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人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律综合与测试同步练习题
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律综合与测试同步练习题，共23页。
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单元素养评价(四)
(第四章)
(90分钟 100分)
【合格性考试】(60分钟 70分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分)
1.(2019·宿迁高一检测)钍是一种放射性金属元素,灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼。钍经过中子轰击,可得铀-233,因此它是潜在的核燃料。钍广泛分布在地壳中,是一种前景十分可观的能源材料。230Th和232Th是钍的两种同位素,232Th可以转化成233U。
下列说法正确的是( )
A.钍元素的质量数是232
B.钍元素的相对原子质量是231
C.232Th转化成233U是化学变化
D.230Th和232Th的化学性质相同
【解析】选D。A.钍元素有2种核素,230Th和232Th的质量数分别是230和232,故A错误; B.不知道各种天然同位素的含量无法求出,故B错误;C.化学变化是生成新物质的变化,原子不变,而232Th转换成233U的原子发生变化,不是化学变化,故C错误;D.同位素的物理性质可以不同,但化学性质几乎相同,故D正确。
【补偿训练】
据报道,2012年俄罗斯科学家再次合成了117号元素,在实验中生成了6个新原子,其中5个Ts、1个Ts。下列关于Ts和Ts的说法不正确的是
( )
ATs和Ts是两种核素
BTs和Ts互为同位素
CTs和Ts的中子数分别为176和177
DTs和Ts的电子数相差1
【解析】选D。ATs和Ts都是具有一定质子数和一定中子数的原子,因此是两种不同的核素,A正确;BTs和Ts具有的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;CTs质量数是293,质子数是117,所以中子数为293-117=176Ts的质量数是294,质子数是117,中子数为294-117=177,C正确;DTs和Ts的质子数都是117,原子核内质子数等于原子核外电子数,D错误。
2.(2019·太原高一检测)下列说法正确的是( )
A.HClO的电子式为
B.Na2O2 属于离子化合物,含有离子键,不含共价键
C.用电子式表示Na2O的形成过程为
D.含6个质子和8个中子的碳元素的核素符号:12C
【解析】选C。HClO的电子式为,A错误;Na2O2 属于离子化合物,含有离子键,也含非极性共价键,B错误;Na2O的形成过程为,C正确;含6个质子和8个中子的碳元素的核素符号为14C,D错误。
3.(2019·信阳高一检测)原子的核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数为2n2-1。下列有关X的说法中不正确的是( )
A.X能形成化学式为X(OH)3的碱
B.X能与某些金属元素形成化合物
C.X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数
D.X可能形成化学式为KXO3的盐
【解析】选A。若n=2,则2n2-1=7,X为氮元素,若n=3,则2n2-1=17,X为氯元素,X不能形成化学式为X(OH)3的碱,A错误;N、Cl为非金属,能与某些金属形成化合物,B正确;2n2-1一定为奇数,则X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数,C正确; X可能形成化学式为KNO3、KClO3的盐,D正确。
4.已知R元素的某种同位素能形成化合物AmRn,其中A的化合价为+n。该化合物中一个R微粒的核外电子数为a,核内中子数b,则该同位素的原子符号是( )
AR BR
CRDR
【解析】选C。根据题意可知:在化合物AmRn,其中A的化合价为+n,R的化合价为-m,已知一个Rm-的核外电子数为a,则R元素该同位素的核内质子数为(a-m),由于质量数=质子数+中子数,所以其质量数为(a-m+b),用原子符号表示为R,故合理选项是C。
5.下列有关化学用语使用正确的是( )
A. 硫原子的原子结构示意图:
B.NH4Cl的电子式为
C.原子核内有10个中子的氧原子 QUOTE
D.HBr的形成过程:
【解析】选C。A.硫原子核外有16个电子,原子结构示意图为,A错误;B. NH4Cl是离子化合物,Cl-的最外层有8个电子,故该化合物电子式为,B错误;C.原子核内有10个中子的氧原子,质量数为18,可表示为O,C正确;D.HBr中氢原子与溴原子间通过共价键结合,其形成过程可表示为H×+,D错误。
6.下列说法中正确的是( )
A.书写共价化合物的电子式只需把结构式中的一个单键改成一对电子即可
B.已知+H+[H]+,可见,成键的一方不提供电子也可能形成化学键
C.将某种化合物溶于水,若能导电说明这种化合物是离子化合物
D.只要是离子化合物其熔点就比共价化合物的熔点高
【解析】选B。Cl2的结构式是Cl—Cl,Cl2的电子式是,只把结构式中的一个单键改成一对电子则得CCl,并不是Cl2的电子式,此例可证明A错;B中H+没有电子,成键电子完全由水分子提供,B正确;某些共价化合物如HCl,溶于水也能导电,C错;共价化合物中有一部分熔点比离子化合物要高,如二氧化硅的熔点比氯化钠高,D错。
7.(2019·黄冈高一检测)下表是元素周期表中的一部分,表中所列字母分别表示一种元素。(选项中的物质都由下表中的元素组成)
由以上信息可推断下列说法正确的是( )
A.宇航员在宇宙飞船活动仓内会产生由d和f组成的气体,吸收这种气体的化合物应该由e和f组成
B.活动仓内还要营造一种适合宇航员生存的人工生态环境,即充入a和f的常见单质
C.c和f以原子个数1∶1组成的化合物中含有离子键
D.若某星球上存在b,地球上此元素主要以b形式存在b比b少一个质子
【解析】选C。A项,d、e、f依次为C、N、O元素,宇航员在宇宙飞船活动仓内会产生由d和f组成的气体CO2,吸收这种气体的化合物应该是过氧化钠,不是氮的氧化物,A错误;B项,活动仓内还要营造一种适合宇航员生存的人工生态环境,该环境应类似地球的大气环境,应为e、f的单质,B错误;C项,c(Na)和f(O)以原子个数1∶1组成的化合物(Na2O2)含有离子键,C正确;D项,b为HeHe比He少一个中子,D错误。
8.如图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A.H2S B.HCl
C.PH3 D.SiH4
【解析】选D。由图形可看出第二周期有3种氢化物高于同主族其他氢化物,沸点出现异常的原因是分子间存在氢键。HF、H2O、NH3分子间存在氢键,故图中最下面的折线为第ⅣA族元素的氢化物,根据分子间作用力越大沸点越高,可知a点为SiH4。
9.下列组合中关于卤素的叙述全部正确的是( )
①卤素只以化合态存在于自然界中
②随核电荷数增加,单质熔沸点降低
③随核电荷数增加,单质氧化性增强
④随核电荷数增加,气态氢化物稳定性逐渐增强
⑤易形成-1价离子
⑥从上到下原子半径逐渐减小
⑦从上到下非金属性逐渐减弱
A. ①③⑤ B. ①⑤⑦ C. ②⑥⑦ D. ①②④
【解析】选B。①卤素原子最外层有7个电子,极易得到电子形成8个电子的稳定结构,所以卤素单质性质很活泼,极容易和其他物质反应,因此卤素只以化合态存在于自然界中,①正确;②卤素单质形成的都是分子晶体,随着核电荷数的增大,单质由气态→液态→固态,单质的熔沸点升高,②错误;③从上到下原子半径逐渐增大,原子获得电子的能力逐渐减弱,所以随核电荷数增加,单质氧化性逐渐减弱,③错误;④从上到下原子半径逐渐增大,原子获得电子的能力逐渐减弱,因此与氢原子结合能力逐渐减弱,故随核电荷数增加,气态氢化物稳定性逐渐减弱,④错误;⑤卤素原子最外层有7个电子,极易得到电子形成8个电子的稳定结构,因此易形成-1价离子,⑤正确;⑥从上到下原子序数逐渐增大,原子核对核外电子吸引力逐渐减弱,因此原子半径逐渐增大,⑥错误;⑦由于从上到下原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,获得电子的能力逐渐减弱,所以从上到下元素的非金属性逐渐减弱,⑦正确。
10.下列关于化学键的说法正确的是( )
①含有金属元素的化合物一定是离子化合物
②第ⅠA族和第ⅦA族原子化合时,一定生成离子键
③由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物
④活泼金属与非金属化合时,能形成离子键
⑤含有离子键的化合物一定是离子化合物
⑥离子化合物中可能同时含有离子键和共价键
A.①②⑤B.④⑤⑥
C.①③④D.②③⑤
【解析】选B。①含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如氯化铝是共价化合物,①错误;②第ⅠA族和第ⅦA族原子化合时,不一定生成离子键,如氯化氢中含有共价键,②错误;③由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物,如氯化铵,③错误;④活泼金属与非金属化合时,能形成离子键,④正确;⑤含有离子键的化合物一定是离子化合物,⑤正确;⑥离子化合物中可能同时含有离子键和共价键,如氢氧化钠,⑥正确。
11.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
【解析】选B。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,则a为H;b和c的次外层有8个电子,原子只能有3个电子层,则b为S,c为Cl,c-和d+的电子层结构相同,则d为K。A.同周期自左而右非金属性增强,氢化物中H为正价,其非金属性最弱,故非金属性Cl>S>H,故A正确;B.氢元素与硫元素、氯元素分别形成H2S、HCl,二者属于共价化合物,但与钾元素形成的化合物为KH,属于离子化合物,故B错误;C.钾元素与其他元素可以形成KH、K2S、KCl,均属于离子化合物,故C正确;D.氢元素最高正化合价为+1、最低负化合价为-1,硫元素最高正化合价为+6、最低负化合价为-2,氯元素最高正化合价为+7、最低负化合价为-1,最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6,故D正确。
12.(2019·太原高一检测)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,若用原子序数代表所对应的元素,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.a与b可以形成b2a、b2a2两种化合物
D.a和b形成的化合物不可能含共价键
【解析】选C。31d和33d,质子数相同,中子数不同,属于不同核素,A错误;e的化合价为+6价,故e为S,a的化合价为-2价,则a为O,d原子序数与e相邻,且化合价为+5价,故d为P,气态氢化物的稳定性:a>e>d,B错误;b原子序数比a大且化合价为+1价,故b为Na,a与b可以形成 Na2O、Na2O2两种化合物,C正确;Na2O2中含非极性共价键,D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
13.(10分)下列几种物质:
①MgCl2 ②H2O ③Al ④H2O2 ⑤K2O2
⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He
(1)只含有离子键的是(选填序号,下同) ___________________________;
(2)含有共价键的离子化合物是________________;
(3)共价化合物是__________________;
(4)熔融状态时和固态时,都能导电的是________________;
(5)HClO的结构式________,I2的电子式__________。
【解析】只含离子键的是MgCl2 ,含有共价键的离子化合物是K2O2 、Ca(OH)2,共价化合物是H2O、H2O2 、HClO,熔融状态时和固态时,都能导电的是Al,HClO的结构式是H—O—Cl ,I2的电子式是 QUOTE 。
答案:(1)① (2)⑤⑥ (3)②④⑦ (4)③
(5)H—O—Cl QUOTE
14.(12分)下表是元素周期表的一部分,请回答:
(1)元素⑦的原子结构示意图为________;元素⑩的名称为________。
(2)在这些元素中,化学性质最活泼的金属元素是________(填元素符号,下同),最不活泼的元素是________;原子半径最小的元素是__。
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是________(填化学式,下同);具有两性的是________。
【解析】根据①～⑩号元素在元素周期表中的位置可判断各元素分别为H、C、O、F、Mg、Al、Cl、Ar、K、Br。根据元素周期律可判断最活泼的金属元素是位于左下角的K,最不活泼的元素应为稀有气体元素Ar,原子半径最小的为H;酸性最强的是HClO4,具有两性的是Al(OH)3。
答案:(1) 溴
(2)K Ar H (3)HClO4 Al(OH)3
15.(12分)某同学学习过元素周期律、元素周期表后,在做同主族元素性质递变规律的实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的:探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品:
仪器:________、________。(请填写两种主要的玻璃仪器)
药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在如表横线中填写相关内容):
(4)实验结论: _________________________。
(5)问题和讨论:
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为 __、
__ 。
②由于F2过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举事实说明氟的非金属性比氯强________________。
【解析】(2)需要试管盛放药品,用胶头滴管滴加药品。(3)氯气具有氧化性,能将溴离子氧化为溴单质,溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大,溶解在四氯化碳中而使有机层显示橙红色;溴单质能将I-氧化为碘单质,碘单质更易溶于四氯化碳中,而使有机层中显示紫红色;(4)氯气能将Br-氧化为溴单质,所以氧化性:Cl2>Br2,Br2能将I-氧化为碘单质,所以氧化性:Br2>I2;单质的氧化性越强,相应元素的非金属性就越强,即非金属性:Cl>Br>I,因此可得出同主族元素性质的递变规律:同主族元素性质相似,且从上到下,元素的非金属性逐渐减弱;
(5)①氯气能将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,Br2能将I-氧化为I2,反应的离子方程式为Br2+2I-2Br-+I2;②元素的非金属性越强,该元素的单质和氢气化合得到的氢化物就越稳定,氢化物的稳定性:HF>HCl,可以证明元素的非金属性F>Cl;F2能置换出水中的氧,而Cl2不能置换出水中的氧,所以F的非金属性比Cl强。
答案:(2) 试管 胶头滴管
(3) 橙红 紫红
(4)同一主族,自上而下,随着核电荷数的增加,元素的非金属性依次减弱
(5)①Cl2+2Br-2Cl-+Br2
Br2+2I-2Br-+I2
②F2能置换出水中的氧,而Cl2不能置换出水中的氧(或HF的稳定性强于HCl)
【补偿训练】
利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。
(1)仪器A的名称为________,干燥管D的作用是________________。
(2)已知在常温下,高锰酸钾和浓盐酸反应能生成氯气。实验室中现有药品Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫的;装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __,
离子方程式为 __。
(3)若要证明非金属性:S>C>Si,则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________。
【解析】(1)仪器A的名称为分液漏斗,干燥管D的作用是防倒吸。(2)高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,氯气与Na2S溶液反应置换出淡黄色的硫单质,可证明氯的非金属性大于硫的;反应的离子方程式为Cl2+S2-S↓+2Cl-。(3)若要证明非金属性:S>C>Si,可利用最高价氧化物的水化物酸性强弱判断。
答案:(1)分液漏斗 防倒吸
(2)浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液 有淡黄色沉淀生成 Cl2+S2-S↓+2Cl-
(3)稀硫酸 Na2SiO3溶液
16.(12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形成的化合物是日常生活中的常用调味品。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分别和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、B、E形成的离子化合物电子式为________________________,
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 ____________________。
【解析】根据题目所给的信息,可知A是H,B是N,C是Na,D是P,E是Cl。
(1)根据原子半径变化规律可知,Na的原子半径最大;Cl的非金属性最强;(2)H与N、P、Cl形成的氢化物NH3、PH3、HCl,PH3最不稳定(P的非金属性最弱);(3)A、B、E形成的离子化合物是NH4Cl,其电子式为[H]+]-,存在离子键和共价键;(4)P的最高价是+5价,最高价氧化物对应水化物的化学式为H3PO4。
答案:(1)Na Cl (2)PH3
(3)[H]+]- 离子键和共价键
(4)H3PO4 (5)2P+5Cl22PCl5 PCl3
(6)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
【等级性考试】(30分钟 30分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题3分,共12分)
17.下列说法不正确的是( )
A.沸点:H2O>HF
B.热稳定性:HF>H2O
C.NCl3、SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构
D.仅由N、H、O三种元素形成的化合物中不可能含离子键
【解析】选D。常温下,水为液体,HF为气体,所以沸点:H2O>HF,A项正确;F的非金属性大于O的,所以热稳定性:HF>H2O,B项正确;NCl3中氮原子最外层有5个电子,3个氯原子提供3个电子,使氮原子最外层达到8电子稳定结构,氮原子也提供3个电子给3个氯原子,使每个氯原子最外层达到8电子的稳定结构,同样的道理,SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构,C正确;NH4NO3中既含有离子键又含有共价键,D错误。
18.已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( )
A.1 ml由元素A、B组成的化合物一定含有18 ml e-
B.元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不可能发生反应
C.C与A形成的化合物肯定是离子化合物
D.化合物AE与CE含有相同类型的化学键
【解析】选C。A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,B有2个电子层,最外层电子数为4,B为C;元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,则C为Na;元素D是地壳中含量最多的金属元素,则D为Al;其中元素A、E的单质在常温下呈气态,A的原子序数小于碳元素,A为H,E的原子序数大于铝元素,则E为Cl,以此解答该题。A.由元素A、B组成的化合物可能是CH4,也可能是C2H6等,所以1 ml CH4中含有10 ml电子,1 ml C2H6分子中含有18 ml电子,所以1 ml相应的化合物分子中不一定含有18 ml电子,A错误;B.C是Na,D是Al,C、D的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH、Al(OH)3,NaOH是强碱,可以与两性氢氧化物Al(OH)3反应产生NaAlO2和水,B错误;C. C是Na,A是H,Na与H形成的化合物NaH是离子化合物,C正确;D.化合物AE是HCl,含有的化学键是共价键,化合物CE是NaCl,是离子化合物,含有离子键,化学键的类型不相同,D错误。
【补偿训练】
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
D.X与Y不能存在于同一离子化合物中
【解析】选B。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,可知W为H;X为N;Y、Z均为第三周期元素,它们的最外层电子数之和为18,可知Y、Z的最外层电子数之和为18-1-
5=12,若Y的最外层电子数为5,Z的最外层电子数为7,符合电子排布规律,即Y为P,Z为Cl,以此来解答。由上述分析可知,W为H,X为N,Y为P,Z为Cl。A.W、X的单质分别是H2、N2,二者都是由分子构成的物质,相对分子质量越大,物质的熔沸点就越高。由于相对分子质量H2Z,B正确;C.Y是P,Z是Cl,元素的非金属性Cl>P,由于未指明氧化物是否为最高价氧化物,所以不能比较两种元素的氧化物的水化物的酸性,C错误;D.X是N,Y是P,二者可以存在于同一离子化合物中,如(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4,D错误。
19.短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次递增,A、B两元素相邻,B、C、E原子的最外层电子数之和为13,E原子最外层电子数是B原子内层电子数的3倍或者是C原子最外层电子数的3倍,B、D原子最外层电子数之和等于C、E原子最外层电子数之和。下列说法正确的是( )
A.元素A所形成的氧化物只有一种
B.元素B的最高价氧化物对应的水化物为强酸
C.元素C、D、E的最高价氧化物对应的水化物两两之间可发生反应
D.氢化物的稳定性:A>B
【解析】选B。短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次递增,E原子最外层电子数是B原子内层电子数的3倍,则B只能有2个电子层,处于第2周期,故E原子最外层电子数为6,E原子最外层电子数是C原子最外层电子数的3倍,则C原子最外层电子数为2,B、C、E原子的最外层电子数之和为13,则B原子最外层电子数为13-6-2=5,则B为氮元素,A、B两元素相邻,A原子序数小于B,则A为碳元素,结合原子序数可知,C、D、E只能处于第3周期,故E为硫元素,C为镁元素,B、D原子最外层电子数之和等于C、E原子最外层电子数之和,则D原子最外层电子数=2+6-5=3,则D为铝元素。A为碳元素,形成的氧化物有一氧化碳和二氧化碳等,A项错误;B为氮元素,其最高价氧化物对应的水化物为硝酸,硝酸属于强酸,B项正确;元素C、D、E的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化镁、氢氧化铝、硫酸,氢氧化镁和氢氧化铝之间不反应,C项错误;氢化物的稳定性与非金属性强弱一致,氮元素非金属性强于碳元素,故氢化物的稳定性B>A,D项错误。
20.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,原子序数之和为42,X原子的核外电子数等于Y的最外层电子数,Z是第ⅠA族元素,W是同周期非金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.单质的还原性:X>Z
B.原子半径:r(X)
C.Y、Z组成的化合物中一定含有离子键
D.W的氧化物的水化物一定是强酸
【解析】选C。短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Z是第ⅠA族元素,W是同周期非金属性最强的元素,则Z为Na,W为Cl(W不能为F,若为F,X、Y、Z、W原子序数之和不可能为42);因X、Y、Z、W原子序数之和为42,则X和Y原子序数之和为42-11-17=14,X原子的核外电子数等于Y的最外层电子数,则X为C,Y为O。A.X的单质是C,Z的单质是Na,还原性Na>C,故A错误;B.电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:r(Y)
二、非选择题(本题包括2小题,共18分)
21.(10分)X、Y和Z均为短周期元素,原子序数依次增大,X的单质为密度最小的气体,Y原子最外层电子数是其周期数的三倍,Z与X原子最外层电子数相同。回答下列问题:
(1)X、Y和Z的元素符号分别为____________、____________、____________。
(2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有________、________。
(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是____________________________。此化合物在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为 __________________________;
此化合物还可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为
__________________________________。
【解析】(1)由“短周期”“依次增大”“密度最小的气体”“最外层电子数是周期数的三倍”“最外层电子数相同”这5个限定条件,推断出X、Y、Z元素分别是H、O、Na。(2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有NaOH、Na2O2;(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H2O2 ,H2O2在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为5H2O2+2Mn+6H+
2Mn2++8H2O+5O2↑,在碱性条件下将CN-氧化,离子方程式是H2O2+CN-+OH-C+NH3↑。
答案:(1)H O Na (2)NaOH Na2O2
(3)H2O2
5H2O2+2Mn+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑
H2O2+CN-+OH-C+NH3↑
22.(8分)(2019·天津高考节选)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置______ Mc的中子数为________。
已知:P(s,白磷)P(s,黑磷)
ΔH=-39.3 kJ·ml-1;
P(s,白磷)P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·ml-1;
由此推知,其中最稳定的磷单质是________。
(2)氮和磷氢化物性质的比较:
热稳定性:NH3________PH3(填“>”或“<”)。
沸点:N2H4________P2H4(填“>”或“<”),判断依据是____________。
【解析】(1)砷在第四周期ⅤA族Mc的中子数是288-115=173。白磷生成黑磷放出的能量多,黑磷能量比红磷的能量低,能量越低越稳定,最稳定的磷单质是黑磷。
(2)氮的非金属性大于磷的非金属性,热稳定性NH3大于PH3。沸点N2H4大于P2H4,因为N2H4分子间能形成氢键。
答案:(1)第四周期ⅤA族 173 黑磷 (2)> > N2H4分子间存在氢键
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族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
⑩
序号
实验方案
实验现象
①
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水,振荡,再注入少量四氯化碳,振荡后静置
液体分为两层,下层呈________色
②
向盛有少量碘化钾溶液的试管中滴加少量溴水,振荡,再注入少量四氯化碳,振荡后静置
液体分为两层,下层呈________色
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单元素养评价(四)
(第四章)
(90分钟 100分)
【合格性考试】(60分钟 70分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分)
1.(2019·宿迁高一检测)钍是一种放射性金属元素,灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼。钍经过中子轰击,可得铀-233,因此它是潜在的核燃料。钍广泛分布在地壳中,是一种前景十分可观的能源材料。230Th和232Th是钍的两种同位素,232Th可以转化成233U。
下列说法正确的是( )
A.钍元素的质量数是232
B.钍元素的相对原子质量是231
C.232Th转化成233U是化学变化
D.230Th和232Th的化学性质相同
【解析】选D。A.钍元素有2种核素,230Th和232Th的质量数分别是230和232,故A错误; B.不知道各种天然同位素的含量无法求出,故B错误;C.化学变化是生成新物质的变化,原子不变,而232Th转换成233U的原子发生变化,不是化学变化,故C错误;D.同位素的物理性质可以不同,但化学性质几乎相同,故D正确。
【补偿训练】
据报道,2012年俄罗斯科学家再次合成了117号元素,在实验中生成了6个新原子,其中5个Ts、1个Ts。下列关于Ts和Ts的说法不正确的是
( )
ATs和Ts是两种核素
BTs和Ts互为同位素
CTs和Ts的中子数分别为176和177
DTs和Ts的电子数相差1
【解析】选D。ATs和Ts都是具有一定质子数和一定中子数的原子,因此是两种不同的核素,A正确;BTs和Ts具有的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;CTs质量数是293,质子数是117,所以中子数为293-117=176Ts的质量数是294,质子数是117,中子数为294-117=177,C正确;DTs和Ts的质子数都是117,原子核内质子数等于原子核外电子数,D错误。
2.(2019·太原高一检测)下列说法正确的是( )
A.HClO的电子式为
B.Na2O2 属于离子化合物,含有离子键,不含共价键
C.用电子式表示Na2O的形成过程为
D.含6个质子和8个中子的碳元素的核素符号:12C
【解析】选C。HClO的电子式为,A错误;Na2O2 属于离子化合物,含有离子键,也含非极性共价键,B错误;Na2O的形成过程为,C正确;含6个质子和8个中子的碳元素的核素符号为14C,D错误。
3.(2019·信阳高一检测)原子的核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数为2n2-1。下列有关X的说法中不正确的是( )
A.X能形成化学式为X(OH)3的碱
B.X能与某些金属元素形成化合物
C.X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数
D.X可能形成化学式为KXO3的盐
【解析】选A。若n=2,则2n2-1=7,X为氮元素,若n=3,则2n2-1=17,X为氯元素,X不能形成化学式为X(OH)3的碱,A错误;N、Cl为非金属,能与某些金属形成化合物,B正确;2n2-1一定为奇数,则X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数,C正确; X可能形成化学式为KNO3、KClO3的盐,D正确。
4.已知R元素的某种同位素能形成化合物AmRn,其中A的化合价为+n。该化合物中一个R微粒的核外电子数为a,核内中子数b,则该同位素的原子符号是( )
AR BR
CRDR
【解析】选C。根据题意可知:在化合物AmRn,其中A的化合价为+n,R的化合价为-m,已知一个Rm-的核外电子数为a,则R元素该同位素的核内质子数为(a-m),由于质量数=质子数+中子数,所以其质量数为(a-m+b),用原子符号表示为R,故合理选项是C。
5.下列有关化学用语使用正确的是( )
A. 硫原子的原子结构示意图:
B.NH4Cl的电子式为
C.原子核内有10个中子的氧原子 QUOTE
D.HBr的形成过程:
【解析】选C。A.硫原子核外有16个电子,原子结构示意图为,A错误;B. NH4Cl是离子化合物,Cl-的最外层有8个电子,故该化合物电子式为,B错误;C.原子核内有10个中子的氧原子,质量数为18,可表示为O,C正确;D.HBr中氢原子与溴原子间通过共价键结合,其形成过程可表示为H×+,D错误。
6.下列说法中正确的是( )
A.书写共价化合物的电子式只需把结构式中的一个单键改成一对电子即可
B.已知+H+[H]+,可见,成键的一方不提供电子也可能形成化学键
C.将某种化合物溶于水,若能导电说明这种化合物是离子化合物
D.只要是离子化合物其熔点就比共价化合物的熔点高
【解析】选B。Cl2的结构式是Cl—Cl,Cl2的电子式是,只把结构式中的一个单键改成一对电子则得CCl,并不是Cl2的电子式,此例可证明A错;B中H+没有电子,成键电子完全由水分子提供,B正确;某些共价化合物如HCl,溶于水也能导电,C错;共价化合物中有一部分熔点比离子化合物要高,如二氧化硅的熔点比氯化钠高,D错。
7.(2019·黄冈高一检测)下表是元素周期表中的一部分,表中所列字母分别表示一种元素。(选项中的物质都由下表中的元素组成)
由以上信息可推断下列说法正确的是( )
A.宇航员在宇宙飞船活动仓内会产生由d和f组成的气体,吸收这种气体的化合物应该由e和f组成
B.活动仓内还要营造一种适合宇航员生存的人工生态环境,即充入a和f的常见单质
C.c和f以原子个数1∶1组成的化合物中含有离子键
D.若某星球上存在b,地球上此元素主要以b形式存在b比b少一个质子
【解析】选C。A项,d、e、f依次为C、N、O元素,宇航员在宇宙飞船活动仓内会产生由d和f组成的气体CO2,吸收这种气体的化合物应该是过氧化钠,不是氮的氧化物,A错误;B项,活动仓内还要营造一种适合宇航员生存的人工生态环境,该环境应类似地球的大气环境,应为e、f的单质,B错误;C项,c(Na)和f(O)以原子个数1∶1组成的化合物(Na2O2)含有离子键,C正确;D项,b为HeHe比He少一个中子,D错误。
8.如图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A.H2S B.HCl
C.PH3 D.SiH4
【解析】选D。由图形可看出第二周期有3种氢化物高于同主族其他氢化物,沸点出现异常的原因是分子间存在氢键。HF、H2O、NH3分子间存在氢键,故图中最下面的折线为第ⅣA族元素的氢化物,根据分子间作用力越大沸点越高,可知a点为SiH4。
9.下列组合中关于卤素的叙述全部正确的是( )
①卤素只以化合态存在于自然界中
②随核电荷数增加,单质熔沸点降低
③随核电荷数增加,单质氧化性增强
④随核电荷数增加,气态氢化物稳定性逐渐增强
⑤易形成-1价离子
⑥从上到下原子半径逐渐减小
⑦从上到下非金属性逐渐减弱
A. ①③⑤ B. ①⑤⑦ C. ②⑥⑦ D. ①②④
【解析】选B。①卤素原子最外层有7个电子,极易得到电子形成8个电子的稳定结构,所以卤素单质性质很活泼,极容易和其他物质反应,因此卤素只以化合态存在于自然界中,①正确;②卤素单质形成的都是分子晶体,随着核电荷数的增大,单质由气态→液态→固态,单质的熔沸点升高,②错误;③从上到下原子半径逐渐增大,原子获得电子的能力逐渐减弱,所以随核电荷数增加,单质氧化性逐渐减弱,③错误;④从上到下原子半径逐渐增大,原子获得电子的能力逐渐减弱,因此与氢原子结合能力逐渐减弱,故随核电荷数增加,气态氢化物稳定性逐渐减弱,④错误;⑤卤素原子最外层有7个电子,极易得到电子形成8个电子的稳定结构,因此易形成-1价离子,⑤正确;⑥从上到下原子序数逐渐增大,原子核对核外电子吸引力逐渐减弱,因此原子半径逐渐增大,⑥错误;⑦由于从上到下原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,获得电子的能力逐渐减弱,所以从上到下元素的非金属性逐渐减弱,⑦正确。
10.下列关于化学键的说法正确的是( )
①含有金属元素的化合物一定是离子化合物
②第ⅠA族和第ⅦA族原子化合时,一定生成离子键
③由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物
④活泼金属与非金属化合时,能形成离子键
⑤含有离子键的化合物一定是离子化合物
⑥离子化合物中可能同时含有离子键和共价键
A.①②⑤B.④⑤⑥
C.①③④D.②③⑤
【解析】选B。①含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如氯化铝是共价化合物,①错误;②第ⅠA族和第ⅦA族原子化合时,不一定生成离子键,如氯化氢中含有共价键,②错误;③由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物,如氯化铵,③错误;④活泼金属与非金属化合时,能形成离子键,④正确;⑤含有离子键的化合物一定是离子化合物,⑤正确;⑥离子化合物中可能同时含有离子键和共价键,如氢氧化钠,⑥正确。
11.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
【解析】选B。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,则a为H;b和c的次外层有8个电子,原子只能有3个电子层,则b为S,c为Cl,c-和d+的电子层结构相同,则d为K。A.同周期自左而右非金属性增强,氢化物中H为正价,其非金属性最弱,故非金属性Cl>S>H,故A正确;B.氢元素与硫元素、氯元素分别形成H2S、HCl,二者属于共价化合物,但与钾元素形成的化合物为KH,属于离子化合物,故B错误;C.钾元素与其他元素可以形成KH、K2S、KCl,均属于离子化合物,故C正确;D.氢元素最高正化合价为+1、最低负化合价为-1,硫元素最高正化合价为+6、最低负化合价为-2,氯元素最高正化合价为+7、最低负化合价为-1,最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6,故D正确。
12.(2019·太原高一检测)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,若用原子序数代表所对应的元素,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.a与b可以形成b2a、b2a2两种化合物
D.a和b形成的化合物不可能含共价键
【解析】选C。31d和33d,质子数相同,中子数不同,属于不同核素,A错误;e的化合价为+6价,故e为S,a的化合价为-2价,则a为O,d原子序数与e相邻,且化合价为+5价,故d为P,气态氢化物的稳定性:a>e>d,B错误;b原子序数比a大且化合价为+1价,故b为Na,a与b可以形成 Na2O、Na2O2两种化合物,C正确;Na2O2中含非极性共价键,D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
13.(10分)下列几种物质:
①MgCl2 ②H2O ③Al ④H2O2 ⑤K2O2
⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He
(1)只含有离子键的是(选填序号,下同) ___________________________;
(2)含有共价键的离子化合物是________________;
(3)共价化合物是__________________;
(4)熔融状态时和固态时,都能导电的是________________;
(5)HClO的结构式________,I2的电子式__________。
【解析】只含离子键的是MgCl2 ,含有共价键的离子化合物是K2O2 、Ca(OH)2,共价化合物是H2O、H2O2 、HClO,熔融状态时和固态时,都能导电的是Al,HClO的结构式是H—O—Cl ,I2的电子式是 QUOTE 。
答案:(1)① (2)⑤⑥ (3)②④⑦ (4)③
(5)H—O—Cl QUOTE
14.(12分)下表是元素周期表的一部分,请回答:
(1)元素⑦的原子结构示意图为________;元素⑩的名称为________。
(2)在这些元素中,化学性质最活泼的金属元素是________(填元素符号,下同),最不活泼的元素是________;原子半径最小的元素是__。
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是________(填化学式,下同);具有两性的是________。
【解析】根据①～⑩号元素在元素周期表中的位置可判断各元素分别为H、C、O、F、Mg、Al、Cl、Ar、K、Br。根据元素周期律可判断最活泼的金属元素是位于左下角的K,最不活泼的元素应为稀有气体元素Ar,原子半径最小的为H;酸性最强的是HClO4,具有两性的是Al(OH)3。
答案:(1) 溴
(2)K Ar H (3)HClO4 Al(OH)3
15.(12分)某同学学习过元素周期律、元素周期表后,在做同主族元素性质递变规律的实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的:探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品:
仪器:________、________。(请填写两种主要的玻璃仪器)
药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在如表横线中填写相关内容):
(4)实验结论: _________________________。
(5)问题和讨论:
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为 __、
__ 。
②由于F2过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举事实说明氟的非金属性比氯强________________。
【解析】(2)需要试管盛放药品,用胶头滴管滴加药品。(3)氯气具有氧化性,能将溴离子氧化为溴单质,溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大,溶解在四氯化碳中而使有机层显示橙红色;溴单质能将I-氧化为碘单质,碘单质更易溶于四氯化碳中,而使有机层中显示紫红色;(4)氯气能将Br-氧化为溴单质,所以氧化性:Cl2>Br2,Br2能将I-氧化为碘单质,所以氧化性:Br2>I2;单质的氧化性越强,相应元素的非金属性就越强,即非金属性:Cl>Br>I,因此可得出同主族元素性质的递变规律:同主族元素性质相似,且从上到下,元素的非金属性逐渐减弱;
(5)①氯气能将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,Br2能将I-氧化为I2,反应的离子方程式为Br2+2I-2Br-+I2;②元素的非金属性越强,该元素的单质和氢气化合得到的氢化物就越稳定,氢化物的稳定性:HF>HCl,可以证明元素的非金属性F>Cl;F2能置换出水中的氧,而Cl2不能置换出水中的氧,所以F的非金属性比Cl强。
答案:(2) 试管 胶头滴管
(3) 橙红 紫红
(4)同一主族,自上而下,随着核电荷数的增加,元素的非金属性依次减弱
(5)①Cl2+2Br-2Cl-+Br2
Br2+2I-2Br-+I2
②F2能置换出水中的氧,而Cl2不能置换出水中的氧(或HF的稳定性强于HCl)
【补偿训练】
利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。
(1)仪器A的名称为________,干燥管D的作用是________________。
(2)已知在常温下,高锰酸钾和浓盐酸反应能生成氯气。实验室中现有药品Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫的;装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __,
离子方程式为 __。
(3)若要证明非金属性:S>C>Si,则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________。
【解析】(1)仪器A的名称为分液漏斗,干燥管D的作用是防倒吸。(2)高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,氯气与Na2S溶液反应置换出淡黄色的硫单质,可证明氯的非金属性大于硫的;反应的离子方程式为Cl2+S2-S↓+2Cl-。(3)若要证明非金属性:S>C>Si,可利用最高价氧化物的水化物酸性强弱判断。
答案:(1)分液漏斗 防倒吸
(2)浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液 有淡黄色沉淀生成 Cl2+S2-S↓+2Cl-
(3)稀硫酸 Na2SiO3溶液
16.(12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形成的化合物是日常生活中的常用调味品。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分别和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、B、E形成的离子化合物电子式为________________________,
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 ____________________。
【解析】根据题目所给的信息,可知A是H,B是N,C是Na,D是P,E是Cl。
(1)根据原子半径变化规律可知,Na的原子半径最大;Cl的非金属性最强;(2)H与N、P、Cl形成的氢化物NH3、PH3、HCl,PH3最不稳定(P的非金属性最弱);(3)A、B、E形成的离子化合物是NH4Cl,其电子式为[H]+]-,存在离子键和共价键;(4)P的最高价是+5价,最高价氧化物对应水化物的化学式为H3PO4。
答案:(1)Na Cl (2)PH3
(3)[H]+]- 离子键和共价键
(4)H3PO4 (5)2P+5Cl22PCl5 PCl3
(6)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
【等级性考试】(30分钟 30分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题3分,共12分)
17.下列说法不正确的是( )
A.沸点:H2O>HF
B.热稳定性:HF>H2O
C.NCl3、SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构
D.仅由N、H、O三种元素形成的化合物中不可能含离子键
【解析】选D。常温下,水为液体,HF为气体,所以沸点:H2O>HF,A项正确;F的非金属性大于O的,所以热稳定性:HF>H2O,B项正确;NCl3中氮原子最外层有5个电子,3个氯原子提供3个电子,使氮原子最外层达到8电子稳定结构,氮原子也提供3个电子给3个氯原子,使每个氯原子最外层达到8电子的稳定结构,同样的道理,SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构,C正确;NH4NO3中既含有离子键又含有共价键,D错误。
18.已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( )
A.1 ml由元素A、B组成的化合物一定含有18 ml e-
B.元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不可能发生反应
C.C与A形成的化合物肯定是离子化合物
D.化合物AE与CE含有相同类型的化学键
【解析】选C。A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,B有2个电子层,最外层电子数为4,B为C;元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,则C为Na;元素D是地壳中含量最多的金属元素,则D为Al;其中元素A、E的单质在常温下呈气态,A的原子序数小于碳元素,A为H,E的原子序数大于铝元素,则E为Cl,以此解答该题。A.由元素A、B组成的化合物可能是CH4,也可能是C2H6等,所以1 ml CH4中含有10 ml电子,1 ml C2H6分子中含有18 ml电子,所以1 ml相应的化合物分子中不一定含有18 ml电子,A错误;B.C是Na,D是Al,C、D的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH、Al(OH)3,NaOH是强碱,可以与两性氢氧化物Al(OH)3反应产生NaAlO2和水,B错误;C. C是Na,A是H,Na与H形成的化合物NaH是离子化合物,C正确;D.化合物AE是HCl,含有的化学键是共价键,化合物CE是NaCl,是离子化合物,含有离子键,化学键的类型不相同,D错误。
【补偿训练】
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
D.X与Y不能存在于同一离子化合物中
【解析】选B。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,可知W为H;X为N;Y、Z均为第三周期元素,它们的最外层电子数之和为18,可知Y、Z的最外层电子数之和为18-1-
5=12,若Y的最外层电子数为5,Z的最外层电子数为7,符合电子排布规律,即Y为P,Z为Cl,以此来解答。由上述分析可知,W为H,X为N,Y为P,Z为Cl。A.W、X的单质分别是H2、N2,二者都是由分子构成的物质,相对分子质量越大,物质的熔沸点就越高。由于相对分子质量H2
19.短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次递增,A、B两元素相邻,B、C、E原子的最外层电子数之和为13,E原子最外层电子数是B原子内层电子数的3倍或者是C原子最外层电子数的3倍,B、D原子最外层电子数之和等于C、E原子最外层电子数之和。下列说法正确的是( )
A.元素A所形成的氧化物只有一种
B.元素B的最高价氧化物对应的水化物为强酸
C.元素C、D、E的最高价氧化物对应的水化物两两之间可发生反应
D.氢化物的稳定性:A>B
【解析】选B。短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次递增,E原子最外层电子数是B原子内层电子数的3倍,则B只能有2个电子层,处于第2周期,故E原子最外层电子数为6,E原子最外层电子数是C原子最外层电子数的3倍,则C原子最外层电子数为2,B、C、E原子的最外层电子数之和为13,则B原子最外层电子数为13-6-2=5,则B为氮元素,A、B两元素相邻,A原子序数小于B,则A为碳元素,结合原子序数可知,C、D、E只能处于第3周期,故E为硫元素,C为镁元素,B、D原子最外层电子数之和等于C、E原子最外层电子数之和,则D原子最外层电子数=2+6-5=3,则D为铝元素。A为碳元素,形成的氧化物有一氧化碳和二氧化碳等,A项错误;B为氮元素,其最高价氧化物对应的水化物为硝酸,硝酸属于强酸,B项正确;元素C、D、E的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化镁、氢氧化铝、硫酸,氢氧化镁和氢氧化铝之间不反应,C项错误;氢化物的稳定性与非金属性强弱一致,氮元素非金属性强于碳元素,故氢化物的稳定性B>A,D项错误。
20.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,原子序数之和为42,X原子的核外电子数等于Y的最外层电子数,Z是第ⅠA族元素,W是同周期非金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.单质的还原性:X>Z
B.原子半径:r(X)
C.Y、Z组成的化合物中一定含有离子键
D.W的氧化物的水化物一定是强酸
【解析】选C。短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Z是第ⅠA族元素,W是同周期非金属性最强的元素,则Z为Na,W为Cl(W不能为F,若为F,X、Y、Z、W原子序数之和不可能为42);因X、Y、Z、W原子序数之和为42,则X和Y原子序数之和为42-11-17=14,X原子的核外电子数等于Y的最外层电子数,则X为C,Y为O。A.X的单质是C,Z的单质是Na,还原性Na>C,故A错误;B.电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:r(Y)
二、非选择题(本题包括2小题,共18分)
21.(10分)X、Y和Z均为短周期元素,原子序数依次增大,X的单质为密度最小的气体,Y原子最外层电子数是其周期数的三倍,Z与X原子最外层电子数相同。回答下列问题:
(1)X、Y和Z的元素符号分别为____________、____________、____________。
(2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有________、________。
(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是____________________________。此化合物在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为 __________________________;
此化合物还可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为
__________________________________。
【解析】(1)由“短周期”“依次增大”“密度最小的气体”“最外层电子数是周期数的三倍”“最外层电子数相同”这5个限定条件,推断出X、Y、Z元素分别是H、O、Na。(2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有NaOH、Na2O2;(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H2O2 ,H2O2在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为5H2O2+2Mn+6H+
2Mn2++8H2O+5O2↑,在碱性条件下将CN-氧化,离子方程式是H2O2+CN-+OH-C+NH3↑。
答案:(1)H O Na (2)NaOH Na2O2
(3)H2O2
5H2O2+2Mn+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑
H2O2+CN-+OH-C+NH3↑
22.(8分)(2019·天津高考节选)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置______ Mc的中子数为________。
已知:P(s,白磷)P(s,黑磷)
ΔH=-39.3 kJ·ml-1;
P(s,白磷)P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·ml-1;
由此推知,其中最稳定的磷单质是________。
(2)氮和磷氢化物性质的比较:
热稳定性:NH3________PH3(填“>”或“<”)。
沸点:N2H4________P2H4(填“>”或“<”),判断依据是____________。
【解析】(1)砷在第四周期ⅤA族Mc的中子数是288-115=173。白磷生成黑磷放出的能量多,黑磷能量比红磷的能量低,能量越低越稳定,最稳定的磷单质是黑磷。
(2)氮的非金属性大于磷的非金属性,热稳定性NH3大于PH3。沸点N2H4大于P2H4,因为N2H4分子间能形成氢键。
答案:(1)第四周期ⅤA族 173 黑磷 (2)> > N2H4分子间存在氢键
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族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
⑩
序号
实验方案
实验现象
①
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水,振荡,再注入少量四氯化碳,振荡后静置
液体分为两层,下层呈________色
②
向盛有少量碘化钾溶液的试管中滴加少量溴水,振荡,再注入少量四氯化碳,振荡后静置
液体分为两层,下层呈________色
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