精品高考化学二轮复习第四单元 元素周期表 含答案.docx
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精品高考化学二轮复习第四单元元素周期表含答案
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微专题四 元素周期表
【知识网络】
(本专题对应学生用书第2024页)
【能力展示】
能力展示
1.(2011·新课标Ⅰ卷)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。
元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
下列说法错误的是( )
A.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物有很多种
C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
〖答案〗A
〖解析〗元素W是制备一种高效电池的重要材料,说明W是Li;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,说明X是碳元素;元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,说明Y是Al;短周期元素电子层数最多是3层,如果原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,所以可能是He、C和S,又因为W、X、Y和Z的原子序数依次增大,所以Z只能是S。
元素W、X的氯化物分别是LiCl和CCl4,前者锂原子不能满足8电子的稳定结构,A不正确;X与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物可以是C2H2、C6H6或C8H8等,B正确;单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成,C正确;C和S可以形成共价化合物CS2,D正确。
2.(2012·新课标Ⅰ卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z的核外内层电子数相同,X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用分馏液态空气来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。
根据以上叙述,下列说法正确的是( )
A.上述四种元素的原子半径大小为W B.W、X、Y、Z的原子核外最外层电子数的总和为20 C.W与Y可形成含极性共价键又含非极性共价键的化合物 D.由W和X组成的化合物的沸点总低于由W和Y组成的化合物的沸点 〖答案〗C 〖解析〗由“X的一种核素可用于考古”可知X为碳元素;由“工业上采用分馏液态空气来生产Y”可知Y为氮元素或氧元素;因X为碳,其内层电子数为2,故W的阴离子有2个电子,所以W为H;由Z不能形成双原子分子,且内层电子数为2,故Z为Ne。 碳的原子半径大于氧或氮的原子半径,A项错误;W、X、Y、Z的最外层电子数之和为18或19,B项错误;H与N可形成N2H4、H和O可形成H2O2,C项正确;W与X形成的烃随着碳原子数的增加熔、沸点逐渐升高,且可以形成高分子化合物,D项错误。 3.(2013·新课标Ⅰ卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是( ) A.W2-、X+ B.X+、Y3+ C.Y3+、Z2- D.X+、Z2- 〖答案〗C 〖解析〗根据题中的选项可知W、X、Y、Z形成的简单离子分别为W2-、X+、Y3+、Z2-,又知W、X、Y、Z均为短周期元素,且原子序数依次增大,可推出W为O、X为Na、Y为Al、Z为S。 Al3+为弱碱阳离子、S2-为弱酸阴离子,都能水解,水解破坏了水的电离平衡;O2-不能在水溶液中存在,而Na+是强碱阳离子不水解,不能破坏水的电离平衡。 4.(2014·新课标Ⅰ卷)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。 下列说法正确的是( ) A.原子的最外层电子数: X>Y>Z B.单质沸点: X>Y>Z C.离子半径: X2->Y+>Z- D.原子序数: X>Y>Z 〖答案〗D 〖解析〗由于Y+与Z-的电子层结构相同,所以两种元素位于相邻周期,则Y是Na,Z是F,X是S。 原子的最外层电子数: F>S>Na,A错误;常温下氟气是气体,钠、硫为固体,氟气的沸点最低,硫是分子晶体,钠是金属晶体,单质沸点: Na>S>F2,B错;离子半径: S2->F->Na+,C错;原子序数: S>Na>F,D正确。 5.(2015·新课标Ⅰ卷)W、X、Y、Z均为短周期元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。 下列说法正确的是( ) A.单质的沸点: W>X B.阴离子的还原性: W>Z C.氧化物对应水化物的酸性: Y D.X与Y不能存在于同一离子化合物中 〖答案〗B 〖解析〗W原子的L电子层无电子,W是氢元素;X原子的L电子层有5个电子,则X是氮元素;Y、Z原子的L电子层都有8个电子,Y、Z都是第3周期的元素,根据四种元素的最外层电子数之和为18,可以推出Y是磷元素,Z是氯元素。 氢气和氮气都是分子晶体,都不存在氢键,相对分子质量越大,沸点越高,A错;H元素的非金属性弱于Cl,简单离子的还原性: H->Cl-,B正确;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,高氯酸的酸性强于磷酸,若不是最高价氧化物对应水化物,则不一定,如磷酸的酸性强于次氯酸,C错;N、P可以存在于同一离子化合物磷酸铵中,D错。 【考题分析】 年份 试题 知识点 分值 2011 第13题 元素周期律的应用、元素周期表的结构、“位—构—性”三者间的关系 6分 2012 第13题 元素周期律的应用、元素周期表的结构、“位—构—性”三者间的关系 6分 2013 第9题 元素周期律的应用、元素周期表的结构、“位—构—性”三者间的关系 6分 2014 第10题 元素周期律的应用、元素周期表的结构、“位—构—性”三者间的关系 6分 2015 第12题 元素周期律的应用、元素周期表的结构、“位—构—性”三者间的关系 6分 【备考策略】 由上表不难看出,在全国近五年的高考中,主要考查的是原子结构、元素周期表的结构、元素周期律的应用、“位—构—性”三者间的关系,以选择题形式出现。 在2016年的备考中要关注以下几个方面的问题: 1.短周期元素的结构特点及在周期表中的相对位置关系; 2.记牢元素的特殊性质,如含量最高、原子半径最大或最小、常见的半导体材料等。 展望2016年全国高考,可能会考查元素性质的周期性变化,以元素周期表为依托考查各微粒间的关系。 题型会稳中有变,通过原子结构和元素周期律考查元素推断和有关物质性质的可能性较大。 1.(2015·石家庄一模)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( ) A. Cl2与 Cl2氧化能力相近,二者互为同位素 B. Se与 Se所含质子数相同,中子数不同 C.同主族元素形成的含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱 D.同周期主族元素形成的简单离子半径随核电荷数的增大而减小 〖答案〗B 〖解析〗质子数相同、中子数不同的原子互为同位素 Cl2与 Cl2是氯元素的单质,不是同位素,A错 Se与 Se所含质子数均为34,中子数分别为44、46,B正确;同主族元素形成的最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而减弱,不是最高价氧化物对应水化物则没有该规律,C错;电子层数越多,离子半径越大,Na+有2个电子层,Cl-有3个电子层,则半径: Cl->Na+,D错。 2.(2015·河南模拟改编)短周期元素X、Y、Z、W,它们的原子序数依次增大。 X与Z同主族,Z的氧化物用作光导纤维;Y原子的质子数为Z原子的质子数的一半;W原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多2个。 下列叙述正确的是( ) A.原子半径: Z>W>Y>X B.最高价氧化物对应水化物的酸性: Z>W C.Y的最高价氧化物对应水化物可与其气态氢化物发生化合反应 D.X的气态氢化物与足量W单质在光照条件下反应所得生成物均为气体 〖答案〗C 〖解析〗短周期元素X、Y、Z、W,它们的原子序数依次增大,X与Z同主族,Z的氧化物作光导纤维,故X为C元素、Z为Si元素;Y原子的质子数为Z原子的质子数的一半,则Y原子质子数为7,故Y为N元素;W原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多2个,W原子最外层电子数为7,且原子序数大于Si,故W为Cl。 同周期从左到右元素的原子半径逐渐减小,电子层数越多原子半径越大,故原子半径: Z(Si)>W(Cl)>X(C)>Y(N),A错;Z为Si,W为Cl,非金属性: Si H2SiO3 3.(2015·江西五校联考)已知X、Y、Z、W为短周期主族元素,在周期表中的相对位置如下图,下列说法正确的是( ) X Y Z W A.若HmXOn为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性(m、n均为正整数) B.若四种元素均为金属,则Z的最高价氧化物对应水化物一定为强碱 C.若四种元素均为非金属,则W的最高价氧化物对应水化物一定为强酸 D.若四种元素中只有一种为金属,则Z与Y两者的最高价氧化物对应水化物能反应 〖答案〗B 〖解析〗已知X、Y、Z、W为短周期主族元素,根据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置判断X、Y在第2周期,Z、W在第3周期。 若HmXOn为强酸,则X只能是氮元素,其氢化物氨气溶于水显碱性,A错误;若四种元素均为金属,X、Y、Z、W分别为锂、铍、钠、镁,Z的最高价氧化物对应水化物为NaOH,一定为强碱,B正确;若四种元素均为非金属,则W可能为磷元素,其最高价氧化物对应水化物磷酸不是强酸,C错;若四种元素中只有一种为金属,则X、Y、Z、W分别为硼、碳、铝、硅,Z与Y两者的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝与碳酸不反应,D错。 4.(2015·晋中模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,原子半径: W>Y>Z>X,X与W同主族,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z原子的核电荷数等于X、Y原子核电荷数之和。 下列说法正确的是( ) ①工业上常用电解的方法制备W的单质 ②化合物X2Z2与W2Z2所含化学键类型完全相同 ③仅由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液一定呈碱性 ④元素Z的简单气态氢化物的热稳定性比Y强 A.②④B.①②C.①④D.①③ 〖答案〗C 〖解析〗短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则Z为O元素;原子半径: W>Y>Z>X,X不可能与Y、Z同周期,只能处于第1周期,则X为H元素;X与W同主族,W的原子序数大于O,故W为Na;Z原子的核电荷数等于X、Y原子核电荷数之和,则Y的核电荷数=8-1=7,故Y为N元素。 ①W为Na元素,钠化学性质比较活泼,工业上通过电解熔融氯化钠获得金属钠,正确;②H2O2只含有共价键,而Na2O2中含有离子键、共价键,二者所含化学键类型不完全相同,错误;③X、Y、Z分别为H、N、O,仅由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液不一定呈碱性,如硝酸和硝酸铵等,错误;④Z为O、Y为N,非金属性: N NH3 根据分析可知,正确的为①④,C正确。 1.如何用原子结构理论来解释同一周期元素(稀有气体元素除外)、同一主族元素性质的变化规律? 2.如何理解元素“位置—结构—性质”三者之间的关系? 【能力提升】 能力提升 元素位置的确定方法 1.短周期主族元素在周期表中的特殊位置 族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)的元素: H、Be、Al。 族序数(最外层电子数)是周期序数(电子层数)2倍的元素: C、S。 族序数(最外层电子数)是周期序数(电子层数)3倍的元素: O。 周期序数(电子层数)是族序数(最外层电子数)2倍的元素: Li。 周期序数(电子层数)是族序数(最外层电子数)3倍的元素: Na。 最高正价是最低负价绝对值3倍的元素: S。 最高正价与最低负价代数和为0的元素: H、C、Si。 最高正价不等于族序数的元素: O、F。 2.前18号元素的原子结构的特殊性 (1)原子核中无中子的原子 H。 (2)最外层有1个电子的原子: H、Li、Na。 (3)最外层有2个电子的原子: He、Be、Mg。 (4)最外层电子数等于次外层电子数的原子: Be、Ar。 (5)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子: C;是次外层电子数3倍的原子: O。 (6)电子层数与最外层电子数相等的原子: H、Be、Al。 (7)电子总数为最外层电子数2倍的原子: Be;电子层数是最外层电子数2倍的原子: Li。 (8)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子: Li、Si。 (9)内层电子数是最外层电子数2倍的原子: Li、P。 (10)最外层电子数是电子层数2倍的原子: He、C、S;是电子层数3倍的原子: O。 3.与稀有气体核外电子层结构相同的离子 (1)与He原子电子层结构相同的离子: H-、Li+、Be2+。 (2)与Ne原子电子层结构相同的离子: F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+。 (3)与Ar原子电子层结构相同的离子: Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+。 物质的结构决定物质的性质 物质的结构决定物质的性质是化学的基本思想和重要理念。 在原子结构的分析中,主要考虑的是原子的核电荷数、核外电子层结构、原子半径的大小等因素。 由原子结构分析可以得出: 原子结构越容易失去电子,元素的金属性就越强;反之,原子结构越容易得到电子,元素的非金属性就越强。 化学键与物质的类型 1.离子化合物: 大多数含金属元素的化合物或是含铵根离子的化合物。 如NaNO3、BaSO4、NH4Cl、Ca(OH)2、K2O、Na2O2等。 2.共价化合物: 大多数仅含有非金属元素的化合物。 如HCl、H2SO4、CO2(不包括铵盐,如NH4Cl)等。 3.离子化合物一定含有离子键,也可能含有共价键(可能含有极性共价键,如NaOH;也可能含有非极性共价键,如Na2O2) 4.共价化合物仅含共价键,共价键分为极性共价键和非极性共价键。 极性共价键指的是不同非金属元素间的化学键,如HCl、OH-、NH3、H2O等含有极性共价键;非极性共价键指的是同种非金属元素间的化学键,如H2、O2、N2、 等含有非极性共价键。 常见的电子式、10电子和18电子的微粒 1.电子式 概念 用“·”或“×”表示原子最外电子层上的电子的式子 原子的电子式 Na· ·Mg· H· · · · · · · 阳离子的电子式 Na+ Mg2+ Ca2+ 阴离子的电子式 [ ]- [ ]2- [ H]- 离子化合物的电子式 Na+[ ]- Ca2+[ ]2- K+[ H]- [ ]-Mg2+[ ]- 分子的电子式 H: H : N︙︙N: H H 常见的错误类型 漏写没有参加成键的电子对,如N2电子式错写成了N︙︙N 离子合并错误,如Na2S的电子式错写成了N [ ]2- 混淆离子化合物和共价化合物,如HF电子式错写成了H+[ ]- 原子结合顺序错写,如HClO电子式错写成了H 共用电子对错写,如CO2电子式错写成了 2.10电子的微粒和18电子的微粒 单 核 双 核 三 核 四 核 四核以上 10电子微粒 N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+、Ne HF、OH- H2O、 N NH3、 H3O+ CH4、N 18电子微粒 K+、Ca2+、P3-、S2-、Cl-、Ar HCl、F2、HS- H2S PH3、 H2O2 SiH4、P 、CH3F、CH3OH、C2H6、N2H4 元素位置的确定 典题演示1 (2015·洛阳二模)下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是( ) ①稀有气体不活泼是因为它们的原子最外层都达到了8e-稳定结构 ②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素 ③第2周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 ④原子序数为12的元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族 A.①②B.①③C.②④D.③④ 〖答案〗C 〖解析〗He的最外层只有2个电子,①错;同周期,从左向右非金属性增强,则ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素,②正确;C位于第2周期ⅣA族,C存在多种同位素,C原子的中子数可以是6或7或8,③错;原子序数为12的元素为Mg,原子结构中有3个电子层,最外层电子数为2,则位于元素周期表的第3周期ⅡA族,④正确。 变式训练1 (2015·广东高考改编)甲~庚等元素在周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,下列判断正确的是( ) A.丙与戊的原子序数相差28 B.气态氢化物的稳定性: 庚<己<戊 C.常温下,甲和乙的单质均能与水剧烈反应 D.丁的单质可用于制造光导纤维 〖答案〗A 〖解析〗己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,则为浓硫酸,可知己为S元素,结合位置关系可知丁为Si,丙为B,庚为F,戊为As;甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,则甲为Mg,乙为Ca。 丙与戊的原子序数相差为33-5=28,A正确;非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性: 庚>己>戊,B错;金属性: Ca>Mg,常温下,乙的单质能与水剧烈反应,而甲不能,C错;丁的单质可用于制造芯片,SiO2可用于制造光导纤维,D错。 元素周期表的结构 典题演示2 (2015·福建高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的3倍,下列说法不正确的是( ) A.原子半径: W>Z>Y>X B.最高价氧化物对应水化物的酸性: X>W>Z C.简单气态氢化物的热稳定性: Y>X>W>Z D.元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等 〖答案〗A 〖解析〗由题意可知,X是氮元素,Y是氧元素,Z是硅元素,W是磷元素。 同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小,不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径大小: Si>P>N>O,A错;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素的非金属性: N>P>Si,所以它们的最高价氧化物对应水化物的酸性: HNO3>H3PO4>H2SiO3,B正确;元素的非金属性越强,其相应的氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性: O>N>P>Si,所以元素的氢化物的稳定性: H2O>NH3>PH3>SiH4,C正确;主族元素除了O和F之外,最高化合价等于主族序数,所以X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等,D正确。 变式训练2 (2015·山东高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下图所示。 已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( ) Y Z X W A.原子半径: X B.气态氢化物的稳定性: X>Z C.Z、W均可与Mg形成离子化合物 D.最高价氧化物对应水化物的酸性: Y>W 〖答案〗C 〖解析〗Y、W的原子序数之和是Z的3倍,设Y的原子序数为x,则Z的原子序数为x+1,W的原子序数为x+10,则x+x+10=3(x+1),解得x=7,即Y为N,结合位置关系可知,Z为O,X为Si,W为Cl。 电子层数越多,原子半径越大,则原子半径为X>Y>Z,A错;非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性为X Y 元素周期律的应用 典题演示3 (2015·北京高考)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是( ) A.酸性: H2SO4>H3PO4 B.非金属性: Cl>Br C.碱性: NaOH>Mg(OH)2 D.热稳定性: Na2CO3>NaHCO3 〖答案〗D 〖解析〗元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性: S>P,则酸性: H2SO4>H3PO4,能用元素周期律解释;同主族元素从上到下非金属性依次减弱,则非金属性: Cl>Br,能用元素周期律解释;元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性: Na>Mg,则碱性: NaOH>Mg(OH)2,能用元素周期律解释;碳酸氢盐易分解,碳酸盐难分解,所以热稳定性: Na2CO3>NaHCO3,不能用元素周期律解释。 故选D。 变式训练3 (2015·重庆高考)下列说法正确的是( ) A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强 B.P的非金属性强于Si,H3PO4的酸性比H2SiO3强 C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 〖答案〗B 〖解析〗I、Br同主族,自上而下原子半径增大,元素的非金属性减弱、氢化物的稳定性减弱,A错;Si、P同周期,随原子序数增大,元素非金属性增强,最高价含氧酸的酸性增强,H3PO4的酸性比H2SiO3强,B正确;氧化铝属于两性氧化物,能与氢氧化钠反应,而MgO属于碱性氧化物,能与酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,C错;二氧化硫通入硝酸钡溶液中,酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,将亚硫酸氧化为硫酸,进一步反应得到硫酸钡,SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO4,D错。 化学键类型 典题演示4 (2015·上海高考)某晶体中含有极性键,关于该晶体的说法错误的是( ) A.不可能有很高的熔、沸点 B.不可能是单质 C.可能是有机物 D.可能是离子晶体 〖答案〗A 〖解析〗含有极性键的晶体可能是原子晶体,如二氧化硅中含有Si—O极性键,其熔、沸点很高,A错;含有极性键的物质至少含有2种元素,属于化合物,不可能是单质,B正确;有机物中含有极性键,如甲烷中含有C—H极性键,C正确;离子晶体中也可能含有极性键,如NaOH中含有O—H极性键,D正确。 变式训练4 (2015·海南高考)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。 下列叙述错误的是( ) A.四种元素中d元素的非金属性最强 B.它们均存在两种或两种以上的氧化物 C.只有a与其他元素形成的化合物都是离子化合物 D.b、c、d分别与氢气形成的化合物中化学键均为极性共价键 〖答案〗D 〖解析〗a的M电子层有1个电子,应为Na元素;b的最外层电子数为内层电子数的2倍,应为C元素;c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,应为S元素;c与d同周期,d的原子半径小于c,应为Cl元素。 同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素非金属性强弱顺序为Cl>S>C>Na,A正确;四种
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