2023届高考化学二轮总复习广西专版课件 第一部分 专题整合高频突破 专题四 物质结构与性质 第1讲 物质结构 元素周期律(必修)

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1.(2022全国甲)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:X>QB.单质的熔点:X>YC.简单氢化物的沸点:Z>QD.最高价含氧酸的酸性:Z>Y
解题要领:本题考查元素周期表中元素的“位”“构”“性”关系。由题意可知,Q为第二周期元素,X、Y、Z为第三周期元素,再依据Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍,可推知Y为Si,由“X、Y相邻”,且X的原子序数小于Y,可推知X为Al,最后依据原子序数的大小关系和四种元素最外层电子数之和为19可推知,若Q为O,则Z为S;若Q为N,则Z为Cl;若Q为F,则Z为P。非金属性:AlH2SiO3或H3PO4>H2SiO3),D项正确。
2.(2022全国乙)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。YZ2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200 ℃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:YX>WB.W与X只能形成一种化合物C.Y的氧化物为碱性氧化物,不与强碱反应D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
解题要领:短周期主族元素形成的常温下为气体的单质有:H2、N2、O2、F2、Cl2,由Z的最外层电子数是W和X最外层电子数之和并且是Y最外层电子数的2倍,可以推知W为H,X为N,Z为S,则Y为Al。四种元素的原子半径Al(Y)>S(Z)>N(X)>H(W),A项说法错误;W(H)与X(N)可以形成NH3、N2H4等多种化合物,B项说法错误;Y(Al)的氧化物Al2O3是两性氧化物,能与强碱反应,C项说法错误;W(H)、X(N)、Z(S)可以形成既含有离子键又含有共价键的化合物如(NH4)2S、NH4HS,D项说法正确。
4.(2021全国乙)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是(　　)。A.原子半径大小顺序为W>X>Y>ZB.化合物XW中的化学键为离子键C.Y单质的导电性能弱于Z单质的D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
解题要领:根据题干中有关W、X、Y、Z原子结构的信息,并结合对地球土壤中的元素组成的初步认识,可推断出X、Y、Z分别为第三周期的Mg、Al、Si,W为O。O、Mg、Al、Si的原子半径大小顺序为X>Y>Z>W(Mg>Al>Si>O),A项错误;化合物XW(MgO)中的化学键是离子键,B项正确;Y(Al)单质的导电性强于Z(Si)单质的导电性,C项错误;Z的氧化物的水化物(硅酸或原硅酸)的酸性弱于碳酸的酸性,D项错误。
5.(2020全国Ⅲ)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>WC.元素X的含氧酸均为强酸D.Y的氧化物的水化物为强碱
解题要领:本题考查了元素推断与元素周期律。由“W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素”,再根据“化合物XW3与WZ相遇会产生白烟”可推测:W为氢元素,X为氮元素,Z为氯元素,再依据四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z推知,Y为钠元素,非金属性:Cl>N>H>Na,A项错误;原子半径:Na>Cl>N>H,B项错误;N的含氧酸中,如HNO2就不属于强酸,C项错误;Na的氧化物的水化物是NaOH,NaOH属于强碱,D项正确。
6.(2020全国Ⅱ)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
解题要领:根据题意可知Z的原子序数是W、X、Y、Z四种元素中最大的,Z能形成+1价离子,可初步判断Z为钠元素;W的原子序数是W、X、Y、Z四种元素中最小的,W与X、Y均以一个单键结合,可初步判断W为氢元素;根据W、X、Y、Z的原子序数之和为24,可知X、Y的原子序数之和为12,结合成键特点,可判断X、Y分别是硼、氮元素。H、B、N形成的阴离子中,各原子均以共价键结合,A项正确;Na单质能与H2O、CH3OH反应,B项正确;N元素的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸,C项正确;BF3中硼原子最外层有6个电子,D项错误。
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26B.X、Y均可形成三氯化物C.X的原子半径小于Y的原子半径D.Y仅有一种含氧酸
解题要领:依据题给的反应过程,可确定W=27。根据X、Y的最外层电子数之和为8,Y原子的质子数比X原子的质子数多2,可以得出X原子最外层电子数为3,Y原子最外层电子数为5,可以判定X为铝元素,Y为磷元素。由上述分析可知A项错误;Al、P两元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3,B项正确;Al、P两元素位于同一周期且原子序数P大于Al,故原子半径Al大于P,C项错误;磷元素的常见含氧酸有H3PO4、H3PO2、HPO2,D项错误。
【有关“位”“构”“性”题目解题思维路径】
【问题探究】1.原子结构与位置、性质的关系包括哪些内容?
2.如何比较元素的金属性和非金属性强弱?
例1(2021浙江卷)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如下所示,其中Y的最高化合价为+3价。下列说法不正确的是(　　)。A.还原性:ZQ2ZB.R、X、W可形成既含离子键又含共价键的化合物C.工业上用电解熔融的YW3制备Y单质D.Z的氧化物的水化物是强酸
解析:R、X、Y、Z、W是原子序数依次递增的主族元素,位于三个不同短周期,结合X、Y、Z在元素周期表中的位置可知,R为H。设X的最外层电子数为x,则Z的最外层电子数为x+1,X与Z的最外层电子数之和比Y的核电荷数少2,则Y的核电荷数为x+x+1+2=2x+3,因Y为第三周期元素,故2x+3≥11,x≥4。当x=4时,X、Y、Z、W分别为C、Mg、P、S(Cl),不满足要求;当x=5时,X、Y、Z、W分别为N、Al、S、Cl,满足要求;当x=6时,推出Z为Cl,而W也为短周期主族元素,不满足要求,故R、X、Y、Z、W分别为H、N、Al、S、Cl。W、Z的简单离子分别为Cl-和S2-,非金属性Cl>S,离子的还原性Cl-d>cB.a、c、d形成的化合物一定是共价化合物C.W、X、Y中X的熔点最高D.Y、Z均可用排水法收集
分析推理:根据已知条件,结合物质的转化关系图,可知a、b、c、d分别为H、C、N、O,甲、乙、丙、W、X、Y、Z分别为C、O2、HNO3、CO2、H2O、NO2、NO。b、c、d分别为C、N、O,同周期主族元素从左向右原子半径依次减小,则原子半径的大小顺序为b>c>d,A项错误; a、c、d分别为H、N、O,可以形成离子化合物NH4NO3,B项错误; W、X、Y分别为CO2、H2O、NO2,由于水分子间能形成氢键,所以H2O的熔点最高,C项正确; Y、Z分别为NO2、NO,NO2能与H2O反应生成NO和HNO3,NO2不能用排水法收集,D项错误。答案:C
题后反思元素推断题的答题流程1.寻找突破口——元素推断的关键:抓住题中的关键信息,把握解题的突破口。2.推断元素——正确解题的基础:应根据题目中的信息,结合突破口找出关键元素,根据元素周期表片段和元素位置关系推出所有元素,充分利用元素周期律,结合所求解的问题进行解答。在平时的学习中,要熟练掌握下面的内容。
(1)元素周期表结构。(2)原子结构特点,如核外电子排布规律。(3)元素性质的递变规律。(4)相应单质和化合物的性质,如气态氢化物、最高价氧化物对应的水化 物等。(5)化学键与物质类别的关系,特殊物质中含有的化学键,如Na2O2中既含离子键又含非极性共价键,H2O2中既含非极性共价键又含极性共价键。3.解题——明确要求、规范答题:要根据具体要求回答,写出规范答案,防止因不规范而失分(如将名称写成化学式等)。4.验证——确保答案正确无误:最后把得出的结论放在题干中验证,保证按要求正确规范回答问题。
对点训练2(2022江西重点中学联考)W、X、Y、Z、M是构成离子液体的五种短周期不同主族元素,原子序数依次增大且只有一种元素与其他元素不在同一周期。离子液体被广泛应用于有机合成、分离提纯以及电化学研究。离子液体的结构如图所示。下列有关说法错误的是(　　)。
A.Y的氢化物常温下为气体B.元素W与X形成的化合物中W显负价C.Z的最高价氧化物对应的水化物能与其对应的简单氢化物反应D.由W、Z、M可形成同时含有离子键和共价键的化合物
解析:短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,根据元素的成键特点可以得出W为H,Y为C,Z为N,由于只有一种元素与其他元素不在同一周期,说明元素X、M在第二周期,X和M形成的阴离子中X可以形成四个共价键,则X为B,M在第二周期且形成一个共价键,在五种元素中原子序数最大,说明M为F。Y为C,碳元素的氢化物即为烃类物质,各种状态均存在,A项错误;W为H,X为B,电负性:H>B,H的吸引电子能力强于B,则形成的化合物中H显负价,B项正确;Z为N,则Z的最高价氧化物对应的水化物和简单氢化物分别为HNO3与NH3,反应生成NH4NO3,C项正确;由W、Z、M三种元素可组成NH4F,属于同时含有离子键和共价键的化合物,D项正确。
1.(2022广东卷,改编)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
解析:根据题干信息,戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,在短周期元素中,符合此条件的可以是S或Cl。如果戊为S,则甲、乙、丙、丁分别为C、O、Si、P;如果戊为Cl,则甲、乙、丙、丁分别为N、F、P、S。但无论戊是什么元素,同周期的主族元素,原子序数越大,半径越小,原子半径:丁>戊;同主族元素的原子序数越大,半径越大,原子半径:戊>乙,则原子半径:丁>戊>乙,A项正确,不符合题意;无论戊是什么元素,同周期主族元素的原子序数越大,非金属性越强,因此非金属性:戊>丁>丙,B项正确,不符合题意;若戊为S,则甲为C,甲的氢化物如甲烷遇氯化氢无白烟产生,C项错误,符合题意;不论丙是Si还是P,其最高价氧化物对应的水化物均为酸,均可以与强碱反应,D项正确,不符合题意。
2.(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:X>Y>ZB.非金属性:Y>X>WC.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
解析:本题考查元素推断、元素周期表结构和元素周期律。W、Y分别形成4个、2个共价键,结合W的原子序数是X、Y之和,可知X、Y、W分别为C、O、Si,则Z为F。原子半径C>O>F,A项说法正确;非金属性O>C>Si,B项说法正确;F2具有强氧化性,C项说法错误;根据86号元素为0族元素,可推出82号元素位于第ⅣA族,与W(Si)位于同一主族,D项说法正确。
A.H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B.Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C.X和氢元素形成离子化合物D.6Y和7Y互为同素异形体
解析:本题考查原子结构及元素化合物性质等知识。依据信息“Y在化合物中显+1价”和核反应方程式,可推出元素X、Y分别为B(硼)和Li(锂)。H3BO3属于弱酸,可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液,A项正确。锂单质在空气中燃烧的产物是氧化锂(Li2O),B项错误。B元素和H元素形成的是共价化合物,C项错误。6Li和7Li属于同位素,D项错误。
4.短周期元素X、Y、Z、M、R的原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)。A.化合物RX中含共价键B.Y、Z的氧化物均能溶于水C.M的单质在常温下为气体D.化合物X2M是弱电解质
解析:由原子半径递变规律可推出,X位于第一周期,Y、Z位于第二周期,R、M位于第三周期,结合原子最外层电子数可知,X、Y、Z、M、R分别为H、C、N、S、Na。化合物RX为NaH,其中只含离子键,A项错误;CO、NO不溶于水,B项错误;S在常温下为固体,C项错误;化合物H2S是弱电解质,D项 正确。
5.(2022广东汕头二模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大。M、N、P是由这些元素组成的二元化合物,r、s、q是其中三种元素对应的单质,M与r均为淡黄色固体,W、X、Y位于不同周期。上述物质转化关系如图所示(部分生成物省略),下列说法错误的是(　　)。
A.物质的沸点:N>PB.X、Y可形成离子化合物C.单质的氧化性:X>WD.X、Y、Z三种元素组成的盐溶液可能呈中性或碱性
解析:M、N、P是由这些元素组成的二元化合物,r、s、q是其中三种元素对应的单质,M与r均为淡黄色固体,则M为Na2O2,r为S,结合转化关系,可推知,N为H2O,s为H2,P为H2S,q为O2。W、X、Y位于不同周期,又W、X、Y、Z是原子半径依次增大的短周期主族元素,则W为H,X为O,Y为S,Z为Na。N为H2O,P为H2S,H2O分子间可形成氢键,因此沸点:H2O>H2S,A项正确。X为O,Y为S,不可能形成离子化合物,B项错误。X的单质为O2,W的单质为H2,氧化性:O2>H2,C项正确。X为O,Y为S,Z为Na,若由三种元素形成的盐为Na2SO4,则溶液呈中性;若由三种元素形成的盐为Na2SO3,则溶液呈碱性,D项正确。