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2023届高考化学二轮复习热点7元素周期表元素周期律专题练含解析
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热点7:元素周期表 元素周期律
物质结构与性质分析
【典例】(2021·湖北选择考)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是 ( )
A.N的电负性比P的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B.N与N的π键比P与P的强,可推断N≡N的稳定性比P≡P的高
C.NH3的成键电子对间排斥力较大,可推断NH3的键角比PH3的大
D.HNO3的分子间作用力较小,可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
分子的极性、键角
电负性:N______P,电负性差值:P—Cl______N—Cl,分子的极性NCl3______PCl3;成键电子对间排斥力NH3______PH3,键角NH3______PH3
熔点
硝酸和磷酸分子中均存在—OH,分子间均存在氢键,相对分子质量:HNO3______H3PO4,分子间的作用力:HNO3______H3PO4,熔点:HNO3______H3PO4
【失分警示】不能正确理解分子的稳定性与共价键的关系,从而错选B项;对键角的影响因素分析不到位,从而错选C项。
1.分子极性判断方法
(1)定义法:
若正负电荷中心重合,则为非极性分子;若不重合,则为极性分子。
(2)向量法
ABn型分子的化学键的极性的向量和=0时,是非极性分子。
(3)化合价法
对于ABn型分子,中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时,此时分子的空间结构对称,该分子为非极性分子;若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数,则分子的空间结构不对称,该分子为极性分子。
2.键角大小比较方法
(1)杂化类型不同时,sp>sp2>sp3。
(2)杂化类型相同时,中心原子孤电子对数越多,键角越小,如H2O
(4)杂化类型和孤电子对数相同时,配位原子的电负性越大,键角越小,如NCl3
(1)“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。如NH3、蔗糖易溶于水,难溶于CCl4。
(2)氢键:溶质与溶剂之间存在氢键,可增大溶解性。如NH3、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶。
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂分子结构越相似,溶解性越大。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近,乙醇可以和水混溶。
(4)化学反应:若溶质能与水发生化学反应,也会增大溶质的溶解度。如SO2可与水反应,溶解度较大。
4.晶体熔、沸点比较
(1)不同晶体类型:共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差异较大。
(2)共价晶体:原子半径越小,熔、沸点越高。
(3)离子晶体:离子所带电荷越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点越高。
(4)金属晶体:金属原子的价电子数越多,半径越小,金属键越强,熔、沸点越高。
(5)分子晶体:分子间作用力越强,熔、沸点越高。
①若有分子间氢键,则熔、沸点较高。
②组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。
③相对分子质量相同或相近的物质,分子的极性越大,熔、沸点越高。
1.(分子结构与性质)下列有关C、F、P及其化合物的说法正确的是 ( )
A.P4和CH4都是正四面体形分子,且键角都为109°28'
B.键长H—FHCl>HBr>HI
C.PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱
D.金刚石晶体中的最小环为六元环,每个碳原子均被12个六元环共用
2.(物质结构与性质)Si、Al及其化合物在生产生活中应用广泛。下列说法正确的是 ( )
A.硅熔点高、硬度大,可用于制作光导纤维
B.Al(OH)3可用作胃酸中和剂,主要利用其弱碱性
C.SiO2为酸性氧化物,可用NaOH溶液除去Al(OH)3中的SiO2
D.硅、铝的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造半导体芯片
3.(新信息情境下的物质性质)我国古代劳动人民用“失蜡法”铸造青铜器:用蜂蜡制作成铸件模型,再用黏土敷成外范,烧成陶模,烧制过程中蜡模全部熔化流失,使整个铸件模型变成空壳,再往内浇灌青铜熔液,便铸成器物。下列说法错误的是 ( )
A.青铜是我国最早使用的合金材料,其硬度比纯铜小
B.蜂蜡的主要成分为有机物,其中的酯类物质难溶于水
C.黏土的主要成分为硅酸盐
D.陶模属于传统无机非金属材料,耐高温、耐腐蚀
元素周期表与元素周期律
【典例】(2022·广东选择考)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 ( )
甲
乙
丙
丁
戊
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
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
相对位置
根据元素周期表片段形状可知该片段来自周期表第________周期
最高价氧化物对应的水化物
戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,则戊为__________;丙是__________,最高价氧化物对应水化物是____________________,可与强碱反应
原子半径
原子半径同主族越往下越______,则原子半径乙______戊,同周期越往右越______,则原子半径丁______戊
非金属性
同周期越往右非金属性越______,则丙______丁______戊
【失分警示】(1)不能准确分析元素周期表的结构和元素相邻关系,从而错误推断元素种类;
(2)不能正确分析同主族、同周期元素半径、非金属性等递变规律,从而在选项中作出错误判断。
1.微粒半径大小比较方法
(1)原子半径比较:
①同周期:一般来说,当电子层数相同时,随着核电荷数的增加,其原子半径逐渐减小(稀有气体除外),有“序小径大”的规律。
②同主族:一般来说,当最外层电子数相同时,能层数越多,原子半径越大。
(2)离子半径大小的比较
①同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl-)>r(Cl),r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。
②电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。如r(O2-)>r(F-)>r(Na+)
>r(Mg2+)>r(Al3+)。
③带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。如r(Li+)
2.元素金属性和非金属性强弱的判断方法及元素性质
(1)金属性
①同周期从左至右金属性逐渐减弱,同主族从上到下金属性逐渐增强。
②元素金属性越强,单质与水或酸反应越剧烈,最高价氧化物对应水化物碱性越强、单质还原性越强、阳离子氧化性越弱。
(2)非金属性
①同周期从左至右非金属性逐渐增强,同主族从上到下非金属性逐渐减弱。
②元素非金属性越强,单质与H2化合越容易,氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物酸性越强、单质氧化性越强、阴离子还原性越弱。
3.第一电离能和电负性
(1)同周期元素随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈现增大的趋势。其中ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA之间元素的第一电离能出现反常;同族元素从上到下第一电离能减小。
(2)同周期,从左到右,元素的电负性逐渐增大;同主族,从上到下,元素的电负性逐渐减小。
1.(根据物质组成和性质推断)(1)A、B、C、D为前20号元素,分别处于不同周期,其中A、B同主族,其原子序数之和等于C、D的原子序数之和。C的单质可分别与B、D的最高价氧化物的水化物发生反应,生成的两种盐溶液混合后可得到一种白色胶状沉淀。下列说法不正确的是 ( )
A.简单离子的半径:C>D
B.氧化物的熔点:C>B
C.化合物BDA2中含有离子键和共价键
D.化合物B3D与水反应可生成两种碱
(2)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子的基态价电子排布式为2s2,Y位于元素周期表第二周期第ⅢA族,Z的两种同位素原子常用于测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子通常存在于明矾和草木灰中。下列说法正确的是 ( )
A.第一电离能:X>Y
B.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化
C.Z的空间结构为V形
D.原子半径:X
A.非金属性:a>b>c
B.b的最高价氧化物对应水化物是一种强酸
C.氢化物稳定性:c的氢化物>b的氢化物
D.c的一种氧化物具有漂白性
(2)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示,四种元素原子最外层电子数之和为22。下列说法中正确的是 ( )
X
Y
Z
W
A.X、Y、Z、W四种元素中原子半径最大的是Z
B.Z、X、W三种元素氧化物对应水化物的酸性依次增强
C.W单质能与水反应生成一种具有漂白性的物质
D.X的简单气态氢化物分子呈正四面体形
3.(根据物质转化关系推断)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增加,r与q是由这些元素组成的二元化合物,n、p、m分别是元素X、Y、Z的单质,m通常为黄绿色气体,r与q生成s的反应产生白烟。下列说法正确的是 ( )
A.可用直接加热s的方法制q
B.r的热稳定性比H2S强
C.元素Z的含氧酸均为强酸
D.q不易液化
基于元素周期律的元素推断
【典例】(2022·湖南选择考)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>Z
B.非金属性:Y>X>W
C.Z的单质具有较强的还原性
D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
共价化合物结构
Y、W分别形成2个、4个共价键,原子序数W=X+Y,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则X、Y、Z、W分别是______________
原子半径
同周期从左至右原子半径逐渐________,则半径C______O______F
非金属性
同周期从左至右非金属性逐渐________,则C______O;同主族从上至下非金属性逐渐________,则C______Si
原子序数为82的元素
原子序数为82的元素位于__________________,与Si__________
【失分警示】(1)不能准确分析原子成键方式和元素种类,从而错误判断元素。
(2)不能准确分析同周期同主族元素性质、元素在周期表中的位置,从而错误判断选项。
利用成键方式推断短周期元素种类的方法:
形成化合物后,各个元素达到较稳定的结构(8电子稳定结构或2电子稳定结构)。
(1)只能形成1个单键:H、F、Cl;
(2)能形成2个单键或1个双键:O、S;
(3)可以形成3个单键或1个单键和1个双键或1个三键:B、N、P;
(4)可以形成4个单键或1个双键和2个单键或1个单键和1个三键或2个双键:C、Si。
1.(以离子化合物结构式为载体)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,基态W原子的核外s能级上的电子总数比p能级上多3个,X与Z同主族,W、X、Y形成的化合物如图。下列说法正确的是 ( )
Y2+Y2+
A.原子半径:Y
D.位于s区的元素有2种
2.(以共价化合物结构式为载体)一种效率极高的新型漂白剂结构如图所示,其中W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。Y与Z处于不同周期且0.1 mol·L-1 Z的氢化物水溶液在常温下测得pH=1。下列说法正确的是 ( )
A.结构中X原子有孤电子对
B.原子半径:W
D.W的氧化物一定是非极性分子
3.(以新信息为载体)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Z的一种单质形成了“地球生命的保护伞”,化合物甲是一种高效消毒剂,其制备方法如图所示。下列说法错误的是 ( )
+W—Z—Z—W+W—Z—W
A.最高正价:Y>X>W
B.简单氢化物的稳定性:Z
D.上述制备化合物甲的反应为取代反应
1.(分子结构与性质)下列说法不正确的是 ( )
A.HCl、HBr、HI的沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B.晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高与共价键键能大小有关
C.H2O的热稳定性大于H2S与H2O分子间存在氢键有关
D.NH3在水中的溶解度大于CH4在水中的溶解度与分子的极性有关
2.(分子结构与性质)下列对分子结构及其性质的解释中,不正确的是 ( )
A.乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释
B.酸性:H2CO3>HClO,是因为H2CO3分子中的氢原子数目比HClO多
C.羟基乙酸[CH2(OH)COOH]不属于手性分子,因其分子中不存在手性碳原子
D.CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3,因乙醇分子中含—OH,能形成分子间氢键
3.(物质结构与性质)下列关于物质的性质及解释都正确的是 ( )
选项
物质的性质
解释
A
熔点:S8>SO2
熔化时S8要断开化学键,SO2只需克服范德华力
B
沸点:AsH3>NH3
AsH3比NH3相对分子质量大,范德华力大
C
热稳定性:HF>HCl
HF分子间氢键强于HCl分子间作用力
D
水溶性:CH3OH>CCl4
CH3OH与H2O极性相似,且二者存在分子间氢键
4.(新信息情境下的物质性质)物质结构决定物质的性质。下列说法错误的是 ( )
A.由于钙离子半径大于镁离子半径,可推测碳酸钙的分解温度高于碳酸镁
B.由于氢键的存在,可推测邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛
C.由于N的电负性小于F,可推测NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性
D.由于孤电子对排斥作用较大,可推测单个水分子中∠H—O—H小于Ti(H2O中∠H—O—H
5.(根据物质组成和性质推断)短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X2R6、Y2R4和RZ-都是18电子微粒。ZXY-常用于检验Fe3+的存在。下列判断正确的是 ( )
A.X2R6分子只有极性键
B.YR4W在水中能抑制水的电离
C.元素的氧化物对应的水化物酸性:W>Z>X
D.RW的水溶液为强酸
6.(根据物质组成和性质推断)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同一主族。下列说法不正确的是 ( )
A.X的单质分子中既含σ键又含π键
B.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
7.(根据元素周期表片段推断)如图为元素周期表前四周期的一部分,有关W、X、Y、Z四种元素的叙述不正确的是 ( )
X
W
Y
Z
A.最简单氢化物的稳定性:X>Y>W
B.简单离子的半径:Z>Y>X
C.电负性:X>Y>W
D.第一电离能:X>Y>W
8.(根据元素周期表片段推断)a、b、c、d四种元素在周期表中的位置如图,则下列说法正确的是 ( )
A.a元素的某种核素可能没有中子
B.若b的单质可作半导体材料,则c的单质不可能为半导体材料
C.若b的单质与H2易化合,则c的单质与H2更易化合
D.若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,则a的氢化物的化学式为aH3
9.(根据物质转化关系推断)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。A是元素Y的单质。常温下,A遇甲的浓溶液发生钝化。丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,丁和戊的组成元素相同,且丙是无色气体,上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.简单氢化物的沸点:X>Z
B.简单离子半径大小:X
D.Y的简单离子与Z的简单离子在水溶液中不能大量共存
10.(以离子化合物结构式为载体)一种用于合成治疗免疫疾病的药物,其结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为1~20号元素且原子序数依次增大,Z与Q同主族,Q和W的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述错误的是 ( )
A.Y的氢化物的熔点一定低于Z的氢化物的熔点
B.该物质中Y、Z、Q均满足8电子结构
C.原子半径:W>Q>Y>Z>X
D.WX与Q的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应有无色无味气体产生
11.(以离子化合物结构式为载体)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,原子序数总和为25,Y是地壳中含量最多的元素。由这四种元素形成的某化合物的结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.电负性大小:Y>X>Z
B.该化合物具有强氧化性,可用于消毒杀菌
C.该化合物含离子键、共价键、配位键
D.该化合物中所有原子最外层均满足8个电子稳定结构
12.(以共价化合物结构式为载体)由W、X、Y组成的某有机物是一种消毒杀菌剂,可用于新冠疫情消毒,其结构如图所示,其中X和Y同周期。下列说法正确的是 ( )
A.该化合物中各原子均满足8电子稳定结构
B.原子半径由小到大的顺序为W
D.Y的氢化物的稳定性一定大于X的氢化物的稳定性
13.(以共价化合物结构式为载体)X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,W与Y位于同一主族,X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图),Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是 ( )
A.同一周期中,第一电离能比Q小的只有一种
B.电负性:Y>W>X
C.物质R吸收微波时,分子内的σ键会断裂
D.简单气态氢化物的还原性:W
A.元素Z、Y均能与R形成含有非极性键的18电子化合物
B.第一电离能:Z>Y>X>W
C.乙的沸点比丙酮高
D.甲中∠ZMZ比乙中∠ZXY大
15.(以新信息为载体)五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如图所示,下列叙述正确的是 ( )
A.原子半径:r(Y)>r(M)
B.H3MO4的酸性比HWO4的强
C.元素X可能为氢或锂
D.Z的最高价氧化物对应的水化物不能溶解在氢氧化钾溶液中
热点7:元素周期表 元素周期律
考向1
【典例】【审答思维】> > < > > < < <
A N的电负性比P的大,则P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,所以NCl3分子的极性比PCl3的小,故A选;N与N的π键比P与P的强,N≡N更牢固,其稳定性比P≡P的高,故B不选;NH3中的成键电子距离N原子比PH3中的成键电子距离P原子的距离近,成键电子对间的排斥力大,因此NH3的键角比PH3的大,故C不选;硝酸和磷酸分子中均存在—OH,分子间均存在氢键,但HNO3的相对分子质量小于H3PO4,HNO3分子间的作用力小于H3PO4的分子间作用力,所以HNO3的熔点比H3PO4的低,故D不选。
1.B、D 虽然白磷和甲烷均为正四面体结构,但P4分子中4个P原子在四面体的四个顶点,每三个P原子组成正三角形,故键角是60°,CH4则是C原子在中心,4个H原子在四面体顶点,每两个C—H键之间夹角是109°28',故A错误;键长H—FHCl>HBr>HI,故B正确;价层电子对互斥理论表明,孤电子对间的排斥作用>孤电子对与成键电子对间的排斥作用>成键电子对之间的排斥作用,故C错误;金刚石晶体结构中每个C原子周围有4个C—C键,任意取出2个,这样的组合有6种,每个组合为2个六元环共用,则每个碳原子均被2×6=12个六元环共用,故D正确。
2.B 二氧化硅能导光,故能制作光导纤维,晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,不能用于制作光导纤维,故A错误;Al(OH)3具有弱碱性,能够与盐酸反应,消耗盐酸,所以可以用作胃酸中和剂,故B正确;氢氧化铝能溶于强碱溶液,所以不能用NaOH溶液除去Al(OH)3中的SiO2,故C错误;铝是电的良导体,故D错误。
3.A 青铜为合金,硬度大于纯铜,故A错误;蜂蜡的主要成分为高级脂肪酸和一元醇所合成的酯类、脂肪酸和碳氢化合物,酯类物质难溶于水,故B正确;黏土的主要成分为硅酸盐,故C正确;陶模的主要成分为硅酸盐,属于传统无机非金属材料,具有耐高温、耐腐蚀的性质,故D正确。
考向2
【典例】【审答思维】二、三 S或Cl Si或P H2SiO3或H3PO4 大 < 小 > 强 < <
C 同周期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,原子半径大小顺序是丁>戊>乙,故A正确;同一周期从左往右元素非金属性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,则非金属性戊>丁>丙,故B正确;由分析可知甲可能为N或C,则氢化物可能为氨气,或是碳的氢化物,如甲烷、乙烷等,遇氯化氢不一定有白烟生成,故C错误;由分析可知,丙可能为硅或磷,最高价氧化物对应的水化物为硅酸或磷酸,均能与强碱反应,故D正确。
1.(1)A A、B、C、D为前20号元素,分别处于不同周期,C的单质可分别与B、D的最高价氧化物的水化物发生反应,生成的两种盐溶液混合后可得到一种白色胶状沉淀,该沉淀为氢氧化铝,则C为Al元素,B、D的最高价氧化物的水化物一种为强酸,另一种为强碱,则B、D元素有一种为第四周期的K元素或Ca元素,另一种只能为第二周期的N元素,则A为H元素,其中A、B同主族,则B为K元素,D为N元素,满足“A、B同主族,其原子序数之和等于C、D的原子序数之和”,则A为H元素,B为K元素,C为Al元素,D为N元素,核外电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子的半径:C
(2)A、B X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子的基态价电子排布式为2s2,则X为Be元素;Y位于元素周期表第二周期第ⅢA族,则Y为B元素;Z的两种同位素原子常用于测定文物的年代,则Z为C元素;Q是元素周期表中电负性最大的元素,则Q为F元素;E的阳离子通常存在于明矾和草木灰中,则E为K元素,Be的2s能级处于全满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Be>B,故A正确;EYQ4的阴离子为B,其中心原子B的价层电子对数为4+=4,则B原子的杂化方式为sp3杂化,故B正确;Z为C,C的中心原子C的价层电子对数为3+=3,C原子的杂化方式为sp2杂化,且没有未成键电子对,则C的空间结构为平面三角形,故C错误;主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:Be>B>C,故D错误。
2.(1)D 短周期的三种元素a、b、c在周期表中的位置关系如题图所示,a位于第一周期0族,则a为He元素,b位于第二周期ⅦA族,则b为F元素;c位于第三周期ⅥA族,则c为S元素,He的最外层满足2电子稳定结构,其非金属性较弱,F的非金属性最强,则非金属性F>S>He,故A错误;F元素不存在最高价含氧酸,故B错误;非金属性:S
3.B 短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增加,r与q是由这些元素组成的二元化合物,n、p、m分别是元素X、Y、Z的单质,m通常为黄绿色气体,m为Cl2,Z为Cl元素;m(Cl2)与n在光照条件下生成r,n与p在一定条件下反应生成q,r与q生成s的反应产生白烟,则r为HCl,q为NH3,s为NH4Cl,m为Cl2,n为H2,p为N2,结合原子序数可知,X为H元素,Y为N元素,Z为Cl元素。氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢遇冷又会结合生成氯化铵,用直接加热氯化铵的方法无法获得氨气,故A错误;r为HCl,非金属性:Cl>S,则简单氢化物的稳定性:HCl>H2S,故B正确;元素Cl的含氧酸不一定为强酸,如次氯酸属于弱酸,故C错误;q为氨气,氨气易液化,可作制冷剂,故D错误。
考向3
【典例】【审答思维】C、O、F、Si 减小 > > 增强 < 减弱 > 第六周期第ⅣA族 同主族
C C、O、F为同周期主族元素,核电荷数越大,原子半径越小,即原子半径C>O>F,故A正确;同周期主族元素,核电荷数越大,非金属性越强,同主族元素,核电荷数越大,非金属性越弱,则C、O、Si的非金属性:O>C>Si,故B正确;Z为F元素,是最活泼的非金属元素,几乎无还原性,故C错误;原子序数为82的元素为Pb元素,与Si均位于ⅣA族,故D正确。
1.B、C W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,W、X、Y形成的化合物如题图,X能够形成2个共价键,X与Z同主族,则X为O元素,Z为S元素;基态W原子的核外s能级上的电子总数比p能级上多3个,W的原子序数小于O元素,其核外电子排布式为1s22s22p1,则W为B元素;Y形成+2价阳离子,其核电荷数大于O元素,则Y为Mg元素,主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:Mg>S,故A错误;主族元素同周期从左向右电负性逐渐增大,则电负性:BN,则简单氢化物的稳定性:Y>X,故C错误;W的氧化物有二氧化碳和一氧化碳,一氧化碳为极性分子,但二氧化碳为非极性分子,故D错误。
3.B、C 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Z的一种单质形成了“地球生命的保护伞”,该单质为臭氧,则Z为O;结合图示可知,W形成1个共价键,X形成4个共价键,二者的原子序数均小于O,则W为H,X为C;Y介于C、O之间,则Y为N,H、C、N的最高正价分别为+1、+4、+5,则最高正价:Y>X>W,故A正确;非金属性:O>N,则简单氢化物的稳定性:Z>Y,故B错误;H、N、O形成的硝酸铵属于离子化合物,故C错误;该反应为乙酸与过氧化氢反应生成过氧乙酸和水,属于取代反应,故D正确。
1.C HCl、HBr、HI都是分子晶体,所以沸点依次升高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,沸点越高,故A正确;金刚石、碳化硅、晶体硅属于共价晶体,原子之间存在共价键,原子半径越小,键能越大,熔点越高,与共价键的键能大小有关,故B正确;氢键是一种分子间作用力,不能影响物质的化学性质,H2O的稳定性高于H2S,与共价键的键能有关,与H2O分子间存在氢键无关,故C错误;甲烷是非极性分子,难溶于极性溶剂水,所以氨气易溶于水与分子极性有关,故D正确。
2.B 乙烷、溴和四氯化碳均为非极性分子,水为极性分子,根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,因此乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳,故A正确;H2CO3的非羟基氧原子数大于HClO的非羟基氧原子数,因此酸性:H2CO3>HClO,故B错误;因羟基乙酸[CH2(OH)COOH]中不存在手性碳原子,因此不属于手性分子,故C正确;乙醇分子中含—OH,能形成分子间氢键,因此CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3,故D正确。
3.D S8、SO2都为分子晶体,融化时,需要克服分子间作用力,不需要断开化学键,故A错误;NH3存在分子间氢键,沸点更高,故B错误;非金属性F>Cl,氢化物稳定性HF>HCl,故C错误;CH3OH为极性分子,CCl4为非极性分子,水为极性溶剂,CH3OH更易溶于水,且CH3OH能与水形成分子间氢键,故CH3OH比CCl4在水中的溶解度大,故D正确。
4.B 由于钙离子半径大于镁离子半径,镁离子更易结合碳酸根中氧离子,使碳酸根离子更易分解生成CO2,则碳酸钙的分解温度高于碳酸镁,故A正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛存在分子间氢键,邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛,故B错误;N的电负性小于F,在NF3中N原子显正电,不可以与H+结合,不再具有碱性,故C正确;孤电子对与孤电子对之间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对之间的排斥作用,所以水分子中∠H—O—H小于Ti(H2O中∠H—O—H,故D正确。
5.D 短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大,ZXY-常用于检验Fe3+的存在,该阴离子为SCN-,则X为C、Y为N、Z为S;W的原子序数大于S,且为短周期主族元素,则W为Cl;RZ-是18电子微粒,则R为H元素;X2R6、Y2R4分别是C2H6、N2H4,C2H6分子中含有C—H极性键和C—C非极性键,故A错误;YR4W为NH4Cl,溶液中铵根离子水解,促进了水的电离,故B错误;没有指出元素最高价,该说法不合理,故C错误;HCl在水溶液中完全电离,属于一元强酸,故D正确。
6.C、D 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,则X为N;Y的周期序数与族序数相等,其原子序数大于N,则Y位于第3周期ⅢA族,为Al元素;基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,其核外电子排布为1s22s22p63s23p5,则Z为Cl元素;W与Z处于同主族,W的原子序数大于Cl,则W为Br元素,X的单质分子即N2,结构式为N≡N,既含σ键又含π键,故A正确;X为N元素,p轨道为半满结构,第一电离能比同周期相邻元素的大,故B正确;同一周期从左到右,元素非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,即Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱,故C错误;同一主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,而元素的非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,即Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,故D错误。
7.D W、X、Y、Z分别为P、F、S、Br;非金属性越强,最简单氢化物越稳定,稳定性:HF>H2S>PH3,故A正确;电子层数越多,离子半径越大,简单离子的半径:Br->S2->F-,故B正确;同周期元素从左到右电负性依次增大,同主族从上到下元素的电负性依次减小,电负性:F>S>P,故C正确;P原子的3p轨道半充满比较稳定,第一电离能:P>S,故D错误。
8.D 若a的某种核素无中子,则a为H元素,此时c为Mg、d为Al,与元素周期表的结构矛盾,故A错误;若b的单质可作半导体材料,则b为Si,c为金属元素Ge,则c的单质可能为半导体材料,故B错误;b、c同主族,从上到下非金属性减弱,非金属性强的更易与H2化合,则c的单质与H2不易化合,故C错误;若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,b为第ⅥA族元素,最高价为+6价,最低价为-2价,则a为ⅤA族元素,最低化合价为-3价,a的氢化物的化学式为aH3,故D正确。
9.A、D 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,A是元素Y的单质,常温下A遇甲的浓溶液钝化,可知A为Al单质,Y为Al元素,丙是无色气体,则甲为H2SO4、丙为SO2;丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,可知丁为H2O,戊为H2O2,乙为Al2(SO4)3,则W、X、Y、Z分别为H、O、Al、S元素,甲为H2SO4,乙为Al2(SO4)3,丙为SO2,丁为H2O,戊为H2O2,水分子之间存在氢键,导致水的沸点较高,即简单氢化物的沸点:X>Z,故A正确;电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径大小:X>Y,故B错误;乙溶液为硫酸铝溶液,电解硫酸铝溶液阴极生成氢气,不能得到铝单质,故C错误;Al3+、S2-在水中发生水解反应生成Al(OH)3与H2S,不能大量共存,故D正确。
10.A X、Y、Z、Q、W为1~20号元素且原子序数依次增大,Z与Q同主族,由结构可知:Z、Q的最外层有6个电子,Z为O,Q为S;Q和W的简单离子具有相同的电子层结构,W的原子序数最大,则W为K;Y形成4个共价键,X只能形成1个共价键,结合原子序数可知X为H,Y为C,Y的氢化物可能为固态烃,熔点大于Z的氢化物的熔点,故A错误;该物质中Y、Z、Q分别形成4、2、1个共价键,且Q得到一个电子,均满足8电子结构,故B正确;电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:W>Q>Y>Z>X,故C正确;WX与Q的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应有氢气产生,故D正确。
11.D W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,且原子序数总和为25,Y是地壳中含量最多的元素,则Y为O;结合图示可知,Z形成+1价阳离子,其原子序数大于O,则Z为Na;W形成1个共价键,其原子序数小于O,则W为H,四种原子的原子序数总和为25,X的原子序数为25-1-8-11=5,则X为B元素,同周期自左而右元素电负性增大,故电负性Y(O)>X(B)>Z(Na),故A正确;该化合物中含有O—O键,具有强氧化性,能够杀菌消毒,故B正确;由图中结构式可知,该化合物含离子键、共价键,B最外层只有3个电子,形成4个键,则含有1个配位键,故C正确;该化合物中H的最外层电子数为2,不满足8电子稳定结构,故D错误。
12.C 由W、X、Y组成的某有机物是一种消毒杀菌剂,可用于新冠疫情消毒,其结构如图所示,该有机物中一定含有C元素,C元素形成4个共价键,则X为C元素;X和Y同周期,Y形成2个共价键,则Y为O元素;W形成1个共价键,该有机物应该为过氧乙酸,则W为H元素,该化合物中H元素最外层电子数为2,不满足8电子稳定结构,故A错误;主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,H原子的原子半径最小,则原子半径由小到大的顺序为H
15.C 五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如题图所示,X化合价为+1,其原子序数小于其他四种元素,则元素X可能为H或Li;Z的化合价为+3,Y的化合价为+5,原子序数Z>Y,则Y为N,Z为Al元素;M的化合价为-3,其原子序数大于Al,则M为P元素;W的化合价为-1,其原子序数最大,则W为Cl元素,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:r(Y)
物质结构与性质分析
【典例】(2021·湖北选择考)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是 ( )
A.N的电负性比P的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B.N与N的π键比P与P的强,可推断N≡N的稳定性比P≡P的高
C.NH3的成键电子对间排斥力较大,可推断NH3的键角比PH3的大
D.HNO3的分子间作用力较小,可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
分子的极性、键角
电负性:N______P,电负性差值:P—Cl______N—Cl,分子的极性NCl3______PCl3;成键电子对间排斥力NH3______PH3,键角NH3______PH3
熔点
硝酸和磷酸分子中均存在—OH,分子间均存在氢键,相对分子质量:HNO3______H3PO4,分子间的作用力:HNO3______H3PO4,熔点:HNO3______H3PO4
【失分警示】不能正确理解分子的稳定性与共价键的关系,从而错选B项;对键角的影响因素分析不到位,从而错选C项。
1.分子极性判断方法
(1)定义法:
若正负电荷中心重合,则为非极性分子;若不重合,则为极性分子。
(2)向量法
ABn型分子的化学键的极性的向量和=0时,是非极性分子。
(3)化合价法
对于ABn型分子,中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时,此时分子的空间结构对称,该分子为非极性分子;若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数,则分子的空间结构不对称,该分子为极性分子。
2.键角大小比较方法
(1)杂化类型不同时,sp>sp2>sp3。
(2)杂化类型相同时,中心原子孤电子对数越多,键角越小,如H2O
(4)杂化类型和孤电子对数相同时,配位原子的电负性越大,键角越小,如NCl3
(1)“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。如NH3、蔗糖易溶于水,难溶于CCl4。
(2)氢键:溶质与溶剂之间存在氢键,可增大溶解性。如NH3、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶。
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂分子结构越相似,溶解性越大。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近,乙醇可以和水混溶。
(4)化学反应:若溶质能与水发生化学反应,也会增大溶质的溶解度。如SO2可与水反应,溶解度较大。
4.晶体熔、沸点比较
(1)不同晶体类型:共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差异较大。
(2)共价晶体:原子半径越小,熔、沸点越高。
(3)离子晶体:离子所带电荷越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点越高。
(4)金属晶体:金属原子的价电子数越多,半径越小,金属键越强,熔、沸点越高。
(5)分子晶体:分子间作用力越强,熔、沸点越高。
①若有分子间氢键,则熔、沸点较高。
②组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。
③相对分子质量相同或相近的物质,分子的极性越大,熔、沸点越高。
1.(分子结构与性质)下列有关C、F、P及其化合物的说法正确的是 ( )
A.P4和CH4都是正四面体形分子,且键角都为109°28'
B.键长H—F
C.PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱
D.金刚石晶体中的最小环为六元环,每个碳原子均被12个六元环共用
2.(物质结构与性质)Si、Al及其化合物在生产生活中应用广泛。下列说法正确的是 ( )
A.硅熔点高、硬度大,可用于制作光导纤维
B.Al(OH)3可用作胃酸中和剂,主要利用其弱碱性
C.SiO2为酸性氧化物,可用NaOH溶液除去Al(OH)3中的SiO2
D.硅、铝的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造半导体芯片
3.(新信息情境下的物质性质)我国古代劳动人民用“失蜡法”铸造青铜器:用蜂蜡制作成铸件模型,再用黏土敷成外范,烧成陶模,烧制过程中蜡模全部熔化流失,使整个铸件模型变成空壳,再往内浇灌青铜熔液,便铸成器物。下列说法错误的是 ( )
A.青铜是我国最早使用的合金材料,其硬度比纯铜小
B.蜂蜡的主要成分为有机物,其中的酯类物质难溶于水
C.黏土的主要成分为硅酸盐
D.陶模属于传统无机非金属材料,耐高温、耐腐蚀
元素周期表与元素周期律
【典例】(2022·广东选择考)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 ( )
甲
乙
丙
丁
戊
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
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
相对位置
根据元素周期表片段形状可知该片段来自周期表第________周期
最高价氧化物对应的水化物
戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,则戊为__________;丙是__________,最高价氧化物对应水化物是____________________,可与强碱反应
原子半径
原子半径同主族越往下越______,则原子半径乙______戊,同周期越往右越______,则原子半径丁______戊
非金属性
同周期越往右非金属性越______,则丙______丁______戊
【失分警示】(1)不能准确分析元素周期表的结构和元素相邻关系,从而错误推断元素种类;
(2)不能正确分析同主族、同周期元素半径、非金属性等递变规律,从而在选项中作出错误判断。
1.微粒半径大小比较方法
(1)原子半径比较:
①同周期:一般来说,当电子层数相同时,随着核电荷数的增加,其原子半径逐渐减小(稀有气体除外),有“序小径大”的规律。
②同主族:一般来说,当最外层电子数相同时,能层数越多,原子半径越大。
(2)离子半径大小的比较
①同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl-)>r(Cl),r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。
②电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。如r(O2-)>r(F-)>r(Na+)
>r(Mg2+)>r(Al3+)。
③带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。如r(Li+)
2.元素金属性和非金属性强弱的判断方法及元素性质
(1)金属性
①同周期从左至右金属性逐渐减弱,同主族从上到下金属性逐渐增强。
②元素金属性越强,单质与水或酸反应越剧烈,最高价氧化物对应水化物碱性越强、单质还原性越强、阳离子氧化性越弱。
(2)非金属性
①同周期从左至右非金属性逐渐增强,同主族从上到下非金属性逐渐减弱。
②元素非金属性越强,单质与H2化合越容易,氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物酸性越强、单质氧化性越强、阴离子还原性越弱。
3.第一电离能和电负性
(1)同周期元素随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈现增大的趋势。其中ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA之间元素的第一电离能出现反常;同族元素从上到下第一电离能减小。
(2)同周期,从左到右,元素的电负性逐渐增大;同主族,从上到下,元素的电负性逐渐减小。
1.(根据物质组成和性质推断)(1)A、B、C、D为前20号元素,分别处于不同周期,其中A、B同主族,其原子序数之和等于C、D的原子序数之和。C的单质可分别与B、D的最高价氧化物的水化物发生反应,生成的两种盐溶液混合后可得到一种白色胶状沉淀。下列说法不正确的是 ( )
A.简单离子的半径:C>D
B.氧化物的熔点:C>B
C.化合物BDA2中含有离子键和共价键
D.化合物B3D与水反应可生成两种碱
(2)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子的基态价电子排布式为2s2,Y位于元素周期表第二周期第ⅢA族,Z的两种同位素原子常用于测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子通常存在于明矾和草木灰中。下列说法正确的是 ( )
A.第一电离能:X>Y
B.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化
C.Z的空间结构为V形
D.原子半径:X
A.非金属性:a>b>c
B.b的最高价氧化物对应水化物是一种强酸
C.氢化物稳定性:c的氢化物>b的氢化物
D.c的一种氧化物具有漂白性
(2)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示,四种元素原子最外层电子数之和为22。下列说法中正确的是 ( )
X
Y
Z
W
A.X、Y、Z、W四种元素中原子半径最大的是Z
B.Z、X、W三种元素氧化物对应水化物的酸性依次增强
C.W单质能与水反应生成一种具有漂白性的物质
D.X的简单气态氢化物分子呈正四面体形
3.(根据物质转化关系推断)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增加,r与q是由这些元素组成的二元化合物,n、p、m分别是元素X、Y、Z的单质,m通常为黄绿色气体,r与q生成s的反应产生白烟。下列说法正确的是 ( )
A.可用直接加热s的方法制q
B.r的热稳定性比H2S强
C.元素Z的含氧酸均为强酸
D.q不易液化
基于元素周期律的元素推断
【典例】(2022·湖南选择考)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>Z
B.非金属性:Y>X>W
C.Z的单质具有较强的还原性
D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
共价化合物结构
Y、W分别形成2个、4个共价键,原子序数W=X+Y,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则X、Y、Z、W分别是______________
原子半径
同周期从左至右原子半径逐渐________,则半径C______O______F
非金属性
同周期从左至右非金属性逐渐________,则C______O;同主族从上至下非金属性逐渐________,则C______Si
原子序数为82的元素
原子序数为82的元素位于__________________,与Si__________
【失分警示】(1)不能准确分析原子成键方式和元素种类,从而错误判断元素。
(2)不能准确分析同周期同主族元素性质、元素在周期表中的位置,从而错误判断选项。
利用成键方式推断短周期元素种类的方法:
形成化合物后,各个元素达到较稳定的结构(8电子稳定结构或2电子稳定结构)。
(1)只能形成1个单键:H、F、Cl;
(2)能形成2个单键或1个双键:O、S;
(3)可以形成3个单键或1个单键和1个双键或1个三键:B、N、P;
(4)可以形成4个单键或1个双键和2个单键或1个单键和1个三键或2个双键:C、Si。
1.(以离子化合物结构式为载体)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,基态W原子的核外s能级上的电子总数比p能级上多3个,X与Z同主族,W、X、Y形成的化合物如图。下列说法正确的是 ( )
Y2+Y2+
A.原子半径:Y
D.位于s区的元素有2种
2.(以共价化合物结构式为载体)一种效率极高的新型漂白剂结构如图所示,其中W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。Y与Z处于不同周期且0.1 mol·L-1 Z的氢化物水溶液在常温下测得pH=1。下列说法正确的是 ( )
A.结构中X原子有孤电子对
B.原子半径:W
D.W的氧化物一定是非极性分子
3.(以新信息为载体)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Z的一种单质形成了“地球生命的保护伞”,化合物甲是一种高效消毒剂,其制备方法如图所示。下列说法错误的是 ( )
+W—Z—Z—W+W—Z—W
A.最高正价:Y>X>W
B.简单氢化物的稳定性:Z
D.上述制备化合物甲的反应为取代反应
1.(分子结构与性质)下列说法不正确的是 ( )
A.HCl、HBr、HI的沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B.晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高与共价键键能大小有关
C.H2O的热稳定性大于H2S与H2O分子间存在氢键有关
D.NH3在水中的溶解度大于CH4在水中的溶解度与分子的极性有关
2.(分子结构与性质)下列对分子结构及其性质的解释中,不正确的是 ( )
A.乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释
B.酸性:H2CO3>HClO,是因为H2CO3分子中的氢原子数目比HClO多
C.羟基乙酸[CH2(OH)COOH]不属于手性分子,因其分子中不存在手性碳原子
D.CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3,因乙醇分子中含—OH,能形成分子间氢键
3.(物质结构与性质)下列关于物质的性质及解释都正确的是 ( )
选项
物质的性质
解释
A
熔点:S8>SO2
熔化时S8要断开化学键,SO2只需克服范德华力
B
沸点:AsH3>NH3
AsH3比NH3相对分子质量大,范德华力大
C
热稳定性:HF>HCl
HF分子间氢键强于HCl分子间作用力
D
水溶性:CH3OH>CCl4
CH3OH与H2O极性相似,且二者存在分子间氢键
4.(新信息情境下的物质性质)物质结构决定物质的性质。下列说法错误的是 ( )
A.由于钙离子半径大于镁离子半径,可推测碳酸钙的分解温度高于碳酸镁
B.由于氢键的存在,可推测邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛
C.由于N的电负性小于F,可推测NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性
D.由于孤电子对排斥作用较大,可推测单个水分子中∠H—O—H小于Ti(H2O中∠H—O—H
5.(根据物质组成和性质推断)短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X2R6、Y2R4和RZ-都是18电子微粒。ZXY-常用于检验Fe3+的存在。下列判断正确的是 ( )
A.X2R6分子只有极性键
B.YR4W在水中能抑制水的电离
C.元素的氧化物对应的水化物酸性:W>Z>X
D.RW的水溶液为强酸
6.(根据物质组成和性质推断)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同一主族。下列说法不正确的是 ( )
A.X的单质分子中既含σ键又含π键
B.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
7.(根据元素周期表片段推断)如图为元素周期表前四周期的一部分,有关W、X、Y、Z四种元素的叙述不正确的是 ( )
X
W
Y
Z
A.最简单氢化物的稳定性:X>Y>W
B.简单离子的半径:Z>Y>X
C.电负性:X>Y>W
D.第一电离能:X>Y>W
8.(根据元素周期表片段推断)a、b、c、d四种元素在周期表中的位置如图,则下列说法正确的是 ( )
A.a元素的某种核素可能没有中子
B.若b的单质可作半导体材料,则c的单质不可能为半导体材料
C.若b的单质与H2易化合,则c的单质与H2更易化合
D.若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,则a的氢化物的化学式为aH3
9.(根据物质转化关系推断)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。A是元素Y的单质。常温下,A遇甲的浓溶液发生钝化。丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,丁和戊的组成元素相同,且丙是无色气体,上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.简单氢化物的沸点:X>Z
B.简单离子半径大小:X
D.Y的简单离子与Z的简单离子在水溶液中不能大量共存
10.(以离子化合物结构式为载体)一种用于合成治疗免疫疾病的药物,其结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为1~20号元素且原子序数依次增大,Z与Q同主族,Q和W的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述错误的是 ( )
A.Y的氢化物的熔点一定低于Z的氢化物的熔点
B.该物质中Y、Z、Q均满足8电子结构
C.原子半径:W>Q>Y>Z>X
D.WX与Q的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应有无色无味气体产生
11.(以离子化合物结构式为载体)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,原子序数总和为25,Y是地壳中含量最多的元素。由这四种元素形成的某化合物的结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.电负性大小:Y>X>Z
B.该化合物具有强氧化性,可用于消毒杀菌
C.该化合物含离子键、共价键、配位键
D.该化合物中所有原子最外层均满足8个电子稳定结构
12.(以共价化合物结构式为载体)由W、X、Y组成的某有机物是一种消毒杀菌剂,可用于新冠疫情消毒,其结构如图所示,其中X和Y同周期。下列说法正确的是 ( )
A.该化合物中各原子均满足8电子稳定结构
B.原子半径由小到大的顺序为W
D.Y的氢化物的稳定性一定大于X的氢化物的稳定性
13.(以共价化合物结构式为载体)X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,W与Y位于同一主族,X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图),Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是 ( )
A.同一周期中,第一电离能比Q小的只有一种
B.电负性:Y>W>X
C.物质R吸收微波时,分子内的σ键会断裂
D.简单气态氢化物的还原性:W
A.元素Z、Y均能与R形成含有非极性键的18电子化合物
B.第一电离能:Z>Y>X>W
C.乙的沸点比丙酮高
D.甲中∠ZMZ比乙中∠ZXY大
15.(以新信息为载体)五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如图所示,下列叙述正确的是 ( )
A.原子半径:r(Y)>r(M)
B.H3MO4的酸性比HWO4的强
C.元素X可能为氢或锂
D.Z的最高价氧化物对应的水化物不能溶解在氢氧化钾溶液中
热点7:元素周期表 元素周期律
考向1
【典例】【审答思维】> > < > > < < <
A N的电负性比P的大,则P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,所以NCl3分子的极性比PCl3的小,故A选;N与N的π键比P与P的强,N≡N更牢固,其稳定性比P≡P的高,故B不选;NH3中的成键电子距离N原子比PH3中的成键电子距离P原子的距离近,成键电子对间的排斥力大,因此NH3的键角比PH3的大,故C不选;硝酸和磷酸分子中均存在—OH,分子间均存在氢键,但HNO3的相对分子质量小于H3PO4,HNO3分子间的作用力小于H3PO4的分子间作用力,所以HNO3的熔点比H3PO4的低,故D不选。
1.B、D 虽然白磷和甲烷均为正四面体结构,但P4分子中4个P原子在四面体的四个顶点,每三个P原子组成正三角形,故键角是60°,CH4则是C原子在中心,4个H原子在四面体顶点,每两个C—H键之间夹角是109°28',故A错误;键长H—F
2.B 二氧化硅能导光,故能制作光导纤维,晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,不能用于制作光导纤维,故A错误;Al(OH)3具有弱碱性,能够与盐酸反应,消耗盐酸,所以可以用作胃酸中和剂,故B正确;氢氧化铝能溶于强碱溶液,所以不能用NaOH溶液除去Al(OH)3中的SiO2,故C错误;铝是电的良导体,故D错误。
3.A 青铜为合金,硬度大于纯铜,故A错误;蜂蜡的主要成分为高级脂肪酸和一元醇所合成的酯类、脂肪酸和碳氢化合物,酯类物质难溶于水,故B正确;黏土的主要成分为硅酸盐,故C正确;陶模的主要成分为硅酸盐,属于传统无机非金属材料,具有耐高温、耐腐蚀的性质,故D正确。
考向2
【典例】【审答思维】二、三 S或Cl Si或P H2SiO3或H3PO4 大 < 小 > 强 < <
C 同周期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,原子半径大小顺序是丁>戊>乙,故A正确;同一周期从左往右元素非金属性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,则非金属性戊>丁>丙,故B正确;由分析可知甲可能为N或C,则氢化物可能为氨气,或是碳的氢化物,如甲烷、乙烷等,遇氯化氢不一定有白烟生成,故C错误;由分析可知,丙可能为硅或磷,最高价氧化物对应的水化物为硅酸或磷酸,均能与强碱反应,故D正确。
1.(1)A A、B、C、D为前20号元素,分别处于不同周期,C的单质可分别与B、D的最高价氧化物的水化物发生反应,生成的两种盐溶液混合后可得到一种白色胶状沉淀,该沉淀为氢氧化铝,则C为Al元素,B、D的最高价氧化物的水化物一种为强酸,另一种为强碱,则B、D元素有一种为第四周期的K元素或Ca元素,另一种只能为第二周期的N元素,则A为H元素,其中A、B同主族,则B为K元素,D为N元素,满足“A、B同主族,其原子序数之和等于C、D的原子序数之和”,则A为H元素,B为K元素,C为Al元素,D为N元素,核外电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子的半径:C
(2)A、B X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子的基态价电子排布式为2s2,则X为Be元素;Y位于元素周期表第二周期第ⅢA族,则Y为B元素;Z的两种同位素原子常用于测定文物的年代,则Z为C元素;Q是元素周期表中电负性最大的元素,则Q为F元素;E的阳离子通常存在于明矾和草木灰中,则E为K元素,Be的2s能级处于全满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Be>B,故A正确;EYQ4的阴离子为B,其中心原子B的价层电子对数为4+=4,则B原子的杂化方式为sp3杂化,故B正确;Z为C,C的中心原子C的价层电子对数为3+=3,C原子的杂化方式为sp2杂化,且没有未成键电子对,则C的空间结构为平面三角形,故C错误;主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:Be>B>C,故D错误。
2.(1)D 短周期的三种元素a、b、c在周期表中的位置关系如题图所示,a位于第一周期0族,则a为He元素,b位于第二周期ⅦA族,则b为F元素;c位于第三周期ⅥA族,则c为S元素,He的最外层满足2电子稳定结构,其非金属性较弱,F的非金属性最强,则非金属性F>S>He,故A错误;F元素不存在最高价含氧酸,故B错误;非金属性:S
3.B 短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增加,r与q是由这些元素组成的二元化合物,n、p、m分别是元素X、Y、Z的单质,m通常为黄绿色气体,m为Cl2,Z为Cl元素;m(Cl2)与n在光照条件下生成r,n与p在一定条件下反应生成q,r与q生成s的反应产生白烟,则r为HCl,q为NH3,s为NH4Cl,m为Cl2,n为H2,p为N2,结合原子序数可知,X为H元素,Y为N元素,Z为Cl元素。氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢遇冷又会结合生成氯化铵,用直接加热氯化铵的方法无法获得氨气,故A错误;r为HCl,非金属性:Cl>S,则简单氢化物的稳定性:HCl>H2S,故B正确;元素Cl的含氧酸不一定为强酸,如次氯酸属于弱酸,故C错误;q为氨气,氨气易液化,可作制冷剂,故D错误。
考向3
【典例】【审答思维】C、O、F、Si 减小 > > 增强 < 减弱 > 第六周期第ⅣA族 同主族
C C、O、F为同周期主族元素,核电荷数越大,原子半径越小,即原子半径C>O>F,故A正确;同周期主族元素,核电荷数越大,非金属性越强,同主族元素,核电荷数越大,非金属性越弱,则C、O、Si的非金属性:O>C>Si,故B正确;Z为F元素,是最活泼的非金属元素,几乎无还原性,故C错误;原子序数为82的元素为Pb元素,与Si均位于ⅣA族,故D正确。
1.B、C W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,W、X、Y形成的化合物如题图,X能够形成2个共价键,X与Z同主族,则X为O元素,Z为S元素;基态W原子的核外s能级上的电子总数比p能级上多3个,W的原子序数小于O元素,其核外电子排布式为1s22s22p1,则W为B元素;Y形成+2价阳离子,其核电荷数大于O元素,则Y为Mg元素,主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:Mg>S,故A错误;主族元素同周期从左向右电负性逐渐增大,则电负性:B
3.B、C 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Z的一种单质形成了“地球生命的保护伞”,该单质为臭氧,则Z为O;结合图示可知,W形成1个共价键,X形成4个共价键,二者的原子序数均小于O,则W为H,X为C;Y介于C、O之间,则Y为N,H、C、N的最高正价分别为+1、+4、+5,则最高正价:Y>X>W,故A正确;非金属性:O>N,则简单氢化物的稳定性:Z>Y,故B错误;H、N、O形成的硝酸铵属于离子化合物,故C错误;该反应为乙酸与过氧化氢反应生成过氧乙酸和水,属于取代反应,故D正确。
1.C HCl、HBr、HI都是分子晶体,所以沸点依次升高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,沸点越高,故A正确;金刚石、碳化硅、晶体硅属于共价晶体,原子之间存在共价键,原子半径越小,键能越大,熔点越高,与共价键的键能大小有关,故B正确;氢键是一种分子间作用力,不能影响物质的化学性质,H2O的稳定性高于H2S,与共价键的键能有关,与H2O分子间存在氢键无关,故C错误;甲烷是非极性分子,难溶于极性溶剂水,所以氨气易溶于水与分子极性有关,故D正确。
2.B 乙烷、溴和四氯化碳均为非极性分子,水为极性分子,根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,因此乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳,故A正确;H2CO3的非羟基氧原子数大于HClO的非羟基氧原子数,因此酸性:H2CO3>HClO,故B错误;因羟基乙酸[CH2(OH)COOH]中不存在手性碳原子,因此不属于手性分子,故C正确;乙醇分子中含—OH,能形成分子间氢键,因此CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3,故D正确。
3.D S8、SO2都为分子晶体,融化时,需要克服分子间作用力,不需要断开化学键,故A错误;NH3存在分子间氢键,沸点更高,故B错误;非金属性F>Cl,氢化物稳定性HF>HCl,故C错误;CH3OH为极性分子,CCl4为非极性分子,水为极性溶剂,CH3OH更易溶于水,且CH3OH能与水形成分子间氢键,故CH3OH比CCl4在水中的溶解度大,故D正确。
4.B 由于钙离子半径大于镁离子半径,镁离子更易结合碳酸根中氧离子,使碳酸根离子更易分解生成CO2,则碳酸钙的分解温度高于碳酸镁,故A正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛存在分子间氢键,邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛,故B错误;N的电负性小于F,在NF3中N原子显正电,不可以与H+结合,不再具有碱性,故C正确;孤电子对与孤电子对之间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对之间的排斥作用,所以水分子中∠H—O—H小于Ti(H2O中∠H—O—H,故D正确。
5.D 短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大,ZXY-常用于检验Fe3+的存在,该阴离子为SCN-,则X为C、Y为N、Z为S;W的原子序数大于S,且为短周期主族元素,则W为Cl;RZ-是18电子微粒,则R为H元素;X2R6、Y2R4分别是C2H6、N2H4,C2H6分子中含有C—H极性键和C—C非极性键,故A错误;YR4W为NH4Cl,溶液中铵根离子水解,促进了水的电离,故B错误;没有指出元素最高价,该说法不合理,故C错误;HCl在水溶液中完全电离,属于一元强酸,故D正确。
6.C、D 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,则X为N;Y的周期序数与族序数相等,其原子序数大于N,则Y位于第3周期ⅢA族,为Al元素;基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,其核外电子排布为1s22s22p63s23p5,则Z为Cl元素;W与Z处于同主族,W的原子序数大于Cl,则W为Br元素,X的单质分子即N2,结构式为N≡N,既含σ键又含π键,故A正确;X为N元素,p轨道为半满结构,第一电离能比同周期相邻元素的大,故B正确;同一周期从左到右,元素非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,即Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱,故C错误;同一主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,而元素的非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,即Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,故D错误。
7.D W、X、Y、Z分别为P、F、S、Br;非金属性越强,最简单氢化物越稳定,稳定性:HF>H2S>PH3,故A正确;电子层数越多,离子半径越大,简单离子的半径:Br->S2->F-,故B正确;同周期元素从左到右电负性依次增大,同主族从上到下元素的电负性依次减小,电负性:F>S>P,故C正确;P原子的3p轨道半充满比较稳定,第一电离能:P>S,故D错误。
8.D 若a的某种核素无中子,则a为H元素,此时c为Mg、d为Al,与元素周期表的结构矛盾,故A错误;若b的单质可作半导体材料,则b为Si,c为金属元素Ge,则c的单质可能为半导体材料,故B错误;b、c同主族,从上到下非金属性减弱,非金属性强的更易与H2化合,则c的单质与H2不易化合,故C错误;若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,b为第ⅥA族元素,最高价为+6价,最低价为-2价,则a为ⅤA族元素,最低化合价为-3价,a的氢化物的化学式为aH3,故D正确。
9.A、D 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,A是元素Y的单质,常温下A遇甲的浓溶液钝化,可知A为Al单质,Y为Al元素,丙是无色气体,则甲为H2SO4、丙为SO2;丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,可知丁为H2O,戊为H2O2,乙为Al2(SO4)3,则W、X、Y、Z分别为H、O、Al、S元素,甲为H2SO4,乙为Al2(SO4)3,丙为SO2,丁为H2O,戊为H2O2,水分子之间存在氢键,导致水的沸点较高,即简单氢化物的沸点:X>Z,故A正确;电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径大小:X>Y,故B错误;乙溶液为硫酸铝溶液,电解硫酸铝溶液阴极生成氢气,不能得到铝单质,故C错误;Al3+、S2-在水中发生水解反应生成Al(OH)3与H2S,不能大量共存,故D正确。
10.A X、Y、Z、Q、W为1~20号元素且原子序数依次增大,Z与Q同主族,由结构可知:Z、Q的最外层有6个电子,Z为O,Q为S;Q和W的简单离子具有相同的电子层结构,W的原子序数最大,则W为K;Y形成4个共价键,X只能形成1个共价键,结合原子序数可知X为H,Y为C,Y的氢化物可能为固态烃,熔点大于Z的氢化物的熔点,故A错误;该物质中Y、Z、Q分别形成4、2、1个共价键,且Q得到一个电子,均满足8电子结构,故B正确;电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:W>Q>Y>Z>X,故C正确;WX与Q的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应有氢气产生,故D正确。
11.D W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,且原子序数总和为25,Y是地壳中含量最多的元素,则Y为O;结合图示可知,Z形成+1价阳离子,其原子序数大于O,则Z为Na;W形成1个共价键,其原子序数小于O,则W为H,四种原子的原子序数总和为25,X的原子序数为25-1-8-11=5,则X为B元素,同周期自左而右元素电负性增大,故电负性Y(O)>X(B)>Z(Na),故A正确;该化合物中含有O—O键,具有强氧化性,能够杀菌消毒,故B正确;由图中结构式可知,该化合物含离子键、共价键,B最外层只有3个电子,形成4个键,则含有1个配位键,故C正确;该化合物中H的最外层电子数为2,不满足8电子稳定结构,故D错误。
12.C 由W、X、Y组成的某有机物是一种消毒杀菌剂,可用于新冠疫情消毒,其结构如图所示,该有机物中一定含有C元素,C元素形成4个共价键,则X为C元素;X和Y同周期,Y形成2个共价键,则Y为O元素;W形成1个共价键,该有机物应该为过氧乙酸,则W为H元素,该化合物中H元素最外层电子数为2,不满足8电子稳定结构,故A错误;主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,H原子的原子半径最小,则原子半径由小到大的顺序为H
15.C 五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如题图所示,X化合价为+1,其原子序数小于其他四种元素,则元素X可能为H或Li;Z的化合价为+3,Y的化合价为+5,原子序数Z>Y,则Y为N,Z为Al元素;M的化合价为-3,其原子序数大于Al,则M为P元素;W的化合价为-1,其原子序数最大,则W为Cl元素,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:r(Y)
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