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高中化学 2021届高考二轮精品专题四 物质结构 元素周期律 教师版
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这是一份高中化学 2021届高考二轮精品专题四 物质结构 元素周期律 教师版，共21页。试卷主要包含了了解元素、核素和同位素的含义，了解原子构成，了解原子核外电子排布规律，掌握元素周期律的实质等内容，欢迎下载使用。
专题 四
××
物质结构 元素周期律
命题趋势
1．了解元素、核素和同位素的含义。
2．了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
3．了解原子核外电子排布规律。
4．掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
5．以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
6．以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
7．了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
8．了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。
Ⅰ．客观题
(1)考查同位素相关概念的辨析以及原子中各微粒数目之间的关系。
(2)结合元素周期表考查元素性质的递变规律。
(3)结合化学用语考查原子结构、电子式和化学键。
Ⅱ．主观题
(1)位、构、性三者关系的相互推断，并融合元素及其化合物知识进行综合考查。
(2)渗透于化学基本原理综合题、化学工艺流程题等考查化学键、化合物类型的判断，以及电子式的书写等。
考点清单
一、元素周期表
1．元素周期表
元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律。
2．强化记忆元素周期表的结构
（1）周期：具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列成的横行叫周期。
周期序数=电子层数。
（2）族：最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序排成的纵行叫族（除8、9、10列）。长式元素周期表有18纵行，分为16个族。
主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。用族序数后加字母A表示。7个。
副族：完全由长周期元素构成的族。用族序数（罗马数字）后加字母B表示。7个。
第Ⅷ族：第8、9、10 纵行。
0族：第18列 稀有气体元素。
二、原子结构
1．突破原子组成的两大关系
（1）构成原子的微粒之间存在两个等量关系
原子的核电荷数=核内质子数=核外电子数；质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
（2）一个信息丰富的符号
2．辨析核素、同位素、同素异形体、同分异构体等概念
同位素
同素异形体
同分异构体
同系物
概念
质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素
同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体
分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物
对象
原子之间
单质之间
一般为有机化合物之间
有机物
化学
性质
几乎完全相同
相似，一定条件下可以相互转变
可能相似也可能不同
相似
实例
H、H、H
金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3
CH3COOH与HCOOCH3
如甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸
三、元素周期律
1. 主族元素的周期性变化规律
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
元素性质
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)
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
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强非
金属性逐渐减弱
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
2．正确理解元素的金属性和非金属性
（1）元素金属性、非金属性的强弱与元素原子失去或得到电子的难易程度有关，与失去或得到电子的数目无关。如Na在反应中易失去1个电子，Al在反应中易失去3个电子，但金属性：Na>Al。
（2）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸性或碱性的强弱来判断。
（3）不能认为失电子难的原子得电子能力一定强。例：He既难失电子，也难得电子。
四、化学键
1．物质中化学键的存在规律
(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。
(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。
2．用电子式表示化合物的形成过程
(1)离子化合物
①AB型 如：
②AB2型 如：
③A2B型 如：
(2)共价化合物 如：2H+―→HH
精题集训
（70分钟）
经典训练题
1．反应8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl的相关描述中正确的是（ ）
A．N2的电子式是
B．反应物和生成物的化学键类型相同
C．每生成11.2L N2，转移电子数为3NA
D．还原剂与还原产物的物质的量之比是1∶3
【答案】D
【解析】A．氮气的电子式为：；B．反应物氨气和氯气均只含有共价键，生成物NH4Cl中铵根和氯离子为离子键，故B错误；C．未指明温度和压强，无法确定11.2L N2的物质的量，无法确定转移电子数，故C错误；D．反应中NH3为还原剂，NH4Cl为还原产物，由方程式可知，当有8mol NH3参加反应，有2mol被氧化，生成6mol NH4Cl，则该反应中还原剂与还原产物的物质的量之比是1∶3，故D正确；故答案为D。
2．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，非金属元素Y的原子序数是Z原子的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是（ ）
A．简单离子半径：W>Z>X
B．X与W形成的二元化合物中可能含有共价键
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y
D．ZW−中W原子和Z原子最外层都满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】根据题目，W原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则W为O元素；X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na元素；非金属元素Y的原子序数是Z原子的最外层电子数的2倍，则Y为Si元素，Z为Cl元素。A．相同结构的离子，原子序数越大半径越小，因此离子半径：Cl−>O2−>Na+，A项错误；B．Na和O形成的二元化合物可能为Na2O2，Na2O2中含有非极性共价键，B项正确；C．非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故酸性大小为：HClO4>H2SiO3，C项正确；D．ClO−中O原子和Cl原子最外层均满足8电子稳定结构，D项正确；故答案选A。
3．下列有关化学用语表示正确的是（ ）
A．BaSO4的电离方程式：BaSO4Ba2++SO
B．次氯酸的电子式：
C．比例模型可以表示CO2或SiO2
D．离子结构示意图既可以表示35Cl−，也可以表示37Cl−
【答案】D
【解析】A．BaSO4是强电解质，电离方程式：BaSO4=Ba2++SO，A错误；B．次氯酸分子内，氧原子分别与氢原子、氯原子共用一对电子对，电子式：，B错误；C．比例模型可以表示CO2，因为二氧化碳是共价分子、SiO2不是共价分子、其晶体属于原子晶体，C错误；D．35Cl−与37Cl−的质子数、原子核外电子排布均相同，故离子结构示意图既可以表示35Cl−，也可以表示37Cl−，D正确；答案选D。
4．下列各组性质比较中，正确的是（ ）
①沸点：HF>HCl>HBr>HI
②离子还原性：S2−>Cl−>Br−>I−
③酸性：HClO4>HBrO4>HIO4
④金属性：K>Na>Mg>Al
⑤气态氢化物稳定性：HF>HCl>H2S
⑥半径：O2−>F−>Na+>Mg2+
A．①②③ B．③④⑤⑥ C．②③④ D．①⑥
【答案】B
【解析】①HF中含氢键，沸点最高，其它氢化物中相对分子质量大的沸点高，则沸点为HF＞HI＞HBr＞HCl，故①错误；②元素的非金属性Cl＞Br＞I＞S，对应离子还原性S2−＞I−＞Br−＞Cl−，故②错误；③非金属性Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，故③正确；④同主族从上到下，金属性增强：K＞Na，同周期，从左到右金属性减弱，即Na＞Mg＞Al，即金属性：K＞Na＞Mg＞Al，故④正确；⑤元素的非金属性F＞Cl＞S，气态氢化物稳定性HF＞HCl＞H2S，故⑤正确；⑥电子层越多，半径越大，电子层一样，核电荷数越多，半径越小，即O2−＞F−＞Na+＞Mg2+，故⑥正确；故答案为B。
【点评】微粒半径大小比较的常用规律：(1)同周期元素的微粒：同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)，如Na＞Mg＞Al＞Si，Na+＞Mg2+＞Al3+，S2−＞Cl−。(2)同主族元素的微粒：同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大，如Li＜Na＜K，Li+＜Na+＜K+。(3)电子层结构相同的微粒：电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2−＞F−＞Na+＞Mg2+＞Al3+。(4)同种元素形成的微粒：同种元素原子形成的微粒电子数越多，半径越大。如Fe3+＜Fe2+＜Fe，H+＜H＜H−。(5)电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较，如比较A13+与S2−的半径大小，可找出与Al3+电子数相同的O2−进行比较，Al3+＜O2−，且O2−＜S2−，故Al3+＜S2−。
5．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X、Y同主族，四种元素形成的一种用途广泛的单体结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：W＜X＜Y＜Z
B．常温下，X的氢化物为气体
C．Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
D．W既可形成简单阳离子又可形成简单阴离子
【答案】D
【解析】X与W之间的化学键为单键，因为若X与W之间为双键，则X周围共用电子对大于8，不符合，X、Y同族，都形成了4条共价键，Y的原子序数大于X，所以X为C、Y为Si，能形成一条共价键且小于C序数的是H，形成一条共价键且原子序数大于Si的是Cl。由上述分析可知，W为H，X为C，Y为Si，Z为Cl，A．H原子核外电子层数为1，C原子核外电子层数为2，Si、Cl原子核外电子层数为3，电子层数越多，原子半径越大，同周期原子，原子序数越大，半径越小，因此半径大小为：Si>Cl>C>H，故A错误；B．常温下CH4等为气态，随着C原子数逐渐增加，C的氢化物的状态逐渐由气态→液态→固态，故B错误；C．Si元素的最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3，属于弱酸，故C错误；D．H元素既可形成H+又可形成H−，故D正确；故答案为D。
高频易错题
1．下列说法正确的是（ ）
A．H与D，16O与18O互为同位素；H216O、D216O、H218O、D218O互为同素异形体；甲醇、乙二醇和丙三醇互为同系物
B．在SiO2晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键
C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF
D．由IA族和VIA族元素形成的原子个数比为1∶1、电子总数为38的化合物，可能是含有共价键的离子化合物
【答案】D
【解析】A．同素异形体是同种元素组成的不同单质，H216O、D216O、H218O、D218O均为化合物，不可能是同素异形体；甲醇、乙二醇和丙三醇均含有醇羟基，但分子结构中含有的羟基数目不等，结构不相似，三者不是同系物，故A错误；B．在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，故B错误；C．HI的相对分子质量大于HF，但HF分子间存在氢键，导致HF的沸点明显高于HI，故C错误；D．Na2O2是由IA族和VIA族元素形成的原子个数比为1∶1、电子总数为38的化合物，该离子化合物中含有离子键和共价键，故D正确；故答案为D。
2．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Z同周期且相邻，X、W同主族且与Y处于不同周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4。化合物WYZ2是一种工业盐，对人体危害很大。下列叙述正确的是（ ）
A．简单氢化物的沸点：Y
B．化合物WY3中只存在离子键
C．原子半径：W>Z>Y>X
D．X2Z与W2Z2发生的反应中，X2Z被氧化
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，X、W同主族且与Y处于不同周期，则X为H元素、W为Na元素；Y、Z同周期且相邻，且不与X、W不同周期，则二者均位于第二周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4，设Y的原子序数为x，则Z的原子序数为x+1，则=，解得：x=7，则Y为N元素、Z为O元素，化合物NaNO2是一种致癌物。上述分析可知，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素。A．常温下，水为液体，氨气为气体，则简单氢化物的沸点：Y
【点评】本题的易错点为D，要注意过氧化钠与水的反应中只有过氧化钠中的O元素的化合价发生变化。
3．下列变化中，只有共价键破坏的是（ ）
A．干冰遇热变CO2气体 B．HCl气体溶于水
C．NaCl晶体颗粒粉碎 D．NH4HCO3 加热分解
【答案】B
【解析】A．干冰遇热变CO2气体，破坏分子间作用力，A不选；B．HCl为共价化合物，溶于水发生电离，只有共价键破坏，B选；C．NaCl为离子化合物，晶体中只含有离子键，晶体颗粒粉碎属于物理变化，化学键不变，C不选；D．NH4HCO3既含有离子键又含有共价键，加热分解时离子键和有共价键都破坏，D不选；答案选B。
4．1919年英国物理学家卢瑟福用粒子(He)轰击核素X时发现了质子：He+X →Y+H，其中X、Y最外层电子数之和为11。下列说法错误的是（ ）
A．所得Y原子的质量数为17
B．原子半径：X＞Y
C．氢化物稳定性：X＜Y
D．氢、X、Y三种元素可组成离子化合物
【答案】C
【解析】由X、Y最外层电子数之和为11可知其最外层电子数分别为5和6，则X、Y可能是N、O或P、S，而X的质量数为14所以不可能是P，则X、Y分别为N、O。A．根据质量守恒可得14+4=A+1，解得A=17，A说法正确；B．X、Y分别为N、O，同周期原子序数越大，半径越小，B说法正确；C．未强调简单氢化物，C说法错误；D．氢、X、Y三种元素可组成NH4NO3，为离子化合物，D说法正确；答案为C。
5．某种化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，X的原子半径是元素周期表中最小的。下列叙述正确的是（ ）
A．WX的水溶液呈中性
B．元素非金属性的顺序为Y>Z>Q
C．Z的最高价氧化物对应的水化物是一元强酸
D．该化合物中与Y单键相连的Q不满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】由图分析，X只能成一个共价键，又X的原子半径是元素周期表中最小的，故X为H，W为五种短周期元素中原子序数最大的，且可形成+1价的离子，应为Na，Y可成四个键，Y为C，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，Q为O，Z为N。A．WX为NaH，溶于水会得到NaOH溶液，显碱性，A错误；B．同周期元素从左到右主族元素原子非金属性依次增强，则元素的非金属性Q>Z>Y，B错误；C．Z的最高价氧化物对应水化物为硝酸，是一元强酸，C正确；D．该化合物中与Y单键相连的Q，与Y共用一对电子，并得到了W失去的一个电子，满足8电子稳定结构，D错误；故答案选C。
精准预测题
1．北京大学雷晓光教授在2019年被遴选为“青年化学家元素周期表”氮元素的代言人。下列与氮元素有关的说法正确的是（ ）
A．1mol氨基(—NH2)中的电子数为9NA
B．NH3的热稳定性比HF的强
C．14N与14C互为同位素
D．N2的电子式为
【答案】A
【解析】A．N的电子数为7，H的电子数为1，所以1mol氨基(—NH2)中的电子数为9NA，A项正确；B．非金属性F>N，气态氢化物的稳定性HF>NH3，B项错误；C．同位素指质子数相同中子数不同的核素，C与N质子数不同，不是同位素，C项错误；D．N2的电子式为，D项错误；故选A。
2．下列说法正确的是（ ）
A．H2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大
B．SiO2和晶体硅都是共价化合物，都是原子晶体
C．NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同
D．NaHSO4加热融化时破坏了该物质中的离子键和共价键
【答案】C
【解析】A．H2O、H2Se、H2S的分子间作用力依次减小，因为H2O分子间含有氢键，而其它的两种物质不含氢键，故A错误；B．SiO2和晶体硅都是原子晶体，但晶体硅是单质，不是共价化合物，故B错误；C．NaOH和K2SO4均由离子键、极性键构成，均属于离子晶体，故C正确；D．NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子，破坏了离子键，故D错误；故选：C。
3．下列化学用语表述正确的是（ ）
A．核内质子数为117、中子数为174的核素Ts可表示为：117174Ts
B．氯离子的结构示意图：
C．COCl2的结构式为：
D．CaO2的电子式为：
【答案】C
【解析】A．核内质子数为117、中子数为174的核素Ts应表示为：117291Ts；B．氯离子的结构示意图为；C．COCl2的结构式为：；D．CaO2的电子式为：。综上本题选C。
4．解释下列物质性质的变化规律与物质结构的因果关系时，与化学键强弱无关的变化规律是（ ）
A．与硅相比，金刚石的硬度大，其熔、沸点也高
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C．钠、镁、铝的熔、沸点逐渐升高
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
【答案】D
【解析】A．原子晶体中，共价键越短，硬度、熔沸点越大，则金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与共价键有关，故A有关；B．非金属性F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对应的氢化物越稳定，与键能有关，故B有关；C．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关，故C有关；D．分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，则F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，与化学键强弱无关，故D无关；故答案为D。
5．下列事实能说明元素的金属性或者非金属性相对强弱的是（ ）
序号
事实
结论
A
H2SO3的酸性强于H2CO3
非金属性：S＞C
B
2HI(g)H2(g)+I2(g)，2HBr(g)H2(g)+Br2(g)
非金属性：Br＞I
C
用钠单质可以从熔融的氯化钾中制得钾单质
金属性：K＞Na
D
铁不溶于过量的冷浓硝酸，而锌溶于过量的冷浓硝酸
金属性：Zn＞Fe
【答案】B
【解析】A．虽然H2SO3的酸性强于H2CO3，但H2SO3不是S元素的最高价氧化物对应的水化物，不能据此判断S和C元素的非金属性强弱，故A错误；B．元素的非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，由碘化氢和溴化氢的分解反应发生的条件可以看出，溴的气态氢化物的稳定性强于碘的气态氢化物，所以溴的非金属性强于碘，故B正确；C．由于钠单质的沸点高于钾单质，所以可用钠单质从熔融的氯化钾中制得钾单质，不能说明钾的金属性强于钠，故C错误；D．铁在冷的浓硝酸中钝化，不能说明锌的金属性强于铁，故D错误；答案选B。
6．七种第三周期元素，其浓度均为0.01mol·L−1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．气态氢化物的稳定性：N>R
B．元素Y和R形成的化合物既含离子键又含共价键
C．Z的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．X和M两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7
【答案】D
【解析】元素的金属性越强，其对应最高价氧化物的水化物碱性越强，则该溶液的pH越大，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强则该溶液的pH越小，根据图象知，从R到X，最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强、酸性逐渐减弱，其中硫酸为二元强酸，高氯酸为一元强酸，则硫酸的pH小于高氯酸，所以X、Y、Z、M、N、R、W分别为Na、Mg、Al、Si、P、Cl、S元素。A．同周期元素，原子半径越大，非金属性越弱，所以气态氢化物的稳定性：N7，故D正确。
【点评】本题考查了同一周期元素性质递变规律，明确元素最高价氧化物的水化物酸碱性是解本题关键，再结合化合物的构成、性质来分析解答，题目难度中等。
7．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是（ ）
A．元素X与氢形成原子个数比为1∶1的化合物有多种
B．Z的原子半径比Y的原子半径大
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2，且各微粒均满足8电子的稳定结构
【答案】B
【解析】X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，是C元素，Y是地壳中含量最丰富的金属元素，为Al元素。Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，是短周期元素，且W、X、Y和Z的原子序数依次增大，Z为S元素，W是制备一种高效电池的重要材料，是Li元素。A．元素X为C元素，与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物有C2H2，C6H6等多种，故A正确；B．Y为Al元素，Z为S元素，位于同周期，同周期元素随核电荷数增大原子半径逐渐减小，S的原子半径比Al的原子半径小，故B错误；C．Y为Al元素，金属Al与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，故C正确；D．X为C元素，Z为S元素，二者形成的共价化合物XZ2为CS2，电子式为：，且各微粒均满足8电子的稳定结构，故D正确；答案选B。
8．氮化镓(GaN)是第三代半导体核心材料，镓(Ga)与铝位于同一主族，微量分散于铝土矿中，其熔点为29.8℃，沸点为2403℃。下列说法不正确的是（ ）
A．室温下合成氮化镓的普遍方法为：2Ga+N2=2GaN
B．Ga2O3具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应
C．从铝土矿提取Al的废液中电解提取Ga，阴极反应为：Ga(OH)+3e−=Ga+4OH−
D．由于液态镓的宽温度范围，故Ga可以用于制作高温温度计的材料
【答案】A
【解析】A．由题干信息可知，镓(Ga)与铝位于同一主族，N2的化学性质很稳定，故在室温下很难用Ga和N2合成氮化镓，合成氮化镓的普遍方法为利用镓与NH3在1000℃高温下合成，A不正确；B．由题干信息可知，镓(Ga)与铝位于同一主族，Al2O3具有两性，故Ga2O3具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应，B正确；C．由题干信息可知，镓(Ga)与铝位于同一主族，微量分散于铝土矿中，故从铝土矿提取Al的废液中含有Ga的化合物Ga(OH)，故从中电解提取Ga，阴极反应为：Ga(OH)+3e−=Ga+4OH−，C正确；D．由题干信息可知，Ga的熔点为29.8℃，沸点为2403℃，故液态镓的宽温度范围，Ga可以用于制作高温温度计的材料，D正确；故答案为：A。
9．化合物甲是一种常见无机物，其结构如下图所示（图中的“—”为单键或双键），其中W、X、Y、Z为元素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次增大，W和Y、X和Z分别为同主族元素，其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．W分别与X、Z形成的简单分子均为10电子微粒
B．X、Y形成的离子化合物只含离子键
C．X、Y、Z三种元素的简单离子半径大小顺序为Z>X>Y
D．等物质的量Y和Z的最高价氧化物对应的水化物反应生成甲
【答案】C
【解析】由化合物甲中X能形成2个共价键可知，X为O元素、W为H元素，由W、X、Y、Z为元素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次增大，W和Y、X和Z分别为同主族元素可知，Y为Na元素、Z为S元素，H、O、Na、S四种元素原子的最外层电子数之和为14。A．硫元素位于第三周期，硫化氢分子中含有的电子数为18，故A错误；B．氧元素和钠元素形成的过氧化钠为离子化合物，化合物中含有离子键和共价键，故B错误；C．同主族元素，从上到下离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则X、Y、Z三种元素的简单离子半径大小顺序为Z>X>Y，故C正确；D．化合物甲为亚硫酸氢钠，硫元素为+4价，而硫酸氢钠中硫元素化合价为+6价；氢氧化钠与硫酸等物质的量反应生成硫酸氢钠，不能生成亚硫酸氢钠，故D错误；故选C。
10．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/nm
0.186
0.074
0.099
0.143
主要化
合价
－4，+4
－2
－1，+7
+3
其他
阳离子核外无电子
无机非金属材料的主角
焰色反应呈黄色
（1）R在元素周期表中的位置是________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为______。
（2）Z的单质与水反应的化学方程式为_____________。
（3）Y与R相比，非金属性较强的是___________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是________(填字母)。
A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
B．稳定性：XR>YX4
C．Y与R形成的化合物中Y呈正价
（4）根据表中数据推测，Y的原子半径(用r表示)的最小范围是_____。
（5）甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物的水化物，且甲+乙→丙+水。若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式为___________。
【答案】（1）第三周期第ⅦA族 同位素
（2）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
（3） Cl BC
（4） 0.099nm
（5） NaAlO2或Na2SiO3
【解析】X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，X阳离子核外无电子，则X为H元素；Y的化合价主要为-4，+4，是无机非金属材料的主角，则Y为Si元素；Z焰色反应呈黄色，则Z为Na元素；R的主要化合价为-1，+7，则R为Cl元素；Q主要化合价为+3价，原子半径Na＞Q＞Cl，则Q为Al元素；M的主要化合价为-2价，为第ⅥA族元素，原子半径M＜Cl，则M为O元素，然后利用元素的单质及其化合物的性质来解答。（1）R为Cl元素，核外有17个电子，核外电子排布为2、8、7，所以Cl元素处于第三周期ⅦA族；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，中子数不同，二者互为同位素，故答案为：第三周期ⅦA族；同位素；（2）Z为Na元素，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故答案为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；（3）Y为Si元素，R为Cl元素．同周期自左而右，非金属性减弱，所以非金属性Si＜Cl；A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态，状态不能说明元素的非金属性强弱，故a错误；B．非金属越强，氢化物越稳定，稳定性XR＞YX4，说明X的非金属性强，故b正确；C．Y与R形成的化合物中Y呈正价，说明X吸引电子能力强，X的非金属性强，故c正确．故答案为：Cl；BC；（4）Y为Si元素，同周期自左而右，原子半径减小，所以原子半径Al＞Si＞Cl，即大于0.099nm小于0.143nm，故答案为：0.099nm
【点评】解决本类题目要认真分析题目所给信息，找到突破口，对学习过程中一些具体特殊性质的物质要有清楚的认识；同位素是指同种元素的不同核素，同素异形体是指同种元素形成的不同单质。
11．A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素。A的一种常见的气态氢化物X溶于水呈碱性；B原子最外层电子数是其内层电子数的三倍；C的单质与下一周期同族元素的单质形成的液态合金是原子反应堆的导热剂；D的单质在空气中燃烧产生能导致酸雨的刺激性气体Y。
(1)B、C、D三种元素的原子半径由大到小的顺序为_______(填元素符号)。
(2)A的另一种氢化物A2H4和过氧化氢为航天飞船动力源，已知1g液态A2H4和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.0kJ的热量，请写出其热化学方程式：_______。
(3)设计实验比较元素E和D的非金属性强弱：_______。
(4)B、C与E形成的一种化合物Z常用作家庭消毒剂，该化合物的电子式为_______，将少量CO2通入Z溶液的离子方程式为_______。(已知：室温下H2CO3的电离常数K2=4.7×10−11，HClO的电离常数K=2.95×10−8)。
(5)Y通入足量的BaCl2和HNO3的混合溶液时生成白色沉淀和一种无色气体，有关反应的离子方程式为_______。
【答案】（1）Na＞S＞O
（2） N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=－640kJ∙mol−1
（3） 取少量Na2S溶液于试管中滴加少量新制氯水，产生黄色沉淀
（4） CO2+ClO－+H2O=
（5） 3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=2NO↑+3BaSO4↓+4H+
【解析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素。A的一种常见的气态氢化物X溶于水呈碱性，则A为N，B原子最外层电子数是其内层电子数的三倍，则B为O，C的单质与下一周期同族元素的单质形成的液态合金是原子反应堆的导热剂，则为Na−K合金，则C为Na，D的单质在空气中燃烧产生能导致酸雨的刺激性气体Y，则D为S，Y为SO2，都是短周期元素，则E为Cl。(1)根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，因此B、C、D三种元素的原子半径由大到小的顺序为Na＞S＞O；故答案为：Na＞S＞O。(2)1g N2H4放热为20.0kJ，则有1mol N2H4放热量为，其热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=
N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ∙mol−1；故答案为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ∙mol−1。(3)利用Cl2氧化S−生成S和Cl−，即取少量Na2S溶液于试管中滴加少量新制氯水，产生黄色沉淀；故答案为：取少量Na2S溶液于试管中滴加少量新制氯水，产生黄色沉淀。(4)B、C与E形成的一种化合物Z常用作家庭消毒剂即NaClO，该化合物的电子式为，根据H2CO3的电离常数K2小于HClO的电离常数K，说明酸性：HClO＞HCO，将少量CO2通入NaClO溶液反应生成NaHCO3和HClO，其离子方程式为CO2+ClO−+H2O=；故答案：；CO2+ClO－+H2O=。(5)SO2通入足量的BaCl2和HNO3的混合溶液时生成白色沉淀和一种无色气体，即生成BaSO4沉淀，根据得失电子守恒，生成的气体为NO，其离子方程式为3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=2NO↑+3BaSO4↓+4H+；故答案为：3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=2NO↑+3BaSO4↓+4H+。
12．R、W、X、Y、M是原子序数依次增大的五种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子。W与X可形成两种稳定的化合物：WX和WX2。工业革命以来，人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气，导致地球表面平均温度升高。Y与X是同一主族的元素，且在元素周期表中与X相邻。
(1)W的原子结构示意图是_______。
(2)WX2的电子式是_______。
(3)R2X、R2Y中，稳定性较高的是_______(填化学式)，沸点较高的是_______(填化学式)。
(4)Se与Y是同一主族的元素，且在元素周期表中与Y相邻。
①根据元素周期律，下列推断正确的是_______(填字母序号)。
a．Se的最高正化合价为+7价
b．H2Se的还原性比H2Y强
c．H2SeO4的酸性比H2YO4强
d．SeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应
②室温下向SeO2固体表面吹入NH3，可得到两种单质和H2O，该反应的化学方程式为_______。
(5)科研人员从矿石中分离出一种氧化物，化学式可表示为A2O3。为确定A元素的种类，进行了一系列实验，结果如下：
①A的相对原子质量介于K和Rb(铷)之间；
②0.01mol A2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到A的简单氢化物，反应完全时，被A2O3氧化的Zn为0.06mol；综合以上信息推断，A可能位于元素周期表第_______族。
【答案】（1）
（2）
（3） H2O H2O
（4） bd 3SeO2+4NH3=2N2+3Se+6H2O
（5） VA
【解析】R、W、X、Y、M是原子序数依次增大的五种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子，则R为H，W与X可形成两种稳定的化合物：WX和WX2。工业革命以来，人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气，导致地球表面平均温度升高，则W为C，X为O，Y与X是同一主族的元素，且在元素周期表中与M相邻，则Y为S，M为Cl。(1)W为碳元素，其原子结构示意图是；故答案为：。(2)WX2是CO2，其电子式是；故答案为：。(3)根据同主族从上到下非金属性之间减弱，氢化物稳定性越来弱，因此H2O、H2S两者中稳定性较高的是H2O，由于水存在分子间氢键，因此沸点较高的是H2O；故答案为：H2O；H2O。(4)①a．S是第VIA族元素，因此Se的最高正化合价为+6价，故a错误；b．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，氢化物的还原性逐渐增强，因此H2Se的还原性比H2S强，故b正确；c．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性逐渐减弱，因此H2SeO4的酸性比H2SO4弱，故c错误；d．SeO2与SO2都酸性氧化物，因此SeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应，故d正确；综上所述，答案为：bd。②室温下向SeO2固体表面吹入NH3，可得到两种单质和H2O，根据化合价升降得到单质为Se和N2，因此反应的化学方程式为3SeO2+4NH3=2N2+3Se+6H2O；故答案为：3SeO2+4NH3=2N2+3Se+6H2O。(5)0.01mol A2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到A的简单氢化物，反应完全时，被A2O3氧化的Zn为0.06mol，因此n(A2O3)∶n(Zn)=1∶6，根据得失电子守恒，0.06mol Zn失去0.12mol电子，则0.01mol A2O3得到0.12mol电子，即每个A化合价降低6个价态，因此A的氢化物的化合价为-3价，则A最高价为+5价，因此A可能位于元素周期表第VA族；故答案为：VA。
专题 四
××
物质结构 元素周期律
命题趋势
1．了解元素、核素和同位素的含义。
2．了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
3．了解原子核外电子排布规律。
4．掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
5．以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
6．以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
7．了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
8．了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。
Ⅰ．客观题
(1)考查同位素相关概念的辨析以及原子中各微粒数目之间的关系。
(2)结合元素周期表考查元素性质的递变规律。
(3)结合化学用语考查原子结构、电子式和化学键。
Ⅱ．主观题
(1)位、构、性三者关系的相互推断，并融合元素及其化合物知识进行综合考查。
(2)渗透于化学基本原理综合题、化学工艺流程题等考查化学键、化合物类型的判断，以及电子式的书写等。
考点清单
一、元素周期表
1．元素周期表
元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律。
2．强化记忆元素周期表的结构
（1）周期：具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列成的横行叫周期。
周期序数=电子层数。
（2）族：最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序排成的纵行叫族（除8、9、10列）。长式元素周期表有18纵行，分为16个族。
主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。用族序数后加字母A表示。7个。
副族：完全由长周期元素构成的族。用族序数（罗马数字）后加字母B表示。7个。
第Ⅷ族：第8、9、10 纵行。
0族：第18列 稀有气体元素。
二、原子结构
1．突破原子组成的两大关系
（1）构成原子的微粒之间存在两个等量关系
原子的核电荷数=核内质子数=核外电子数；质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
（2）一个信息丰富的符号
2．辨析核素、同位素、同素异形体、同分异构体等概念
同位素
同素异形体
同分异构体
同系物
概念
质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素
同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体
分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物
对象
原子之间
单质之间
一般为有机化合物之间
有机物
化学
性质
几乎完全相同
相似，一定条件下可以相互转变
可能相似也可能不同
相似
实例
H、H、H
金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3
CH3COOH与HCOOCH3
如甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸
三、元素周期律
1. 主族元素的周期性变化规律
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
元素性质
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)
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
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强非
金属性逐渐减弱
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
2．正确理解元素的金属性和非金属性
（1）元素金属性、非金属性的强弱与元素原子失去或得到电子的难易程度有关，与失去或得到电子的数目无关。如Na在反应中易失去1个电子，Al在反应中易失去3个电子，但金属性：Na>Al。
（2）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸性或碱性的强弱来判断。
（3）不能认为失电子难的原子得电子能力一定强。例：He既难失电子，也难得电子。
四、化学键
1．物质中化学键的存在规律
(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。
(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。
2．用电子式表示化合物的形成过程
(1)离子化合物
①AB型 如：
②AB2型 如：
③A2B型 如：
(2)共价化合物 如：2H+―→HH
精题集训
（70分钟）
经典训练题
1．反应8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl的相关描述中正确的是（ ）
A．N2的电子式是
B．反应物和生成物的化学键类型相同
C．每生成11.2L N2，转移电子数为3NA
D．还原剂与还原产物的物质的量之比是1∶3
【答案】D
【解析】A．氮气的电子式为：；B．反应物氨气和氯气均只含有共价键，生成物NH4Cl中铵根和氯离子为离子键，故B错误；C．未指明温度和压强，无法确定11.2L N2的物质的量，无法确定转移电子数，故C错误；D．反应中NH3为还原剂，NH4Cl为还原产物，由方程式可知，当有8mol NH3参加反应，有2mol被氧化，生成6mol NH4Cl，则该反应中还原剂与还原产物的物质的量之比是1∶3，故D正确；故答案为D。
2．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，非金属元素Y的原子序数是Z原子的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是（ ）
A．简单离子半径：W>Z>X
B．X与W形成的二元化合物中可能含有共价键
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y
D．ZW−中W原子和Z原子最外层都满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】根据题目，W原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则W为O元素；X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na元素；非金属元素Y的原子序数是Z原子的最外层电子数的2倍，则Y为Si元素，Z为Cl元素。A．相同结构的离子，原子序数越大半径越小，因此离子半径：Cl−>O2−>Na+，A项错误；B．Na和O形成的二元化合物可能为Na2O2，Na2O2中含有非极性共价键，B项正确；C．非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故酸性大小为：HClO4>H2SiO3，C项正确；D．ClO−中O原子和Cl原子最外层均满足8电子稳定结构，D项正确；故答案选A。
3．下列有关化学用语表示正确的是（ ）
A．BaSO4的电离方程式：BaSO4Ba2++SO
B．次氯酸的电子式：
C．比例模型可以表示CO2或SiO2
D．离子结构示意图既可以表示35Cl−，也可以表示37Cl−
【答案】D
【解析】A．BaSO4是强电解质，电离方程式：BaSO4=Ba2++SO，A错误；B．次氯酸分子内，氧原子分别与氢原子、氯原子共用一对电子对，电子式：，B错误；C．比例模型可以表示CO2，因为二氧化碳是共价分子、SiO2不是共价分子、其晶体属于原子晶体，C错误；D．35Cl−与37Cl−的质子数、原子核外电子排布均相同，故离子结构示意图既可以表示35Cl−，也可以表示37Cl−，D正确；答案选D。
4．下列各组性质比较中，正确的是（ ）
①沸点：HF>HCl>HBr>HI
②离子还原性：S2−>Cl−>Br−>I−
③酸性：HClO4>HBrO4>HIO4
④金属性：K>Na>Mg>Al
⑤气态氢化物稳定性：HF>HCl>H2S
⑥半径：O2−>F−>Na+>Mg2+
A．①②③ B．③④⑤⑥ C．②③④ D．①⑥
【答案】B
【解析】①HF中含氢键，沸点最高，其它氢化物中相对分子质量大的沸点高，则沸点为HF＞HI＞HBr＞HCl，故①错误；②元素的非金属性Cl＞Br＞I＞S，对应离子还原性S2−＞I−＞Br−＞Cl−，故②错误；③非金属性Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，故③正确；④同主族从上到下，金属性增强：K＞Na，同周期，从左到右金属性减弱，即Na＞Mg＞Al，即金属性：K＞Na＞Mg＞Al，故④正确；⑤元素的非金属性F＞Cl＞S，气态氢化物稳定性HF＞HCl＞H2S，故⑤正确；⑥电子层越多，半径越大，电子层一样，核电荷数越多，半径越小，即O2−＞F−＞Na+＞Mg2+，故⑥正确；故答案为B。
【点评】微粒半径大小比较的常用规律：(1)同周期元素的微粒：同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)，如Na＞Mg＞Al＞Si，Na+＞Mg2+＞Al3+，S2−＞Cl−。(2)同主族元素的微粒：同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大，如Li＜Na＜K，Li+＜Na+＜K+。(3)电子层结构相同的微粒：电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2−＞F−＞Na+＞Mg2+＞Al3+。(4)同种元素形成的微粒：同种元素原子形成的微粒电子数越多，半径越大。如Fe3+＜Fe2+＜Fe，H+＜H＜H−。(5)电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较，如比较A13+与S2−的半径大小，可找出与Al3+电子数相同的O2−进行比较，Al3+＜O2−，且O2−＜S2−，故Al3+＜S2−。
5．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X、Y同主族，四种元素形成的一种用途广泛的单体结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：W＜X＜Y＜Z
B．常温下，X的氢化物为气体
C．Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
D．W既可形成简单阳离子又可形成简单阴离子
【答案】D
【解析】X与W之间的化学键为单键，因为若X与W之间为双键，则X周围共用电子对大于8，不符合，X、Y同族，都形成了4条共价键，Y的原子序数大于X，所以X为C、Y为Si，能形成一条共价键且小于C序数的是H，形成一条共价键且原子序数大于Si的是Cl。由上述分析可知，W为H，X为C，Y为Si，Z为Cl，A．H原子核外电子层数为1，C原子核外电子层数为2，Si、Cl原子核外电子层数为3，电子层数越多，原子半径越大，同周期原子，原子序数越大，半径越小，因此半径大小为：Si>Cl>C>H，故A错误；B．常温下CH4等为气态，随着C原子数逐渐增加，C的氢化物的状态逐渐由气态→液态→固态，故B错误；C．Si元素的最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3，属于弱酸，故C错误；D．H元素既可形成H+又可形成H−，故D正确；故答案为D。
高频易错题
1．下列说法正确的是（ ）
A．H与D，16O与18O互为同位素；H216O、D216O、H218O、D218O互为同素异形体；甲醇、乙二醇和丙三醇互为同系物
B．在SiO2晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键
C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF
D．由IA族和VIA族元素形成的原子个数比为1∶1、电子总数为38的化合物，可能是含有共价键的离子化合物
【答案】D
【解析】A．同素异形体是同种元素组成的不同单质，H216O、D216O、H218O、D218O均为化合物，不可能是同素异形体；甲醇、乙二醇和丙三醇均含有醇羟基，但分子结构中含有的羟基数目不等，结构不相似，三者不是同系物，故A错误；B．在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，故B错误；C．HI的相对分子质量大于HF，但HF分子间存在氢键，导致HF的沸点明显高于HI，故C错误；D．Na2O2是由IA族和VIA族元素形成的原子个数比为1∶1、电子总数为38的化合物，该离子化合物中含有离子键和共价键，故D正确；故答案为D。
2．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Z同周期且相邻，X、W同主族且与Y处于不同周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4。化合物WYZ2是一种工业盐，对人体危害很大。下列叙述正确的是（ ）
A．简单氢化物的沸点：Y
C．原子半径：W>Z>Y>X
D．X2Z与W2Z2发生的反应中，X2Z被氧化
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，X、W同主族且与Y处于不同周期，则X为H元素、W为Na元素；Y、Z同周期且相邻，且不与X、W不同周期，则二者均位于第二周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4，设Y的原子序数为x，则Z的原子序数为x+1，则=，解得：x=7，则Y为N元素、Z为O元素，化合物NaNO2是一种致癌物。上述分析可知，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素。A．常温下，水为液体，氨气为气体，则简单氢化物的沸点：Y
3．下列变化中，只有共价键破坏的是（ ）
A．干冰遇热变CO2气体 B．HCl气体溶于水
C．NaCl晶体颗粒粉碎 D．NH4HCO3 加热分解
【答案】B
【解析】A．干冰遇热变CO2气体，破坏分子间作用力，A不选；B．HCl为共价化合物，溶于水发生电离，只有共价键破坏，B选；C．NaCl为离子化合物，晶体中只含有离子键，晶体颗粒粉碎属于物理变化，化学键不变，C不选；D．NH4HCO3既含有离子键又含有共价键，加热分解时离子键和有共价键都破坏，D不选；答案选B。
4．1919年英国物理学家卢瑟福用粒子(He)轰击核素X时发现了质子：He+X →Y+H，其中X、Y最外层电子数之和为11。下列说法错误的是（ ）
A．所得Y原子的质量数为17
B．原子半径：X＞Y
C．氢化物稳定性：X＜Y
D．氢、X、Y三种元素可组成离子化合物
【答案】C
【解析】由X、Y最外层电子数之和为11可知其最外层电子数分别为5和6，则X、Y可能是N、O或P、S，而X的质量数为14所以不可能是P，则X、Y分别为N、O。A．根据质量守恒可得14+4=A+1，解得A=17，A说法正确；B．X、Y分别为N、O，同周期原子序数越大，半径越小，B说法正确；C．未强调简单氢化物，C说法错误；D．氢、X、Y三种元素可组成NH4NO3，为离子化合物，D说法正确；答案为C。
5．某种化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，X的原子半径是元素周期表中最小的。下列叙述正确的是（ ）
A．WX的水溶液呈中性
B．元素非金属性的顺序为Y>Z>Q
C．Z的最高价氧化物对应的水化物是一元强酸
D．该化合物中与Y单键相连的Q不满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】由图分析，X只能成一个共价键，又X的原子半径是元素周期表中最小的，故X为H，W为五种短周期元素中原子序数最大的，且可形成+1价的离子，应为Na，Y可成四个键，Y为C，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，Q为O，Z为N。A．WX为NaH，溶于水会得到NaOH溶液，显碱性，A错误；B．同周期元素从左到右主族元素原子非金属性依次增强，则元素的非金属性Q>Z>Y，B错误；C．Z的最高价氧化物对应水化物为硝酸，是一元强酸，C正确；D．该化合物中与Y单键相连的Q，与Y共用一对电子，并得到了W失去的一个电子，满足8电子稳定结构，D错误；故答案选C。
精准预测题
1．北京大学雷晓光教授在2019年被遴选为“青年化学家元素周期表”氮元素的代言人。下列与氮元素有关的说法正确的是（ ）
A．1mol氨基(—NH2)中的电子数为9NA
B．NH3的热稳定性比HF的强
C．14N与14C互为同位素
D．N2的电子式为
【答案】A
【解析】A．N的电子数为7，H的电子数为1，所以1mol氨基(—NH2)中的电子数为9NA，A项正确；B．非金属性F>N，气态氢化物的稳定性HF>NH3，B项错误；C．同位素指质子数相同中子数不同的核素，C与N质子数不同，不是同位素，C项错误；D．N2的电子式为，D项错误；故选A。
2．下列说法正确的是（ ）
A．H2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大
B．SiO2和晶体硅都是共价化合物，都是原子晶体
C．NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同
D．NaHSO4加热融化时破坏了该物质中的离子键和共价键
【答案】C
【解析】A．H2O、H2Se、H2S的分子间作用力依次减小，因为H2O分子间含有氢键，而其它的两种物质不含氢键，故A错误；B．SiO2和晶体硅都是原子晶体，但晶体硅是单质，不是共价化合物，故B错误；C．NaOH和K2SO4均由离子键、极性键构成，均属于离子晶体，故C正确；D．NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子，破坏了离子键，故D错误；故选：C。
3．下列化学用语表述正确的是（ ）
A．核内质子数为117、中子数为174的核素Ts可表示为：117174Ts
B．氯离子的结构示意图：
C．COCl2的结构式为：
D．CaO2的电子式为：
【答案】C
【解析】A．核内质子数为117、中子数为174的核素Ts应表示为：117291Ts；B．氯离子的结构示意图为；C．COCl2的结构式为：；D．CaO2的电子式为：。综上本题选C。
4．解释下列物质性质的变化规律与物质结构的因果关系时，与化学键强弱无关的变化规律是（ ）
A．与硅相比，金刚石的硬度大，其熔、沸点也高
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C．钠、镁、铝的熔、沸点逐渐升高
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
【答案】D
【解析】A．原子晶体中，共价键越短，硬度、熔沸点越大，则金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与共价键有关，故A有关；B．非金属性F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对应的氢化物越稳定，与键能有关，故B有关；C．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关，故C有关；D．分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，则F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，与化学键强弱无关，故D无关；故答案为D。
5．下列事实能说明元素的金属性或者非金属性相对强弱的是（ ）
序号
事实
结论
A
H2SO3的酸性强于H2CO3
非金属性：S＞C
B
2HI(g)H2(g)+I2(g)，2HBr(g)H2(g)+Br2(g)
非金属性：Br＞I
C
用钠单质可以从熔融的氯化钾中制得钾单质
金属性：K＞Na
D
铁不溶于过量的冷浓硝酸，而锌溶于过量的冷浓硝酸
金属性：Zn＞Fe
【答案】B
【解析】A．虽然H2SO3的酸性强于H2CO3，但H2SO3不是S元素的最高价氧化物对应的水化物，不能据此判断S和C元素的非金属性强弱，故A错误；B．元素的非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，由碘化氢和溴化氢的分解反应发生的条件可以看出，溴的气态氢化物的稳定性强于碘的气态氢化物，所以溴的非金属性强于碘，故B正确；C．由于钠单质的沸点高于钾单质，所以可用钠单质从熔融的氯化钾中制得钾单质，不能说明钾的金属性强于钠，故C错误；D．铁在冷的浓硝酸中钝化，不能说明锌的金属性强于铁，故D错误；答案选B。
6．七种第三周期元素，其浓度均为0.01mol·L−1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．气态氢化物的稳定性：N>R
B．元素Y和R形成的化合物既含离子键又含共价键
C．Z的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．X和M两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7
【答案】D
【解析】元素的金属性越强，其对应最高价氧化物的水化物碱性越强，则该溶液的pH越大，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强则该溶液的pH越小，根据图象知，从R到X，最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强、酸性逐渐减弱，其中硫酸为二元强酸，高氯酸为一元强酸，则硫酸的pH小于高氯酸，所以X、Y、Z、M、N、R、W分别为Na、Mg、Al、Si、P、Cl、S元素。A．同周期元素，原子半径越大，非金属性越弱，所以气态氢化物的稳定性：N
【点评】本题考查了同一周期元素性质递变规律，明确元素最高价氧化物的水化物酸碱性是解本题关键，再结合化合物的构成、性质来分析解答，题目难度中等。
7．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是（ ）
A．元素X与氢形成原子个数比为1∶1的化合物有多种
B．Z的原子半径比Y的原子半径大
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2，且各微粒均满足8电子的稳定结构
【答案】B
【解析】X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，是C元素，Y是地壳中含量最丰富的金属元素，为Al元素。Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，是短周期元素，且W、X、Y和Z的原子序数依次增大，Z为S元素，W是制备一种高效电池的重要材料，是Li元素。A．元素X为C元素，与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物有C2H2，C6H6等多种，故A正确；B．Y为Al元素，Z为S元素，位于同周期，同周期元素随核电荷数增大原子半径逐渐减小，S的原子半径比Al的原子半径小，故B错误；C．Y为Al元素，金属Al与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，故C正确；D．X为C元素，Z为S元素，二者形成的共价化合物XZ2为CS2，电子式为：，且各微粒均满足8电子的稳定结构，故D正确；答案选B。
8．氮化镓(GaN)是第三代半导体核心材料，镓(Ga)与铝位于同一主族，微量分散于铝土矿中，其熔点为29.8℃，沸点为2403℃。下列说法不正确的是（ ）
A．室温下合成氮化镓的普遍方法为：2Ga+N2=2GaN
B．Ga2O3具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应
C．从铝土矿提取Al的废液中电解提取Ga，阴极反应为：Ga(OH)+3e−=Ga+4OH−
D．由于液态镓的宽温度范围，故Ga可以用于制作高温温度计的材料
【答案】A
【解析】A．由题干信息可知，镓(Ga)与铝位于同一主族，N2的化学性质很稳定，故在室温下很难用Ga和N2合成氮化镓，合成氮化镓的普遍方法为利用镓与NH3在1000℃高温下合成，A不正确；B．由题干信息可知，镓(Ga)与铝位于同一主族，Al2O3具有两性，故Ga2O3具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应，B正确；C．由题干信息可知，镓(Ga)与铝位于同一主族，微量分散于铝土矿中，故从铝土矿提取Al的废液中含有Ga的化合物Ga(OH)，故从中电解提取Ga，阴极反应为：Ga(OH)+3e−=Ga+4OH−，C正确；D．由题干信息可知，Ga的熔点为29.8℃，沸点为2403℃，故液态镓的宽温度范围，Ga可以用于制作高温温度计的材料，D正确；故答案为：A。
9．化合物甲是一种常见无机物，其结构如下图所示（图中的“—”为单键或双键），其中W、X、Y、Z为元素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次增大，W和Y、X和Z分别为同主族元素，其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．W分别与X、Z形成的简单分子均为10电子微粒
B．X、Y形成的离子化合物只含离子键
C．X、Y、Z三种元素的简单离子半径大小顺序为Z>X>Y
D．等物质的量Y和Z的最高价氧化物对应的水化物反应生成甲
【答案】C
【解析】由化合物甲中X能形成2个共价键可知，X为O元素、W为H元素，由W、X、Y、Z为元素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次增大，W和Y、X和Z分别为同主族元素可知，Y为Na元素、Z为S元素，H、O、Na、S四种元素原子的最外层电子数之和为14。A．硫元素位于第三周期，硫化氢分子中含有的电子数为18，故A错误；B．氧元素和钠元素形成的过氧化钠为离子化合物，化合物中含有离子键和共价键，故B错误；C．同主族元素，从上到下离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则X、Y、Z三种元素的简单离子半径大小顺序为Z>X>Y，故C正确；D．化合物甲为亚硫酸氢钠，硫元素为+4价，而硫酸氢钠中硫元素化合价为+6价；氢氧化钠与硫酸等物质的量反应生成硫酸氢钠，不能生成亚硫酸氢钠，故D错误；故选C。
10．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/nm
0.186
0.074
0.099
0.143
主要化
合价
－4，+4
－2
－1，+7
+3
其他
阳离子核外无电子
无机非金属材料的主角
焰色反应呈黄色
（1）R在元素周期表中的位置是________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为______。
（2）Z的单质与水反应的化学方程式为_____________。
（3）Y与R相比，非金属性较强的是___________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是________(填字母)。
A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
B．稳定性：XR>YX4
C．Y与R形成的化合物中Y呈正价
（4）根据表中数据推测，Y的原子半径(用r表示)的最小范围是_____。
（5）甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物的水化物，且甲+乙→丙+水。若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式为___________。
【答案】（1）第三周期第ⅦA族 同位素
（2）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
（3） Cl BC
（4） 0.099nm
【解析】X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，X阳离子核外无电子，则X为H元素；Y的化合价主要为-4，+4，是无机非金属材料的主角，则Y为Si元素；Z焰色反应呈黄色，则Z为Na元素；R的主要化合价为-1，+7，则R为Cl元素；Q主要化合价为+3价，原子半径Na＞Q＞Cl，则Q为Al元素；M的主要化合价为-2价，为第ⅥA族元素，原子半径M＜Cl，则M为O元素，然后利用元素的单质及其化合物的性质来解答。（1）R为Cl元素，核外有17个电子，核外电子排布为2、8、7，所以Cl元素处于第三周期ⅦA族；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，中子数不同，二者互为同位素，故答案为：第三周期ⅦA族；同位素；（2）Z为Na元素，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故答案为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；（3）Y为Si元素，R为Cl元素．同周期自左而右，非金属性减弱，所以非金属性Si＜Cl；A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态，状态不能说明元素的非金属性强弱，故a错误；B．非金属越强，氢化物越稳定，稳定性XR＞YX4，说明X的非金属性强，故b正确；C．Y与R形成的化合物中Y呈正价，说明X吸引电子能力强，X的非金属性强，故c正确．故答案为：Cl；BC；（4）Y为Si元素，同周期自左而右，原子半径减小，所以原子半径Al＞Si＞Cl，即大于0.099nm小于0.143nm，故答案为：0.099nm
11．A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素。A的一种常见的气态氢化物X溶于水呈碱性；B原子最外层电子数是其内层电子数的三倍；C的单质与下一周期同族元素的单质形成的液态合金是原子反应堆的导热剂；D的单质在空气中燃烧产生能导致酸雨的刺激性气体Y。
(1)B、C、D三种元素的原子半径由大到小的顺序为_______(填元素符号)。
(2)A的另一种氢化物A2H4和过氧化氢为航天飞船动力源，已知1g液态A2H4和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.0kJ的热量，请写出其热化学方程式：_______。
(3)设计实验比较元素E和D的非金属性强弱：_______。
(4)B、C与E形成的一种化合物Z常用作家庭消毒剂，该化合物的电子式为_______，将少量CO2通入Z溶液的离子方程式为_______。(已知：室温下H2CO3的电离常数K2=4.7×10−11，HClO的电离常数K=2.95×10−8)。
(5)Y通入足量的BaCl2和HNO3的混合溶液时生成白色沉淀和一种无色气体，有关反应的离子方程式为_______。
【答案】（1）Na＞S＞O
（2） N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=－640kJ∙mol−1
（3） 取少量Na2S溶液于试管中滴加少量新制氯水，产生黄色沉淀
（4） CO2+ClO－+H2O=
（5） 3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=2NO↑+3BaSO4↓+4H+
【解析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素。A的一种常见的气态氢化物X溶于水呈碱性，则A为N，B原子最外层电子数是其内层电子数的三倍，则B为O，C的单质与下一周期同族元素的单质形成的液态合金是原子反应堆的导热剂，则为Na−K合金，则C为Na，D的单质在空气中燃烧产生能导致酸雨的刺激性气体Y，则D为S，Y为SO2，都是短周期元素，则E为Cl。(1)根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，因此B、C、D三种元素的原子半径由大到小的顺序为Na＞S＞O；故答案为：Na＞S＞O。(2)1g N2H4放热为20.0kJ，则有1mol N2H4放热量为，其热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=
N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ∙mol−1；故答案为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ∙mol−1。(3)利用Cl2氧化S−生成S和Cl−，即取少量Na2S溶液于试管中滴加少量新制氯水，产生黄色沉淀；故答案为：取少量Na2S溶液于试管中滴加少量新制氯水，产生黄色沉淀。(4)B、C与E形成的一种化合物Z常用作家庭消毒剂即NaClO，该化合物的电子式为，根据H2CO3的电离常数K2小于HClO的电离常数K，说明酸性：HClO＞HCO，将少量CO2通入NaClO溶液反应生成NaHCO3和HClO，其离子方程式为CO2+ClO−+H2O=；故答案：；CO2+ClO－+H2O=。(5)SO2通入足量的BaCl2和HNO3的混合溶液时生成白色沉淀和一种无色气体，即生成BaSO4沉淀，根据得失电子守恒，生成的气体为NO，其离子方程式为3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=2NO↑+3BaSO4↓+4H+；故答案为：3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=2NO↑+3BaSO4↓+4H+。
12．R、W、X、Y、M是原子序数依次增大的五种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子。W与X可形成两种稳定的化合物：WX和WX2。工业革命以来，人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气，导致地球表面平均温度升高。Y与X是同一主族的元素，且在元素周期表中与X相邻。
(1)W的原子结构示意图是_______。
(2)WX2的电子式是_______。
(3)R2X、R2Y中，稳定性较高的是_______(填化学式)，沸点较高的是_______(填化学式)。
(4)Se与Y是同一主族的元素，且在元素周期表中与Y相邻。
①根据元素周期律，下列推断正确的是_______(填字母序号)。
a．Se的最高正化合价为+7价
b．H2Se的还原性比H2Y强
c．H2SeO4的酸性比H2YO4强
d．SeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应
②室温下向SeO2固体表面吹入NH3，可得到两种单质和H2O，该反应的化学方程式为_______。
(5)科研人员从矿石中分离出一种氧化物，化学式可表示为A2O3。为确定A元素的种类，进行了一系列实验，结果如下：
①A的相对原子质量介于K和Rb(铷)之间；
②0.01mol A2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到A的简单氢化物，反应完全时，被A2O3氧化的Zn为0.06mol；综合以上信息推断，A可能位于元素周期表第_______族。
【答案】（1）
（2）
（3） H2O H2O
（4） bd 3SeO2+4NH3=2N2+3Se+6H2O
（5） VA
【解析】R、W、X、Y、M是原子序数依次增大的五种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子，则R为H，W与X可形成两种稳定的化合物：WX和WX2。工业革命以来，人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气，导致地球表面平均温度升高，则W为C，X为O，Y与X是同一主族的元素，且在元素周期表中与M相邻，则Y为S，M为Cl。(1)W为碳元素，其原子结构示意图是；故答案为：。(2)WX2是CO2，其电子式是；故答案为：。(3)根据同主族从上到下非金属性之间减弱，氢化物稳定性越来弱，因此H2O、H2S两者中稳定性较高的是H2O，由于水存在分子间氢键，因此沸点较高的是H2O；故答案为：H2O；H2O。(4)①a．S是第VIA族元素，因此Se的最高正化合价为+6价，故a错误；b．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，氢化物的还原性逐渐增强，因此H2Se的还原性比H2S强，故b正确；c．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性逐渐减弱，因此H2SeO4的酸性比H2SO4弱，故c错误；d．SeO2与SO2都酸性氧化物，因此SeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应，故d正确；综上所述，答案为：bd。②室温下向SeO2固体表面吹入NH3，可得到两种单质和H2O，根据化合价升降得到单质为Se和N2，因此反应的化学方程式为3SeO2+4NH3=2N2+3Se+6H2O；故答案为：3SeO2+4NH3=2N2+3Se+6H2O。(5)0.01mol A2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到A的简单氢化物，反应完全时，被A2O3氧化的Zn为0.06mol，因此n(A2O3)∶n(Zn)=1∶6，根据得失电子守恒，0.06mol Zn失去0.12mol电子，则0.01mol A2O3得到0.12mol电子，即每个A化合价降低6个价态，因此A的氢化物的化合价为-3价，则A最高价为+5价，因此A可能位于元素周期表第VA族；故答案为：VA。
