物质结构与元素周期律高考化学核心热点专题训练Word下载.docx
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【答案】A
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,W是N,X是O;
Y的周期数是族序数的3倍,因此Y只能是第三周期,所以Y是Na;
Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同,Z的最外层电子数是7个,Z是Cl,结合元素周期律和物质的性质解答。
根据以上分析可知W、X、Y和Z分别是N、O、Na、Cl。
A.氧元素与其N、Na、Cl三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物,例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等,A正确;
B.过氧化钠中含有离子键和共价键,B错误;
C.N、O、Na三种元素的简单离子具有相同的电子层结构,均是10电子,氯离子是18电子微粒,C错误;
D.亚硝酸为弱酸,D错误。
答案选A。
本题考查元素周期表和元素周期律的知识,准确判断出元素是解答的关键,红棕色气体是解答的突破点,该类试题与元素化合物的知识结合的比较多,元素推断只是一种载体,注意掌握常见单质及其化合物的性质、典型用途、制备等。
3.【2018新课标3卷】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YZW的溶液。
A.原子半径大小为W<X<Y<Z
B.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
【答案】D
本题明显是要从黄绿色气体入手,根据其与碱溶液的反应,判断出YZW是什么物质,然后代入即可。
黄绿色气体为氯气,通入烧碱溶液,应该得到氯化钠和次氯酸钠,所以YZW为NaClO,再根据X和Z同族,得到W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl。
A.同周期由左向右原子半径依次减小,同主族由上向下原子半径依次增大,所以短周期中Na(Y)的原子半径最大,选项A错误。
B.HCl是强酸,HF是弱酸,所以X(F)的氢化物水溶液的酸性弱于Z(Cl)的。
选项B错误。
C.ClO2的中心原子是Cl,分子中只存在Cl和O之间的极性共价键,选项C错误。
D.标准状况下,W的单质O2或O3均为气态,X的单质F2也是气态。
选项D正确。
本题相对比较简单,根据题目表述可以很容易判断出四个字母分别代表的元素,再代入四个选项判断即可。
要注意选项D中,标准状况下氧气、臭氧、氟气的状态为气体。
4.【2018天津卷】下列有关物质性质的比较,结论正确的是()
A.溶解度:
Na2CO3<
NaHCO3
B.热稳定性:
HCl<
PH3
C.沸点:
C2H5SH<
C2H5OH
D.碱性:
LiOH<
Be(OH)2
【答案】C
本题是常见的物质的性质比较问题,要求根据元素周期律,结合具体物质的性质进行判断。
A.碳酸钠的溶解度应该大于碳酸氢钠,实际碳酸氢钠在含钠化合物中属于溶解度相对很小的物质。
选项A错误。
B.同周期由左向右非金属的气态氢化物的稳定性逐渐增强,所以稳定性应该是:
HCl>PH3。
C.C2H5OH分子中有羟基,可以形成分子间的氢键,从而提高物质的沸点。
选项C正确。
D.同周期由左向右最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱,所以碱性应该是:
LiOH>Be(OH)2。
选项D错误。
解决此类问题,一个是要熟悉各种常见的规律,比如元素周期律等;
另外还要注意到一些反常的规律。
例如:
本题的选项A,比较碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度,一般碳酸盐比碳酸氢盐的溶解度小,碳酸钙难溶,而碳酸氢钙可溶,但是碳酸钠却比碳酸氢钠溶解度大。
此外,比如,碱金属由上向下单质密度增大,但是钾反常等等。
5.【2018江苏卷】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。
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
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,X为O元素;
Y原子的最外层只有一个电子,Y为Na元素;
Z位于元素周期表中IIIA族,Z为Al元素;
W与X属于同一主族,W为S元素。
根据元素周期律作答。
A项,Na、Al、S都是第三周期元素,根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小,原子半径:
r(Y)
r(Z)
r(W),A项错误;
B项,由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2,Na2O中只有离子键,Na2O2中既含离子键又含共价键,B项错误;
C项,金属性:
Na(Y)
Al(Z),Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强,C项错误;
D项,非金属性:
O(X)
S(W),X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,D项正确;
答案选D。
本题考查元素周期表和元素周期律的推断,准确推断出各字母代表的元素是解题的关键,进而根据同周期、同主族元素结构和性质的递变规律作出判断。
6.【2017新课标1卷】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。
由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。
下列说法不正确的是()
A.X的简单氢化物的热稳定性比W强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
【解析】氨可作制冷剂,所以W是氮;
钠是短周期元素中原子半径最大的,所以Y是钠;
硫代硫酸钠与稀盐酸反应生成黄色沉淀硫单质和刺激性气味的气体二氧化硫,所以X、Z分别是氧、硫。
A.非金属性O强于N,所以X的简单氢化物的热稳定性强于W的,A正确;
B.Na、O的简单离子都具有与氖原子相同的电子层结构,均是10电子微粒,B正确;
C.硫化钠水解使溶液呈碱性,该溶液不能使蓝色石蕊试纸变红,C错误;
D.S、O属于ⅥA,S、Na属于第三周期,D正确。
答案选C。
【名师点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的知识,准确判断出元素是解答的关键,注意从元素及其化合物知识的角度去判断,例如制冷剂、淡黄色沉淀和刺激性气味气体等,然后再根据元素周期律的知识进行解答,这就需要掌握(非)金属性的强弱、微粒半径的大小比较等知识,因此平时学习中要夯实基础知识,同时应注意知识的灵活运用。
元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。
元素周期表反映了元素的原子结构、元素的性质及相互转化关系的规律,是根据元素周期律的具体表现形式,元素周期律是元素周期表排布的依据。
元素的原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性、原子核外电子排布都随着原子序数的递增而呈周期性的变化。
同一周期的元素原子核外电子层数相同,从左到右原子序数逐渐增大;
同一主族的元素,原子最外层电子数相同,从上到下原子核外电子层数逐渐增大。
原子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因,掌握元素的单质及化合物的结构、反应条件、物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。
7.【2017新课标2卷】a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;
c所在周期数与族数相同;
d与a同族。
d>
c>
b>
aB.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
【解析】a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。
A、一般电子层数越多,半径越大,同周期从左向右原子半径减小,因此半径大小顺序是Na(Mg)>
Al>
S>
O,故A错误;
B、同周期从左向右金属性减弱,因此Na或Mg在4种元素中金属性最强,故B正确;
C、c的氧化物的水化物为氢氧化铝,为两性氢氧化物,属于弱碱,故C错误;
D、同主族从上到下非金属性减弱,因此S的氧化性比氧气弱,故D错误。
【名师点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的知识,首先根据题目信息判断出元素名称,再根据元素周期律进行知识的判断,这就需要掌握(非)金属性的强弱、微粒半径的大小比较等知识,因此平时夯实基础知识是关键,同时应注意知识的灵活运用,审清题意。
原子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因,掌握元素的单质及化合物的结构、物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。
8.【2017新课标3卷】短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。
下列关系正确的是()
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:
W<
ZB.氧化物对应水化物的酸性:
Y>
C.化合物熔点:
Y2X3<
YZ3D.简单离子的半径:
Y<
【解析】设W原子的最外层电子数为x,由图表可知,四种元素原子的最外层电子数之和=x+x+1+x-2+x+2=21,解得x=5,则W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。
A.NH3分子间有氢键,其沸点比HCl高,故A错误;
B.Al(OH)3显两性,N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性,故B错误;
C.Al2O3是离子晶体,高熔点,而AlCl3是分子晶体,熔点低,故C错误;
D.Al3+和O2-离子结构相同,核电荷数大,离子半径小,故D正确。
【名师点睛】考查元素周期表的结构及元素周期律的应用,其中微粒的半径大小比较是该题的难点,比较方法是:
(1)同周期元素的微粒:
同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外),如Na>Mg>Al>Si,Na+>Mg2+>Al3+,S2->Cl-;
(2)同主族元素的微粒:
同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大,如Li<Na<K,Li+<Na+<K+;
(3)电子层结构相同的微粒:
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+;
(4)同种元素形成的微粒:
同种元素原子形成的微粒电子数越多,半径越大,如Fe3+<Fe2+<Fe,H+<H<H-;
(5)电子数和核电荷数都不同的,可通过一种参照物进行比较,如比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相同的O2-进行比较,Al3+<O2-,且O2-<S2-,故Al3+<S2-。
9.【2017北京卷】2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“
”,tiá
n),Ts的原子核外最外层电子数是7。
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱D.中子数为176的Ts核素符号是
【解析】元素周期表中第七周期0族应当排列118号元素。
A、117号元素位于118号左侧即ⅦA族,所以Ts是第七周期第ⅦA族元素,A正确;
B、同位素是同种元素不同原子之间的互称,因此Ts的同位素原子具有相同的电子数,B正确;
C、元素周期表同一列从上往下非金属性依次减弱,所以Ts在同族元素中非金属性最弱,C正确;
D、中子数为176的Ts核素,其质量数为176+117=293,所以这种核素符号是
,D错误。
【名师点睛】明确元素周期表的结构以及编制原则是解答的关键,元素周期表每一周期元素种类依次为2、8、8、18、18、32、32(周期表未排满),则每一周期最后一种惰性气体原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118,因此只要记住了稀有气体元素的原子序数,就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。
即
(1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族,如88号元素:
88-86=2,则应在第七周期第ⅡA族;
(2)若比相应的稀有气体元素少1~5时,则应处在同周期的第ⅦA族~第ⅢA族,如84号元素应在第六周期第ⅥA族;
(3)若预测新元素,可与未发现的稀有气体元素(118号)比较,按上述方法推测知:
117号元素应为第七周期第ⅦA族。
10.【2017天津卷】根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是()
A.气态氢化物的稳定性:
H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.图1所示实验可证明元素的非金属性:
Cl>C>Si
D.用中文“
”(à
o)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
【解析】A、气态氢化物稳定性与非金属性一致,非金属性O>N>Si,所以气态氢化物稳定性H2O>NH3>SiH4,A正确;
B、氢元素可与非金属元素形成共价化合物如H2O等,也可以与某些金属生成离子化合物如NaH等,B正确;
C、不能用氢化物的酸性来验证非金属性强弱,可以采用最高价含氧酸酸性强弱来验证,C错误;
D、根据元素周期表知识判断,各周期0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118,所以第118号元素在周期表中位于第七周期0族,D正确。
故选C。
【名师点睛】熟练应用元素周期律是准确解题的核心。
A、C两项元素的非金属性可以用氢化物的稳定性,最高价氧化物对应水化物的酸性,相互置换能力等来判断。
B项则涉及到离子化合物、共价化合物的判断,可以根据组成元素来判断。
11.【2017江苏卷】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。
r(X)<
r(Y)<
r(Z)<
r(W)
B.W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
【解析】地壳中含量最多的是氧,Z为O元素,所以Y为N元素;
钠是短周期金属性最强的元素,W是Na;
X原子序数最小且不与Y、Z同周期,所以X是H元素。
A.原子半径N>
O,A错误;
B.W的最高价的氧化物的水化物是氢氧化钠,是强碱,B错误;
C.氮气的氧化性比氧气弱,C错误;
D.H、N、O可以组成HNO3等共价化合物,也可以组成NH4NO3等离子化合物,D正确。
【名师点睛】本题考查的是元素周期律,考查学生对元素在元素周期表的位置、原子结构及元素的性质三者之间的关系理解水平。
解题时首先要抓住题干中关键信息,准确推断题给元素;
然后确定有关短周期主族元素在周期表中的位置;
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。
【考点深度剖析】
一、原子结构、离子结构是物质结构的核心内容。
1.明确微粒间“三个”数量关系
中性原子:
核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数
阴离子:
核外电子数=质子数+所带的电荷数
阳离子:
核外电子数=质子数-所带的电荷数
2.正确把握一个信息丰富的符号
如过氧根离子:
3.辨析“四同”概念
同位素
同素异形体
同分异构体
同系物
概念
质子数相同,中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素
同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体
分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物
对象
原子之间
单质之间
一般为有机化合物之间
有机化合物
化学
性质
几乎完全相同
相似,一定条件下可以相互转变
可能相似也可能不同
相似
实例
H、
H
金刚石、石墨、C60;
红磷、白磷;
O2与O3
CH3COOH
与
HCOOCH3
如甲烷、乙烷、丙烷;
乙烯、丙烯;
甲酸、乙酸
【特别提醒】判断的关键是抓住描述的对象。
(1)同位素——原子,如
H。
(2)同素异形体——单质,如O2、O3。
(3)同系物——有机化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3。
(4)同分异构体——有机化合物,如正戊烷、新戊烷。
4.注意易混淆的问题
(1)同种元素,可以有若干种不同的核素,即核素种类远大于元素种类。
(2)元素有多少种核素,就有多少种原子。
(3)同位素是同一元素不同原子的互相称谓,不指具体原子。
(4)同一元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有差异。
5.巧记10e-、18e-微粒
10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。
以Ne为中心记忆10电子体:
Ne
以Ar为中心记忆18电子体:
Ar
此外,由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分的—CH3、—NH2、—OH、—F为9电子体,两两组合得到的物质如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。
6.理解化学键与化合物的关系
二、正确把握元素周期表、多角度运用元素周期律。
1.强化认识元素周期表的结构
(1)记住元素周期表的18个纵行及对应的族
(2)记住元素周期表的边界
(3)记住元素周期表的一些特点
①短周期元素只有前三周期;
②主族中只有ⅡA族元素全部为金属元素;
③ⅠA族元素不等同于碱金属元素,H元素不属于碱金属元素;
④元素周期表第18列是0族,不是ⅧA族,第8、9、10三列是Ⅷ族,不是ⅧB族;
⑤长周期不一定是18种元素,第六周期有32种元素。
2.探究元素周期表中的规律
(1)电子排布规律
最外层电子数为1或2的原子可以是ⅠA族、ⅡA族或副族元素的原子;
最外层电子数是3~7的原子一定是主族元素的原子,且最外层电子数等于主族的族序数。
(2)序数差规律
①同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律
a.除第ⅡA族和第ⅢA族外,其余同周期相邻元素序数差为1。
b.同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻元素,其原子序数差为第二、三周期时相差1,第四、五周期时相差11,第六、七周期时相差25。
②同主族相邻元素的“序数差”规律
a.第二、三周期的同族元素原子序数相差8。
b.第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况:
第ⅠA族、ⅡA族相差8,其他族相差18。
c.第四、五周期的同族元素原子序数相差18。
d.第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18,镧系之后的相差32。
e.第六、七周期的同族元素原子序数相差32。
(3)半径大小比较规律
在中学化学要求的范畴内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小:
“一看”电子层数:
当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
例:
r(Li)<
r(Na)<
r(K)<
r(Rb)<
r(Cs)
r(O2-)<
r(S2-)<
r(Se2-)<
r(Te2-)
r(Na)>
r(Na+) r(Fe)>
r(Fe2+)
“二看”核电荷数:
当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
r(Mg)>
r(Al)>
r(Si)>
r(P)>
r(S)>
r(Cl)
r(O2-)>
r(F-)>
r(Na+)>
r(Mg2+)>
r(Al3+)
“三看”核外电子数:
当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
r(Cl-)>
r(Cl) r(Fe2+)>
r(Fe3+)
(4)元素金属性、非金属性强弱规律
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强
判断
依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++Y―→X+Ym+,则Y金属性比X强
非金属性比较
原子越易得电子,非金属性越强
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强,阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④An-+B―→Bm-+A,则B非金属性比A强
【应试技巧点拨】
1.推断元素在周期表位置的常用方法
(1)根据核外电子排布规律
①最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
②最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦。
③最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。
④某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第三周期;
若为阳离子,则位于第四周期。
⑤电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。
(2)根据稀有气体元素的原子序数
第一~七周
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