高三化学专题训练：物质结构和元素周期律 Word版含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题训练物质结构和元素周期律一、选择题1．（2014·上海单科化学卷，T1)“玉兔”号月球车用作为热源材料，下列关于的说法正确的是A．与互为同位素 B．与互为同素异形体C．与具有完全相同的化学性质D．与具有相同的最外层电子解析A、与两种核素的质子数不相同，不属于同位素，A错误；B、与均属于核素，不是单质,不能互称为同素异形体,二者互称为同位素，B错误；C、与两种核素的质子数不相同，不属于同种元素，不具有完全相同的化学性质,C错误；D、与两种核素的质子数相同,所以具有相同的最外层电子（94)，D正确。答案D2．(2013·重庆卷)下列排序正确的是（)A．酸性：H2CO3〈C6H5OH<CH3COOHB．碱性：Ba(OH)2〈Ca(OH)2<KOHC．熔点：MgBr2<SiCl4<BND．沸点：PH3<NH3<H2O解析酸性:CH3COOH>H2CO3〉C6H5OH，A项错误;碱性：Ba（OH）2〉Ca（OH)2，B项错误;熔点：BN〉MgCl2〉SiCl4，C项错误；H2O、NH3均能形成分子间氢键，故沸点较高，D项正确。答案D3．（2012·全国)元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为（）A．Al B．PC．Ar D．K解析具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小.A项，Al3＋具有第二周期稀有气体电子层结构；B项，磷离子半径大于负二价硫离子的半径；C项，Ar为稀有气体元素，不能形成离子；D项，K＋具有与钙离子相同的电子层结构，且半径小于负二价硫离子。答案D4．（2014·全国理综I化学卷,T10）X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的的最低价离子分别为和，Y+和具有相同的电子层结构.下列说法正确的是（)A．原子的最外层电子数:X>Y〉ZB．单质沸点：X>Y〉ZC．离子半径：〉Y+>D．原子序数：X〉Y〉Z解析由于Y+与Z-的电子层结构相同,所以两种元素位于相邻周期，则Y是Na，Z是F,则X是S。则原子最外层电子数F＞S＞Na，A错误；单质沸点：S＞Na＞F2，B错误;离子半径：S2—＞F-＞Na+，C错误；原子序数:S＞Na＞F,D正确。答案D5．(2013·长春一调)如表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息判断以下叙述正确的是（）元素代号ABCDE原子半径/nm0.1600。1430。1020。0710.099主要化合价＋2＋3＋6、－2－1－1A。A、B简单离子半径大小关系为B3＋〉A2＋B．D、E形成的简单离子的还原性:E－>D－C．气态氢化物的稳定性：HD<H2CD．最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2CO4>HEO4解析根据原子半径及主要化合价可确定A、B、C、D、E五种元素分别为Mg、Al、S、F、Cl。简单离子半径：Mg2＋>Al3＋，A项错误；F和Cl位于同一主族，非金属性:F〉Cl,所以其阴离子的还原性:Cl－>F－,B项正确；非金属性：F>S,Cl〉S,根据元素周期律可知C、D项错误。答案B6．（2014·江苏单科化学卷，T2）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—解析A、同主族自上而下非金属性减弱，非金属性越强氢化物越稳定，故稳定性HCl＞HI,A正确；B、同周期从左到右,元素原子半径逐渐减小，所以原子半径：Na＞Mg，B正确;C、H2SO3属于中强酸,H2SO4属于强酸，故酸性：H2SO4＞H2SO3，C错误；D、酸性越弱，酸越难电离,对应的酸根离子越易结合氢离子,因为HCl强于H2S,所以结合质子能力：S2—＞Cl—,D正确.答案C7．（2014·福建省厦门市期末）如果将前18号元素按原子序数递增的顺序排列，可形成右图所示的“蜗牛"形状，图中每个“·”代表一种元素，其中①点代表氢元素.下列说法不正确的是A.最简单气态氢化物的稳定性③比⑦小B.最高价氧化物对应水化物的酸性⑥比⑦弱C.金属性②比⑤弱D。原子半径③比④大解析从图可知①~⑦分别是氢、铍、碳、氧、钠、铝、硅。根据元素周期律：碳的非金属性比硅的强,故最简单气态氢化物的稳定性CH4比SiH4强，A项错误；Al为金属、硅为非金属,故最高价氧化物的水化物酸性H2SiO3强，B项正确；钠元素在周期表中在铍的左下角，金属性钠比铍强，C项正确；碳和氧在元素周期表处于同一周期，碳在氧的左侧，原子半径碳大于氧，D项正确。答案A8．（2013·东北三省联考）已知X、Y、Z、W为短周期主族元素，在周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是(）XYZWA。若HmXOn为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性（m、n均为正整数）B．若四种元素均为金属，则Z的最高价氧化物对应的水化物一定为强碱C．若四种元素均为非金属，则W的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸D．若四种元素中只有一种为金属,则Z与Y两者的最高价氧化物对应的水化物能反应解析A项,HmXOn为强酸，且X在第二周期，X只能为氮元素，但NH3的水溶液呈碱性；B项，四种元素均为金属元素，则Z为Na，其最高价氧化物对应的水化物NaOH为强碱；C项，四种元素均为非金属元素,则W可能为P、S、Cl，其最高价氧化物对应的水化物不一定为强酸;D项，只有Z是金属元素，Z为Al、Y为C,Al(OH)3与H2CO3不反应.答案B9．（2014·广东理综化学卷，T23）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析由题给信息可知戊是“碳”，因此己是“硅”;庚是“锗"，且锗的原子序数是14（硅)+18(同主族短长周期相差）=32；再由甲与戊的原子序数相差3，可知甲是“锂"；乙是“钠"，丙是“钾”；丁是“钙”。据可知：A项明显错，C项锗与钾32—19=13正确。D项钠的氧化物，过氧化钠中含有共价键，故D项错误。答案BC10．(2013·湖南联考）水是生命之源,下列关于水的表达正确的是()A．H2O分子的比例模型B．H2O和D2O互为同分异构体C．H2O分子和H2O2分子都含有极性共价键和非极性共价键D．H2O沸点高于H2S，是因为H2O分子间存在氢键作用，而H2S分子间不存在氢键作用解析是球棍模型但H2O是V形结构，A错误;同分异构体的研究对象是有机物，B错误；H2O分子中只含有极性共价键，H2O2分子中含有极性共价键和非极性共价键，C错误.答案D二、非选择题11．(2014·福建理综化学卷,T23）(15分)元素周期表中第=7\*ROMANVIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛.（1）与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为。（2）能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力）递变规律的判断依据是（填序号）。a．Cl2、Br2、I2的熔点b．Cl2、Br2、I2的氧化性c．HCl、HBr、HI的热稳定性d．HCl、HBr、HI的酸性（3）工业上，通过如下转化可制得KClO3晶体：NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体①完成=1\*ROMANI中反应的总化学方程式：□NaCl＋□H2O＝□NaClO3＋□。②=2\*ROMANII中转化的基本反应类型是，该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是。（4)一定条件,在水溶液中1molCl－、ClO－（x＝1，2，3,4)的能量（KJ）相对大小如右图所示.①D是(填离子符号)。②B→A＋C反应的热化学方程式为(用离子符号表示）。【答案】（15分）（1）（2）b、c（3)①1NaCl+3H2O==1NaClO3+3H2↑②复分解反应室温下，氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体（4)①ClO4-②3ClO-（)==ClO3—（）+2Cl—()△H=117KJ·mol—1【解析】（1）与氯元素同主族的短周期元素位F，原子结构示意图为:能作为非金属性判断的依据是单质之间的氧化性顺序，b正确，气态氢化物的热稳定性顺序，c正确；单质的熔沸点和氢化物的酸性不是判断依据。根据氧化还原反应得失电子守恒，1NaCl+3H2O==1NaClO3+3H2↑；氯酸钠与氯化钾反应生成氯酸钾，反应类型为复分解反应，能析出晶体的原因是氯酸钾的溶解度小于其他晶体。根据图像，D物质中化合价为+7，则D是ClO4-则根据化合价可得反应方程式为：3ClO—（)==ClO3—()+2Cl-（）△H=63+0-3×60=-117KJ·mol—1。12．(2013·大纲卷）五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族，B和D同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题:（1)五种元素中，原子半径最大的是_______，非金属性最强的是_______(填元素符号）。（2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是________(用化学式表示）。(3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为________，其中存在的化学键类型为________.(4）D最高价氧化物的水化物的化学式为________.(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为________________________________________；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为________________.(6）单质E与水反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________。解析A与B、D、E均能形成共价型化合物,故A、B、D、E为非金属元素，非金属元素A和B形成的化合物水溶液呈碱性，故该化合物为NH3，结合短周期元素及原子序数依次增大的信息可知A为H，B为N；由A、C同主族及B、D同主族且C离子和B离子具有相同的电子层结构，可知C、D分别为Na、P；P元素之后的短周期元素只有S、Cl、Ar，Cl与Na形成的化合物水溶液呈中性，故E为Cl。（1)同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，故原子半径最大的是Na；分析可知，非金属性最强的是Cl。(2)N、P的非金属性强弱为P〈N，P、Cl的非金属性强弱为P<Cl，非金属性越强，其简单氢化物越稳定，故热稳定性最差的是PH3。（3）A和E形成的化合物为HCl,A和B形成的化合物为NH3，氯化氢与氨气反应生成氯化铵，该化合物中NHeq\o\al（＋,4）与Cl－之间的化学键为离子键，N与H之间的化学键为共价键。（4）D为P，其最高价氧化物为P2O5，最高价氧化物的水化物为H3PO4.（5）P在氯气中燃烧时，若氯气足量，则生成PCl5；若氯气不足,则生成PCl3。(6)单质E（氯气)与水反应生成次氯酸和盐酸，注意次氯酸为弱电解质，在离子方程式中用分子式表示.答案（1）NaCl(2)PH3（3)NH4Cl离子键和共价键(4）H3PO4（5)2P＋5Cl2eq\o（=,\s\up15(点燃））2PCl5PCl3（6)Cl2＋H2O=H＋＋Cl－＋HClO13．（2014·全国理综II化学卷，T27）（15分）铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在元素周期表的位置为第__周期、第__族，PbO2的酸性比CO2的酸性（填“强”“弱"）.PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为.PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得反应的离子方程式为；PbO2也可以通过石墨为电极Pb(NO3）2和Cu(NO3）2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为__。阴极上观察到的现象是__；若电解液中不加入Cu（NO3）2,阴极发生的电极反应式为_，这样做的主要缺点是_。PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0％（)的残留固体,若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m：n值__。【答案】（15分）（1）六ⅣA弱（2）PbO2+4HCl(浓）PbCl2+Cl2↑+2H2O（3）PbO+ClO—=PbO2+Cl—Pb2++2H2O-2e—=PbO2↓+4H+石墨上包上铜镀层Pb2++2e—=Pb↓不能有效利用Pb2+（4)根据PbO2PbO+O2↑，有×32=,=1.4,根据mPbO2·nPbO,，==【解析】碳在元素周期表中的位置是第二周期，IVA族，由图中所给的信息“铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层（相当于比C的周期数大4）”，所以铅在元素周期表的位置为第六周期，IVA族；由于同主族元素随着核电荷数的逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱，所以PbO2的酸性比CO2的酸性要弱；（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，则该黄色色气体是Cl2，(则意味着该反应为氧化还原反应），所以反应的方程式为PbO2+4HCl(浓）PbCl2+Cl2↑+2H2O；(3）由题目提供的信息可知，PbO与次氯酸钠溶液反应属于氧化还原反应，Pb化合价升高，Cl元素化合价降低，故离子方程式为PbO+ClO—=PbO2+Cl—;（4)电解池的阳极发生失电子反应（氧化反应），因为Pb2+→PbO2属于氧化反应，所以发生的电极反应为Pb2++2H2O-2e—=PbO2↓+4H+；由于Cu2+的放电能力强于Pb2+，故阴极上的电极反应为Cu2++2e—=Cu,则阴极产生的现象是石墨上包上铜镀层；若电解液中不加入Cu(NO3）2,阴极发生的电极反应式为Pb2++2e-=Pb↓,这样一来就不能有效利用Pb2+。（5）样品失重的原因是生成了氧气,根据PbO2PbO+O2↑，有×32=，=1.4，根据mPbO2·nPbO,,==.14．(2012·北京卷)X、Y、Z、W代表短周期的四种元素，有关它们的部分结构及性质信息如下表所示。元素部分结构信息部分性质信息XX的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子X有多种氧化物，如XO、XO2、X2O4等；通常情况下XO2与X2O4共存YY原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半Y能形成多种气态氢化物ZZ原子的最外层电子数多于4Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6WW原子的最外层电子数等于2n－3（n为原子核外电子层数)化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋请按要求回答下列问题(注意不能用字母X、Y、Z、W作答)：(1）X的气态氢化物分子的电子式是________________________，Z元素在周期表中的位置是________。(2）X、Y、Z三元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是__________________________________________________.（3)常温时，W的硫酸盐溶液的pH________7(填“〈"、“〉”或“＝")，理由是_______________________________________________________________________________________________________（用离子方程式表示).（4)实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是（用离子方程式表示)______________________________________________。(5)25℃、101kPa时,32gY的最低价气态氢化物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1780.6kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________.解析由题意推出X为N元素，Y为C元素，Z为Cl元素；由W原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数）且化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋，得2n－3＝n，n＝3，即W为Al元素。答案(1)第三周期ⅦA族(2)HClO4〉HNO3>H2CO3(3）〈Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(4)Al3＋＋3NH3·H2O=Al（OH)3↓＋3NHeq\o\al（＋,4)（5）CH4（g）＋2O2（g)=CO2(g)＋2H2O（l)ΔH＝－890。3kJ/mol15．（2014·天津市和平区期末）原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。M元素与X同主族，与W同周期。(1）M元素是__________（填元素符号）。(2）Z、W形成的气态氢物的稳定性为_______〉________。（填化学式）（3）写出M2Z2的电子式_________，写出M2Z2与水反应的离子方程式__________。（4)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的—种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为__________________________________。(5）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A，已知①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。②A能与盐酸反应产生气体B,该气体能与氯水反应.则A是______（填化学式）。写出该气体B与氯水反应的离子方程式____________________。（6）由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C，1molC中含有6mol结晶水.对化合物C进行下实验：a．取C的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色;b．另取C的溶液