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2023版高考化学一轮复习新题精练第五章物质结构与性质元素周期律课件
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这是一份2023版高考化学一轮复习新题精练第五章物质结构与性质元素周期律课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识新题精练，关键能力强化提升，高频易错高效快攻，疑难点专练，情境创新专练，提升素养拓展思维，题型专练创新集训，全章综合训练等内容，欢迎下载使用。
第五章 物质结构与性质 元素周期律
考点1 原子结构 核外电子排布规律
必备知识 新题精练
1 .[2022广东茂名一模]三星堆见证了中华文明起源的多样性,通过“14C测定法”初步确定其年代区间。下列有关说法正确的是 ( )A.14C与12C互为同位素B.14C的核外电子数是14C.14C可由中子轰击14N产生,14C与14N化学性质相同D.青铜器皿、骨头、纺织品、灰烬等都可作为检测的样品
题组1 原子结构
3. [2022北京朝阳区考试改编]下列图示或化学用语表达不正确的是 ( )A.氯原子的结构示意图: B.二氧化碳的电子式为C.反-2-丁烯的结构简式:D.基态21Sc原子的价层电子轨道表示式:
4. [2022湖北十堰调研]四种元素基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p3;②1s22s22p4;③[Ne]3s23p3;④[Ne]3s23p2。下列有关比较中错误的是 ( )A.第一电离能:①>②>③>④ B.原子半径:④>③>①>②C.电负性:①>②>③>④ D.最简单氢化物的沸点:②>①>③>④
题组2 核外电子排布规律
答案
4.C 【元素辨析】 ①1s22s22p3是N,②1s22s22p4是O,③[Ne]3s23p3是P,④[Ne]3s23p2是Si。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能较同周期相邻元素的大,因此第一电离能N>O,P的3p能级为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,因此第一电离能P>Si,同主族元素从上到下第一电离能逐渐降低,综上所述,第一电离能N>O>P>Si,A项正确。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,故原子半径Si>P>N>O,B项正确。同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,故电负性NN>P>Si,C项错误。四种元素的最简单氢化物都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,但H2O分子间和NH3分子间均含氢键,沸点较高,故沸点H2O>NH3>PH3>SiH4,D项正确。
5.[2022山东潍坊一模]X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的四种元素,X、Y为同周期相邻元素、X原子的核外电子数等于Z原子最外层电子数,X、Z原子核外电子数之和为Y原子核外电子数的3倍。W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满。下列说法错误的是 ( )A.第一电离能:X>YB.最简单氢化物的沸点:X答案
5.C 【元素辨析】 X、Y、Z、W为前四周期元素,且原子序数依次增大,W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满,则W为钠元素或铜元素,X原子的核外电子数等于Z原子最外层电子数,则X的原子序数不大于8,X、Y为同周期相邻元素,X、Z原子核外电子数之和为Y原子核外电子数的3倍,利用列举法可推出X为氮元素,Y为氧元素,Z为氯元素,则W只能为铜元素。N的2p能级为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,A项正确;常温常压下,氨气为气体,水为液体,故沸点NH36 . [2022辽宁沈阳一测]《中国制造2025》是中国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。氮化铬在现代工业中发挥出重要的作用,请写出Cr3+的价电子的轨道表式 ;基态铬、氮原子的未成对电子数之比为 。
关键能力 强化提升
1. [2022湖北部分重点中学联考]核废水中锶-90易导致白血病,其衰变反应为(其半衰期为28年)。下列说法正确的是( )
2. [2022重庆一诊] a、b、c为不同短周期的元素,a元素的最外层电子数比次外层电子数多1,b的原子半径是短周期主族元素中最小的。由a、b、c三种元素构成的化合物的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.c的氧化物中可能存在共价键B.a的最高价氧化物的水化物显碱性C.原子半径:r(a)>r(c)>r(b)D.该化合物中每个原子最外层均能满足8电子稳定结构
3. [2022河北石家庄一检]短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中只有一种金属元素,X原子的K层与M层电子数相等,W原子的最外层电子数等于X与Y原子的最外层电子数之和。W、Z不同主族且单质通常均为气体。下列说法正确的是 ( )A.XW可作耐高温材料 B.W与Y形成的化合物只能与碱反应C.Z单质的危险品标志为 D.蒸干XZ2溶液可获得无水XZ2
4. [2022辽宁大连测试]某深蓝色溶液是纤维素的优良溶剂,其制备反应如图所示。X、Y、Z三种元素原子序数依次增大,基态Y原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,Y、Z均位于X的下一周期,W的焰色为绿色。下列说法错误的是 ( )A.Y元素的最高价氧化物分子中化学键的极性的向量和等于零B.最简单氢化物的稳定性:Y5. [2022湖北七市(州)调研]由同周期元素原子W、X、Y、Z构成的一种阴离子的结构如图,Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20。下列说法正确的是 ( )A.W、X、Y、Z第一电离能由大到小依次是:Z>Y>X>WB.Y形成的简单离子的半径比Z形成的简单离子的半径小C.W和X的最高价氧化物对应水化物的酸性:W>XD.W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构
6 . [2022湖南长沙考试]A、B、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,且它们的原子序数依次增大。第2周期元素A原子的最外层p轨道的电子为半满结构;B是地壳中含量最多的元素;D原子的p轨道未成对电子数为1,其中两个p轨道均充满;E和F位于D的下一周期,E的价电子层中的未成对电子数为2,F的原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满,且E、F原子序数相差1。请用对应的元素符号或化学式回答下列问题:(1)B元素原子核外电子排布式为 。 (2)元素E与F的第二电离能分别为:IE=1 753 kJ·mol-1、IF=1 959 kJ·mol-1,IE(6)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数,表示晶胞内部各离子或原子的相对位置。F的化合物种类很多,如图为D与F形成化合物的立方晶胞,其中部分离子坐标参数为a(0,0,0)、b(1,0,1)、c(1,1,2)、d(2,1,1)。则e点的D离子的坐标参数为 。 ②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知立方晶胞的边长为a cm,则D与F形成化合物的密度的计算式为ρ= g·cm-3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
【解题思路】 (1)O为8号元素,其原子的核外电子排布式为1s22s22p4。(2)Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1,Ni的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,铜失去的第二个电子是全充满的3d10电子,而镍失去的第二个电子是4s1电子,全充满的3d10为稳定结构,因此铜的第二电离能大于镍的第二电离能。(3)Cu2O、Cu2S均为离子晶体,O2-的半径比S2-的半径小,Cu2O的晶格能比Cu2S大,故Cu2O的熔点比Cu2S的熔点高。(4)确定物质是晶体还是非晶体,最科学的方法是对它进行X射线衍射实验,该化合物的阴离子SO42-中S的孤电子对数为 =0,成键电子对数为4,所以SO42-的空间构型是正四面体。(5)该R2+中A(N)原子有两种成键方式,其中形成4个单键(其中1个为配位键)的N原子杂化类型为sp3,形成1个双键、2个单键(其中1个为配位键)的N原子杂化类型为sp2。单键为σ键,双键中有1个σ键,苯环与苯环所连原子共形成12个σ键,故R2+中有67个σ键。(6)①根据部分已知离子的坐标参数及e点的位置,可知e点Cl-的坐标为 , 。②该晶胞中含有4个Cu+、4个Cl-,晶体的密度为 。
7. (1)[2022福建泉州一测]硼化镍及镍的化合物常用作有机合成的催化剂。镍的基态原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。 (2)[2022北京石景山区考试]d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉,在航空航天、海洋产业等领域有着重要的作用。①基态钛原子的核外电子排布式为 。 ②原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用 表示,与之相反的则用 表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子,其价电子的自旋磁量子数的代数和为 。
考点2 元素周期表 元素周期律
必备知识 新题精练
1. [2022湖北武汉调研]高纯度的锗是半导体材料,如图是锗在周期表中的信息。下列说法正确的是( )A.位于Ⅳ族B.质量数为32C.价电子数为2D.相对原子质量为72.63
题组1 元素周期表的结构及其应用
2. [2022山东师范大学附属中学考试]下列关于元素周期表的说法正确的是 ( )A.原子序数相差8的两短周期元素,它们一定是同主族元素B.价电子排布式为5s25p4的元素位于第五周期第ⅥA族,是p区元素C.镧系元素在周期表中占据同一格,它们互为同位素D.第四周期元素中,基态原子未成对电子数目最多的是锰
3.[2022陕西安康考试]VCD光盘的记录材料有很多种,它们都可在激光照射下发生化学或记忆性能的改变而记录、储存信号。碲(Te)的某种化合物就是常用的VCD光盘记录材料之一,碲元素与氧元素同族,与碘元素同周期。下列有关说法正确的是 ( )A.Te元素位于第六周期ⅥA族B.单质碲在常温下是液体C.H2Te的稳定性比HI的强D.H2TeO4的酸性比H2SO4的弱
4. [2022广东广州阶段训练]甲、乙、丙、丁都是短周期元素,其中甲、丁在周期表中的相对位置如图所示,甲原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,乙单质在空气中燃烧发出黄色火焰,丙是地壳中含量最高的金属元素。下列判断正确的是 ( )A.原子半径:丙>丁B.甲与丁的核外电子数相差10C.氢氧化物的碱性:乙<丙D.甲、乙的最高价氧化物均是共价化合物
5. [2022浙江百强校联考]四种短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,已知四种元素的原子最外层电子数之和为21。下列说法不正确的是 ( )A.X位于第二周期第ⅣA族B.简单离子半径:r(W)>r(Y)>r(Z)C.W的氧化物对应水化物的酸性一定比Y的强D.X、Y、W三种元素的最高化合价依次升高
6. [2022江苏泰州考试]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子核外有2个未成对电子,Y是地壳中含量最多的元素,W与X同主族,Z原子的逐级电离能(kJ·mol-1)依次为578、1 817、2 745、11 575、14 830……。下列说法正确的是( )A.简单离子的半径:Z>YB.元素Z在周期表中位于第三周期ⅠA族C.简单氢化物的沸点:W7. [2022北京西城区期末]下列比较正确的是 ( )A.第一电离能:Be>BB.稳定性:H2S>H2OC.碱性:Al(OH)3>Mg(OH)2D.原子半径:N>C
题组2 元素周期律及其应用
8. [2022陕西宝鸡二检]下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 ( )
9 .[2022江苏南京、盐城一模]部分短周期元素的原子半径及主要化合价如表。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的简单氢化物沸点比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
10. [2022广西一测]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的最外层电子数之和为21,其中W与Y为同主族元素,W的最外层电子数是Y次外层电子数的一半,X的最外层电子数是其电子层数的3倍,ZX2是一种常用的消毒剂。下列说法正确的是( )A.最简单氢化物的沸点:W>XB.原子半径:Z>YC.工业制Y单质:YX2+W Y+WX2D.最高价含氧酸的酸性:W>Y
11. [2022山东济南检测]化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析试剂。X是原子半径最小的元素,Y的基态原子成单电子与成对电子个数比为3∶4,Z元素的电负性仅次于氟元素,W原子电子总数与Z原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是 ( )A.简单氢化物的还原性:Y>ZB.最高正化合价:Z>Y>WC.第一电离能:Z>Y>WD.该化合物中W与Y的杂化方式相同
12. [2022江苏南京六校调研]W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,四种元素形成的化合物在农业上常用作肥料,结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.简单离子半径:Z>YB.Y的第一电离能比同周期相邻两种元素的都大C.X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点:Y>XD.W与Z形成的化合物溶于水,可使紫色石蕊试液变红
关键能力 强化提升
1. [2022湖北部分学校考试]某恒星内部发生的一种核反应为 ,X、Y为短周期元素,X的周期数是族序数的3倍。下列说法错误的是 ( )A.1 mol 中含14 mol中子B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>YC.X的氧化物均只含离子键D.X、Y均在元素周期表的s区
2. [2022浙江三地市质检]W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是( )A.W、Y、X三种元素的原子半径依次减小B.Z元素的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强C.W元素与氢元素可能会形成W2H6D.Y元素的单质能从NaZ溶液中置换出Z元素的单质
3. [2022重庆一调]Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z、W为同周期相邻元素,R原子最内层电子数与最外层电子数相同,Y、W可形成 ,下列说法错误的是 ( )A.Z位于第三周期ⅤA族B. 能与稀硫酸反应,生成沉淀和气体C.简单离子半径:Z>RD.简单气态氢化物的稳定性:W>Y
4. [2022福建福州质检]X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。元素X、Y、Q的单质在常温下呈气态,元素Y的最高正价和最低负价之和为2,元素Z在同周期的主族元素中原子半径最大,元素M是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )A.元素X、Y有可能形成含有离子键的化合物B.简单离子半径:Z答案
4.A【元素辨析】 X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。元素X、Y、Q的单质在常温下呈气态,元素Y的最高正价和最低负价之和为2,则Y是N、X是H;元素Z在同周期的主族元素中原子半径最大,则Z是Na;元素M是地壳中含量最多的金属元素,故M是Al;Q在五种元素中原子序数最大,且单质在常温下呈气态,则Q是Cl。H、N有可能形成含有离子键的化合物,如NH4H,A项正确;Na+、Al3+核外电子排布相同,Na的核电荷数比Al小,故Na+半径较大,B项错误;NaAlO2溶液显碱性,C项错误;HClO为弱酸,D项错误。
5 .[2022安徽马鞍山一测]短周期主族元素X、Y、M、W、Q的原子序数依次增大。X-的电子层结构与氦相同,Y元素的某种单质可用作自来水消毒剂,Q和Y同族,M、W、Y三种元素组成的盐M2WY3的溶液通入过量CO2后产生白色胶状沉淀。下列说法不正确的是 ( )A.M和Y形成的化合物M2Y2中,阴阳离子的个数比为1∶2B.WY2可用于制作计算机芯片C.化合物MX具有很强的还原性,能与水反应D.最简单气态氢化物的热稳定性:Q>W
答案
5.B 【元素辨析】 X-的电子层结构与氦相同,则X为H;Y元素的某种单质可用作自来水消毒剂,由原子序数关系知,该单质为O3,Y为O;Q和Y同族,则Q为S;M、W、Y三种元素组成的盐M2WY3的溶液通入过量CO2后产生白色胶状沉淀,该盐为Na2SiO3,则M为Na,W为Si。Na2O2中阴、阳离子分别为O22-、Na+,个数比为1∶2,A项正确;SiO2用于制作光导纤维,Si用于制作计算机芯片,B项错误;NaH中H为-1价,具有很强的还原性,能与水发生反应:NaH+H2O=NaOH+H2↑,C项正确;非金属性S>Si,则最简单气态氢化物的热稳定性H2S>SiH4,D项正确。
6. [2022云南一测]X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X位于第ⅤA族,Y的原子半径是短周期元素中最大的,Z的一种氧化物具有漂白作用。下列说法正确的是 ( )A.简单离子半径:X7. [2022四川绵阳二诊]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原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法错误的是 ( )A.简单离子半径:Z>Y>X>WB.上述四种元素中Y一定是金属元素C.Y、Z的最高价氧化物对应的水化物相互之间能反应D.X、Y形成的化合物一定是离子化合物
答案
7.A 【元素辨析】 由“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”可知,该气体为NH3,则W、X分别为H、N,再由“Z原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的3倍”推出Y、Z分别为Na、Al或Mg、S。根据电子层数越多,离子半径越大以及具有相同核外电子排布的离子,原子序数小的半径大知,W、X、Y、Z分别为H、N、Na、Al时,离子半径H+8 .[2022山东烟台期末]短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。m、n、p是由前三种元素中的两种组成的二元化合物,且m、p中所含元素种类相同,s是元素Z的单质,q的浓溶液常用作干燥剂,上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是 ( )A.简单离子半径:Y>Z>X>WB.等浓度简单氢化物水溶液的酸性:Z>YC.同周期中第一电离能大于Y的元素有三种D.Y、Z最高价氧化物对应水化物的中心原子的杂化方式不同
答案
8.D 【元素辨析】 q的浓溶液常用作干燥剂,则q为H2SO4,q由m、n反应得到,则q由W、X、Y组成,W、X、Y分别为H、O、S;短周期主族元素Z的原子序数大于S,则Z为Cl,s为Cl2,又m、p中所含元素种类相同,结合题给转化关系可知,m为SO3、n为H2O、p为SO2、r为HCl。电子层结构相同的简单离子,原子序数越大,离子半径越小,则r(S2-)>r(Cl-),Cl-比O2-多一个电子层,故r(Cl-)>r(O2-),则r(S2-)>r(Cl-)>r(O2-)>r(H+),A项正确。等浓度简单氢化物水溶液的酸性:HCl>H2S,B项正确。同周期中第一电离能大于S的元素有P、Cl、Ar三种,C项正确。H2SO4和HClO4的中心原子的价层电子对数均为4,孤电子对数均为0,二者的杂化方式均为sp3,D项错误。
高频易错 高效快攻
易错点 不能正确推断元素和运用元素周期律而出错
答案
9.D【元素辨析】 由题图可知,Y形成5个共价键,则Y原子最外层有5个电子,由于W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,故W是N,Y是P,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍,说明X最外层电子数为偶数,则Z是Cl,X是O。同周期元素从左到右电负性依次增强,ClO2中Cl显正价,故电负性O>Cl>P,A项正确;ClO2具有强氧化性,是一种常用的消毒剂,B项正确;该抗癌药物含有N—H键,分子间能形成氢键,C项正确;N、P、Cl均有多种含氧酸,无法确定它们的含氧酸的酸性强弱顺序,D项错误。
9. [2022山东潍坊考试]由六种元素形成的抗癌药物的结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是 ( )A.电负性: X>Z>YB.ZX2 是一种常用的消毒剂C.该抗癌药物能形成分子间氢键D.元素W、Y、Z对应的含氧酸酸性: Z>W>Y
答案
10.C 【元素辨析】 短周期元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,由题图知R形成1个共价键,X形成4个共价键,Y形成2个共价键,M形成1个共价键,X、Y、M的最外层电子数分别为4、6、7,最外层电子数3Z+M=X+Y,则Z的最外层电子数为1/3×(4+6-7)=1,结合原子序数关系可知Z为Na,R为H,X为C,Y为O,M为Cl。原子半径:Na>C>O>H,A项错误。同一周期从左向右元素的第一电离能整体呈增大的趋势,Cl位于第三周期,该周期元素中Ar的第一电离能最大,B项错误。H、C、O形成的化合物如醛类物质CH3CHO等、醇类物质CH3CH2OH【易错警示】 切勿忽略0族元素也存在电离能,且是同周期元素中第一电离能最大的。等均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确。Na2O2中既含有离子键又含有共价键,D项错误。
10. [2022八省八校联考]短周期元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,原子最外层电子数存在关系:3Z+M=X+Y,其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:Z>Y>X>RB.M是同周期元素中第一电离能最大的C.R、X、Y形成的化合物可能会使酸性高锰酸钾溶液褪色D.Z分别与R、Y、M形成的化合物中均只含离子键
考点3 化学键 分子结构与性质
必备知识 新题精练
1. [2022重庆一诊改编]光气(COCl2)是一种重要的有机合成中间体,有剧毒,光气与氨气反应的化学方程式为COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl。下列有关说法不正确的是 ( )A.NH4Cl中含有离子键和共价键B.Cl-的结构示意图:C.COCl2的电子式为D.CO(NH2)2的球棍模型:
题组1 化学键、分子间作用力
2. [2022江苏海门调研]下列说法正确的是 ( )A.NH3转化为NH4+,键角变大B.[Cu(NH3)4]+中含有离子键、配位键C.NO2-的空间构型为直线形D.氨气易溶于水的原因是氨气分子间存在氢键
答案
2.A 氨气中有孤对电子,氨气转化为铵根离子键角变大,A项正确;[Cu(NH3)4]+中含有配位键(Cu+与N之间)和极性共价键(如N与H之间),不含离子键,B项错误;NO2-中氮原子价层电子对数为2+1/2×(5+1-2×2)=3,含有1对孤对电子,空间构型为V形,C项错误;氨气易溶于水的原因是氨气分子与水分子之间能形成氢键,D项错误。
3. [2022天津五校联考改编]下列物质性质的差异与分子间作用力有关的是 ( )A.硬度:晶体硅<金刚石B.热稳定性:H2O>H2SC.沸点:HF>HClD.熔点:NaCl>CsCl
答案
3.C 金刚石和晶体硅均是共价晶体,共价晶体中,共价键的键长越短,键能越高,硬度越大,所以金刚石的硬度大于晶体硅,A项不符合题意;非金属性O>S,故热稳定性H2O>H2S,B项不符合题意;分子的沸点与分子间作用力有关,HF中含有氢键,故沸点HF>HCl,C项符合题意;离子晶体的熔点与离子键强弱有关,离子半径越小、离子电荷越多,离子键越强,熔点越高,离子半径:Na+CsCl,D项不符合题意。
4. [2022湖北武汉调研]下列关于O、S及其化合物的说法错误的是 ( )A.O的电负性比S的大,可推断H2O分子的极性比H2S的极性大B.电子云重叠程度O—H比S—H的大,可推断O—H比S—H更稳定C.H2O的相对分子质量比H2S的小,可推断H2O的沸点比H2S的低D.H2O2具有氧化性,可推断H2S2也具有氧化性
答案
4.C O的电负性比S大,所以O和H的电负性差值比S与H的电负性差值大,则H2O分子的极性比H2S的极性大,A项正确;电子云重叠程度O—H比S—H的大,说明O—H键键长更短,键能更大,更稳定,B项正确;由于H2O分子之间可以形成氢键,故H2O的沸点比H2S的高,C项错误;H2S2中S的化合价为-1,在化学反应中S的化合价可以降为-2,故H2S2具有氧化性,D项正确。
5. [2022山东烟台、德州一模]一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物结构如图,其中Q、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Q为元素周期表中原子半径最小的,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的3倍。下列说法正确的是( )A.第一电离能:X>Y>WB.Y的氢化物只含有极性键C.Q、X、Y只能形成共价化合物D.W、X、Y、Z四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
答案
5.A【元素辨析】 Q为元素周期表中原子半径最小的,故Q为H;结合题图及Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的3倍,可知W是C,X是N,Y是O,Z是F。同一周期,从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满的稳定状态,故第一电离能N>O>C,A项正确;O的氢化物H2O2中含有非极性键,B项错误;由H、N、O形成的NH4NO3为离子化合物,C项错误;H2O、NH3、HF中均含有氢键,H2O的沸点最高,D项错误。
6. [2022辽宁沈阳市郊联体一模]下列有关说法正确的是 ( )A.CO32-的空间构型为三角锥形B.SO2与SO3中硫原子的杂化轨道类型均是sp2C.SO2的键角比SO3的大D.1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有8 mol σ键
题组2 分子结构与性质
7. [2022江苏南京、盐城一模]科学家发现金星大气中存在PH3,据此推断金星大气层或存在生命。利用下列反应可制备PH3:P4+3KOH(浓)+3H2O 3KH2PO2+PH3↑。下列说法正确的是 ( )A.PH3为非极性分子B.中子数为10的氧原子可表示为C.H2O分子空间构型为V形D.1个P4分子中含有4个σ键
8. [2022山东济宁一模]H2O、H2O2、HO2(超氧化氢)都属于氢氧化合物,其中HO2又叫超氧酸,与H2O2化学性质相似,又与HX(X=Cl、Br、I等)的某些性质相似。下列说法错误的是 ( )A.HO2为极性分子B.H2O的沸点低于H2O2的沸点C.HO2可与AgNO3反应:HO2+AgNO3=AgO2↓+HNO3D.H2O、H2O2中O的杂化方式相同,H2O2为直线形分子
答案
8.D HO2与HX(X=Cl、Br、I等)的某些性质相似,由于HX为极性分子,故HO2为极性分子,A项正确;H2O、H2O2中都含有氢键但过氧化氢中的氢键强度更大,故H2O的沸点低于H2O2的沸点,B项正确;HO2与HX(X=Cl、Br、I等)某些性质相似,故HO2可与AgNO3反应:HO2+AgNO3=AgO2↓+HNO3,C项正确;H2O、H2O2中O的杂化方式相同,均为sp3杂化,则H2O2不是直线形分子,D项错误。
9. [2022山东烟台二中摸底]ClCH2COOH和H2NCH2CH2NH2可反应生成乙二胺四乙酸( ) ,乙二胺四乙酸与金属阳离子形成配合物的结构如图所示。已知含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。下列说法正确的是 ( )A.H2NCH2CH2NH2为非极性分子B.ClCH2COOH的空间结构为平面形C.H2NCH2CH2NH2的沸点高于CH3CH2CH2CH3D.1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有4 mol
答案
9.C H2NCH2CH2NH2正、负电中心不重合,属于极性分子,A项错误;ClCH2COOH中存在亚甲基,该碳原子为sp3杂化,故ClCH2COOH的空间结构不可能为平面形,B项错误;H2NCH2CH2NH2中存在氨基,分子之间能形成氢键,故其沸点高于CH3CH2CH2CH3,C项正确;由题干信息和题图可知,1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol,D项错误。
10 .[2022山东名校考试]已知:在水中H—O键比H—C键易断裂。下列有关氢氰酸 ,氧氰酸 、硫氰酸 和异硫氰酸(S=C=N—H)的说法正确的是 ( )A.硫氰酸沸点高于异硫氰酸B.1 mol上述4种酸含π键数目相等C.298 K下,Ka(HOCN)≤Ka(HCN)D.上述酸中C原子的杂化类型不相同
11. [2022广东惠州一调](1)Na[B(OH)4]可用于织物漂白。Na[B(OH)4]中除了σ键外,还存在 (填化学键类型)。 (2)硝酸锰是工业制备中常用的催化剂,Mn(NO3)2中NO3-的空间构型为 。 (3)如图表示偏硼酸根离子的一种无限长的链式结构,其化学式可表示为 (以n表示硼原子的个数)。 如图表示一种五硼酸根离子, 其中B原子的杂化方式为 。
关键能力 强化提升
1. [2022江苏泰州一调]磷及其化合物在生产生活中具有广泛应用。白磷与Cl2反应得PCl3和PCl5,固态PCl5中含有PCl4+、PCl6-两种离子。下列关于H2O、P4、PCl3和PCl4+的说法正确的是 ( )A.H2O很稳定是因为分子间含有氢键B.PCl3的空间构型为平面三角形C.P4与PCl4+中的键角相同D.H2O与Cu2+形成的1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有4 mol配位键
2 .[2022山东潍坊一模]2021年9月24日《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下: 下列说法错误的是 ( )A.电负性:O>C>H>ZnB.甲醇分子中H—C—O键角小于甲醛分子中H—C—O键角C.DHA分子间存在氢键D.Zn溶于氨水形成配合物[Zn(NH3)4](OH)2,Zn2+的配位数为6
3. [2022辽宁葫芦岛监测改编]检验Ni2+的反应原理如图:下列说法不正确的是 ( )A.甲中σ键与π键的个数比是7∶1B.乙中Ni2+的配位数是4C.乙分子内存在氢键D.甲分子中N、O均存在孤电子对
4 .[2022山东青岛质检]三种前四周期主族元素X、Y、Z形成的一种化合物具有高效的储氢性能,其氢含量高达7.84%,释氢时的原理为 。下列说法错误的是 ( )A.化合物Z(YX4)2中的Y不满足8电子稳定结构B.化合物Z(YX4)2中含有离子键、共价键、配位键C.同周期中第一电离能小于Y的元素只有1种D.YX4-为正四面体结构
5. [2022云南昆明诊断]国内外学者近年来对金属-有机框架(MOF)作为催化剂光解制氢和还原CO2等方面的研究取得了丰硕的成果。其中某科研团队利用Ti-MOF-NH2、H2PtCl6、DMF等原料制备了催化剂Pt/Ti-MOF-NH2。(1)Pt的电子排布式为[Xe]4f145d96s1,则Pt在元素周期表中的位置是 ,处于 区,未成对电子数是 。 (2)PtCl42-的价层电子对互斥模型如图所示,已知该离子是平面结构,则该离子的键角是 ,中心原子采用的杂化类型可能是 (填“dsp2”“sp3”“sp2”或“sp3d2”)。 (3)DMF的结构是 ,σ键与π键的数目之比是 ,其中N原子的杂化方式是 。 (4)已知pKa=-lg Ka,CCl3CH2OH的pKa小于CBr3CH2OH,从分子组成与性质之间的关系解释原因 。 (5)一定条件下,CO2分子可形成干冰晶体,干冰的晶胞模型如图所示。在干冰中,与一个CO2分子紧邻的分子共有 个。若阿伏加德罗常数的值为NA,干冰的密度为ρ g·cm-3,则晶胞体对角线长度是 cm。
高频易错 高效快攻
易错点 1 混淆化学键和分子间作用力对物质性质的影响
答案
6.D NH3分子间形成氢键,PH3分子间为范德华力,分子间氢键的存在导致氨气的沸点升高,容易液化,A项错误;NH3的熔点高于PH3,是因为NH3能形成分子间氢键,氢键的存在导致NH3的熔点较高,B项错误;键长越长,键能越小,分子越不稳定,键长P—H>N—H,故NH3的稳定性比PH3强,C项错误;NH3中H为+1价,为最高价,不能被氧化,而N为-3价,为N的最低价,能够被氧化,故NH3具有还原性是因为NH3中N为-3价,D项正确。
6. [2022上海徐汇区考试]下列关于NH3性质的解释合理的是（ ）
易错点 2 不能正确判断微粒的中心原子杂化类型及空间构型而出错
(5)半导体材料砷化硼(BAs)的晶胞结构如图2所示,则砷化硼晶体中与每个硼原子紧邻的硼原子有 个;若晶胞的边长均为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为 g·cm-3(列出含a、NA的计算式即可)。 图2
考点4 晶体结构与性质
必备知识 新题精练
1. [2022上海嘉定区一模]下列有关化学键和晶体的叙述正确的是 ( )A.分子晶体中,分子间作用力越大,物质越稳定B.金属晶体都是由阴、阳离子构成的C.离子晶体中可能含有共价键D.共价晶体中只存在非极性键
题组 晶体结构与性质
答案
1.C 分子晶体的稳定性与化学键有关,化学键键能越大,物质越稳定,而分子间作用力主要影响物质的熔沸点,A项错误;金属晶体由金属阳离子与自由电子构成,不含阴离子,B项错误;离子晶体中一定存在离子键,可能存在共价键,如过氧化钠,C项正确;共价晶体中也可能存在极性键,如二氧化硅晶体,D项错误。
2 .[2022天津滨海新区考试改编]下列物质的熔点高低顺序正确的是 ( )A.CBr4>CCl4B. >CH3CH2CH2CH3 C.NaBr>NaCl>NaFD.晶体硅>碳化硅
3. [2022北京海淀区期末]萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.氟化钙的化学式为CaFB.每个晶胞中含有14个Ca2+C.氟化钙中只含有离子键D.每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有4个
4. [2022辽宁六校联考]金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构,硬度为9.5,熔点为2 700 ℃,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ）A.金刚砂的化学式为SiCB.金刚砂晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化C.金刚砂晶体中距离碳原子最近的碳原子数为12D.金刚石的熔点低于2 700 ℃
7. [2022山东济南外国语学校模拟]H3BO3为白色晶体,与足量的NaOH反应生成NaH2BO3,H3BO3的结构如图所示。下列说法错误的是（ ）A.H3BO3中形成的键长:H—O答案
7.D H—O与B—O属于共价键,键长为两个原子的核间距,原子半径越大,键长越长,即键长:H—O8. [2022辽宁名校联考]Cu、Au能形成多种组成固定的合金,其中一种晶体的晶胞结构(立方体)如图所示。下列说法正确的是（ ）A.该晶体的化学组成可表示为CuAuB.与1个Cu原子距离最近的Au原子是4个C.Au填充了由与之距离最近的Cu原子构成的正四面体空隙D.根据图中信息,a处铜原子的坐标为(0.5,0.5,0.5)
9. [2022湖北武汉调研]实验表明,CuGaS2与黄铜矿的结构类型相同。下列说法正确的是（ ）A.推测黄铜矿中铜的化合价为+1B.Ga核外电子排布式为[Ar]4s24p1C.黄铜矿中Fe的配位数为2D.黄铜矿的化学式为Cu4Fe4S8
关键能力 强化提升
3. [2022福建福州二检]钴(Co)是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。(1)基态Co原子的价电子排布式为 。 (2)Co及与其同周期同族的两种元素的二价氧化物的晶体类型相同,其熔点由高到低的顺序为 (用化学式表示)。 (3)含钴配合物[Co(NO2)3(NH3)3]的中心离子的配位数为 ,其中N采取的杂化类型为 。 (4)钴蓝晶体结构如图所示,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,其化学式为 ,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为 g·cm-3(列计算式)。
答案
4 .[2022陕西西安五校联考]Ⅰ.2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家Benjamin List和美国科学家David W.C.MacMillan,以表彰他们在不对称有机催化的发展方面的贡献。金属钴络合物R在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图所示。(1)络合物R中,碳原子的杂化类型为 杂化;第一电离能:C(3)该物质的化学式为 ,U的配位数为 。 (4)以晶胞中A点U为原点建立空间直角坐标系,晶胞内B点U的坐标为(1,0,0),则晶胞内C和D氧原子的坐标分别为 、 。 (5)已知:铀原子半径为a nm,氧原子半径为b nm,晶胞参数为0.5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA。该晶胞中原子的空间占有率为 (列出计算式即可,下同),该晶体的密度为 g·cm-3。
高频易错 高效快攻
易错点 不能正确分析晶胞和运用公式导致晶胞计算错误
专项 元素“位—构—性”关系的综合应用
1 .[2022天津和平区考试]元素X、Y、Z和Q在周期表中的相对位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是 ( )A.原子半径:r(Q)>r(Y)>r(Z)B.元素X有-4、+2、+4等多种价态C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸D.简单气态氢化物的热稳定性:Z>Y>Q
2 .[2022广东惠州三调]五种短周期元素X、Y、Z、M、N,其原子半径与原子序数的关系如图。下列说法错误的是( )A.非金属性:X>MB.简单气态氢化物的稳定性:M
4 .[2022云南昆明诊断]X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Y组成的化合物遇到X与R组成的化合物会产生白烟,原子序数X+R=Y+W,Y、Z、R位于不同的主族。下列说法不正确的是 ( )A.简单离子半径:WY>R
5 .[2022河南开封二模]如图是短周期主族元素的单质及其化合物的转化关系。已知X、Y、Z元素的原子序数依次增大,A~F均为化合物,F为不含金属元素的含氧酸盐。下列说法正确的是( )A.原子半径:XCC.E和F中存在的化学键类型完全相同D.常温下,可以用铁质容器盛装E的浓溶液
答案
5.D【元素辨析】 F为不含金属元素的含氧酸盐,结合图示可推知F为NH4NO3,结合题目信息逆推可知,X2为H2,Y2为N2,A为NH3,Z2为O2,B为NO,C为H2O,D为NO2,E为HNO3。短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大,则X为H,Y为N,Z为O。原子半径N>O>H,A项错误;元素的非金属性越强,其简单氢化物越稳定,故稳定性H2O>NH3,B项错误;HNO3中只存在共价键,NH4NO3中既有共价键,也有离子键,C项错误;常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,因此可以用铁质容器盛装浓硝酸,D项正确。
疑难点专练
疑难点 晶胞结构的分析与计算
答案
2. [2022河北石家庄一检]一种由Cu、In、Te组成的高熵合金具有优良的热电性能,其四方晶胞如图所示。①In的配位数为 ;晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则四面体空隙的占有率为 。 ②若晶胞底边的边长均为a nm,高为c nm,阿伏加德罗常数的值为NA,设晶体的最简式的相对分子质量为Mr,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
3. [2022湖南六校联考]β-SiC的晶胞结构如图所示,若碳和硅的原子半径分别为a pm和b pm,晶体密度为ρ g·cm-3,其原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为 (用含a、b、ρ、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
4 .[2022江西南昌一模]在超高压(300 GPa)下,金属钠和氦可形成化合物。结构中,钠离子(小圆球)按简单立方排布,形成Na8立方体空隙(如图所示),电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心。已知晶胞是构成晶体的最基本的几何单元,该晶体晶胞棱长a=395 pm,计算晶体的密度ρ= g·cm-3(写表达式,已知NA为阿伏加德罗常数的值)。
5. [2022河南测试]LBO晶体由Li、B、O三种元素组成,晶胞结构及沿b、c轴的投影图如图甲所示(O原子略去),晶体结构中存在(B3O7)5-基团,Li+分布在基团骨架空隙中,如图乙所示。 图甲 图乙(1)LBO晶体的化学式为 。 (2)该晶体中含有的化学键有 ,晶体类型为 ,其中B采取 杂化。 (3)已知该晶体的晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,α=β=γ=90°,则该晶体的密度ρ= g·cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、b、c、NA的代数式表示)
情境创新专练
提升素养 拓展思维
2 .[2022河南名校质检](学术探索情境:一种可用作半导体掺杂源的化合物)一种可用作半导体掺杂源的化合物的结构式如图所示。已知W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:Z>Y>X>WB.X、Y的最高价含氧酸均为强酸C.W和Y能形成多种原子个数比为1∶1的化合物D.除W原子外,分子中的其他原子均满足8电子稳定结构
答案
2.C【元素辨析】 Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍,则Z为O,短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W只形成一个共价键,则W为H,Y能形成四个共价键,则Y为C,X能形成三个共价键,且原子序数小于C,则X为B。同周期主族元素随原子序数的增大,原子半径逐渐减小,则原子半径B>C>O,H原子半径最小,A项错误;H3BO3、H2CO3均为弱酸,B项错误;H和C可形成C2H2、C6H6等多种原子个数比为1∶1的化合物,C项正确;分子中B最外层电子数为6,也不满足8电子稳定结构,D项错误。
=
答案
3.BC 杯酚、C70、C60都是分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高,晶体熔点大小顺序为杯酚>C70>C60,A项正确;根据图中信息可知,经过操作①得到固体和溶液,因此操作①是过滤,过滤用到的玻璃仪器有漏斗和烧杯,不需要分液漏斗,B项错误;电负性大的原子与氢原子能形成氢键,C60中没有电负性大的原子,因此杯酚与C60分子之间不能形成分子间氢键,C项错误;根据操作②可知,杯酚易溶于氯仿,根据操作①可知,杯酚难溶于甲苯,D项正确。
题型专练 创新集训
1. [2022北京海淀区期末](图象创新:以催化转化历程图为载体)Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能,催化转化CO2的历程如下。 下列说法不正确的是( )A.CO2催化转化的产物是CO和H2OB.过程②→③涉及化学键的断裂与生成C.反应过程中,C的杂化方式未发生改变D.生成1 mol CO,需要2 mol电子
2. [2022湖北武汉调研](角度创新:超分子冠醚与碱金属离子的适配)冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是 ( )A.6个O原子与K+可能在同一平面上B.二苯并-18-冠-6也能适配Li+C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种D.图示螯合离子中配位键的数目为6
3. [2022陕西渭南一检](素材创新:以一种高效、贮运稳定的消毒漂白剂为载体)化学工业为新冠肺炎疫情防控提供了强有力的物质支撑。科学家利用原子序数依次增大的四种短周期元素X、Y、Z和W“组合”成一种高效、贮运稳定的消毒漂白剂,其分子结构如图所示,W原子的L层电子数比Z原子的L层电子数多2个。下列说法不正确的是 ( )A.简单离子半径:Y>ZB.W和Y的氧化物对应的水化物均为强酸C.简单氢化物的沸点:X4. [2022福建福州二检改编](素材创新:以有助于盐湖水提锂的某离子液体的结构式为载体)科学家研究发现某离子液体有助于盐湖水提锂,其结构式如图。其中X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素,且原子序数依次增大。下列说法正确的是 ( )A.最高价含氧酸的酸性:ZW>YC.Z元素最高价氧化物对应的水化物能与它的氢化物反应D.简单离子半径:Q>E>W>Z
5. [2022山东泰安一模](角度创新:冰层表面结构)第24届冬奥会在北京、张家口两地举办。国家速滑馆“冰丝带”里屡破奥运会纪录,该冰场是冬奥史上“最快冰面”。冰层表面的结构如图所示。下列有关说法错误的是 ( )A.冰熔化成水的过程中,ΔH>0,ΔS<0B.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构,密度比液态水小C.第二层“准液体”中,水分子间形成氢键的数目比固态冰中少D.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性水分子”,使冰面变滑
全章综合训练
1 .[2022广东韶关测试]科学家创造了由18个碳原子构成的环碳(C18),碳原子由单键和三键交替连接在一起,结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.C18与C60互为同系物B.12C18和14C18互为同位素,化学性质几乎相同C.C18和金刚石互为同分异构体D.环碳中碳原子均达到8电子稳定结构
答案
1.D C18与C60是组成元素相同、结构不同的两种单质,属于同素异形体,A项错误;同位素是质子数相同、中子数不同的原子,12C18和14C18均为C18,二者不互为同位素,B项错误; C18和金刚石是组成元素相同、结构不同的两种单质,属于同素异形体,不互为同分异构体,C项错误;环碳中每个碳原子均参与形成1个碳碳三键、1个碳碳单键,均达到8电子稳定结构,D项正确。
3. [2022湖北七市(州)调研]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )A.1 mol NH4F晶体中含有共价键数目为3NAB.0.5 mol XeF4中氙的价层电子对数为3NAC.标准状况下,11.2 L NO和11.2 L O2混合后的分子数目为NAD.31 g乙二醇中采用sp3杂化的原子数目为NA
4 .[2022山东烟台、德州一模改编]氮化硅(熔点1 900 ℃)具有高强度、高韧性,常用作LED的基质材料,通过SiH4与NH3发生反应3SiH4+4NH3===Si3N4+12H2制得。下列说法错误的是 ( )A.键角:SiH4>NH3B.SiH4的稳定性强于NH3C.Si3N4属于共价晶体D.SiH4为非极性分子
答案
4.B 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力,NH3有1个孤电子对,SiH4无孤电子对,键角:SiH4>NH3,A项正确;非金属性N>Si,SiH4的稳定性弱于NH3,B项错误;Si3N4中N与Si原子通过共价键形成空间网状结构,属于共价晶体,C项正确;SiH4是正四面体结构,结构对称,正、负电中心重合,为非极性分子,D项正确。
5 .[2022河南濮阳摸底]短周期主族元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,且X、Y、Z原子的最外层电子数之和为18。Q元素原子的核外电子数为Y和Z元素原子的最外层电子数之和。下列说法错误的是 ( )A.原子半径:Q>Y>Z B.X能形成XH3、HXO2等化合物 C.氧化物对应水化物的酸性:Z>YD.Na2Y溶液不应盛放在带玻璃塞的试剂瓶中
答案
5.C 【元素辨析】 设Y的最外层电子数是x,由X、Y、Z原子的最外层电子数之和为18,可得(x-1)+x+(x+1)=18,解得x=6,在短周期元素中,Y为S,Z为Cl,X为N;由于Q元素原子的核外电子数为S和Cl元素原子的最外层电子数之和,即6+7=13,则Q为Al。同周期主族元素,从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径Al>S>Cl,A项正确;N能形成NH3、HNO2等化合物,B项正确;没有指明是最高价氧化物对应的水化物,不能比较酸性强弱,C项错误;Na2S溶液由于S2-发生水解而呈碱性,碱性溶液易与玻璃塞中的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3,使玻璃塞不易被打开,故Na2S溶液不应盛放在带玻璃塞的试剂瓶中,D项正确。
6 .[2022广东深圳一调]一种药物原料的分子结构式如图所示。其中W、X、Y、Z均为短周期主族元素,且仅X、Y位于同一周期;Z原子的核外电子数比X原子的多10。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:Y>X>WB.XZ2中X的化合价为+2C.X的最简单氢化物的沸点比Y的高D.X、Z均可形成至少两种常见的含氧酸
答案
6.D 【元素辨析】 由“W、X、Y、Z均为短周期主族元素,且仅X、Y位于同一周期”,结合X在化合物中形成四个共价键,Y形成三个共价键,W形成一个共价键,可推出W、X、Y分别为H、C、N,再由“Z原子的核外电子数比X原子的多10”,推出Z为S。原子半径C>N>H,A项错误;CS2中C的化合价为+4,B项错误;NH3分子间能形成氢键,故沸点NH3>CH4,C项错误;C能形成H2CO3、HCOOH、CH3COOH等多种含氧酸,S能形成H2SO3、H2SO4等含氧酸,D项正确。
7. [2022吉林五校模拟]X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。已知X的气态氢化物溶于水后显碱性;Y是非金属性最强的元素,且Y与W同主族;金属Z的最外层电子数是最内层电子数的一半。下列说法正确的是( )A.X的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应B.Y、W两种元素形成的简单气态氢化物沸点较高的是WC.Z、W两种元素形成的化合物,室温下能导电D.Z与氧元素组成的化合物与水反应生成物只有其对应的碱
答案
7.A【元素辨析】 X的气态氢化物溶于水后显碱性,则X是N;Y的非金属性最强,则Y是F;W与F同主族,则W是Cl,Z在F之后,且最外层电子数是最内层电子数的一半,则Z是Na。NH3能与HNO3反应,A项正确;HF分子间可以形成氢键,HCl分子间只有范德华力,故HF的沸点比HCl高,B项错误;NaCl在熔融状态或溶于水时才可以导电,室温下NaCl为固体,不导电,C项错误;Na2O2与水反应除生成NaOH外,还有O2生成,D项错误。
8. [2022辽宁沈阳一测] F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是( )A.Ni位于元素周期表d区B.该物质的化学式为K2NiF4C.Ni的配位数为6D.该晶体属于分子晶体
9. [2022广东六校联考]科学家利用四种原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其分子结构如图(实线代表共价键)。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是（ ）A.离子半径大小:Z>YB. 代表Z的简单离子C.元素W、X、Y组成的化合物可能是电解质D.X与Y的氢化物沸点:Y>X
10. [2022辽宁五校联考]短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增加。X、Y、M、N为分别由这四种元素中的两种组成的常见化合物,甲、乙为其中两种元素对应的单质。若X与Y、甲与乙的摩尔质量相同,Y与乙均为淡黄色固体,N为一种常见的液体,上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略),则下列说法正确的是（ ）A.M、N分子的空间结构均为V形,且沸点:N>MB.X、Y中所含的化学键类型相同C.四种元素的电负性:D>B>C>AD.D的最高价氧化物对应的水化物为强碱
答案
10.A【元素辨析】 短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增加,由甲、乙为其中两种元素对应的单质,X与Y、甲与乙的摩尔质量相同,Y与乙均为淡黄色固体,N为一种常见的液体及物质之间的转化关系可知,X为Na2S、Y为Na2O2、M为H2S、N为H2O、甲为O2、乙为S,则A为H、B为O、C为Na、D为S。H2O中的氧原子和H2S中的硫原子的价层电子对数都为4,孤电子对数都为2,分子的空间结构均为V形,水分子间能形成氢键,硫化氢分子间不能形成氢键,故H2O的沸点高于H2S,A项正确;Na2S中只含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键,B项错误;金属元素的电负性小于非金属元素,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,四种元素中氧元素的非金属性最强,则氧元素的电负性最大,C项错误;硫元素的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4,为强酸,D项错误。
11 .[2022河北石家庄一检](双选)短周期主族非金属元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,其中Y与Z同族,Z原子最外层电子数等于X原子的核外电子总数,X与M、Y与Z的核电荷数之和均为22。下列说法错误的是或生成物省略),则下列说法正确的是（ ）A.将少量Na2CO3固体加入到X的最高价含氧酸的水溶液中,有气泡产生B.X、Z分别与M形成的二元化合物中,各原子均满足8e-稳定结构C.常温下,M的单质能够从Y的简单氢化物中置换出Y的单质D.X与Y形成的二元化合物可作新型高温结构陶瓷材料
答案
11.AB 【元素辨析】 短周期主族非金属元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,Y与Z同族,且Y与Z的核电荷数之和为22,则Y为N元素、Z为P元素;Z原子最外层电子数等于X原子的核外电子总数,则X为B元素;X与M的核电荷数之和为22,则M为Cl元素。碳酸的酸性强于硼酸,碳酸钠固体不能与硼酸溶液反应生成二氧化碳气体,A项错误;三氯化硼、五氯化磷中硼原子、磷原子均不满足8e-稳定结构,B项错误;常温下,氯气能与氨气发生置换反应生成氯化铵(或氯化氢)和氮气,C项正确;氮化硼为共价晶体,熔沸点高,常用作新型高温结构陶瓷材料,D项正确。
(5)某杂志报道了一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性CO2电化学还原为甲醇的非金属电催化剂。磷化硼熔点特别高,处于极高温的空气环境时也具有抗氧化作用。其晶胞结构如图所示:①磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为 。 ②若图中A处磷原子坐标为(0,0,0),D处磷原子坐标为(1,1,0),则E处的硼原子坐标为 。 ③已知磷化硼晶胞中A处磷原子与D处磷原子间的距离为a pm,则硼原子与距其最近磷原子的核间距为 pm。
第五章 物质结构与性质 元素周期律
考点1 原子结构 核外电子排布规律
必备知识 新题精练
1 .[2022广东茂名一模]三星堆见证了中华文明起源的多样性,通过“14C测定法”初步确定其年代区间。下列有关说法正确的是 ( )A.14C与12C互为同位素B.14C的核外电子数是14C.14C可由中子轰击14N产生,14C与14N化学性质相同D.青铜器皿、骨头、纺织品、灰烬等都可作为检测的样品
题组1 原子结构
3. [2022北京朝阳区考试改编]下列图示或化学用语表达不正确的是 ( )A.氯原子的结构示意图: B.二氧化碳的电子式为C.反-2-丁烯的结构简式:D.基态21Sc原子的价层电子轨道表示式:
4. [2022湖北十堰调研]四种元素基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p3;②1s22s22p4;③[Ne]3s23p3;④[Ne]3s23p2。下列有关比较中错误的是 ( )A.第一电离能:①>②>③>④ B.原子半径:④>③>①>②C.电负性:①>②>③>④ D.最简单氢化物的沸点:②>①>③>④
题组2 核外电子排布规律
答案
4.C 【元素辨析】 ①1s22s22p3是N,②1s22s22p4是O,③[Ne]3s23p3是P,④[Ne]3s23p2是Si。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能较同周期相邻元素的大,因此第一电离能N>O,P的3p能级为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,因此第一电离能P>Si,同主族元素从上到下第一电离能逐渐降低,综上所述,第一电离能N>O>P>Si,A项正确。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,故原子半径Si>P>N>O,B项正确。同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,故电负性N
5.[2022山东潍坊一模]X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的四种元素,X、Y为同周期相邻元素、X原子的核外电子数等于Z原子最外层电子数,X、Z原子核外电子数之和为Y原子核外电子数的3倍。W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满。下列说法错误的是 ( )A.第一电离能:X>YB.最简单氢化物的沸点:X
5.C 【元素辨析】 X、Y、Z、W为前四周期元素,且原子序数依次增大,W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满,则W为钠元素或铜元素,X原子的核外电子数等于Z原子最外层电子数,则X的原子序数不大于8,X、Y为同周期相邻元素,X、Z原子核外电子数之和为Y原子核外电子数的3倍,利用列举法可推出X为氮元素,Y为氧元素,Z为氯元素,则W只能为铜元素。N的2p能级为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,A项正确;常温常压下,氨气为气体,水为液体,故沸点NH3
关键能力 强化提升
1. [2022湖北部分重点中学联考]核废水中锶-90易导致白血病,其衰变反应为(其半衰期为28年)。下列说法正确的是( )
2. [2022重庆一诊] a、b、c为不同短周期的元素,a元素的最外层电子数比次外层电子数多1,b的原子半径是短周期主族元素中最小的。由a、b、c三种元素构成的化合物的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.c的氧化物中可能存在共价键B.a的最高价氧化物的水化物显碱性C.原子半径:r(a)>r(c)>r(b)D.该化合物中每个原子最外层均能满足8电子稳定结构
3. [2022河北石家庄一检]短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中只有一种金属元素,X原子的K层与M层电子数相等,W原子的最外层电子数等于X与Y原子的最外层电子数之和。W、Z不同主族且单质通常均为气体。下列说法正确的是 ( )A.XW可作耐高温材料 B.W与Y形成的化合物只能与碱反应C.Z单质的危险品标志为 D.蒸干XZ2溶液可获得无水XZ2
4. [2022辽宁大连测试]某深蓝色溶液是纤维素的优良溶剂,其制备反应如图所示。X、Y、Z三种元素原子序数依次增大,基态Y原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,Y、Z均位于X的下一周期,W的焰色为绿色。下列说法错误的是 ( )A.Y元素的最高价氧化物分子中化学键的极性的向量和等于零B.最简单氢化物的稳定性:Y
6 . [2022湖南长沙考试]A、B、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,且它们的原子序数依次增大。第2周期元素A原子的最外层p轨道的电子为半满结构;B是地壳中含量最多的元素;D原子的p轨道未成对电子数为1,其中两个p轨道均充满;E和F位于D的下一周期,E的价电子层中的未成对电子数为2,F的原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满,且E、F原子序数相差1。请用对应的元素符号或化学式回答下列问题:(1)B元素原子核外电子排布式为 。 (2)元素E与F的第二电离能分别为:IE=1 753 kJ·mol-1、IF=1 959 kJ·mol-1,IE
【解题思路】 (1)O为8号元素,其原子的核外电子排布式为1s22s22p4。(2)Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1,Ni的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,铜失去的第二个电子是全充满的3d10电子,而镍失去的第二个电子是4s1电子,全充满的3d10为稳定结构,因此铜的第二电离能大于镍的第二电离能。(3)Cu2O、Cu2S均为离子晶体,O2-的半径比S2-的半径小,Cu2O的晶格能比Cu2S大,故Cu2O的熔点比Cu2S的熔点高。(4)确定物质是晶体还是非晶体,最科学的方法是对它进行X射线衍射实验,该化合物的阴离子SO42-中S的孤电子对数为 =0,成键电子对数为4,所以SO42-的空间构型是正四面体。(5)该R2+中A(N)原子有两种成键方式,其中形成4个单键(其中1个为配位键)的N原子杂化类型为sp3,形成1个双键、2个单键(其中1个为配位键)的N原子杂化类型为sp2。单键为σ键,双键中有1个σ键,苯环与苯环所连原子共形成12个σ键,故R2+中有67个σ键。(6)①根据部分已知离子的坐标参数及e点的位置,可知e点Cl-的坐标为 , 。②该晶胞中含有4个Cu+、4个Cl-,晶体的密度为 。
7. (1)[2022福建泉州一测]硼化镍及镍的化合物常用作有机合成的催化剂。镍的基态原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。 (2)[2022北京石景山区考试]d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉,在航空航天、海洋产业等领域有着重要的作用。①基态钛原子的核外电子排布式为 。 ②原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用 表示,与之相反的则用 表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子,其价电子的自旋磁量子数的代数和为 。
考点2 元素周期表 元素周期律
必备知识 新题精练
1. [2022湖北武汉调研]高纯度的锗是半导体材料,如图是锗在周期表中的信息。下列说法正确的是( )A.位于Ⅳ族B.质量数为32C.价电子数为2D.相对原子质量为72.63
题组1 元素周期表的结构及其应用
2. [2022山东师范大学附属中学考试]下列关于元素周期表的说法正确的是 ( )A.原子序数相差8的两短周期元素,它们一定是同主族元素B.价电子排布式为5s25p4的元素位于第五周期第ⅥA族,是p区元素C.镧系元素在周期表中占据同一格,它们互为同位素D.第四周期元素中,基态原子未成对电子数目最多的是锰
3.[2022陕西安康考试]VCD光盘的记录材料有很多种,它们都可在激光照射下发生化学或记忆性能的改变而记录、储存信号。碲(Te)的某种化合物就是常用的VCD光盘记录材料之一,碲元素与氧元素同族,与碘元素同周期。下列有关说法正确的是 ( )A.Te元素位于第六周期ⅥA族B.单质碲在常温下是液体C.H2Te的稳定性比HI的强D.H2TeO4的酸性比H2SO4的弱
4. [2022广东广州阶段训练]甲、乙、丙、丁都是短周期元素,其中甲、丁在周期表中的相对位置如图所示,甲原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,乙单质在空气中燃烧发出黄色火焰,丙是地壳中含量最高的金属元素。下列判断正确的是 ( )A.原子半径:丙>丁B.甲与丁的核外电子数相差10C.氢氧化物的碱性:乙<丙D.甲、乙的最高价氧化物均是共价化合物
5. [2022浙江百强校联考]四种短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,已知四种元素的原子最外层电子数之和为21。下列说法不正确的是 ( )A.X位于第二周期第ⅣA族B.简单离子半径:r(W)>r(Y)>r(Z)C.W的氧化物对应水化物的酸性一定比Y的强D.X、Y、W三种元素的最高化合价依次升高
6. [2022江苏泰州考试]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子核外有2个未成对电子,Y是地壳中含量最多的元素,W与X同主族,Z原子的逐级电离能(kJ·mol-1)依次为578、1 817、2 745、11 575、14 830……。下列说法正确的是( )A.简单离子的半径:Z>YB.元素Z在周期表中位于第三周期ⅠA族C.简单氢化物的沸点:W
题组2 元素周期律及其应用
8. [2022陕西宝鸡二检]下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 ( )
9 .[2022江苏南京、盐城一模]部分短周期元素的原子半径及主要化合价如表。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的简单氢化物沸点比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
10. [2022广西一测]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的最外层电子数之和为21,其中W与Y为同主族元素,W的最外层电子数是Y次外层电子数的一半,X的最外层电子数是其电子层数的3倍,ZX2是一种常用的消毒剂。下列说法正确的是( )A.最简单氢化物的沸点:W>XB.原子半径:Z>YC.工业制Y单质:YX2+W Y+WX2D.最高价含氧酸的酸性:W>Y
11. [2022山东济南检测]化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析试剂。X是原子半径最小的元素,Y的基态原子成单电子与成对电子个数比为3∶4,Z元素的电负性仅次于氟元素,W原子电子总数与Z原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是 ( )A.简单氢化物的还原性:Y>ZB.最高正化合价:Z>Y>WC.第一电离能:Z>Y>WD.该化合物中W与Y的杂化方式相同
12. [2022江苏南京六校调研]W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,四种元素形成的化合物在农业上常用作肥料,结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.简单离子半径:Z>YB.Y的第一电离能比同周期相邻两种元素的都大C.X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点:Y>XD.W与Z形成的化合物溶于水,可使紫色石蕊试液变红
关键能力 强化提升
1. [2022湖北部分学校考试]某恒星内部发生的一种核反应为 ,X、Y为短周期元素,X的周期数是族序数的3倍。下列说法错误的是 ( )A.1 mol 中含14 mol中子B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>YC.X的氧化物均只含离子键D.X、Y均在元素周期表的s区
2. [2022浙江三地市质检]W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是( )A.W、Y、X三种元素的原子半径依次减小B.Z元素的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强C.W元素与氢元素可能会形成W2H6D.Y元素的单质能从NaZ溶液中置换出Z元素的单质
3. [2022重庆一调]Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z、W为同周期相邻元素,R原子最内层电子数与最外层电子数相同,Y、W可形成 ,下列说法错误的是 ( )A.Z位于第三周期ⅤA族B. 能与稀硫酸反应,生成沉淀和气体C.简单离子半径:Z>RD.简单气态氢化物的稳定性:W>Y
4. [2022福建福州质检]X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。元素X、Y、Q的单质在常温下呈气态,元素Y的最高正价和最低负价之和为2,元素Z在同周期的主族元素中原子半径最大,元素M是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )A.元素X、Y有可能形成含有离子键的化合物B.简单离子半径:Z
4.A【元素辨析】 X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。元素X、Y、Q的单质在常温下呈气态,元素Y的最高正价和最低负价之和为2,则Y是N、X是H;元素Z在同周期的主族元素中原子半径最大,则Z是Na;元素M是地壳中含量最多的金属元素,故M是Al;Q在五种元素中原子序数最大,且单质在常温下呈气态,则Q是Cl。H、N有可能形成含有离子键的化合物,如NH4H,A项正确;Na+、Al3+核外电子排布相同,Na的核电荷数比Al小,故Na+半径较大,B项错误;NaAlO2溶液显碱性,C项错误;HClO为弱酸,D项错误。
5 .[2022安徽马鞍山一测]短周期主族元素X、Y、M、W、Q的原子序数依次增大。X-的电子层结构与氦相同,Y元素的某种单质可用作自来水消毒剂,Q和Y同族,M、W、Y三种元素组成的盐M2WY3的溶液通入过量CO2后产生白色胶状沉淀。下列说法不正确的是 ( )A.M和Y形成的化合物M2Y2中,阴阳离子的个数比为1∶2B.WY2可用于制作计算机芯片C.化合物MX具有很强的还原性,能与水反应D.最简单气态氢化物的热稳定性:Q>W
答案
5.B 【元素辨析】 X-的电子层结构与氦相同,则X为H;Y元素的某种单质可用作自来水消毒剂,由原子序数关系知,该单质为O3,Y为O;Q和Y同族,则Q为S;M、W、Y三种元素组成的盐M2WY3的溶液通入过量CO2后产生白色胶状沉淀,该盐为Na2SiO3,则M为Na,W为Si。Na2O2中阴、阳离子分别为O22-、Na+,个数比为1∶2,A项正确;SiO2用于制作光导纤维,Si用于制作计算机芯片,B项错误;NaH中H为-1价,具有很强的还原性,能与水发生反应:NaH+H2O=NaOH+H2↑,C项正确;非金属性S>Si,则最简单气态氢化物的热稳定性H2S>SiH4,D项正确。
6. [2022云南一测]X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X位于第ⅤA族,Y的原子半径是短周期元素中最大的,Z的一种氧化物具有漂白作用。下列说法正确的是 ( )A.简单离子半径:X
答案
7.A 【元素辨析】 由“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”可知,该气体为NH3,则W、X分别为H、N,再由“Z原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的3倍”推出Y、Z分别为Na、Al或Mg、S。根据电子层数越多,离子半径越大以及具有相同核外电子排布的离子,原子序数小的半径大知,W、X、Y、Z分别为H、N、Na、Al时,离子半径H+
答案
8.D 【元素辨析】 q的浓溶液常用作干燥剂,则q为H2SO4,q由m、n反应得到,则q由W、X、Y组成,W、X、Y分别为H、O、S;短周期主族元素Z的原子序数大于S,则Z为Cl,s为Cl2,又m、p中所含元素种类相同,结合题给转化关系可知,m为SO3、n为H2O、p为SO2、r为HCl。电子层结构相同的简单离子,原子序数越大,离子半径越小,则r(S2-)>r(Cl-),Cl-比O2-多一个电子层,故r(Cl-)>r(O2-),则r(S2-)>r(Cl-)>r(O2-)>r(H+),A项正确。等浓度简单氢化物水溶液的酸性:HCl>H2S,B项正确。同周期中第一电离能大于S的元素有P、Cl、Ar三种,C项正确。H2SO4和HClO4的中心原子的价层电子对数均为4,孤电子对数均为0,二者的杂化方式均为sp3,D项错误。
高频易错 高效快攻
易错点 不能正确推断元素和运用元素周期律而出错
答案
9.D【元素辨析】 由题图可知,Y形成5个共价键,则Y原子最外层有5个电子,由于W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,故W是N,Y是P,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍,说明X最外层电子数为偶数,则Z是Cl,X是O。同周期元素从左到右电负性依次增强,ClO2中Cl显正价,故电负性O>Cl>P,A项正确;ClO2具有强氧化性,是一种常用的消毒剂,B项正确;该抗癌药物含有N—H键,分子间能形成氢键,C项正确;N、P、Cl均有多种含氧酸,无法确定它们的含氧酸的酸性强弱顺序,D项错误。
9. [2022山东潍坊考试]由六种元素形成的抗癌药物的结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是 ( )A.电负性: X>Z>YB.ZX2 是一种常用的消毒剂C.该抗癌药物能形成分子间氢键D.元素W、Y、Z对应的含氧酸酸性: Z>W>Y
答案
10.C 【元素辨析】 短周期元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,由题图知R形成1个共价键,X形成4个共价键,Y形成2个共价键,M形成1个共价键,X、Y、M的最外层电子数分别为4、6、7,最外层电子数3Z+M=X+Y,则Z的最外层电子数为1/3×(4+6-7)=1,结合原子序数关系可知Z为Na,R为H,X为C,Y为O,M为Cl。原子半径:Na>C>O>H,A项错误。同一周期从左向右元素的第一电离能整体呈增大的趋势,Cl位于第三周期,该周期元素中Ar的第一电离能最大,B项错误。H、C、O形成的化合物如醛类物质CH3CHO等、醇类物质CH3CH2OH【易错警示】 切勿忽略0族元素也存在电离能,且是同周期元素中第一电离能最大的。等均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确。Na2O2中既含有离子键又含有共价键,D项错误。
10. [2022八省八校联考]短周期元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,原子最外层电子数存在关系:3Z+M=X+Y,其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:Z>Y>X>RB.M是同周期元素中第一电离能最大的C.R、X、Y形成的化合物可能会使酸性高锰酸钾溶液褪色D.Z分别与R、Y、M形成的化合物中均只含离子键
考点3 化学键 分子结构与性质
必备知识 新题精练
1. [2022重庆一诊改编]光气(COCl2)是一种重要的有机合成中间体,有剧毒,光气与氨气反应的化学方程式为COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl。下列有关说法不正确的是 ( )A.NH4Cl中含有离子键和共价键B.Cl-的结构示意图:C.COCl2的电子式为D.CO(NH2)2的球棍模型:
题组1 化学键、分子间作用力
2. [2022江苏海门调研]下列说法正确的是 ( )A.NH3转化为NH4+,键角变大B.[Cu(NH3)4]+中含有离子键、配位键C.NO2-的空间构型为直线形D.氨气易溶于水的原因是氨气分子间存在氢键
答案
2.A 氨气中有孤对电子,氨气转化为铵根离子键角变大,A项正确;[Cu(NH3)4]+中含有配位键(Cu+与N之间)和极性共价键(如N与H之间),不含离子键,B项错误;NO2-中氮原子价层电子对数为2+1/2×(5+1-2×2)=3,含有1对孤对电子,空间构型为V形,C项错误;氨气易溶于水的原因是氨气分子与水分子之间能形成氢键,D项错误。
3. [2022天津五校联考改编]下列物质性质的差异与分子间作用力有关的是 ( )A.硬度:晶体硅<金刚石B.热稳定性:H2O>H2SC.沸点:HF>HClD.熔点:NaCl>CsCl
答案
3.C 金刚石和晶体硅均是共价晶体,共价晶体中,共价键的键长越短,键能越高,硬度越大,所以金刚石的硬度大于晶体硅,A项不符合题意;非金属性O>S,故热稳定性H2O>H2S,B项不符合题意;分子的沸点与分子间作用力有关,HF中含有氢键,故沸点HF>HCl,C项符合题意;离子晶体的熔点与离子键强弱有关,离子半径越小、离子电荷越多,离子键越强,熔点越高,离子半径:Na+
4. [2022湖北武汉调研]下列关于O、S及其化合物的说法错误的是 ( )A.O的电负性比S的大,可推断H2O分子的极性比H2S的极性大B.电子云重叠程度O—H比S—H的大,可推断O—H比S—H更稳定C.H2O的相对分子质量比H2S的小,可推断H2O的沸点比H2S的低D.H2O2具有氧化性,可推断H2S2也具有氧化性
答案
4.C O的电负性比S大,所以O和H的电负性差值比S与H的电负性差值大,则H2O分子的极性比H2S的极性大,A项正确;电子云重叠程度O—H比S—H的大,说明O—H键键长更短,键能更大,更稳定,B项正确;由于H2O分子之间可以形成氢键,故H2O的沸点比H2S的高,C项错误;H2S2中S的化合价为-1,在化学反应中S的化合价可以降为-2,故H2S2具有氧化性,D项正确。
5. [2022山东烟台、德州一模]一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物结构如图,其中Q、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Q为元素周期表中原子半径最小的,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的3倍。下列说法正确的是( )A.第一电离能:X>Y>WB.Y的氢化物只含有极性键C.Q、X、Y只能形成共价化合物D.W、X、Y、Z四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
答案
5.A【元素辨析】 Q为元素周期表中原子半径最小的,故Q为H;结合题图及Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的3倍,可知W是C,X是N,Y是O,Z是F。同一周期,从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满的稳定状态,故第一电离能N>O>C,A项正确;O的氢化物H2O2中含有非极性键,B项错误;由H、N、O形成的NH4NO3为离子化合物,C项错误;H2O、NH3、HF中均含有氢键,H2O的沸点最高,D项错误。
6. [2022辽宁沈阳市郊联体一模]下列有关说法正确的是 ( )A.CO32-的空间构型为三角锥形B.SO2与SO3中硫原子的杂化轨道类型均是sp2C.SO2的键角比SO3的大D.1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有8 mol σ键
题组2 分子结构与性质
7. [2022江苏南京、盐城一模]科学家发现金星大气中存在PH3,据此推断金星大气层或存在生命。利用下列反应可制备PH3:P4+3KOH(浓)+3H2O 3KH2PO2+PH3↑。下列说法正确的是 ( )A.PH3为非极性分子B.中子数为10的氧原子可表示为C.H2O分子空间构型为V形D.1个P4分子中含有4个σ键
8. [2022山东济宁一模]H2O、H2O2、HO2(超氧化氢)都属于氢氧化合物,其中HO2又叫超氧酸,与H2O2化学性质相似,又与HX(X=Cl、Br、I等)的某些性质相似。下列说法错误的是 ( )A.HO2为极性分子B.H2O的沸点低于H2O2的沸点C.HO2可与AgNO3反应:HO2+AgNO3=AgO2↓+HNO3D.H2O、H2O2中O的杂化方式相同,H2O2为直线形分子
答案
8.D HO2与HX(X=Cl、Br、I等)的某些性质相似,由于HX为极性分子,故HO2为极性分子,A项正确;H2O、H2O2中都含有氢键但过氧化氢中的氢键强度更大,故H2O的沸点低于H2O2的沸点,B项正确;HO2与HX(X=Cl、Br、I等)某些性质相似,故HO2可与AgNO3反应:HO2+AgNO3=AgO2↓+HNO3,C项正确;H2O、H2O2中O的杂化方式相同,均为sp3杂化,则H2O2不是直线形分子,D项错误。
9. [2022山东烟台二中摸底]ClCH2COOH和H2NCH2CH2NH2可反应生成乙二胺四乙酸( ) ,乙二胺四乙酸与金属阳离子形成配合物的结构如图所示。已知含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。下列说法正确的是 ( )A.H2NCH2CH2NH2为非极性分子B.ClCH2COOH的空间结构为平面形C.H2NCH2CH2NH2的沸点高于CH3CH2CH2CH3D.1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有4 mol
答案
9.C H2NCH2CH2NH2正、负电中心不重合,属于极性分子,A项错误;ClCH2COOH中存在亚甲基,该碳原子为sp3杂化,故ClCH2COOH的空间结构不可能为平面形,B项错误;H2NCH2CH2NH2中存在氨基,分子之间能形成氢键,故其沸点高于CH3CH2CH2CH3,C项正确;由题干信息和题图可知,1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol,D项错误。
10 .[2022山东名校考试]已知:在水中H—O键比H—C键易断裂。下列有关氢氰酸 ,氧氰酸 、硫氰酸 和异硫氰酸(S=C=N—H)的说法正确的是 ( )A.硫氰酸沸点高于异硫氰酸B.1 mol上述4种酸含π键数目相等C.298 K下,Ka(HOCN)≤Ka(HCN)D.上述酸中C原子的杂化类型不相同
11. [2022广东惠州一调](1)Na[B(OH)4]可用于织物漂白。Na[B(OH)4]中除了σ键外,还存在 (填化学键类型)。 (2)硝酸锰是工业制备中常用的催化剂,Mn(NO3)2中NO3-的空间构型为 。 (3)如图表示偏硼酸根离子的一种无限长的链式结构,其化学式可表示为 (以n表示硼原子的个数)。 如图表示一种五硼酸根离子, 其中B原子的杂化方式为 。
关键能力 强化提升
1. [2022江苏泰州一调]磷及其化合物在生产生活中具有广泛应用。白磷与Cl2反应得PCl3和PCl5,固态PCl5中含有PCl4+、PCl6-两种离子。下列关于H2O、P4、PCl3和PCl4+的说法正确的是 ( )A.H2O很稳定是因为分子间含有氢键B.PCl3的空间构型为平面三角形C.P4与PCl4+中的键角相同D.H2O与Cu2+形成的1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有4 mol配位键
2 .[2022山东潍坊一模]2021年9月24日《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下: 下列说法错误的是 ( )A.电负性:O>C>H>ZnB.甲醇分子中H—C—O键角小于甲醛分子中H—C—O键角C.DHA分子间存在氢键D.Zn溶于氨水形成配合物[Zn(NH3)4](OH)2,Zn2+的配位数为6
3. [2022辽宁葫芦岛监测改编]检验Ni2+的反应原理如图:下列说法不正确的是 ( )A.甲中σ键与π键的个数比是7∶1B.乙中Ni2+的配位数是4C.乙分子内存在氢键D.甲分子中N、O均存在孤电子对
4 .[2022山东青岛质检]三种前四周期主族元素X、Y、Z形成的一种化合物具有高效的储氢性能,其氢含量高达7.84%,释氢时的原理为 。下列说法错误的是 ( )A.化合物Z(YX4)2中的Y不满足8电子稳定结构B.化合物Z(YX4)2中含有离子键、共价键、配位键C.同周期中第一电离能小于Y的元素只有1种D.YX4-为正四面体结构
5. [2022云南昆明诊断]国内外学者近年来对金属-有机框架(MOF)作为催化剂光解制氢和还原CO2等方面的研究取得了丰硕的成果。其中某科研团队利用Ti-MOF-NH2、H2PtCl6、DMF等原料制备了催化剂Pt/Ti-MOF-NH2。(1)Pt的电子排布式为[Xe]4f145d96s1,则Pt在元素周期表中的位置是 ,处于 区,未成对电子数是 。 (2)PtCl42-的价层电子对互斥模型如图所示,已知该离子是平面结构,则该离子的键角是 ,中心原子采用的杂化类型可能是 (填“dsp2”“sp3”“sp2”或“sp3d2”)。 (3)DMF的结构是 ,σ键与π键的数目之比是 ,其中N原子的杂化方式是 。 (4)已知pKa=-lg Ka,CCl3CH2OH的pKa小于CBr3CH2OH,从分子组成与性质之间的关系解释原因 。 (5)一定条件下,CO2分子可形成干冰晶体,干冰的晶胞模型如图所示。在干冰中,与一个CO2分子紧邻的分子共有 个。若阿伏加德罗常数的值为NA,干冰的密度为ρ g·cm-3,则晶胞体对角线长度是 cm。
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易错点 1 混淆化学键和分子间作用力对物质性质的影响
答案
6.D NH3分子间形成氢键,PH3分子间为范德华力,分子间氢键的存在导致氨气的沸点升高,容易液化,A项错误;NH3的熔点高于PH3,是因为NH3能形成分子间氢键,氢键的存在导致NH3的熔点较高,B项错误;键长越长,键能越小,分子越不稳定,键长P—H>N—H,故NH3的稳定性比PH3强,C项错误;NH3中H为+1价,为最高价,不能被氧化,而N为-3价,为N的最低价,能够被氧化,故NH3具有还原性是因为NH3中N为-3价,D项正确。
6. [2022上海徐汇区考试]下列关于NH3性质的解释合理的是（ ）
易错点 2 不能正确判断微粒的中心原子杂化类型及空间构型而出错
(5)半导体材料砷化硼(BAs)的晶胞结构如图2所示,则砷化硼晶体中与每个硼原子紧邻的硼原子有 个;若晶胞的边长均为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为 g·cm-3(列出含a、NA的计算式即可)。 图2
考点4 晶体结构与性质
必备知识 新题精练
1. [2022上海嘉定区一模]下列有关化学键和晶体的叙述正确的是 ( )A.分子晶体中,分子间作用力越大,物质越稳定B.金属晶体都是由阴、阳离子构成的C.离子晶体中可能含有共价键D.共价晶体中只存在非极性键
题组 晶体结构与性质
答案
1.C 分子晶体的稳定性与化学键有关,化学键键能越大,物质越稳定,而分子间作用力主要影响物质的熔沸点,A项错误;金属晶体由金属阳离子与自由电子构成,不含阴离子,B项错误;离子晶体中一定存在离子键,可能存在共价键,如过氧化钠,C项正确;共价晶体中也可能存在极性键,如二氧化硅晶体,D项错误。
2 .[2022天津滨海新区考试改编]下列物质的熔点高低顺序正确的是 ( )A.CBr4>CCl4B. >CH3CH2CH2CH3 C.NaBr>NaCl>NaFD.晶体硅>碳化硅
3. [2022北京海淀区期末]萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.氟化钙的化学式为CaFB.每个晶胞中含有14个Ca2+C.氟化钙中只含有离子键D.每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有4个
4. [2022辽宁六校联考]金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构,硬度为9.5,熔点为2 700 ℃,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ）A.金刚砂的化学式为SiCB.金刚砂晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化C.金刚砂晶体中距离碳原子最近的碳原子数为12D.金刚石的熔点低于2 700 ℃
7. [2022山东济南外国语学校模拟]H3BO3为白色晶体,与足量的NaOH反应生成NaH2BO3,H3BO3的结构如图所示。下列说法错误的是（ ）A.H3BO3中形成的键长:H—O
7.D H—O与B—O属于共价键,键长为两个原子的核间距,原子半径越大,键长越长,即键长:H—O
9. [2022湖北武汉调研]实验表明,CuGaS2与黄铜矿的结构类型相同。下列说法正确的是（ ）A.推测黄铜矿中铜的化合价为+1B.Ga核外电子排布式为[Ar]4s24p1C.黄铜矿中Fe的配位数为2D.黄铜矿的化学式为Cu4Fe4S8
关键能力 强化提升
3. [2022福建福州二检]钴(Co)是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。(1)基态Co原子的价电子排布式为 。 (2)Co及与其同周期同族的两种元素的二价氧化物的晶体类型相同,其熔点由高到低的顺序为 (用化学式表示)。 (3)含钴配合物[Co(NO2)3(NH3)3]的中心离子的配位数为 ,其中N采取的杂化类型为 。 (4)钴蓝晶体结构如图所示,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,其化学式为 ,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为 g·cm-3(列计算式)。
答案
4 .[2022陕西西安五校联考]Ⅰ.2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家Benjamin List和美国科学家David W.C.MacMillan,以表彰他们在不对称有机催化的发展方面的贡献。金属钴络合物R在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图所示。(1)络合物R中,碳原子的杂化类型为 杂化;第一电离能:C
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易错点 不能正确分析晶胞和运用公式导致晶胞计算错误
专项 元素“位—构—性”关系的综合应用
1 .[2022天津和平区考试]元素X、Y、Z和Q在周期表中的相对位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是 ( )A.原子半径:r(Q)>r(Y)>r(Z)B.元素X有-4、+2、+4等多种价态C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸D.简单气态氢化物的热稳定性:Z>Y>Q
2 .[2022广东惠州三调]五种短周期元素X、Y、Z、M、N,其原子半径与原子序数的关系如图。下列说法错误的是( )A.非金属性:X>MB.简单气态氢化物的稳定性:M
4 .[2022云南昆明诊断]X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Y组成的化合物遇到X与R组成的化合物会产生白烟,原子序数X+R=Y+W,Y、Z、R位于不同的主族。下列说法不正确的是 ( )A.简单离子半径:W
5 .[2022河南开封二模]如图是短周期主族元素的单质及其化合物的转化关系。已知X、Y、Z元素的原子序数依次增大,A~F均为化合物,F为不含金属元素的含氧酸盐。下列说法正确的是( )A.原子半径:X
答案
5.D【元素辨析】 F为不含金属元素的含氧酸盐,结合图示可推知F为NH4NO3,结合题目信息逆推可知,X2为H2,Y2为N2,A为NH3,Z2为O2,B为NO,C为H2O,D为NO2,E为HNO3。短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大,则X为H,Y为N,Z为O。原子半径N>O>H,A项错误;元素的非金属性越强,其简单氢化物越稳定,故稳定性H2O>NH3,B项错误;HNO3中只存在共价键,NH4NO3中既有共价键,也有离子键,C项错误;常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,因此可以用铁质容器盛装浓硝酸,D项正确。
疑难点专练
疑难点 晶胞结构的分析与计算
答案
2. [2022河北石家庄一检]一种由Cu、In、Te组成的高熵合金具有优良的热电性能,其四方晶胞如图所示。①In的配位数为 ;晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则四面体空隙的占有率为 。 ②若晶胞底边的边长均为a nm,高为c nm,阿伏加德罗常数的值为NA,设晶体的最简式的相对分子质量为Mr,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
3. [2022湖南六校联考]β-SiC的晶胞结构如图所示,若碳和硅的原子半径分别为a pm和b pm,晶体密度为ρ g·cm-3,其原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为 (用含a、b、ρ、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
4 .[2022江西南昌一模]在超高压(300 GPa)下,金属钠和氦可形成化合物。结构中,钠离子(小圆球)按简单立方排布,形成Na8立方体空隙(如图所示),电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心。已知晶胞是构成晶体的最基本的几何单元,该晶体晶胞棱长a=395 pm,计算晶体的密度ρ= g·cm-3(写表达式,已知NA为阿伏加德罗常数的值)。
5. [2022河南测试]LBO晶体由Li、B、O三种元素组成,晶胞结构及沿b、c轴的投影图如图甲所示(O原子略去),晶体结构中存在(B3O7)5-基团,Li+分布在基团骨架空隙中,如图乙所示。 图甲 图乙(1)LBO晶体的化学式为 。 (2)该晶体中含有的化学键有 ,晶体类型为 ,其中B采取 杂化。 (3)已知该晶体的晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,α=β=γ=90°,则该晶体的密度ρ= g·cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、b、c、NA的代数式表示)
情境创新专练
提升素养 拓展思维
2 .[2022河南名校质检](学术探索情境:一种可用作半导体掺杂源的化合物)一种可用作半导体掺杂源的化合物的结构式如图所示。已知W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:Z>Y>X>WB.X、Y的最高价含氧酸均为强酸C.W和Y能形成多种原子个数比为1∶1的化合物D.除W原子外,分子中的其他原子均满足8电子稳定结构
答案
2.C【元素辨析】 Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍,则Z为O,短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W只形成一个共价键,则W为H,Y能形成四个共价键,则Y为C,X能形成三个共价键,且原子序数小于C,则X为B。同周期主族元素随原子序数的增大,原子半径逐渐减小,则原子半径B>C>O,H原子半径最小,A项错误;H3BO3、H2CO3均为弱酸,B项错误;H和C可形成C2H2、C6H6等多种原子个数比为1∶1的化合物,C项正确;分子中B最外层电子数为6,也不满足8电子稳定结构,D项错误。
=
答案
3.BC 杯酚、C70、C60都是分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高,晶体熔点大小顺序为杯酚>C70>C60,A项正确;根据图中信息可知,经过操作①得到固体和溶液,因此操作①是过滤,过滤用到的玻璃仪器有漏斗和烧杯,不需要分液漏斗,B项错误;电负性大的原子与氢原子能形成氢键,C60中没有电负性大的原子,因此杯酚与C60分子之间不能形成分子间氢键,C项错误;根据操作②可知,杯酚易溶于氯仿,根据操作①可知,杯酚难溶于甲苯,D项正确。
题型专练 创新集训
1. [2022北京海淀区期末](图象创新:以催化转化历程图为载体)Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能,催化转化CO2的历程如下。 下列说法不正确的是( )A.CO2催化转化的产物是CO和H2OB.过程②→③涉及化学键的断裂与生成C.反应过程中,C的杂化方式未发生改变D.生成1 mol CO,需要2 mol电子
2. [2022湖北武汉调研](角度创新:超分子冠醚与碱金属离子的适配)冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是 ( )A.6个O原子与K+可能在同一平面上B.二苯并-18-冠-6也能适配Li+C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种D.图示螯合离子中配位键的数目为6
3. [2022陕西渭南一检](素材创新:以一种高效、贮运稳定的消毒漂白剂为载体)化学工业为新冠肺炎疫情防控提供了强有力的物质支撑。科学家利用原子序数依次增大的四种短周期元素X、Y、Z和W“组合”成一种高效、贮运稳定的消毒漂白剂,其分子结构如图所示,W原子的L层电子数比Z原子的L层电子数多2个。下列说法不正确的是 ( )A.简单离子半径:Y>ZB.W和Y的氧化物对应的水化物均为强酸C.简单氢化物的沸点:X
5. [2022山东泰安一模](角度创新:冰层表面结构)第24届冬奥会在北京、张家口两地举办。国家速滑馆“冰丝带”里屡破奥运会纪录,该冰场是冬奥史上“最快冰面”。冰层表面的结构如图所示。下列有关说法错误的是 ( )A.冰熔化成水的过程中,ΔH>0,ΔS<0B.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构,密度比液态水小C.第二层“准液体”中,水分子间形成氢键的数目比固态冰中少D.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性水分子”,使冰面变滑
全章综合训练
1 .[2022广东韶关测试]科学家创造了由18个碳原子构成的环碳(C18),碳原子由单键和三键交替连接在一起,结构如图所示。下列说法正确的是 ( )A.C18与C60互为同系物B.12C18和14C18互为同位素,化学性质几乎相同C.C18和金刚石互为同分异构体D.环碳中碳原子均达到8电子稳定结构
答案
1.D C18与C60是组成元素相同、结构不同的两种单质,属于同素异形体,A项错误;同位素是质子数相同、中子数不同的原子,12C18和14C18均为C18,二者不互为同位素,B项错误; C18和金刚石是组成元素相同、结构不同的两种单质,属于同素异形体,不互为同分异构体,C项错误;环碳中每个碳原子均参与形成1个碳碳三键、1个碳碳单键,均达到8电子稳定结构,D项正确。
3. [2022湖北七市(州)调研]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )A.1 mol NH4F晶体中含有共价键数目为3NAB.0.5 mol XeF4中氙的价层电子对数为3NAC.标准状况下,11.2 L NO和11.2 L O2混合后的分子数目为NAD.31 g乙二醇中采用sp3杂化的原子数目为NA
4 .[2022山东烟台、德州一模改编]氮化硅(熔点1 900 ℃)具有高强度、高韧性,常用作LED的基质材料,通过SiH4与NH3发生反应3SiH4+4NH3===Si3N4+12H2制得。下列说法错误的是 ( )A.键角:SiH4>NH3B.SiH4的稳定性强于NH3C.Si3N4属于共价晶体D.SiH4为非极性分子
答案
4.B 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力,NH3有1个孤电子对,SiH4无孤电子对,键角:SiH4>NH3,A项正确;非金属性N>Si,SiH4的稳定性弱于NH3,B项错误;Si3N4中N与Si原子通过共价键形成空间网状结构,属于共价晶体,C项正确;SiH4是正四面体结构,结构对称,正、负电中心重合,为非极性分子,D项正确。
5 .[2022河南濮阳摸底]短周期主族元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,且X、Y、Z原子的最外层电子数之和为18。Q元素原子的核外电子数为Y和Z元素原子的最外层电子数之和。下列说法错误的是 ( )A.原子半径:Q>Y>Z B.X能形成XH3、HXO2等化合物 C.氧化物对应水化物的酸性:Z>YD.Na2Y溶液不应盛放在带玻璃塞的试剂瓶中
答案
5.C 【元素辨析】 设Y的最外层电子数是x,由X、Y、Z原子的最外层电子数之和为18,可得(x-1)+x+(x+1)=18,解得x=6,在短周期元素中,Y为S,Z为Cl,X为N;由于Q元素原子的核外电子数为S和Cl元素原子的最外层电子数之和,即6+7=13,则Q为Al。同周期主族元素,从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径Al>S>Cl,A项正确;N能形成NH3、HNO2等化合物,B项正确;没有指明是最高价氧化物对应的水化物,不能比较酸性强弱,C项错误;Na2S溶液由于S2-发生水解而呈碱性,碱性溶液易与玻璃塞中的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3,使玻璃塞不易被打开,故Na2S溶液不应盛放在带玻璃塞的试剂瓶中,D项正确。
6 .[2022广东深圳一调]一种药物原料的分子结构式如图所示。其中W、X、Y、Z均为短周期主族元素,且仅X、Y位于同一周期;Z原子的核外电子数比X原子的多10。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:Y>X>WB.XZ2中X的化合价为+2C.X的最简单氢化物的沸点比Y的高D.X、Z均可形成至少两种常见的含氧酸
答案
6.D 【元素辨析】 由“W、X、Y、Z均为短周期主族元素,且仅X、Y位于同一周期”,结合X在化合物中形成四个共价键,Y形成三个共价键,W形成一个共价键,可推出W、X、Y分别为H、C、N,再由“Z原子的核外电子数比X原子的多10”,推出Z为S。原子半径C>N>H,A项错误;CS2中C的化合价为+4,B项错误;NH3分子间能形成氢键,故沸点NH3>CH4,C项错误;C能形成H2CO3、HCOOH、CH3COOH等多种含氧酸,S能形成H2SO3、H2SO4等含氧酸,D项正确。
7. [2022吉林五校模拟]X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。已知X的气态氢化物溶于水后显碱性;Y是非金属性最强的元素,且Y与W同主族;金属Z的最外层电子数是最内层电子数的一半。下列说法正确的是( )A.X的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应B.Y、W两种元素形成的简单气态氢化物沸点较高的是WC.Z、W两种元素形成的化合物,室温下能导电D.Z与氧元素组成的化合物与水反应生成物只有其对应的碱
答案
7.A【元素辨析】 X的气态氢化物溶于水后显碱性,则X是N;Y的非金属性最强,则Y是F;W与F同主族,则W是Cl,Z在F之后,且最外层电子数是最内层电子数的一半,则Z是Na。NH3能与HNO3反应,A项正确;HF分子间可以形成氢键,HCl分子间只有范德华力,故HF的沸点比HCl高,B项错误;NaCl在熔融状态或溶于水时才可以导电,室温下NaCl为固体,不导电,C项错误;Na2O2与水反应除生成NaOH外,还有O2生成,D项错误。
8. [2022辽宁沈阳一测] F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是( )A.Ni位于元素周期表d区B.该物质的化学式为K2NiF4C.Ni的配位数为6D.该晶体属于分子晶体
9. [2022广东六校联考]科学家利用四种原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其分子结构如图(实线代表共价键)。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是（ ）A.离子半径大小:Z>YB. 代表Z的简单离子C.元素W、X、Y组成的化合物可能是电解质D.X与Y的氢化物沸点:Y>X
10. [2022辽宁五校联考]短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增加。X、Y、M、N为分别由这四种元素中的两种组成的常见化合物,甲、乙为其中两种元素对应的单质。若X与Y、甲与乙的摩尔质量相同,Y与乙均为淡黄色固体,N为一种常见的液体,上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略),则下列说法正确的是（ ）A.M、N分子的空间结构均为V形,且沸点:N>MB.X、Y中所含的化学键类型相同C.四种元素的电负性:D>B>C>AD.D的最高价氧化物对应的水化物为强碱
答案
10.A【元素辨析】 短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增加,由甲、乙为其中两种元素对应的单质,X与Y、甲与乙的摩尔质量相同,Y与乙均为淡黄色固体,N为一种常见的液体及物质之间的转化关系可知,X为Na2S、Y为Na2O2、M为H2S、N为H2O、甲为O2、乙为S,则A为H、B为O、C为Na、D为S。H2O中的氧原子和H2S中的硫原子的价层电子对数都为4,孤电子对数都为2,分子的空间结构均为V形,水分子间能形成氢键,硫化氢分子间不能形成氢键,故H2O的沸点高于H2S,A项正确;Na2S中只含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键,B项错误;金属元素的电负性小于非金属元素,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,四种元素中氧元素的非金属性最强,则氧元素的电负性最大,C项错误;硫元素的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4,为强酸,D项错误。
11 .[2022河北石家庄一检](双选)短周期主族非金属元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,其中Y与Z同族,Z原子最外层电子数等于X原子的核外电子总数,X与M、Y与Z的核电荷数之和均为22。下列说法错误的是或生成物省略),则下列说法正确的是（ ）A.将少量Na2CO3固体加入到X的最高价含氧酸的水溶液中,有气泡产生B.X、Z分别与M形成的二元化合物中,各原子均满足8e-稳定结构C.常温下,M的单质能够从Y的简单氢化物中置换出Y的单质D.X与Y形成的二元化合物可作新型高温结构陶瓷材料
答案
11.AB 【元素辨析】 短周期主族非金属元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,Y与Z同族,且Y与Z的核电荷数之和为22,则Y为N元素、Z为P元素;Z原子最外层电子数等于X原子的核外电子总数,则X为B元素;X与M的核电荷数之和为22,则M为Cl元素。碳酸的酸性强于硼酸,碳酸钠固体不能与硼酸溶液反应生成二氧化碳气体,A项错误;三氯化硼、五氯化磷中硼原子、磷原子均不满足8e-稳定结构,B项错误;常温下,氯气能与氨气发生置换反应生成氯化铵(或氯化氢)和氮气,C项正确;氮化硼为共价晶体,熔沸点高,常用作新型高温结构陶瓷材料,D项正确。
(5)某杂志报道了一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性CO2电化学还原为甲醇的非金属电催化剂。磷化硼熔点特别高,处于极高温的空气环境时也具有抗氧化作用。其晶胞结构如图所示:①磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为 。 ②若图中A处磷原子坐标为(0,0,0),D处磷原子坐标为(1,1,0),则E处的硼原子坐标为 。 ③已知磷化硼晶胞中A处磷原子与D处磷原子间的距离为a pm,则硼原子与距其最近磷原子的核间距为 pm。
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