高考分類題庫考點5 物質結構和元素周期律

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1、考點5 物質結構和元素周期律 ．(2015·北京高考·7)下列有關性質的比較,不能用元素周期律解釋的是 ( ) A．酸性:H2SO4>H3PO4 B．非金屬性:Cl>Br C．堿性:NaOH>Mg(OH)2 D．熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)元素的非金屬性越強,其最高價含氧酸酸性越強;金屬性越強,其最高價氧化物對應的水化物的堿性越強。 (2)同周期元素從左向右非金屬性逐漸增強,金屬性逐漸減弱;同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱。 【解析】選D。非金屬性越強,其最高價含氧酸的酸性越強;金屬性越強,其最高價氧化物對應

2、的水化物的堿性越強;同周期元素從左向右非金屬性逐漸增強,金屬性逐漸減弱,同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱,故A、B、C正確;D項與元素周期律沒有關系。 ．(2015·福建高考·10)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如下圖所示,其中W原子的質子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍,下列說法不正確的是 X Y Z W A.原子半徑:W>Z>Y>X B．最高價氧化物對應水化物的酸性:X>W>Z C．最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>X>W>Z D．元素X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數(shù)相等 【解析】選A。W原子的質子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍,則W為磷元素,根據(jù)元素

3、在周期表中的位置關系可確定,X為氮元素,Y為氧元素,Z為硅元素。同周期元素原子半徑自左向右逐漸減小,同主族自上而下逐漸增大,則根據(jù)元素在周期表中的位置判定原子半徑:Z>W>X>Y,A錯誤;元素非金屬性同主族自上而下逐漸減小,同周期自左向右逐漸增大,故最高價氧化物對應水化物的酸性:X>W>Z,B正確;元素非金屬性同主族自上而下逐漸減小,同周期自左向右逐漸增大,故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性為Y>X>W>Z,C正確;元素原子的最高化合價一般等于該元素原子的最外層電子數(shù),則元素X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數(shù)相等,D正確。 ．(2015·全國卷Ⅰ·12)W、X、Y、Z均為短周期主族元素,原子序數(shù)依次

4、增加,且原子核外L電子層的電子數(shù)分別為0、5、8、8,它們的最外層電子數(shù)之和為18。下列說法正確的是 ( ) A．單質的沸點:W>X B．陰離子的還原性:W >Z C．氧化物的水化物的酸性:Y

5、明Y是P,Z是Cl。氮氣和氫氣都是分子晶體,相對分子質量大的沸點高,氮氣的沸點大于氫氣的,A錯誤;氫元素的非金屬性比Cl弱,所以簡單陰離子的還原性W>Z,B正確;未指明最高價氧化物的水化物,不能判斷酸性的強弱,C錯誤;N與P可以存在于同一離子化合物中,如磷酸銨,D錯誤。 ．(2015·全國卷Ⅱ·9)原子序數(shù)依次增大的元素a、b、c、d,它們的最外層電子數(shù)分別為1、6、7、1。a－的電子層結構與氦相同,b和c的次外層有8個電子,c－和d＋的電子層結構相同。下列敘述錯誤的是 ( ) A．元素的非金屬性次序為c>b>a B．a和其他3種元素均能形成共價化合物 C．d和其他3種元素均能形

6、成離子化合物 D．元素a、b、c各自最高和最低化合價的代數(shù)和分別為0、4、6 【解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)明確原子核外電子排布; (2)掌握常見的短周期元素離子的結構特點。 【解析】選B。a－的電子層結構與氦相同,說明a是H,b、c的最外層分別有6、7個電子,次外層有8個電子說明是S、Cl,c－和d＋的電子層結構相同,d為K。元素的非金屬性次序為c>b>a,A正確;K在化合物中只能是K＋,只能形成離子化合物,不能形成共價化合物,B錯誤;d和其他3種元素均能形成離子化合物,如氫化鉀、硫化鉀和氯化鉀,C正確;a、b、c元素各自最高正價和最低負價分別為＋1和－1、＋6和－2

7、、＋7和－1,所以各自最高和最低化合價的代數(shù)和分別為0、4、6,D正確。 ．(2015·山東高考·8)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。已知Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍,下列說法正確的是 Y Z X W A.原子半徑:XZ C．Z、W均可與Mg形成離子化合物 D．最高價氧化物對應水化物的酸性:Y>W 【解題指南】解答本題注意以下兩點: (1)本題的突破口是“Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍”; (2)掌握同周期元素性質的遞變規(guī)律。 【解析】選C。設元素Y的原子序數(shù)為y,則y＋y＋10=3×(

8、y＋1),解得y=7,則Y為N、X為Si、Z為O、W為Cl。原子半徑:Z

9、生的措施 【解析】選C。液晶態(tài)是指介于晶體和液體之間的物質狀態(tài)。液晶一方面像液體具有流動性,另一方面又像晶體,分子在特定方向排列比較整齊有序,具有各向異性的特點,A項正確;一個水分子可以與周圍四個水分子形成氫鍵,由于氫鍵的存在,使0℃冰的密度比水的小,4℃時水的密度最大,B項正確;納米銀粒子的聚集為物理變化,C項錯誤;減少酸雨的措施有燃料的脫硫脫氮、二氧化硫的回收利用、將氮的氧化物催化轉化為氮氣等,D項正確。 ．(2015·浙江高考·9)下表為元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W為短周期元素,W元素原子的核電荷數(shù)為X元素的2倍。 X Y Z W T 下列說法正

10、確的是 ( ) A．X、W、Z元素的原子半徑及它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性均依次遞增 B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游離態(tài)存在,它們的最高價氧化物的水化物的酸性依次遞增 C．YX2晶體熔化、液態(tài)WX3氣化均需克服分子間作用力 D．根據(jù)元素周期律,可以推測T元素的單質具有半導體特性,T2X3具有氧化性和還原性 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)同周期元素,從左到右,原子半徑逐漸減小。 (2)元素非金屬性越強,其氫化物越穩(wěn)定。 【解析】選D。由W元素原子的核電荷數(shù)為X元素的2倍,且兩者位于同主族,可推出X為氧元素、W為硫元素,再依據(jù)在周期表中的位置可推知Z為磷

11、元素、Y為硅元素、T為砷元素。O、S、P的原子半徑大小關系為P>S>O;非金屬性強弱關系為O>S>P。非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,故氫化物的穩(wěn)定性為H2O>H2S>PH3,A項錯誤;硫元素在自然界中可以以單質形式存在,B項錯誤;SiO2晶體由共價鍵構成,沒有分子,C項錯誤;As位于金屬元素與非金屬元素的分界線處,具有半導體特性,As2O3中As為＋3價,使As2O3既有氧化性,又有還原性,D項正確。 【誤區(qū)提醒】該題易錯認為SiO2晶體由分子構成,其存在范德華力。 ．(2015·重慶高考·2)下列說法正確的是 ( ) A．I的原子半徑大于Br,HI比HBr的熱穩(wěn)定性強 B．P

12、的非金屬性強于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性強 C．Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應 D．SO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)同一周期元素從左到右元素的非金屬性逐漸增強;同主族元素從上到下元素的非金屬性逐漸減弱; (2)亞硫酸根容易被硝酸氧化。 【解析】選B。A項,非金屬性Br>I,則HBr比HI的熱穩(wěn)定性強,錯誤;B項,非金屬性P>Si,則H3PO4比H2SiO3的酸性強,正確;C項,Al2O3屬于兩性氧化物,能與氫氧化鈉溶液反應,MgO屬于堿性氧化物,與NaOH溶液不反應,錯誤;

13、D項,SO2在酸性環(huán)境中能被Ba(NO3)2氧化,則SO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀,錯誤。 ．(2015·海南高考·2)下列離子中半徑最大的是 ( ) A．Na＋B．Mg2＋C．O2－D． F－ 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)同周期、同主族中微粒半徑大小變化規(guī)律; (2)具有相同電子層結構的離子半徑大小變化規(guī)律的理解與應用。 【解析】選C。具有相同電子層結構的粒子,其半徑隨著原子序數(shù)增大而逐漸減小,Na＋、Mg2＋、O2－、F－都是10電子微粒,因此離子半徑最大的是O2－,最小的是Mg2＋。 ．(2015·海南高考·1

14、2)a、b、c、d為短周期元素,a的M電子層有1個電子,b的最外層電子數(shù)為內層電子數(shù)的2倍,c的最高化合價為最低化合價絕對值的3倍,c與d同周期,d的原子半徑小于c。下列敘述錯誤的是 ( ) A．d元素的非金屬性最強 B．它們均存在兩種或兩種以上的氧化物 C．只有a與其他元素生成的化合物都是離子化合物 D．b、c、d分別與氫形成的化合物中化學鍵均為極性共價鍵 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)原子結構與元素在元素周期表中位置的關系; (2)元素周期律的理解與應用。 【解析】選D。a、b、c、d均為短周期元素,a的M電子層有1個電子,則a為鈉元素;b的最外層電子

15、數(shù)為內層電子數(shù)的2倍,則b為碳元素;c的最高化合價為最低化合價絕對值的3倍,則c為硫元素(因為氧元素沒有最高正價),c與d同周期,d的原子半徑小于c,則d為氯元素,進而確定氯元素非金屬性最強,A正確;鈉、碳、硫、氯均存在兩種或兩種以上的氧化物,B正確;只有鈉元素與其他元素生成的化合物均為離子化合物,C正確;碳、硫、氯與氫形成的化合物中化學鍵多數(shù)為極性共價鍵,如CH4、H2S、HCl,但是碳元素與氫元素形成的化合物中可以含有非極性共價鍵,如CH3—CH3中的碳碳單鍵,D錯誤。 ．(2015·江蘇高考·2)下列有關氯元素及其化合物的表示正確的是 ( ) A．質子數(shù)為17、中子數(shù)為20的氯

16、原子Cl B．氯離子(Cl－)的結構示意圖: C．氯分子的電子式: D．氯乙烯分子的結構簡式:H3C—CH2Cl 【解析】選C。質子數(shù)為17、中子數(shù)為20的氯原子可以表示為Cl,A項錯誤;氯離子最外層為8個電子,結構示意圖為,B項錯誤;兩個氯原子構成氯分子時形成一個共用電子對,電子式為,C項正確;氯乙烯分子的結構簡式為CH2CHCl,D項錯誤。 ．(2015·江蘇高考·4)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是 ( ) A．元素C的單質只存在金剛石和石墨兩種同素異形體 B．Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2＋)>r(Mg) C．在該反應條件下,M

17、g的還原性強于C的還原性 D．該反應中化學能全部轉化為熱能 【解析】選C。除金剛石和石墨外,C還存在C60等同素異構體,A項錯誤;Mg的電子層數(shù)比Mg2＋多,所以半徑r(Mg)>r(Mg2＋),B項錯誤;反應方程式為2Mg ＋ CO22MgO ＋ C,還原劑為Mg,還原產物為C,由還原劑的還原性強于還原產物,可得Mg的還原性強于C,C項正確;燃燒過程中除了轉化為熱能還轉化為光能等其他能量,D項錯誤。 ．(2015·江蘇高考·5)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X原子最外層有6個電子,Y是至今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強的元素,Z在周期表中處于周期序數(shù)等于族序數(shù)的位置,W的單質廣泛用作

18、半導體材料。下列敘述正確的是 ( ) A．原子最外層電子數(shù)由多到少的順序:Y、X、W、Z B．原子半徑由大到小的順序:W、Z、Y、X C．元素非金屬性由強到弱的順序:Z、W、X D．簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強到弱的順序:X、Y、W 【解題指南】解答本題時應首先分析題目所給各元素的特征推出元素的種類,再根據(jù)元素周期律分析各選項。 【解析】選A。短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X原子最外層有6個電子,則X為O;Y是至今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強的元素,則Y為F;Z元素位于第3周期,其周期序數(shù)等于族序數(shù),則Z為Al;W的單質廣泛用作半導體材料,則W為Si。依據(jù)元素周期律知識和

19、原子結構特點判斷:最外層電子數(shù)依次為6、7、3、4,則由多到少的順序為F>O>Si>Al,A項正確;原子半徑:Al>Si>O>F,B項錯誤;非金屬性:F>O>Si>Al,C項錯誤;簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HF>H2O>SiH4,D項錯誤。 ．(雙選)(2015·廣東高考·23)甲～庚等元素在周期表中的相對位置如下表,己的最高價氧化物對應水化物有強脫水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外層與最內層具有相同電子數(shù)。下列判斷正確的是 A．丙與戊的原子序數(shù)相差28 B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:庚<己<戊 C．常溫下,甲和乙的單質均能與水劇烈反應 D．丁的最高價氧化物可用于制造光導纖維 【解

20、題指南】解答本題注意以下兩點: (1)解答本題的突破口是“己的最高價氧化物對應水化物有強脫水性”; (2)掌握常見物質的用途以及同周期同主族元素性質的遞變規(guī)律。 【解析】選A、D。己的最高價氧化物對應水化物有強脫水性,可知己為硫元素,甲和丁在同一周期,即與硫元素在同一周期,又因甲原子最外層與最內層具有相同電子數(shù),可知甲為鎂元素,根據(jù)題中各元素的相對位置可推斷出乙為Ca,丙為B、丁為Si、戊為As、庚為F。B與As的原子序數(shù)相差28,A項正確;元素非金屬性強弱順序是F>S>As,故氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性應為庚>己>戊,B項錯誤;常溫下鎂與水只是緩慢反應,C項錯誤;SiO2可以用于制造光導纖維,

21、D項正確。 ．(2015·天津高考·7)隨原子序數(shù)遞增,八種短周期元素(用字母x表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。 根據(jù)判斷出的元素回答問題: (1)f在周期表中的位置是。 (2)比較d、e常見離子的半徑大小(用化學式表示,下同):>;比較g、h的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱:>。 (3)任選上述元素組成一種四原子共價化合物,寫出其電子式:。 (4)已知1 mol e的單質在足量d2中燃燒,恢復至室溫,放出255.5 kJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:。 (5)上述元素可組成鹽R:zx4f(gd4)2。向盛有10 mL 1 mol·L－1R溶

22、液的燒杯中滴加1 mol·L－1NaOH溶液,沉淀物質的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如下: ①R溶液中,離子濃度由大到小的順序是。 ②寫出m點反應的離子方程式:。 ③若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液,充分反應后,溶液中產生沉淀的物質的量為mol。 【解析】從圖中的化合價和原子半徑的大小,可以推出x是氫元素,y是碳元素,z是氮元素,d是氧元素,e是鈉元素,f是鋁元素,g是硫元素,h是氯元素。 (1)f是Al,在元素周期表的位置是第3周期ⅢA族。 (2)電子層結構相同的離子,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,故r(O2－)>r(Na＋);非金屬性越強

23、最高價氧化物對應水化物的酸性越強,HClO4>H2SO4。 (3)四原子共價化合物,可以是NH3、H2O2、C2H2等,其電子式分別為、、。 (4)1 mol Na的單質在足量O2中燃燒,放出255.5 kJ熱量,該反應的熱化學方程式為2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)　ΔH=－511 kJ·mol－1。 (5)①R是NH4Al(SO4)2,Al3＋比N水解程度更大,離子濃度由大到小的順序是c(S)>c(N)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－); ②m點前后過程中加入氫氧化鈉,沉淀物質的量不變,是N發(fā)生了反應,離子方程式為N＋OH－NH3·H2O; ③10 mL 1 mo

24、l·L－1NH4Al(SO4)2,溶液中Al3＋物質的量為0.01 mol,N的物質的量為0.01 mol,S的物質的量為0.02 mol,20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液中Ba2＋物質的量為0.024 mol,OH－為0.048 mol,由離子反應先后可知可生成0.02 mol BaSO4沉淀;OH－先與Al3＋反應生成Al(OH)3,再與N反應,若有剩余再同Al(OH)3反應轉化成Al,經計算可知Al(OH)3還剩余0.002 mol,可知生成沉淀的總物質的量為0.022 mol。 答案:(1)第3周期ⅢA族 (2)r(O2－)>r(Na＋)HClO4>H2SO4

25、 (3) (或或等其他合理答案均可) (4)2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)ΔH=－511 kJ·mol－1 (5)①c(S)>c(N)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－) ②N＋OH－NH3·H2O ③0.022 ．(2015·海南高考·14)單質Z是一種常見的半導體材料,可由X通過如下圖所示的路線制備,其中X為Z的氧化物,Y為氫化物,分子結構與甲烷相似,回答下列問題: (1)能與X發(fā)生化學反應的酸是;由X制備Mg2Z的化學方程式為?。 (2)由Mg2Z生成Y的化學方程式為, Y分子的電子式為。 (3)Z、X中共價鍵的類型分別是、。 【解析】Z為半導體單

26、質,則Z是Si;其氧化物為二氧化硅,即X為SiO2,可與氫氟酸反應,根據(jù)反應的流程圖可知,二氧化硅與Mg反應生成Mg2Si,Mg2Si與鹽酸反應生成的Y為氫化物,則Y的分子式是SiH4,其電子式為,加熱分解可得到Si單質。 答案:(1)氫氟酸　SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si (2)Mg2Si＋4HCl2MgCl2＋SiH4 (3)非極性鍵　極性鍵 內容總結 （1）考點5 物質結構和元素周期律 AUTONUM ．(2015·北京高考·7)下列有關性質的比較,不能用元素周期律解釋的是 ( ) A．酸性:H2SO4>H3PO4 B．非金屬性:Cl>Br C．堿性:NaOH>Mg(OH)2 D．熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)元素的非金屬性越強,其最高價含氧酸酸性越強