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專題六　物質結構　元素周期律 1．[2018南京市第三次模擬]下列有關化學用語表示正確的是(　　) A．原子核內有10個中子的氧原子：O B．硫離子的結構示意圖： C．次氯酸鈉的電子式： D．葡萄糖分子的結構簡式：C6H12O6 2．[2018惠州市調研]短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，X原子的質子數(shù)與電子層數(shù)相同，Y、Z同周期且相鄰，Z原子的最外層電子數(shù)是其內層電子數(shù)的3倍，元素W在地殼中的含量僅次于氧。下列說法正確的是(　　) A．原子最外層電子數(shù)由多到少的順序：Z>Y>W>X B．X、Y、Z三種元素形成的化合物中只有共價鍵 C．最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>Z D．最高價氧化物對應水化物的酸性：W>Y 3．[2018安徽省蚌埠市質量檢查]下列說法正確的是(　　) A．1個乙烷分子中存在8對共用電子對 B．NaOH和Na2O2中均含共價鍵和離子鍵 C．62 g Na2O晶體中所含陰、陽離子個數(shù)均為4NA D．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外層都達到8電子穩(wěn)定結構 4．[2018浙江教育綠色評價聯(lián)盟適應性考試]W、X、Y、Z 四種短周期元素，它們在周期表中位置如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．四種元素中原子半徑最大為 W, Y 的氫化物穩(wěn)定性最強 B．四種元素最高價氧化物的水化物都是酸 C．XZ4、 WY2中所含化學鍵類型相同，熔點都很高 D．W、 X 形成的單質都是重要的半導體材料 5．[2018安徽省蚌埠市質量檢查]M、N、Q、P為四種短周期元素，已知M、Q同主族，N、P同周期；M的氣態(tài)氫化物比Q的穩(wěn)定；N的陽離子比P的陽離子氧化性強；N的陽離子比Q的陰離子少一個電子層。下列表示中，正確的是(　　) A．原子序數(shù)：M>N>Q>P B．非金屬性強弱：Q>M C．原子半徑：P>N>Q>M D．簡單離子半徑：P>N>Q>M 6．[2018嘉興市第一中學月考]短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的簡單氫化物可用作制冷劑，Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后，加入稀硫酸，有黃色沉淀析出，同時有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說法不正確的是(　　) A．W的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比X的弱 B．Z與X屬于同一主族，與Y屬于同一周期 C．Y的簡單離子與X的具有相同的電子層結構 D．Y與Z形成的化合物的水溶液可使藍色石蕊試紙變紅 7．[2018浙江省金華市十校聯(lián)考]甲～庚等元素在周期表中的相對位置如下表，己的最高價氧化物的水化物有強脫水性，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25 B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：庚<己<戊 C．丁的最高價氧化物可用于制造光導纖維 D．常溫下，甲和乙的單質能與水劇烈反應 8．[2018南通市調研]短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大，其中X是組成有機物的必要元素，元素Y的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，元素W與X同主族，Z與Q最外層電子數(shù)相差6。下列說法正確的是(　　) A．原子半徑：r(Q)＞r(W)＞r(X)＞r(Y) B．W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的強 C．Y與Z可形成含共價鍵的離子化合物 D．元素Y、Z、Q組成的化合物水溶液一定呈堿性 9．[2018浙江省杭十四中月考] 右表為元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W為短周期元素，W元素的核電荷數(shù)為X元素的2倍。下列說法正確的是(　　) 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 10．[2018河北省定州中學月考] a、b、c、X是中學化學中常見的四種物質，且a、b、c中含有同一種元素，其轉化關系如右圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．若a、b、c均為廚房中常用的物質，則構成c中的陽離子半徑小于其陰離子半徑 B．若a為一種氣態(tài)氫化物，X為O2，則a分子中可能含有10個或者18個電子 C．若b為一種兩性氫氧化物，則X可能是強酸，也可能是強堿 D．若a為固態(tài)非金屬單質，X為O2，則O元素與a元素的原子序數(shù)之差可能為8 11．[2018南京市金陵中學、海安高級中學、南京外國語學校模擬]短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，其中只有Y、Z處于同一周期且相鄰，Z是地殼中含量最多的元素，W是同周期中金屬性最強的元素。下列說法正確的是(　　) A．原子半徑：r(X)N>Si>H，A項正確；H、N、O三種元素可形成化合物NH4NO3，該化合物中既有離子鍵又有共價鍵，B項錯誤；非金屬性：O>N，故最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：H2O>NH3，C項錯誤；非金屬性：N>Si，故最高價氧化物對應水化物的酸性：HNO3>H2SiO3，D項錯誤。 3．B　乙烷分子中含6個C—H 共價鍵和1個C—C共價鍵，所以1個乙烷分子中存在7對共用電子對，A項錯誤；NaOH中氫氧根離子中氫與氧之間存在共價鍵，Na2O2中過氧根離子中氧與氧之間存在非極性共價鍵，所以兩者都是含共價鍵和離子鍵的離子化合物，B項正確；62 g Na2O晶體的物質的量為62/62＝1 mol,1個氧化鈉中含有2個Na＋和1個O2－，所以62 g Na2O晶體中所含陰、陽離子個數(shù)分別為NA,2NA；C項錯誤； PCl3的分子中每個原子都達到了8電子穩(wěn)定結構， BCl3分子中，氯原子最外層達到8電子穩(wěn)定，硼原子只達到6電子結構，D項錯誤。 4．A　由圖可知，X、Y、W、Z四種短周期元素分別為C、O、Si、Cl 4種元素。四種元素中原子半徑最大為 W, Y 的氫化物穩(wěn)定性最強，A項正確； 只有C、Si、Cl 3種元素最高價氧化物的水化物是酸，O沒有，B項不正確；CCl4、SiO2中所含化學鍵類型相同，都是共價鍵，CCl4晶體，所以熔點很低，SiO2為原子晶體，熔點很高，C不正確；硅是重要的半導體材料，碳的單質中沒有半導體材料，D項不正確。 5．C　M、N、Q、P是4種短周期元素，M、Q同主族，M的氣態(tài)氫化物比Q的穩(wěn)定；所以M、Q為非金屬，原子序數(shù)Q>M，M處于第二周期，Q處于第三周期；N、Q、P同周期，均處于第三周期，N的陽離子比Q的陰離子少一個電子層，則N為金屬元素、Q為非金屬元素，N的陽離子比P的陽離子氧化性強，則金屬性NN>P>M，A錯誤；M、Q同主族，M的氣態(tài)氫化物比Q的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定，所以非金屬性M>Q，B錯誤；同周期從左到右元素原子半徑逐漸減小，所以原子半徑P>N>Q，同主族從上到下原子半徑逐漸增大，所以原子半徑Q>M，所以原子半徑P>N>Q>M，C正確；M、N、P離子的核外電子排布相同，Q離子的核外電子排布比M、N、P的離子多一個電子層，電子層數(shù)越多，離子半徑越大，所以Q陰離子半徑最大，核外電子排布相同時，核電荷數(shù)越大，離子的半徑越小，原子序數(shù)N>P>M，所以離子半徑Q>M>P>N，D錯誤，正確選項C。 此題可以采用假設法進行處理，簡單快速；根據(jù)題意，可以假設M為氟元素，N為鎂元素、Q為氯元素、P為鈉元素，這樣四個選項中問題就容易解決了。 6．D　W的簡單氫化物可用作制冷劑，常見為氨氣，則W為N元素。Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的，應為Na元素。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后，加入稀硫酸，有黃色沉淀析出，同時有刺激性氣體產(chǎn)生，黃色沉淀為S，則由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽為Na2S2O3，刺激性氣體為SO2，則X為O元素，Z為S元素。因非金屬性O＞N，元素的非金屬性越強，對應的氫化物越穩(wěn)定， A項正確； Z為S元素，與O同主族，與Na同周期，故B正確；Y為Na元素，X為O元素，二者對應的簡單離子核外都有10個電子，具有相同的電子層結構， C項正確；Y與Z形成的化合物為Na2S，為強堿弱酸鹽，水解使溶液呈堿性，可使石蕊試液變藍色， D項錯誤。 7．C　己的最高價氧化物的水化物有強脫水性，推出己為S，甲原子最外層與最內層具有相同的電子數(shù)，即甲為Mg，乙為Ca，丙為B，丁為Si，戊為As，庚為F，B和As原子序數(shù)相差28，故A錯誤；非金屬性越強，其氫化物越穩(wěn)定，非金屬性強弱順序是F>S>As，則氫化物的穩(wěn)定性：HF>H2S>AsH3，故B錯誤；丁的最高價氧化物為SiO2，SiO2用于制造光導纖維，故C正確；甲為Mg，乙為Ca，Mg與水反應緩慢，Ca與水反應劇烈，故D錯誤。 8．C　短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大，其中X是組成有機物的必要元素，X為C元素；元素Y的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，則Y有2個電子層，最外層有6個電子，為O元素；元素W與X同主族，W為Si元素；Z與Q最外層電子數(shù)相差6，則Z為Na，Q為Cl元素。根據(jù)元素周期律，原子半徑：Cl＜Si, A項錯誤；元素的非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的弱， B項錯誤；過氧化鈉是含共價鍵的離子化合物， C項正確； 元素Y、Z、Q組成的化合物水溶液不一定呈堿性，如高氯酸鈉顯中性， D項錯誤。 9．D　W元素的核電荷數(shù)為X元素的2倍，所以X為氧元素，W為硫元素，Z為磷，Y為硅，T為砷。非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，X、W、Z的非金屬性依次減弱，所以熱穩(wěn)定性依次減弱，A項錯誤；硫在自然界中有游離態(tài)形式 ，B項錯誤；二氧化硅是原子晶體，晶體熔化不需要克服分子間作用力，三氧化硫分子間存在分子間作用力，從液態(tài)變成氣態(tài)，需要克服分子間作用力，C項錯誤；因為砷處于金屬和非金屬的交界處，所以砷有半導體特性，三氧化二砷中砷是＋3價，處于中間價有氧化性和還原性，D項正確。 10．D　若a、b、c均為廚房中常用的物質，a為Na2CO3，X為鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應生成NaHCO3，b為NaHCO3，NaHCO3與鹽酸繼續(xù)反應生成c，c為NaCl，NaCl中Na＋有2個電子層，Cl－有3個電子層，Na＋半徑小于Cl－半徑，A項正確；若a為H2S，與O2反應生成單質硫(b)，硫繼續(xù)與O2反應生成SO2(c)，H2S與O2可直接生成SO2，H2S是18電子微粒。CH4與O2不完全反應生成CO(b)，CO繼續(xù)與O2反應生成CO2(c)，CH4為10電子微粒，B項正確；若b為一種兩性氫氧化物，則b為Al(OH)3，a、b、c、X可分別為AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2、NaOH，或者a、b、c、X分別為NaAlO2、Al(OH)3、AlCl3、HCl，C項正確；若a為固態(tài)非金屬單質硫，與O2反應不能直接生成SO3，硫原子和氧原子序數(shù)雖然能相差8，但不滿足題中轉化關系，D項錯誤。 11．D　Z是地殼中含量最多的元素，即Z為O，W是短周期中金屬性最強的元素，W是Na，只有Y和Z處于同一周期且相鄰，四種元素原子序數(shù)依次增大，因此Y為N，X為H。電子層數(shù)越多，半徑越大，電子層數(shù)相同，半徑隨著原子序數(shù)的遞增而減小，因此半徑大小順序是r(Na)>r(N)>r(O)>r(H), A項錯誤； Na的最高價氧化物的水化物是NaOH，NaOH屬于強堿， B項錯誤；同周期從左向右非金屬性增強，即O的非金屬性強于N, C項錯誤；可以組成HNO3和NH4NO3，前者屬于共價化合物，后者屬于離子化合物， D項正確。 12．D　短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，m、p、q、r、s是由這些元素組成的二元化合物，常溫常壓下r為液體，r為水，其余均為無色氣體；n是元素Y的單質，是綠色植物光合作用產(chǎn)生的無色氣體，Y為氧元素、n是氧氣；p物質能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，p為氨氣，所以W為氫元素，X為氮元素，根據(jù)轉化關系：氨氣和氧氣發(fā)生催化氧化生成水和一氧化氮，所以s為一氧化氮；m的摩爾質量為p的2倍，m應為硫化氫，q能使品紅溶液褪色，q應為二氧化硫，所以Z應為硫元素，硫化氫在氧氣中燃燒生成二氧化硫和水，符合轉化關系；二氧化硫(q)為酸性氧化物，一氧化氮(s)為不成鹽氧化物，A項錯誤；硫的含氧酸中亞硫酸為弱酸，硫酸為強酸，B項錯誤；Y的氫化物為水，Z的氫化物為硫化氫，水比硫化氫穩(wěn)定是因為氫氧鍵比氫硫鍵的鍵能大，屬于化學性質，氫鍵影響物理性質，C項錯誤；同一周期從左到右原子半徑增大，氫原子半徑是所有原子中最小的，所以HS>Cl，A項正確；非金屬性Cl>S，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HCl>H2S，B項正確；C2Cl6可看成C2H6中6個氫原子被Cl原子取代，根據(jù)C2H6的結構式可知C2Cl6分子中各原子最外層電子均滿足8電子結構，C項正確；O、Na、S可形成化合物Na2SO3或Na2SO4，Na2SO4溶液呈中性，Na2SO3溶液因SO水解呈堿性，D項錯誤。 14．答案：(1)第三周期ⅠA族　O2－＞Na＋＞Al3＋　共價鍵 (2)Al (OH)3　H＋＋AlO＋H2OAl (OH)3Al3＋＋3OH－ (3)氯　氯原子與硫原子電子層數(shù)相同，氯原子最外層有7個電子，硫原子最外層有6個電子， 氯的原子半徑比硫的原子半徑小，原子核對外層電子的吸引力比硫大，所以氯的非金屬性更強 (4)2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===1K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O　6.021023 解析：X和R的化合價都為＋1價，應為周期表第ⅠA族，根據(jù)半徑關系可知R為H，X為Na；Z和Q的化合價都有－2價，應為周期表第ⅥA族元素，Z的最高價為＋6價，應為S元素，Q無正價，應為O元素；Y的化合價為＋3價，應為周期表第ⅢA族元素，根據(jù)半徑大于Z小于X可知應和X同周期，為Al元素，M為＋7、－1價，且原子半徑小于S大于O，則M為Cl元素，W為＋5、－3價，且原子半徑小于Cl大于O，則W為N元素。(1)上述元素中，金屬性最強的為Na，在周期表中的位置是第三周期ⅠA族；X、Y、Q各自形成的簡單離子Na＋、Al3＋、O2－具有相同電子層結構，核電荷數(shù)越大半徑越小，故離子半徑由大到小的順序是O2－＞Na＋＞Al3＋；W和R按原子個數(shù)比14構成的陽離子NH所含的化學鍵是共價鍵；(2)表中所列4種第三周期元素Na、Al、S、Cl的最高價氧化物的水化物堿性最弱的是Al(OH)3，Al(OH)3是兩性氫氧化物，存在酸式電離和堿式電離，其電離方程式為H＋＋AlO＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－；(3)同周期元素從左到右非金屬性依次減弱，故Cl與S相比，非金屬性較強的是氯元素。從原子結構的角度說明理由為氯原子與硫原子電子層數(shù)相同，氯原子最外層有7個電子，硫原子最外層有6個電子，氯的原子半徑比硫的原子半徑小，原子核對外層電子的吸引力比硫大，所以氯的非金屬性更強；(4)反應中KMnO4中錳化合價由＋7價變?yōu)椋?價，H2O2中氧元素由－1價變?yōu)?價，轉移電子數(shù)為512＝10，結合氧化還原反應及質量守恒配平，反應方程式如下：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===1K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O；當有0.5 mol H2O2參加此反應，電子轉移的個數(shù)為0.5 mol2NA＝NA＝6.021023。 15．答案：(1)第三周期，ⅦA族　(2)ac (3)Si(s)＋2Cl2(g)＝SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol (4) (5)Mg2C3＋4H2O===2Mg(OH)2＋C3H4↑ 解析：(1)根據(jù)圖表可知，Z是17號氯元素，位于周期表的第三周期，ⅦA族。(2)由元素周期律，非金屬元素的單質與氫氣越容易化合，氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強，而得電子的數(shù)目多少不能作為比較非金屬性強弱的依據(jù)；活潑的非金屬單質能夠置換不活潑的非金屬單質，可以比較非金屬的強弱；氧氣可以置換硫，水比硫化氫穩(wěn)定，故選ac。(3)X為硅元素，Z為氯元素，兩元素的單質反應生成四氯化硅；已知該化合物的熔、沸點分別為－69℃和58℃，所以四氯化硅為液態(tài)，該反應的熱化學方程式為：Si(s)＋2Cl2(g)＝SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol。(4)設該烴分子式為CxHy，烴分子中碳氫質量比為9：1，即12x：y＝9：1，x：y＝3：4；即分子式為C3H4，該物質為丙炔，電子式為。(5)根據(jù)1 mol碳與鎂形成的化合物Q與4 mol水反應，生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴條件，遵循原子守恒規(guī)律，可知化合物Q的化學式為Mg2C3，反應的方程式為Mg2C3＋4H2O===2Mg(OH)2＋C3H4↑。 16．答案：(1) (2)草酸氫根離子的水解程度小于其電離程度 (3)c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋) (4)Ba2＋＋HCO＋ OH－===BaCO3↓＋H2O (5)10－4：1或1：104 (6)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑?、谀嫦? 解析：A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，A、E 同主族，A元素的原子半徑最小，則A為氫元素；B元素原子的最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)的2倍，則B為碳元素；C元素的最高價氧化物對應的水化物X與其氫化物反應生成一種鹽Y，則C為氮元素，X為硝酸、Y為氯化銨；A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物，E2D2可用于呼吸面具或潛水艇中氧氣的來源，則D為氧元素、E為鈉元素。(1)CO2的電子式為。(2)H2C2O4是二元弱酸，HC2O既能電離又能水解，NaHC2O4水溶液顯酸性的原因是：草酸氫根離子的水解程度小于其電離程度。(3)等濃度的NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，由于CO的水解程度大于HCO的水解程度、溶液顯堿性，故各離子的離子濃度由大到小的順序為c(Na＋)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋)。(4)H、C、O、Na 四種元素組成的某無機化合物，受熱易分解，則該物質為碳酸氫鈉。該化合物的溶液與足量的Ba(OH)2 溶液反應的離子方程式為Ba2＋＋ HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O。(5)常溫下，測得硝酸和氯化銨的水溶液的pH均為5，硝酸抑制水的電離而氯化銨水解促進水的電離，則硝酸中水電離的H＋濃度等于c(OH－)＝10－9 mol/L，氯化銨中水電離的H＋濃度等于c(H＋)＝10－5 mol/L，所以，兩種水溶液中由水電離出的H＋濃度之比是10－4：1(或1：104)。(6)在一個裝有可移動活塞的密閉容器中進行如下可逆反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmo1－1。反應達到平衡后，測得容器中各物質的物質的量分別為N2 0.5 mol、H2 0.2 mol、NH3 0.2 mol，氣體的總物質的量為0.9 mol，此時容器體積為1.0 L，平衡常數(shù)K＝＝10。①實驗室用氯化銨和氫氧化鈣加熱制備NH3，化學方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。②如果保持溫度和壓強不變，向上述平衡體系中加入0.18 mol N2，若平衡不移動，則氣體的總物質的量變?yōu)?0.9 mol＋0.18 mol)＝1.08 mol，容器的體積變?yōu)?.0 L＝1.2 L，Qc＝＝10.59>10，則平衡將逆向移動。