]
9.(2015·天津高考,改编)随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题:
【导学号:
95160113】
(1)f在周期表中的位置是________。
(2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同):
________>________;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:
____________。
(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其分子式:
____________________________________________。
(4)g、h的气态氢化物的还原性________强(填化学式)。
(5)e、f的最高价氧化物对应水化物的碱性________强(填化学式)。
(6)d、e、f、g的常见离子半径大小顺序为__________________________
(填离子符号)。
【解析】 根据图中八种短周期元素原子半径的相对大小,最高正价或最低负价的变化,判断出x是H,y是C,z是N,d是O,e是Na,f是Al,g是S,h是Cl。
(1)f是Al,在元素周期表中位于第3周期ⅢA族。
(2)O2-和Na+的核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故r(O2-)>r(Na+);元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:
Cl>S,故酸性:
HClO4>H2SO4。
(3)八种短周期元素组成的四原子共价化合物有NH3、H2O2、C2H2等。
(4)非金属性越强,气态氢化物的还原性越弱,故还原性H2S>HCl。
(5)金属性越强,氢氧化物的碱性越强,故碱性NaOH>Al(OH)3。
(6)O2-、Na+、Al3+、S2-的半径大小顺序为r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)>r(Al3+)。
【答案】
(1)第3周期ⅢA族
(2)r(O2-) r(Na+) HClO4>H2SO4
(3)NH3、H2O2、C2H2等
(4)H2S (5)NaOH (6)r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)>r(Al3+)
B级 专项突破
11.(2018·大同月考)X、Y、Z是三种主族元素,如果Xn+与Yn-具有相同的电子层结构,Zn-半径大于Yn-半径,则三种元素的原子序数由大到小的顺序是( )
A.Z>X>Y B.X>Y>Z
C.Z>Y>XD.X>Z>Y
A [根据“序、层”规律可知,X元素在Y元素的下一周期,Z元素在X同周期或下几个周期,故三种元素的原子序数大小顺序为Z>X>Y。
]
12.(2018·三晋名校联考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中r(Z)与r(X)的比值在短周期主族元素中为最大值。
而W的核外电子总数是同族元素Y的2倍。
则下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:
r(Z)>r(Y)
B.Z的单质保存在X2Y中
C.0.01mol·L-1W的最高价含氧酸的酸式钠盐溶液的pH为2
D.1L0.1mol·L-1Z2W溶液中阴离子总的物质的量为0.1mol
C [短周期主族元素中原子半径最大的是Na,最小的为H,则Z为Na,X为H。
又由于W的核外电子总数是同族元素Y的2倍,据此可知,W为S,Y为O。
离子半径:
r(O2-)>r(Na+),A项错误;Na与水能剧烈反应,Na不应该保存在水中,而应该保存在煤油或石蜡油中,B项错误;NaHSO4===Na++H++SO
,0.01mol·L-1NaHSO4溶液中c(H+)=0.01mol·L-1,pH为2,C项正确;Na2S溶液中S2-可水解生成HS-和OH-,同时水也会电离产生少量OH-,故阴离子的物质的量大于0.1mol,D项错误。
]
13.(2018·山东名校联考)我国地质学家首次发现被誉为“矿石熊猫”的香花石,它由前20号元素中的6种主族元素组成,其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2,其中X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数与次外层电子数相等,X、Z位于同一族,Y、Z、R、T位于同一周期,R最外层电子数是次外层的3倍,T无正价,X与R原子序数之和是W的2倍。
下列说法正确的是( )
A.Y的单质不能与水反应
B.T的单质能与R的简单氢化物发生置换反应
C.T的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强
D.XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同
B [根据题给信息知T无正价,则T为氟元素;Y、Z、R、T位于同一周期,则在第2周期,由R最外层电子数为次外层的3倍,知R为氧元素;Z的最外层电子数与次外层电子数相等,则Z为铍元素;Y、Z为金属元素,Y在第2周期,则Y为锂元素;X、Z位于同一主族,则X为镁元素或钙元素;若X为镁元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,知W的原子序数为(12+8)÷2=10,推出W为氖元素,不符合题意;若X为钙元素,则W的原子序数为14,推出W为硅元素,符合题意,即X为钙元素、Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、W为硅元素、T为氟元素。
选项A,Li与水能够发生反应,错误。
选项B,2F2+2H2O===4HF+O2,正确;选项C,T为氟元素,没有最高价氧化物对应的水化物,错误;选项D,XR2、WR2两种化合物为CaO2、SiO2,因钙元素为+2价、硅元素为+4价,则O的化合价分别为-1、-2,即两种化合物中O的化合价不相同,错误。
]
14.a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期主族元素,b的原子半径是第3周期元素中最大的,a与c同主族,c为非金属元素,d与b形成的离子化合物对水的电离无影响。
下列说法正确的是( )
A.常温下a的单质一定呈气态
B.a与d形成的化合物中各原子不一定达到8电子稳定结构
C.b与a或c形成的化合物溶于水时,溶质一定促进水的电离
D.d的含氧酸的酸性一定比c的含氧酸酸性强
B [b的原子半径在第3周期主族元素中最大,则b为Na;d、b形成的化合物对水的电离无影响,则d是Cl。
再结合题目条件可知a为O(或N、C),c为S(或P、Si)。
常温下,N2、O2呈气态,但碳的单质如金刚石、石墨、C60等都呈固态,故A项错误。
a与d形成的化合物有CCl4、NCl3、Cl2O或ClO2等多种,其中ClO2的结构式为O—Cl—O,O、Cl原子都不满足8电子稳定结构,故B项正确。
b与a或c形成的化合物有Na2O、Na2O2、Na2S等多种,其中Na2O、Na2O2溶于水所得溶质是NaOH,抑制水的电离,故C项错误。
由于HClO的酸性比H2CO3还弱,所以其酸性比H2SO3、H2SO4、H3PO4等都弱,故D项错误。
]
15.(2017·专家原创)中学常见的短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,它们占据三个周期。
Y和M同主族,Y原子最外层电子数是电子层数的3倍。
这五种元素组成一种离子化合物Q。
取一定量Q溶于蒸馏水得到溶液,向溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
【导学号:
95160115】
A.简单离子半径:
M>Y>Z
B.气态氢化物的热稳定性:
Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:
M>Z
D.由R、X、Y、M四种元素组成的盐只有一种
D [依题意,题述五种主族元素占据三个短周期,R的原子序数最小,则R为H。
若Y有1个电子层,则Y原子最外层有3个电子,不符合原子核外电子排布规则;若Y有2个电子层,则最外层有6个电子,Y为O,符合题意;若Y有3个电子层,则最外层有9个电子,不符合原子核外电子排布规则。
综上所述,Y为O。
Y和M同主族,M为S。
观察题图知,Q含有金属阳离子,且该金属阳离子与碱反应生成的氢氧化物难溶于水,而该氢氧化物又能与碱反应,所以,Q含有铝离子。
分析题图,当加入氢氧化钠溶液的体积由3mL→4mL时,生成沉淀的物质的量不变,说明铵根离子与碱反应。
由原子序数大小知,X为N,Z为Al。
S2-、O2-、Al3+的半径依次减小,A项正确;热稳定性:
H2O>NH3,B项正确;酸性:
H2SO4>Al(OH)3,C项正确;H、N、O、S四种元素组成的盐有NH4HSO4、(NH4)2SO4、NH4HSO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S2O8、(NH4)2S2O3等,D项错误。
]
C级 能力提升
16.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Z是活泼金属元素,Y的最常见单质与Z的单质在适当条件下可按物质的量之比1∶4或1∶2恰好反应生成Q或M,X、W均能形成含氧强酸,下列有关叙述错误的是( )
A.四种元素的简单离子半径:
ZB.气态氢化物的热稳定性:
YC.Q、M中阴阳离子个数之比相同但化学键类型有差异
D.Z与W可以形成ZW或Z2W型化合物
B [由Y、Z的单质之间的反应及题干信息可知,Y为O,Z为Na,由X、W均能形成含氧强酸知,X是N,W是S或Cl。
N3-、O2-、Na+离子结构相同,但核电荷数不同,而S2-或Cl-比上述三种离子多一个电子层,A正确;N和O中因氧元素的非金属性较强,故气态氢化物的热稳定性较强的是水,B错误;Q、M分别是Na2O、Na2O2,二者的阴阳离子个数比均为1∶2,但Na2O2含有共价键,Na2O不含共价键,C正确;S或Cl能与Na形成硫化钠或氯化钠,D正确。
]
17.现有A、B、C、D四种短周期元素,A分别与B、C、D结合生成甲、乙、丙三种化合物,且甲、乙、丙3种分子中含有相同数目的质子,C、D结合生成化合物丁。
有关元素的单质和甲、乙、丙、丁四种化合物的转化关系如图:
(1)写出B(单质)+乙―→甲+C(单质)的化学方程式:
________________________________________________________________。
(2)根据以上条件可以确定A、B、C、D四种元素中的三种,不能被确定的第四种元素是________(填写序号)。
①A ②B ③C ④D
(3)依据下列条件可以进一步确定上述第四种元素:
①甲与丙以及乙与丙均能发生反应,②甲、丙、丁都是无色有刺激性气味的物质。
据此,请回答下列问题:
A.写出上述第四种元素在周期表中的位置:
________;
B.写出C(单质)+丙―→乙+丁的化学方程式:
___________________
_________________________________________________________________。
【解析】 根据题给信息可初步确定A是氢元素,考虑到B(单质)可置换出C(单质),可初步确定B是氟元素,C是氧元素,D是碳元素或氮元素;如果确定B是氯元素,C是硫元素,则D为磷元素或硅元素,这与“C、D结合生成化合物丁”和“C单质与丙反应生成丁和乙”矛盾,故A是H元素,B是F元素,C是O元素,D是N或C元素,甲是HF,乙是H2O,丙是NH3或CH4,丁是NO或CO2。
(1)B(单质)+乙―→甲+C(单质)的反应是氟气和水生成氟化氢和氧气的反应,化学方程式为2F2+2H2O===4HF+O2。
(2)依据分析可知,D元素不能确定。
(3)由信息可知丙为NH3,丁为NO,故D元素为氮元素,在周期表中位于第2周期ⅤA族;C(单质)+丙―→乙+丁的化学方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O。
【答案】
(1)2F2+2H2O===4HF+O2
(2)④
(3)第2周期ⅤA族 4NH3+5O2
4NO+6H2O
1.短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A、C及B、D分别位于同一主族,A在五种元素中原子半径最小,C在自然界中只能以化合态存在,D的原子序数是B的两倍。
25℃时0.1mol·L-1A和E形成的化合物的水溶液pH为1。
下列说法正确的是( )
A.B和其他四种元素均可形成至少两种二元化合物
B.B、C、E三种元素组成的化合物的水溶液一定呈碱性
C.B、C、D、E四种元素的简单单核离子半径的大小顺序为C>D>E>B
D.C、D、E的最高价氧化物的水化物两两之间均可以反应
A [由题意可以推出元素A、B、C、D、E依次为H、O、Na、S、Cl。
O和其他四种元素可形成的二元化合物有:
H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3、ClO2、Cl2O7等,A正确;O、Na、Cl三种元素组成的化合物有NaClO和NaClO4等,NaClO的水溶液呈碱性,NaClO4的水溶液呈中性,B不正确;离子半径:
S2->Cl->O2->Na+,即D>E>B>C,C不正确;Na、S、Cl的最高价氧化物的水化物依次为NaOH、H2SO4、HClO4,其中H2SO4和HClO4不反应,故D不正确。
]
2.(2018·黄冈质检)五种短周期主族元素X、Y、Z、W、R,X的原子半径是短周期主族元素中最大的,Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,W元素与Z元素同主族,R元素与Y元素同主族。
下列叙述错误的是( )
A.60gZY2中含有2molZ—Y极性共价键
B.Y的氢化物比R的氢化物稳定
C.Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是R>W>Z
D.X与Y形成的两种常见化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2
A [五种短周期主族元素X、Y、Z、W、R中,X的原子半径是短周期主族元素中最大的,X为Na;Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,说明Z元素L层上电子数为8个,Y原子的次外层为2个电子,最外层有6个电子,Y是O元素;Z的M层上的电子数为4个,Z为Si元素;W元素与Z元素同主族,W为C元素;R元素与Y元素同主族,R是S元素。
A.1mol二氧化硅中含有4molSi—O键,所以60gSiO2中含有4molSi—O极性共价键,A错误;B.O和S元素位于同主族,非金属性O元素强于S元素,所以O的氢化物比S的氢化物稳定,B正确;C.Si、C、S的非金属性S>C>Si,所以最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>H4SiO4,C正确;D.Na与O元素形成的两种常见化合物是Na2O和Na2O2,其阴阳离子个数比均为1∶2,D正确。
]
课时分层训练(十八) 化学键
(建议用时:
45分钟)
A级 基础达标
1.下列有关化学键的说法不正确的是( )
A.(2015·全国Ⅱ卷)60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.(2015·全国Ⅰ卷)
是一种含C、H、N的有机物,其分子式为C6H12N4
C.N与H可形成既含极性键又含非极性键的化合物
D.H2O2、Na2O2、CH3CH2OH中均含非极性共价键
A [
×11NA=11NA。
]
2.下列表达正确的是( )
D [A项,电子式应为
;B项,电子式为
C项,Na2O的电子式应为
3.(2018·青岛模拟)由短周期元素形成的某离子化合物X中,一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20。
则有关X的下列说法中正确的是( )
A.X中阳离子和阴离子个数一定相等
B.X中可能既含离子键,又含共价键
C.若X只含两种元素,则两种元素可在同一周期也可在同一主族
D.X中阳离子半径一定大于阴离子半径
B [符合条件的物质有很多,如Na3N、Mg3N2、NaF、MgF2、Na2O、MgO、Al2O3、NH4F、NaOH等,故X中阳离子和阴离子的个数不一定相等,A错误;NH4F、NaOH中既含离子键,又含共价键,B正确;一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20,且两种元素在同一主族的物质只有KH,但K不是短周期元素,X中所含的两种元素也不可能位于同一周期,C错误;如Na+的半径小于O2-的半径,D错误。
]
4.下列有关物质结构和化学用语的说法正确的是( )
A.78gNa2O2中所含阴、阳离子个数均为4NA
B.1个乙醇分子中存在8对共用电子对
C.NaOH和Na2O中所含的化学键类型完全相同
D.PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
B [A项,1molNa2O2中含有3mol离子,即2molNa+和1molO
,错误;B项,1个CH3CH2OH中共形成8个共价键,即存在8对共用电子对,正确;C项,NaOH中含离子键和共价键,Na2O只含离子键,错误;D项,PCl3的分子中,每个原子都达到8电子稳定结构,而BCl3分子中,硼满足6电子结构,错误。
]
5.(2018·昆明模拟)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+与M2-具有相同的电子层结构;离子半径:
Z2->W-;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。
下列说法中正确的是( )
【导学号:
95160117】
A.X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B.M与X、Y形成的化合物均为离子化合物
C.X2M、YM2中含有相同类型的化学键
D.Y的最高价氧化物的熔点比Z的最高价氧化物的熔点高
D [X、Y、Z、W、M五种元素均为短周期元素,由X+与M2-具有相同的电子层结构知,X、M分别为Na、O;Z、M同主族,故Z为S;离子半径:
Z2->W-,且Z、W同周期,故W为Cl;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料,故Y为Si。
]
6.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体的最外电子层结构,则下列有关说法不正确的是