确;Y、Z组成的分子可以是二氧化碳,为非极性分子,故C项正确;同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,因此Cl是第三周期中原子半径最小的主族元素,故D项正确。
2.(2020年辽宁省沈阳市高三模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,且X、Z的原子序数之和是Y、W的原子序数之和的1/2。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物,M是上述某种元素对应的单质,乙和丁的组成元素相同,且乙是一种“绿色氧化剂”,化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物省略)。下列说法正确的是( )。A.原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W)B.化合物N与乙烯均能使溴水褪色,且反应原理相同C.含W元素的盐溶液可能呈酸性、中性或碱性D.Z分别与X、Y、W形成的化合物中,各元素均满足8电子结构
【解析】由题意可推知,X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S元素,甲、乙、丙、丁分别为Na2S、H2O2、H2S、H2O,M为O2,N为SO2。同周期元素从左到右,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,原子半径大小顺序是r(Na)>r(S)>r(O),故A项错误;SO2能使溴水褪色,发生反应SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4,利用了SO2的还原性,乙烯和溴水反应,发生的是加成反应,故B项错误;含S元素的盐溶液,如果是Na2SO4,溶液呈中性,如果是NaHSO4,溶液呈酸性,如果是Na2SO3,溶液呈碱性,故C项正确;形成的化合物分别是NaH、Na2O(或Na2O2)、Na2S,NaH中H最外层只有2个电子,不满足8电子结构,故D项错误。
3.(2020年湖南省长沙市雅礼中学模拟)X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素,其中Z为金属元素,X、W为同一主族元素,Y是地壳中含量最多的元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系,下列判断错误的是( )。A.反应③为工业制粗硅的原理B.Z位于元素周期表第三周期ⅡA族C.4种元素的原子中,Y原子的半径最小D.甲、丙、丁均为酸性氧化物,可以与碱反应得到对应盐
【解析】由题意可知X为C,Y为O,Z为Mg,W为Si,甲为CO2,乙为MgO,丙为SiO2,丁为CO。反应③为C与二氧化硅的反应,生成硅和CO,为工业制粗硅的原理,故A项正确;Z为镁,位于元素周期表第三周期ⅡA族,故B项正确;4种元素中,Mg、Si处于第三周期,C、O处于第二周期,电子层数越多,原子半径越大,C、O处于同周期,从左至右原子半径逐渐减小,因而O的原子半径最小,故C项正确;甲、丙、丁分别为CO2、SiO2、CO,其中CO为不成盐氧化物,故D项错误。
考向1 结合微粒结构及电子排布规律进行推断
例1 (2019年全国Ⅲ卷,9)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ZXD.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【解析】Y的最外层电子数等于X的次外层电子数,因为均是主族元素,所以Y的最外层电子数不可能是8,则X只能是第二周期元素,因此Y的最外层电子数是2,又因为Y的原子半径大于Z,则Y只能是第三周期的Mg元素;X与Z的最外层电子数是 =4,则X是C元素,Z是Si元素。碳的氧化物为一氧化碳和二氧化碳,常温下均为气体,Y的氧化物为氧化镁,在常温下为固体,氧化镁的熔点高于碳的氧化物的熔点,A项错误;碳元素的非金属性强于硅元素,非金属性越强,对应氢化物越稳定,则碳的氢化物稳定性强于硅的氢化物,B项正确;C与Si形成的是共价化合物SiC,C项错误;单质镁能溶于浓硝酸,单质硅不溶于浓硝酸,D项错误。
(2020年河北省邯郸市高三下学期第一次模拟)化合物M的结构如图所示,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W的核外电子数是Y的两倍。下列说法正确的是( )。A.简单离子的半径:W>Z>YB.最简单氢化物的沸点:W>X>YC.Y、W均能和Z形成两种化合物D.W的单质不能溶于XW2
【解析】由题意知,X为C元素,Y为O元素,Z为Na元素,W为S元素。简单离子的半径W(S2-)>Y(O2-)>Z(Na+),A项错误;Y(O)的最简单氢化物为H2O,常温下为液体,X(C)、W(S)的最简单氢化物分别为CH4、H2S,二者在常温下均为气体,即Y(O)的最简单氢化物的沸点最高,B项错误;Y、W均能和Z形成两种化合物,即Na2O、Na2O2、Na2S、Na2S2,C项正确;W(S)的单质易溶于XW2(CS2),D项错误。
考向2 结合物质或元素的性质、用途进行推断
例2 (2018年全国Ⅲ卷,13)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
(2020年天津市河北区高中质量检测)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,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)
考向3 结合元素在周期表中的位置进行推断
例3 (2019年全国Ⅱ卷,9)2019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( )。A.原子半径:W
【解析】根据四种短周期元素在周期表中的相对位置,设W的原子序数为a,则X、Y、Z的原子序数分别为a+1、a+6、a+10,则a+a+1+a+6+a+10=45,求出a=7,则W为N元素,X为O元素,Y为Al元素,Z为Cl元素。H2O和NH3分子间存在氢键,沸点均比HCl高,但根据常温常压下H2O为液态、NH3为气态可推出最简单氢化物沸点X>W>Z,A项错误;简单离子半径Cl->Al3+, B项错误;工业上常用电解熔融状态的Al2O3的方法制备Al单质,C项正确;N元素的氧化物对应的水化物有HNO3、HNO2,Cl元素的氧化物对应的水化物有HClO、HClO4等,由于没有指明哪种氧化物对应的水化物,故无法比较酸性强弱,D项错误。
考向4 结合物质之间的转化关系进行推断
例4 (2016年全国Ⅰ卷,13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 ml·L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )。A.原子半径的大小:W
【解析】n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl元素。n(Cl2)与二元化合物p在光照条件下反应生成r和s,0.01 ml·L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物,则p为CH4,r为HCl,s为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。m与n反应生成q和r,q的水溶液具有漂白性,其中n为Cl2,r为HCl,从而推知m为H2O,q为HClO。结合四种短周期元素的原子序数关系及形成的二元化合物之间的转化推知,W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项,同周期主族元素的原子半径随原子序数的增大而逐渐减小,则原子半径的大小关系为H
(2020年福建省漳州市高三第三次教学质量检测)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其中Y与Z为金属元素,p、q是它们中的部分元素组成的化合物,r是W的单质。s是Z的单质,能溶解于Y的最高价氧化物对应的水化物溶液中。这些物质间的转化关系为p r+s。下列说法正确的是( )。A.q只含有共价键B.原子半径:X
1.钠及其化合物间的转化关系
2.铝及其化合物间的转化关系
3.铁及其化合物间的转化关系
4.氯及其化合物间的转化关系
5.硫及其化合物间的转化关系
6.氮及其化合物间的转化关系
7.碳、硅及其化合物间的转化关系
能力2 物质的性质与用途
能力4 物质的结构决定物质的性质
1.原子结构与元素的性质物质的结构决定物质的性质,物质的性质反映物质的结构。原子越容易失去电子,元素的金属性就越强;原子越容易得电子,元素的非金属性就越强。
2.化学键与离子化合物、共价化合物的关系
(1)离子化合物:强碱、活泼金属与活泼非金属组成的化合物、大多数盐、金属氢化物等。如Ca(OH)2、K2O、Na2O2、CaF2、NaCl、NH4Cl、NaH、CaH2等。
注意:离子化合物一定含有离子键,可能含有极性共价键(如NaOH)、非极性共价键(如Na2O2)。
(2)共价化合物:气态氢化物、酸、非金属氧化物、大多数有机物等。如HCl、H2SO4、CO2等。共价化合物仅含共价键,共价键分为极性共价键(如H—F键)和非极性共价键(如 键)。共价键成键数目举例:①1个共价键(H、F、Cl等),结构式如:Cl—H。②2个共价键(O、S等),结构式如:H—O—H。③3个共价键(N、P等),结构式如: 。④4个共价键(C、Si等),结构式如: 。
注意:稀有气体都为单原子分子,不存在化学键。
(3) 10电子和18电子的微粒
1.(2020年全国Ⅰ卷,11改编)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(氦核42He)轰击金属原子X,得到核素Y,开创了人造放射性核素的先河:wzX+42He 30z+2Y+10n。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述不正确的是( )。A.wzX的相对原子质量为26B.X、Y均可形成三氯化物C.X的原子半径大于Y的D.Y有多种含氧酸
【解析】核反应也遵循守恒定律。即反应前后质子数、中子数、质量数均不发生变化。根据质量数守恒可知,W+4=30+1,推出W=27;X与Y的质子数相差2,且X为金属元素,则Y与X位于同一周期,且Y位于X右侧。元素X、Y的最外层电子数之和为8,若X为第二周期元素,则存在Z-2+Z+2-2=8,解得Z=5,X为B元素,不是金属元素;若X为第三周期元素,则存在Z-10+Z+2-10=8,解得Z=13,X为Al元素,是金属元素,Y的质子数为13+2=15,为P元素。A项,wzX的相对原子质量为27;B项,Al和P均可形成三氯化物,如AlCl3和PCl3;C项,铝原子半径大于磷原子半径;D项,P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等。
2.(2020年全国Ⅱ卷,12改编)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( )。A.原子半径:Z>X>Y>WB.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应C.Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸D.X的氧化物属于两性氧化物
【解析】根据图中信息可得,Z为Na,W为H,结合信息原子序数依次增大且总和为24,可知X为B,Y为N。A项,四种元素原子半径大小关系为Na>B>N>H; B项,Na既可以与水反应,也可以与甲醇反应;C项,N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,硝酸是强酸; D项,B的氧化物为B2O3,由于B与Al属于同一主族元素,金属性B
【解析】由题意可知,W为H元素,X为N元素,Y为Na元素,Z为Cl元素。A项,Na为金属元素,非金属性最弱,非金属性Y
4.(2019年全国Ⅰ卷,13改编)科学家合成出一种新化合物(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。下列叙述不正确的是( )。A.元素非金属性的强弱顺序为X
5.(2018年全国Ⅰ卷,12改编)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处于同周期,W、Y处于同主族,W、X、Z原子的最外层电子数之和为13;Y的一种单质容易自燃。下列说法错误的是( )。A.Y的最高价氧化物可用作干燥剂B.原子半径:Z>Y>W>XC.X、Z形成的化合物中只含离子键D.Z的最高价氧化物对应的水化物属于强碱
【解析】Y的一种单质容易自燃,则Y为P元素,W、Y处于同主族,则W为N元素,W、X、Z原子的最外层电子数之和为13,则X为O元素,Z为Ca元素,或X为F元素,Z为K元素。Y的最高价氧化物为五氧化二磷,可用作干燥剂,A项正确;电子层数相同时,原子序数越大,原子半径越小,电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径Z>Y>W>X,B项正确;若X是O元素,形成的过氧化物中含有共价键,C项错误;Z为K元素或Ca元素,其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钾或氢氧化钙,都是强碱,D项正确。
6.(2018年全国Ⅱ卷,10改编)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W的单质与X的单质反应可生成一种无色气体,该气体遇空气后变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原子最外层电子数比X原子的电子总数少1。下列叙述正确的是( )。A.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构B.氧化物对应的水化物酸性:Z>WC.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键D.气态氢化物的稳定性:X>W
【解析】由题意可推知,W、X、Y、Z分别为N、 O、Na、 Cl元素。N、O、Na三种元素的简单离子具有相同的电子层结构,均是10电子结构,氯离子是18电子结构,A项错误;N和Cl的氧化物对应的水化物有多种,如硝酸、亚硝酸、氯酸、次氯酸、高氯酸,因为没有指明是最高价氧化物对应的水化物,所以酸性强弱无法比较,B项错误;Na与O形成的过氧化钠中含有离子键和共价键,C项错误。
1.(2020年四川省雅安市高三模拟)现有原子序数依次增大的a、b、c、d四种元素,原子最外层电子数分别为4、1、3、7,d-的电子层结构与Ar原子相同。下列说法错误的是( )。 A.元素a与氢可形成a2H6B.元素b的单质能与水、无水乙醇反应C.c的简单离子最外层有10个电子D.元素a与元素d可形成既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物
类题1 结合微粒结构及电子排布规律进行推断
【解析】由题意推知,a、b、c、d分别为C、Na、Al、Cl,碳与氢可形成C2H6,A项正确;Na能与水反应生成NaOH和H2,能与无水乙醇反应生成CH3CH2ONa和H2,B项正确;c的简单离子的结构示意图为 ,C项错误;元素a与元素d可形成 、Cl3C—CCl3等,它们既含有极性共价键C—Cl键,又含有非极性共价键C—C键和 键,D项正确。
2.(2020年江西省南昌市四校联考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的原子核外只有6个电子,X+和Y3+的电子层结构相同,Z的单质通常状况下为黄绿色气体。下列叙述正确的是( )。A.W在自然界中只有一种核素B.半径大小:X+>Y3+>Z-C.Y与Z形成的化合物的水溶液呈弱酸性D.X的最高价氧化物对应的水化物为弱碱
【解析】由题意推知,W、X、Y、Z分别为C、Na、Al、Cl。C在自然界中有多种核素,如12C、14C等,故A项错误;Na+和Al3+的电子层结构相同,核电荷数大的离子半径小,Cl-比Na+和Al3+多一个电子层,离子半径最大,则离子半径大小为Al3+
【解析】 由题意可推出,Y为Li元素,W为O元素,X为Na元素,Z为Si元素。Li、O同周期,核电荷数大,原子半径小,Li的原子半径大于O,Li、Na同主族,核电荷数大,原子半径大,Na的原子半径大于Li,则原子半径为X>Y>W,故A项正确;Na的金属性比Li强,NaOH的碱性比LiOH强,则最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,故B项正确;Z、W组成的化合物SiO2是酸性氧化物,能与强碱反应,故C项正确;X的单质是Na,在氧气中燃烧生成Na2O2,存在Na+和,则阴、阳离子数之比为1∶2,故D项错误。
4.(2020年云南省红河自治州高三模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的气态氢化物水溶液呈碱性,W、X的核外电子数之和等于Z的质子数,X是周期表中非金属性最强的元素,W的气态氢化物分子与Y+具有相同的电子数。下列说法正确的是( )。A.简单离子半径:W
类题2 结合物质或元素的性质、用途进行推断
【解析】由题意可推知,X为C,Y为O,Z为Na,W为Al,Q为Cl。Z、W、Q在同一周期,且原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,原子半径Z>W>Q,故A项错误;WQ3为AlCl3,属于共价化合物,熔融AlCl3时需要破坏分子间作用力,故B项错误;Z的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,W的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,Q的最高价氧化物对应的水化物为HClO4,所以三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应,故C项正确;Y为O,X为C,非金属性C
【解析】由题意推知,Q、R、W、Y、X分别为N、As、Si、S、P。Si的氧化物为SiO2,属于共价化合物,故A项正确;空气中氮气的体积分数大约为78%,故B项正确;R为As,为第ⅤA族元素,最高正价为+5价,故C项正确;非金属性N>P>As,则热稳定性NH3>PH3>AsH3,故D项错误。
3.(2020年江西省宜春市第九中学月考)W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的一种核素可用于鉴定文物年代,X元素的一种单质可作为饮用水消毒剂,Y元素的简单离子是同周期元素的简单离子中半径最小的,Z元素和W元素同主族,R元素被称为“成盐元素”。下列说法错误的是( )。A.W元素和X元素可形成两种常见化合物B.工业上常用电解熔融Y元素和R元素形成的化合物的方法来制取单质YC.制造日常生活中所使用的计算机芯片需要消耗大量单质ZD.X元素和R元素形成的某种化合物可用于自来水的消毒
【解析】由题意可推知,W、X、Y、Z、R分别为C、O、Al、Si、Cl。W、X能形成CO、CO2,故A项正确;Y元素和R元素形成的化合物为AlCl3,AlCl3为共价化合物,工业上常用电解熔融Al2O3的方法制备铝单质,故B项错误;Si为良好的半导体,常用于制备计算机芯片,故C项正确;X元素和R元素形成的ClO2具有强氧化性,可用于自来水的消毒杀菌,故D项正确。
4.(2020年河南省郑州市高三模拟)化合物是一种高效消毒剂,其蒸气和溶液都具有很强的杀菌能力。其中X、Y、Z 为原子序数依次增大的第一、二周期元素。下列叙述正确的是( )。A.原子半径:X>Y>ZB.元素的非金属性:X
1.(2020年陕西省西安市高三模拟)X、Y、M、W是短周期主族元素,其在元素周期表中的相对位置如图所示,其中M的单质为常见的半导体材料。下列说法正确的是( )。A.熔点:MY2>XY2B.4种元素形成的氢化物均为电解质C.简单离子半径:r(W)>r(Y)>r(X)D.Y与X形成的二元化合物只有一种
【解析】由题意可推知,X、Y、M、W分别为N、O、Si、Cl元素。MY2为SiO2,为固体,XY2为NO2,为气体,所以熔点SiO2>NO2,故A项正确;SiH4和NH3为非电解质,故B项错误;电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,离子半径越大,所以简单离子半径r(Cl-)>r(N3-)>r(O2-),故C项错误;O和N可以形成二元化合物NO、NO2等,故D项错误。
2.(2020年浙江省临海市高三模拟)如表所示,W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W元素的原子最外层电子数为4。下列说法正确的是( )。A.原子半径:W>Y>XB.X、Z两种元素的最简单氢化物之间不发生反应C.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只含有共价键D.单质的沸点:W>Z
【解析】由题意推知,X、Y、W、Z分别为N、O、Si、Cl元素。原子半径:Si>N>O,即W>X >Y,A项错误;X与Z的最简单氢化物分别为NH3、HCl,两者可化合为NH4Cl,B项错误;由X、Y和氢三种元素形成的化合物中,硝酸铵既含有共价键,又含有离子键,C项错误;Si为固体,Cl2为气体,则沸点Si>Cl2,D项正确。
3.(2020年湖南省怀化市高三月考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示,其中Y的氧化物为两性氧化物。则下列相关说法正确的是( )。A.离子半径:X
4.(2020年天津市六校高三下学期第二次联考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示,其中X元素的最外层电子数与其电子层数相同。则下列说法正确的是( )。A.元素Y、Z、W均可与氢元素形成不止一种氢化物B.由元素X与元素W组成的物质既能溶于足量的稀盐酸,又能溶于足量的氨水C.通常状况下,元素Y、Z、W的单质都是固体D.Z、W形成的二元化合物只有两种
【解析】 由题意推知,X、Y、Z、W分别为Al、C、N、O元素。元素C、N、O均可与氢元素形成多种氢化物,故A项正确;由元素X与元素W组成的物质为氧化铝,能溶于足量的稀盐酸,不能溶于氨水,故B项错误;通常状况下,N2、O2为气体,故C项错误;Z、W形成的化合物有NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等,故D项错误。
类题4 结合物质之间的转化关系进行推断
1.(2020年山东省学业水平等级考试模拟)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物。已知A的相对分子质量为28,D分子中含有18个电子,五种化合物间的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )。A.X、Y组成的化合物的沸点一定比X、Z组成的化合物的沸点低B.Y的最高价氧化物对应的水化物为弱酸C.Y、Z组成的分子可能为非极性分子D.W是其所在周期中原子半径最小的主族元素
【解析】由题意及转化关系可推知,A、B、C、D、E分别为C2H4、H2O、C2H5OH、HCl、C2H5Cl,则X、Y、Z、W分别为H、C、O、Cl。C、H组成的化合物为烃,当是固态烃时,沸点可能比H、O组成的化合物的沸点高,故A项错误;C的最高价氧化物对应的水化物是碳酸,为弱酸,故B项正确;Y、Z组成的分子可以是二氧化碳,为非极性分子,故C项正确;同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,因此Cl是第三周期中原子半径最小的主族元素,故D项正确。
2.(2020年辽宁省沈阳市高三模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,且X、Z的原子序数之和是Y、W的原子序数之和的1/2。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物,M是上述某种元素对应的单质,乙和丁的组成元素相同,且乙是一种“绿色氧化剂”,化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物省略)。下列说法正确的是( )。A.原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W)B.化合物N与乙烯均能使溴水褪色,且反应原理相同C.含W元素的盐溶液可能呈酸性、中性或碱性D.Z分别与X、Y、W形成的化合物中,各元素均满足8电子结构
【解析】由题意可推知,X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S元素,甲、乙、丙、丁分别为Na2S、H2O2、H2S、H2O,M为O2,N为SO2。同周期元素从左到右,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,原子半径大小顺序是r(Na)>r(S)>r(O),故A项错误;SO2能使溴水褪色,发生反应SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4,利用了SO2的还原性,乙烯和溴水反应,发生的是加成反应,故B项错误;含S元素的盐溶液,如果是Na2SO4,溶液呈中性,如果是NaHSO4,溶液呈酸性,如果是Na2SO3,溶液呈碱性,故C项正确;形成的化合物分别是NaH、Na2O(或Na2O2)、Na2S,NaH中H最外层只有2个电子,不满足8电子结构,故D项错误。
3.(2020年湖南省长沙市雅礼中学模拟)X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素,其中Z为金属元素,X、W为同一主族元素,Y是地壳中含量最多的元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系,下列判断错误的是( )。A.反应③为工业制粗硅的原理B.Z位于元素周期表第三周期ⅡA族C.4种元素的原子中,Y原子的半径最小D.甲、丙、丁均为酸性氧化物,可以与碱反应得到对应盐
【解析】由题意可知X为C,Y为O,Z为Mg,W为Si,甲为CO2,乙为MgO,丙为SiO2,丁为CO。反应③为C与二氧化硅的反应,生成硅和CO,为工业制粗硅的原理,故A项正确;Z为镁,位于元素周期表第三周期ⅡA族,故B项正确;4种元素中,Mg、Si处于第三周期,C、O处于第二周期,电子层数越多,原子半径越大,C、O处于同周期,从左至右原子半径逐渐减小,因而O的原子半径最小,故C项正确;甲、丙、丁分别为CO2、SiO2、CO,其中CO为不成盐氧化物,故D项错误。
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