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2019-2020年高考化學二輪復習 專題跟蹤訓練4 第一部分 專題二 基本理論 第4講 物質結構和元素周期律
一、選擇題
1.下列關于35Cl和37Cl、O2和O3、1HO和2HO的說法正確的是( )
A.35Cl和37Cl互為同素異形體
B.O2和O3是氧元素的兩種同位素
C.35和37表示的是質量數(shù)
D.1HO和2HO表示同一種水分子
[解析] 本題考查同位素、同素異形體等,意在考查考生的識記能力。35Cl和37Cl是氯元素的兩種核素,互為同位素,A錯誤。O2和O3是氧元素形成的兩種性質不同的單質,互為同素異形體,B錯誤。1HO和2HO不是同種水分子,D錯誤。
[答案] C
2.(xx廣東實驗中學月考)假設R元素無同位素,元素R原子的質量數(shù)為A,Rm-的核外電子數(shù)為x,則W g Rm-所含中子的物質的量為( )
A.(A-x+m)mol B.(A-x-m)mol
C.(A-x+m)mol D.(A-x-m)mol
[解析] 根據(jù)n(Rm-)=≈mol,又Rm-的質子數(shù)為x-m,則中子數(shù)為A-(x-m),所以W g Rm-所含中子的物質的量為(A-x+m)mol。
[答案] C
3.(xx南昌模擬)下表為幾種短周期元素的性質:
元素編號
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半徑
(10-1nm)
0.74
1.60
1.52
1.10
0.99
1.86
0.75
0.82
最高或最
低化合價
-2
+2
+1
+5
-3
+7
-1
+1
+5
-3
+3
A.元素④的原子序數(shù)小于元素⑦的原子序數(shù)
B.②、③處于同一周期
C.上述八種元素中,最高價氧化物對應水化物酸性最強的元素是⑤
D.⑧號元素原子結構示意圖為:
[解析] 本題考查元素周期表和元素周期律的綜合應用,意在考查考生的分析和判斷能力。①~⑧都為短周期元素,①有最低價-2,處于ⅥA族,沒有最高價,則①為O;④、⑦都有最低價-3、最高價+5,處于ⅤA族,且④的原子半徑較大,則④為P、⑦為N;⑤有+7價、-1價,處于ⅦA族,且半徑比①大,則⑤為Cl;③、⑥都有+1價,處于ⅠA族,⑥的原子半徑較大,且③不是所有元素中原子半徑最小的元素,則③為Li、⑥為Na;②有+2價,處于ⅡA族,原子半徑大于Li,則②為Mg。⑧有+3價且半徑比O大,比P小,則⑧為B。④為P、⑦為N,P的原子序數(shù)大于N,故A項錯誤;②為Mg,③為Li,二者為不同周期的元素,B項錯誤;⑤為Cl,八種元素中,其非金屬性最強,其最高價氧化物對應水化物的酸性最強,C項正確;⑧為B,其原子序數(shù)為5,D項錯誤。
[答案] C
4.(xx安徽示范高中聯(lián)考)工業(yè)上常利用液晶顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢玻璃粉末為原料回收金屬鈰(Ce),金屬鈰是一種重要的稀土元素,原子序數(shù)為58,它有四種同位素,該元素的相對原子質量為140,下列有關說法正確的是( )
A.它是第5周期元素
B.原子核內一定有82個中子
C.鈰的四種同位素形成的中性原子核外電子數(shù)相同
D.Ce2+中有55個質子
[解析] A.Ce是58號元素,位于第六周期,錯誤。B.鈰的四種同位素原子核內中子數(shù)都不相同,且依據(jù)題目條件無法求得,錯誤;C.鈰的四種同位素形成的中性原子核外電子數(shù)等于核內質子數(shù)都是58,正確;D.Ce3+離子中有58個質子,錯誤。
[答案] C
5.(xx濰坊一模)下列敘述正確的是( )
A.同一周期元素的原子,半徑越小越容易失去電子
B.元素周期表中所有元素都是從自然界中發(fā)現(xiàn)的,過渡元素都是金屬元素
C.非金屬元素形成的共價化合物中,原子的最外層都達到8電子穩(wěn)定結構
D.ⅠA族與ⅦA族元素間可形成共價化合物或離子化合物
[解析] A.同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,非金屬性逐漸增強,金屬性逐漸減弱。B.很多放射性元素在自然界不存在,多由核反應生成。C.非金屬元素形成的共價化合物中,原子的最外層不一定達到8電子穩(wěn)定結構。D.ⅠA族與ⅦA族元素間形成的化合物中氫化物為共價化合物,其他為離子化合物。
[答案] D
6.(xx西安一模)下列各組物質的性質比較不正確的是( )
A.熱穩(wěn)定性:SiH4>PH3>H2S
B.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4
C.堿性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
D.氧化性:F2>Cl2>Br2
[解析] A.非金屬性:Si
Mg>Al,元素的金屬性越強,對應的最高價氧化物的水化物酸性越強,故C正確。D.非金屬性:F>Br>I,元素的非金屬性越強,對應的單質氧化性越強,故D正確。
[答案] A
7.(xx泉州模擬)短周期元素X、Y、Z、W在周期表中相對位置如下表所示,Y元素在地殼中的含量最高。下列說法正確的是( )
X
Y
Z
W
A.原子半徑:ZH2S>AsH3,B項錯誤;常溫下Mg和水反應非常緩慢,C項錯誤;SiO2可用于制造光導纖維,D項正確。
[答案] AD
9.(xx石家莊一模)根據(jù)原子結構及元素周期律的知識,下列推斷正確的是( )
A.Cl2與Cl2氧化能力相近,二者互為同位素
B.Se與Se所含質子數(shù)相同,中子數(shù)不同
C.同主族元素形成的含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱
D.同周期主族元素形成的簡單離子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減小
[解析] 本題考查物質結構與元素周期律,意在考查考生對同位素、核素概念的理解及對元素周期律的應用能力。同位素是針對元素而言的,而不是單質,A項錯誤;Se和Se是Se的兩種核素,二者質子數(shù)均為34,前者中子數(shù)為44,后者中子數(shù)為46,B項正確;同主族元素形成的最高價含氧酸(最高價氧化物對應的水化物)的酸性隨著核電荷數(shù)的增加而減弱,而不是同主族元素的任一含氧酸,C項錯誤;同周期主族元素的金屬離子比非金屬離子少一個電子層,同周期非金屬離子的半徑比金屬離子的半徑大,D項錯誤。
[答案] B
10.(xx唐山一模)W、X、Y、Z均是短周期主族元素,X、Y、Z處于同一周期,W、X、Z的簡單離子具有相同的電子層結構,W的最高價氧化物對應的水化物與其氫化物能反應生成鹽,X的氧化物既能溶于酸又能溶于堿,Y的最高正價與最低負價的代數(shù)和為0。下列說法正確的是( )
A.離子半徑:W>X>Z
B.原子半徑:Z>X>Y
C.單質的熔點:W>Z>Y
D.最高正價:Z>W>X
[解析] 本題考查了元素周期表的結構與元素周期律,意在考查考生的綜合分析與應用能力。由題意可知,W為氮元素,X為鋁元素,Y為硅元素,Z為鈉元素或鎂元素。Na+或Mg2+的半徑均大于Al3+的半徑,A項錯誤;原子半徑:Na(或Mg)>Al>Si,B項正確;N2常溫下為氣態(tài),其熔、沸點很低,熔點:Si>Na(或Mg)>N2,C項錯誤;最高正價:N>Al>Na(或Mg),D項錯誤。
[答案] B
11.(xx日照調研)五種短周期元素在周期表中的位置如圖所示,其中Z元素原子的最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)。下列判斷正確的是( )
X
Y
Z
M
R
A.Z的氧化物可以作光導纖維
B.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:M>R
C.最高價氧化物對應水化物的酸性:Y>X
D.Z、M、R的原子半徑依次增大,最高化合價依次升高
[解析] 本題考查了元素周期表的結構與元素周期律,意在考查考生對元素周期表和元素周期律的綜合分析與應用能力。五種元素均為短周期元素,根據(jù)其在周期表中的相對位置可知,它們處于第二周期和第三周期,Z元素原子的最外層電子數(shù)等于電子層數(shù),可知Z的核外各層電子數(shù)分別為2、8、3,Z為Al,則X、Y、M、R分別為C、N、P、S。鋁的氧化物不能作光導纖維,SiO2可作光導纖維,A項錯誤;穩(wěn)定性:H2S>PH3,B項錯誤;酸性:HNO3>H2CO3,C項正確;Al、P、S處于同一周期,原子半徑依次減小,D項錯誤。
[答案] C
12.(xx河北唐山統(tǒng)考)下表是元素周期表的一部分,下列有關說法不正確的是( )
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
二
a
b
三
c
d
e
f
A.元素a是制備一種高效電池的重要材料
B.由b元素形成的單質不一定是原子晶體
C.c、d兩元素的單質構成原電池兩電極時,d可能為負極
D.e、f的含氧酸的酸性依次增強
[解析] 本題考查了物質結構、元素周期表知識,意在考查考生對相關知識的理解和運用能力。由題給元素周期表可知,a為Li,b為C,c為Mg,d為Al,e為S,f為Cl。Li是制備高效電池的重要材料,A項正確;由C形成的金剛石是原子晶體,由C形成的石墨不是原子晶體,B項正確;如果鎂和鋁在氫氧化鈉溶液中形成原電池,鋁為負極,C項正確;e、f的最高價氧化物對應的水化物的酸性依次增強,D項錯誤。
[答案] D
二、非選擇題
13.(xx河南八市聯(lián)考)A、B、C、D、E五種元素中只有E為金屬元素,五種元素的原子序數(shù)按B、D、C、A、E的順序依次增大,D、C元素在周期表中位置相鄰,在一定條件下,B的單質可以分別和A、C、D的單質化合生成甲、乙、丙化合物,C的單質和D的單質化合可得丁,戊、己、庚均為化合物。已知乙、丙每個分子中均含有10個電子,下圖為相互轉化關系:
請回答下列問題:
(1)下面是周期表的一部分,請將A、C、E用元素符號填在相應的位置上。
(2)寫出實驗室制取A的單質的離子反應方程式__________________________________________________。
(3)戊的分子式為__________。B與D形成的原子個數(shù)比為2∶1的化合物中,D原子最外層為8電子結構,請寫出該化合物的電子式__________。
(4)A的單質與丙常溫下發(fā)生反應生成甲與D的單質,該反應的化學方程式______________________。
(5)8 g E的單質在A的單質中充分燃燒放出熱量Q kJ,寫出該反應的熱化學方程式____________________________________(熱量是常溫下測定的)。
(6)實驗室配制庚溶液的實驗方法是______________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
[解析] 本題主要考查了元素周期表與元素周期律、元素化合物、熱化學、鹽類水解等知識,意在考查考生綜合分析問題的能力。由B的單質可以分別和C、D的單質化合形成10電子分子知B是氫元素,結合五種元素原子序數(shù)關系可知C、D可能是N、C或O、N或F、O,乙、丙可能是NH3、CH4或H2O、NH3或HF、H2O。結合框圖轉化關系中A的單質與乙反應的產(chǎn)物戊光照分解的情況知A是氯元素、乙是H2O、甲是HCl、戊是HClO,C是氧元素。則D是氮元素,丙是NH3,丁是NO,E是鐵元素,己是FeCl3,庚是FeCl2。(2)實驗室通常用濃鹽酸與MnO2在加熱條件下反應來制備氯氣。(3)D是氮元素,則相應的化合物是N2H4。(4)氯氣與NH3發(fā)生置換反應生成HCl與N2。(5)根據(jù)題意可知2 mol鐵在Cl2中充分燃燒生成FeCl3放出的熱量為14Q kJ,據(jù)此可寫出熱化學方程式。
[答案] (1)如圖
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(4)3Cl2+2NH3===N2+6HCl
(5)2Fe(s)+3Cl2(g)2FeCl3(s) ΔH=-14Q kJmol-1
(6)向鹽酸中加入適量的FeCl2晶體,攪拌溶解,然后加水稀釋,并加入少許鐵粉
14.(xx江蘇模擬)A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的5種短周期元素,已知:
①A、B、C同周期,C、E同主族
②A原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍
③C與氫元素能組成10電子的X-,D的單質是生活中常見的一種金屬
請回答下列問題:
(1) AC2分子的結構式為__________;
(2)寫出X-的電子式:__________;
(3)D的某種化合物可用于凈水,其凈水原理是(用離子方程式表示):_________________________________________;
(4)將EC2氣體通入BaCl2與B的最高價氧化物對應水化物的稀溶液的混合液中,其反應的離子方程式為:_____________ ________________________。
[解析] 本題考查元素推斷及結構式、電子式、離子方程式的書寫,意在考查考生的分析判斷能力。A原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,則A為碳元素;C與A同周期且C與氫元素能形成10電子的負一價陰離子,則C為氧元素,該陰離子為OH-,從而推出B為氮元素;又因C、E同主族,則E為硫元素;D的單質是生活中常見的一種金屬,且D的原子序數(shù)大于8,小于16,故D為鋁元素。(1)CO2為直線形分子,其結構式為O===C===O。(2)OH-的電子式為[H]-。(3)Al3+水解生成的Al(OH)3膠體可以吸附水中的雜質,常用來凈水,Al3+水解的方程式為:Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+。(4)HNO3具有強氧化性,在水溶液中能將SO2氧化為SO,SO與BaCl2反應生成BaSO4沉淀,反應的離子方程式為:3SO2+3Ba2++2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO↑+4H+。
[答案] (1)O===C===O
(2)[H]-
(3)Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+
(4)3SO2+3Ba2++2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO↑+4H+
15.短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大,其元素特征信息如下表:
元素編號
元素特征信息
A
最高正價和最低負價的絕對值之差為2
B
與E同主族
C
1 mol C的單質能與冷水反應,在標準狀況下生成11.2 L H2
D
原子最外層電子數(shù)等于其周期序數(shù)
E
負一價陰離子的電子層結構與氬原子相同
(1)A元素單質分子的電子式為__________。
(2)D和E形成化合物的類型是______________(填“共價化合物”或“離子化合物”)。
(3)B和D簡單離子的半徑大小為__________(用離子符號和“>”“=”或“<”表示)。
(4)用電子式表示B和C形成化合物的過程:________________。
(5)A元素能與另外四種元素中的一種元素形成共價化合物,分子中的原子個數(shù)比為1∶3,相對分子質量為120.5,則該物質的結構式為________________。
[解析] E的負一價陰離子的電子層結構與氬原子相同,則E為Cl,B和E同主族,且E的原子序數(shù)大,故B為F;A的最高正價與最低負價的絕對值之差為2,則A為ⅤA族元素,又因B的原子序數(shù)大于A,故A為N;1 mol C的單質與冷水反應生成0.5 mol H2,故C為Na;D原子的最外層電子數(shù)等于其周期序數(shù),D可能為Be或Al,又因原子序數(shù)關系,可知D為Al。
[答案] N??N
(2)共價化合物
(3)F->Al3+
(4)
16.短周期元素形成的常見的非金屬固體單質A與常見的金屬單質B,在加熱條件下反應,生成化合物C,C與水反應生成白色沉淀D和氣體E,D既能溶于強酸,也能溶于強堿。E在足量空氣中燃燒產(chǎn)生刺激性氣味氣體G,G在大氣中能導致酸雨的形成。E被足量氫氧化鈉溶液吸收得到無色溶液F。溶液F在空氣中長期放置發(fā)生發(fā)應,生成物之一為H。H與過氧化鈉的結構和化學性質相似,其溶液顯黃色。
請回答下列問題:
(1)組成單質A的元素們于周期表中第__________周期,第__________族。
(2)B與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為_______________ _________________________。
(3)G與氯酸鈉在酸性條件下反應可生成消毒殺菌劑二氧化氯。該反應的氧化產(chǎn)物為__________,當生成2 mol二氧化氯時,轉移電子__________mol。
(4)溶液F在空氣中長期放置生成H的化學反應方程式為____________________________________________________。
(5)H的溶液與稀硫酸反應產(chǎn)生的現(xiàn)象為_______________ ___________________________。
[解析] 由生成白色沉淀D,D既能溶于強酸,也能溶于強堿,推測D是Al(OH)3,再逆推可知,B為Al。G在大氣中能導致酸雨的形成,可猜測G可能為SO2。逆推可知,A為S,綜合可知,C為Al2S3,D為Al(OH)3,E為H2S,G為SO2,F(xiàn)為Na2S。(3)SO2與氯酸鈉在酸性條件下反應,SO2為還原劑,被氧化為SO,根據(jù)電子得失可以判斷生成2 mol二氧化氯時,轉移電子2 mol。由H與過氧化鈉的結構和化學性質相似,其溶液顯黃色,結合前面的信息可以推測H為Na2S2。
[答案] (1)三?、鯝 (2)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
(2)硫酸鈉(Na2SO4) 2
(4)4Na2S+O2+2H2O===4NaOH+2Na2S2(或2Na2S+O2+2H2O===4NaOH+2S、Na2S+S===Na2S2)
(5)溶液由黃色變?yōu)闊o色,產(chǎn)生淺黃色沉淀和(臭雞蛋氣味的)氣體
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