第5講物質結構和元素周期律限時50分鐘，滿分70分一、選擇題(包括7個小題，每小題5分，共35分)1據(jù)新聞網(wǎng)報道：科學家首次合成第117號元素，被美國時代周刊評選為當年十大科學發(fā)現(xiàn)。假如第117號元素符號暫時定為Up，下列關于Up和Up的說法中正確的是A.Up和Up是兩種元素B.Up和Up互為同位素C.Up和Up質子數(shù)不同、中子數(shù)相同D.Up和Up質量數(shù)相同、電子數(shù)不同解析Up和Up是同種元素的兩種核素，元素符號左上角的數(shù)字表示該核素的質量數(shù)，左下角的數(shù)字表示該核素的質子數(shù)，它們的質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，A選項錯誤，B選項正確；Up和Up的質子數(shù)、電子數(shù)都是117，而質量數(shù)分別為293、294，中子數(shù)分別為176、177，C、D選項均錯誤。答案B2(2015上海高考)不能作為判斷硫、氯兩種元素非金屬性強弱的依據(jù)是A單質氧化性的強弱B單質沸點的高低C單質與氫氣化合的難易D最高價氧化物對應的水化物酸性的強弱解析A元素的非金屬性越強，其單質獲得電子的能力就越強，因此單質氧化性就越強。故可以通過比較單質氧化性的強弱，判斷元素的非金屬性的強弱；B.S單質、Cl2都是分子晶體，分子之間通過分子間作用力結合，分子間作用力越大，物質的熔沸點就越高，這與元素的非金屬性強弱無關；C.元素的非金屬性越強，其單質與氫氣化合形成氫化物就越容易，形成的氫化物的穩(wěn)定性就越強。因此可以比較元素的非金屬性的強弱；D.元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的酸性就越強，因此可以通過比較硫、氯兩種元素最高價氧化物對應的水化物酸性的強弱比較元素的非金屬性的強弱。答案B3元素周期律揭示了元素間的遞變規(guī)律，下列遞變規(guī)律正確的是AA族元素氫化物沸點：SiH4CH4，所以A族元素氫化物沸點：PH3NH3B第二周期元素氫化物穩(wěn)定性：HFH2O，所以第三周期元素氫化物穩(wěn)定性：HClH2SCA族元素的非金屬性：FCl，所以A族元素氫化物的酸性：HFHClD鎂比鋁活潑，工業(yè)上用電解熔融氧化鋁制鋁，所以工業(yè)上也用電解熔融氧化鎂制鎂解析A項，由于NH3分子間能形成氫鍵，所以其沸點高于PH3，錯誤；C項，非金屬性越強， 其最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，不能說明氫化物酸性強弱，錯誤；D項，由于MgO的熔點高，故工業(yè)上是電解熔融的氯化鎂制鎂，錯誤。答案B4(2016哈師大附中模擬)下列物質中含有相同的化學鍵類型的是ANaCl、HCl、H2O、NaOHBCl2、Na2S、HCl、SO2CHBr、CO2、H2O、CS2 DNa2O2、H2O2、H2O、O3解析A、四種物質含有的化學鍵分別是離子鍵、極性鍵、極性鍵、離子鍵和極性鍵，A錯誤；B、四種物質含有的化學鍵分別是非極性鍵、離子鍵、極性鍵、極性鍵，B錯誤；C、四種物質含有的化學鍵均是極性鍵，C正確；D、四種物質含有的化學鍵分別是離子鍵和非極性鍵、極性鍵和非極性鍵、極性鍵、非極性鍵，D錯誤。答案C5(2016承德模擬)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。下列說法正確的是A元素Y和元素Z的最高正化合價相同B單核陰離子半徑的大小順序為：r(W)r(Y)r(Z)C氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：XYZD元素W的最高價氧化物對應的水化物是強酸解析X、Y、Z、W均為短周期元素，Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，次外層電子數(shù)為2，最外層電子數(shù)為6，則Y為O元素；由圖中的位置可知，X為N，Z為S，W為Cl。氧元素一般沒有正化合價，故A錯誤；電子層結構相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑S2ClO2，故B錯誤；非金屬性ONS，則氫化物穩(wěn)定性H2ONH3H2S，故C錯誤；W為Cl元素，最高價含氧酸HClO4是最強的含氧酸，故D正確。答案D6(2016江蘇高考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，X原子的最外層有6個電子，Y是迄今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強的元素，在周期表中Z位于A族，W與X屬于同一主族，下列說法正確的是A元素X、W的簡單陰離子具有相同的電子層結構B由Y、Z兩種元素組成的化合物是離子化合物CW的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強D原子半徑：r(X)r(Y)r(Z)r(W)解析Y是迄今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強的元素，則Y是F元素，X原子的最外層有6個電子，且原子序數(shù)比F小，則X是O元素，Z位于A族，原子序數(shù)比F大，則Z為Na元素，W與O屬于同一主族且原子序數(shù)比O大，則W是S元素。A項中，O2的結構示意圖為，S2的結構示意圖為，錯誤；B項中，Y與Z形成的化合物NaF是離子化合物，正確；C項中，HF的熱穩(wěn)定性比H2S強，錯誤；D項中，原子半徑大小順序為r(Na)r(S)r(O)r(F)，錯誤。答案B7(2016福州模擬)X、Y、Z、W、R屬于短周期主族元素。X的原子半徑短周期主族元素中最大，Y元素的原子最外層電子數(shù)為m，次外層電子數(shù)為n，Z元素的原子L層電子數(shù)為mn，M層電子數(shù)為mn，W元素與Z元素同主族，R元素原子與Y元素原子的核外電子數(shù)之比為21。下列敘述錯誤的是AX與Y形成的兩種化合物中陰、陽離子的個數(shù)比均為12BY的氫化物比R的氫化物穩(wěn)定，熔沸點高C. Z、W、R最高價氧化物對應水化物的酸性強弱順序是：RWZDRY2、WY2通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成解析X的原子半徑在短周期主族元素中最大，應為Na元素；Y元素的原子外層電子數(shù)為m，次外層電子數(shù)為n，Z元素的原子L層電子數(shù)為mn，M層電子數(shù)為mn，因為L層電子最多為8，則n=2，m=6，所以Y為O元素，Z為Si元素，W元素與Z元素同主族，應為C元素，R元素原子與Y元素原子的核外電子數(shù)之比為21，Y的核外電子數(shù)為8，則R的核外電子數(shù)為16，應為S元素。A.X與Y形成的兩種化合物分別為Na2O、Na2O2，兩種化合物中陰、陽離子的個數(shù)比均為12，故A正確；B.Y是O元素，R是S元素，元素的非金屬性越強其氫化物越穩(wěn)定，氧元素的非金屬性大于硫元素，所以水的穩(wěn)定性大于硫化氫，且水中含有氫鍵，沸點高，故B正確；C.非金屬性：SCSi，元素的非金屬性越強，對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強，故C正確；D.SO2、CO2對應的酸的酸性比鹽酸弱，與氯化鋇都不反應，故D錯誤。答案D二、非選擇題(包括4個小題，共35分)8(8分)(2016海南高考)短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大，元素X的一種高硬度單質是寶石，Y2電子層結構與氖相同，Z的質子數(shù)為偶數(shù)，室溫下M單質為淡黃色固體，回答下列問題：(1)M元素位于周期表中的第_周期、_族。(2)Z元素是_，其在自然界中常見的二元化合物是_。(3)X與M的單質在高溫下反應的化學方程式為_，產(chǎn)物分子為直線形，其化學鍵屬_共價鍵(填“極性”或“非極性”)。(4)四種元素中的_可用于航空航天合金材料的制備，其單質與稀鹽酸反應的化學方程式為_。解析短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大，元素X的一種高硬度單質是寶石，則X是C元素；Y2電子層結構與氖相同，則Y是Mg元素；Z的質子數(shù)為偶數(shù)，室溫下M單質為淡黃色固體，則Z是Si元素；M是S元素。(1)M元素是S，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元素，其在自然界中常見的二元化合物是SiO2；(3)X與M的單質在高溫下反應產(chǎn)生CS2，該反應的化學方程式為C2SCS2，產(chǎn)物分子為直線形，結構與CO2類似， 由于是不同元素的原子形成的共價鍵，所以其化學鍵屬極性共價鍵；(4)四種元素中只有Mg是金屬元素，密度比較小，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)生置換反應產(chǎn)生氫氣，其單質與稀鹽酸反應的化學方程式為Mg2HCl=MgCl2H2。答案(1)三A(2)SiSiO2 (3)C2SCS2極性(4)MgMg2HCl=MgCl2H29(9分)元素單質及其化合物有廣泛用途，請根據(jù)周期表中第三周期元素相關知識回答下列問題：(1)按原子序數(shù)遞增的順序(稀有氣體除外)，以下說法正確的是_。a原子半徑和離子半徑均減小b金屬性減弱，非金屬性增強c氧化物對應的水化物堿性減弱，酸性增強d單質的熔點降低(2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素名稱為_，氧化性最弱的簡單陽離子是_。(3)已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3類型離子化合物離子化合物離子化合物共價化合物熔點/2 8002 050714191工業(yè)制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是_；制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是_。(4)晶體硅(熔點1 410 )是良好的半導體材料。由粗硅制純硅過程如下：Si(粗)SiCl4(純)Si(純)SiCl4的電子式為_。解析(1)第三周期元素從左到右，原子半徑依次減小，陽離子半徑依次減小，陰離子半徑依次減小，但陽離子只有兩個電子層，陰離子有三個電子層，陽離子半徑小于陰離子半徑，a錯誤；金屬性減弱，非金屬性增強，b正確；最高價氧化物對應的水化物堿性減弱，酸性增強，c錯誤；第三周期元素的單質中，硅的熔點最高，d錯誤。(2)第三周期中原子最外層與次外層電子數(shù)相同的是氬，氧化性最弱的簡單陽離子是Na。(3)工業(yè)上制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是MgO的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本。制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是AlCl3為共價化合物，熔融態(tài)難導電。(4)SiCl4是共價化合物，電子式為。答案(1)b(2)氬Na(或鈉離子)(3)MgO熔點高，熔融時耗費更多資源，增加生產(chǎn)成本AlCl3為共價化合物，熔融態(tài)難導電(4) 10(9分)(2016合肥模擬)X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序數(shù)依次增大。X原子核外各層電子數(shù)之比為12，Y原子和Z原子的核外電子數(shù)之和為20，W和R是同周期相鄰元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。請回答下列問題：(1)元素X的最高價氧化物的電子式為_；元素Z的離子結構示意圖為_。(2)單質銅和元素Y的最高價氧化物對應水化物的稀溶液發(fā)生反應的化學方程式為_。(3)元素W位于周期表的第_族，其非金屬性比R弱，用原子結構的知識解釋原因：_。(4)R的一種氧化物能使品紅溶液褪色，工業(yè)上用Y的氣態(tài)氫化物的水溶液作該氧化物的吸收劑，寫出吸收劑與足量該氧化物反應的離子方程式：_。(5)Y和Z組成的化合物ZY，被大量用于制造電子元件。工業(yè)上用Z的氧化物、X單質和Y單質在高溫下制備ZY，其中Z的氧化物和X單質的物質的量之比為13，則該反應的化學方程式為_。解析由X原子核外各層電子數(shù)之比為12，推出X為C；由Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨且R的原子序數(shù)大于Y，推出Y和R分別為N和S；由W和R是同周期相鄰元素且R的原子序數(shù)大于W，推出W為P；由Y原子和Z原子的核外電子數(shù)之和為20，推出Z為Al。(4)氨水與足量SO2反應生成NH4HSO3。答案(1) (2)8HNO3(稀)3Cu=2NO3Cu(NO3)24H2O(3)AP原子和S原子的電子層數(shù)相同，P原子半徑較大，得電子能力較弱(4)SO2NH3H2O=HSONH(5)Al2O33CN22AlN3CO11(9分)(2016天津高考)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S元素的非金屬性強的是_。aY單質與H2S溶液反應，溶液變渾濁b在氧化還原反應中，1 mol Y單質比1 mol S得電子多cY和S兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高(4)X與Z兩元素的單質反應生成1 mol X的最高價化合物，恢復至室溫，放熱687 kJ，已知該化合物的熔、沸點分別為69 和58 。寫出該反應的熱化學方程式：_。(5)碳與鎂形成的1 mol化合物Q與水反應，生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴，該烴分子中碳氫質量比為91，烴的電子式為_。Q與水反應的化學方程式為_。(6)銅與一定濃度的硝酸和硫酸的混合酸反應，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，氣體的相對分子質量都小于50。為防止污染，將產(chǎn)生的氣體完全轉化為最高價含氧酸鹽，消耗1 L 2.2 molL1 NaOH溶液和1 mol O2，則兩種氣體的分子式及物質的量分別為_，生成硫酸銅物質的量為_。解析根據(jù)周期表的結構易推知元素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、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)a.置換反應說明氧化性：O2S，故非金屬性：OS；b.得電子數(shù)的多少不能說明元素非金屬性的強弱；c.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：OS。(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)，故該反應的熱化學方程式為Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(l)H=687 kJmol1。(5)根據(jù)Mg與C形成的1 mol化合物Q與水反應生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴，根據(jù)氧原子守恒，說明參加反應的水為4 mol，則反應生成的烴中含有4個H原子(H守恒)，該烴中碳與氫的質量比為91，則其物質的量之比為34，故該烴的分子式為C3H4。符合一元炔或二烯烴的通式為CnH2n2，由于該烴中只有三個碳原子，故該烴為丙炔HCCCH3，其電子式為。Q與水反應的化學方程式為Mg2C34H2O=2Mg(OH)2C3H4。(6)該反應過程的原理為()CuHNO3H2SO4CuSO4NONO2H2O；()NONO2NaOHO2NaNO3H2O。設NO、NO2的物質的量分別為x、y，根據(jù)N原子守恒和轉移電子數(shù)相等可得：解得x=0.9 mol，y=1.3 mol。反應()中Cu轉化為CuSO4且與反應()中O2轉移的電子數(shù)相等，即n(CuSO4)2=n(O2)4=4 mol，故n(CuSO4)=2 mol。答案(1)第三周期，A族(2)Si(3)ac(4)Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(l)H=687 kJmol1(5) Mg2C34H2O=2Mg(OH)2C3H4(6)NO：0.9 mol，NO2：1.3 mol2 mol