（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題二 化學(xué)基本理論 第4講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律學(xué)案一、選擇題(本題包括7個小題,每小題6分,共42分)1.(2017北京理綜,7)2016年IUPAC命名117號元素為Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外層電子數(shù)是7。下列說法不正確的是()A.Ts是第七周期第A族元素B.Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)C.Ts在同族元素中非金屬性最弱D.中子數(shù)為176的Ts核素符號是Ts答案D解析117號元素位于第七周期第A族,根據(jù)同主族從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱可知,Ts在同族元素中非金屬性最弱,A項、C項正確;同位素原子的質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,由于原子的質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),故電子數(shù)也相同,B項正確;核素符號左上角的數(shù)字表示質(zhì)量數(shù),根據(jù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),則中子數(shù)為176的Ts核素的質(zhì)量數(shù)為117+176=293,符號為Ts,D項錯誤。2.CO2的資源化利用是解決溫室效應(yīng)的重要途徑。以下是在一定條件下用NH3捕獲CO2生成重要化工產(chǎn)品三聚氰酸的反應(yīng):下列有關(guān)三聚氰酸的說法正確的是()A.分子式為C3H6N3O3B.分子中既含極性鍵,又含非極性鍵C.屬于共價化合物D.生成該物質(zhì)的上述反應(yīng)為中和反應(yīng)答案C解析正確的分子式為C3H3N3O3,A錯誤。該分子中只有極性鍵,即CN、CN、CO和HO鍵,B錯誤。因為該分子中只有共價鍵,屬于共價化合物,C正確。因為NH3不是堿,CO2不是酸,且三聚氰酸不是鹽,不符合中和反應(yīng)的定義,D錯誤。3.(2017課標(biāo)全國,12)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示,這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關(guān)系正確的是()A.氫化物沸點:W<ZB.氧化物對應(yīng)水化物的酸性:Y>WC.化合物熔點:Y2X3<YZ3D.簡單離子的半徑:Y<X答案D解析設(shè)Y的最外層電子數(shù)為a,則W、X、Z的最外層電子數(shù)分別為a+2,a+3,a+4,四種元素原子最外層電子數(shù)之和為:a+a+2+a+3+a+4=21,得a=3,則W為氮元素、X為氧元素、Y為鋁元素、Z為氯元素。A項,NH3分子間存在氫鍵,其沸點比HCl高,錯誤;B項,Al(OH)3顯兩性,氮元素的氧化物對應(yīng)的水化物HNO3、HNO2均顯酸性,錯誤;C項,Al2O3是離子晶體,熔點高,而AlCl3是分子晶體,熔點低,錯誤;D項,Al3+和O2-的電子層結(jié)構(gòu)相同,但核電荷數(shù)越大,對應(yīng)的離子半徑越小,正確。4.(2018云南昆明模擬)有X、Y、Z、W、M五種短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu);離子半徑:>W-;Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大,是一種重要的半導(dǎo)體材料。下列說法中正確的是()A.X、M兩種元素只能形成X2M型化合物B.M與X、M與Y形成的化合物均為離子化合物C.X2M、YM2中含有相同類型的化學(xué)鍵D.Y的最高價氧化物的熔點比Z的最高價氧化物的熔點高答案D解析X、Y、Z、W、M五種元素均為短周期元素,由X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)知,X、M分別為Na、O;Z、M同主族,故Z為S;離子半徑:>W-,且Z、W同周期,故W為Cl;Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大,是一種重要的半導(dǎo)體材料,故Y為Si。5.(2018山東名校聯(lián)考)我國地質(zhì)學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)被譽為“礦石熊貓”的香花石,它由前20號元素中的6種主族元素組成,其化學(xué)式為Y2X3(ZWR4)3T2,其中X、Y、Z為金屬元素,Z的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等,X、Z位于同一族,Y、Z、R、T位于同一周期,R最外層電子數(shù)是次外層的3倍,T無正價,X與R原子序數(shù)之和是W的2倍。下列說法正確的是()A.Y的單質(zhì)不能與水反應(yīng)B.T的單質(zhì)能與R的簡單氫化物發(fā)生置換反應(yīng)C.T的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性最強D.XR2、WR2兩種化合物中R的化合價相同答案B解析根據(jù)題給信息知T無正價,則T為氟元素;Y、Z、R、T位于同一周期,則在第二周期,由R最外層電子數(shù)為次外層的3倍,知R為氧元素;Z的最外層電子數(shù)與次外層相等,則Z為鈹元素;Y、Z為金屬元素,Y在第二周期,則Y為鋰元素;X、Z位于同一主族,則X為鎂元素或鈣元素;若X為鎂元素,則由X與R原子序數(shù)之和是W的2倍,知W的原子序數(shù)為(12+8)÷2=10,推出W為氖元素,不符合題意;若X為鈣元素,則W的原子序數(shù)為14,推出W為硅元素,符合題意,即X為鈣元素、Y為鋰元素、Z為鈹元素、R為氧元素、W為硅元素、T為氟元素。Li與水能夠發(fā)生反應(yīng),選項A錯誤;2F2+2H2O4HF+O2,選項B正確;T為氟元素,沒有最高價氧化物對應(yīng)的水化物,選項C錯誤;XR2、WR2兩種化合物為CaO2、SiO2,因鈣元素為+2價、硅元素為+4價,則O的化合價分別為-1、-2,即兩種化合物中O的化合價不相同,選項D錯誤。6.下列有關(guān)元素的性質(zhì)或遞變規(guī)律的說法正確的是()A.第A族與第A族元素間可形成共價化合物或離子化合物B.第三周期主族元素從左到右,氧化物對應(yīng)的水化物酸性依次增強C.同主族元素的簡單陰離子還原性越強,對應(yīng)的簡單氫化物沸點越高D.同周期金屬元素的主族序數(shù)越大,其原子失電子能力越強答案A解析第A族為H和堿金屬元素,第A族元素為鹵族元素,H與鹵族元素形成共價化合物,堿金屬元素與鹵族元素形成離子化合物,A正確。第三周期元素從左到右非金屬性逐漸增強,其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性依次增強,但如果不是最高價氧化物對應(yīng)的水化物,則沒有此遞變規(guī)律,B錯誤。同主族元素的簡單陰離子還原性越強,元素非金屬性越弱,對應(yīng)簡單氫化物的穩(wěn)定性越弱,但簡單氫化物的沸點不一定越高,如HF的沸點高于HI,C錯誤。同周期金屬元素主族序數(shù)越大,金屬性越弱,越難失去電子,如第三周期中,Na比Al容易失去電子,D錯誤。7.如圖是部分短周期元素化合價與原子序數(shù)的關(guān)系圖。下列說法正確的是()A.原子半徑:Z>Y>XB.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:R<WC.WX3和水反應(yīng)形成的化合物是離子化合物D.Y和Z兩者最高價氧化物對應(yīng)的水化物能相互反應(yīng)答案D解析依據(jù)元素化合價規(guī)律可知X、Y、Z、W、R分別是O、Na、Al、S、Cl。原子半徑Na>Al>O(或Y>Z>X),A錯誤。氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HCl>H2S,B錯誤。SO3(WX3)和水反應(yīng)生成的H2SO4為共價化合物,C錯誤。二、非選擇題(本題包括4個小題,共58分)8.(12分)短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大,元素X的一種高硬度單質(zhì)是寶石,Y2+電子層結(jié)構(gòu)與氖相同,Z的質(zhì)子數(shù)為偶數(shù),室溫下M單質(zhì)為淡黃色固體,回答下列問題:(1)M元素位于周期表中的第周期、第族。 (2)Z元素是,其在自然界中常見的由兩種元素組成的化合物是。 (3)X與M的單質(zhì)在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為,產(chǎn)物分子為直線形,其化學(xué)鍵屬(填“極性”或“非極性”)共價鍵。 (4)四種元素中的可用于航空航天合金材料的制備,其單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 答案(1)三A(2)SiSiO2(3)C+2SCS2極性(4)MgMg+2HClMgCl2+H2解析短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大,元素X的一種高硬度單質(zhì)是寶石,則X是C;Y2+電子層結(jié)構(gòu)與氖相同,則Y是Mg;Z的質(zhì)子數(shù)為偶數(shù),室溫下M單質(zhì)為淡黃色固體,則Z是Si;M是S。(1)S的核外電子排布是2、8、6,所以位于周期表中的第三周期A族;(2)Z元素是Si,其在自然界中常見的由兩種元素組成的化合物是SiO2;(3)X與M的單質(zhì)在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生CS2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2SCS2,產(chǎn)物分子為直線形,結(jié)構(gòu)與CO2類似,由于是不同元素的原子形成的共價鍵,所以其化學(xué)鍵屬極性共價鍵;(4)四種元素中只有Mg是金屬元素,密度較小,制成的合金硬度大,所以可用于航空航天合金材料的制備,該金屬是比較活潑的金屬,可以與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,其單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HClMgCl2+H2。9.(14分)A、B、C、D、E是短周期中原子序數(shù)依次增大的主族元素,常溫下A、B、E的單質(zhì)呈氣態(tài),B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,C的單質(zhì)制成的高壓燈發(fā)出的黃光透霧能力強、射程遠(yuǎn),B、C、D原子的最外層電子數(shù)之和為10。(1)元素D位于第周期、第族。 (2)A、B可形成一種10電子的陽離子X,X的電子式為。 (3)過量的單質(zhì)E與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備高效漂白劑E2B,產(chǎn)物中同時含有能使澄清石灰水變渾濁的氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (4)向一定體積的DE3溶液中滴入5 mol·L-1的NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示,則a=。 答案(1)三A(2)H+(3)2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2(4)7.8解析A、B、C、D、E是短周期中原子序數(shù)依次增大的主族元素,由“B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍”推出B為O,由“C的單質(zhì)制成的高壓燈發(fā)出的黃光透霧能力強、射程遠(yuǎn)”推出C為Na,結(jié)合“B、C、D的最外層電子數(shù)之和為10”可知D為Al,結(jié)合“常溫下A、B、E的單質(zhì)呈氣態(tài)”及(2)中“A、B可形成一種10電子的陽離子”推出A為H,E為Cl。(1)Al位于元素周期表的第三周期A族。(2)H、O形成的10電子的陽離子為H3O+,H3O+的電子式為H+。(3)分析題給條件知,反應(yīng)物為Cl2和Na2CO3,生成物為Cl2O、CO2和NaCl,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2。(4)AlCl3溶液中滴入NaOH溶液,生成的沉淀為Al(OH)3。由圖可知,加入30 mL NaOH溶液和加入70 mL NaOH溶液時Al(OH)3的物質(zhì)的量都為nAl(OH)3=0.05 mol。設(shè)一定體積的AlCl3溶液中含有AlCl3的物質(zhì)的量為x mol,由Al3+3OH-Al(OH)3可知,當(dāng)x mol AlCl3全部反應(yīng)時,消耗3x mol NaOH,生成x mol Al(OH)3,繼續(xù)加入NaOH溶液至70 mL時,由Al(OH)3+OH-Al+2H2O可知,消耗(x-0.05) mol Al(OH)3,消耗(x-0.05) mol NaOH,所以3x+(x-0.05)=5×0.07,解得x=0.1,所以a=0.1×78=7.8。10.(16分)X、Y、Z、J、Q五種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,元素Z在地殼中含量最高,J元素的焰色反應(yīng)呈黃色,Q的最外層電子數(shù)與其電子總數(shù)比為38,X能與J形成離子化合物,且J+的半徑大于X-的半徑,Y的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一。請回答:(1)Q元素在周期表中的位置:。 (2)這五種元素原子半徑從大到小的順序為(填元素符號)。 (3)元素的非金屬性Z(填“>”或“<”)Q,下列各項中,不能說明這一結(jié)論的事實有(填序號)。 A.Q的氫化物的水溶液放置在空氣中會變渾濁B.Z與Q之間形成的化合物中元素的化合價C.Z和Q的單質(zhì)的狀態(tài)D.Z和Q在周期表中的位置(4)Q的氫化物與Z的氫化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (5)X與Y可形成分子A,也可形成陽離子B,A、B在水溶液中酸、堿性恰好相反,寫出A的電子式:;B的水溶液不呈中性的原因:(用離子方程式表示)。 (6)液態(tài)A類似X2Z,也能微弱電離且產(chǎn)生電子數(shù)相同的兩種離子,則液態(tài)A的電離方程式為。 答案(1)第三周期第A族(2)Na>S>N>O>H(3)>C(4)H2O2+H2SS+2H2O(5)HN+H2ONH3·H2O+H+(6)2NH3N+N解析元素Z在地殼中含量最高,是O。J元素的焰色反應(yīng)呈黃色,是Na。Q的最外層電子數(shù)與其電子總數(shù)比為38,即最外層電子數(shù)不是3,是6,是S,X能與J形成離子化合物,且J+的半徑大于X-的半徑,則X是H,不是F(Na+的半徑小于F-的半徑),Y的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一,結(jié)合原子序數(shù)遞增知是N。(1)S在周期表的第三周期第A族。(2)根據(jù)同周期主族元素原子半徑由左向右逐漸減小,同主族由上到下原子半徑逐漸增大知原子半徑:Na>S>N>O>H。(3)Q的氫化物的水溶液放置在空氣中會變渾濁,即氧氣置換出硫單質(zhì),非金屬性O(shè)>S,A能說明;根據(jù)O與S之間形成的化合物中S的化合價為正價知非金屬性O(shè)>S,B能說明;不能根據(jù)氧氣和S單質(zhì)的狀態(tài)判斷非金屬性強弱,C不能說明;同主族由上到下非金屬性逐漸減弱,即非金屬性O(shè)>S,D能說明。(4)硫化氫與過氧化氫可發(fā)生氧化還原反應(yīng):H2O2+H2SS+2H2O。(5)根據(jù)題意A是氨氣,B是N,N水解使溶液呈酸性。(6)液氨的電離類似水,電離生成N、N。11.(16分)下表為元素周期表的一部分。碳氮YX硫Z回答下列問題:(1)Z元素在周期表中的位置為。 (2)表中元素原子半徑最大的是(寫元素符號)。 (3)下列事實能說明Y元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強的是。 A.Y單質(zhì)與H2S溶液反應(yīng),溶液變渾濁B.在氧化還原反應(yīng)中,1 mol Y單質(zhì)比1 mol S得電子多C.Y和S的簡單氫化物受熱分解,前者的分解溫度高(4)X與Z兩元素的單質(zhì)反應(yīng)生成1 mol X的最高價化合物,恢復(fù)至室溫,放熱687 kJ,已知該化合物的熔點和沸點分別為-69 和58 。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。 (5)碳與鎂形成的1 mol化合物Q與水反應(yīng),生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴,該烴分子中碳、氫質(zhì)量比為91,烴的電子式為。Q與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (6)銅與一定濃度的硝酸和硫酸的混合溶液反應(yīng),生成的鹽只有硫酸銅,同時生成的兩種氣體均由上表中兩種元素組成,氣體的相對分子質(zhì)量都小于50。為防止污染,將產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)化為最高價含氧酸鹽,消耗1 L 2.2 mol·L-1 NaOH溶液和1 mol O2,則兩種氣體的分子式及物質(zhì)的量分別為,生成硫酸銅的物質(zhì)的量為。 答案(1)第三周期第A族(2)Si(3)AC(4)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)H=-687 kJ· mol-1(5)CHMg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4(6)NO:0.9 mol;NO2:1.3 mol2 mol解析根據(jù)周期表的結(jié)構(gòu)易推知元素X、Y、Z分別為Si、O、Cl。(1)Z(Cl)在周期表中的位置為第三周期第A族。(2)X(Si)、S、Z(Cl)的電子層數(shù)相同,比C、N、O多一個電子層,且根據(jù)“序大徑小”的規(guī)律知Si原子半徑最大。(3)置換反應(yīng)說明氧化性:O2>S,故非金屬性:O>S,A正確。得電子數(shù)的多少不能說明元素非金屬性的強弱,B錯誤。氫化物分解所需的溫度越高,說明氫化物越穩(wěn)定,故非金屬性:O>S,C正確。(4)Si與Cl2生成的Si的最高價化合物為SiCl4,根據(jù)SiCl4的熔沸點可知常溫下其狀態(tài)為液態(tài),故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)H=-687 kJ·mol-1。(5)根據(jù)Mg與C形成的1 mol化合物Q與水反應(yīng)生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴,根據(jù)氧原子守恒,說明參加反應(yīng)的水為4 mol,則反應(yīng)生成的烴分子中含有4個H原子(H守恒),該烴中碳與氫的質(zhì)量比為91,則該烴分子中C與H的物質(zhì)的量之比為34,故該烴的分子式為C3H4。符合一元炔或二烯烴的通式(CnH2n-2),由于該烴分子中只有三個碳原子,故該烴為丙炔HCCCH3,其電子式為CH。Q與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4。(6)該反應(yīng)過程的原理為()Cu+HNO3+H2SO4CuSO4+NO+NO2+H2O(未配平);()NO+NO2+NaOH+O2NaNO3+H2O(未配平)。設(shè)NO、NO2的物質(zhì)的量分別為x、y,根據(jù)N原子守恒和電子守恒可得解得x=0.9 mol,y=1.3 mol。反應(yīng)()中Cu轉(zhuǎn)化為CuSO4且與反應(yīng)()中O2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等,即n(CuSO4)×2=n(O2)×4=4 mol,故n(CuSO4)=2 mol。