高考化学二轮专题强化训练专题十一原子结构元素周期律

第 1 页 共 16 页 专题十一 原子结构 元素周期律 考点 1 原子结构 原子核外电子排布 1. [2020 全国卷Ⅰ,11,6 分]1934 年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 2 4 He) 轰击金属原子 X,得到核素 +2 30 Y,开创了人造放射性核素的先河: X +2 4 He +2 30 Y +0 1 n 其中元素 X、Y 的最外层电子数之和为 8。下列叙述正确的是 ( ) A . X 的相对原子质量为 26 B.X、Y 均可形成三氯化物 C.X 的原子半径小于 Y 的 D.Y 仅有一种含氧酸 2.[2019 江苏,2,2 分]反应 NH4Cl+NaNO2 NaCl+N2↑+2H2O 放热且产生气体,可用于冬天 石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是 ( ) A.中子数为 18 的氯原子 :17 18 Cl B.N2 的结构式:N N C.Na+的结构示意图: D.H2O 的电子式: 考点 2 化学键 分子间作用力 3.[2020 全国卷Ⅱ,13,6 分]一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好 的储氢性能,其中元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大、且总和为 24。下列有关叙述 错误的是 ( ) 第 2 页 共 16 页 A.该化合物中,W、X、Y 之间均为共价键 B.Z 的单质既能与水反应,也可与甲醇反应 C.Y 的最高化合价氧化物的水化物为强酸 D.X 的氟化物 XF3 中原子均为 8 电子稳定结构 4.[2018 浙江 4 月选考,19,2 分]下列说法正确的是 ( ) A.CaCl2 中既有离子键又有共价键,所以 CaCl2 属于离子化合物 B.H2O 汽化成水蒸气、分解为 H2 和 O2,都需要破坏共价键 C.C4H10 的两种同分异构体因为分子间作用力大小不同,因而沸点不同 D.水晶和干冰都是共价化合物,均属于原子晶体 5.[2019 海南,13,9 分]自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加 深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题: (1)2016 年 IUPAC 确认了四种新元素,其中一种为 Mc,中文名为“镆”。元素 Mc 可由反 应 95 243 Am +20 48 Ca Mc+ 30 1 n 得到。该元素的质子数为 ,287Mc 与 288Mc 互 为 。 (2)Mc 位于元素周期表中第ⅤA 族,同族元素 N 的一种氢化物为 NH2NH2,写出该化合物分 子的电子式 。该分子内存在的共价键类型有 。 (3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价,其中+3价氧化物的分子式为 ,+5 价简单含氧酸的分子式为 。 考点 3 元素周期表及其应用 第 3 页 共 16 页 6.[2020 浙江 7 月选考,16,2 分]X、Y、Z、M、Q 五种短周期元素,原子序数依次增大。Y 元素的最高正价为+4,Y 元素与 Z、M 元素相邻,且与 M 元素同主族;化合物 Z2X4 的电子总 数为 18 个;Q 元素的原子最外层比次外层少一个电子。下列说法不正确的是( ) A.原子半径:ZM C.X2Z-ZX2 易溶于水,其水溶液呈碱性 D.X、Z 和 Q 三种元素形成的化合物一定是共价化合物 7.[2019 全国卷Ⅱ,9,6 分]今年是门捷列夫发现元素周期律 150 周年。如表是元素周期 表的一部分,W、X、Y、Z 为短周期主族元素,W 与 X 的最高化合价之和为 8。下列说法错 误的是 ( ) W X Y Z A.原子半径:WZ>Y>X B.气态氢化物热稳定性:Y>Z>W C.Z 和 W 均存在两种以上的含氧酸 D.Z 和 W 在自然界中均只能以化合态存在 12.[2021 北京人大附中模拟改编]已知 X、Y、Z、W、M 均为短周期元素。25 ℃时,其 最高价氧化物对应的水化物(浓度均为 0.01 mol/L)溶液的 pH 和原子半径的关系如图所 示。下列说法错误的是 ( ) 第 6 页 共 16 页 A.Z 元素最高价氧化物的化学式为 ZO3 B.简单离子半径大小顺序:X>M C.最简单气态氢化物的稳定性:Y>X D.X、Z 的最简单气态氢化物反应有白烟生成 拓展变式 1.[2021 浙江三校一联]化合物 Y2ZW3X 可用作牙膏的添加剂,W、X、Y、Z 为原子序数依 次增大的短周期主族元素,其中 Z 的最高价氧化物的水化物是三元酸,Y 的原子半径 是短周期主族元素中最大的,W 与 X 的最外层电子数之和为 13。下列说法错误的是 ( ) A.简单氢化物的沸点:W>X B.离子半径:Y>W>X C.Z 的最高价氧化物可用作干燥剂 D.Y 与 X 形成的化合物的水溶液呈碱性 2.[2018 浙江下半年选考,19,2 分]下列说法正确的是 ( ) A.CaO 与水反应过程中,有共价键的断裂和形成 B.H2O 的热稳定性比 H2S 的强,是由于 H2O 的分子间作用力较大 C.KCl、HCl、KOH 的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物 D.葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体 3.下列有关电子式的表述不正确的是 ( ) 第 7 页 共 16 页 A.NaBH4 的电子式为 Na+[H∶ B ·· H H ·· ∶H]- B.用电子式表示 CaF2 的形成过程:∶ F ·· ·· ∶ F ·· ·· ∶+∶Ca [∶ F ·· ·· ∶]-Ca2+[∶ F ·· ·· ∶]- C.光气(COCl2)的电子式为 D.用电子式表示 H2O 的形成过程:H·+· O ·· ·· ·+·H H∶ O ·· ·· ∶H 4.[2019 北京,8,6 分]2019 年是元素周期表发表 150 周年,期间科学家为完善周期表做 出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等 9 种元素相对原子 质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( ) A.In 是第五周期第ⅢA 族元素 B .49 115 In 的中子数与电子数的差值为 17 C.原子半径:In>Al D.碱性:In(OH)3>RbOH 5.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 ( ) 选 项 事实 推论 A 与冷水反应,Na 比 Mg 剧烈 金属性:Na>Mg B Ca(OH)2 的碱性强 金属性:Ca>Mg 第 8 页 共 16 页 于 Mg(OH)2 C 氧化性:HClO>H2CO3 非金属性:Cl>C D 热稳定性:HBr>HI 非金属性:Br>I 6.[2020 模拟]短周期主族元素 X、Y、Z、W、R、T 的原子序数依次增大, X 的 最外层电子数与次外层电子数相等, X、W 位于同主族。Y 和 Z 的价电子数之和等于 R 和 T 的价电子数之和,这四种元素组成两种盐 Z2TY3 和 ZRY2。在含该两种盐的混合溶 液中滴加盐酸,产生白色沉淀的物质的量与盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的 是 ( ) A.X、Y、Z 不能组成离子化合物 B.单质的熔点:Yr(Z) D.Z、R 分别与 Y 形成的化合物中都只含离子键 7.[2021 河北鸡泽一中月考改编]六种短周期元素 A、B、C、D、E、F 的原子序数依次 增大,其中 A 与 E 同主族,B 与 F 同主族,E 与 F 同周期。已知常温下 A 与 E 对应单质的 状态不同,D 的核电荷数是 B 的最外层电子数的 2 倍,化合物 FB 是第三代半导体材料的 典型代表。下列说法正确的是 ( ) A.由 A、C、D 三种元素组成的化合物一定是共价化合物 B.F 与 D 形成的化合物性质很不活泼,不与任何酸反应 第 9 页 共 16 页 C.原子半径:r(E)>r(F)>r(C)>r(D) D.元素的非金属性:D>C>F>B 8.[2016 全国卷Ⅰ,13,6 分]短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是 由这些元素组成的二元化合物,n 是元素 Z 的单质,通常为黄绿色气体,q 的水溶液具有 漂白性,0.01 mol·L-1 r 溶液的 pH 为 2,s 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化 关系如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.原子半径的大小 WY C.Y 的氢化物常温常压下为液态 D.X 的最高价氧化物的水化物为强酸 答案 专题十一 原子结构 元素周期律 1.B 核反应方程式中质量数守恒,X 的质量数 W=30+1-4=27,推测其为短周期主族元素。 Y 的质子数比金属原子 X 的大 2,两者应位于同一周期,设 X 的最外层电子数为 x,则 Y 的 最外层电子数为 x+2,故 x+ x+2=8,解得 x=3。综上分析知 X 为 Al,Y 为 P。 X 的相对原 子质量为 27,A 错误;Al、P 可以分别形成 AlCl3、PCl3,B 正确;原子半径 Al>P,C 错误;P 的含氧酸有次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)、磷酸(H3PO4)等,D 错误。 第 10 页 共 16 页 2.D A 项,中子数为 18 的氯原子应表示为 17 35 Cl,错误;B 项,N2 分子中 N 与 N 之间形成三 键,结构式为 ,错误;C 项,Na+的结构示意图为 ,错误;D 项,H2O 为共价化合物, 每个氢原子和氧原子之间共用一个电子对,正确。 3.D 由题意知,4 种短周期元素中,Z 的原子序数最大,且能形成 Z+,则 Z 为 Na,W 的原 子序数最小,且形成一个化学键,则 W 为 H,再由 4 种元素的原子序数之和为 24,可知 X 与 Y 的原子序数之和为 12,结合题给化合物中 X 与 Y 的成键数,可知 X 为 B,Y 为 N。从 该化合物的成键情况可确定 H、B、N 之间均为共价键,A 项正确;Na 为活泼金属,既能与 水反应,又能与 CH3OH 发生置换反应生成 H2,B 项正确;氮元素的最高价氧化物对应的水 化物为 HNO3,是典型的强酸,C 项正确;BF3 中 B 原子最外层只有 6 个电子,不满足 8 电子 稳定结构,D 项错误。 4.C CaCl2 中只有离子键,没有共价键,A 项错误;H2O 汽化成水蒸气,只需克服分子间作 用力和氢键,不需要破坏共价键,B 项错误;分子间作用力的大小直接影响分子晶体的熔 沸点大小,C 项正确;水晶(SiO2)和干冰(CO2)都是共价化合物,但水晶属于原子晶体,干 冰属于分子晶体,D 项错误。 5.(1)115(1 分) 同位素(1 分) (2) (1 分) 极性共价键和非极性共价键(2 分) (3)P4O6(2 分) H3PO4(2 分) 【解析】 (1)该反应前后质子总数不变,Mc 的质子数为 95+20=115,287Mc 与 288Mc 是质子 数相同中子数不同的同种元素的不同核素,互称为同位素。(2)联氨的电子式为 ; 氮氮之间形成非极性共价键、氮氢之间形成极性共价键。(3)P 的+3 价氧化物的分子式 为 P4O6;+5 价 P 的简单含氧酸是磷酸,其分子式为 H3PO4。 6.D X、Y、Z、M、Q 是原子序数依次增大的短周期元素,由 Y 元素的最高正价为+4 可 知,Y 为第ⅣA 族元素,结合“Y 元素与 Z、M 元素相邻,且与 M 元素同主族”,可推出 Y 为 第 11 页 共 16 页 C、Z 为 N、M 为 Si,由“化合物 Z2X4 的电子总数为 18 个”可推出 X 为 H,由“Q 元素的原 子最外层比次外层少一个电子”可推出 Q 为 Cl。根据同一周期主族元素从左到右原子 半径依次减小,同一主族元素从上到下原子半径依次增大,可得原子半径 Z(N)M(Si),则酸性Z(HNO3)>Y(H2CO3)>M(H2SiO3),B项正确;H2N —NH2 为联氨,是一种极性较强的化合物,根据相似相溶原理可知,联氨易溶于水、醇等极 性溶剂,又 H2NNH2+H2O H2NN H3 + +OH-,其水溶液呈碱性,C 项正确;X、Z 和 Q 三种元素组成 的化合物不一定都是共价化合物,如氯化铵为离子化合物,一氯胺(NH2Cl)为共价化合 物,D 项错误。 7.D 由题中信息和题表可知 W 位于第二周期,X、Y、Z 位于第三周期,结合 W 与 X 的最 高化合价之和为 8,且族序数相差 2,可知 X 为 Al,W 和 Z 分别为 N 和 P,Y 为 Si。原子半 径 N红磷>黑磷,根据能量越低越稳定,可知最稳定的磷单质为黑磷。(2)非金属 性 N>P,故热稳定性 NH3>PH3;由于 N2H4 分子间可形成氢键,故沸点:N2H4>P2H4。(3)由 NH3 与 HI 反应生成 NH4I,类推 PH3 与 HI 反应生成 PH4I,由 NH4I 含离子键、共价键,类推 PH4I 含 第 12 页 共 16 页 离子键、共价键,由 NH4I 能与 NaOH、H2O 反应,类推 PH4I 能与 NaOH、H2O 反应。(4)SbCl3 与水反应生成 SbOCl 和 HCl,化学方程式为 SbCl3+H2O SbOCl↓+2HCl。配制 SbCl3 溶液 时应加入盐酸,抑制 SbCl3 的水解。 9.B X、Y、Z 均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为 10,X、Z 同主族,Y 最外层电子数等于 X 次外层电子数,则 X 的次外层电子数为 2,设 X 的最外层电子数为 a, 有 a+a+2=10,解得 a=4,又因 Y 原子半径大于 Z,则 X 为 C,Y 为 Mg,Z 为 Si。MgO 为离子晶 体,碳的氧化物为分子晶体,故 Mg 的氧化物的熔点高于 C 的氧化物,A 错误;非金属性 C>Si,故氢化物的热稳定性 CH4>SiH4,B 正确;C、Si 形成的化合物 SiC 为共价化合物,C 错误;Mg 能溶解在浓硝酸中,Si 不与浓硝酸反应,D 错误。 10.D 由题图可知,X 形成 4 个单键,则 X 可能是第ⅣA 族的碳元素或硅元素;Z 形成 1 个 单键,Z 可能是 H,也可能是第ⅦA 族的 F 或 Cl;Y 能形成 1 个双键,也能在形成 1 个单键 的同时得到 1 个电子使整个原子团带 1 个单位的负电荷,则 Y 位于第ⅥA 族;Y、W 最外 层电子数相等,且 W 可形成 6 对共用电子对,则 Y 为 O、W 为 S;又 X、Y、Z 为同一短周期 元素,则 X 为 C,Z 为 F。同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素从上到 下非金属性逐渐减弱,则非金属性:Z(F)>Y(O)> W (S),A 错误。氢氟酸为中强酸,氢硫酸 为弱酸,氢氟酸的酸性比氢硫酸的强,B 错误。 该离子中的硫原子不满足 8 电子稳定结 构,C 错误。同主族元素对应简单阴离子半径从上向下依次增大,同周期非金属元素对应 简单阴离子半径从左向右依次减小,则简单阴离子半径:S2-> O2-> F- ,D 正确。 11.C 结合题意与图示分子结构知,最典型的是过氧化氢,考生要熟练掌握并准确判断, 据此可知:X 是氢元素、Y 是氧元素,又因为 Y 与 Z 同主族,则 Z 是硫元素,W 是原子序数 大于 Z 的短周期主族元素,即 W 为氯元素,则 Z 与 W 形成的分子为 S2Cl2。原子半径大小 为 S>Cl>O>H,A 错误;气态氢化物的热稳定性 H2O>HCl>H2S,B 错误;Z 的含氧酸有亚硫酸、 硫酸、焦硫酸、硫代硫酸等,W 的含氧酸有高氯酸、氯酸、亚氯酸、次氯酸等,C 正确; 第 13 页 共 16 页 氯元素在自然界中只能以化合态存在,自然界中硫元素的游离态主要存在于火山喷口 附近,D 错误。 12.A 五种元素中 M 的原子半径最大,且 0.01 mol/L M 的最高价氧化物对应的水化物 溶液的 pH 为 12,则 M 为 Na 或 Li;0.01 mol/L W 的最高价氧化物对应的水化物溶液的 pHMg,正确;C 项,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,对 应元素的非金属性越强,次氯酸中氯元素为+1 价,不是最高价,且应比较最高价氧化物 对应的水化物的酸性,不是比较氧化性,错误;D 项,一般最简单氢化物越稳定,对应元素 的非金属性越强,稳定性 HBr>HI,则非金属性 Br > I,正确。 6.B 短周期主族元素 X、Y、Z、W、R、T 的原子序数依次增大,X 的最外层电子数与次 外层电子数相等,则 X 为 Be;X、W 位于同主族,则 W 为 Mg;根据题图可知,向 Z2TY3 和 ZRY2 混合溶液中滴加盐酸,先生成白色沉淀,后沉淀部分溶解,溶解的白色沉淀应为Al(OH)3, 则 ZRY2 为 NaAlO2,Z 为 Na,R 为 Al,Y 为 O;Y 和 Z 的价电子数之和等于 R 和 T 的价电子数 第 15 页 共 16 页 之和,则T的最外层电子数为6+1-3=4,T为Si。A项,X、Y、Z 可以组成离子化合物Na2BeO2, 错误;B 项,常温下氧气是气体,钠常温下为固体,熔点较低,晶体硅是原子晶体,熔点较 高,则单质的熔点 Y < Z < T,正确;C 项,核外电子排布相同时,核电荷数越大离子半径 越小,则离子半径 r(Mg2+)r(N)>r(O),故 C 正确。同一周期主族元素,从左到右元素非金属性逐渐增强,同一主族,自上而下元素非 金属性逐渐减弱,非金属性 O>N>C>Si,故 D 错误。 8.C 第一步:挖掘题干信息,确定元素名称。 第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律。 第 16 页 共 16 页 选 项 判断依据 结论 A 原子半径 HC 错误 C O 的氢化物为 H2O 或 H2O2,常温 常压下均为液态 正确 D C 的最高价氧化物的水化物 H2CO3 为弱酸 错误