专题5 物质结构 元素周期律.docx

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专题5物质结构元素周期律

专题5　物质结构　元素周期律

1．（2017·海淀期末）已知

Sr位于ⅡA族，下列有关Sr的说法不正确的是（　　）

A.

Sr的中子数为38B．最高化合价为＋2

C．原子半径：

Sr>CaD．氢氧化物为强碱

答案　A

解析　

Sr的质子数为38，中子数为50，A项错误。

ⅡA族元素，最高化合价为＋2，B项正确。

同一主族，从上到下原子半径逐渐增大，原子半径：

Sr>Ca，C项正确。

同一主族，从上到下，最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强，氢氧化物为强碱，D项正确。

2．（2017·东北三省四市教研联合体一模）2016年12月1日国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成的四种新元素命名为113号（缩写为Nh）、115号（Mc）、117号（Ts）和118号（Og）。

下列说法正确的是（　　）

A．113号元素的氧化物为两性氧化物

B．115号元素位于第六周期第VA族

C．117号元素的某种原子，核内含176个中子，此原子是

Ts

D．118号元素的原子最外层有8个电子

答案　D

解析　113号元素为第七周期第ⅢA族，根据同主族元素性质的递变规律可知113号元素金属性很强，不可能形成两性氧化物，A项错误。

115号元素位于第七周期第ⅤA族，B项错误。

C项，因为

X中Z代表原子核内质子数、A代表质量数，质子数＋中子数＝质量数，所以117号元素的某种原子，核内含176个中子，此原子可表示为

Ts，C项错误。

118号元素为第七周期0族，核外电子排布已达到稳定结构，最外层有8个电子，D项正确。

3．（2017·石家庄质检二）Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，Q和Y均满足主族序数与周期序数相等，Q与X、W与Z同主族，Q和W能形成原子个数之比为1∶1和2∶1的常见化合物。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

Z>Y>X>W>Q

B．Q、X形成的化合物的电子式为Q

C．最简单氢化物的稳定性：

Z>W

D．工业上常用电解的方法制备X、Y的单质

答案　D

解析　根据题意可知，Q为H，W为O，X为Na，Y为Al，Z为S。

电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：

X＞Y＞Z＞W＞Q，A项错误。

Q、X形成的化合物为NaH，为离子化合物，由Na＋和H－离子组成，电子式为Na＋[

H]－，B项错误。

非金属性W＞Z，则最简单氢化物的稳定性为W＞Z，C项错误。

Na、Al均为活泼金属，则电解熔融氯化钠、氧化铝可分别冶炼Na、Al，D项正确。

4．（2017·唐山一模）短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X在元素周期表中原子半径最小，Y的次外层电子数是最外层的

，ZX是一种生氢剂，W与Y同主族。

下列叙述正确的是（　　）

A．原子半径：

rW＞rZ＞rY

B．化合物ZX中各原子均满足8电子稳定结构

C．由X、Y、Z、W组成的化合物的水溶液可能显酸性

D．简单气态氢化物稳定性：

W>Y

答案　C

解析　周期表中原子半径最小的是H元素，则X为H，次外层是最外层的1/3，原子核外电子排布只可能是

，则Y为O，W与Y同主族，短周期中只有S元素，W为S，X是H元素，则Z为＋1价，且原子序数介于8与16之间，因此Z是Na。

Na与S处于同一周期，核电荷数较小的Na元素原子半径更大，即rNa＞rS＞rO，A项错误。

ZX为NaH，H元素核外稳定结构为K层2个电子，B项错误。

四种元素组成的化合物有NaHSO3、NaHSO4，二者的溶液均呈酸性，C项正确。

O元素的非金属性比S强，所以简单气态氢化物H2O比H2S稳定，D项错误。

5．（2017·宁德质检三）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的原子核外只有6个电子，X＋和Y3＋的电子层结构相同，Z－的电子数比Y3＋多8个，下列叙述正确的是（　　）

A．W在自然界只有一种核素

B．半径大小：

X＋>Y3＋>Z－

C．Y与Z形成的化合物的水溶液呈弱酸性

D．X的最高价氧化物对应的水化物为弱碱

答案　C

解析　W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的原子核外只有6个电子，则W为C元素；X＋和Y3＋的电子层结构相同，则X为Na元素，Y为Al元素；Z－的电子数比Y3＋多8个，则Z为Cl元素；C在自然界有多种核素，如12C、13C、14C等，A项错误。

Na＋和Al3＋的电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，Cl－比Na＋和Al3＋多一个电子层，离子半径最大，则离子半径大小：

Al3＋

AlCl3的水溶液中，由于Al3＋水解，溶液呈弱酸性，C项正确。

Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，为强碱，D项错误。

6．（2017·济南二模）A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素。

已知A的某种单质是自然界中硬度最大的物质，C元素是短周期主族元素中原子半径最大的元素，a为A的最高价氧化物，b、c、d分别为B、C、D的最高价氧化物对应的水化物。

化合物a～g的转化关系如图所示（部分产物已略去）。

下列说法错误的是（　　）

A．简单离子半径的大小：

C>D>B

B．a中只含共价键，属于共价化合物

C．在水溶液中，b、g均呈酸性，c、f均呈碱性

D．工业上通过电解其氧化物的方法制取D的单质

答案　A

解析　A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素，A的某种单质是自然界中硬度最大的物质，A为C元素；C元素是短周期主族元素中原子半径最大的元素，C为Na元素；a为A的最高价氧化物，a为CO2，b、c、d分别为B、C、D的最高价氧化物对应的水化物，根据转化关系可知b为HNO3、c为NaOH、d为Al（OH）3，则B为N元素、C为Na元素、D为Al元素；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，简单离子半径的大小：

N3―>Na＋>Al3＋，A项错误。

a为CO2，只含共价键，属于共价化合物，B项正确。

在水溶液中，HNO3、Al（NO3）3均呈酸性，NaOH、NaAlO2均呈碱性，C项正确。

工业上通过电解Al2O3的方法制取Al的单质，D项正确。

7．（2017·唐山二模）W、X、Y、Z四种短周期元素，原子序数依次增大。

W、Z最外层电子数相同，Z的核电荷数是W的2倍，X的焰色反应呈黄色，工业上一般通过电解氧化物的方法获得Y的单质，则下列说法不正确的是（　　）

A．原子半径：

X>Y>Z>W

B．X、Y和Z三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间能相互反应

C．X和Y对应的氯化物都是离子晶体

D．W的最简单氢化物沸点比Z的高

答案　C

解析　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X的焰色反应呈黄色，则X是Na；工业上一般通过电解氧化物的方法获得Y的单质，Y原子序数大于X，则Y是Al；W、Z最外层电子数相同，属于同一主族元素，Z的核电荷数是W的2倍，则W是O，Z是S；电子层数越多其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径：

X＞Y＞Z＞W，A项正确。

Na、Al和S三种元素的最高价氧化物的水化物分别是NaOH、Al（OH）3、H2SO4，其中Al（OH）3具有两性，两两之间能相互反应，B项正确。

NaCl是离子晶体，AlCl3是分子晶体，C项错误。

H2O分子间有氢键，则其沸点比H2S高，D项正确。

8．（2017·潍坊二模）X、Y、M、N是四种短周期主族元素，原子序数依次增大。

X与M同主族，M原子的最外层电子数是内层电子数的一半，四种元素原子最外层电子数之和为19，N的单质是一种有色气体，可用于自来水的消毒。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

r（N）>r（M）>r（Y）>r（X）

B．X与Y形成的化合物溶于水，溶液显碱性

C．简单气态氢化物的热稳定性：

M>N>X

D．单质的熔点：

Y>N>M>X

答案　B

解析　M原子的最外层电子数是内层电子数的一半，则M为P（Li不符合原子序数依次增大），X与M同主族，且原子序数小于M，所以X为N元素，M为P元素，N的单质是一种有色气体，可用于自来水的消毒，则N是Cl元素，四种元素原子最外层电子数之和为19，则Y的最外层电子数为19－5－5－7＝2，则Y为Mg。

原子半径：

r（Mg）>r（P）>r（Cl）>r（N），即r（Y）>r（M）>r（N）>r（X），A项错误。

X与Y形成的化合物Mg3N2溶于水生成氨水和氢氧化镁，溶液显碱性，B项正确；简单气态氢化物的热稳定性：

HCl>NH3>PH3，即N>X>M，C项错误。

单质的熔点：

Mg>P>Cl2>N2，即Y>M>N>X，D项错误。

9．（2017·保定一模）短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，B和D同主族；X、Y、N分别是由以上四种元素中的两种组成的化合物，Z是由以上三种元素组成的化合物；若X与Y摩尔质量相同，Y为淡黄色固体，上述物质之间的转化关系如图所示（部分生成物省略），则下列说法中一定正确的是（　　）

A．相对分子质量：

M>N，沸点：

N>M

B．简单离子半径：

D>B>C>A

C．Z为Na2CO3

D．图中有两个氧化还原反应

答案　B

解析　A、B、C、D为短周期内原子序数依次增大的元素，X、Y、N分别由这四种元素中的两种组成的常见化合物，Z是由以上三种元素组成的化合物；Y为淡黄色固体，则Y为Na2O2，X与Y的摩尔质量相等，均为78g/mol，且X与酸反应生成M，Y能与N反应生成Z，硫与氧气摩尔质量均为32g/mol，所以X为Na2S，M为H2S，N为H2O，Z为NaOH，故A为H，B为O，C为Na，D为S；M可能是H2S，也可能是NaHS，M的相对分子质量大于N，但沸点可能M>N（M为NaHS），也可能N>M（M为H2S），A项错误。

离子的核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则简单离子半径：

D>B>C>A，B项正确。

Z是NaOH，C项错误。

反应中只有过氧化钠与水的反应是氧化还原反应，D项错误。

10．（2017·安徽联盟）A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。

B、C、E最外层电子数之和为11；A原子核外最外层电子数是次外层的2倍；C是同周期中原子半径最大的元素；工业上一般通过电解氧化物的方法制备D的单质；E单质是制备太阳能电池的重要材料。

下列说法正确的是（　　）

A．简单离子半径：

B>C

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：

A

C．工业上不用电解氯化物的方法制备单质D是由于其氯化物的熔点高

D．相同质量的C和D单质分别与足量稀盐酸反应，前者生成的氢气多

答案　A

解析　A、B、C、D、E五种短周期主族元素的原子序数依次增大，A原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，则A有2个电子层，K层容纳2个电子，所以A为C元素；C是同周期中原子半径最大的元素，则C为第IA族，由于C的原子序数大于碳，则C在第三周期，即C为Na元素；工业上一般通过电解氧化物的方法获得D的单质，则D为Al元素；E是制备太阳能电池的重要材料，则E为Si元素；B、C、E最外层电子数之和为11，则B的最外层电子数为6，即B为O元素；O2－和Na＋的离子核外电子排布相同，核电荷数大，离子半径小，即O2－>Na＋，A项正确。

碳的非金属性比硅强，则最高价氧化物对应水化物的酸性H2CO3＞H2SiO3，B项错误。

因熔融的氯化铝不导电，则工业上不用电解氯化铝的方法制备单质Al，C项错误。

相同质量的Na和Al与足量稀盐酸反应，Al生成的氢气多，D项错误。

11．短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2＋电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体。

回答下列问题：

（1）M元素位于周期表中的第______周期______族。

（2）Z元素是________（填元素符号），其在自然界中常见的二元化合物是________。

（3）X与M的单质在高温下反应的化学方程式为____________________________，产物分子为直线形，其化学键属________共价键（填“极性”或“非极性”）。

（4）四种元素中的__________可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为__________________________。

答案　

（1）三　ⅥA

（2）Si　SiO2

（3）C＋2S

CS2　极性

（4）Mg　Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑

解析　由题干信息可知，X、Y、Z、M四种元素分别为C、Mg、Si、S。

（1）由S原子的结构示意图

，可知S位于第三周期ⅥA族。

（2）Z是硅元素，在自然界中常见的二元化合物为SiO2。

（3）C与S的单质在高温下反应的化学方程式为C＋2S

CS2，不同原子吸引电子对的能力不同，故C和S之间的化学键为极性共价键。

（4）镁单质可用于航空航天合金材料的制备，镁单质与盐酸发生置换反应：

Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。

12．（2017·贵阳期末）X、Y、Z、M、N五种主族元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。

又知：

Y原子最外层电子数是次外层电子数的三倍；Z原子半径在同周期元素原子中最大；M与Y同主族；化合物XN为分子晶体。

据此回答下列问题：

（1）已知：

常温常压下，2gX2在Y2中完全燃烧放出akJ的热量，则表示X2燃烧热的热化学方程式为__________________________。

（2）Y与Z可形成一种淡黄色的固体化合物甲，则甲的电子式为__________________。

（3）M、N的最高价氧化物的水化物的酸性强弱为________>________。

（写出化学式）

（4）X可分别与Y、M形成常见的18电子的分子乙和丙，请写出乙和丙在水溶液中反应生成淡黄色沉淀的化学方程式：

__________________________。

（5）上述五种元素中的某三种元素能以原子数目之比为1∶1∶1的比例组成三种强电解质A、B和C，测得它们各自的水溶液的酸碱性相同，且常温时，在A溶液中，由水电离出的c（H＋）<10－7mol·L－1。

则A的化学式为________。

答案　

（1）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH＝－akJ·mol－1

（2）Na＋[

]2－Na＋

（3）HClO4　H2SO4

（4）H2O2＋H2S===S↓＋2H2O

（5）NaOH

解析　

（1）书写表示氢气燃烧热的热化学方程式时，应注明各物质的聚集状态：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH＝－akJ·mol－1。

（2）Y和Z形成的淡黄色固体为Na2O2，电子式为Na＋[

]2－Na＋。

（3）元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。

非金属性：

Cl>S，则酸性：

HClO4>H2SO4。

（4）H分别和O、S形成的18电子分子为H2O2和H2S，两者反应生成的淡黄色沉淀为S，H2O2作氧化剂，H2S作还原剂，发生反应的化学方程式为H2O2＋H2S===S↓＋2H2O。

（5）由题意可知，三种物质为NaOH、NaHS、NaClO，由水电离出的c（H＋）<10－7mol·L－1，则水的电离受到抑制，A为NaOH。

13．下表为元素周期表的一部分。

碳

氮

Y

X

硫

Z

回答下列问题：

（1）Z元素在周期表中的位置为____________。

（2）表中元素原子半径最大的是（写元素符号）________。

（3）下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是________（填选项字母）。

a．Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊

b．在氧化还原反应中，1molY单质比1molS得电子多

c．Y和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高

（4）X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式：

_____________________________。

（5）碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应，生成2molMg（OH）2和1mol烃，该烃分子中碳氢质量比为9∶1，烃的电子式为________。

Q与水反应的化学方程式为________________________________。

（6）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。

为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1L2.2mol·L－1NaOH溶液和1molO2，则两种气体的分子式及物质的量分别为__________________，生成硫酸铜物质的量为________。

答案　

（1）第三周期ⅦA族

（2）Si

（3）ac

（4）Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l）　ΔH＝－687kJ·mol－1

（5）

　Mg2C3＋4H2O===2Mg（OH）2＋C3H4↑

（6）NO：

0.9mol，NO2：

1.3mol　2mol

解析　根据元素周期表的结构，可知X为Si元素，Y为O元素；Z为Cl元素。

（1）Cl元素在周期表中位于第三周期ⅦA族。

（2）同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，表中元素原子半径最大的是Si。

（3）a.氧气与H2S溶液反应，溶液变浑浊，生成硫单质，说明氧气的氧化性比硫强，从而说明氧元素的非金属性比硫元素的非金属性强，正确；b.在氧化还原反应中，氧化性的强弱与得失电子数目无关，错误；c.元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，根据同主族元素的非金属性递变知，H2O比H2S受热分解的温度高，正确。

（4）根据书写热化学方程式的方法，该反应的热化学方程式为Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l）

ΔH＝－687kJ·mol－1。

（5）该烃分子中碳、氢质量比为9∶1，物质的量之比为

∶

＝

，结合碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应，生成2molMg（OH）2和1mol烃，Q的化学式为Mg2C3，烃的化学式为C3H4，电子式为

与水反应的化学方程式为Mg2C3＋4H2O===2Mg（OH）2＋C3H4↑。

（6）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2，相对分子质量都小于50，符合题意，1molO2参与反应转移电子的物质的量为4mol。

设NO2的物质的量为x，NO的物质的量为y，则x＋y＝2.2mol，x＋3y＝4mol，解得x＝1.3mol，y＝0.9mol。

根据转移电子守恒知，参与反应的铜的物质的量为

mol＝2mol，因此生成硫酸铜物质的量为2mol。