化学高考题考点5物质结构和元素周期律

1、 考点5 物质结构和元素周期律一、选择题1.(2014·新课标全国卷·10)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>ZB.单质沸点:X>Y>ZC.离子半径:X2->Y+>Z-D.原子序数:X>Y>Z【解题指南】解答本题时应注意以下思路:【解析】选D。由题意知,Y+、Z-只能为Na+和F-,所以X、Y、Z分别为S、Na、F,D正确;S、Na、F最外层电子数分别为6、1、7,即Z>X>Y,A错误

2、;常温下F2为气体,钠和硫均为固体,但由于钠为金属,其沸点一般较高,故单质的沸点顺序应为Y>X>Z,B错误;核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,所以半径Z->Y+,C错误。2.(2014·浙江高考·9)如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是()XYWZTA.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键C.物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性D.T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4【解题指南】解答本题

3、时应注意以下两点:(1)熟练把握元素的最外层电子数与所在主族的对应关系。(2)铵盐是非金属元素形成的含有离子键的物质。【解析】选D。根据W、X、Y、Z的最外层电子数是22,则最外层电子数分别是4、5、6、7,表示的是硅、氮、氧、氯,T是锗。在常温常压下氨气和HCl是气体、水是液态,A错误;氮、氧、氢元素可以形成铵盐,含有离子键,B错误;SiCl4固体属于分子晶体,熔点较低、硬度较小,C错误;根据元素性质的递变性和相似性,可知锗是良好的半导体材料,可形成GeCl4,D正确。戊己辛庚3.(双选)(2014·广东高考·23)甲辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相

4、差3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁与辛属同周期元素。下列判断正确的是()甲 乙丙丁 A.金属性:甲>乙>丁B.原子半径:辛>己>戊C.丙与庚的原子核外电子数相差13D.乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)熟记元素周期律的内容:同主族从上到下,金属性逐渐增强,同周期从左往右金属性逐渐减弱;(2)原子半径大小的影响因素:电子层数、核电荷数、电子数。【解析】选B、C。戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,知戊为C,甲与戊的原子序数相差3,故甲为Li。甲、乙同主族,则乙为Na,丙为K,丁为Ca,金属性:乙>甲,A错

5、误;根据电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大原子半径越小,得原子半径:辛>己>戊,B正确;丙、庚同属第4周期,第4周期有10种过渡元素,甲与戊的原子序数相差3,故丙与庚的原子核外电子数相差13,C正确;乙为Na,Na在空气中燃烧生成Na2O2,既含离子键又含共价键,D错误。4.(2014·海南高考·2)下列有关物质性质的说法错误的是()A.热稳定性:HCl>HIB.原子半径:Na>MgC.酸性:H2SO3>H2SO4D.结合质子能力:S2->Cl-【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)元素周期律的变化规律,如氢化物

6、的稳定性、酸性以及原子半径等的变化;(2)同一元素不同价态含氧酸酸性强弱与价态的关系。【解析】选C。同一主族元素的非金属性自上而下逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,A正确;同一周期元素的原子半径自左向右逐渐减小,B正确;同一元素的不同价态含氧酸酸性随着化合价升高逐渐增强,则硫酸酸性大于亚硫酸酸性,C不正确;盐酸为强酸,氢硫酸为弱酸,则结合质子的能力:硫离子大于氯离子,D正确。5.(2014·上海高考·1)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是()APu与U互为同位素BPu与Pu互为同素异形体CPu与U具有完全相同的化学性质DPu与Pu具有相同的最

7、外层电子数【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)原子结构中微粒数之间的关系及组成符号;(2)同位素、同素异形体的含义。【解析】选D。Pu与U的质子数不同,不是同位素,A错误Pu与Pu互称同位素,最外层电子数相同,因为不是单质所以不是同素异形体,B错误、D正确Pu与U中电子数不同,最外层电子数也不同,化学性质不同,C错误。6.(2014·上海高考·4)在“石蜡液体石蜡石蜡蒸气裂化气”的变化过程中,被破坏的作用力依次是()A.范德华力、范德华力、范德华力B.范德华力、范德华力、共价键C.范德华力、共价键、共价键D.共价键、共价键、共价键【解题指南】解答本题时应注意以下两点

8、:(1)物质与所含作用力的关系;(2)物理变化与化学变化的区别。【解析】选B。石蜡是分子晶体,其三态变化破坏的是范德华力,裂化是化学变化,需要破坏化学键(共价键)。7.(2014·上海高考·6)今年是门捷列夫诞辰180周年。下列事实不能用元素周期律解释的只有()A.碱性:KOH>NaOHB.相对原子质量:Ar>KC.酸性:HClO4>H2SO4D.元素的金属性:Mg>Al【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)熟练运用元素周期律;(2)元素周期表的编排原则。【解析】选B。同主族从上到下元素的金属性、最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强,同周期从左到

9、右元素的金属性逐渐减弱,A、D正确;元素周期表是按照原子序数从小到大的顺序编排的,不是按照相对原子质量的大小,B错误;同周期从左到右元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强,C正确。8.(2014·上海高考·7)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()A.H3O+和OH-B.CO和N2C.HNO2和ND.C和N【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)微粒的组成及所带电荷;(2)原子结构。【解析】选D。H3O+和OH-都是10电子微粒,A中相等;CO和N2都是14电子微粒,B中相等;HNO2和N都是24电子微粒,C中相等;C含有6+3-1=8个电子,N是10电子微粒

10、,D中不相等。9.(2014·江苏高考·9)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,W与X同主族。下列说法正确的是()A.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同C.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱D.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强【解题指南】解答本题时关键有两点:(1)要依据信息,能准确推断出相关元素;(2)运用元素周期律,分析相关物质的性质。【解析】选D。X原子的

11、最外层电子数是其内层电子数的2倍,可知X是C;Y是地壳中含量最高的元素,Y是O;Z2+与O2-具有相同的电子层结构,则Z是Mg;W与X同主族,则W是Si。原子半径:Mg>Si>C>O,A错误;MgO中只含离子键、二氧化硅中只含共价键,B错误;非金属性:C>Si,最高价氧化物对应水化物的酸性:H2CO3>H2SiO3,C错误;非金属性:O(>C)>Si,H2O的稳定性大于SiH4,D正确。10.(2014·安徽高考·7)CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应:NH

12、3+CO2+H2O下列有关三聚氰酸的说法正确的是()A.分子式为C3H6N3O3B.分子中既含极性键,又含非极性键C.属于共价化合物D.生成该物质的上述反应为中和反应【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)掌握极性键与非极性键的本质。(2)中和反应为酸、碱反应。【解析】选C。根据三聚氰酸的结构简式知其分子式为C3H3N3O3,A错误;非极性键是同种非金属元素原子间形成的共价键,该物质不含非极性键,B错误;该物质中的化学键全部是共价键,没有离子键,是共价化合物,C正确;中和反应是酸与碱反应生成盐和水的反应,因此该反应不是中和反应,D错误。11.(2014·山东高考·8)根

13、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DCl与Cl得电子能力相同【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)掌握元素金属性、非金属性随原子序数递增而呈现的递变规律;(2)微粒半径大小的比较主要依据其电子层数和核电荷数的多少。【解析】选D。同主族元素的最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,A错误;核外电子排布相同的微粒,性质不一定相同,如S2-与Cl-,B错误;当核外电子排布相同时,核电荷数越大,微粒半径越小,半径大小顺序应为S2->Cl-&

14、gt;K+>Ca2+,C错误;同种元素的原子得电子能力相同,D正确。二、非选择题12.(2014·重庆高考·8)月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。(1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为。(2)Na的原子结构示意图为,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为。(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。MgO的熔点比BaO的熔点(填“高”或“低”)。月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为 ;SiO2的晶体类型为。MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶

15、液完全吸收,则生成的盐为(写化学式)。(4)月壤中含有丰富的3He,从月壤中提炼1 kg3He,同时可得6 000 kg H2和700 kg N2,若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵kg。【解题指南】比较本题中离子晶体熔、沸点高低可以按照以下流程:【解析】(1)根据质子数+中子数=质量数,知中子数为3-2=1。(2)钠是11号元素,原子结构示意图为;钠燃烧生成过氧化钠,含离子键和非极性共价键,电子式为Na+2-Na+。(3)离子半径Ba2+>Mg2+,因此熔点MgO>BaO;SiO2可与氢氧化钠反应,因此可用氢氧化钠溶液除去氧化镁中的二氧化硅,2OH-+SiO2

16、Si+H2O,二氧化硅是由O与Si通过共价键形成的空间网状结构的原子晶体;根据质量守恒知该反应除生成氯化镁外,还生成二氧化碳,二氧化碳与足量的氢氧化钠反应生成碳酸钠,尾气中的氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠,因此生成的盐是NaCl、NaClO、Na2CO3的混合物。(4)经分析氮气与氢气反应氮气不足,因此根据N2 2NH4HCO3,28 2×79700 kg mm=3 950 kg答案:(1)1(2)Na+2-Na+(3)高2OH-+SiO2Si+H2O原子晶体NaCl、NaClO、Na2CO3(4)3 950【误区提醒】本题(3)在解答时容易出错,易忽视氯气过量,因此在产物中

17、往往忘记了NaCl和NaClO,误认为产物中的盐只有Na2CO3。13.(2014·海南高考·13)4种相邻主族短周期元素的相对位置如表,元素x的原子核外电子数是m的2倍,y的氧化物具有两性。mnxy回答下列问题:(1)元素x在周期表中的位置是第周期、第族,其单质可采用电解熔融的方法制备。(2)m、n、y三种元素最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是,碱性最强的是 。(填化学式)(3)气体分子(mn)2的电子式为,(mn)2称为拟卤素,性质与卤素相似,其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为  。【解题指南】解答本题时应注意以下3点:(1)元素周期表和元素周期律知识的应用

18、;(2)金属性、非金属性的递变规律;(3)卤素性质与氢氧化钠溶液的反应以及分子结构与化学键的知识。【解析】4种短周期元素,y的氧化物具有两性推出y为铝元素,根据4种元素在周期表中的相对位置,可知x为镁元素,m为碳元素,n为氮元素。(1)x为镁元素,在元素周期表第3周期第A族,金属镁可由电解熔融的氯化镁制备;(2)m、n、y三种元素最高价氧化物的水化物依次为H2CO3、HNO3和Al(OH)3,则酸性最强的是HNO3,碱性最强的是Al(OH)3;(3)气体(CN)2的结构式为NCCN,则电子式为;因为与卤素性质相似,(CN)2与氢氧化钠溶液反应生成氰化钠和氰酸钠,方程式为2NaOH+(CN)2N

19、aCN+NaOCN+H2O。答案:(1)3AMgCl2(2)HNO3Al(OH)3(3)2NaOH+(CN)2NaCN+NaOCN+H2O14.(2014·安徽高考·25)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。(1)Na位于元素周期表第周期第族;S的基态原子核外有个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为 。(2)用“>”或“<”填空:第一电离能离子半径熔点酸性SiSO2-Na+NaClSiH2SO4HClO4(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25、101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放热4

20、4.4 kJ,该反应的热化学方程式是 。(4)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目 。【解题指南】解答本题时应按照以下流程:(1)(2)化合价变化得失电子数相等配平【解析】(1)钠在元素周期表的第3周期第A族,S的基态原子核外有2个未成对电子,Si的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)根据同周期第一电离能由左向右呈增大的趋势知,第一电离能:Si<S。根据具有相同电子层结构的微粒,核电荷数大的半径小知离子半径:O2->Na+。氯化钠是离子晶体,其熔点比原子晶体硅小。根据

21、同周期元素的非金属性由左向右逐渐增大知非金属性Cl>S,则酸性H2SO4<HClO4。(3)显然生成的黑色物质是氧化铜,因此该反应的热化学方程式为4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s)H=-177.6 kJ·mol-1。(4)根据题意氯气作氧化剂被还原为氯化钠,NaClO2被氧化为ClO2,离子方程式为。答案:(1)3A21s22s22p63s23p2(2)<><<(3)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s)H=-177.6 kJ·mol-1(4)【误区提醒】(1)解答本题的(3)易忽视物质

22、的状态,反应热的单位、符号、数值。(2)解答本题的(4)“电子转移的方向和数目”易丢。15.(2014·天津高考·7)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是。a.原子半径和离子半径均减小b.金属性减弱,非金属性增强c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强d.单质的熔点降低(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为,氧化性最弱的简单阳离子是。(3)已知:化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 05071

23、4191工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是;制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。(4)晶体硅(熔点1 410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)写出SiCl4的电子式:;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式 。(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是。a.NH3b.HIc.SO2d.CO2(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为11。写出该反应的化学