专题07物质结构元素周期律与周期表高考化学备考易错点专项复习.docx
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专题07物质结构元素周期律与周期表高考化学备考易错点专项复习
1.(2017·江苏高考)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。
下列说法正确的是( )
A.原子半径:
r(X) 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 物如NH4NO3,D项正确。 学.0.科0.0网 2.(2017·全国卷Ⅰ)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的强 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: 选C 由题知,W为氮,X为氧,Y为钠,Z为硫。 同周期元素从左至右,简单氢化物的热稳定性逐渐增强,H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;氧离子(O2-)和钠离子(Na+)核外都有10个电子,B项正确;钠和硫形成的化合物为硫化钠,它是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,能使红色石蕊试纸变蓝色,不能使蓝色石蕊试纸变红,C项错误;氧、硫位于同主族,钠与硫位于第三周期,D项正确。 3.(2017·全国卷Ⅱ)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。 下列叙述正确的是( ) A.原子半径: d>c>b>a B.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: 选B 由题意可推出a为O,b为Na或Mg,c为Al,d为S。 原子半径: Na(或Mg)>Al>S>O,A项错误;同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,即金属性: Na(或Mg)>Al,B项正确;Al2O3对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3是两性氢氧化物,C项错误;同主族元素自上而下,非金属性逐渐减弱,则对应单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性: O2>S,D项错误。 4.(2017·全国卷Ⅲ)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 B.氧化物对应水化物的酸性: Y>W C.化合物熔点: Y2X3 D.简单离子的半径: Y 晶体,离子晶体的熔点一般高于分子晶体的熔点,C项错误;Al3+和O2-的核外电子排布相同,具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径: Al3+<O2-,D项正确。 5.(2016·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d和b同族。 下列叙述错误的是( ) A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1 B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物 C.c的原子半径是这些元素中最大的 D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性 解析: 选A 由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c为Na,d为S。 A项中,H与Na可以形成化合物NaH,H的化合价为-1;B项中,O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物;C项中,四种元素原子半径大小顺序为Na>S>O>H;D项中,H与S形成化合物H2S,其水溶液呈弱酸性。 6.(2016·全国卷Ⅲ)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。 下列说法正确的是( ) A.简单离子半径: W<X<Z B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C.气态氢化物的热稳定性: W<Y D.最高价氧化物的水化物的酸性: Y>Z 和NH3的混合溶液),呈碱性。 C项,元素的非金属性越强,其气态氢化物的热稳定性越强,故热稳定性: W>Y。 D项,最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸。 7.(2016·江苏高考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族,下列说法正确的是( ) A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构 B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物 C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强 D.原子半径: r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W) 解析: 选B Y是迄今发现的非金属性最强的元素,则Y是F元素,X原子的最外层有6个电子,且原子序数比F小,则X是O元素,Z位于ⅠA族,原子序数比F大,则Z为Na元素,W与O属于同一主族且原子序数比O大,则W是S元素。 A项中,O2-的结构示意图为 ,S2-的结构示意图为 ,错误;B项中,Y与Z形成的化合物NaF是离子化合物,正确;C项中,HF的热稳定性比H2S强,错误;D项中,原子半径大小顺序为r(Na)>r(S)>r(O)>r(F),错误。 8.(2016·海南卷)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________,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______________________________________________________________。 元素是Si元素,其在自然界中常见的二元化合物是SiO2;(3)X与M的单质在高温下反应产生CS2,该反应的化学方程式为: C+2S CS2,产物分子为直线形,结构与CO2类似,由于是不同元素的原子形成的共价键,所以其化学键属极性共价键;(4)四种元素中只有Mg是金属元素,密度比较小,制成的合金硬度大,所以可用于航空航天合金材料的制备,该金属是比较活泼的金属,可以与盐酸发生置换反应产生氢气,其单质与稀盐酸反应的化学方程式为: Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。 答案: (1)三 ⅥA (2)Si SiO2 (3)C+2S CS2 极性 (4)Mg Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 9.元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题: (1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。 a.原子半径和离子半径均减小 b.金属性减弱,非金属性增强 c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强 d.单质的熔点降低 (2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为________,氧化性最弱的简单阳离子是________。 (3)已知: 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物 熔点/℃ 2800 2050 714 191 工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是___________ ______________________________________________________; 制铝时,电解Al2O3而不是电解AlCl3的原因是______________ ______________________________________________________。 (4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。 由粗硅制纯硅过程如下: Si(粗) SiCl4(纯) Si(纯) SiCl4的电子式为________。 (2)第三周期中原子最外层与次外层电子数相同的是氩,氧化性最弱的简单阳离子是Na+。 (3)工业上制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本。 制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是AlCl3为共价化合物,熔融态不导电。 (4)SiCl4是共价化合物,电子式为 。 答案: (1)b (2)氩 Na+(或钠离子) (3)MgO熔点高,熔融时耗费更多资源,增加生产成本 AlCl3为共价化合物,熔融态不导电 (4) 10.X、Y、Z、W、R是短周期元素,原子序数依次增大。 X原子核外各层电子数之比为1∶2,Y原子和Z原子的核外电子数之和为20,W和R是同周期相邻元素,Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。 请回答下列问题: (1)元素X的最高价氧化物的电子式为________;元素Z的离子结构示意图为________。 (2)单质铜和元素Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为__________________________________________ ______________________________________________________。 (3)元素W位于周期表的第________族,其非金属性比R弱,用原子结构的知识解释原因: ______________________________ _____________________________________________________。 (4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色,工业上用Y的气态氢化物的水溶液作该氧化物的吸收剂,写出吸收剂与足量该氧化物反应的离子方程式: _______________________________________________ ______________________________________________________。 (5)Y和Z组成的化合物ZY,被大量用于制造电子元件。 工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在高温下制备ZY,其中Z的氧化物和X单质的物质的量之比为1∶3,则该反应的化学方程式为____ _____________________________________________________。 答案: (1)∶O,∶∶C∶∶O,∶ (2)8HNO3(稀)+3Cu===2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O (3)ⅤA P原子和S原子的电子层数相同,P原子最外层电子数较少,原子半径较大,得电子能力较弱 (4)SO2+NH3·H2O===HSO +NH (5)Al2O3+3C+N2 2AlN+3CO 易错起源1、原子结构与化学键 例1.下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( ) A.质子数为17、中子数为20的氯原子: Cl B.氯离子(Cl-)的结构示意图: C.氯分子的电子式: D.氯乙烯分子的结构简式: H3C—CH2Cl 解析 A项,质子数为17、中子数为20的氯原子的质量数为37,可表示为 Cl,错误;B项,Cl-核外有18个电子,离子结构示意图为 ,错误;C项,氯分子中两个氯原子间形成一个共用电子对,从而达到8e-稳定结构,正确;D项,氯乙烯分子中含有的碳碳双键不能省略,其结构简式为CH2===CHCl,错误。 答案 C 【变式探究】CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。 以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应: 下列有关三聚氰酸的说法正确的是( ) A.分子式为C3H6N3O3 B.分子中既含极性键,又含非极性键 C.属于共价化合物 D.生成该物质的上述反应为中和反应 【答案】C 【解析】 选项 答案 自主分析 A 错误 正确的分子式为C3H3N3O3 B 错误 该分子中只有极性键 C 正确 该分子中只含共价键,故该物质为共价化合物 D 错误 氨不是碱,CO2不是酸,三聚氰酸不是盐,该反应不符合中和反应的定义 【名师点睛】原子的构成 ZAX表示质量数为A,质子数为Z的一个原子。 (1)核电荷数=核内质子数=核外电子数。 (2)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。 (3)离子所带电荷数=质子数-该离子核外电子总数。 【锦囊妙计,战胜自我】 元素与同位素的比较 元素 同位素 定义 具有相同的核电荷数的同一类原子的总称 具有相同质子数和不同中子数的核素之间的互称 备注 元素的种类由质子数决定,而与中子数、核外电子数无关,因此同种元素可以有若干种不同的同位素 同位素的化学性质几乎完全相同 实例 16O2、18O2、H2O中的O均为氧元素 11H、12H、13H互称为氢元素的同位素 易错起源2、原子核外电子排布的特殊规律及电子数相等的微粒 例2.用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子),请回答: (1)A元素是__________________________________________________, B元素是________________________________________, C元素是______________________________________(用元素符号表示)。 (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是______________________。 (3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是______________。 (4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是_________;电子式是________。 (5)G分子中含有4个原子,其分子式是________________。 (6)H分子中含有8个原子,其分子式是________________。 【答案】 (1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S (5)H2O2(或PH3) (6)C2H6 【名师点睛】 1.核外电子排布的特殊规律(短周期元素) (1)最外层有1个电子的原子: H、Li、Na。 (2)最外层有2个电子的原子: He、Be、Mg。 (3)最外层电子数等于次外层电子数的原子: Be、Ar。 (4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子: C;是次外层3倍的原子: O;是次外层4倍的原子: Ne。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子: H、Be、Al。 (6)电子总数为最外层电子数2倍的原子: Be。 (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子: Li、Si。 (8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子: Li、P。 (9)最外层电子数是电子层数2倍的原子: He、C、S;最外层电子数是电子层数3倍的原子: O。 2.核外电子数相等的微粒 10电子微粒 ①分子: CH4、NH3、H2O、HF、Ne ②阴离子: N3-、O2-、F-、OH-、NH2- ③阳离子: Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+ 18电子微粒 ①分子: SiH4、PH3、H2S、HCl、Ar、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、 H2N—NH2等 ②阴离子: S2-、HS-、Cl-、O22- ③阳离子: K+、Ca2+ 核外电子总数和质子总数均相同的微粒 ①Na+、NH4+、H3O+ ②F-、OH-、NH2- 位素如11H、12H、13H 【锦囊妙计,战胜自我】 若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等,则它们的关系可能是 (1)两种原子(同位素)、 (2)两种分子、(3)两种阳离子且带电荷数相同、(4)两种阴离子且带电荷数相同。 易错起源3、元素金属性和非金属性强弱判断 例3.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.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与其他元素生成的化合物都是离子化合物 D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键 可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物,正确;D项,碳元素可以与氢元素形成只含有极性键的化合物,如CH4,也可形成含有极性键和非极性键的化合物,如CH3CH3等,硫元素形成的H2S只含极性键,氯元素与氢元素形成的HCl也只含极性键,错误。 答案 D 【变式探究】现有下列八种短周期元素性质的数据: 元素性质 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 原子半径 (10-10m) 0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 1.43 最高或最低 化合价 +2 +1 +5 +7 +1 +5 +3 -2 -3 -1 -3 试回答下列问题: (1)上述元素中处于第ⅤA族的有______________________,处于第2周期的有________________(以上均用编号表示)。 (2)上述元素中金属性最强的是____________(用编号表示)。 (3)元素非金属性强弱比较有很多方法,其中④和⑦的非金属性强弱的研究方案中不可行的是________(填序号); A.比较两种单质的颜色 B.比较氢化物的稳定性 C.依据两元素在周期表中的位置 D.比较原子半径大小 E.比较最高价氧化物对应水化物的酸性 (4)写出元素①、⑧形成的化合物与KOH溶液反应的化学方程式: __________________________________________ (2)Mg、Al、Na、Li中金属钠的金属性最强。 (3)N、P位于同一主族,可依元素周期律比较非金属性强弱,但其单质的颜色不具有可比较性。 (4)①、⑧形成的化合物Al2O3与KOH溶液反应的化学方程式为Al2O3+2KOH===2KAlO2+H2O 【答案】 (1)④⑦ ①③⑦ (2)⑥ (3)A (4)Al2O3+2KOH===2KAlO2+H2O 【名师点睛】 1.根据元素在周期表中的位置 2.根据金属活动性顺序表 金属的位置越靠前,其金属性越强。 3.根据实验 (1)元素金属性强弱的比较 ①根据金属单质与水(或酸)反应的难易程度: 越易反应,则对应金属元素的金属性越强。 ②根据金属单质与盐溶液的置换反应: A置换出B,则A对应的金属元素比B对应的金属元素金属性强。 ③根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱: 单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱,元素的金属性越强(Fe对应的是Fe2+,而不是Fe3+)。 ④根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱: 碱性越强,则对应金属元素的金属性越强。 ⑤根据电化学原理: 不同金属形成原电池时,作负极的金属活泼;在电解池中的惰性电极上,先析出的金属其对应的元素较不活泼。 (2)元素非金属性强弱的比较 ①根据非金属单质与H2化合的难易程度: 越易化合则其对应元素的非金属性越强。 ②根据形成的氢化物的稳定性或还原性: 越稳定或还原性越弱,则其对应元素的非金属性越强。 ③根据非金属之间的相互置换: A能置换出B,则A对应的非金属元素的非金属性强于B对应元素的非金属性。 ④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱: 酸性越强,则元素的非金属性越强。 ⑤根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱: 单质的氧化性越强,其对应阴离子的还原性越弱,元素的非金属性越强。 【锦囊妙计,战胜自我】 (1)元素的非金属性与金属性强弱的实质是元素的原子得失电子的难易,而不是得失电子的多少。 如: Mg比Na失电子数多,但Na比Mg失电子更容易,故Na的金属性比Mg强。 (2)依原电池原理比较金属的金属性强弱时,电解质溶液应是还原性酸或盐溶液,否则所得结论可能不正确,如: Mg、Al做电极,NaOH溶液做电解质溶液,负极是Al。 易错起源4、根据原子序数推断元素在周期表中的位置 例4.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。 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 水化物的酸性: HNO3 答案 C 【变式探究】原子的核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数为2n2-1。 下列有关X的说法中正确的是( ) A.X位于元素周期表中第2周期ⅤA族 B.X元素有-3、+5两种化合价 C.X元素在元素周期表中的族序数肯定为奇数 D.X元素最高价氧化物对应的水化物可以表示为H3XO4 【解析】当n=1时,2n+1=3,不成立;n=2时,X为N元素;n=3时,X为Cl元素,故A、B错误;短周期主族元素的族序数等于最外层电子数,X的最外层电子数为2n+1,必为奇数,故C正确;X元素最高价氧化物对应的水化物为HNO3或HClO4,故D错。 【答案】C 【名师点睛】 1.推断中常利用的关系 (1)常见的等量关系 ①核外电子层数=周期数; ②主族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|; (2)序差关系 ①同主族、邻周期元素的原子序数差 a.位于过渡元素左侧的主族元素,即ⅠA、ⅡA族,同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数; b.位于过渡元素右侧的主族元素,即ⅢA~ⅦA族,同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。 例如,氯和溴的原子序数之差为: 35-17=18(溴所在第四周期所含元素的种数)。 ②同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序数的关系 设ⅡA族、ⅢA族元素原子序数分别为x、y, 则有 (3)奇偶关系 ①原子序数是奇数的主族元素,其所在主族序数必为奇数。 ②原子序数是偶数的主族元素,其所在主族序数必为偶数。 【锦囊妙计,战胜自我】 (1)周期尾序推算法 首先熟记各周期0族元素原子序数,然后拿已知元素原子序数去比较。 ⅠA ⅡA … ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 …… … bB aA bB … ①若b-a=1~2,则B元素处于A元素的下周期ⅠA或ⅡA族,如38号元素比第4周期氪的原子序数(36)多2,故该元素处在第5周期ⅡA族。 ②若a-b=1~5,则B元素处于A元素所在周期的ⅢA~ⅦA族,如49号元素比第5周期的氙(54号)原子序数少5,因此该元素处在第
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