新高考化学二轮复习考点提升讲与练专题08 元素周期律与元素周期表(专讲)(解析版)
展开考点01 原子结构与核外电子排布1
考点02 元素周期表与元素周期律4
考点03 微粒间的相互作用力11
考点01 原子结构与核外电子排布
1.原子结构
(1)原子的构成
eq \\al(A,Z)Xeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子:Z个\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(每个质子带一个单位正电荷,相对质量约为1)),中子:A-Z个\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(中子不带电,相对质量约为1)))),核外电子:Z个\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(围绕原子核做高速运动,每个电子带一个单位负电荷,相对质量为一个质子中子的\f(1,1 836)))))
(2)核素(原子)的表示及其数量关系
①表示:表示质子数为Z、质量数为A、中子数为A-Z的核素原子。
(3)阴、阳离子中的数量关系
①质量数=质子数+中子数。
②阴离子::核外电子数=Z+n。
阳离子::核外电子数=Z-n。
(4)符号 baX+ced+中各数字的含义
2.元素、核素、同位素
(1)“三素”关系
同位素的“六同三不同”
(2)几种重要的核素及其应用
(3)氢元素的三种核素
Heq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\\al(1,1)H:名称为氕,不含中子,\\al(2,1)H:用字母D表示,名称为氘或重氢,\\al(3,1)H:用字母T表示,名称为氚或超重氢))
3.核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
1.1934年约里奥–居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核)轰击金属原子,得到核素,开创了人造放射性核素的先河:+→+。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. 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
【解析】原子轰击实验中,满足质子和质量数守恒,因此W+4=30+1,则W=27,X与Y原子之间质子数相差2,因X元素为金属元素,Y的质子数比X大,则Y与X位于同一周期,且Y位于X右侧,且元素X、Y的最外层电子数之和为8,设X最外层电子数为a,则Y的最外层电子为a+2,解得a=3,因此X为Al,Y为P,以此解答。的质量数为27,则该原子相对原子质量为27,故A错误;Al元素均可形成AlCl3,P元素均可形成PCl3,故B正确;Al原子与P原子位于同一周期,且Al原子序数大于P原子序数,故原子半径Al>P,故C错误;P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等,故D错误;故答案为B。
2.(2022·湖南省长郡中学高三模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,35Cl和37Cl是Cl元素的两种核素,下列说法正确的是( )
A.71 g 35Cl2和71 g 37Cl2均含2NA个Cl原子
B.35Cl和37Cl间的相互转化是化学变化
C.35Cl和37Cl核外电子排布方式相同
D.35Cl2、H2形成的燃料电池,35Cl2在负极放电
【答案】C
【解析】35Cl2和37Cl2的摩尔质量不同,A项错误。发生化学变化的最小微粒是原子,原子的种类和数目不发生变化,而35Cl和37Cl间的相互转化是原子核内部的变化,B项错误。35Cl和37Cl核外均为17个电子,核外电子排布方式相同,C项正确。35Cl2与H2反应生成H35Cl,35Cl2是氧化剂,在正极放电,D项错误。
3.(2022·辽宁省大连高三模拟)下列说法正确的是( )
A.IUPAC公布了118号元素Og,其中核素eq \\al(297,118)Og中中子数与质子数之差为179
B.18 g H2O与20 g D2O中质子数与中子数均为10NA
C.a g eq \\al(A,Z)X2-中核外电子数为eq \f(a,A)(Z+2)NA
D.金刚石与石墨互为同位素
【答案】C
【解析】A项,中子数与质子数之差为(297-118-118)=61,错误;B项,18 g H2O中中子数为8NA,错误;D项,金刚石与石墨互为同素异形体,错误。
4.反应NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:eq \\al(18,17)Cl
B.N2的结构式:N===N
C.Na+的结构示意图:
D.H2O的电子式:
【答案】D
【解析】A项,中子数为18的氯原子应表示为eq \\al(35,17)Cl,错误;B项,N2分子中N与N之间形成叁键,结构式为N≡N,错误;C项,Na+的结构示意图为,错误;D项,H2O为共价化合物,每个H原子和O原子之间共用一个电子对,正确。
5.(2022·河北衡水高三调研)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰、产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子Neq \\al(-,5),Neq \\al(-,5)是制备全氮类物质Neq \\al(+,5)Neq \\al(-,5)的重要中间体。下列说法中,不正确的是( )
A.全氮类物质属于绿色能源
B.每个Neq \\al(+,5)中含有35个质子
C.Neq \\al(+,5)Neq \\al(-,5)属于离子化合物
D.Neq \\al(+,5)Neq \\al(-,5)结构中含共价键和离子键
【答案】C
【解析】A项,全氮类物质具有超高能量及爆轰、产物无污染等优点,因此全氮类物质为绿色能源,故A项正确;B项,一个氮原子中含有7个质子,所以每个Neq \\al(+,5)中含有35个质子,故B项正确;C项,该物质由氮元素组成,属于单质,不属于化合物,故C项错误;D项,Neq \\al(+,5)和Neq \\al(-,5)内部都含有氮氮共价键,Neq \\al(+,5)Neq \\al(-,5)结构中含有阳离子和阴离子,因此该物质含有离子键,故D项正确。综上所述,本题选C。
考点02 元素周期表与元素周期律
1.元素周期表的结构
①“七横七周期,三短三长一不全;十八纵行十六族,七主七副一Ⅷ一0”。
②从左到右族的分布:
ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
Ⅷ族:包括8、9、10三个纵列。
③0族:第18纵列,该族元素又称为稀有气体元素。
其原子序数为He 2,Ne 10,Ar 18,Kr 36,Xe 54,Rn 86。
④同周期第ⅡA和第ⅢA原子序数的差值可能为:1、11、25。
2.分区
①分界线:沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线,即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置:分界线左下方为金属元素区,分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质:既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。
3.元素周期表中的特殊位置
①过渡元素:元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属元素。
②镧系:元素周期表第6周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
③锕系:元素周期表第7周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素:在锕系元素中92号元素轴(U)以后的各种元素。
4.主族元素的周期性变化规律
5.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
6.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如:金属性Mg>Al、Ca>Mg,则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2,则Ca(OH)2>Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。
②推测未知元素的某些性质
如:已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶;再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近,如:Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方,如:F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找,如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
1.一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. 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
【解析】一种由短周期主族元素形成的化合物,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,根据图示,W为1价形成共价键,W为氢,Z为+1价阳离子,Z为Na,Y为3价,Y为N,24-1-11-7=5,X为B元素。该化合物中,H、B、N之间均以共用电子对形成共价键,故A正确;Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气,也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气,故B正确;N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸,故C正确;B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子,达不到8电子稳定结构,故D错误;故选D。
2.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
【解析】X、Y、Z均为短周期主族元素,X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,Y的最外层电子数不可能是8,只能为2,且Y原子半径大于Z,所以Y为Mg,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10,故X为C,Z为Si。A项,MgO的熔点高于CO2、CO的熔点,错误;C项,X与Z形成的SiC是共价化合物,错误;D项,Mg能溶于浓硝酸,但是Si单质不能溶于浓硝酸,错误。
3.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
【解析】W、X、Y、Z为同一短周期元素,可能同处于第二或第三周期,观察新化合物的结构示意图可知,X为四价,X可能为C或Si。若X为C,则Z核外最外层电子数为C原子核外电子数的一半,即为3,对应B元素,不符合成键要求,不符合题意,故X为Si,W能形成+1价阳离子,可推出W为Na元素,Z核外最外层电子数为Si原子核外电子数的一半,即为7,可推出Z为Cl元素。Y能与2个Si原子形成共价键,另外得到1个电子达到8电子稳定结构,说明Y原子最外层有5个电子,进一步推出Y为P元素,即W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl元素。A项,WZ为NaCl,其水溶液呈中性,错误;B项,元素非金属性:Cl>P>Si,错误;D项,P原子最外层有5个电子,与2个Si原子形成共价键,另外得到1个电子,在该化合物中P元素满足8电子稳定结构,错误。
4.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( )
A.原子半径:W<X
B.常温常压下,Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性:Z<W
D.X的最高价氧化物的水化物是强碱
【答案】D
【解析】由题意,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,可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。A项,根据电子层数越多,原子半径越大,可得原子半径:W
5.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( )
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3
【解析】根据四种短周期元素在周期表中的相对位置和四种元素原子的最外层电子数之和为21可知,W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。A项,NH3分子间有氢键,其沸点比HCl高;B项,Al(OH)3显两性,N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性;C项,Al2O3是离子晶体,熔点高,而AlCl3是分子晶体,熔点低;D项,Al3+和O2-的核外电子排布相同,Al3+核电荷数大,离子半径小。
6.如图为元素周期表的一部分,其中X、Y、W、Z为短周期元素,T的单质常温下为液体。下列说法错误的是( )
A.X、Y的单质均存在同素异形体
B.Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增
C.工业上电解NaW溶液得W2可使用阴离子交换膜
D.R的单质可用于制造半导体材料
【答案】C
【解析】T为Br,X、Y、Z、W、R依次是P、O、F、Cl、Ge。 A项,P、O的单质均存在同素异形体,正确;B项,Y为O,Z为F,非金属性:F>O,所以简单氢化物的稳定性:HF>H2O,正确;C项,W为Cl,工业上电解氯化钠溶液,阳极上氯离子发生氧化反应生成氯气,阴极上发生还原反应生成氢气和OH-,若使用阴离子交换膜,则OH-会移动到阳极与氯气反应,错误;D项,R为Ge,Ge和Si同主族且均位于金属与非金属的分界处,性质相似,其单质都可用于制造半导体材料,正确。
7.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> ZB. 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
【解析】根据题干信息可知,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,则WX3为NH3,WZ为HCl,所以W为H元素,X为N元素,Z为Cl元素,又四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,则Y的核外电子总数为11,Y为Na元素,据此分析解答。根据上述分析可知,W为H元素,X为N元素,Y为Na元素,Z为Cl元素,则Na为金属元素,非金属性最弱,非金属性Y<Z,A选项错误;同周期元素从左至右原子半径依次减小,同主族元素至上而下原子半径依次增大,则原子半径:Na>Cl>N>H,B选项错误;N元素的含氧酸不一定全是强酸,如HNO2为弱酸,C错误;Y的氧化物水化物为NaOH,属于强碱,D正确。
8.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:
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
C. 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
【解析】X、Y、Z、M、Q为五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,则证明该元素为第IVA族元素,又知Y元素与Z、M元素相邻,且与M同族,则在元素周期表位置应为
,故推知Y为C元素,Z为N元素,M为Si元素;化合物Z2X4的电子总数为18,则推知,X为H,该化合物为N2H4;Q元素的原子最外层电子总数比次外层电子数少一个电子,推出Q为Cl元素,据此结合元素周期律与物质的结构与性质分析作答。根据上述分析可知,X为H、Y为C元素、Z为N元素、M为Si元素、Q为Cl元素,则同周期元素从左到右原子半径依次减小,同主族元素从上到下原子半径依次增大,则原子半径比较:Z(N)
1.共价键与离子键的比较
2.几种典型物质的电子式、结构式和模型:
3.分子间作用力
(1)定义:将分子聚集在一起的作用力。范德华力与氢键是两种最常见的分子间作用力。
(2)特点:分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质。
4.范德华力
(1)存在
存在于由共价键形成的多数共价化合物和非金属单质分子之间。
(2)变化规律
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点也越高,如熔沸点:I2>Br2>Cl2>F2。
5.氢键
(1)定义:既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力,比范德华力稍强。
(2)形成条件:非金属性强、原子半径小的O、F、N原子与H原子之间。
(3)存在:氢键存在广泛,如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间,有的物质分子内也存在氢键。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。
常用物质结构的化学用语
(1)四种符号
①元素符号:Al、S
②离子符号:Al3+、S2-、SOeq \\al(2-,3)
③同位素符号:eq \\al(12, )6C、eq \\al(13, )6C
④化合价符号:eq \(Al,\s\up6(+3))2O3、H2eq \(S,\s\up6(-2))
(2)七种图式
①化学式:Na2O2、NH4Cl、SiO2
②分子式:C2H4、NH3
③最简式(实验式):CH2、CH2O
⑦原子结构示意图:
(3)两种模型
①比例模型,如甲烷的比例模型:
②球棍模型,如甲烷的球棍模型:
1.下列反应只需要破坏共价键的是( )
A.晶体硅熔化 B.碘升华 C.熔融 Al2O3 D.NaCl 溶于水
【答案】A
【解析】A项,晶体硅为原子晶体,Si 原子之间只以共价键连接,因此熔化只需要破坏共价键,A 正确;B项,碘为分子晶体,升华克服分子间作用力,B 错误;C项,Al2O3 为离子晶体,熔融破坏离子键,C 错误;D项,NaCl 为离子晶体,溶于水电离成钠离子和氯离子,破坏离子键,D 错误。
2.下列表示不正确的是
A.羟基的电子式: B.乙烯的结构简式:CH2CH2
C.氯原子的结构示意图:D.NH3分子的球棍模型:
【答案】B
【解析】A项,羟基中氧原子还有一个未成对的单电子,电子式为,故A正确;B项,乙烯的官能团为碳碳双键,结构简式为CH2=CH2,故B错误;C项,氯原子的核外有3个电子层,最外层有7个电子,原子的结构示意图为,故C正确;D项,氨气为三角锥形的极性分子,球棍模型为,故D正确;故选B。
3.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与在元素周期表中处于同一主族
【答案】D
【解析】A项,35Cl和37Cl是Cl元素的两种不同核素,属于同种元素,A错误;B项,同素异形体是指同种元素组成的不同种单质,而单晶硅为硅单质,而石英是SiO2,两者不属于同素异形体,B错误;C项,同系物是指结构相似,分子组成上相差若干个CH2的有机化合物,HCOOH和HOCH2CHO结构不相似,不属于同系物,C错误;D项,H和Na在元素周期表种均处于第IA族,D正确;故选D。
4.下列说法正确的是( )
A.18O2和16O2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
【解析】A项,18O2和16O2是指相对分子质量不同的分子,而同位素指具有相同质子数,但中子数不同的元素互称同位素,A项错误;B项,正己烷的分子式C6H14,2,2−二甲基丙烷即新戊烷分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式差一个CH2,属于同系物,B项正确;C项,核素表示具有一定的质子数和中子数的原子,C60和C70是由一定数目的碳原子形成的分子,显然,C项错误;D项, H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N,分子式不同,显然不是同分异构体,D项错误。故选B。
5.下列说法正确的是( )
A.水的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键
B.离子晶体中可能存在共价键, 而分子晶体中一定存在共价键
C.CO2与 SiO2 均为共价化合物,其固体熔化时,均破坏了分子间作用力
D.某物质熔点 1067°C, 易溶于水,其水溶液和熔融态均能导电,其晶体一定为离子晶体
【答案】D
【解析】A项,水的沸点较高是因为水分子间存在较强的氢键,故A错误;B项,离子晶体中可能存在共价键如氢氧化钠,而分子晶体中不一定存在共价键,如稀有气体,是单原子分子,没有化学键,故B错误;C项,CO2与 SiO2 均为共价化合物,但CO2是分子晶体,其固体熔化时,破坏了分子间作用力,SiO2是原子晶体,其固体熔化时,破坏共价键,故C错误;D项,离子晶体的熔沸点较高,一般在几百至1000℃左右,某物质熔点 1067℃,易溶于水,其水溶液和熔融态能导电的是离子化合物,其晶体一定为离子晶体,故D正确;故选D。
1.(2022·湖南卷)下列说法错误的是
A.氢键,离子键和共价键都属于化学键
B.化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C.药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
【答案】A
【解析】A.离子键和共价键都属于化学键,氢键属于分子间作用力,A说法错误;
B.第一张元素周期表是俄国化学家门捷列夫编制的,B说法正确;
C.药剂师和营养师的工作分别与药剂和营养物质有关,因此必须具备相关的化学专业知识才能胜任相关工作,C说法正确;
D.制造玻璃的主要原料是石灰石、石英和纯碱,制造水泥的主要原料是石灰石和黏土,D说法正确;
综上所述,本题选A。
2.(2022·广东卷)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【解析】甲~戊是短周期元素,戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S,若是硫酸,则戊为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。
A.根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则原子半径:丁>戊>乙,故A正确;
B.根据同周期从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,故B正确;
C.甲的氢化物可能为氨气,可能为甲烷、乙烷等,若是氨气,则遇氯化氢一定有白烟产生;若是甲烷、乙烷等,则遇氯化氢不反应,没有白烟生成,故C错误;
D.丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸,都一定能与强碱反应,故D正确。
综上所述,答案为C。
3.(2022·全国甲卷)Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是
A.非金属性:B.单质的熔点:
C.简单氢化物的沸点:D.最高价含氧酸的酸性:
【答案】D
【解析】Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q与X、Y、Z不在同一周期,Y原子最外层电子数为Q元原子内层电子数的2倍,则Q应为第二周期元素,X、Y、Z位于第三周期,Y的最外层电子数为4,则Y为Si元素,X、Y相邻,且X的原子序数小于Y,则X为Al元素,Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19,则Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12,主族元素的最外层电子数最多为7,若Q的最外层电子数为7,为F元素,Z的最外层电子数为5,为P元素,若Q的最外层电子数为6,为O元素,则Z的最外层电子数为6,为S元素,若Q的最外层电子数为5,为N元素,Z的最外层电子数为7,为Cl元素;综上所述,Q为N或O或F,X为Al,Y为Si,Z为Cl或S或P,据此分析解题。
A.X为Al,Q为N或O或F,同一周期从左往右元素非金属性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,故非金属性:Q>X,A错误;
B.由分析可知,X为Al属于金属晶体,Y为Si属于原子晶体或共价晶体,故单质熔点Si>Al,即Y>X,B错误;
C.含有氢键的物质沸点升高,由分析可知Q为N或O或F,其简单氢化物为H2O或NH3或HF,Z为Cl或S或P,其简单氢化物为HCl或H2S或PH3,由于前者物质中存在分子间氢键,而后者物质中不存在,故沸点Q>Z,C错误;
D.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,P、S、Cl的非金属性均强于Si,因此最高价含氧酸酸性:Z>Y,D正确;
故答案为:D。
4.(2022·湖南卷)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A.原子半径:
B.非金属性:
C.Z的单质具有较强的还原性
D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
【答案】C
【解析】由共价化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和,则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。
A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则C、O、F的原子半径大小顺序为C>O>F,故A正确;
B.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,同主族元素,从上到下元素的非金属性依次减弱,则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O>C>Si,故B正确;
C.位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强,单质具有很强的氧化性,故C错误;
D.原子序数为82的元素为铅元素,与硅元素都位于元素周期表ⅣA族,故D正确;
故选C。
5.(2022·浙江卷)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.与的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】B
【解析】X的核外电子数等于其周期数,X为H,YX3分子呈三角锥形,Y为N,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,则Z为O,M与X同主族,则M为Na,Q是同周期中非金属性最强的元素,则Q为Cl,综合分析,X为H,Y为N,Z为O,M为Na,Q为Cl,以此解题。
A.由分析可知X为H,Z为O,则其形成的10电子微粒有H2O、OH-、H3O+,A错误;
B.由分析可知Z为O,Q为Cl,可形成ClO2,有氧化性,可用于自来水消毒,B正确;
C.由分析可知Z为O,M为Na,Q为Cl,则M2Z为Na2O,为离子晶体,MQ为NaCl,为离子晶体,晶体类型相同,C错误;
D.由分析可知X为H,Y为N,Z为O,这三种元素可以形成NH₃·H₂O,其溶液显碱性,D错误;
故选B。
6.(2022·全国乙卷)化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。分子的总电子数为奇数常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物酸性:
C.阶段热分解失去4个
D.热分解后生成固体化合物
【答案】D
【解析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。
A.X(B)的单质常温下为固体,故A错误;
B.根据非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),故B错误;
C.根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,若100~200℃阶段热分解失去4个H2O,则质量分数,则说明不是失去去4个H2O,故C错误;
D.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3),根据硼元素守恒,则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,则固体化合物B2O3质量分数为,说明假设正确,故D正确。
综上所述,答案为D。
核素
eq \\al(235, 92)U
eq \\al(14, 6)C
eq \\al(2,1)H
eq \\al(3,1)H
eq \\al(18, 8)O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数)(H为-1价)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法
①在金属活动性顺序表中越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++Y―→X+Ym+,则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置:左边或下方元素的金属性强
非金属性比较
本质
原子越易得电子,非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④元素在周期表中的位置:右边或上方元素的非金属性强
W
X
Y
Z
Y
Z
X
W
R
T
IVA族
VA族
Y
Z
M
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对而形成的化学键
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对不偏向任何一方
共用电子对偏向一方原子
形成条件
活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失,形成离子键
同种元素原子之间成键
不同种元素原子之间成键
形成的物质
离子化合物
非金属单质;某些共价化合物或离子化合物
共价化合物或离子化合物
物质
HCl
Cl2
H2O
NH3
CH4
电子式
结构式
H—Cl
Cl—Cl
H—O—H
球棍模型
比例模型
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