考案5第5章物质结构元素周期率.docx
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考案5第5章物质结构元素周期率
考案[5]第五章 物质结构 元素周期律
综合过关规范限时检测
(45分钟,100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:
本题共7小题,每小题6分,共42分。
每小题只有一个选项符合题意。
1.(2017·陕西西安八校联考)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 )
A.b、c、d分别与氢形成的化合物中的化学键均为极性共价键
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.a、b、c、d四种元素中d元素的非金属性最强
[解析] 本题考查物质结构与元素周期律的相关知识。
根据题意可推出,a为Na,b为C,c为S,d为Cl。
C与H形成的乙烷中存在碳碳非极性共价键,A项错误;Na可形成Na2O、Na2O2,C可形成CO、CO2,S可形成SO2、SO3,Cl可形成ClO2、Cl2O7等多种氧化物,B项正确;C、S、Cl均为非金属元素,它们之间不能形成离子化合物,Na为活泼金属元素,与C、S、Cl形成的化合物都是离子化合物,C项正确;非金属性:
Cl>S>C,Na为金属元素,D项正确。
2.(2017·河南郑州二模)X、Y、Z是三种短周期元素,原子半径的大小为:
r(Y)>r(X)>r(Z)三种元素的原子序数之和为15;X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图转化关系,其中R为10电子分子,是一种常见的无机溶剂。
下列说法中不正确的是
( C )
A.X元素位于周期表中第16列
B.X、Y、Z元素两两之间均能形成原子个数比为1:
1的化合物
C.X、Y、Z元素形成的单质均具有强还原性
D.R的沸点高于M的沸点
[解析] 本题考查元素周期表及元素周期律的相关知识。
根据“R为10电子分子,是一种常见的无机溶剂”这一信息,可以初步判断出R是H2O,然后根据X、Y、Z“三种元素的原子序数之和为15”即可推断出Y元素。
根据题意可推出X、Y、Z依次是O、C、H。
氧元素是ⅥA族元素,位于元素周期表的第16列,A项正确。
O、C、H两两之间能形成CO、H2O2、C6H6等多种原子个数比为1︰1的化合物,B项正确。
O2、O3具有强氧化性,C项错误。
M是CO(或CO2),R是H2O,常温下H2O是液体,CO(或CO2)是气体,H2O的沸点明显高于CO(或CO2)的沸点,D项正确。
3.(2017·山东文登模拟)A、B、C、D、E是五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A的最高正价与最低负价的代数和等于0,B、E是同一主族元素,C元素的原子半径大于所在同周期中其他主族元素的原子半径,D元素的最外层电子数等于其电子层数,E元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍,则下列说法正确的是
( D )
A.B、C、D形成的简单离子,半径最小的是B
B.E形成的简单氢化物稳定性比B的强
C.A、C、D形成的最高价氧化物的水化物两两间可相互反应
D.A、B形成的化合物与B、E形成的化合物化学键类型相同
[解析] 根据题意知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,E元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍,则E为硫元素;B、E是同一主族元素,则B为氧元素;A的最高正价与最低负价的代数和等于0,则A为碳元素;C元素的原子半径大于所在同周期中其他主族元素的原子半径,则C为钠元素;D元素的最外层电子数等于其电子层数,则D为铝元素。
A项,B、C、D形成的简单离子O2-、Na+、Al3+电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故半径最小的是D(Al3+),A项错误;B项,同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,H2S的稳定性比H2O的弱,B项错误;C项,A的最高价氧化物对应水化物(H2CO3)与D的最高价氧化物对应水化物[Al(OH)3]不反应,C项错误;D项,A、B形成的化合物CO和CO2中的化学键均为共价键,B、E形成的化合物SO2和SO3中的化学键也为共价键,化学键类型相同,D项正确。
本题在推断元素A时容易出现问题。
错因:
不能理解元素“最高正价与最低负价的代数和”的意义。
纠错方法:
元素“最高正价与最低负价的代数和”即元素的最高正价和最低负价直接加和,如Cl元素的最高正价为十7价,最低负价为-1价,则最高正价与最低负价的代数和为+7+(-1)=6。
4.(2017·江西南昌调研)下表为几种短周期元素的某些性质:
元素编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
0.74
1.60
1.52
1.10
0.99
1.86
0.75
0.82
最高或最低化合价/价
-2
+2
+1
+5、-3
+7、-1
+1
+5、-3
+3
对上述元素的下列说法正确的是
( C )
A.元素④的原子序数小于元素⑦的原子序数
B.②③处于同一周期
C.上述八种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是⑤
D.⑧号元素原子结构示意图为
[解析] ①~⑧都为短周期元素,①有最低价一2价,处于ⅥA族,没有最高价,则①为O;④⑦都有最低价-3价、最高价十5价,处于VA族,且④的原于半径较大,故④为P、⑦为N;⑤有+7、-1价,处于ⅦA族,且原子半径比①大,则⑤为Cl;③⑥都有+1价,处于IA族,⑥的原子半径较大,且③不是所有元素中原子半径最小的元素,则③为Li、⑥为Na;②有+2价,处于ⅡA族,原子半径大于Li,则②为Mg;⑧有+3价且原子半径比O大,比P小,则⑧为B。
④为P、⑦为N,P的原子序数大于N,故A项错误;②为Mg,③为Li,二者为不同周期的元素,B项错误;⑤为Cl,是八种元素中非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,C项正确;⑧为B,其原子序数为5,D项错误。
5.(2018·试题调研)W、X、Y、Z是原于序数依次增大的短周期元素,它们中的某些元素可以分别组成三元化合物a,二元化合物b、c。
a为海水晒盐后所得的苦卤与石灰乳反应得到的难溶物,Z的单质e通常为黄绿色气体,常温下,0.01mol·L-1的c溶液pH为2。
从海水中提取金属d的流程如下图所示:
下列说法正确的是
( B )
A.简单离子半径大小:
Z>Y>X
B.阴离子的还原性:
W>Z
C.元素W、X、Z各自最高价和最低价的代数和分别为0、4、6
D.元素X、Y形成的化合物既能与烧碱溶液反应又能与盐酸反应
[解析] 根据题干信息和转化关系,可知a、b、c、d、e分别为氢氧化镁、氯化镁、氯化氢、镁、氯气。
W、X、Y、Z分别为H、O、Mg、C1。
A项,O2-的半径大于Mg2+;B项,氯的得电子能力大于氢,因此H-的还原性强于Cl-;C项,氧元素一般不显正价:
D项,氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
6.(2018·经典习题选萃)A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,辛是由C元素形成的单质。
已知:
常温下0.1mo/L丁溶液的pH为13,甲、乙、丙、丁、戊、辛物质间可发生如图所示转化。
则下列说法不正确的是
( B )
A.原子半径:
D>B>C
B.元素的非金属性:
B>C>A
C.A、B、C、D形成的化合物中既含有离子键又含有共价键
D.A分别与B、C、D形成的简单化合物中,A与B形成的简单化合物的熔点最低
[解析] 常温下0.1mol/L丁溶液的pH为13,所以丁是一元强碱,为NaOH,根据反应甲+乙―→丁+辛,甲+丙―→戊+辛及元素守恒可知,甲是Na2O2,乙是H2O,丙是CO2,戊是Na2CO3,辛是O2,由此推出,A为H,B为C,C为O,D为Na。
原子半径Na>C>O,A项正确;非金属性O>C>H,B项错误;四种元素可以形成化合物NaHCO3,既含有离子键又含有共价键,C项正确;A分别与B、C、D形成的简单化合物为CH4、H2O、NaH,CH4的熔点最低,D项正确。
7.(2018·山东滨州高三检测)如图所示是部分短周期元素原子序数与原子最外层电子数之间的关系图,下列说法中正确的是
( D )
A.简单离子半径:
Z>M>R>W
B.简单气态氢化物的沸点:
W>R>Y>X
C.M、N、R、W的简单离子均能促进水的电离
D.Z、X、R、W的最高价氧化物对应的水化物均能与N的单质反应
[解析] 由题图知,X为N,Y为O,Z为Na,M为Mg,N为Al,R为S,W为Cl。
电子层数不同时,电子层数越多离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多离子半径越小,则r(s2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Mg2+),A错误;W、R、Y、X分别是Cl、S、O、N,对应的简单氢化物中H2O、NH3分子间有氢键,所以H2O、NH3的沸点高于HCl、H2S,B错误。
Cl-是强酸根离子,不能水解,故不能促进水的电离,C错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:
本题包括4小题,共58分
8.(14分)(2017·天津红桥区期末)以下元素均为短周期元素:
元素代号
相关信息
M
非金属元素,其气态氢化物的水溶液呈碱性
A
A的单质与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液
B
B的原子最外层电子数是内层电子数的3倍
C
在第三周期元素中,C的简单离子半径最小
D
A、B、D组成的36电子的化合物X是家用消毒剂的主要成分
E
所有有机物中都含有E元素
(1)B在周期表中的位置是__第二周期第Ⅵ族_,C的简单离子的结构示意图为__
__。
(2)D的最低价含氧酸的电子式为__
__。
(3)M的简单气态氢化物与B的单质形成燃料电池(KOH为电解液),写出其负极反应式:
2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O(产物中无有毒有害物质)。
(4)A的单质在真空高压下能与由D、E组成的分子呈正四面体结构的化合物Y反应生成2种固态物质,其中一种是自然界中硬度最大的物质。
该反应的化学方程式是
__4Na+CCl4
4NaCl+C__。
(5)仅由A、B、E组成的一种生活中的常用盐,其中A的质量分数为43%,其水溶液与D的单质以物质的量比为1︰1反应的离子方程式为
__CO
+Cl2+H2O===HClO+Cl-+HCO
__。
[解析] M的气态氢化物的水溶液呈碱性,推出M为N;A的单质与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液,推出A为Na;B的原子最外层电子数是内层电子数的3倍,推出B为O;C的简单离子半径在第三周期元素中最小,推出C为Al;A、B、D组成的36电子化合物X是家用消毒剂的主要成分,此化合物X为NaClO,因此D为Cl;E是所有有机物中都含有的元素,即E为C。
(1)根据上述分析,B为O元素,位于第二周期第ⅥA族;C的简单离子是Al3+,结构示意图是
(2)Cl的最低价含氧酸是HClO,其电子式为
。
(3)M的简单气态氢化物是NH3,与氧气构成燃料电池,负极发生氧化反应,NH3在负极上失去电子,电解质溶液呈碱性,因此负极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O。
(4)Y是CCl4,硬度最大的物质是金刚石,金属钠置换CCl4生成金刚石,因此发生的反应是4Na+CCl4
4NaCl+C。
(5)由Na、O、C组成的生活中常用盐可能是NaHCO3,也可能是Na2CO3,根据Na的质量分数是43%,推出此盐为Na2CO3。
Cl2和H2O发生反应:
Cl2十H2OHCl十HClO,Na2CO3十HCl===NaHCO3十NaCl、Na2CO3十HCIO===NaHCO3十NaClO,因为Na2CO3和Cl2的物质的量之比是1︰1,可得反应:
CO
+Cl2+H2O===HClO十Cl-十HCO
。
9.(12分)(2018·经典习题选萃)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。
A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。
A和B、D、E均能形成共价型化合物。
A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是__Na_,非金属性最强的是__Cl_(填元素符号)。
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是__PH3_(用化学式表示)。
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为__NH4Cl_,其中存在的化学键类型为__离子键和共价键_。
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为__H3PO4_。
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为__2P+5Cl2
2PCl5__;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为__PCl3_。
(6)单质E与水反应的离子方程式为
__Cl2+H2O===H++Cl-+HClO__。
[解析] 本题主要考查原子结构、元素周期律及元素周期表知识,意在考查考生综合运用所学知识的能力。
A与B、D、E均能形成共价型化合物,故A、B、D、E均为非金属元素,非金属元素A和B形成的化合物的水溶液呈碱性,故该化合物为NH3,结合短周期元素及原子序数依次增大的信息可知A为H,B为N;由A、C同主族及B、D同主族且C离子和B离子具有相同的电子层结构,可知C、D分别为Na、P;P元素之后的短周期元素只有S、Cl、Ar,Cl与Na形成的化合物的水溶液呈中性,故E为Cl。
(1)同周期主族元素从左到右原于半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,故原子半径最大的是Na;分析可知,非金属性最强的是Cl。
(2)N、P的非金属性强弱为P (3)A和E形成的化合物为HCl,A和B形成的化合物为NH3,氯化氢与氨气反应生成氯化铵,该化合物由NH 与Cl-之间的化学键为离子键,N与H之间的化学键为共价键。 (4)D为P,其最高价氧化物为P2O5,最高价氧化物的水化物为H3PO4。 (5)P在氯气中燃烧时,若氯气足量,则生成PCl5;若氯气不足,则生成PCl3。 (6)单质E(氯气)与水反应生成次氯酸和盐酸,注意次氯酸为弱电解质,在离子方程式中用分子式表示。 10.(16分)(2017·天津河北区质量检测)如图是元素周期表的一部分。 Ⅰ (1)②、⑥、⑧的离子半径由大到小的顺序为 __Cl->O2->Na+_(用离子符号表示)。 (2)④、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是__HClO4>H3PO4>H2CO3_(用化学式表示)。 (3)As的原子结构示意图为__ __;其氢化物的化学式为__AsH3_。 (4)Y由②、⑥、⑧三种元素组成,它的水溶液是生活中常见的消毒剂。 As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,该反应的化学方程式为__5NaClO+2As+3H2O===2H3AsO4+5NaCl__,当消耗1mol还原剂时,电子转移了__5_mol。 Ⅱ.A、B、C、D、E、X是上述周期表给出元素组成的常见单质或化合物: 已知A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去),若常温下A为红棕色气体,B为强酸,X为常见金属单质。 (5)A与水反应的化学方程式为 __3NO2+H2O===2HNO3+NO__。 (6)工业上常用热还原法冶炼X,写出其化学方程式: __Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2__。 (7)某温度下(>100℃)若mgX与H2O反应放出QkJ(Q>O)的热量。 写出该反应的热化学方程式: __3Fe(s)+4H2O(g)===Fe3O4(s)+4H2(g)ΔH=- kJ/mol__。 [解析] 由元素在周期表中的位置可知,①为H,②为Na,③为Al,④为C,⑤为N,⑥为O,⑦为P,⑧为Cl。 Ⅰ. (1)电子层多的离子半径大,具有相同电子层结构的离子,原子序数小的半径大,则②⑥⑧的离子半径: Cl->O2>Na+。 (2)非金属性: Cl>P>C,则④、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性: HClO4>H3PO4>H2CO3。 (3)As位于元素周期表第四周期第VA族,原子结构示意图为 ,其氢化物为AsH3。 (4)Y由②、⑥、⑧三种元素组成,它的水溶液是生活中常见的消毒剂,则Y为NaClO,与As的反应为5NaClO+2As+3H2O===2H3AsO4+5NaCl,As元素的化合价升高,为还原剂,则消耗1mol还原剂时转移电子为1mol×(5-0)=5mol。 Ⅱ.A为红棕色气体,B为强酸,X为常见金属单质,结合转化关系可知,A为NO2,B为HNO3,E为NO,X为Fe,C为Fe(NO3)3,D为Fe(NO3)2。 (5)NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。 (6)用热还原法冶炼Fe的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。 (7)mgX与H2O反应放出QkJ(Q>O)的热量,则1molFe反应放出 kJ的热量,则热化学方程式为3Fe(s)+4H2O(g)===Fe3O4(s)+4H2(g)ΔH=- kJ/mol。 11.(16分)(2018·山东潍坊高三检测)(能力挑战题)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期元素,A是短周期元素中金属性最强的元素,B是地壳中含量最高的金属元素,C单质的晶体是良好的半导体材料,D的最外层电子数与内层电子数之比为3︰5。 (1)C的原子结构示意图为__ __,D在元素周期表中的位置为__第3周期第ⅥA族_。 (2)F是化学常见元素,它的一种氧化物为红棕色粉末,B单质与其在高温条件下反应是冶炼F单质的方法之一,该反应的化学方程式为__Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe__。 (3)含B元素的化合物常用作净水剂,用文字和化学用语解释净水原理: Al3+水解产生氢氧化铝胶体,能吸附水中悬浮物使之凝聚达到净水目的,Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。 (4)E元素的非金属性强于D元素,用原子结构解释原因: 同周期元素随着原子序数的递增,__原子半径递减,得电子能力逐渐增强_,非金属性增强。 (5)工业上将干燥的E单质通入D熔融的单质中可制得化合物D2E2,该物质可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体,2mol该物质参加反应时转移3mol电子,其中只有一种元素化合价发生改变,该反应的化学方程式为__2S2Cl2+2H2O===3S↓+SO2↑+4HCl__。 [解析] A是短周期中金属性最强的元素,则A是Na;B是地壳中含量最高的金属元素,则B是Al;C单质的晶体是良好的半导体材料,Si是良好的半导体材料,所以C是Si;D的最外层电子数与内层电子数之比为3︰5,则D的内层电子数是10,最外层有6个电子,所以D是S;则E是Cl。 (1)Si的原子结构示意图是 ,硫元素位于元素周期表中的第3周期第ⅥA族。 (2)Fe的氧化物中氧化铁为红棕色粉末,所以F是Fe,Al与氧化铁在高温条件下发生置换反应生成单质Fe和氧化铝,化学方程式是Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。 (3)含Al的化合物常用作净水剂,是因为铝离子发生水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附作用,离子方程式是Al3++3H2OAI(OH)3(胶体)+3H+。 (4)同周期元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引能力逐渐增强,所以得电子的能力逐渐增强,则元素的非金属性逐渐增强,Cl的非金属性强于S。 (5)根据题意,S2Cl2与水反应生成二氧化硫,硫元素的化合价升高,则氯元素的化合价未变化,根据氧化还原反应规律,反应中硫元素的化合价应降低,S2Cl2中硫元素的化合价是+1价,所以产物中有S生成,根据元素守恒,则生成物还有氢离子,所以化学方程式是2S2Cl2+2H2O===3S↓+SO2↑+4HCl。
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