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1、专题突破练5物质结构元素周期律一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分)1.(2019甘肃武威第六中学高三考试)下列化学用语表示正确的是()A.中子数为20的氯原子:1735ClB.二氧化硅的分子式:SiO2C.硫化氢的结构式:HSHD.氯化铵的电子式:HNHHH+Cl-2.(2019黑龙江双鸭山第一中学高三月考)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3.(2019北京海淀高三期中)下列关于元
2、素周期表应用的说法正确的是()A.为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现提供线索B.在金属与非金属的交界处,寻找可做催化剂的合金材料C.在A、A族元素中,寻找制造农药的主要元素D.在过渡元素中,可以找到半导体材料4.(2019河北辛集中学高三期中)随着科学技术的不断进步,研究物质的手段和途径越来越多,N5+、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法正确的是()A.N5+中含有36个电子B.O2与O4属于同分异构体C.C60和12C、14C互为同位素D.H2与H3属于同素异形体5.(2019湖北四地七校高三联考)迄今为止我国相关部门已经发布了113号Nh、115号Mc、116号Lv、11
3、7号Ts、118号Og等元素的中文名称分别是:、镆、。下列有关推断正确的是()A.这五种元素均为主族元素B.根据该名称,周期表118种元素中非金属元素共有24种C.Nh的最高价氧化物是一种典型的两性氧化物D.Ts的简单阴离子比该族上一周期简单阴离子的还原性弱6.(2019重庆南开中学高三适应性考试)X、Y、Z、R、W是5种短周期主族元素,原子序数依次增大。它们可组成离子化合物Z2Y和共价化合物RY3、XW4;已知Y、R同主族,Z、R、W同周期。下列说法错误的是()A.原子半径:ZRWB.气态氢化物的稳定性:WRC.X2W6分子中各原子最外层电子均满足8电子结构D.Y、Z、R三种元素组成的化合物
4、水溶液一定显碱性7.(2019辽宁东北育才学校高三三模)现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是电子层数的2倍,Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物,Z与T形成的Z2T化合物能破坏水的电离平衡。五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是()A.最简单氢化物的沸点排序:YTRB.原子半径和离子半径均满足:YZC.最高价氧化物对应的水化物的酸性:TRT8.(2019福建南平高三第一次质检)四种短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如图所示,Y原子序数是X的2倍。下列说法不正确的是()A.Z、M、X的简单离子半径依次减小B.Y和M可形成离子化合物YM4C.X
5、的简单气态氢化物的稳定性强于Y的D.M的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强9.(2019广东韶关高三调研)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,其中X、Y、Z三种元素中,可形成含两种元素的10电子微粒有m、n、p、q,且有反应m+np+q;M的最高价氧化物对应的水化物为最强酸。则下列说法正确是()A.原子半径XMZYB.非金属性XMZZRC.工业上通常采用电解法冶炼Q的单质D.RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中,均无明显现象二、非选择题(本题包括4个小题,共40分)11.(2019黑龙江哈尔滨师大附中高三期中)(10分)A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素。已知A、B、C
6、、E在同一周期,在该周期元素中,A的原子半径最大,B的离子半径最小,A与B质子数之和是D质子数的3倍,Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构,热稳定性:HmDHmC。依据上述信息用相应的化学用语回答下列问题:(1)HmDm的电子式为。(2)Cm-、E(m-1)-的还原性强弱顺序为(用离子符号表示),能证明其还原性强弱的离子方程式为。(3)B单质与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为。(4)常温下,将CDm通入HmC溶液中有C的单质析出,写出该过程的化学方程式:。(5)在A、B、C、E单质中,符合下列转化关系的是(填元素符号)。单质化合物1化合物2最高价氧化物对应的水化物12.(20
7、19山东实验中学高三第二次诊断)(10分)化学的特征之一是从微观的层面认识物质。通过结合元素周期表与周期律,建立“位置结构性质”的思维模型,我们可以更好地认识物质世界。(一)X、Y、Z、M、W、Q、R是分布在周期表中三个短周期的主族元素,已知其原子半径及主要化合价如下:元素代号XY(铝)ZMWQR原子半径/nm0.1860.1430.1040.0990.0700.0660.032主要化合价+1+3+6,-2+7,-1+5,-3-2+1(1)X在周期表中的位置是;Y、Q各自形成的简单离子中,半径较大的是(填离子符号)。W和R按原子个数比14构成的阳离子中所含的化学键类型为。(2)M与Z相比,非金
8、属性较强的是(填元素名称),两元素最高价氧化物的水化物中,酸性较强的是(填化学式)。(二)周期表中位于斜对角线(左上与右下)的两种元素性质十分相似,称为对角线法则。如锂与镁、铍与铝等,其单质或化合物的性质可参照对角线法则进行认识。(3)锂在空气中燃烧主要产物的电子式是,同时生成微量的、(写化学式)。(4)下列关于铍的判断正确的是。A.氧化铍的化学式为Be2O3B.Be(OH)2可溶于水C.BeCl2是离子化合物D.Be(OH)2具有两性(5)Be(OH)2和Mg(OH)2可用试剂(填试剂名称)鉴别。13.(2019陕西咸阳高三第一次模拟)(10分)短周期元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大
9、,元素W的一种核素的中子数为0,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Z与M同主族,Z2-的电子层结构与氖原子相同。请回答下列问题:(1)M在元素周期表中的位置是。(2)化合物p由W、X、Y、M四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液,溶液变为红色;向p溶液中加入NaOH溶液并加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。则p的化学式为。(3)由X、Z、M三种元素可组成物质q,q的分子结构类似于CO2,则q的结构式为。(4)(XY)2的化学性质与Cl2相似。常温下,(XY)2与NaOH溶液反应的离子方程式为。(5)常温下,1 mol Z3能与Y的最简单氢化物反应,生成一种常见的盐和1 mol
10、Z2,该反应的化学方程式为。14.(2019安徽肥东高三调研)(10分)有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h,其中x、y、d、f随着原子序数的递增,其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示。z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01 molL-1)的pH与原子序数的关系如图2所示。根据上述信息进行判断,并回答下列问题:(1)g在元素周期表中的位置是。(2)比较d、e、f的简单离子半径大小为SCl,故A正确;气态氢化物稳定性:HClH2S,故B正确;C2Cl6分子中各原子最外层电子均满足8电子结构,故C正确;Na2SO4的水溶液显中性,故D错误。7
11、.A解析 短周期主族元素中,R原子最外层电子数是电子层数的2倍,可能为C或S,由图中原子半径和原子序数关系可知R应为C;Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物,应为Na2O、Na2O2,则Y为O,Z为Na。Z2T化合物能破坏水的电离平衡,则T应为S,X的原子半径最小,原子序数最小,则X为H。根据上述分析,Y、T、R的最简单氢化物为H2O、H2S、CH4,沸点的大小和分子间作用力有关,分子间的相互作用力又取决于分子的相对分子质量,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,又因为水分子间存在氢键,故沸点:H2OH2SCH4,故A正确;原子半径氧原子小于钠原子,氧离子和钠离子核外电子排布相同,
12、核电荷数越大半径越小,钠离子半径小于氧离子,故B错误;最高价氧化物对应的水化物的酸性:硫酸碳酸,故C错误;非金属性越强,其单质的氧化性越强,即氧化性:OSC,故D错误。8.B解析 四种短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如题图所示,Y原子序数是X的2倍,X为氮元素,Y为硅元素,Z为硫元素,M为氯元素。Z、M简单离子的电子层结构相同,X的简单离子少一个电子层,半径依次减小,故A正确;Y和M可形成化合物SiCl4,是共价化合物,故B错误;因非金属性NSi,则X的简单气态氢化物NH3的稳定性强于SiH4,故C正确;非金属性ClS,Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性比S的强,故D正确。9.D解析
13、短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,其中X、Y、Z三种元素中,可形成含两种元素的10电子微粒m、n、p、q,且有反应m+np+q,符合此反应的应为NH4+OH-NH3+H2O,所以X为H、Y为N、Z为O,M为短周期元素,最高价氧化物对应的水化物为最强酸,则M为Cl。原子半径:XZYM,故A错误;由上述分析可知非金属性:YRY,故B错误;Q为活泼金属,工业上通常采用电解法冶炼Q的单质,故C正确;二氧化硫通入Ba(NO3)2溶液中会产生硫酸钡沉淀,故D错误。11.答案 (1)HOOH(2)Cl-HmC,从氢化物化学式可知D和C属于同一主族,且D的非金属性强,D的原子序数小,因此D处于第二周
14、期,A、B、C、E处于第三周期。因为A的原子半径在同周期中最大,所以A是钠元素,又因B的离子半径在同周期中最小,故B是铝元素,则D的原子序数=11+133=8,D是氧元素,C是硫元素。从C、E离子的电荷数分析,E最外层比C的最外层多1个电子,所以E是氯元素。(1)因为D是氧元素,HmDm是H2O2,H2O2分子中原子间都以共价键结合,其电子式为HOOH。(2)Cm-、E(m-1)-分别是S2-、Cl-,元素的非金属性越强,原子核对外层电子吸引力越强,所以阴离子的还原性就越弱,已知非金属性ClS,所以还原性Cl-S2-。根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性来证明还原性Cl-S2-
15、,实验方法是将Cl2通入Na2S溶液中产生浑浊,反应的离子方程式为Cl2+S2-S+2Cl-。(3)B单质是铝,A的最高价氧化物对应水化物化学式是NaOH,它们发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。(4)SO2具有弱氧化性,H2S具有强还原性,SO2中+4价硫元素与H2S中-2价硫元素之间发生归中反应生成单质硫,化学方程式是SO2+2H2S3S+2H2O。(5)因为NaNa2ONa2O2NaOH和SSO2SO3H2SO4,所以符合题给转化关系的元素是Na和S。12.答案 (1)第三周期A族O2-共价键(2)氯HClO4(3)Li+O2-Li+Li3NC(4)
16、D(5)氢氧化钠溶液解析 X和R的化合价都为+1价,应为周期表第A族元素,根据半径关系可知,R为H,X为Na。Z和Q的化合价都有-2价,应为周期表第A族元素,Z的最高价为+6价,应为S,Q主要化合价为-2价,应为O。M为+7、-1价,且原子半径小于S大于O,则M为Cl。W为+5、-3价,且原子半径小于Cl大于O,则M为N。(1)X为Na元素,原子序数为11,位于周期表中第三周期第A族。Y、Q各自形成的简单离子Al3+、O2-具有相同的电子层结构,核电荷数越大半径越小,故离子半径较大的是O2-。W和R按原子个数比14构成的阳离子NH4+中所含的化学键类型为共价键。(2)同周期元素从左到右非金属性
17、依次增强,故Cl和S相比,非金属性较强的是氯元素,两元素最高价氧化物的水化物中,酸性较强的为HClO4。(3)根据元素周期表的结构可知,Li和Mg位于对角线上,所以二者的性质是相似的。因Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C,则Li在空气中燃烧的生成物是Li2O,同时还有Li3N和C生成。氧化锂是离子化合物,所以其电子式为Li+O2-Li+。(4)Be的化合价为+2价,其氧化物的化学式为BeO,故A错误;Be(OH)2与氢氧化铝的性质相似,氢氧化铝不溶于水,则Be(OH)2也不溶于水,故B错误;BeCl2与AlCl3相似,氯化铝是共价化合物,则BeCl2也是共价化合物,故C错误;Be(OH
18、)2与氢氧化铝的性质相似,氢氧化铝是两性氢氧化物,则Be(OH)2也具有两性,故D正确。(5)铍与铝位于对角线位置,Be(OH)2具有两性,而Mg(OH)2不具有两性,将Be(OH)2和Mg(OH)2放入NaOH溶液中,利用Be(OH)2的两性,Be(OH)2能溶于NaOH溶液,而Mg(OH)2则不溶。13.答案 (1)第三周期第A族(2)NH4SCN(3)OCS(4)(CN)2+2OH-CN-+CNO-+H2O(5)2NH3+4O3NH4NO3+4O2+H2O解析 元素W的一种核素的中子数为0,则W为H,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,推出X为C,Z2-的电子层结构与氖原子相同,推出Z为
19、O,Y为N,Z与M同主族,则M为S。由上述分析可知,W为H、X为C、Y为N、Z为O、M为S。(1)M为S,M在元素周期表中的位置为第三周期第A族。(2)向p溶液中加入FeCl3溶液,溶液变红色,说明含有SCN-,向p溶液中加入NaOH溶液并加热可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明含有铵根离子,则p的化学式为NH4SCN。(3)q的分子结构类似于CO2,所以q的结构式为OCS。(4)(CN)2的性质与Cl2相似,(CN)2与NaOH溶液反应的离子方程式为(CN)2+2OH-CN-+CNO-+H2O。(5)常温下,1molO3能与N的最简单氢化物(NH3)反应,生成一种常见的盐和1molO2
20、,该反应的化学方程式为2NH3+4O3NH4NO3+4O2+H2O。14.答案 (1)第三周期第A族(2)Al3+Na+O2-HClO4(3)AE(4)N4(g)2N2(g)H=-882 kJmol-1(5)NaCN+H2O2+H2ONaHCO3+NH3Na+CN-解析 从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数可知,x是H,y是C,d是O,f是Al。z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液浓度均为0.01molL-1,e对应的pH为12,为一元强碱,则e是Na,z、h对应的pH均为2,为一元强酸,则z为N、h为Cl,g对应的pH小于2,则为二元强酸,故g为S。(1)g为硫元素,处于周期表中第
21、三周期第A族。(2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:Al3+Na+S,所以HClO4的酸性强。(3)溶液pH越小,说明金属阳离子水解程度越大,则对应元素的金属性越弱,故A正确;单质的硬度和熔、沸点属于物理性质,不能比较金属性强弱,故B错误;金属性强弱与失去电子数目无关,与失电子难易有关,故C错误;元素在化合物中化合价的高低与得失电子数有关,与得失电子难易无关,故D错误;单质与同浓度盐酸反应越剧烈,说明金属性越强,故E正确;(4)根据原子守恒知,一个N4分子生成2个N2分子,一个N4分子中含有6个NN键,破坏1molN4分子中的6molNN键需要吸收167kJmol-16mol=1002kJ能量;生成2molNN键放出942kJmol-12mol=1884kJ能量,所以该反应放出1884kJ-1002kJ=882kJ能量,所以热化学方程式为N4(g)2N2(g)H=-882kJmol-1。(5)化合物NaCN不慎泄漏时,通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,反应生成一种酸式盐和一种气体,二者溶于水均呈碱性,所以生成NaHCO3和NH3,反应的化学方程式为NaCN+H2O2+H2ONaHCO3+NH3。NaCN由Na+、CN-构成,NaCN中含有N2分子中类似的化学键,则CN-中存在三键,NaCN电子式为Na+CN-。12