2018年化学高考题分类解析考点5 物质结构和元素周期律

高考试题分类解析PAGE考点5物质结构和元素周期律一、选择题1.(2018·全国卷Ⅰ·12)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是 ()A.常温常压下X的单质为气态B.Z的氢化物为离子化合物C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性D.W与Y具有相同的最高化合价【命题意图】本题主要根据元素周期律和元素周期表的知识考查物质的主要物理性质和化学性质。【解析】选B。根据“W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃”,可以推测W与Z其中一个为氟元素,依据W与Y同族且主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,知W是氟元素;根据“W、X、Z最外层电子数之和为10”可知Z可能为Ca(或K),X可能为Na(或Mg),由于W与Y同族,且原子序数增加,故Y是Cl。常温常压下,Na(或Mg)为固体,A不正确;Z的氢化物CaH2(或KH)为离子化合物,B正确;Y和Z形成的化合物为CaCl2(或KCl),其水溶液呈中性,C不正确;氟元素无正价,D不正确。2.(2018·全国卷Ⅱ·10)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是 ()A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构D.W的氧化物对应的水化物均为强酸【命题意图】本题考查元素周期律和元素周期表的题目应按如下思路分析:(1)首先要抓住题干中关键信息,准确推断题给元素;(2)其次确定有关短周期主族元素在周期表中的位置;(3)最后依据同周期、同主族元素性质的递变规律来推断各选项表述是否正确。【解析】选A。W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X生成一种红棕色气体,则W为氮元素,X为氧元素;Y的周期数是族序数的3倍,则Y为钠元素;故Z为第3周期元素,Z的最外层电子数与W(N)的电子总数相同,因此Z为氯元素。氧元素可以与其余元素N、Na、Cl形成多种二元化合物,故A项正确;钠元素与氧元素形成的化合物Na2O2中含有离子键和共价键,故B项错误;N、O、Na形成的简单离子的电子层结构相同,均为10电子微粒,而氯元素形成的简单离子为18电子结构,故C项错误;N的氧化物对应的水化物有HNO2和HNO3,其中HNO2为弱酸,故D项错误。【易错警示】本题容易忽视HNO2为弱酸,从而错选D项。3.(2018·全国卷Ⅲ·13)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是 ()A.原子半径大小为W<X<Y<ZB.X的氢化物水溶液酸性强于Z的C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键D.标准状况下W的单质状态与X的相同【命题意图】本题考查物质结构和元素周期表知识,意在考查学生利用所学元素周期表知识解决元素推断题型的能力。【解析】选D。结合题中所给信息“盐YZW与浓盐酸反应有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液”可推知YZW为NaClO,由此可推知W为O,Y为Na,Z为Cl,再结合信息元素X和Z同族,可知X为F。A项原子半径应为F<O<Cl<Na,故A错误;B项氢氟酸为弱酸,而盐酸为强酸,故B错误;C项Na2O2中含有非极性键,而ClO2中只含极性键,故C错误;D项在标准状况下O2和F2均为气态,故D正确。【知识拓展】1.物质中化学键的存在规律(1)离子化合物中一定存在离子键,可能存在共价键。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只存在共价键,一定没有离子键,如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。(3)在非金属单质中只有共价键,如Cl2、O2、金刚石等。(4)构成稀有气体的单质分子,由于原子已达到稳定结构,是单原子分子,分子中不存在化学键。(5)非金属元素的原子间也可以形成离子键,如NH4Cl。2.离子半径的比较(1)同种元素的阴离子半径大于原子半径、阳离子半径小于原子半径。如r(Cl-)>r(Cl)、r(Na+)<r(Na)。(2)同周期元素的原子,随着核电荷数的增加,原子半径逐渐减小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)。(3)电子排布相同的阴阳离子,随着电荷数的增加,离子半径逐渐减小。如r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)4.(2018·北京高考·7)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是 ()A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C—C键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【命题意图】本题考查了化学键的断裂、形成与能量之间的关系,同时考查了平衡转化率的影响因素等。【解题关键】解答本题需要注意以下两点:(1)化学反应的实质是旧键断裂、新键形成。(2)催化剂无法使化学平衡发生移动。【解析】选D。由图示可知,CO2和CH4完全转化CH3COOH,总反应的原子利用率为100%,A正确;化学反应实质是旧化学键断裂、新化学键形成,故CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂,B正确;由图示可知,状态①的能量高于状态②,故①→②放出能量并形成了C—C键,C正确;催化剂能改变反应速率,但是无法使平衡发生移动,故平衡转化率不变,D错误。5.(2018·北京高考·8)下列化学用语对事实的表述不正确的是 ()A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+HB.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OHC.由Na和Cl形成离子键的过程:D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu【命题意图】本题考查了常见化学用语,旨在考查学生对酯化反应的实质、弱电解质的电离、电子式表示物质的形成过程、电解原理的应用等的理解。【解析】选A。酯化反应的实质是酸去羟基醇去氢,其反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2A错误;常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1<13,说明一水合氨不能完全电离,是弱电解质,电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-,B正确;由Na和Cl形成离子键的过程:,C正确;电解时阳离子在阴极放电,阴极反应为Cu2++2e-Cu,D正确。【教材回扣】氯化钠的形成过程:;P76乙酸乙酯的制备反应方程式:+H—O—C2H5+H2O。6.(2018·北京高考·10)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图。下列关于该高分子的说法正确的是 ()A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或—NH2C.氢键对该高分子的性能没有影响D.结构简式为:【解析】选B。根据图示可知,该高分子完全水解后生成、,苯环上的氢原子具有相同的化学环境,含有官能团—COOH或—NH2,A错误,B正确;氢键能影响物质的物理性质,故氢键对该高分子的性能有影响,C错误;该高分子的结构简式为,D错误。7.(2018·天津高考·2)下列有关物质性质的比较,结论正确的是 ()A.溶解度:Na2CO3<NaHCO3B.热稳定性:HCl<PH3C.沸点:C2H5SH<C2H5OHD.碱性:LiOH<Be(OH)2【命题意图】本题考查物质的性质。意在考查学生对常见物质性质的掌握程度,利用金属性、非金属性的强弱比较判断对应物质的性质等。【解析】选C。溶解度:碳酸钠大于碳酸氢钠,A错误;非金属性:氯元素大于磷元素,故热稳定性:HCl>PH3,B错误;乙醇分子之间能形成氢键,沸点:乙醇大于乙硫醇,C正确;金属性:锂大于铍,碱性:LiOH>Be(OH)2,D错误。【易错警示】凡是分子之间能形成氢键的物质,其熔沸点较高。8.(2018·江苏高考·2)用化学用语表示NH3+HClNH4Cl中的相关微粒,其中正确的是 ()A.中子数为8的氮原子:7B.HCl的电子式:H+[··C.NH3的结构式:D.Cl-的结构示意图:【命题意图】本题考查化学用语,较易。【解析】选C。A项,中子数为8的N,其质量数为15,故应写成

715N,错误;B项,HCl为共价化合物,电子式应为H··Cl······,错误;C项,NH3的结构中N与三个氢原子以共价键相连,正确;D项9.(2018·江苏高考·8)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是 ()A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强【命题意图】本题考查元素周期律,较易。【解析】选D。地壳中含量最多的元素X为氧元素;Y的原子序数大于X,且Y的最外层只有一个电子,则Y为钠元素;原子序数大于Na且为第ⅢA族元素,则Z为铝元素;W与X同一主族,则W为硫元素。A项,原子半径:Na>Al>S,错误;B项,Na2O2中过氧根中的两个氧原子之间为共价键,错误;C项,碱性:NaOH>Al(OH)3,错误;D项,O的非金属性强于S,则热稳定性:H2O强于H2S,正确。二、非选择题10.(2018·北京高考·26)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O(1)上述流程中能加快反应速率的措施有。

(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4①该反应体现出酸性关系:H3PO4H2SO4(填“>”或“<”)。

②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,

。(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:。

(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:。

(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,(6)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用bmol·L-1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是。(已知:H3PO4摩尔质量为98g·mol-1)

【命题意图】本题借助工艺流程图考查了反应速率的影响因素、元素周期律、元素化合物等知识,意在考查学生的科学探究能力和多层次的论据推理能力。【解析】(1)题目流程图中研磨能够增大反应物表面积,加快反应速率,加热也可以加快反应速率。(2)①根据强酸制弱酸原理,酸性:H3PO4<H2SO4。②根据元素周期律,元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,P和S电子层数相同,S的核电荷数比P较大,硫原子半径比磷原子小,则S的非金属性强,故酸性:H3PO4<H2SO4。(3)根据强酸制弱酸原理,并结合(2)中反应2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4可推测出制得HF反应的化学方程式为2Ca5(PO4)3F+5H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。(4)根据“H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解”,高于80℃,H2O2分解,导致H2O2的浓度减小,从而减慢了反应速率,有机碳的脱除率降低。(5)CaSO4微溶于水,溶液中存在沉淀溶解平衡CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq),故SO42-有残留;加入BaCO3,转化为更难溶的BaSO4,从而可进一步脱硫,离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2↑(6)根据题意,H3PO4滴定终点的产物为HPO42-,故H3PO4与NaOH的物质的量之比为1∶2。NaOH的物质的量为bc×10-3mol,故H3PO4的物质的量为bc×10-32mol,质量为bc×10-答案:(1)研磨、加热(2)①<②核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑(4)80℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低(5)CaSO4微溶BaCO3+SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2H2(6)0.049bca【解题反思】(1)善于把握信息,利用类比法解题。例如(3),可利用已知反应2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4,该反应符合强酸制弱酸原理,而Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF的反应与其类似,可写出其化学方程式。(2)善于挖掘隐含条件,注意反应环境。例如(5),分析“加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率”时,需注意该反应是在粗磷酸中进行,磷酸过量,能与碳酸根离子反应,故总离子方程式中需H3PO4参与反应。11.(2018·天津高考·7)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H+除外):,Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的电子式:。

(2)A2B的化学式为。反应②的必备条件是。上图中可以循环使用的物质有。

(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料(写化学式)。

(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:。

(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇