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2024届人教版高考化学一轮复习专题七原子结构元素周期律十年高考题作业含答案
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这是一份2024届人教版高考化学一轮复习专题七原子结构元素周期律十年高考题作业含答案，共45页。试卷主要包含了下列表示不正确的是，下列说法正确的是，下列说法不正确的是，1ml·L-1氨水的pH=11等内容，欢迎下载使用。
专题七 原子结构元素周期律
考点一 原子结构
1.(2022北京,3,3分)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
答案 A Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族,A不正确;87Sr与86Sr相对原子质量不同,可用质谱法区分,B正确;已知Sr原子质子数为38,即可分别计算87Sr和86Sr的中子数,C正确;同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变,可测定土壤生物中87Sr/86Sr值进行产地溯源,则D正确。
2.(2022河北,6,3分)中子轰击ZAX原子的核反应为ZAX+01n→MRY+11H,其中MRY可用于测定文物年代。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Y>X
B.YH3+的电子式为:··Y····HHH+
C.最高价含氧酸的酸性:Y>X
D.X与Y均能形成多种氢化物
答案 C 614C可用于测定文物年代,结合题给核反应可知Y为C、X为N,原子半径:Y>X,A正确;CH3+的电子式为··C····HHH+,B正确;最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C不正确;碳元素与氢元素可以形成多种烃,氮元素与氢元素可以形成NH3、N2H4等,D正确。
3.(2022山东,3,2分)813O、815O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
816O+23He813O+baX;816O+23He815O+nmY。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.813O、815O可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在813O2、815O2分子是因其化学键不稳定
答案 B 根据质量守恒定律可知,X为26He,其中子数为6-2=4,A项错误;X为26He、Y为24He,二者互为同位素,B项正确;由题干信息知,813O、815O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C项错误;自然界中不存在813O2、815O2分子是因为813O、815O的半衰期很短,与化学键无关,D项错误。
4.(2020浙江7月选考,5,2分)下列表示不正确的是( )
A.乙烯的结构式:
B.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.甲基的电子式:H··C····HH·
答案 B 甲酸甲酯的结构简式应为HCOOCH3,故选B。
5.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D A项,35Cl和37Cl同属于氯元素,错误;B项,单晶硅和石英(SiO2)不属于同素异形体,错误;C项,HCOOH和HOCH2CHO所含官能团种类不同,不互为同系物,错误;D项,H与Na属于ⅠA族元素,正确。
6.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D 本题考查了原子的组成、元素周期表和元素周期律等知识,以张青莲教授主持测定的某些元素的相对原子质量的新值为背景材料考查学生的分析推理能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养和爱国主义情怀的价值观念。
铟和铷同属第五周期元素,铷在ⅠA族,铟在ⅢA族,铷的金属性比铟强,所以RbOH的碱性强于In(OH)3的碱性,D错误。
审题方法 该题题干中前面一段话只起铺垫作用,没有核心信息,审题时把注意点放在题干的后面两句话上即可。
7.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.次氯酸的电子式H··Cl······O······
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.原子核内有8个中子的碳原子 614C
答案 A 次氯酸分子中氢原子不直接与氯原子结合,正确的电子式应为H··O······Cl······。
8.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是( )
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
答案 C 纯碱和烧碱熔化时克服的都是离子键,A正确;加热蒸发过程中水转化为水蒸气时有分子间作用力的破坏,B正确;干冰升华时只有分子间作用力改变,但CO2溶于水时发生化学变化,有共价键的断裂和形成,C错误;石墨为平面正六边形层状结构,层与层之间通过分子间作用力结合,金刚石为共价键结合而成的正四面体立体网状结构,故石墨转化为金刚石时既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D正确。
9.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案 A 在酯化反应中,通常是“酸脱羟基醇脱氢”,所以A中反应后18O原子应存在于酯中。
易错易混 C项中离子键的形成过程包含电子的转移,用电子式表示离子键的形成过程时要用箭头表示出电子转移的方向。
10.(2018浙江4月选考,8,2分)下列表示正确的是( )
A.硫原子结构示意图
B.乙炔的结构简式CHCH
C.乙烯的球棍模型
D.NaCl的电子式Na··Cl······
答案 C 硫原子结构示意图为,故A错误;乙炔的结构简式为,故B错误;乙烯的球棍模型为,故C正确;NaCl的电子式为Na+[··Cl······]-,故D错误。
11.(2017北京理综,7,6分)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D 本题考查原子结构、元素周期表、元素周期律等知识。中子数为176的Ts核素符号为 117293Ts。
审题方法 Ts的原子核外最外层电子数是7,则该元素一定是第ⅦA族元素。
12.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案 A B项,氟原子的结构示意图为;C项,CaCl2的电子式为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
13.(2015江苏单科,2,2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:1720Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图:
C.氯分子的电子式:··Cl······Cl······
D.氯乙烯分子的结构简式:H3C—CH2Cl
答案 C A项,元素符号的左上角应为质量数,该氯原子应表示为 1737Cl;B项,Cl-的结构示意图为;D项,氯乙烯分子的结构简式为。
14.(2014广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
KNO3的溶解度大
用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl
B
BaSO4难溶于酸
用盐酸和BaCl2溶液检验SO42-
C
NH3能使酚酞溶液变红
NH3可用于设计喷泉实验
D
Ca(OH)2能制成澄清石灰水
可配制2.0mol·L-1的Ca(OH)2溶液
答案 B A项,因为KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响不大,故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl,A项错误。B项,往待测溶液中先加稀盐酸若无沉淀产生,再加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明有SO42-,B项正确。C项,NH3可用于设计喷泉实验是因为NH3极易溶于水,C项错误。D项,Ca(OH)2是微溶物,不可配制2.0mol·L-1的溶液,且叙述Ⅰ和叙述Ⅱ不存在因果关系,D项错误。
15.(2014江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:Na··O······O······Na
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
答案 B 过氧化钠的电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,A项错误;S2-的结构示意图为,C项错误;间二甲苯的结构简式为,D项错误。
16.(2013江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.丙烯的结构简式:C3H6
B.氢氧根离子的电子式:[··O······H]-
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子:92146U
答案 B 丙烯的结构简式为,A项错误;B项中的电子式正确;氯原子的结构示意图为:,C项错误;该铀原子的质量数为:146+92=238,该原子应表示为 92238U,D项错误。
考点分析 本题是常规考题,与《考试说明》的典型示例一致,分别对有机物结构简式、电子式、原子或离子的结构示意图、核素的表示式等化学用语进行考查,复习时要有针对性。
17.(2012江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.乙酸的结构简式:C2H4O2
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的氯原子:1720Cl
D.NH3的电子式:H··N··H ··H
答案 B 乙酸的结构简式为CH3COOH,故A项错误;中子数为20的氯原子应写成 1737Cl,故C项错误;NH3的电子式为H··N··H ····H,故D项错误。
18.(2012山东理综,9,4分)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
答案 B A项,如NH4Cl由非金属元素组成,但为离子化合物;C项,同位素原子(如1H、2H、3H)的质子数相同,中子数不同;D项,一般ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱。
19.(2012天津理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.乙酸与丙二酸互为同系物
B.不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.92235U和 92238U是中子数不同质子数相同的同种核素
D.短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构
答案 D A项,乙酸分子中含有一个羧基(—COOH),而丙二酸分子中含有两个羧基,二者不属于同系物;B项,H2O2分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键;C项,92235U和 92238U是两种不同的核素;D项,短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子包括CF4、CCl4、SiF4、SiCl4,这些分子中各原子均满足最外层8电子结构。
20.(2011江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.N2的电子式:N⋮⋮N
B.S2-的结构示意图:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:53131I
D.邻羟基苯甲酸的结构简式:
答案 C N2的电子式为··N⋮⋮N··,故A项错误;S2-的结构示意图应为,故B项错误;邻羟基苯甲酸的结构简式为,故D项错误。
21.(2018天津理综,7节选)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)r(H+)
(2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O
解析 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)
(3)依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC,SiC俗称金刚砂,是一种固体耐磨材料。
(4)SO2转化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。
22.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显 色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。
答案 (1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑](每空2分)
(2)纯碱(或苏打)(1分)
2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
紫(1分)
(3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) ··Cl······C······O····Cl······(1分) 金属晶体(1分)
(4)氢(1分) 正四面体(1分)
解析 根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。
(1)工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。
(2)C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3,俗名为纯碱(或苏打);Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。
(3)根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2(Na2C2)、COCl2、Na。
(4)在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体;甲烷分子的空间结构为正四面体。
评析 本题考查短周期中元素的推断,综合考查了Cl2的工业制法、元素化合物的性质、晶体结构等知识,其中对新能源“可燃冰”的考查是难点,要求学生了解一些课外热点科技。
考点二 元素周期表与元素周期律
1.(2022广东,7,2分)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
答案 C 戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,结合元素周期表片段可知,戊可能为S或Cl,若戊为S,则甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P;若戊为Cl,则甲为N、乙为F、丙为P、丁为S。原子半径:丁>戊>乙,A项正确;非金属性:戊>丁>丙,B项正确;若甲为C,其氢化物如CH4等遇HCl不产生白烟,C项错误;丙的最高价氧化物对应的水化物可能是H2SiO3或H3PO4,都能与强碱反应,D项正确。
2.(2022海南,5,2分)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是( )
A.钠元素的第一电离能大于钾
B.基态钾原子价层电子轨道表示式为↑3s
C.钾能置换出NaCl溶液中的钠
D.钠元素与钾元素的原子序数相差18
答案 A 同主族元素的第一电离能自上到下逐渐减小,A项正确;基态钾原子的价层电子排布式为4s1,B项错误;钾在NaCl溶液中与水反应生成KOH,得不到钠,C项错误;在元素周期表中Na位于第三周期,K位于第四周期,都为第ⅠA族元素,原子序数相差8,D项错误。
3.(2022海南,11,4分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是( )
A.XW3是非极性分子
B.简单氢化物沸点:X>Y
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
答案 C Y的原子序数大于X,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,故X为N、Y为O;Z在同周期主族元素中金属性最强,Z为Na;W原子在同周期主族元素中原子半径最小,W为Cl。NCl3为极性分子,A不正确;沸点:H2O>NH3,B不正确;氧化钠、过氧化钠均为离子化合物,C正确;NaNO3水溶液显中性,NaNO2水溶液显碱性,D不正确。
4.(2022河北,10,4分)两种化合物的结构如下,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是 ( )
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
答案 A X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,结合它们在两种化合物中形成的化学键数目可知,X、Y、Z、R、Q分别是C、N、O、F、P。A项,P形成5个化学键,最外层不满足8电子稳定结构,错误;B项,五种元素中,F的非金属性最强,其简单氢化物的稳定性也最强,正确;C项,YZ2是NO2,存在平衡2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,降温时平衡正向移动,气体颜色变浅,正确;D项,O3在大气中的含量与环境污染密切相关,正确。
5.(2022湖南,5,3分)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
答案 C 由化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,且W原子序数最大,可知X为C,W为Si,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,且原子序数:W=X+Y,则推知Y为O,Z为F。原子半径:C>O>F,A项正确;非金属性:O>C>Si,B项正确;F元素无正价,故F2不表现还原性,C项错误;第六周期的0族元素为86号元素,故82号元素位于第ⅣA族,与Si位于同一主族,D项正确。
6.(2022江苏,3,3分)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(Al3+)
C.电离能大小:I1(O)
7.(2022全国甲,12,6分)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>Q
B.单质的熔点:X>Y
C.简单氢化物的沸点:Z>Q
D.最高价含氧酸的酸性:Z>Y
答案 D Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍,则Q为第二周期元素,Y的最外层电子数为4且与Q位于不同周期,故其位于第三周期,则Y为Si;X与Y相邻,X为Al;根据4种元素原子最外层电子数之和为19,可知Q与Z最外层电子数之和为12,Q、Z可能是O、S,也可能是N、Cl,还可能是F、P。A项,Al的非金属性弱于第二周期的N、O、F,错误;B项,金属铝的熔点低于单质硅,错误;C项,Q的简单氢化物存在分子间氢键,故沸点高,错误;D项,Z是原子序数大于Y的同周期元素,非金属性:Z>Y,最高价含氧酸的酸性:Z>Y,正确。
8.(2022全国乙,11,6分)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:Y
D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
答案 D 根据题干信息“200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出”,说明失去的是水,即W为H,Z为O;YZ2分子的总电子数为奇数,说明Y的原子序数为奇数,且YZ2常温下为气体,则Y为N;根据W、X、Y、Z原子序数依次增加,且原子序数之和为21,得X为B,代入验证合理。A项,硼单质常温下为固体,错误;B项,非金属性:N>B,故最高价氧化物的水化物酸性:Y(HNO3)>X(H3BO3),错误;C项,1 mol NH4B5O8·4H2O的质量为273 g,200 ℃时失重率为19.8%,则质量减少约54 g,则失去了约3 mol H2O,错误;D项,500 ℃时,若起始1 mol NH4B5O8·4H2O进行热分解,则剩余固体质量为273 g×64.1%≈175 g,5 mol B质量为55 g,说明O剩余175 g-55 g=120 g,n(O)=7.5 mol,n(B)∶n(O)=5∶7.5=2∶3,恰好是B2O3,正确。
疑难突破
热重曲线分析
一般先假设进行热分解的物质为1mol,然后根据失重的质量分数,计算对应物质的物质的量,也可以根据剩余固体的质量分数,计算分析剩余固体的成分。
9.(2022浙江1月选考,16,2分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )
A.非金属性:Y>W
B.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X与Y可形成化合物X2Y3
答案 D W、Y同族且原子序数Y=2W,则W、Y分别为O、S;地壳中含量最多的金属元素为Al,根据原子序数依次增大可知Z为Cl。A项,非金属性:O>S,错误;B项,AlCl3为共价化合物,错误;C项,Y、Z的氧化物对应的水化物可能分别为H2SO3、HClO,均为弱酸,错误。
10.(2022浙江6月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,YX3分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.M2Z与MQ的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
答案 B X、Y、Z、M、Q为短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,X为H;YX3分子呈三角锥形,YX3为NH3,Y为N;Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,Z为O;M与X同主族,M为Na;Q是同周期中非金属性最强的元素,Q为Cl。OH-、H2O、H3O+均为X与Z形成的10电子微粒,A不正确;ClO2可用于饮用水的消毒,B正确;Na2O 与NaCl均为离子晶体,C不正确;NH3·H2O的水溶液显碱性,D不正确。
11.(2020山东,3,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:W>X>Y>Z
B.简单离子的还原性:Y>X>W
C.简单离子的半径:W>X>Y>Z
D.氢化物水溶液的酸性:Y>W
答案 C 由“基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2”可知,X是氧元素,Z是钠元素;Y的原子序数介于氧元素与钠元素之间且Y为短周期主族元素,说明Y是氟元素;W的最外层电子数与Y相同,说明W是氯元素。A项,第一电离能:F>O>Cl>Na,错误;B项,F-、O2-、Cl-三者还原性的强弱顺序:Cl->O2->F-,错误;C项,简单离子的半径大小顺序:Cl->O2->F->Na+,正确;D项,氢化物水溶液的酸性:HCl>HF,错误。
12.(2020天津,8,3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素
最高价氧化
物的水化物
X
Y
Z
W
分子式
H3ZO4
0.1mol·L-1溶液对应的
pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:Z
13.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D 依据题意,结合元素周期表可以推断出X为H,Y为C,Z为N,M为Si,Q为Cl。A项,C和Si位于同一主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即CN,则原子半径:NH2CO3>H2SiO3,正确。C项,X2Z—ZX2为N2H4,N2H4易溶于水,水溶液显碱性,正确。D项,H、N、Cl三种元素可以组成NH4Cl,NH4Cl为离子化合物,错误。
14.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D 本题涉及元素周期律、元素周期表的应用,借助元素周期表片段考查考生元素推断、分析和解决化学问题的能力。通过元素“位—构—性”之间的逻辑关系,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知,W与X的最高化合价之差为2,设X的最高化合价为a,则W的最高化合价为a+2,结合题意知2a+2=8,解得a=+3,从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项,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:W(N)
15.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C 根据周期表中各周期的元素种类数可推知第四、五、六、七周期的0族元素的原子序数分别为36、54、86和118。第35号元素应在第四周期第ⅦA族,单质是Br2,在常温常压下是液体,A正确;第四周期第ⅤA族的元素为As,为非金属元素,B正确;第84号元素在第ⅥA族,最高化合价是+6,故C错误;D正确。
解题点睛 解答本题的关键点有二,一是熟记每个主族从上到下元素的名称和符号,二是会根据周期表中各周期的元素种类数推断下一周期同主族或0族元素的原子序数。
16.(2018课标Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B 氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
17.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体,说明W为N,X为O。Y的周期数是族序数的3倍,说明Y是Na,Z原子的最外层电子数与W的电子总数相同,则Z是Cl。X与W可形成NO、NO2、N2O4等,与Y可形成Na2O、Na2O2,与Z可形成ClO2、Cl2O7等,A正确;Na2O2、NaN3中均含有离子键与非极性共价键,B不正确;N3-、O2-、Na+的电子层结构相同,Cl-与N3-、O2-、Na+的电子层结构不同,C不正确;HNO2为弱酸,D不正确。
18.(2018课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D 黄绿色气体应是氯气,氯气与烧碱反应可生成次氯酸钠,所以Y是Na,Z是Cl,W是O。X和Z同族且均为短周期元素,则X为F。A项,原子半径大小为Na>Cl>O>F,即Y>Z>W>X,错误;B项,HF是弱酸,HCl是强酸,即X的氢化物水溶液酸性弱于Z的,错误;C项,Y2W2是Na2O2,含有离子键和非极性共价键,ZW2是ClO2,含有极性共价键,不含非极性共价键,错误;D项,W的单质有O2和O3,X的单质为F2,标准状况下均为气体,即状态相同,正确。
19.(2018天津理综,2,6分)下列有关物质性质的比较,结论正确的是( )
A.溶解度:Na2CO3
20.(2018浙江4月选考,12,2分)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
A.原子半径(r)大小比较:r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C 由四种元素在周期表中的位置知,X、Y在第二周期,Z、W在第三周期。设Y的原子序数为a,则X、Z、W的原子序数分别为(a-1)、(a+8)、(a+9),故有a+(a-1)+(a+8)+(a+9)=48,解得a=8,因此X为N,Y为O,Z为S,W为Cl。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故A正确;N和Cl可形成共价化合物NCl3,故B正确;沸点的高低取决于分子间作用力的强弱,与元素非金属性无关,故C错误;O的非金属性比S强,S2-的失电子能力比O2-的强,故D正确。
21.(2018江苏单科,8,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
答案 D 由题意可知X为O,Y为Na,Z为Al,W为S。原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W),A不正确;Na2O2中含有非极性共价键,B不正确;金属性Y>Z,最高价氧化物的水化物的碱性Y>Z,C不正确;非金属性X>W,简单气态氢化物的热稳定性X>W,D正确。
规律总结 元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
22.(2017课标Ⅰ,12,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C 本题考查元素周期表、元素周期律和盐类水解知识。根据W的简单氢化物可用作制冷剂可知W为N元素;短周期元素中原子半径最大的为Na元素,则Y为Na元素;X、Na、Z三种元素形成的一种盐与盐酸反应生成黄色沉淀以及有刺激性气味的气体,可知黄色沉淀为S,气体为SO2,根据原子序数的大小关系可知X为O元素,Z为S元素。O的非金属性比N强,则H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S水解使溶液显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝,C项错误;S与O同主族,与Na同周期,D项正确。
23.(2017课标Ⅱ,9,6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B 本题考查元素周期律相关知识。a、b、c、d为短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层电子数相同,可以推知a为O;c所在周期数与族序数相同,c的原子序数大于a,则c为Al;d与a同族,则d为S;再结合原子序数依次增大,可以推测b可能为Na或Mg。同周期元素(稀有气体元素除外)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:b>c>d>a,A不正确。无论b是Na还是Mg,其金属性都是四种元素中最强的,B正确。Al(OH)3为两性氢氧化物,C不正确。同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,故O2的氧化性强于S,D不正确。
24.(2017课标Ⅲ,12,6分)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3AlCl3,错误;D项,Al3+及O2-均为10e-微粒,根据“序大径小”规律,可知离子半径Al3+
25.(2017天津理综,5,6分)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C 气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,A正确;H2O属于共价化合物,NaH属于离子化合物,B正确;题图所示实验可证明酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能据此得出元素的非金属性强弱,C不正确;前六周期共有86种元素,第七周期可排32种元素,故118号元素在第七周期0族,D正确。
思路梳理 依据最高价含氧酸的酸性强弱可推导元素的非金属性强弱。
26.(2017江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
答案 D 本题考查物质结构基础知识。由Z是地壳中含量最多的元素可推出Z为O;由Y、Z同周期且相邻,Y的原子序数小于Z,推出Y为N;由W是短周期中金属性最强的元素可知W为Na;因X原子序数最小且为主族元素,又知只有Y、Z处于同周期,推出X为H。A项,原子半径r(Y)>r(Z);B项,NaOH为强碱;C项,N2的氧化性比O2的弱;D项,HNO3(或HNO2)为共价化合物,NH4NO3为离子化合物。
知识拓展 化合物类别的几个特例
AlCl3:由活泼金属元素与活泼非金属元素组成的共价化合物。
NaOH:含有极性键的离子化合物。
Na2O2:含有非极性键的离子化合物。
NH4NO3:全部由非金属元素形成的离子化合物。
27.(2016课标Ⅲ,12,6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B 由题意可知X为Na,Z为Cl,W为O,Y为S。A项,简单离子半径O2->Na+,Na+H2S,故错误;D项,最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4
28.(2016浙江理综,9,6分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:XW
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D 依据题意可推知X、Y、Z、W依次是C、O、Na、Cl。A项,一般条件下CO与NaOH不反应,错误;B项,碳原子半径大于氧原子半径,错误;C项,Na2O中只存在离子键,而NaClO3中既存在离子键,也存在共价键,错误;D项,O3、Cl2、ClO2等均可用于水的消毒,正确。
29.(2015课标Ⅰ,12,6分)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,可判断出W为氢元素,X为氮元素;它们的最外层电子数之和为18,则Y、Z两元素原子最外层电子数之和为18-1-5=12,则Y为磷元素,Z为氯元素。A项,单质的沸点:N2>H2;B项,非金属性:Cl>H,阴离子的还原性:H->Cl-,正确;C项,Cl的最高价氧化物的水化物的酸性强于P的;D项,P和N可以存在于同一离子化合物中,如NH4H2PO4。
30.(2015课标Ⅱ,3,3分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B 由题意可知:a为H,b为S,c为Cl,d为K。由元素周期律知:同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性Cl>S;H2与S、Cl2化合时,S和Cl2均体现氧化性,故非金属性次序为c>b>a,A项正确。H与K不能形成共价化合物,B项错误。K与其他3种元素分别形成KH、K2S、KCl,三者均为离子化合物,C项正确。H的最高和最低化合价分别为+1、-1,代数和为0;S的最高和最低化合价分别为+6、-2,代数和为4;Cl的最高和最低化合价分别为+7、-1,代数和为6,D项正确。
31.(2015北京理综,7,6分)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.非金属性:Cl>Br
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 D A项,硫的非金属性强于磷,故最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4>H3PO4;B项,氯元素和溴元素位于同一主族,但氯原子半径小于溴的,故非金属性:Cl>Br;C项,钠和镁位于同一周期,钠在镁的左边,钠的金属性强于镁,故碱性:NaOH>Mg(OH)2;D项,Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,但二者的热稳定性与元素周期律无关。
32.(2015浙江理综,9,6分)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C.YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
答案 D 由题意可知X为O,W为S,Z为P,Y为Si,T为As。热稳定性:H2O>H2S>PH3,A项不正确;火山口附近有游离态的硫,B项不正确;SiO2属于原子晶体,C项不正确;砷元素位于金属元素与非金属元素的交界处,具有半导体特性,As2O3中砷元素为+3价,其化合价可以升高到+5价,也可以降低到-3价,D项正确。
33.(2015重庆理综,2,6分)下列说法正确的是( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
答案 B A项,I的非金属性比Br的非金属性弱,HBr比HI的热稳定性强;B项正确;C项,MgO不与NaOH溶液反应;D项,混合气体通入Ba(NO3)2溶液后,溶液显酸性,酸性条件下NO3-能把SO32-氧化为SO42-,从而产生BaSO4沉淀,无BaSO3。
34.(2015海南单科,12,4分)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
答案 D 根据题意可推出a为钠元素,b为碳元素,c为硫元素,d为氯元素。A项,上述元素中非金属性最强的元素是氯元素;B项,钠元素可以形成Na2O、Na2O2,碳元素可以形成CO、CO2,硫元素可以形成SO2、SO3,氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种氧化物;C项,钠为活泼金属元素,可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物;D项,碳元素与氢元素形成的化合物中可能含非极性共价键,如CH3CH3等。
35.(2015江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序:Z、W、X
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:X、Y、W
答案 A 根据题意可知,X、Y、Z、W分别为O、F、Al、Si。B项,原子半径大小顺序应为:Al>Si>O>F;C项,元素非金属性由强到弱顺序应为:O>Si>Al;D项,简单气态氢化物的稳定性由强到弱顺序为:F>O>Si。
36.(2014课标Ⅰ,10,6分,0.672)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z
答案 D 依题意,不难确定X、Y、Z分别是S、Na、F。原子最外层电子数F>S>Na(Z>X>Y),A错误;单质沸点Na>S>F2(Y>X>Z),B错误;离子半径S2->F->Na+(X2->Z->Y+),C错误;原子序数S>Na>F(X>Y>Z),D正确。
思路分析 可以将元素周期表中前18号元素按照元素周期表的编排顺序书写出来,直接对照题目的要求来确定元素种类。抓住题给信息,正确推断出三种元素是解题的关键,熟练运用周期表中元素性质的递变规律是解决此类问题的重要保证。
易错警示 容易忽略短周期元素的限定,而将三种元素推断错误。
37.(2014山东理综,8,5分)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( )
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
D.1735Cl与 1737Cl得电子能力相同
答案 D 同主族元素最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,A项错误;核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同,如Na+和F-,B项错误;四种离子半径的大小顺序应为:rS2->rCl->rK+>rCa2+,C项错误;1735Cl和 1737Cl互为同位素,得电子能力相同,D项正确。
38.(2013天津理综,3,6分)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )
A.ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B.第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大
D.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
答案 A A项,两族元素间可以形成HCl、NaCl等常见物质;B项,第二周期中,氧元素无最高正价,F元素没有正价;C项,如还原性F-Cl-;D项,以第三周期元素为例,铝元素为+3价,但是铝元素原子失电子能力弱于Mg和Na。
39.(2013江苏单科,10,2分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:r(Y)>r(Z)>r(W)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
答案 D 由题意可知X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。原子半径的大小顺序为r(Na)>r(N)>r(O),A项错误;O2-和Na+电子层结构相同,B项错误;H2O的热稳定性强于NH3,C项错误;NH4NO3为离子化合物,HNO3、HNO2为共价化合物,D项正确。
40. (2013山东理综,8,4分,★★☆)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
答案 A W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可推出W为N,X为O,Y为S,Z为Cl。根据元素周期律,同一主族元素从下到上非金属性增强,同一周期元素从左到右非金属性增强,与氢化物稳定性的规律一致,A项正确;元素非金属性越强,则其对应的阴离子还原性越弱,C项错误;B选项没有注明是最高价氧化物对应的水化物,例如H2SO4的酸性比HClO的强,故B项错误;Cl2中氯元素的化合价为0,处于中间价态,化合价既可升高也可降低,Cl2在化学反应Cl2+H2OHCl+HClO中既表现氧化性又表现还原性,D项错误。
41.(2013福建理综,9,6分,★★☆)
四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确···的是( )
A.原子半径Z
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
答案 B 根据题中图示及只有M为金属元素不难推断出M为Al,X为Si,Y为N,Z为O。B项,HNO3的酸性比H2SiO3强。
42.(2013浙江理综,9,6分,★★★)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是( )
A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C.W得电子能力比Q强
D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体
答案 A 依题意可先确定X为碳(C)元素,再根据其他元素在周期表中的位置可确定Y、Z、W、Q分别为氧(O)、硅(Si)、硫(S)和氯(Cl)。Na与S可形成类似Na2O2的化合物Na2S2,A正确;SiO2为原子晶体,熔融时不导电,B错误;S的得电子能力比Cl弱,C错误;氧存在同素异形体O2和O3,D错误。
43.(2012课标,13,6分)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说法中正确的是( )
A.上述四种元素的原子半径大小为W
C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D.由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
答案 C 依据题意,不难确定W、X、Y、Z四种元素依次为氢(H)、碳(C)、氮(N)或氧(O)、氖(Ne)。A项,W、X、Y三元素的原子半径大小为X>Y>W;B项,四种原子最外层电子总数为18或19;C项,H2O2或N2H4分子中既含极性共价键又含非极性共价键;D项,W与X组成的化合物包括所有的烃类,沸点不一定比H2O或NH3低。
44.(2012北京理综,9,6分)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )
A.原子半径:As>Cl>P
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
答案 C A项,原子半径:As>P>Cl;B项,非金属性:Cl>Br>As,所以热稳定性:HCl>HBr>AsH3;D项,非金属性:S>P>As,故酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4。
45.(2011课标,13,6分)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W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
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
答案 A X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,可推知X为C;元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,则Y为Al;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,且Z的原子序数大于Al,故Z为S;元素W是制备一种高效电池的重要材料,且原子序数小于C,可推知W为Li。A项,LiCl中,锂原子是2电子的稳定结构,错误;B项,C与H可形成C2H2、C6H6等多种化合物,正确;C项,Al与NaOH溶液或盐酸反应均有H2生成,正确;D项,S与C可形成共价化合物CS2,正确。
46.(2011山东理综,13,4分)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
答案 C 多数主族元素的最高化合价等于其原子最外层电子数,但有些主族元素(如F、O)、0族元素、许多过渡元素则不符合此规律,A项错误;电子运动的区域离核越近,能量越小,B项错误;P、S、Cl位于同周期,非金属性依次增强,根据同周期主族元素的性质递变规律,C项正确;过渡元素是第三纵列到第十二纵列的元素,包括七个副族与Ⅷ族,D项错误。
47.(2011天津理综,2,6分)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是( )
A.第ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小
C.第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强
D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
答案 B A项,137Cs比133Cs多4个中子,两者质子数相等。C项,氢化物的稳定性随元素非金属性的增强而增强。D项,同主族元素从上到下,碱金属单质的熔点逐渐降低,第ⅦA族单质的熔点逐渐升高,故D项错误。
错因分析 没有掌握同主族元素单质物理性质的递变规律易错选D。
48.(2011江苏单科,5,2分)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
Q
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为:rX>rY>rZ>rW>rQ
C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
答案 A 根据题图,可以推出X为N元素,Y为O元素,Z为Al元素,W为S元素,Q为Cl元素。A项,N的最高正价为+5价,Al的最高正价为+3价,其和的数值为8,故正确;B项,原子半径:rZ>rW>rQ>rX>rY,故不正确;C项,O2-与Al3+的核外电子数和电子层数均相同,故不正确;D项,S的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性,故不正确。
49.(2020浙江7月选考,28,10分)Ⅰ.化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01gX,用含HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和 (填元素符号),X的化学式是 。
(2)溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是 。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示) 。
要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“HCl+NH3NH4Cl”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是 。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是 。
答案 Ⅰ.(1)Al、Cl AlCl3NH3
(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
(3)AlCl3+Cl-AlCl4-或AlCl3+NH3AlCl3NH3
Ⅱ.(1)吸水或放热导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
解析 Ⅰ.由加热X可产生使红色石蕊试纸变蓝的气体Y,可知Y为氨气;取3.01gX用含有HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得到溶液A,将溶液A分成A1、A2两等份进行实验,且白色沉淀C可溶于NaOH溶液,结合溶液A1+NaOH溶液→Y(NH3)+溶液B,CO2+溶液B→白色沉淀C,可知白色沉淀C为Al(OH)3,白色固体D为Al2O3,且n(Al2O3)=0.510 g102 g·mol-1=0.005mol,则溶液A1中n(Al3+)=0.01mol,n(NH3)=0.224 L22.4 L·mol-1=0.01mol;由溶液A2+AgNO3溶液→白色沉淀E,可知E为AgCl,且溶液A2中n(Cl-)=n(AgCl)=8.61 g143.5 g·mol-1=0.06mol,则溶液A中含0.12molCl-,除去加入的盐酸中所含的0.06molCl-,X中含有0.06molCl-;综上所述及X的质量可知X中含有0.02molAl3+、0.06molCl-和0.02molNH3,则n(Al3+)∶n(Cl-)∶n(NH3)=1∶3∶1,可知X的化学式为AlCl3NH3。
(1)据上述分析,X中含有N、H、Al、Cl四种元素,X的化学式为AlCl3NH3。
(2)溶液B中通入过量CO2的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-或Al(OH)4-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-。
(3)根据题意,一种反应物的组成元素为X中除去N、H之外的两种元素,只能为AlCl3,故化学方程式为AlCl3+NH3AlCl3NH3,离子方程式为AlCl3+Cl-AlCl4-。
Ⅱ.(1)盐酸具有挥发性,与浓硫酸混合以后,浓硫酸吸水并放出大量的热,促进HCl的逸出。
(2) HCl挥发带出的H2SO4会进入烧杯与Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀。
50.(2019天津理综,7,14分)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置 。 115288Mc的中子数为 。
已知:
P(s,白磷)P(s,黑磷) ΔH=-39.3kJ·mol-1;
P(s,白磷)P(s,红磷) ΔH=-17.6kJ·mol-1;
由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
(2)氮和磷氢化物性质的比较:
热稳定性:NH3 PH3(填“>”或“<”)。
沸点:N2H4 P2H4(填“>”或“<”),判断依据是 。
(3)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是 (填序号)。
a.不能与NaOH反应
b.含离子键、共价键
c.能与水反应
(4)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,写出该反应的化学方程式 ,因此,配制SbCl3溶液应注意 。
(5)在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体,t℃时发生如下反应:
PH4I(s)PH3(g)+HI(g) ①
4PH3(g)P4(g)+6H2(g) ②
2HI(g)H2(g)+I2(g) ③
达平衡时,体系中n(HI)=bmol,n(I2)=cmol,n(H2)=dmol,则t℃时反应①的平衡常数K值为 (用字母表示)。
答案 (14分)(1)第四周期第ⅤA族 173 黑磷
(2)> > N2H4分子间存在氢键
(3)b、c
(4)SbCl3+H2OSbOCl↓+2HCl(“”写成“”亦可) 加盐酸,抑制水解
(5)(b+8c-2d3)b
解析 本题涉及的考点有原子结构、盖斯定律的应用、元素周期律的应用、铵盐的性质、盐类的水解、平衡常数的计算等,以元素化合物知识为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,通过多考点综合考查的方式体现宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想等学科核心素养。
(1)质量数=质子数+中子数;结合已知信息,应用盖斯定律可推出P(s,红磷)P(s,黑磷) ΔH=-21.7kJ·mol-1,放热反应中反应物总能量高于生成物总能量,物质能量越低越稳定,故稳定性:白磷<红磷<黑磷。(2)非金属性:N>P,故热稳定性:NH3>PH3;N2H4的结构式为,分子间存在氢键,故沸点:N2H4>P2H4。(3)NH4I可与NaOH反应;NH4I中既有离子键,又有共价键;NH4I可发生水解反应,由NH4I的性质可推测PH4I的性质。(4)SbCl3强烈水解生成SbOCl的同时可生成HCl;配制SbCl3溶液时应加盐酸,抑制SbCl3水解。(5)由反应③可知,生成cmolI2应消耗2cmolHI,同时生成cmolH2,故反应①中生成HI的总物质的量为(b+2c)mol,同时生成(b+2c)molPH3。反应②中生成H2的物质的量为(d-c)mol,消耗PH3的物质的量为23(d-c)mol,则平衡体系中PH3的物质的量为(b+8c-2d3)mol。t℃时反应①的平衡常数K=c(HI)·c(PH3),容器体积为1L,故K=(b+8c-2d3)b。
解题关键 (5)题中三个反应为连锁反应,求反应①的平衡常数(K)的关键是求出平衡体系中PH3的物质的量。
51.(2016天津理综,7,14分)下表为元素周期表的一部分。
碳
氮
Y
X
硫
Z
回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为 。
(2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号) 。
(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是 。
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1molY单质比1molS得电子多
c.Y和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(4)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式: 。
(5)碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,烃的电子式为 。Q与水反应的化学方程式为 。
(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol·L-1NaOH溶液和1molO2,则两种气体的分子式及物质的量分别为 ,生成硫酸铜物质的量为 。
答案 (1)第三周期,ⅦA族
(2)Si
(3)ac
(4)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l) ΔH=-687kJ·mol-1
(5)H··C⋮⋮C··C··HH····H
Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4↑
(6)NO0.9mol,NO21.3mol 2mol
解析 根据各元素在周期表中的位置不难推出X为硅元素,Y为氧元素,Z为氯元素。
(3)Y单质与H2S溶液反应的化学方程式为O2+2H2S2S↓+2H2O,根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,O2的氧化性大于S,故O元素的非金属性比S元素的非金属性强,a项正确;氧化性的强弱与氧化剂得电子的多少无关,而与得电子的难易程度有关,b项错误;H2O比H2S的热分解温度高,说明H2O比H2S的稳定性强,从而可知O元素比S元素的非金属性强,c项正确。
(4)Si和Cl2反应生成SiCl4,SiCl4的熔点为-69℃,沸点为58℃,说明室温下SiCl4为液体,生成1mol液态SiCl4放热687kJ,据此可写出反应的热化学方程式。
(5)m(C)∶m(H)=9∶1,则n(C)∶n(H)=912∶11=3∶4;设化合物Q的化学式为Mg2Cx,则其与水反应的化学方程式为Mg2Cx+4H2O2Mg(OH)2+(C3H4)n,由此可得n=1,x=3,所以烃的分子式为C3H4,为丙炔,其电子式为H··C……C··C··HH····H。
(6)Cu与H2SO4和HNO3的混合酸反应,生成的盐只有CuSO4,说明HNO3全部被还原,生成的两种气体的相对分子质量都小于50,说明这两种气体是NO和NO2,设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,NO和NO2在NaOH溶液中被O2完全氧化为NaNO3,由原子守恒知x+y=2.2mol①,由得失电子守恒知3x+y=4mol②,联立①②解方程组可得x=0.9mol,y=1.3mol。再由得失电子守恒知2n(Cu)=3x+y=4mol,则n(Cu)=2mol,n(CuSO4)=2mol。
思路分析 利用各种元素在元素周期表中的位置关系判断出各种元素,然后结合题意利用所学知识作答。
疑难突破 ①过量的Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应结束后若再加入H2SO4,可发生反应3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,上述两个反应的实质都是3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,当H2SO4足量时,HNO3可以全部被还原,生成的盐只有CuSO4,因此当Cu与HNO3和H2SO4的混酸反应时,按离子方程式进行有关计算较简便。②守恒法是化学计算中的常用方法,而得失电子守恒法是氧化还原反应的有关计算中的不二法宝。
评析 本题以元素周期表为依托,综合考查了元素周期律、热化学方程式的书写以及氧化还原反应的有关计算等知识,注重对能力和思维敏捷性的考查,难度中等。
52.(2013大纲全国,27,15分,★★★)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号)。
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示)。
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 。
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 。
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 。
(6)单质E与水反应的离子方程式为 。
答案 (15分)(1)Na Cl(每空1分,共2分)
(2)PH3(2分)
(3)NH4Cl 离子键和共价键(每空2分,共4分)
(4)H3PO4(2分)
(5)2P+5Cl22PCl5 PCl3(2分,1分,共3分)
(6)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(2分)
解析 由A和B形成的化合物在水中呈碱性可知该化合物为NH3,结合题目中的信息可推出A为H,B为N,C为Na,D为P;由C和E形成的化合物在水中呈中性可知该化合物为NaCl,则E为Cl。根据同主族元素原子电子层数越多原子半径越大,在电子层数相同的情况下核电荷数越大原子半径越小(稀有气体元素除外)的规律,可推出原子半径最大的是Na。根据元素周期律,同一周期(稀有气体元素除外)从左到右元素非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,可知非金属性最强的是Cl,热稳定性最差的是PH3。HCl+NH3NH4Cl,NH4Cl的电子式为[H··N··HH····H]+[··Cl······]-,其中存在的化学键类型为离子键和共价键。P在充足的Cl2中燃烧的产物为PCl5,在不充足的Cl2中燃烧产物为PCl3。Cl2与H2O反应生成的HClO为弱酸,HClO不能拆开写。
专题七 原子结构元素周期律
考点一 原子结构
1.(2022北京,3,3分)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
答案 A Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族,A不正确;87Sr与86Sr相对原子质量不同,可用质谱法区分,B正确;已知Sr原子质子数为38,即可分别计算87Sr和86Sr的中子数,C正确;同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变,可测定土壤生物中87Sr/86Sr值进行产地溯源,则D正确。
2.(2022河北,6,3分)中子轰击ZAX原子的核反应为ZAX+01n→MRY+11H,其中MRY可用于测定文物年代。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Y>X
B.YH3+的电子式为:··Y····HHH+
C.最高价含氧酸的酸性:Y>X
D.X与Y均能形成多种氢化物
答案 C 614C可用于测定文物年代,结合题给核反应可知Y为C、X为N,原子半径:Y>X,A正确;CH3+的电子式为··C····HHH+,B正确;最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C不正确;碳元素与氢元素可以形成多种烃,氮元素与氢元素可以形成NH3、N2H4等,D正确。
3.(2022山东,3,2分)813O、815O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
816O+23He813O+baX;816O+23He815O+nmY。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.813O、815O可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在813O2、815O2分子是因其化学键不稳定
答案 B 根据质量守恒定律可知,X为26He,其中子数为6-2=4,A项错误;X为26He、Y为24He,二者互为同位素,B项正确;由题干信息知,813O、815O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C项错误;自然界中不存在813O2、815O2分子是因为813O、815O的半衰期很短,与化学键无关,D项错误。
4.(2020浙江7月选考,5,2分)下列表示不正确的是( )
A.乙烯的结构式:
B.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.甲基的电子式:H··C····HH·
答案 B 甲酸甲酯的结构简式应为HCOOCH3,故选B。
5.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D A项,35Cl和37Cl同属于氯元素,错误;B项,单晶硅和石英(SiO2)不属于同素异形体,错误;C项,HCOOH和HOCH2CHO所含官能团种类不同,不互为同系物,错误;D项,H与Na属于ⅠA族元素,正确。
6.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D 本题考查了原子的组成、元素周期表和元素周期律等知识,以张青莲教授主持测定的某些元素的相对原子质量的新值为背景材料考查学生的分析推理能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养和爱国主义情怀的价值观念。
铟和铷同属第五周期元素,铷在ⅠA族,铟在ⅢA族,铷的金属性比铟强,所以RbOH的碱性强于In(OH)3的碱性,D错误。
审题方法 该题题干中前面一段话只起铺垫作用,没有核心信息,审题时把注意点放在题干的后面两句话上即可。
7.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.次氯酸的电子式H··Cl······O······
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.原子核内有8个中子的碳原子 614C
答案 A 次氯酸分子中氢原子不直接与氯原子结合,正确的电子式应为H··O······Cl······。
8.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是( )
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
答案 C 纯碱和烧碱熔化时克服的都是离子键,A正确;加热蒸发过程中水转化为水蒸气时有分子间作用力的破坏,B正确;干冰升华时只有分子间作用力改变,但CO2溶于水时发生化学变化,有共价键的断裂和形成,C错误;石墨为平面正六边形层状结构,层与层之间通过分子间作用力结合,金刚石为共价键结合而成的正四面体立体网状结构,故石墨转化为金刚石时既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D正确。
9.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案 A 在酯化反应中,通常是“酸脱羟基醇脱氢”,所以A中反应后18O原子应存在于酯中。
易错易混 C项中离子键的形成过程包含电子的转移,用电子式表示离子键的形成过程时要用箭头表示出电子转移的方向。
10.(2018浙江4月选考,8,2分)下列表示正确的是( )
A.硫原子结构示意图
B.乙炔的结构简式CHCH
C.乙烯的球棍模型
D.NaCl的电子式Na··Cl······
答案 C 硫原子结构示意图为,故A错误;乙炔的结构简式为,故B错误;乙烯的球棍模型为,故C正确;NaCl的电子式为Na+[··Cl······]-,故D错误。
11.(2017北京理综,7,6分)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D 本题考查原子结构、元素周期表、元素周期律等知识。中子数为176的Ts核素符号为 117293Ts。
审题方法 Ts的原子核外最外层电子数是7,则该元素一定是第ⅦA族元素。
12.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案 A B项,氟原子的结构示意图为;C项,CaCl2的电子式为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
13.(2015江苏单科,2,2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:1720Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图:
C.氯分子的电子式:··Cl······Cl······
D.氯乙烯分子的结构简式:H3C—CH2Cl
答案 C A项,元素符号的左上角应为质量数,该氯原子应表示为 1737Cl;B项,Cl-的结构示意图为;D项,氯乙烯分子的结构简式为。
14.(2014广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
KNO3的溶解度大
用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl
B
BaSO4难溶于酸
用盐酸和BaCl2溶液检验SO42-
C
NH3能使酚酞溶液变红
NH3可用于设计喷泉实验
D
Ca(OH)2能制成澄清石灰水
可配制2.0mol·L-1的Ca(OH)2溶液
答案 B A项,因为KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响不大,故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl,A项错误。B项,往待测溶液中先加稀盐酸若无沉淀产生,再加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明有SO42-,B项正确。C项,NH3可用于设计喷泉实验是因为NH3极易溶于水,C项错误。D项,Ca(OH)2是微溶物,不可配制2.0mol·L-1的溶液,且叙述Ⅰ和叙述Ⅱ不存在因果关系,D项错误。
15.(2014江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:Na··O······O······Na
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
答案 B 过氧化钠的电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,A项错误;S2-的结构示意图为,C项错误;间二甲苯的结构简式为,D项错误。
16.(2013江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.丙烯的结构简式:C3H6
B.氢氧根离子的电子式:[··O······H]-
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子:92146U
答案 B 丙烯的结构简式为,A项错误;B项中的电子式正确;氯原子的结构示意图为:,C项错误;该铀原子的质量数为:146+92=238,该原子应表示为 92238U,D项错误。
考点分析 本题是常规考题,与《考试说明》的典型示例一致,分别对有机物结构简式、电子式、原子或离子的结构示意图、核素的表示式等化学用语进行考查,复习时要有针对性。
17.(2012江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.乙酸的结构简式:C2H4O2
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的氯原子:1720Cl
D.NH3的电子式:H··N··H ··H
答案 B 乙酸的结构简式为CH3COOH,故A项错误;中子数为20的氯原子应写成 1737Cl,故C项错误;NH3的电子式为H··N··H ····H,故D项错误。
18.(2012山东理综,9,4分)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
答案 B A项,如NH4Cl由非金属元素组成,但为离子化合物;C项,同位素原子(如1H、2H、3H)的质子数相同,中子数不同;D项,一般ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱。
19.(2012天津理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.乙酸与丙二酸互为同系物
B.不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.92235U和 92238U是中子数不同质子数相同的同种核素
D.短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构
答案 D A项,乙酸分子中含有一个羧基(—COOH),而丙二酸分子中含有两个羧基,二者不属于同系物;B项,H2O2分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键;C项,92235U和 92238U是两种不同的核素;D项,短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子包括CF4、CCl4、SiF4、SiCl4,这些分子中各原子均满足最外层8电子结构。
20.(2011江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.N2的电子式:N⋮⋮N
B.S2-的结构示意图:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:53131I
D.邻羟基苯甲酸的结构简式:
答案 C N2的电子式为··N⋮⋮N··,故A项错误;S2-的结构示意图应为,故B项错误;邻羟基苯甲酸的结构简式为,故D项错误。
21.(2018天津理综,7节选)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)r(H+)
(2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O
解析 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)
(3)依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC,SiC俗称金刚砂,是一种固体耐磨材料。
(4)SO2转化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。
22.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显 色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。
答案 (1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑](每空2分)
(2)纯碱(或苏打)(1分)
2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
紫(1分)
(3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) ··Cl······C······O····Cl······(1分) 金属晶体(1分)
(4)氢(1分) 正四面体(1分)
解析 根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。
(1)工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。
(2)C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3,俗名为纯碱(或苏打);Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。
(3)根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2(Na2C2)、COCl2、Na。
(4)在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体;甲烷分子的空间结构为正四面体。
评析 本题考查短周期中元素的推断,综合考查了Cl2的工业制法、元素化合物的性质、晶体结构等知识,其中对新能源“可燃冰”的考查是难点,要求学生了解一些课外热点科技。
考点二 元素周期表与元素周期律
1.(2022广东,7,2分)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
答案 C 戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,结合元素周期表片段可知,戊可能为S或Cl,若戊为S,则甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P;若戊为Cl,则甲为N、乙为F、丙为P、丁为S。原子半径:丁>戊>乙,A项正确;非金属性:戊>丁>丙,B项正确;若甲为C,其氢化物如CH4等遇HCl不产生白烟,C项错误;丙的最高价氧化物对应的水化物可能是H2SiO3或H3PO4,都能与强碱反应,D项正确。
2.(2022海南,5,2分)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是( )
A.钠元素的第一电离能大于钾
B.基态钾原子价层电子轨道表示式为↑3s
C.钾能置换出NaCl溶液中的钠
D.钠元素与钾元素的原子序数相差18
答案 A 同主族元素的第一电离能自上到下逐渐减小,A项正确;基态钾原子的价层电子排布式为4s1,B项错误;钾在NaCl溶液中与水反应生成KOH,得不到钠,C项错误;在元素周期表中Na位于第三周期,K位于第四周期,都为第ⅠA族元素,原子序数相差8,D项错误。
3.(2022海南,11,4分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是( )
A.XW3是非极性分子
B.简单氢化物沸点:X>Y
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
答案 C Y的原子序数大于X,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,故X为N、Y为O;Z在同周期主族元素中金属性最强,Z为Na;W原子在同周期主族元素中原子半径最小,W为Cl。NCl3为极性分子,A不正确;沸点:H2O>NH3,B不正确;氧化钠、过氧化钠均为离子化合物,C正确;NaNO3水溶液显中性,NaNO2水溶液显碱性,D不正确。
4.(2022河北,10,4分)两种化合物的结构如下,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是 ( )
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
答案 A X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,结合它们在两种化合物中形成的化学键数目可知,X、Y、Z、R、Q分别是C、N、O、F、P。A项,P形成5个化学键,最外层不满足8电子稳定结构,错误;B项,五种元素中,F的非金属性最强,其简单氢化物的稳定性也最强,正确;C项,YZ2是NO2,存在平衡2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,降温时平衡正向移动,气体颜色变浅,正确;D项,O3在大气中的含量与环境污染密切相关,正确。
5.(2022湖南,5,3分)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
答案 C 由化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,且W原子序数最大,可知X为C,W为Si,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,且原子序数:W=X+Y,则推知Y为O,Z为F。原子半径:C>O>F,A项正确;非金属性:O>C>Si,B项正确;F元素无正价,故F2不表现还原性,C项错误;第六周期的0族元素为86号元素,故82号元素位于第ⅣA族,与Si位于同一主族,D项正确。
6.(2022江苏,3,3分)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(Al3+)
C.电离能大小:I1(O)
7.(2022全国甲,12,6分)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>Q
B.单质的熔点:X>Y
C.简单氢化物的沸点:Z>Q
D.最高价含氧酸的酸性:Z>Y
答案 D Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍,则Q为第二周期元素,Y的最外层电子数为4且与Q位于不同周期,故其位于第三周期,则Y为Si;X与Y相邻,X为Al;根据4种元素原子最外层电子数之和为19,可知Q与Z最外层电子数之和为12,Q、Z可能是O、S,也可能是N、Cl,还可能是F、P。A项,Al的非金属性弱于第二周期的N、O、F,错误;B项,金属铝的熔点低于单质硅,错误;C项,Q的简单氢化物存在分子间氢键,故沸点高,错误;D项,Z是原子序数大于Y的同周期元素,非金属性:Z>Y,最高价含氧酸的酸性:Z>Y,正确。
8.(2022全国乙,11,6分)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:Y
D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
答案 D 根据题干信息“200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出”,说明失去的是水,即W为H,Z为O;YZ2分子的总电子数为奇数,说明Y的原子序数为奇数,且YZ2常温下为气体,则Y为N;根据W、X、Y、Z原子序数依次增加,且原子序数之和为21,得X为B,代入验证合理。A项,硼单质常温下为固体,错误;B项,非金属性:N>B,故最高价氧化物的水化物酸性:Y(HNO3)>X(H3BO3),错误;C项,1 mol NH4B5O8·4H2O的质量为273 g,200 ℃时失重率为19.8%,则质量减少约54 g,则失去了约3 mol H2O,错误;D项,500 ℃时,若起始1 mol NH4B5O8·4H2O进行热分解,则剩余固体质量为273 g×64.1%≈175 g,5 mol B质量为55 g,说明O剩余175 g-55 g=120 g,n(O)=7.5 mol,n(B)∶n(O)=5∶7.5=2∶3,恰好是B2O3,正确。
疑难突破
热重曲线分析
一般先假设进行热分解的物质为1mol,然后根据失重的质量分数,计算对应物质的物质的量,也可以根据剩余固体的质量分数,计算分析剩余固体的成分。
9.(2022浙江1月选考,16,2分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )
A.非金属性:Y>W
B.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X与Y可形成化合物X2Y3
答案 D W、Y同族且原子序数Y=2W,则W、Y分别为O、S;地壳中含量最多的金属元素为Al,根据原子序数依次增大可知Z为Cl。A项,非金属性:O>S,错误;B项,AlCl3为共价化合物,错误;C项,Y、Z的氧化物对应的水化物可能分别为H2SO3、HClO,均为弱酸,错误。
10.(2022浙江6月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,YX3分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.M2Z与MQ的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
答案 B X、Y、Z、M、Q为短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,X为H;YX3分子呈三角锥形,YX3为NH3,Y为N;Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,Z为O;M与X同主族,M为Na;Q是同周期中非金属性最强的元素,Q为Cl。OH-、H2O、H3O+均为X与Z形成的10电子微粒,A不正确;ClO2可用于饮用水的消毒,B正确;Na2O 与NaCl均为离子晶体,C不正确;NH3·H2O的水溶液显碱性,D不正确。
11.(2020山东,3,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:W>X>Y>Z
B.简单离子的还原性:Y>X>W
C.简单离子的半径:W>X>Y>Z
D.氢化物水溶液的酸性:Y>W
答案 C 由“基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2”可知,X是氧元素,Z是钠元素;Y的原子序数介于氧元素与钠元素之间且Y为短周期主族元素,说明Y是氟元素;W的最外层电子数与Y相同,说明W是氯元素。A项,第一电离能:F>O>Cl>Na,错误;B项,F-、O2-、Cl-三者还原性的强弱顺序:Cl->O2->F-,错误;C项,简单离子的半径大小顺序:Cl->O2->F->Na+,正确;D项,氢化物水溶液的酸性:HCl>HF,错误。
12.(2020天津,8,3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素
最高价氧化
物的水化物
X
Y
Z
W
分子式
H3ZO4
0.1mol·L-1溶液对应的
pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:Z
13.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D 依据题意,结合元素周期表可以推断出X为H,Y为C,Z为N,M为Si,Q为Cl。A项,C和Si位于同一主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即C
14.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D 本题涉及元素周期律、元素周期表的应用,借助元素周期表片段考查考生元素推断、分析和解决化学问题的能力。通过元素“位—构—性”之间的逻辑关系,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知,W与X的最高化合价之差为2,设X的最高化合价为a,则W的最高化合价为a+2,结合题意知2a+2=8,解得a=+3,从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项,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:W(N)
15.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C 根据周期表中各周期的元素种类数可推知第四、五、六、七周期的0族元素的原子序数分别为36、54、86和118。第35号元素应在第四周期第ⅦA族,单质是Br2,在常温常压下是液体,A正确;第四周期第ⅤA族的元素为As,为非金属元素,B正确;第84号元素在第ⅥA族,最高化合价是+6,故C错误;D正确。
解题点睛 解答本题的关键点有二,一是熟记每个主族从上到下元素的名称和符号,二是会根据周期表中各周期的元素种类数推断下一周期同主族或0族元素的原子序数。
16.(2018课标Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B 氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
17.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体,说明W为N,X为O。Y的周期数是族序数的3倍,说明Y是Na,Z原子的最外层电子数与W的电子总数相同,则Z是Cl。X与W可形成NO、NO2、N2O4等,与Y可形成Na2O、Na2O2,与Z可形成ClO2、Cl2O7等,A正确;Na2O2、NaN3中均含有离子键与非极性共价键,B不正确;N3-、O2-、Na+的电子层结构相同,Cl-与N3-、O2-、Na+的电子层结构不同,C不正确;HNO2为弱酸,D不正确。
18.(2018课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D 黄绿色气体应是氯气,氯气与烧碱反应可生成次氯酸钠,所以Y是Na,Z是Cl,W是O。X和Z同族且均为短周期元素,则X为F。A项,原子半径大小为Na>Cl>O>F,即Y>Z>W>X,错误;B项,HF是弱酸,HCl是强酸,即X的氢化物水溶液酸性弱于Z的,错误;C项,Y2W2是Na2O2,含有离子键和非极性共价键,ZW2是ClO2,含有极性共价键,不含非极性共价键,错误;D项,W的单质有O2和O3,X的单质为F2,标准状况下均为气体,即状态相同,正确。
19.(2018天津理综,2,6分)下列有关物质性质的比较,结论正确的是( )
A.溶解度:Na2CO3
20.(2018浙江4月选考,12,2分)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
A.原子半径(r)大小比较:r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C 由四种元素在周期表中的位置知,X、Y在第二周期,Z、W在第三周期。设Y的原子序数为a,则X、Z、W的原子序数分别为(a-1)、(a+8)、(a+9),故有a+(a-1)+(a+8)+(a+9)=48,解得a=8,因此X为N,Y为O,Z为S,W为Cl。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故A正确;N和Cl可形成共价化合物NCl3,故B正确;沸点的高低取决于分子间作用力的强弱,与元素非金属性无关,故C错误;O的非金属性比S强,S2-的失电子能力比O2-的强,故D正确。
21.(2018江苏单科,8,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
答案 D 由题意可知X为O,Y为Na,Z为Al,W为S。原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W),A不正确;Na2O2中含有非极性共价键,B不正确;金属性Y>Z,最高价氧化物的水化物的碱性Y>Z,C不正确;非金属性X>W,简单气态氢化物的热稳定性X>W,D正确。
规律总结 元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
22.(2017课标Ⅰ,12,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C 本题考查元素周期表、元素周期律和盐类水解知识。根据W的简单氢化物可用作制冷剂可知W为N元素;短周期元素中原子半径最大的为Na元素,则Y为Na元素;X、Na、Z三种元素形成的一种盐与盐酸反应生成黄色沉淀以及有刺激性气味的气体,可知黄色沉淀为S,气体为SO2,根据原子序数的大小关系可知X为O元素,Z为S元素。O的非金属性比N强,则H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S水解使溶液显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝,C项错误;S与O同主族,与Na同周期,D项正确。
23.(2017课标Ⅱ,9,6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B 本题考查元素周期律相关知识。a、b、c、d为短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层电子数相同,可以推知a为O;c所在周期数与族序数相同,c的原子序数大于a,则c为Al;d与a同族,则d为S;再结合原子序数依次增大,可以推测b可能为Na或Mg。同周期元素(稀有气体元素除外)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:b>c>d>a,A不正确。无论b是Na还是Mg,其金属性都是四种元素中最强的,B正确。Al(OH)3为两性氢氧化物,C不正确。同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,故O2的氧化性强于S,D不正确。
24.(2017课标Ⅲ,12,6分)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3
25.(2017天津理综,5,6分)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C 气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,A正确;H2O属于共价化合物,NaH属于离子化合物,B正确;题图所示实验可证明酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能据此得出元素的非金属性强弱,C不正确;前六周期共有86种元素,第七周期可排32种元素,故118号元素在第七周期0族,D正确。
思路梳理 依据最高价含氧酸的酸性强弱可推导元素的非金属性强弱。
26.(2017江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
答案 D 本题考查物质结构基础知识。由Z是地壳中含量最多的元素可推出Z为O;由Y、Z同周期且相邻,Y的原子序数小于Z,推出Y为N;由W是短周期中金属性最强的元素可知W为Na;因X原子序数最小且为主族元素,又知只有Y、Z处于同周期,推出X为H。A项,原子半径r(Y)>r(Z);B项,NaOH为强碱;C项,N2的氧化性比O2的弱;D项,HNO3(或HNO2)为共价化合物,NH4NO3为离子化合物。
知识拓展 化合物类别的几个特例
AlCl3:由活泼金属元素与活泼非金属元素组成的共价化合物。
NaOH:含有极性键的离子化合物。
Na2O2:含有非极性键的离子化合物。
NH4NO3:全部由非金属元素形成的离子化合物。
27.(2016课标Ⅲ,12,6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B 由题意可知X为Na,Z为Cl,W为O,Y为S。A项,简单离子半径O2->Na+,Na+
28.(2016浙江理综,9,6分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:X
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D 依据题意可推知X、Y、Z、W依次是C、O、Na、Cl。A项,一般条件下CO与NaOH不反应,错误;B项,碳原子半径大于氧原子半径,错误;C项,Na2O中只存在离子键,而NaClO3中既存在离子键,也存在共价键,错误;D项,O3、Cl2、ClO2等均可用于水的消毒,正确。
29.(2015课标Ⅰ,12,6分)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,可判断出W为氢元素,X为氮元素;它们的最外层电子数之和为18,则Y、Z两元素原子最外层电子数之和为18-1-5=12,则Y为磷元素,Z为氯元素。A项,单质的沸点:N2>H2;B项,非金属性:Cl>H,阴离子的还原性:H->Cl-,正确;C项,Cl的最高价氧化物的水化物的酸性强于P的;D项,P和N可以存在于同一离子化合物中,如NH4H2PO4。
30.(2015课标Ⅱ,3,3分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B 由题意可知:a为H,b为S,c为Cl,d为K。由元素周期律知:同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性Cl>S;H2与S、Cl2化合时,S和Cl2均体现氧化性,故非金属性次序为c>b>a,A项正确。H与K不能形成共价化合物,B项错误。K与其他3种元素分别形成KH、K2S、KCl,三者均为离子化合物,C项正确。H的最高和最低化合价分别为+1、-1,代数和为0;S的最高和最低化合价分别为+6、-2,代数和为4;Cl的最高和最低化合价分别为+7、-1,代数和为6,D项正确。
31.(2015北京理综,7,6分)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.非金属性:Cl>Br
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 D A项,硫的非金属性强于磷,故最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4>H3PO4;B项,氯元素和溴元素位于同一主族,但氯原子半径小于溴的,故非金属性:Cl>Br;C项,钠和镁位于同一周期,钠在镁的左边,钠的金属性强于镁,故碱性:NaOH>Mg(OH)2;D项,Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,但二者的热稳定性与元素周期律无关。
32.(2015浙江理综,9,6分)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C.YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
答案 D 由题意可知X为O,W为S,Z为P,Y为Si,T为As。热稳定性:H2O>H2S>PH3,A项不正确;火山口附近有游离态的硫,B项不正确;SiO2属于原子晶体,C项不正确;砷元素位于金属元素与非金属元素的交界处,具有半导体特性,As2O3中砷元素为+3价,其化合价可以升高到+5价,也可以降低到-3价,D项正确。
33.(2015重庆理综,2,6分)下列说法正确的是( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
答案 B A项,I的非金属性比Br的非金属性弱,HBr比HI的热稳定性强;B项正确;C项,MgO不与NaOH溶液反应;D项,混合气体通入Ba(NO3)2溶液后,溶液显酸性,酸性条件下NO3-能把SO32-氧化为SO42-,从而产生BaSO4沉淀,无BaSO3。
34.(2015海南单科,12,4分)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
答案 D 根据题意可推出a为钠元素,b为碳元素,c为硫元素,d为氯元素。A项,上述元素中非金属性最强的元素是氯元素;B项,钠元素可以形成Na2O、Na2O2,碳元素可以形成CO、CO2,硫元素可以形成SO2、SO3,氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种氧化物;C项,钠为活泼金属元素,可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物;D项,碳元素与氢元素形成的化合物中可能含非极性共价键,如CH3CH3等。
35.(2015江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序:Z、W、X
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:X、Y、W
答案 A 根据题意可知,X、Y、Z、W分别为O、F、Al、Si。B项,原子半径大小顺序应为:Al>Si>O>F;C项,元素非金属性由强到弱顺序应为:O>Si>Al;D项,简单气态氢化物的稳定性由强到弱顺序为:F>O>Si。
36.(2014课标Ⅰ,10,6分,0.672)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z
答案 D 依题意,不难确定X、Y、Z分别是S、Na、F。原子最外层电子数F>S>Na(Z>X>Y),A错误;单质沸点Na>S>F2(Y>X>Z),B错误;离子半径S2->F->Na+(X2->Z->Y+),C错误;原子序数S>Na>F(X>Y>Z),D正确。
思路分析 可以将元素周期表中前18号元素按照元素周期表的编排顺序书写出来,直接对照题目的要求来确定元素种类。抓住题给信息,正确推断出三种元素是解题的关键,熟练运用周期表中元素性质的递变规律是解决此类问题的重要保证。
易错警示 容易忽略短周期元素的限定,而将三种元素推断错误。
37.(2014山东理综,8,5分)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( )
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
D.1735Cl与 1737Cl得电子能力相同
答案 D 同主族元素最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,A项错误;核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同,如Na+和F-,B项错误;四种离子半径的大小顺序应为:rS2->rCl->rK+>rCa2+,C项错误;1735Cl和 1737Cl互为同位素,得电子能力相同,D项正确。
38.(2013天津理综,3,6分)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )
A.ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B.第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大
D.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
答案 A A项,两族元素间可以形成HCl、NaCl等常见物质;B项,第二周期中,氧元素无最高正价,F元素没有正价;C项,如还原性F-
39.(2013江苏单科,10,2分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:r(Y)>r(Z)>r(W)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
答案 D 由题意可知X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。原子半径的大小顺序为r(Na)>r(N)>r(O),A项错误;O2-和Na+电子层结构相同,B项错误;H2O的热稳定性强于NH3,C项错误;NH4NO3为离子化合物,HNO3、HNO2为共价化合物,D项正确。
40. (2013山东理综,8,4分,★★☆)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
答案 A W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可推出W为N,X为O,Y为S,Z为Cl。根据元素周期律,同一主族元素从下到上非金属性增强,同一周期元素从左到右非金属性增强,与氢化物稳定性的规律一致,A项正确;元素非金属性越强,则其对应的阴离子还原性越弱,C项错误;B选项没有注明是最高价氧化物对应的水化物,例如H2SO4的酸性比HClO的强,故B项错误;Cl2中氯元素的化合价为0,处于中间价态,化合价既可升高也可降低,Cl2在化学反应Cl2+H2OHCl+HClO中既表现氧化性又表现还原性,D项错误。
41.(2013福建理综,9,6分,★★☆)
四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确···的是( )
A.原子半径Z
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
答案 B 根据题中图示及只有M为金属元素不难推断出M为Al,X为Si,Y为N,Z为O。B项,HNO3的酸性比H2SiO3强。
42.(2013浙江理综,9,6分,★★★)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是( )
A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C.W得电子能力比Q强
D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体
答案 A 依题意可先确定X为碳(C)元素,再根据其他元素在周期表中的位置可确定Y、Z、W、Q分别为氧(O)、硅(Si)、硫(S)和氯(Cl)。Na与S可形成类似Na2O2的化合物Na2S2,A正确;SiO2为原子晶体,熔融时不导电,B错误;S的得电子能力比Cl弱,C错误;氧存在同素异形体O2和O3,D错误。
43.(2012课标,13,6分)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说法中正确的是( )
A.上述四种元素的原子半径大小为W
C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D.由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
答案 C 依据题意,不难确定W、X、Y、Z四种元素依次为氢(H)、碳(C)、氮(N)或氧(O)、氖(Ne)。A项,W、X、Y三元素的原子半径大小为X>Y>W;B项,四种原子最外层电子总数为18或19;C项,H2O2或N2H4分子中既含极性共价键又含非极性共价键;D项,W与X组成的化合物包括所有的烃类,沸点不一定比H2O或NH3低。
44.(2012北京理综,9,6分)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )
A.原子半径:As>Cl>P
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
答案 C A项,原子半径:As>P>Cl;B项,非金属性:Cl>Br>As,所以热稳定性:HCl>HBr>AsH3;D项,非金属性:S>P>As,故酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4。
45.(2011课标,13,6分)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W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
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
答案 A X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,可推知X为C;元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,则Y为Al;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,且Z的原子序数大于Al,故Z为S;元素W是制备一种高效电池的重要材料,且原子序数小于C,可推知W为Li。A项,LiCl中,锂原子是2电子的稳定结构,错误;B项,C与H可形成C2H2、C6H6等多种化合物,正确;C项,Al与NaOH溶液或盐酸反应均有H2生成,正确;D项,S与C可形成共价化合物CS2,正确。
46.(2011山东理综,13,4分)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
答案 C 多数主族元素的最高化合价等于其原子最外层电子数,但有些主族元素(如F、O)、0族元素、许多过渡元素则不符合此规律,A项错误;电子运动的区域离核越近,能量越小,B项错误;P、S、Cl位于同周期,非金属性依次增强,根据同周期主族元素的性质递变规律,C项正确;过渡元素是第三纵列到第十二纵列的元素,包括七个副族与Ⅷ族,D项错误。
47.(2011天津理综,2,6分)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是( )
A.第ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小
C.第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强
D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
答案 B A项,137Cs比133Cs多4个中子,两者质子数相等。C项,氢化物的稳定性随元素非金属性的增强而增强。D项,同主族元素从上到下,碱金属单质的熔点逐渐降低,第ⅦA族单质的熔点逐渐升高,故D项错误。
错因分析 没有掌握同主族元素单质物理性质的递变规律易错选D。
48.(2011江苏单科,5,2分)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
Q
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为:rX>rY>rZ>rW>rQ
C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
答案 A 根据题图,可以推出X为N元素,Y为O元素,Z为Al元素,W为S元素,Q为Cl元素。A项,N的最高正价为+5价,Al的最高正价为+3价,其和的数值为8,故正确;B项,原子半径:rZ>rW>rQ>rX>rY,故不正确;C项,O2-与Al3+的核外电子数和电子层数均相同,故不正确;D项,S的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性,故不正确。
49.(2020浙江7月选考,28,10分)Ⅰ.化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01gX,用含HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和 (填元素符号),X的化学式是 。
(2)溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是 。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示) 。
要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“HCl+NH3NH4Cl”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是 。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是 。
答案 Ⅰ.(1)Al、Cl AlCl3NH3
(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
(3)AlCl3+Cl-AlCl4-或AlCl3+NH3AlCl3NH3
Ⅱ.(1)吸水或放热导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
解析 Ⅰ.由加热X可产生使红色石蕊试纸变蓝的气体Y,可知Y为氨气;取3.01gX用含有HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得到溶液A,将溶液A分成A1、A2两等份进行实验,且白色沉淀C可溶于NaOH溶液,结合溶液A1+NaOH溶液→Y(NH3)+溶液B,CO2+溶液B→白色沉淀C,可知白色沉淀C为Al(OH)3,白色固体D为Al2O3,且n(Al2O3)=0.510 g102 g·mol-1=0.005mol,则溶液A1中n(Al3+)=0.01mol,n(NH3)=0.224 L22.4 L·mol-1=0.01mol;由溶液A2+AgNO3溶液→白色沉淀E,可知E为AgCl,且溶液A2中n(Cl-)=n(AgCl)=8.61 g143.5 g·mol-1=0.06mol,则溶液A中含0.12molCl-,除去加入的盐酸中所含的0.06molCl-,X中含有0.06molCl-;综上所述及X的质量可知X中含有0.02molAl3+、0.06molCl-和0.02molNH3,则n(Al3+)∶n(Cl-)∶n(NH3)=1∶3∶1,可知X的化学式为AlCl3NH3。
(1)据上述分析,X中含有N、H、Al、Cl四种元素,X的化学式为AlCl3NH3。
(2)溶液B中通入过量CO2的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-或Al(OH)4-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-。
(3)根据题意,一种反应物的组成元素为X中除去N、H之外的两种元素,只能为AlCl3,故化学方程式为AlCl3+NH3AlCl3NH3,离子方程式为AlCl3+Cl-AlCl4-。
Ⅱ.(1)盐酸具有挥发性,与浓硫酸混合以后,浓硫酸吸水并放出大量的热,促进HCl的逸出。
(2) HCl挥发带出的H2SO4会进入烧杯与Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀。
50.(2019天津理综,7,14分)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置 。 115288Mc的中子数为 。
已知:
P(s,白磷)P(s,黑磷) ΔH=-39.3kJ·mol-1;
P(s,白磷)P(s,红磷) ΔH=-17.6kJ·mol-1;
由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
(2)氮和磷氢化物性质的比较:
热稳定性:NH3 PH3(填“>”或“<”)。
沸点:N2H4 P2H4(填“>”或“<”),判断依据是 。
(3)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是 (填序号)。
a.不能与NaOH反应
b.含离子键、共价键
c.能与水反应
(4)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,写出该反应的化学方程式 ,因此,配制SbCl3溶液应注意 。
(5)在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体,t℃时发生如下反应:
PH4I(s)PH3(g)+HI(g) ①
4PH3(g)P4(g)+6H2(g) ②
2HI(g)H2(g)+I2(g) ③
达平衡时,体系中n(HI)=bmol,n(I2)=cmol,n(H2)=dmol,则t℃时反应①的平衡常数K值为 (用字母表示)。
答案 (14分)(1)第四周期第ⅤA族 173 黑磷
(2)> > N2H4分子间存在氢键
(3)b、c
(4)SbCl3+H2OSbOCl↓+2HCl(“”写成“”亦可) 加盐酸,抑制水解
(5)(b+8c-2d3)b
解析 本题涉及的考点有原子结构、盖斯定律的应用、元素周期律的应用、铵盐的性质、盐类的水解、平衡常数的计算等,以元素化合物知识为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,通过多考点综合考查的方式体现宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想等学科核心素养。
(1)质量数=质子数+中子数;结合已知信息,应用盖斯定律可推出P(s,红磷)P(s,黑磷) ΔH=-21.7kJ·mol-1,放热反应中反应物总能量高于生成物总能量,物质能量越低越稳定,故稳定性:白磷<红磷<黑磷。(2)非金属性:N>P,故热稳定性:NH3>PH3;N2H4的结构式为,分子间存在氢键,故沸点:N2H4>P2H4。(3)NH4I可与NaOH反应;NH4I中既有离子键,又有共价键;NH4I可发生水解反应,由NH4I的性质可推测PH4I的性质。(4)SbCl3强烈水解生成SbOCl的同时可生成HCl;配制SbCl3溶液时应加盐酸,抑制SbCl3水解。(5)由反应③可知,生成cmolI2应消耗2cmolHI,同时生成cmolH2,故反应①中生成HI的总物质的量为(b+2c)mol,同时生成(b+2c)molPH3。反应②中生成H2的物质的量为(d-c)mol,消耗PH3的物质的量为23(d-c)mol,则平衡体系中PH3的物质的量为(b+8c-2d3)mol。t℃时反应①的平衡常数K=c(HI)·c(PH3),容器体积为1L,故K=(b+8c-2d3)b。
解题关键 (5)题中三个反应为连锁反应,求反应①的平衡常数(K)的关键是求出平衡体系中PH3的物质的量。
51.(2016天津理综,7,14分)下表为元素周期表的一部分。
碳
氮
Y
X
硫
Z
回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为 。
(2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号) 。
(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是 。
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1molY单质比1molS得电子多
c.Y和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(4)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式: 。
(5)碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,烃的电子式为 。Q与水反应的化学方程式为 。
(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol·L-1NaOH溶液和1molO2,则两种气体的分子式及物质的量分别为 ,生成硫酸铜物质的量为 。
答案 (1)第三周期,ⅦA族
(2)Si
(3)ac
(4)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l) ΔH=-687kJ·mol-1
(5)H··C⋮⋮C··C··HH····H
Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4↑
(6)NO0.9mol,NO21.3mol 2mol
解析 根据各元素在周期表中的位置不难推出X为硅元素,Y为氧元素,Z为氯元素。
(3)Y单质与H2S溶液反应的化学方程式为O2+2H2S2S↓+2H2O,根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,O2的氧化性大于S,故O元素的非金属性比S元素的非金属性强,a项正确;氧化性的强弱与氧化剂得电子的多少无关,而与得电子的难易程度有关,b项错误;H2O比H2S的热分解温度高,说明H2O比H2S的稳定性强,从而可知O元素比S元素的非金属性强,c项正确。
(4)Si和Cl2反应生成SiCl4,SiCl4的熔点为-69℃,沸点为58℃,说明室温下SiCl4为液体,生成1mol液态SiCl4放热687kJ,据此可写出反应的热化学方程式。
(5)m(C)∶m(H)=9∶1,则n(C)∶n(H)=912∶11=3∶4;设化合物Q的化学式为Mg2Cx,则其与水反应的化学方程式为Mg2Cx+4H2O2Mg(OH)2+(C3H4)n,由此可得n=1,x=3,所以烃的分子式为C3H4,为丙炔,其电子式为H··C……C··C··HH····H。
(6)Cu与H2SO4和HNO3的混合酸反应,生成的盐只有CuSO4,说明HNO3全部被还原,生成的两种气体的相对分子质量都小于50,说明这两种气体是NO和NO2,设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,NO和NO2在NaOH溶液中被O2完全氧化为NaNO3,由原子守恒知x+y=2.2mol①,由得失电子守恒知3x+y=4mol②,联立①②解方程组可得x=0.9mol,y=1.3mol。再由得失电子守恒知2n(Cu)=3x+y=4mol,则n(Cu)=2mol,n(CuSO4)=2mol。
思路分析 利用各种元素在元素周期表中的位置关系判断出各种元素,然后结合题意利用所学知识作答。
疑难突破 ①过量的Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应结束后若再加入H2SO4,可发生反应3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,上述两个反应的实质都是3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,当H2SO4足量时,HNO3可以全部被还原,生成的盐只有CuSO4,因此当Cu与HNO3和H2SO4的混酸反应时,按离子方程式进行有关计算较简便。②守恒法是化学计算中的常用方法,而得失电子守恒法是氧化还原反应的有关计算中的不二法宝。
评析 本题以元素周期表为依托,综合考查了元素周期律、热化学方程式的书写以及氧化还原反应的有关计算等知识,注重对能力和思维敏捷性的考查,难度中等。
52.(2013大纲全国,27,15分,★★★)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号)。
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示)。
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 。
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 。
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 。
(6)单质E与水反应的离子方程式为 。
答案 (15分)(1)Na Cl(每空1分,共2分)
(2)PH3(2分)
(3)NH4Cl 离子键和共价键(每空2分,共4分)
(4)H3PO4(2分)
(5)2P+5Cl22PCl5 PCl3(2分,1分,共3分)
(6)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(2分)
解析 由A和B形成的化合物在水中呈碱性可知该化合物为NH3,结合题目中的信息可推出A为H,B为N,C为Na,D为P;由C和E形成的化合物在水中呈中性可知该化合物为NaCl,则E为Cl。根据同主族元素原子电子层数越多原子半径越大,在电子层数相同的情况下核电荷数越大原子半径越小(稀有气体元素除外)的规律,可推出原子半径最大的是Na。根据元素周期律,同一周期(稀有气体元素除外)从左到右元素非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,可知非金属性最强的是Cl,热稳定性最差的是PH3。HCl+NH3NH4Cl,NH4Cl的电子式为[H··N··HH····H]+[··Cl······]-,其中存在的化学键类型为离子键和共价键。P在充足的Cl2中燃烧的产物为PCl5,在不充足的Cl2中燃烧产物为PCl3。Cl2与H2O反应生成的HClO为弱酸,HClO不能拆开写。
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