版高考化学专题练物质结构元素周期律.docx

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版高考化学专题练物质结构元素周期律

物质结构元素周期律

1．美国《Science》上发表论文，宣布发现了一种Al的超原子结构，这种超原子（Al13）是以1个Al原子在中心，12个Al原子在表面形成的三角二十面体结构。

这种超原子具有40个价电子（价电子即主族元素的最外层电子数）时最稳定。

请预测稳定的Al13所带的电荷为（）

A．－1B．＋2C．＋3D．0

【答案】A

【分析】因为1个铝原子有3个价电子，因此13个铝原子应该有39个价电子，但实际上该微粒有40个价电子，所以应该带1个单位的负电荷。

2．下列说法正确的是（）

A．H2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大

B．SiO2和晶体硅都是共价化合物，都是原子晶体

C．NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同

D．NaHSO4加热融化时破坏了该物质中的离子键和共价键

【答案】C

【分析】A．H2O、H2Se、H2S的分子间作用力依次减小，因为H2O分子间含有氢键，而其它的两种物质不含氢键，故A错误；B．SiO2和晶体硅都是原子晶体，但晶体硅是单质，不是共价化合物，故B错误；C．NaOH和K2SO4均由离子键、极性键构成，均属于离子晶体，故C正确；D．NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子，破坏了离子键，故D错误；故选：

C。

3．下列化学用语表述正确的是（）

A．核内质子数为117、中子数为174的核素Ts可表示为：

B．氯离子的结构示意图：

C．COCl2的结构式为：

D．CaO2的电子式为：

【答案】C

【分析】A．核内质子数为117、中子数为174的核素Ts应表示为：

；B．氯离子的结构示意图为

；C．COCl2的结构式为：

；D．CaO2的电子式为：

。

综上本题选C。

4．解释下列物质性质的变化规律与物质结构的因果关系时，与化学键强弱无关的变化规律是（）

A．与硅相比，金刚石的硬度大，其熔、沸点也高

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

C．钠、镁、铝的熔、沸点逐渐升高

D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高

【答案】D

【分析】A．原子晶体中，共价键越短，硬度、熔沸点越大，则金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与共价键有关，故A有关；B．非金属性F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对应的氢化物越稳定，与键能有关，故B有关；C．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关，故C有关；D．分子晶体的熔沸点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，分子晶体的熔沸点越高，则F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，与化学键强弱无关，故D无关；故答案为D。

5．下列实验事实能用元素周期律解释的是（）

A．酸性：

H2SO3＞H2CO3B．热稳定性：

CH4＞SiH4

C．酸性：

HCl＞H2SD．热稳定性：

HNO3＞H2CO3

【答案】B

【分析】A．非金属性越强，对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强，H2SO3中的硫元素不是最高价，故A错误；B．非金属性越强，对应氢化物越稳定，C和Si为同主族元素，且C的原子序数较小，故C的非金属性强于Si，所以热稳定性：

CH4＞SiH4，故B正确；C．HCl和H2S都不是对应元素的最高价含氧酸，故其酸性大小不能用元素周期律解释，故C错误；D．HNO3和H2CO3均为对应元素的最高价含氧酸，可以通过元素周期律解释其酸性强弱，但不能解释其稳定性强弱，故D错误；故答案为B。

6．七种第三周期元素，其浓度均为0.01mol·L－1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。

则下列说法正确的是（）

A．气态氢化物的稳定性：

N>R

B．X和M两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7

C．Z的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水

D．元素Y和R形成的化合物既含离子键又含共价键

【答案】B

【分析】元素的金属性越强，其对应最高价氧化物的水化物碱性越强，则该溶液的pH越大，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强则该溶液的pH越小，根据图象知，从R到X，最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强、酸性逐渐减弱，其中硫酸为二元强酸，高氯酸为一元强酸，则硫酸的pH小于高氯酸，所以X、Y、Z、M、N、R、W分别为Na、Mg、Al、Si、P、Cl、S元素。

A．同周期元素，原子半径越大，非金属性越弱，所以气态氢化物的稳定性：

N7，故B正确；C．Z的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化铝，氢氧化铝能溶于强碱但不能溶于弱碱，所以不能溶于稀氨水，故C错误；D．元素Y和R形成的化合物是MgCl2，是离子化合物，只含有离子键，故D错误。

7．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中相对位置如图所示，若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，下列说法正确的是（）

A．最高价氧化物对应水化物酸性W比Z强

B．X与W的原子核外电子数相差9

C．X单质氧化性强于Y单质

D．Z单质与氢气反应较Y剧烈

【答案】A

【分析】若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，则Z是S元素；根据其再周期表中的相对位置，X、Y、W分别是N、O、Cl。

A．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，酸性HClO4>H2SO4，故A正确。

B．N与Cl的原子核外电子数相差17-7=10，故B错误；C．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，单质氧化性越强，氧气氧化性强于氮气，故C错误；D．O的非金属性大于S，氧气与氢气反应比硫蒸气与氢气反应剧烈，故D错误。

8．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，四种元素可以组成一种分子簇，其分子结构如图所示，（球大小表示原子半径的相对大小），W、X位于不同周期，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z的族序数等于其周期数，下列说法中正确的是（）

A．Y、Z的简单离子均不影响水的电离平衡

B．工业上获得Y、Z单质均可采用电解它们的熔融氯化物

C．Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的弱

D．相同条件下，W单质的沸点比X单质的低

【答案】D

【分析】根据“X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍”可知X为O，根据图示可知原子半径：

Y>Z>X>W，且Z的族序数等于其周期数，所以Z为Al，W、X位于不同周期，所以W为H，Y的原子序数比Z小，半径比Z大，Y与Z同周期，可能为Na或Mg。

A．Z为Al，Al3+在水溶液中发生水解影响水的电离平衡，故A错误；B．Z为Al，其氯化物为氯化铝，氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电，不能电解制取铝单质，故B错误；C．Y为钠或镁，金属性比铝强，最高价氧化物对应水化物的碱性比铝的强，故C错误；D．W为氢，其单质为氢气，X为氧，对应单质为氧气或臭氧，均为分子晶体，相同条件下，熔沸点与相对分子质量有关，氧气或臭氧的相对分子质量均大于氢气，故熔沸点高，故D正确；故答案为D。

9．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：

X

Y

Z

M

R

Q

原子半径/nm

0.186

0.074

0.099

0.143

主要化合价

－4，＋4

－2

－1，＋7

＋3

其他

阳离子核外无电子

无机非金属材料的主角

焰色反应呈黄色

（1）R在元素周期表中的位置是__；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为__。

（2）Z的单质与水反应的化学方程式为___。

（3）Y与R相比，非金属性较强的是___（用元素符号表示），下列事实能证明这一结论的是__（填字母）。

A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态

B．稳定性：

XR>YX4

C．Y与R形成的化合物中Y呈正价

（4）根据表中数据推测，Y的原子半径（用r表示）的最小范围是___。

（5）甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物的水化物，且甲＋乙→丙＋水。

若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式为___。

【答案】

（1）第三周期第ⅦA族同位素

（2）2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑

（3）ClBC

（4）0.099nm

（5）NaAlO2或Na2SiO3

【分析】X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，X阳离子核外无电子，则X为H元素；Y的化合价主要为-4，+4，是无机非金属材料的主角，则Y为Si元素；Z焰色反应呈黄色，则Z为Na元素；R的主要化合价为-1，+7，则R为Cl元素；Q主要化合价为+3价，原子半径Na＞Q＞Cl，则Q为Al元素；M的主要化合价为-2价，为第ⅥA族元素，原子半径M＜Cl，则M为O元素，然后利用元素的单质及其化合物的性质来解答。

（1）R为Cl元素，核外有17个电子，核外电子排布为2、8、7，所以Cl元素处于第三周期ⅦA族；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，中子数不同，二者互为同位素，故答案为：

第三周期ⅦA族；同位素；

（2）Z为Na元素，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故答案为：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；（3）Y为Si元素，R为Cl元素．同周期自左而右，非金属性减弱，所以非金属性Si＜Cl；A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态，状态不能说明元素的非金属性强弱，故a错误；B．非金属越强，氢化物越稳定，稳定性XR＞YX4，说明X的非金属性强，故b正确；C．Y与R形成的化合物中Y呈正价，说明X吸引电子能力强，X的非金属性强，故c正确．故答案为：

Cl；BC；（4）Y为Si元素，同周期自左而右，原子半径减小，所以原子半径Al＞Si＞Cl，即大于0.099nm小于0.143nm，故答案为：

0.099nm

NaAlO2或Na2SiO3。

10．下列有关化学用语表示正确的是（）

A．CO2的比例模型：

B．CaF2的电子式：

C．HClO的结构式：

H—Cl—O

D．质子数为17、中子数为20的氯原子:

【答案】B

【分析】A．碳原子半径比氧原子半径大，A错误；B．钙为+2价阳离子，氟为-1价阴离子，B正确；C．HClO的结构式应为：

，C错误；D．元素符号左上角表示的是质量数，应该为37，即

，D错误；故答案为B。

11．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Z同周期且相邻，X、W同主族且与Y处于不同周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4。

化合物WYZ2是一种工业盐，对人体危害很大。

下列叙述正确的是（）

A．简单氢化物的沸点：

Y

B．化合物WY3中只存在离子键

C．原子半径：

W>Z>Y>X

D．X2Z与W2Z2发生的反应中，X2Z被氧化

【答案】A

【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，X、W同主族且与Y处于不同周期，则X为H元素、W为Na元素；Y、Z同周期且相邻，且不与X、W不同周期，则二者均位于第二周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4，设Y的原子序数为x，则Z的原子序数为x+1，则

=

，解得：

x=7，则Y为N元素、Z为O元素，化合物NaNO2是一种致癌物。

上述分析可知，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素。

A．常温下，水为液体，氨气为气体，则简单氢化物的沸点：

Y

r（W）＞r（Y）＞r（Z）＞r（X），故C错误；D．X2Z为H2O，W2Z2为Na2O2，二者反应生成氢氧化钠和氧气，水既不是氧化剂，也不是还原剂，故D错误。

12．镆是一种人工合成的元素，同位素

的原子核内的中子数与核外电子数之和是（）

A．58B．173C．288D．403

【答案】C

【分析】

中质子数为115，核外电子数=质子数=115，质量数为288，中子数=质量数-质子数=288-115=173，故中子数与核外电子数之和为115+173=288，故答案为C。

13．下列化合物中，既有离子键，又有共价键且是非极性共价键的是（）

A．NaOHB．Na2O2C．KHSO4D．NH4Cl

【答案】B

【分析】A．NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键、O-H原子之间存在极性键，故A错误；B．过氧化钠中钠离子和过氧根离子之间存在离子键、O-O原子之间存在非极性键，故B正确；C．硫酸氢钾中钾离子和硫酸氢根离子之间存在离子键，S-O、S-H原子之间存在极性键，故C错误；D．氯化铵中铵根离子和氯离子之间存在离子键、N-H原子之间存在极性键，故D错误；故选：

B。

14．某种化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，X的原子半径是元素周期表中最小的。

下列叙述正确的是（）

A．WX的水溶液呈中性

B．元素非金属性的顺序为Y>Z>Q

C．Z的最高价氧化物对应的水化物是一元强酸

D．该化合物中与Y单键相连的Q不满足8电子稳定结构

【答案】C

【分析】由图分析，X只能成一个共价键，又X的原子半径是元素周期表中最小的，故X为H，W为五种短周期元素中原子序数最大的，且可形成+1价的离子，应为Na，Y可成四个键，Y为C，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，Q为O，Z为N。

A．WX为NaH，溶于水会得到NaOH溶液，显碱性，A错误；B．同周期元素从左到右主族元素原子非金属性依次增强，则元素的非金属性Q>Z>Y，B错误；C．Z的最高价氧化物对应水化物为硝酸，是一元强酸，C正确；D．该化合物中与Y单键相连的Q，与Y共用一对电子，并得到了W失去的一个电子，满足8电子稳定结构，D错误；故答案选C。

15．有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其中A的一种原子不含中子；B的单质能与冷水剧烈反应，所得强碱性溶液中含有两种电子数相同的阴、阳离子；C元素的一种气体单质呈淡蓝色，D与B同周期，该周期中D的简单离子半径最小；E的单质是一种本身有毒可以用来消毒的气体；F元素最高正价与最低负价的代数和为4。

（1）B、C、E三元素组成的化合物之一，是家用消毒剂的主要成分，所含的化学键有______，其电子式为______。

（2）D、E、F的简单离子半径由大到小的顺序是_________（用离子符号表示）。

（3）两种均含A、B、C、F四种元素的化合物在溶液中相互反应的离子方程式__。

（4）一定量的石灰乳中通入一定量的E单质，两者恰好完全反应，生成物中有三种含E元素的离子。

其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线如图所示。

则t2时刻消耗氢氧化钙质量为______g，此时反应的化学方程为______。

（5）A、B形成的化合物BA在有机合成中用途很广泛。

它可以夺取很多化合物中的质子而生成相应的钠的化合物，写出它与乙醇的化学方程式：

_________________________。

【答案】

（1）离子键、共价键

（2）S2−>Cl−>Al3+

（3）H++HSO

=SO2+H2O

（4）3710Cl2+10Ca（OH）2=7CaCl2+2Ca（ClO）2+Ca（ClO3）2+10H2O

（5）NaH+CH3CH2OH=CH3CH2ONa+H2↑

【分析】A的一种原子不含中子，A是H元素；B的单质能与冷水剧烈反应，所得强碱性溶液中含有两种电子数相同的阴、阳离子，B是Na元素；C元素的一种气体单质呈淡蓝色，C是O元素；D与B同周期，该周期中D的简单离子半径最小，D是Al元素；E的单质是一种本身有毒可以用来消毒的气体，E是Cl元素；F元素最高正价与最低负价的代数和为4，F是S元素。

（1）Na、O、Cl三元素组成的化合物之一，是家用消毒剂的主要成分，该化合物是NaClO，所含的化学键有离子键、共价键，其电子式为

。

（2）电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，Al、Cl、S的简单离子半径由大到小的顺序是S2−>Cl−>Al3+。

（3）两种均含H、Na、O、S四种元素的化合物是NaHSO4和NaHSO3，在溶液中相互反应生成硫酸钠、二氧化硫、水，反应的离子方程式是H++HSO

=SO2+H2O。

（4）根据图示，则t2时刻生成ClO−、ClO

的物质的量分别是0.2mol、0.1mol，根据得失电子守恒生成Cl-的物质的量是0.2mol×1＋0.1mol×5=0.7mol，根据电荷守恒，溶液中Ca2+的物质的量是（0.7mol＋0.2mol＋0.1mol）÷2=0.5mol，消耗氢氧化钙质量为0.5mol×74g/mol=37g，反应生成的CaCl2、Ca（ClO）2、Ca（ClO3）2的比为7∶2∶1，此时反应的化学方程为10Cl2+10

Ca（OH）2=7CaCl2+2Ca（ClO）2+Ca（ClO3）2+10H2O。

（5）H、Na形成的化合物是NaH，NaH与乙醇反应生成乙醇钠和氢气，反应的化学方程式为NaH+CH3CH2OH=CH3CH2ONa+H2↑。

16．A、D、E、W是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A的原子最外层电子数是次外层的2倍，D的氧化物属于两性氧化物，D、E位于同周期，A、D、E的原子最外层电子数之和为14，W是人体必需的微量元素，缺乏W会导致贫血症状。

（1）E在元素周期表中的位置是____________。

A与E组成的化合物是常用的溶剂，写出其电子式________

________

（2）下列事实能用元素周期表相应规律解释的是（填字母序号）____________。

a．D的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg（OH）2

b．E的气态氢化物的稳定性小于HF

c．A的单质能与二氧化硅高温下制得粗品硅单质

（3）WE3的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板，反应的离子方程式为______。

（4）W的单质可用于处理酸性废水中的NO

，使其转换为NH

，同时生成有磁性的W的氧化物X，再进行后续处理，上述反应的离子方程式为______________。

上述W的氧化物X能与D的单质反应，写出该反应的化学方程式为____________________。

【答案】

（1）第三周期ⅦA族

（2）ab

（3）

（4）

【分析】A、D、E、W是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A的原子最外层电子数是次外层的2倍，A为

元素；D的氧化物属于两性氧化物，D为

；D、E位于同周期，A、D、E的原子最外层电子数之和为14，14-4-3=7，则E为

；W是人体必需的微量元素，缺乏W会导致贫血症状，W为

；

（1）E为

，在元素周期表中的位置是第三周期ⅦA族，A与E组成的化合物是常用的溶剂，即

，电子式为

，

故答案为：

第三周期ⅦA族；

；

（2）a．同周期元素金属性依次减弱,铝在镁的右边，所以金属性弱于镁,所以D的最高价氧化物对应水化物

的碱性弱于

，故a正确；b．同主族元素非金属性从上到下依次减弱,所以

的非金属性强于

，则氢化物稳定性

小于

，故b正确；c．碳单质和二氧化硅制取粗硅：

，该反应不能证明碳的还原性比硅强，不能用元素周期表解释，故c错误；故答案为：

ab；（3）

溶液腐蚀通电路板，离子方程式为：

，故答案为：

；（4）具有磁性的铁的氧化物为

，酸性环境下，硝酸根和铁发生反应，

被还原为

，铁被氧化为

，反应的方程式：

，

和铝发生铝热反应生成铁和氧化铝，方程式：

；故答案为：

；

。