高考化學二輪復習 專題能力提升練五 第一篇 專題通關攻略 專題二 基本理論 1 物質結構和元素周期律

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專題能力提升練 五 物質結構和元素周期律 (建議用時:20分鐘) 一、選擇題 1.(2016上海閔行區(qū)一模)鉍是最反磁性(又稱抗磁性)的金屬,亦是除汞以外有最低熱導率的金屬。下列關于Bi和Bi的說法錯誤的是(　　) A.Bi和Bi的質量數(shù)、中子數(shù)不同,但質子數(shù)、核外電子數(shù)、核電荷數(shù)均相同 BBi和Bi的所有性質均不相同 CBi和Bi是不同的核素,且互為同位素 DBi和Bi的核外電子排布、原子結構示意圖均相同 【解析】選B。Bi和Bi的質量數(shù)分別為209、210,中子數(shù)分別為126、127,但質子數(shù)、核外電子數(shù)、核電荷數(shù)均為83,A正確Bi和Bi互為同位素,其物理性質不同,但化學性質相似,B錯誤Bi和Bi是不同的核素,且互為同位素,C正確Bi和Bi的核外電子數(shù)均為83,故其核外電子排布、原子結構示意圖均相同,D正確。 2.(2016全國卷Ⅱ)a、b、c、d為短周期元素,a的原子中只有1個電子,b2-和c+離子的電子層結構相同,d與b同族。下列敘述錯誤的是(　　) A.a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為+1 B.b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物 C.c的原子半徑是這些元素中最大的 D.d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性 【解析】選A。a的原子中只有1個電子,則a為氫元素,a、b、c、d為短周期元素,b2-和c+離子的電子層結構相同,則b為氧元素,c為鈉元素,d與b同族,則d為硫元素,據(jù)此解答。氫與氧、硫元素分別形成的化合物為H2O和H2S,氫元素的化合價均為+1,而NaH中氫元素的化合價為-1價,A項錯誤;氧元素與其他元素能形成的化合物有H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2,B項正確;同周期元素,從左到右原子半徑逐漸減小,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,故原子半徑:Na>S>O>H,C項正確;d和a形成的化合物為H2S,硫化氫的溶液呈弱酸性,D項正確。 【加固訓練】 (2016濰坊一模)已知第3周期元素M,其原子最外層達到飽和時所需的電子數(shù)小于次外層與最內層電子數(shù)之差,且等于最內層電子數(shù)的正整數(shù)倍。下列關于元素M的說法一定錯誤的是(　　) A.M元素存在同素異形體 B.M元素為非金屬元素 C.M的最高價氧化物對應的水化物都是強酸 D.常溫下,能穩(wěn)定存在的M的氧化物都是酸性氧化物 【解析】選C。第3周期元素原子次外層與最內層電子數(shù)之差為6,原子最外層達到飽和時所需的電子數(shù)小于6的元素有Al、Si、P、S、Cl,其中達到飽和需要的電子數(shù)分別為5、4、3、2、1,這些元素原子最內層均為2個電子,因此符合條件的元素為Si和S。Si存在晶體硅、無定形硅等同素異形體,硫存在斜方硫、單斜硫等同素異形體,A項正確;Si和S均為非金屬元素,B項正確;Si的最高價氧化物對應的水化物是硅酸,為弱酸,C項錯誤;SiO2、SO2、SO3均為酸性氧化物,D項正確。 3.(2016濱州一模)X、Y、Z為短周期元素,X的最外層電子數(shù)是Y原子最外層電子數(shù)的2倍,Y的原子序數(shù)比X的原子序數(shù)多5,Z原子的最外層電子數(shù)比Y原子最外層電子數(shù)多3。下列敘述正確的是(　　) A.原子半徑的大小順序:Y>X>Z B.工業(yè)上,電解X和Y形成的化合物制取Y單質 C.Z單質與X單質直接反應可生成兩種化合物 D.Y、Z元素的最高價氧化物對應的水化物不能互相反應 【解析】選B。根據(jù)X的最外層電子數(shù)是Y原子最外層電子數(shù)的2倍,可知X的最外層電子數(shù)可能為2,4,6。對應Y的最外層電子數(shù)可能為1,2,3,Y的原子序數(shù)比X多5,則X為O,Y為Al;Z原子的最外層電子數(shù)比Y多3,則Z為S。原子半徑的大小順序:Al>S>O,A錯誤;工業(yè)上,電解氧化鋁制取鋁單質,B正確;Z單質與X單質直接反應可生成一種化合物SO2,C錯誤;Al、S最高價氧化物對應的水化物能互相反應,D錯誤。 【互動探究】(1)元素X、Z的氣態(tài)氫化物的熔沸點高低如何? 提示:水分子之間能形成氫鍵,所以水的熔沸點高于硫化氫的熔沸點。 (2)含Y離子的物質可以做凈水劑,寫出該變化的離子方程式。 提示:含Al3+的物質可以做凈水劑,離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+。 4.(2016溫州一模)核電荷數(shù)小于18的某元素X,其原子核外電子層數(shù)為a,最外層電子數(shù)為(2a+1)。下列有關元素X的說法中,不正確的是(　　) A.元素X的原子核內質子數(shù)為(2a2-1) B.元素X的原子半徑一定小于鈉的原子半徑 C.由元素X形成的某些化合物,可能具有殺菌消毒的作用 D.元素X形成的簡單離子,各電子層的電子數(shù)均達到2n2個(n表示電子層數(shù)) 【解析】選D。若a=2,則X為N,若a=3,則X為Cl。由原子結構、相關元素及化合物的性質推知A、B、C項正確;D項氯離子最外層電子數(shù)未達到2n2個。 5.(2016唐山一模)已知X、Y、Z、W四種短周期元素在元素周期表中的相對位置如下所示,下列說法正確的是(　　) X Y Z W A.非金屬性:XZ,A錯誤;同主族元素第3周期比第2周期的原子序數(shù)大8,Y的原子序數(shù)可以為8,B正確;氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:Y>W,C錯誤;當X、Z均為金屬時,Z比X活潑,當X、Z均為非金屬時,X比Z活潑,D錯誤。 6.(2016長沙二模)已知W、X、Y、Z為短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性大于Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性,X、Y為金屬元素,X的陽離子的氧化性小于Y的陽離子的氧化性。下列說法正確的是(　　) A.X、Y、Z、W的原子半徑依次減小 B.W與X形成的化合物中只含離子鍵 C.W的氣態(tài)氫化物的沸點一定高于Z的氣態(tài)氫化物的沸點 D.若W與Y的原子序數(shù)相差5,則二者形成化合物的化學式一定為Y2W3 【解析】選A。W、X、Y、Z屬于前三個周期,四種元素相對位置: 依據(jù)四種元素相對位置分析,A正確;W與X形成的化合物可能既含離子鍵,又含共價鍵,如Na2O2,B錯誤;W的氣態(tài)氫化物的沸點可能低于Z,如CH4低于SiH4,也可能高于Z,如H2O高于H2S,C錯誤;W與Y的原子序數(shù)相差5,可能形成Y2W3(Al2O3),也可能形成Y3W2(Mg3N2),D錯誤。 二、非選擇題 7.(2016聊城一模)第3周期元素,濃度均為0.01 molL-1的最高價氧化物對應水化物的pH與原子半徑的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}: (1)W的非金屬性比R的________(填“強”或“弱”),W和R的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是________(寫化學式)。 (2)Y和R形成的化合物所含有化學鍵的類型是________。 (3)X和M兩者最高價氧化物對應的水化物反應后溶液的pH________(填“大于”“小于”或“等于”)7,原因是_______________________(用簡要的文字說明)。 (4)氧化性最弱的簡單陽離子是________。 【解析】根據(jù)圖象分析X、Y、Z、M、N、W、R分別是鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯元素。 (1)硫的非金屬性比氯弱;硫、氯元素的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是HCl。 (2)Y和R形成的化合物是MgCl2,只含離子鍵。 (3)X和M兩者最高價氧化物對應的水化物反應后溶液是Na2SiO3溶液,因Si水解呈堿性。 (4)鈉失電子的能力最強,所以Na+的氧化性最弱。 答案:(1)弱　HCl (2)離子鍵 (3)大于　Na2SiO3是強堿弱酸鹽,因Si水解呈堿性。 (4)Na+(或鈉離子) 【方法規(guī)律】 (1)同周期元素,從左到右,原子半徑逐漸減小。 (2)根據(jù)元素的位置推斷元素的性質。 8.(2016株洲一模)X、Y、Z、L、M、N六種元素的原子序數(shù)依次增大。X、Y、Z、L是組成蛋白質的基礎元素,M是短周期原子半徑最大的元素,N是地殼中含量最高的金屬元素。用化學用語回答下列問題: (1)M在元素周期表中的位置為________;六種元素的原子半徑從大到小的順序是_____________________________。 (2)Y、L兩元素按原子數(shù)目比1∶2構成分子B,B中所含的化學鍵類型為________。 (3)硒(Se)是人體必需的微量元素,已知非金屬性:34SeAl>C>N>O>H。 (2)B為CO2。 (3)影響元素性質的因素應該從原子半徑的角度回答。 (4)電解AlCl3溶液,陰極H+得電子,溶液中OH-濃度增大,陽極Cl-失電子生成Cl2,Al3+與陰極生成的OH-結合生成Al(OH)3沉淀,所以Q為Al2O3。 答案:(1)第3周期第ⅠA族　Na>Al>C>N>O>H (2)共價鍵(或極性共價鍵) (3)O和Se同族,從上到下,原子半徑依次增大,導致得電子能力減弱,所以非金屬性減弱 (4)2O2--4e-O2↑　Al3++3e-Al (建議用時:25分鐘) 一、選擇題 1.固體A的化學式為NH5,它的所有原子的最外電子層結構都符合相應稀有氣體的最外電子層結構,則下列有關說法不正確的是(　　) A.1 mol NH5中含有5NA個N—H鍵(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值) B.NH5中既有共價鍵又有離子鍵 C.NH5的電子式為[H]+H]- D.NH5與水反應能生成氫氣 【解析】選A。根據(jù)題意,固體A的化學式為NH5,它的所有原子的最外電子層結構都符合相應稀有氣體的最外電子層結構。故NH5的電子式為[H]+H]-,C正確;由NH5的電子式可知,1 mol NH5中含有4NA個N—H鍵,A錯誤;NH5中既有極性共價鍵又有離子鍵,B正確;NH5與水反應的化學方程式為NH5+H2ONH3H2O+ H2↑,D正確。 2.X、Y、Z、R、W是5種短周期元素,原子序數(shù)依次增大,它們可組成離子化合物Z2Y和共價化合物RY3、XW4,已知Y、R同主族,Z、R、W同周期。下列說法不正確的是(　　) A.原子半徑:Z>R>W B.X2W6分子中各原子均滿足8電子結構 C.氣態(tài)氫化物沸點:HmY>HnR D.Y、Z、R三種元素組成的化合物的水溶液一定顯堿性 【解析】選D。離子化合物Z2Y中Z的化合價為+1價,Y的化合價為-2價,分別為ⅠA族和ⅥA族元素,已知Y、R同主族,且形成共價化合物RY3,則R為硫元素,Y為氧元素,Z、R、W同周期,則Z為鈉元素,X、Y、Z、R、W是5種短周期元素,原子序數(shù)依次增大,則W是氯元素,根據(jù)XW4可知X為碳元素。同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,Z、R、W同周期,分別為Na、S、Cl,原子序數(shù)逐漸增大,則原子半徑逐漸減小,A正確;X2W6分子為C2Cl6類似C2H6,每個碳原子形成4個共價鍵,碳原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結構,Cl形成1個共價鍵,最外層電子數(shù)也為8,B正確;HmY為H2O,含有氫鍵,沸點較高,所以氣態(tài)氫化物沸點:HmY>HnR,C正確;Y、Z、R三種元素組成的化合物有Na2SO3、Na2SO4等,其溶液分別呈堿性和中性,D錯誤。 3.下列說法正確的是(　　) A.N和As屬于第ⅤA族,氮原子得電子能力比砷原子強 B.主族序數(shù)等于其周期序數(shù)的元素一定是金屬元素 C.元素周期表中,位于金屬和非金屬交界線附近的元素屬于過渡元素 D.Si、S、Cl的最高價氧化物都能與水反應生成相應的酸,且酸性依次增強 【解析】選A。N和As屬于第ⅤA族,同主族元素自上而下非金屬性逐漸減弱,所以氮原子得電子能力比砷原子強,A正確;主族序數(shù)等于其周期序數(shù)的元素不一定是金屬元素,例如第ⅠA族的氫元素是非金屬元素,B錯誤;元素周期表中位于金屬和非金屬交界線附近的元素為主族元素,C不正確;二氧化硅與水不反應,D不正確。 4.有一未完成的離子方程式:________+X+6H+3X2+3H2O,據(jù)此判斷,下面對短周期元素X的判斷中正確的是(　　) A.X中X為+5價,故X元素位于第ⅤA族 B.X位于第2周期第ⅦA族 C.X一定是氯元素 D.X可能是氮元素 【解析】選C。由質量守恒、電荷守恒知離子方程式中所缺的項為5X-,故X的最高正價為+7,X只能是第3周期第ⅦA族的氯(氟無正價)。 【互動探究】(1)題中的離子方程式可以在實驗室中制取X2,若實驗室中沒有含X的鹽,可以用KMnO4代替,其離子方程式為___________________________。 提示:2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 (2)X2與KOH在較高溫度下反應生成KXO3,其離子方程式為__________________。 提示:3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O 5.短周期主族元素X、Y、W、Z、R的原子序數(shù)依次增大。其中X、Z同主族,Z的單質是一種良好的半導體材料,W3+與Y2-具有相同的核外電子數(shù),R是同周期中原子半徑最小的元素。下列敘述正確的是(　　) A.Y2-的離子半徑大于W3+的離子半徑 B.Y、Z形成的化合物為離子化合物 C.Z的最高價氧化物對應的水化物的酸性比X的強 D.Z的氣態(tài)簡單氫化物的穩(wěn)定性比R的強 【解析】選A。根據(jù)題意,X、Y、W、Z、R分別是C、O、Al、Si、Cl。W3+與Y2-具有相同的核外電子數(shù),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,A正確;SiO2屬于共價化合物,B錯誤;C與Si同主族,從上到下非金屬性減弱,故酸性:H2CO3>H2SiO3,C錯誤;同周期元素由左向右非金屬性增強,氫化物的穩(wěn)定性增強,穩(wěn)定性:HCl>SiH4,D錯誤。 【加固訓練】 下列根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象所得出的結論,正確的是(　　) 選項 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結論 A 將HCl通入 Na2SiO3溶液中 產生白色沉淀 氯的非金屬性比硅的強 續(xù)表 選項 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結論 B 向Na2S溶液中滴加鹽酸 產生臭雞蛋氣味的氣體 氯的非金屬性比硫的強 C 用pH計測量Na2CO3、Na2SO3的pH Na2CO3的pH大 硫的非金屬性比碳的強 D 向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至過量 溶液先渾濁后澄清 Al(OH)3可溶于強堿溶液,Na的金屬性大于Al的金屬性 【解析】選D。應用最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素的非金屬性強弱,A、B、C項中涉及的HCl、H2S、H2SO3均不屬于最高價含氧酸,錯誤;只有D項正確。 6.如圖是部分短周期元素原子序數(shù)與最外層電子數(shù)之間的關系圖,下列說法中正確的是(　　) A.元素對應的離子半徑:Z>M>R>W B.簡單氫化物的沸點:W>R>Y>X C.M、N、R、W的簡單離子均能促進水的電離 D.Z、X、R、W的最高價氧化物對應的水化物均能與N的單質反應 【解析】選D。根據(jù)題中圖象分析可知,X為N,Y為O,Z為Na,M為Mg,N為Al,R為S,W為Cl。元素對應的離子半徑:R>W>Z>M,A項錯誤;簡單氫化物的沸點:Y>X>W>R,B項錯誤;W的簡單離子(Cl-)不能促進水的電離,C項錯誤;N的單質為Al,其既可以與酸反應,又可以與堿反應,D項正確。 二、非選擇題 7.閱讀下表中短周期主族元素的相關信息。 元素 相關信息 A A的單質能與冷水劇烈反應,得到強堿性溶液 B B原子的最外層電子數(shù)是其內層電子數(shù)的3倍 C 在第3周期元素中,C的簡單離子半徑最小 D A、B、D組成的36電子的化合物X是家用消毒劑的主要成分 E E是形成所有有機物的主要元素 (1)E在元素周期表中的位置是_____________________。 (2)X的化學式為___________________。 (3)A、B、C三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序為___(用離子符號表示)。 (4)A在真空高壓下能與由元素D、E組成的化合物ED4反應生成兩種固體物質,其中一種是自然界中硬度最大的物質,此反應在科學上有“稻草變黃金”的美稱。寫出該反應的化學方程式:______________________________________。 【解析】A、B、C、D、E均為短周期主族元素,A和冷水反應生成強堿性物質,則 A是Na;由題意易推知B是O;C是Al;D是Cl;E是C。 (1)碳元素在第2周期第ⅣA族。 (2)含有Na、O和Cl的36電子的家用消毒劑是NaClO。 (3)電子層結構相同的離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小,離子半徑的大小順序是O2->Na+>Al3+。 (4)根據(jù)題目信息可知,鈉和四氯化碳反應生成氯化鈉和金剛石,則反應的化學方程式為4Na+CCl44NaCl+C。 答案:(1)第2周期第ⅣA族 (2)NaClO (3)O2->Na+>Al3+ (4)4Na+CCl44NaCl+C 8.A、B、D、E為原子序數(shù)依次增大的短周期元素。A、B組成的氣體甲能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍;A、D處于同一主族,E的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)。 (1)B在元素周期表中的位置是________;四種元素的簡單離子中,半徑最大的是________(填離子符號);單質D曝露于空氣中的最終產物是________。 (2)B的一種氧化物BO2與水反應的化學方程式為_________________________。 (3)甲和B的最高價氧化物對應的水化物反應生成乙。在0.1 molL-1乙溶液中,所含離子濃度由大到小的順序是__________________。 (4)25℃時,E的最高價氧化物對應的水化物的Ksp=1.010-34,使含0.1 molL-1E離子的溶液開始產生沉淀的pH為________。 【解析】A、B、D、E為原子序數(shù)依次增大的短周期元素。A、B組成的氣體甲能 使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,該氣體是氨氣,則A是氫元素,B是氮元素;A、D處于同一主族,且D的原子序數(shù)大于氮元素,所以D是鈉元素;E的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù),E是第3周期元素,所以E是鋁元素。 (1)氮元素在元素周期表中位于第2周期第ⅤA族;四種元素的簡單離子中半徑最大的是N3-;鈉是活潑的金屬,極易與水、氧氣反應,生成的氫氧化鈉吸收二氧化碳變?yōu)樘妓徕c,所以金屬鈉曝露于空氣中最終產物是Na2CO3。 (2)NO2與水反應的化學方程式為3NO2+H2O2HNO3+NO。 (3)甲和B的最高價氧化物對應的水化物反應生成乙,則乙應該是硝酸銨。N水解使溶液顯酸性,因此在0.1 molL-1乙溶液中,所含離子濃度由大到小的順序是c(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-)。 (4)25℃時,根據(jù)氫氧化鋁的溶度積常數(shù)表達式Ksp=c(Al3+)c3(OH-)可知,要使含0.1 molL-1鋁離子的溶液開始產生沉淀,則溶液中c(OH-)為molL-1=110-11molL-1,則氫離子濃度是110-3molL-1,所以pH=3。 答案:(1)第2周期第ⅤA族　N3-　Na2CO3 (2)3NO2+H2O2HNO3+NO (3)c(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-) (4)3 【加固訓練】 A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素,它們的原子序數(shù)依次增大。已知:A元素的原子半徑最小,B元素原子的最外層電子數(shù)是其內層電子數(shù)的2倍,C元素的最高價氧化物對應的水化物與其氫化物反應能生成鹽,D與E同主族,E元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少2。請回答: (1)C元素在周期表中的位置是_______________________。 (2)D元素的單質與金屬鈉反應生成的化合物可作潛水面具中的供氧劑,這種化合物與水反應的離子方程式為_____________________________。 (3)D和E兩種元素相比較,其原子得電子能力較強的是________(寫名稱)。以下說法中,可以證明上述結論的是________(寫字母)。 a.比較這兩種元素的常見單質的沸點 b.二者形成的化合物中,D元素的原子顯負價 c.比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 d.比較這兩種元素氫化物的水溶液的酸性 (4)元素A、D、E與鈉元素可形成兩種酸式鹽(均含有該四種元素),這兩種酸式鹽在水溶液中反應的離子方程式是_______________________________。 【解析】原子半徑最小的元素是氫;最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍的元素是碳;題意說明C元素的氫化物溶液為堿性,故C元素是氮;E元素為第3周期元素,故其最外層電子數(shù)為6,所以D、E元素分別是氧、硫,則F元素是氯。 (3)氧、硫同主族,故氧的非金屬性比硫強。沸點是物質的物理性質,不能作為判斷非金屬性強弱的依據(jù),a錯誤;S、O形成的化合物中,共用電子對偏向非金屬性強的元素,b正確;氫化物的穩(wěn)定性可以作為判斷非金屬性強弱的依據(jù),而其水溶液酸性強弱不能作為判斷非金屬性強弱的依據(jù),c正確、d錯誤。 (4)NaHSO4為強酸酸式鹽、NaHSO3為弱酸酸式鹽,故書寫離子方程式時,HS不能拆分。 答案:(1)第2周期第ⅤA族 (2)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑ (3)氧　b、c　(4)H++HSSO2↑+H2O