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【步步高】2015年高考化学(人教通用版)二轮专题复习讲义:专题六+物质结构和元素周期律(含答案解析)


[考纲要求] 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成;了解原子序数、核电荷数、 质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布。4.掌握元 素周期律的实质;了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。5.以第三周期为例,掌 握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以 ⅠA 和ⅦA 族为例,掌握同一主 族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非 金属在周期表中的位置及其性 质递变的规律。8.了解化学键的定义;了解离子键、共价键的形成。9.了解物质的组成、结构 和性质的关系。

考点一

微粒结构及相互作用力

原子结构、离子结构是物质结构的核心内容,同样也是高考的重要考点。复习时,注意掌握 常用规律,提高解题能力;重视知识迁移、规范化学用语。根据考纲,应从以下六个方面掌 握。 1.突破原子或离子微粒组成的“数量关系” 中性原子:核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数 阴离子:核外电子数=质子数+所带的电荷数 阳离子:核外电子数=质子数-所带的电荷数 2.正确把握一个信息丰富的符号

如过氧根离子[来源:学科网]

3.辨析“四同”概念 同位素 质子数相同,中 概念 子数不同的同一 种元素的原子之 间互为同位素 同素异形体 同种元素组成的 结构不同的单质 之间互为同素异 形体 同分异构体 同系物 结构相似,在分 分子式相同,结 构不同的化合物 互为同分异构体 子组成上相差一 个或若干个 CH2 原子团的物质互 称同系物 一般为有机化合 物之间 可能相似也可能 不同 CH3COOH 与 HCOOCH3 有机化合物

对象 化学 性质

原子之间

单质之间 相似,一定条件 下可以相互转变 金刚石、石墨、

几乎完全相同

相似 如甲烷、乙烷、 丙烷;乙烯、丙 烯;甲酸、乙酸

实例

1 2 3 1H、1H、1H

C60; 红磷、 白磷; O2 与 O3

4.注意易混淆的问题 (1)同种元素,可以有若干种不同的核素,即核素种类远大于元素种类。 (2)元素有多少种核素,就有多少种原子。 (3)同位素是同一元素不同原子的互相称谓,不指具体原子。 (4)同一元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成 的化合物的化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有差异。 5.巧记 10e 、18e
- -

微粒
Na 、Mg2 、Al3
+ + +

10 电子体和 18 电子体是元素推断题的重要突破口。以 Ne 为中心记忆 10 电子体: ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― →Ne― ― ― ― ― ― ― ― → OH 、O2 、N3 、F 、NH 、H O 、NH
- - - - + + -

CH4、NH3、H2O、HF
4

3

2

以 Ar 为中心记忆 18 电子体: ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― →Ar― ― ― ― → HS 、Cl 、S2 、P3 、O2
- - - - -

SiH4、PH3、H2S、HCl

K 、Ca2




2

此外, 由 10 电子体中的 CH4、 NH3、 H2O、 HF 失去一个 H 剩余部分的—CH3、 —NH2、 —OH、 —F 为 9 电子体,两两组合得到的物质如 CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2 等也为 18 电子 体。 6.正确理解微粒间的相互作用力 (1)当一个化合物中只存在离子键时,该化合物是离子化合物。 (2)当一个化合物中同时存在离子键和共价键时,该化合物是离子化合物。 (3)当化合物中只存在共价键时,该化合物才是共价化合物。 (4)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外);共价化合物一般只含 有非金属元素,但个别含有金属元素,如 AlCl3 也是共价化合物;只含有非金属元素的化合

物不一定是共价化合物,如铵盐。 (5)非金属单质只有共价键(稀有气体除外)。 (6)气态氢化物是共价化合物,只含共价键,而金属氢化物(如 NaH)是离子化合物,含离子键。 [来源:Zxxk.Com] (7)离子晶体熔化时破坏离子键,原子晶体熔化时破坏共价键,而分子晶体熔化时破坏分子间 作用力。 (8)分子的稳定性与分子间的作用力无关,而与分子内部的化学键的强弱有关。

题组一 辨析概念 比较数量 1. (2014· 上海, 1) “玉兔” 号月球车用238 下列关于238 94Pu 作为热源材料, 94Pu 的说法正确的是(
238 A.238 94Pu 与 92U 互为同位素 239 B.238 94Pu 与 94Pu 互为同素异形体 238 C.238 94Pu 与 92U 具有完全相同的化学性质 239 D.238 94Pu 与 94Pu 具有相同的最外层电子数

)

答案 D
238 238 239 解析 本题考查同位素。238 94Pu 与 92U 是两种不同的元素, 94Pu 与 94Pu 的质子数相同(质子数

=核外电子数),中子数不同,互为同位素,故 D 正确。 2.现有下列几组粒子:①N2、CO、C2H2;②NH4 、H3O 、OH ;③C2 O2 CN ;④PO3 2 、 2 、 4 、
+ + - - + - -

SO2 4 、ClO4 。对上述四组粒子归类正确的是(
- -

)

A.质子数相等、电子数和原子数不相等:①[来源:学科网] B.质子数和电子数相等、原子数不相等:② C.电子数相等、质子数和原子数不相等:③ D.原子数和电子数相等、质子数不相等:④ 答案 D 解析 本题考查一些阴离子、阳离子和分子的电子数、质子数的计算。阳离子:电子总数= 质子总数-所带的电荷总数;阴离子:电子总数=质子总数+所带的电荷总数。①N2、CO、 C2H2 的质子数和电子数都等于 14,原子数不等;②NH4 、H3O 、OH 的原子数和质子数不
2 等,电子数都为 10;③C2 2 、O2 、CN 的原子数和电子数都相等,质子数不同;④P、S、
- + - + + -

Cl 所含的电子数分别为 15、16、17,酸根离子中所含氧原子数均相等,得电子数依次为 3、 2、1,三种酸根离子所含的总电子数相等(18+32)、原子数都为 5,但三种酸根离子的质子数 不相等。 题组二 等电子微粒的正确判断与灵活应用 3.(2014· 上海,7)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( A.H3O


)

和 OH



B.CO 和 N2

C.HNO2 和 NO2 答案 D



D.CH3 和 NH4





解析 本题考查微粒中电子数目的计算。CH3 中的电子数为 8,NH4 中电子数为 10,二者不 相等。 4.已知 A、B、C、D 四种物质均是由短周期元素原子组成的,它们之间有如图所示的转化 关系,且 A 是一种含有 18 电子的微粒,C 是一种含有 10 电子的微粒。请完成下列各题:





(1)若 A、D 均是气态单质分子,写出 A 与 B 反应的化学方程式:_______________。[来 源:Z_xx_k.Com] (2)若 B、D 属同主族元素的单质分子,写出 C 的电子式: ________________________________________________________________________。 (3)若 A、B 均是含 2 个原子核的微粒,其中 B 中含有 10 个电子,D 中含有 18 个电子,则 A、 B 之间发生反应的离子方程式为____________________________________________。 (4)若 D 是一种含有 22 电子的分子, 则符合如图关系的 A 的物质有____________(写物质的化 学式,如果是有机物则写相应的结构简式)。 答案 (1)2F2+2H2O===4HF+O2 (3)HS +OH ===S2 +H2O
- - -

(2)H· O· H · ·

(4)CH3CH3、CH3OH 解析 (1)18 电子的气态单质分子为 F2,则 C 为 HF、B 为 H2O、D 为 O2,反应方程式为 2F2 +2H2O===4HF+O2。 (2)B、D 为同主族元素的单质,且 A 含有 18 个电子,C 含有 10 个电子时,则 B 为 O2、A 为 H2S、C 为 H2O、D 为 S,即 2H2S+O2===2H2O+2S↓。 (3)含 2 个原子核的 18 电子的微粒为 HS ,10 电子的微粒为 OH ,反应离子方程式为 HS + OH ===S2 +H2O。
- - - - -

(4)含 22 电子的分子为 CO2, 则 A 为含 18 电子的含 C、 H 或 C、 H、 O 的化合物, 可能为 CH3CH3 和 CH3OH。 题组三 微粒组成与相互作用力 5.(2012· 大纲全国卷,6)下列有关化学键的叙述,正确的是( A.离子化合物中一定含有离子键 B.单质分子中均不存在化学键 C.含有极性键的分子一定是极性分子 D.含有共价键的化合物一定是共价化合物[来源:学|科|网] )

答案 A 解析 特别注意:离子化合物中一定含有离子键,共价化合物中一定含有共价键;含有离子 键的化合物一定是离子化合物, 但含有共价键的化合物不一定为共价化合物, 如 NaOH、 NH4Cl 等,故 A 项正确,D 项错误;化学键既可以存在于化合物中,也可以存在于双原子或多原子 的单质分子中,如 O2、O3,故 B 项错误;C 项中,含有极性键的分子不一定是极性分子,若 分子结构对称,则为非极性分子,如 CO2、CH4 等为非极性分子。 6.(2014· 上海,4)在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中,被破坏的作用 力依次是( )

A.范德华力、范德华力、范德华力 B.范德华力、范德华力、共价键 C.范德华力、共价键、共价键 D.共价键、共价键、共价键 答案 B 解析 本题考查微粒之间的作用力。 “石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气”是石蜡的固、液、气三种 状态的转变,属于物理变化,需要克服分子之间的作用力即范德华力, “石蜡蒸气→裂化气” 是化学变化,破坏的是化学键,所以选 B。

考点二

正确把握元素周期表

多角度运用元素周期律

在历年高考中,元素周期表、元素周期律的知识点属于高频考点,往往以选择题、填空题形 式出现。在综合题部分,会以元素化合物知识为载体,结合物质的性质,根据元素周期律进 行定性推断和运用。在复习时,可从以下三个方面突破。 1.强化认识元素周期表的结构 (1)记住元素周期表的 18 个纵行及对应的族

(2)记住元素周期表的边界

(3)记住元素周期表的一些特点 ①短周期元素只有前三周期;

②主族中只有ⅡA 族元素全部为金属元素; ③ⅠA 族元素不等同于碱金属元素,H 元素不属于碱金属元素; ④元素周期表第 18 列是 0 族,不是ⅧA 族,第 8、9、10 三列是Ⅷ族,不是ⅧB 族; ⑤长周期不一定是 18 种元素,第六周期有 32 种元素。 2.探究元素周期表中的规律 (1)电子排布规律 最外层电子数为 1 或 2 的原子可以是ⅠA 族、 ⅡA 族或副族元素的原子; 最外层电子数是 3~ 7 的原子一定是主族元素的原子,且最外层电子数等于主族的族序数。 (2)序数差规律 ①同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律 a.除第ⅡA 族和第ⅢA 族外,其余同周期相邻元素序数差为 1。 b.同周期第ⅡA 族和 第ⅢA 族为相邻元素,其原子序数差为第二、三周期时相差 1,第四、 五周期时相差 11,第六、七周期时相差 25。 ②同主族相邻元素的“序数差”规律 a.第二、三周期的同族元素原子序数相差 8。 b.第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况:第ⅠA 族、ⅡA 族相差 8,其他族相 差 18。[来源:Z*xx*k.Com] c.第四、五周期的同族元素原子序数相差 18。 d.第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差 18,镧系之后的相差 32。 e.第六、七周期的同族元素原子序数相差 32。 (3)奇偶差规律 元素的原子序数与该元素在周期表中的族序数和该元素的主要化合价的奇偶性一致。若原子 序数为奇数时,主族族序数、元素的主要化合价均为奇数,反之则均为偶数(N、Cl 元素除外, N 元素有多种价态,Cl 元素也有 ClO2)。0 族元素的原子序数为偶数,其化合价看作 0。 (4)半径大小比较规律 在中学化学要求的范畴内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小: “一看”电子层数:当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。 例:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) r(O2 )<r(S2 )<r(Se2 )<r(Te2 )
- - - -

r(Na)>r(Na ) r(Fe)>r(Fe2 )
+ +

“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。 例:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl) r(O2 )>r(F )>r(Na )>r(Mg2 )>r(Al3 )
- - + + +

“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。

例:r(Cl )>r(Cl) r(Fe2 )>r(Fe3 )
- + +

(5)元素金属性、非金属性强弱规律[来源:学#科#网] 金属 性比 较[来 源:学# 科# 网][来 源:学 科网 ZXXK ] 本质 非金 属性 比较 判断 依据 判断 依据 本质 [来 源:学 |科|网 Z|X|X |K] ①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强 ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强 ③单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强 ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强 ⑤若 Xn +Y― →X+Ym ,则 Y 金属性比 X 强
+ +

原子越易失电子,金属性越强

原子越易得电子,非金属性越强 ①与 H2 化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强 ②单质氧化性越强,阴离子还原性越弱,非金属性越强 ③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强 ④An +B― →Bm +A,则 B 非金属性比 A 强
- -

3.重视几个易忽略的问题 (1)比较物质非金属性强弱时,应是最高价氧化物对应水化物酸性的强弱,而不是非金属元素 对应氢化物酸性的强弱。 (2)所含元素种类最多的族是ⅢB 族,形成化合物种类最多的元素在第ⅣA 族。 (3)化学键影响物质的化学性质,如稳定性等;分子间作用力和氢键影响物质的物理性质,如 熔、沸点等。 (4)并非所有非金属元素的氢化物分子间都存在氢键,常见的只有非金属性较强的元素如 N、 O、F 的氢化物分子间可形成氢键。 (5)金属性是指金属气态原子失电子能力的性质,金属活动性是指在水溶液中,金属原子失去 电子能力的性质, 二者顺序基本一致, 仅极少数例外。 如金属性 Pb>Sn, 而金属活动性 Sn>Pb。 (6)利用原电池原理比较元素金属性时, 不要忽视介质对电极反应的影响。 如 Al—Mg—NaOH 溶液构成原电池时,Al 为负极,Mg 为正极;Fe—Cu—HNO3(浓)构成原电池时,Cu 为负极, Fe 为正极。

题组一 记住规律,把握特殊,准确判断 1.(2014· 海南,2)下列有关物质性质的说法错误的是( )

A.热稳定性:HCl>HI B.原子半径:Na>Mg C.酸性:H2SO3>H2SO4 D.结合质子能力:S2 >Cl
- -

答案 C 解析 A 项,同主族自上而下,元素非金属性减弱,非金属性越强氢化物越稳定,故稳定性 HCl>HI,正确;B 项,同周期从左到右,元素原子半径逐渐减小,所以原子半径:Na>Mg, 正确;C 项,H2SO3 属于中强酸,H2SO4 属于强酸,故酸性:H2SO4>H2SO3,错误;D 项, 酸性越弱,酸越难电离,对应的酸根离子越易结合氢离子,因为 HCl 酸性强于 H2S,所以结 合质子能力:S2 >Cl ,正确。
- -

2.(2014· 山东理综,8)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱 B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 C.Cl 、S2 、Ca2 、K 半径逐渐减小
- - + +

)

37 D.35 17Cl 与17Cl 得电子能力相同

答案 D 解析 A 项,同主族的非金属元素,从上到下非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性依次 减弱。含氧酸不一定是最高价含氧酸,该选项错误;B 项,K 、Ca2 、S2 、Cl 的核外电子
+ + - -

排布相同,都是

,但化学性质不同,如 S2 、Cl 具有还原性,而 K 、Ca2 具有氧化
- - + +

性,该选项错误;C 项,根据“具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大微粒半径越小”
37 可知,半径:S2 >Cl >K >Ca2 ,该选项错误;D 项,35 17Cl 与17Cl 属于同种元素,具有相同的
- - + +

核外电子排布:

,得电子能力相同,该选项正确。 )

3. (2014· 上海, 6)今年是门捷列夫诞辰 180 周年。 下列事实不能用元素周期律解释的只有( A.碱性:KOH>NaOH B.相对原子质量:Ar>K C.酸性:HClO4>H2SO4 D.元素的金属性:Mg>Al 答案 B

解析 本题考查元素周期律。 元素周期律是随着原子序数的增大, 元素的化学性质(原子半径、 最高正价和最低负价、金属性与非金属性等)出现了周期性的递变规律;而元素的相对原子质 量在数值上近似等于质子数+中子数,与元素周期律无关。 题组二 根据位置,推断元素,灵活应用 4.(2014· 广东 理综,23 改编)甲~辛等元素在周期表中的相对位置如右表。甲与戊的原子序 数相差 3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁与辛属同周期元素,下列判断正确的

是(

)

A.金属性:甲>乙>丁 B.原子半径:辛>己>戊 C.丙与庚的原子核外电子数相差 3 D.乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物 答案 B 解析 根据特征法(周期表的特殊结构和微粒的特殊性质等)确定出具体元素的名称,再结合

元素周期律的知识,逐项进行分析判断。由“戊的一种单质是自然界硬度最大的物质”可知 戊为碳元素;由“甲与戊的原子序数相差 3”可知,甲为锂元素。A 项,同主族元素从上到 下金属性逐渐增强, 即金属性乙>甲, A 错误; B 项, 同主族元素从上到下原子半径逐渐增大, 同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,即原子半径大小顺序为庚>己>戊,辛>庚,因此原 子半径大小顺序为辛>己>戊,B 正确;C 项,根据元素周期表的结构可知丙和庚在第四周期 中, 排在ⅡA 族和ⅢA 族元素中间的是 10 种过渡金属元素, 从而可知丙与庚的原子序数差为 13,C 错误;D 项,钠在空气中燃烧生成过氧化钠,其中的过氧根离子中存在共价键,D 错 误。 5.(2014· 浙江理综,9)如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z 为短周期元素,这四种元素的 原子最外层电子数之和为 22。下列说法正确的是( X W T A.X、Y、Z 三种元素最低价氢化物的沸点依次升高 B.由 X、Y 和氢三种元素形成的化合物中只有共价键 C.物质 WY2、W3X4、WZ4 均有熔点高、硬度大的特性 D.T 元素的单质具有半导体的特性,T 与 Z 元素可形成化合物 TZ4 答案 D 解析 由 W、X、Y、Z 为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为 22,及 W、 X、Y、Z、T 在元素周期表中的位置关系,确定这五种元素分别是 X 为氮、Y 为氧、Z 为氯、 W 为硅、T 为锗。A 项中,NH3、H2O、HCl 三种氢化物沸点的高低顺序为 H2O>NH3>HCl, 该项错误;B 项中,由 N、O、H 三种元素形成的化合物 NH4NO3 中存在离子键,该项错误; C 项中,SiO2、Si3N4、SiCl4 中 SiO2、Si3N4 为原子晶体,熔点高、硬高大,SiCl4 为分子晶体, 熔点低、硬度小,该项错误;D 项中,锗为半导体材料,可以形成 GeCl4,所以该项正确。 Y Z )

“位—构—性”之间的关系

考点三

元素推断及综合运用

元素推断题是高考考查的热点,这类题往往将元素化合物的知识、物质结构理论、化学基本 理论等知识串联起来,综合性较强,难度较大。解题的关键是正确推断元素。常用方法有: 1.根据原子或离子的结构示意图推断 (1)已知原子结构示意图,可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的种类:电子层数 =周期数,最外层电子数=主族序数。 如果已知离子的结构示意图,则须将其转化为原子结构示意图来确定。 (2)电子层结构相同的微粒:阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前 面,阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置,简称 “阴前阳下” 。 2.根据元素化合价的特征关系推断 (1)根据等式确定元素在周期表中的位置:最高正化合价数=最外层电子数=主族序数(O、F 除外)。 (2)如果已知负化合价(或阴离子的符号),则须用等式先求出最高正化合价:最高正化合价=8 -|负化合价|,再确定元素在周期表中的位置。 3.根据原子半径的递变规律推断 根据原子半径来推断元素的相对位置:同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径 大,同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。 4.根据元素的原子结构特征推断 (1)利用元素的原子结构特征确定元素在周期表中的位置: ①最外层电子数等于或大于 3(小于 8)的一定是主族元素。②最外层有 1 个或 2 个电子,则可能是ⅠA 或ⅡA 族元素,还有可能 是副族、Ⅷ族或 0 族元素氦。③次外层电子数是 2 的元素在第二周期;次外层电子数是 8 的 元素在第三周期或第四周期的ⅠA、ⅡA 族;最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位 于第二周期。④某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相同,该元素位于第三周期; 若为阳离子,则对应元素位于第四周期。 (2)利用元素的特征来推断元素的位置:如根据“形成化合物最多的元素” 、 “空气中含量最多 的元素” 、 “地壳中含量最多的元素”等特征来推断。

5.根据稀有气体的原子序数推断 各周期最后的元素都是稀有气体元素,其原子序数的数值实际上等于前几周期的元素种数之 和。熟记这些原子序数,对推断某元素在周期表中的位置很有帮助。

题组一 元素推断的基本应用 1.(2014· 江苏,9)短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X 原子的最外层电子 数是其内层电子数的 2 倍,Y 是地壳中含量最高的元素,Z2 与 Y2 具有相同的电子层结构,
+ -

W 与 X 同主族。下列说法正确的是(

)

A.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) B.Y 分别与 Z、W 形成的化合物中化学键类型相同 C.X 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比 W 的弱 D.Y 的气态简单氢化物的热稳定性比 W 的强 答案 D 解析 短周期主族元素 X 原子的最外层电子数是其内层电子数的 2 倍,则 X 是 C 元素;Y 是地壳中含量最高的元素,则 Y 是 O 元素;Z2 与 Y2 具有相同的电子层结构,则 Z 是 Mg
+ -

元素; W 与 X 同主族, 则 W 是 Si 元素。 A 项, 原子半径大小顺序为 r(Mg)>r(Si)>r(C)>r(O); B 项,O 与 Mg 元素形 成离子键,O 与 Si 元素形成共价键,化学键类型不同;C 项,C 元素 的非金属性强于 Si 元素,则 H2CO3 的酸性强于 H2SiO3;D 项,O 元素的非金属性强于 Si 元 素,则 H2O 的稳定性强于 SiH4。 2.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表: 元素代号 原子半径(×10 主要化 合价
-10

X m) 1.86 +1 —

Y 0.99 +7 -1

Z 1.43 +3 —

M 1.60 +2 —

R 0.75 +5 -3

Q 0.74 — -2

最高正价 最低负价 )

下列说法正确的是(

A.元素 X 和 Q 形成的化合物中不可能含有共价键 B.X、Z、R 的最高价氧化物的水化物之间可两两相互反应 C.Q2 比 R3 更容易失去电子
- -

D.M(OH)2 的碱性比 XOH 的碱性强 答案 B 解析 根据原子半径的大小关系和元素的主要化合价,可以推断 X 为 Na,Y 为 Cl,Z 为 Al, M 为 Mg,R 为 N,Q 为 O。A 项,Na 和 O2 反应生成的 Na2O2 中含有共价键;C 项,N3 比


O2 更容易失去电子;D 项,NaOH 的碱性大于 Mg(OH)2。


题组二 元素推断的综合应用

3.Ⅰ.(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达 到 8 电子稳定结

构,原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是( A.X 原子可能为ⅤA 族元素 B.Y 原子一定为ⅠA 族元素 C.该分子中,既含极性键,又含非极性键 D.从圆球的大小分析,该分子可能为 N2F4

)

(2)若上述模型中 Y 原子最外层达到 2 电子稳定结构且其相对分子质量与 O2 相同,则该物质 的分子式为______________,它与 P2H4 常温下均为气体,但比 P2H4 易液化,常用作火箭燃 料,其主要原因是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.已知 X、Y、Z、W 四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依 次增大。X、W 同主族,Y、Z 为同周期的相邻元素。W 原子的质子数等于 Y、Z 原子最外 层电子数之和。Y 的氢化物分子中有 3 个共价键,试推断: (1)X、Z 两种元素的元素符号:X___________________________________________、 Z___________ ___________。 (2)由以上元素中两两形成的化合物中:溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为________,它 的共价键属于________(填“极性”或“非极性”)键;含有离子键和非极性共价键的化合物 的 电 子 式 为 ________ ; 含 有 极 性 共 价 键 和 非 极 性 共 价 键 的 化 合 物 的 电 子 式 为 ________________________________。 (3)由 X、Y、Z 所形成的常见离子化合物是__________(写化学式),该化合物与 W 的最高价 氧化物对应的 水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为______________________ ________________________________________________________________________; X 与 W 形成的化合物与水反应时,水是_____________________________________ (填“氧化剂”或“还原剂”)。 (4)用电子式表示 W 与 Z 形成 W2Z 的过程: _________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 Ⅰ.(1)B (2)N2H4 N2H4 分子之间形成氢键,致使 N2H4 沸点升高易液化 Ⅱ.(1)H O (2) 极性

(3)NH4NO3 NH4 +OH =====NH3↑+H2O 氧化剂 (4) 解析 Ⅰ.(1)根据球棍模型可知,该物质的电子式为 所以 X 为第ⅤA 族元素,Y 为第ⅦA 族元素,B 项错误。 (2)由于 Y 为 H 元素,所以该物质的分子式为 N2H4,N2H4 分子之间形成氢键,使 N2H4 沸点 升高易液化。 Ⅱ.根据已知条件可以推断,Z 为 O,Y 为 N,W 为 Na,X 为 H。 (3)NH4NO3 是离子化合物,NH4NO3 与浓 NaOH 加热时发生反应:NH4 +OH =====NH3↑+ H2O NaH 和 H2O 反应生成 NaOH 和 H2,H2O 是氧化剂。 专题突破练 1.不具有放射性的同位素称为稳定同位素,稳定同位素如 2H、13C、15N、18O、34S 等,在陆 地生态系统研究中常被用作环境分析指示物。下列说法中正确的是( A.18O 原子核内的质子数为 16 B.12C32S2 比 12C34S2 更易挥发 C.13C 和 15N 原子核内的质子数相差 2 D.2H 的氧化性比 1H 的氧化性强
+ + + -









)

答案 B 解析
18

O 原子核内的质子数为 8,A 项错误;12C34S2 的相对分子质量较大,熔沸点较高,较

稳定,B 项正确;13C 和 15N 原子核内的质子数相差 1,C 项错误;根据同位素的化学性质相 似知,2H 的氧化性与 1H 的氧化性相同,D 项错误。
+ +

n 2.某元素的一个原子形成的离子可表示为b aX ,下列说法正确的是(


)

A.b aX 含有的中子数为 a+b
n B.b aX 含有的电子数为 a-n


n-

C.X 原子的质量数为 a+b+n b D.1 个 X 原子的质量约为 g 6.02×1023 答案 D 解析 a 表示质子数,b 表示质量数, “n-”表示 X 得到 n 个电子,则其含有的中子 b n- 数为 b-a,电子数为 a+n。1 mol b aX 的质量约为 b g,则 1 个 X 原子的质量约为 6.02×1023 g。 3.下列说法正确的是( )
b n- aX 中

A.230Th 和 232Th 是钍的两种同素异形体

B.H2 与 T2 互为同位素 C.甲醇与乙二醇互为同系物 D.乙酸乙酯与丁酸互为同分异构体 答案 D 解析 A 项,两者互为同位素;B 项,同位素指的是原子而不是分子;C 项,甲醇和乙二醇 的官能团个数不同,属于不同的醇。 4.硒(Se)与 S 同主族,下列能用于比较两者非金属性强弱的是( A.氧化性:SeO2>SO2 B.热稳定性:H2S>H2Se C.熔沸点:H2S<H2Se D.酸性:H2SO3>H2SeO3 答案 B 解析 比较两种非金属元素的非金属性可以用气态氢化物的稳定性或最高价氧化物对应水化 物的酸性进行比较。 5.下列变化规律中,不正确的是( ) )

A.金属 Mg、Na、K 的熔沸点由高到低 B.Cl 、Br 、I 的失电子能力由弱到强 C.H 、Li 、H 的半径由小到大 D.因为酸性 HCl>H2CO3,所以非金属性 Cl>C 答案 D 解析 最高价氧化物的水化物的酸性越强,其非金属性越强,D 错误。 6.有关物质结构的叙述中,正确的是( )
+ + - - - -

A.只含有共价键的物质不一定是共价化合物 B.由电子定向移动而导电的物质一定是金属晶体 C.有键能很大的共价键存在的物质熔沸点一定很高 D.原子晶体中只存在非极性共价键 答案 A 解析 A 项,在一些非金属单质中只存在共价键;B 项,可以是石墨;C 项,在一些分子晶 体如 N2 中,键能很大,但熔沸点却很低,因为键能影响的是分子的稳定性;D 项,在一些原 子晶体中还存在极性键,如 SiO2。 7.如图是周期表中短周期的一部分,A、B、C 三种元素的原子核外电子数之和等于 B 原子 的质量数,B 原子的原子核内质子数等于中子数。下列叙述正确的是( A B C )

A.最高价氧化物对应水化物的酸性:C>B B.C 单质是氧化性最强的非金属单质 C.A 的氢化物中具有一定的氧化性 D.B 在第三周期ⅦA 族 答案 B 解析 根据 A、B、C 三种元素在元素周期表中的位置可知,A 为 N、C 为 F、B 为 S。A 项, F 无正价;B 项,F2 的氧化性最强;C 项,NH3 具有一定的还原性;D 项,S 位于第ⅥA 族。 8.四种短周期元素在周期表中的位置如下图,其中只有 M 元素原子最外层电子数与电子层 数相等,下列说法不正确的是( )

A.原子半径 Z<M B.Y 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比 X 的弱 C.非金属性:X<Z D.M 元素最高价氧化物对应的水化物具有两性 答案 B 解析 M 为 Al、X 为 Si、Y 为 N、Z 为 O。B 项,HNO3 的酸性大于 H2SiO3;D 项,Al(OH)3 具有两性。 9.X、Y、Z、R 是短周期主族元素,X 原子最外层电子数是次外层的两倍,Y 元素在地壳中 的含量最多,Z 元素的化合物的焰色反应呈黄色,R 原子的核外电子数是 X 原子与 Z 原子的 核外电子数之和。下列叙述不正确的是( A.X 与 Y 能形成两种常见的气态化合物 B.原子半径的大小顺序:r(Z)>r(R)>r(X)>r(Y) C.X、Z 分别与 R 形成的化合物中化学键类型不同 D.含有 Y、Z、R 三种元素的化合物最多只有 2 种 答案 D 解析 根据已知条件可以判断,X 为 C,Y 为 O,Z 为 Na,R 为 Cl。C 项,CCl4 存在共价键, NaCl 存在离子键;D 项,O、Na、Cl 可以形成化合物 NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4。 10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表: 元素符号 原子半径/nm 主要化合价 下列说法正确的是( )
+ -

)

L 0.160 +2

M 0.143 +3

Q 0.102 +6、-2

R 0.089 +2

T 0.074 -2

A.离子半径大小:r(M3 )<r(T2 ) B.其中 R 的金属性最强

C.煤和石油中不存在 Q 元素 D.L、Q 形成的简单离子核外电子数相等 答案 A 解析 根据原子半径和化合价可以推断,L 为 Mg,M 为 Al,Q 为 S,R 为 Be,T 为 O。B 项,5 种元素中,金属性最强的为 Mg;C 项,石油中不存在 S 元素,但煤中存在;D 项, Mg2 、S2 核外电子数不相等。
+ -

11.如表是元素周期表的一部分,表中数字序号各代表一种元素。

回答下列问题: (1)画出元素②的原子结构示意图:________。 (2)诺贝尔物理学奖授予“光纤之父”——中国香港科学家高锟。制造光纤的材料由上表中 ________和_________________________________________________(填写表中的序号)组成。 (3)③④⑦三种元素的气态氢化物按稳定性由强到弱的顺序排列为________(用分子式表示)。 (4)元素⑥的最高价氧化物溶解于①④⑤三种元素组成的化合物的溶液中,发生反应的离子方 程式为______________________________。 答案 (1) (2)④ ⑦

(3)H2O>NH3>SiH4 (4)Al2O3+2OH ===2AlO2 +H2O 解析 (1)元素②为 C,其原子结构示意图为 。
- -

(2)光纤的主要成分为 SiO2,由 Si 和 O 两种元素组成。(3)元素③④⑦分别为 N、O、Si,非 金属性为 O>N>Si,因此气态氢化物的稳定性为 H2O>NH3>SiH4。(4)元素⑥为 Al,其最 高价氧化物为 Al2O3, 元素①④⑤分别为 H、 O、 Na, 组成的化合物为 NaOH, Al2O3 溶于 NaOH 溶液的离子方程式为 Al2O3+2OH ===2AlO2 +H2O。 12.现有部分元素的性质与原子(或分子)结构如下表: 元素编号 T X Y Z 回答下列问题: (1)写出元素 T 的原子结构示意图____________。 元素性质与原子(或分子)结构 最外层电子数是次外层电子数的 3 倍 常温下单质为双原子分子,分子中含有 3 对共用电子对 M 层比 K 层少 1 个电子 第三周期元素的简单离子中半径最小
- -

(2)元素 Y 与元素 Z 相比,金属性较强的是________(用元素符号表示),下列表述中能证明这 一事实的是__________(填序号)。 A.Y 单质的熔点比 Z 单质低 B.Y 的化合价比 Z 低 C.Y 单质与水反应比 Z 单质剧烈 D.Y 最高价氧化物的水化物的碱性比 Z 强 (3)T、X、Y、Z 中有两种元素能形成既有离子键又有非极性共价键的化合物,写出该化合物 的电子式________________________________________________________________。 (4)元素 T 和氢元素以原子个数比 1∶1 化合形成化合物 Q, 元素 X 与氢元素以原子个数比 1∶ 2 化合形成常用作火箭燃料的化合物 W,Q 与 W 发生氧化还原反应,生成 X 单质和 T 的另 一种氢化物,写出该反应的化学方程式________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1) (3) (4)N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O 解析 由表中信息可知:T 为氧元素,X 为氮元素,Y 为钠元素,Z 为铝元素。Na 比 Al 的 金属性强,相关实验事实为与水反应 Na 比 Al 剧烈;最高价氧化物水化物的碱性 NaOH 比 Al(OH)3 强。上述元素中,由其中两种元素形成的既有离子键又有非极性共价键的物质常见 的是 Na2O2。氧与氢形成的原子个数比为 1∶1 的化合物 Q 是 H2O2,氮与氢形成的原子个数 比为 1∶2 的化合物是 N2H4,两者反应可生成 N2 和 H2O。 13.已知 A、B、C、D、E、F、G 为七种短周期主族元素,原子序数依次增大。已知:A、F 的最外层电子数分别等于各自的电子层数,其中 A 的单质在常温下为气体。C 与 B、G 在元 素周期表中处于相邻位置,这三种元素原子的最外层电子数之和为 17,质子数之和为 31。D 与 F 同周期,且在该周期中 D 元素的原子半径最大。根据以上信息回答下列问题: (1)B、C、G 的氢化物中稳定性最强的是____________________(填化学式),G 的某种氧化物 能使溴水褪色,写出该反应的化学方程式: __________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)B、 C、 D、 E、 F 形成的简单离子半径由大到小的顺序为______________(用离子符号表示)。 (3)A 与 B 能 形 成 离 子 化 合 物 A5B , A5B 中 既 含 离 子 键 又 含 共 价 键 , 其 电 子 式 为 ________________________,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种气体的化学式是 ________________________。 (4)D 、A 、C 和碳元素组成的化合物的水溶液呈 ________性,用离子方程式解释其原因: ________________________________________________________________________ __ ______________________________________________________________________。 (2)Na CD

该盐溶液与足量稀硫酸混合,当生成 11.2 L(标准状况)气体(不考虑气体溶解)时放热 6.32 kJ, 写出该反应的热化学方程式:_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)H2O SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr (2)N3 >O2 >Na >Mg2 >Al3
- - + + +

(3) (4)碱 HCO3 +H2O 故溶液呈碱性 HCO3 (aq)+H (aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH=-12.64 kJ· mol
-1 - + -

H2CO3+OH ,HCO3





CO2 3 +H ,因 HCO3 的水解大于电离,
- + -

解析 A、B、C、D、E、F、G 都为短周期主族元素,原子序数依次增大,由 A、F 的最外 层电子数分别等于各自的电子层数,可知 F 为 Al,其中 A 的单质在常温下为气体,可知 A 为 H。C 与 B、G 在元素周期表中处于相邻位置,这三种元素原子的最外层电子数之和为 17, 质子数之和为 31,其内层电子数之和为 14,必有两种元素(B、C)为第二周期,一种元素为第 三周期(G),且 C、G 同主族,所以 B 为 N,C 为 O,G 为 S。D 与 F 同周期 且在该周期中 D 元素的原子半径最大,可知 D 为 Na,则 E 为 Mg。 14.A、B、W、D、E 为短周期元素,且原子序数依次增大,质子数之和为 40,B、W 同周 期,D、E 同周期,A、D 同主族,A、W 能形成两种液态化合物 A2W 和 A2W2,E 元素的周 期序数与主族序数相等。 (1)E 元素的盐酸盐或硫酸盐可以用来净水,原理是__________________________(文字表述)。 (2)A2W2 的分子中所含的化学键为____________、____________,经测定 A2W2 为二元弱酸, 其酸性比碳酸的还要弱,请写出其第一步电离的电离方程式_________________________ ______ __________________________________________________________________。 (3)废印刷电路板上含有铜,以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜,再用硫酸溶解。 现改用 A2W2 和稀硫酸浸泡废印刷电路板既达到上述目的,又保护了环境,试写出反应的离 子方程式:______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)元素 D 的单质在一定条件下,能与 A 单质化合生成一种氢化物 DA,熔点为 800 ℃,DA 能与水反应放氢气,若将 1 mol DA 和 1 mol E 单质混合加入足量的水,充分反应后生成气体 的体积是________________________________________________________________________ (标准状况下)。 (5)D 的某化合物呈淡黄色,可与氯化亚铁溶液反应。若淡黄色固体与氯化亚铁反应的物质的 量之比为 1∶2, 且无气体生成, 则该反应的离子方程式为_______________________________

________________________________________________________________________。 (6)在常温下用气体密度测定 BW2 的相对分子质量,实验值比理论值偏__________(填“高” 或“低”),其原因是_____________________________________________________。 答案 (1)Al 元素的盐酸盐或硫酸盐在水中可以水解生成 Al(OH)3 胶体,Al(OH)3 胶体可以吸 附水中的悬浮杂质形成沉淀,达到净水的目的 (2)极性共价键 非极性共价键 H2O2 (3)Cu+2H +H2O2===Cu2 +2H2O
+ + + -

H +HO2

(4)56 L (5)3Na2O2+6Fe2 +6H2O===4Fe(OH)3↓+6Na +2Fe3
+ + +

(6)高 NO2 分子相互反应有 N2O4 生成 解析 由题干信息可知,五种元素 A、B、W、D、E 分别是 H、N、O、Na、Al。(2)H2O2 分 子中所含的化学键为极性共价键和非极性共价键。 (3)酸性条件下 H2O2 将 Cu 氧化为 Cu2 。 (4)


按反应 NaH+H2O===NaOH+H2↑和 2H2O+2NaOH+2Al===2NaAlO2+3H2↑计算。 (5)可以 先分步写出 Na2O2 和 H2O 反应,然后写出 NaOH、O2 与 Fe2 的反应,然后按 Na2O2 和 Fe2
+ +

的物质的量之比为 1∶2 合并。(6)NO2 分子相互反应有 N2O4 生成,物质的量减少,平均相对 分子质量增大。


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