2022届高考化学二轮专题复习9物质结构与元素周期律

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物质结构与元素周期律
一、选择题（本题共18小题，每题只有一个选项符合题意）
1．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X和Z同主族，Y和W同主族，原子半径：X＜Y，四种元素原子的最外层电子数之和为14。下列叙述正确的是
A．元素的非金属性强弱顺序：W>Y>X
B．气态氢化物的热稳定性：HnY>HnW
C．X和其他3种元素均能形成共价化合物
D．同周期元素中W的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
【答案】B
【解析】结合分析可知，X为H，Y为O，Z为Na，W为S。A．同一主族从上到下非金属性逐渐减弱，三种元素中H的非金属性最弱，则非金属性强弱顺序为Y>W> X，选项A错误；B．非金属性O> S，则热稳定性：H2O>H2S，选项B正确；C．H与Na形成的NaH为离子化合物，选项C错误；D．S位于第三周期，第三周期中非金属性最强的为Cl，Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性最强，选项D错误；答案选B。
2．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W、X元素形成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Z的最外层电子数是Y最外层电子数的3倍。下列说法错误的是
A．离子半径：Z＞Y＞X＞W
B．上述四种元素中Y一定是金属元素
C．Y、Z最高价氧化物对应的水化物相互能反应
D．X、Y形成的化合物一定是离子化合物
【答案】A
【解析】W、X元素形成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，形成的气体为NH3，四种元素原子序数依次增大的短周期元素，即W为H，X为N，Z的最外层电子数是Y最外层电子数的3倍，Y最外层电子数可以是1或2，假设Y的最外层电子数是1，则Z的最外层电子数为3，推出Y为Na，Z为Al，假设Y的最外层电子数为2，则Z的最外层电子数为6，Y为Mg，Z为S；A．根据上述分析，如果四种元素分别为H、N、Na、Al，则离子半径大小顺序是N3-＞Na+＞Al3+＞H+，如果四种元素分别为H、N、Mg、S，则离子半径大小顺序是S2-＞N3-＞Mg2+＞H+，故A说法错误；B．根据上述分析，Y可能为Na，也可能为Mg，都属于金属元素，故B说法正确；C．Y如果是Na，则最高价氧化物对应水化物为NaOH，Z为Al，其最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3，氢氧化铝为两性氢氧化物，能与NaOH发生反应，Y如果是Mg，则最高价氧化物对应水化物是Mg(OH)2，Z元素为S，最高价氧化物对应水化物为H2SO4，氢氧化镁与硫酸发生中和反应，故C说法正确；D．无论Na3N还是Mg3N2，都属于离子化合物，故D说法正确；答案为A。
3．水解反应可用于无机化合物的制备，如制备TiO2的反应：TiCl4+(x+2)H2O⇌TiO2·xH2O↓+4HCl。下列说法错误的是
A．含中子数为27的49Ti原子： B．Cl-的结构示意图为
C．H2O结构式为H—O—H D．HCl电子式为
【答案】D
【解析】A．质量数=质子数+中子数，含中子数为27的49Ti原子中质子数=49-27=22，则表示为：，A正确；B．Cl-为氯原子得到1个电子后形成的离子，核外有3个电子层，每层电子数分别为2、8、8，B正确；C．水分子中氧原子与两个氢原子形成2个共价键，结构式正确，C正确； D．氯化氢为共价化合物，不是由氢离子和氯离子构成的，D错误。故选D。
4．已知化合物N的结构如图，N是中学化学中常见的一种物质，其水溶液显微弱的酸性，图中的X、Y、Z、M四种元素均为短周期主族元素。下列叙述中正确的是

A．Y在周期表中的位置：第三周期第IVA族
B．简单离子半径：Y>Z>M
C．化合物N可促进水的电离
D．元素Z和M形成的二元化合物中只有离子键
【答案】B
【解析】M可以形成+1价阳离子，应为Na+或Li+，LiOH或NaOH均为强碱，所以M+不会水解，且含有Li+的物质并不常见，所以M应为Na元素，则N的水溶液显微弱的酸性应是由于其可以电离出H+，所以化合物N为酸式盐，再结合N的结构可知，X应为H元素，Z为O元素，该物质的化学式应为NaHYO3，符合的常见物质有NaHSO3、NaHCO3，而NaHCO3溶液显碱性，所以该物质应为NaHSO3，Y为S元素。A．Y为S元素，位于第三周期第ⅥA族，A错误；B．电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时核电荷数越小，半径越大，所以离子半径：S2-＞O2-＞Na+，即Y>Z>M，B正确；C．HSO的电离抑制水的电离，HSO的水解促进水的电离，溶液显酸性，说明电离程度大于水解程度，所以抑制水的电离，C错误；D．Na和O可以形成化合物Na2O2，含有O原子和O原子形成的共价键，D错误；综上所述答案为B。
5．部分短周期元素的原子半径及主要化合价见下表。
元素
X
Y
Z
W
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.071
0.099
主要化合价
＋2
＋3
＋6、-2
-1
-1
下列有关说法正确的是
A．元素X的第一电离能比Y的大
B．元素Z的电负性比W的大
C．元素W的气态氢化物沸点比T的低
D．元素T的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强
【答案】A
【解析】Z有+6和-2价，则Z为S元素，W和T均为-1价，W的半径小于T，则W为F元素，T为Cl元素，X为+2价，Y为+3价，且半径均大于F，则X为Mg元素，Y为Al元素。A．Mg的价电子为3s2，s轨道中的2个电子为全满的稳定状态，所以Mg的第一电离能较大，比相邻的Al要大，选项A正确；B．F的非金属性强于S，F得电子能力强于S，所以F的电负性强于S，选项B错误；C．HF可以形成分子间氢键，沸点比HCl要高，选项C错误；D．没有指明“最高价”氧化物对应水化合物，若氯的低价氧化物对应的水化合物，如HClO是弱酸，选项D错误。答案选A。
6．维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有

A．离子键、共价键 B．离子键、氢键、共价键
C．氢键、范德华力 D．离子键、氢键、范德华力
【答案】D
【解析】维生素B1分子中含有氨基和羟基，易形成氢键，故溶于水时要破坏离子键、氢键和范德华力，故D正确；故选D。
7．用α粒子轰击原子的反应为（p为质子）。下列说法正确的是
A．17Y与18Y互为同分异构体
B．Y和氢元素形成离子化合物
C．X的最高价氧化物的水化物为有强氧化性的强酸
D．植物可直接吸收X与Y形成的化合物作为肥料
【答案】C
【解析】α粒子由两个中子和两个质子构成，由可推知Y为O，据质子守恒知X为N原子。A．17Y与18Y互为同位素，不是同分异构体，A错误；B．Y为O，与氢元素会形成H2O或H2O2化合物，O与H以共价键结合，属于共价化合物，B错误；C．X为N，最高价氧化物的水化物为HNO3，有强氧化性，属于强酸，C正确；D．X与Y形成氮氧化合物，植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，D错误；故选C。
8．在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了如图CO2的转化过程。下列说法错误的是
A．铜元素位于周期表中的ds区
B．步骤④中有化学键的断裂和形成
C．甲酸乙酯是该过程的催化剂
D．总反应化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
【答案】C
【解析】A．Cu元素的价层电子排布为3d104s1，其位于周期表中的ds区，A项正确；B．步骤④是化学反应，有旧键的断裂和新键的形成，B项正确；C．由图可知，步骤④生成甲酸乙酯，步骤⑤消耗甲酸乙酯，甲酸乙酯是催化反应的中间产物而不是催化剂，C项错误；D．根据图示，在步骤①中存在CO2的消耗，步骤②中存在H2的消耗和H2O的生成，步骤⑤中存在甲醇的生成，因此，该反应的总反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O，D正确；故答案选C。
9．钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为。下列关于该反应的说法正确的是
A．实验室取用少量金属Na，所需的实验用品有滤纸、玻璃片和小刀
B．反应过程中涉及非极性键的断裂和形成
C．分子的电子式：
D．方程式中的两种单质均不存在同素异形体
【答案】C
【解析】A．取用金属钠需用镊子，故实验室取用少量金属Na，所需的实验用品有滤纸、玻璃片、镊子和小刀，A错误；B．反应物Na和CO2中并没有非极性键，故反应过程中未涉及非极性键的断裂，C单质中存在C-C非极性键，故有非极性键的形成，B错误；C．根据电子式书写的原子可知，分子的电子式：，C正确；D．方程式中的两种单质即Na和C，Na不存在同素异形体，但C有金刚石、石墨、C60、C70等同素异形体，D错误；故答案为C。
10．下表中相关物质的信息都正确的一项是
选项
化学式
电子式或含有的化学键类型
物质的性质
与性质相对应的用途
A
NaClO

强氧化性
消毒液
B
H2O2

不稳定，易分解
医用消毒剂
C
NH3
共价键
水溶液呈弱碱性
工业制硝酸
D
KAl(SO4)2
离子键
易水解
净水
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．NaClO是离子化合物，具有强氧化性，可用作消毒液，A正确；B．H2O2不是离子化合物，电子式中不含离子键，B错误；C．NH3水溶液呈弱碱性，与NH3在工业上用于制硝酸不相对应，工业用氨气制硝酸是利用了氨气的还原性；D．KAl(SO4)2中除了离子键，还有共价键，D错误；故选A。
11．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素Y是构成生命的主要元素之一，且Y和W的原子序数之和是Z原子序数的2倍，四种元素形成的化合物的结构如图所示，下列有关说法错误的是

A．Z的最高价含氧酸为强酸
B．氢化物沸点：W>Y
C．化合物X2Y2W4与乙二醇在一定条件下能发生酯化反应
D．原子半径：Y>Z>W>X
【答案】B
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素Y是构成生命的主要元素之一，Y能形成四个共价键，Y为C，Z与X能形成ZX，则Z为N，X为H，且Y和W的原子序数之和是Z原子序数的2倍，W为O，结合题意可知，X、Y、Z、W 分别为H、C、N、O。化合物甲是NH4HC2O4。A．N的最高价含氧酸即HNO3为强酸，A正确；B．C元素的氢化物有很多种，常温下的状态可能是气体、液体或固体，故其沸点不一定低于O的氢化物，B错误；C．H2C2O4与乙二醇在一定条件下能发生酯化反应，C正确；D．根据元素周期律可知原子半径：C>N>O>H，D正确；故选B。
12．四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中X是地壳含量最高的元素，W、Z同主族，X、Y、Z能形成一种层状晶体，其结构如下所示，下列说法正确的是

A．原子半径：Z＞Y＞X＞W
B．X与Y形成的化合物一定含有共价键
C．W、Z分别与X形成的化合物熔点：高于
D．W的最高价氧化物对应水化物的酸性强于Z
【答案】D
【解析】由题干信息可知，四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中X是地壳含量最高的元素，故X为O，W、Z同主族，X、Y、Z能形成一种层状晶体，根据其结构示意图可知，Y为+1价，则Y为Na，Z可形成4个共价键，则Z为Si， 故W为C。A．由分析可知，W、X、Y、Z分别为：C、O、Na、Si四种元素，故原子半径： Y＞Z＞W＞X，A错误；B．由分析可知，X为O与Y为Na形成的化合物有Na2O只含离子键，Na2O2中既有离子键又有共价键，B错误；C．由分析可知，W、Z分别与X形成的化合物即CO2、SiO2，CO2常温是气体，是分子晶体，SiO2常温下是固体，是原子晶体（或共价晶体），故熔点：低于，C错误；D．由分析可知，W为C，Z为Si，则C的非金属性强于Si，则W的最高价氧化物对应水化物即H2CO3的酸性强于Z的即H2SiO3，D正确；故答案为D。
13．现有6种短周期主族元素：X、Y、Z、M、R和Q，其原子序数依次增大。X的最高化合价和最低化合价代数和为零；Y和R位于同一主族；Z是周期表中非金属性最强的元素；M是同周期中简单离子的半径最小的元素；R的单质为淡黄色粉末，可用于杀菌消毒。下列说法不正确的是
A．RY2的水溶液能与Q的单质发生反应
B．简单离子半径：R＞Y＞M
C．工业上通过电解熔融状态下的M与Q的化合物可以得到M的单质
D．Q单质能从R的简单氢化物中置换出R
【答案】C
【解析】6种短周期主族元素：X、Y、Z、M、R和Q，其原子序数依次增大。X的最高化合价和最低化合价代数和为零，则X是C元素；Z是周期表中非金属性最强的元素，则Z是F元素；M是同周期中简单离子的半径最小的元素，则M是Al元素；R的单质为淡黄色粉末，可用于杀菌消毒，则R是S元素，由于Y和R位于同一主族，因此Y是O元素，Q是原子序数大于S的短周期主族元素，因此Q是Cl元素。根据上述分析可知：X是C，Y是O，Z是F，M是Al，R是S，Q是Cl元素。A．RY2是SO2，Q的单质是Cl2，二者在水溶液中会发生反应：SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl，A正确；B．Y是O，M是Al，R是S，在这三种元素形成的简单离子中，O2-、Al3+核外有2个电子层，离子核外电子排布是2、8；S2-核外有三个电子层，离子的核外电子排布是2、8、8。离子核外电子层数越多，离子半径就越大；当离子的电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径就越小，所以离子半径：S2-＞O2-＞Al3+，用字母表示为：R＞Y＞M，B正确；C．AlCl3是由分子构成的共价化合物，熔融状态不能导电。在工业上一般是用电解熔融Al2O3的方法来冶炼Al，C错误；D．元素的非金属性越强，其单质的氧化性就越强，活动性强的可以将活动性弱的从化合物中置换出来。R是S，Q是Cl，元素的非金属性：Cl＞S，所以可发生反应：Cl2+H2S=2HCl+S，D正确；故合理选项是C。
14．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。（对角线规则：周期表中位于左上角的元素在性质上与右下角元素相似，例如Li和Mg）。下列说法不正确的是
元素
相关信息
X
最外层电子数等于次外层电子数
Y
Y元素没有正化合价
Z
最高化合价和最低化合价之和为零
Q
单质为黄绿色气体
A．XCl2为离子化合物，且XO是高熔点物质
B．最简单离子半径比较：
C．Z的一种单质具有与金刚石相似的结构，是有金属光泽的晶体
D．Q单质有强氧化性，能与Na2S2O3反应
【答案】A
【解析】根据以上分析可知X是Be，Y是O或F，Z最高化合价和最低化合价之和为零是Si，Q是Cl；A．X是Be，与Al处于对角线，性质相似，AlCl3是共价化合物，Al2O3熔点非常高，XCl2为共价化合物，且XO是高熔点物质，故A错误；B．Y是O或F，O2-或者F-与Na+，电子层结构相同，核电荷数越大半径越小，故，故B正确；C．Z为Si，单质具有与金刚石相似的结构，是有金属光泽的晶体，故C正确；D．Q是Cl，单质为Cl2有强氧化性，能与Na2S2O3反应，故D正确；故答案为A。
15．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中两种元素形成的化合物可用于呼吸面具中作为供氧剂。W、X、Y三种元素形成的一种化合物在工业上常用于清洗油污，Z的最外层电子数为X、Y的最外层电子数之和。下列说法不正确的是
A．简单离子半径：Y