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暑假作业05 以元素“位—构—性”突破元素周期表、周期律
【知识梳理】
一、知识结构
1.原子结构与元素周期表、律
2、原子结构与元素性质
二、核心知识
(一)原子的构成粒子及其定量关系
1.原子构成
(1)原子的质量主要集中在原子核上;
(2)原子中既有正电荷,又有负电荷,但整个原子不显电性;
(3)原子在化学变化中不可再分,但在其他变化中仍然可以再分;
(4)原子核中质子、中子依靠核力结合在一起
(5)质量数:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值
①质量数一定为整数
②质量数仅对原子而言,元素没有质量数
③在计算时,可用质量数代替相对原子质量用于近似计算
2.元素、核素、同位素
(1)“三素”关系及含义
(2)微粒符号及意义
(3) 同位素的比较
①特点:天然存在的同位素,相互间保持一定的比率
②结构:核外电子排布完全相同
③分类:稳定同位素和放射性同位素,用于进行同位素示踪和作为放射源的是放射性同位素。
(2) 微粒中“三子”数的计算
常用的计算关系
(1)质量数=质子数+中子数≈原子的近似相对原子质量
(2)质子数=各微粒质子数之和
(3)中子数=各微粒中子数之和
(4)电子数=各微粒质子数之和±电荷数
(三)、原子核外电子排布的规律
1.电子层
(1)含义:电子运动在能量不同的区域,简化为不连续的壳层,也称作电子层。
(2)特点:各电子层之间没有明显的界限
(3)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
2.原子核外电子排布规律及其之间的关系
(1)核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解,如当M层不是最外层时,最多可以排布18个电子,而当它是最外层时,最多可以排布8个电子。
(2)电子不一定排满M层才排N层,如Ca的核外电子排布情况为。
3.原子核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图
(2)离子结构示意图
①阳离子结构示意图:与上周期的稀有气体排布相同
②阴离子结构示意图:与同周期的稀有气体排布相同
4. 元素周期表、周期律
(1).元素周期表的编排原则
(2).元素周期表的结构
周期:周期序数=电子层数
周期分类
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
族:主族序数=原子的最外层电子数,过渡元素的族序数一般不等
族分类
主族
副族
第Ⅷ族
0族
总数
族数目
7
7
1
1
16
列数目
7
7
3
1
18
元素周期表中的特殊元素位置
①过渡元素:副族(ⅢB→ⅡB)和第Ⅷ族10个纵列共六十多种元素,都是金属元素。
②镧系:第6周期ⅢB族,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
③锕系:第7周期ⅢB族,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素:在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
⑤碱金属元素(ⅠA):Li、Na、K、Rb、Cs、Fr(氢除外)
⑥卤族元素(ⅦA):F、CL、Br、I、At、Ts(,tián)
⑦氧族元素(ⅥA):O、S、Se、Te、Po、Lv(鉝,lì)
⑧氮族元素(ⅤA):N、P、As、Sb、Bi、Mc(馍,mó)
⑨碳族元素(ⅣA):C、Si、Ge、Sn、Pb、Fl(鈇,fū)
(3).族序数与列数的关系
①2、3周期IIA和IIIA相邻,原子序数相差1
②4、5周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族,原子序数相差11
③6、7周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族,还额外多出镧系和锕系,原子序数相差25
(4).推测元素在周期表中的位置
根据原子序数确定元素在元素周期表中的位置
0族定位法确定元素的位置
①0族元素的周期序数和原子序数
周期
1
2
3
4
5
6
7
元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
②推断方法
根据112号和118号元素的位置推测
原子序数
112
113
114
115
116
117
118
119
120
族序数
IIB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
ⅠA
ⅡA
周期
7
7
7
7
7
7
7
8
8
(5).元素周期表的应用
金属和非金属的分界线
①元素属性:上方为非金属元素,下方为金属元素
②分界线处元素,可能具有两性,寻找半导体材料
③全部是金属的族:ⅡA族、副族和第Ⅷ族
④全部是非金属的族:ⅦA族和0族
元素周期表的三大应用
①科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
②寻找新材料
③用于工农业生产:探矿、研制农药材料等。
(6).周期表中的元素
(1)元素种类最多的族:ⅢB族,共32种元素
(2)元素种类最多的主族:ⅠA族,共7种元素
(3)元素种类最多的周期:7周期,共32种元素
(4)在短周期中非金属元素多,在周期表中金属元素多。
(5)全部是气体的族:0族
(6)同时含固体、液体和气体的族:ⅦA族
【思维方法】
1、短周期主族元素形成共价键的特征(X表示对应表格中的元素)
短周期元素
族
共价键
价键特征
H
ⅠA
—X
一条价键
F、Cl
ⅦA
—X
C、Si
ⅣA
或或—X≡
四条价键
N、P
ⅤA
或===X—
三条价键
O、S
ⅥA
—X—或X===
二条价键
B
ⅢA
或
三条价键
或四条价键
2.常见的等电子微粒
(1)常见的“10电子”粒子
(2)常见的“18电子”粒子
【思维模型】
1.(2024·四川成都·三模)已知甲、乙、丙、丁、戊是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的最外层电子数之和是27,甲和丁、乙和戊同主族,甲和乙同周期且相邻。下列说法错误的是
A.简单离子还原性强弱顺序:乙 > 戊 > 丁
B.简单离子半径大小顺序:甲 > 乙 > 丙
C.氢化物的稳定性不一定是:甲 > 丁
D.甲和丙可形成既含共价键又含离子键的离子化合物
2.(2024·四川成都·三模)通过下列实验操作和实验现象得到的实验结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将足量稀硝酸和Na2CO3溶液反应产生的气体通入Na2SiO3溶液中
Na2SiO3溶液中产生白色胶状沉淀
非金属性:
N > C > Si
B
将SO2通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液紫色褪去
SO2具有漂白性
C
压缩某一盛有NO2气体的容器体积
容器中气体的颜色先加深,然后略变浅
容器中存在平衡:
D
将乙醇蒸气通过灼热的CuO粉末
黑色粉末变红,并闻到刺激性气味
CuO作为催化剂,使乙醇转化为乙醛
A.A B.B C.C D.D
3.(2024·四川遂宁·三模)化合物A 是一种重要的医药中间体,由原子序数依次增大的W、X、Y、Z 四种短周期元素组成,其结构如图所示,下列有关说法不正确的是
A.X、Y形成的原子个数之比为1:2的二元化合物有2种
B.X、Y、Z分别形成的简单氢化物中,Y的氢化物沸点最高
C.简单离子半径大小:Z>X>Y
D.Z的低价态氧化物能使氧化漂白石蕊溶液
4.(2024·河北石家庄·三模)下图中两种化合物常用来优化电池的性能,其中W、M、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素.下列说法错误的是
A.含氧酸的酸性:
B.电负性:;第一电离能:
C.仅由W、Q、Y三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
D.上述两种化合物中,W、M、Q、X、Y均满足稀有气体的稳定电子构型
5.(2024·青海西宁·三模)已知R、X、Y、M为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素组成的物质结构式如图所示。X与Y处于同一周期,Y与M处于不同周期。下列说法错误的是
A.离子半径:
B.简单氢化物的稳定性:
C.该化合物中X原子最外层均满足8电子结构
D.M的含氧酸均为强酸
6.(2024·重庆·模拟预测)主族元素X、Y、Z、W、R分别处于三个短周期,原子序数依次增加,且原子序数之和为38,R和W最外层电子数相等,在元素周期表中W和Z相邻,下列叙述一定正确的是
A.原子半径: Y>Z>R>W>X
B.简单氢化物的热稳定性:W>Z
C.X、Y、Z形成的化合物是极性分子
D.W与R组成的二元化合物均为酸性氧化物
7.(2024·重庆·模拟预测)下列实验操作和现象,得出的相应结论正确的是
选项
操作
结论
A
将 SOCl2与 AlCl3·6H2O 混合加热, 得到 AlCl3、SO2、HCl
SOCl2比 AlCl3更易水解
B
向硫酸钡沉淀中加入浓碳酸钠溶液, 充分搅拌后, 取洗净后的沉淀放入盐酸中,有气泡产生。
Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)
C
向装有电石的烧瓶中逐滴加入饱和食盐水,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙炔中含有碳碳三键
D
用pH试纸测定 NaCl和 NaF 溶液的pH,pH(NaCl)<pH(NaF)
F 元素非金属性强于 Cl元素
A.A B.B C.C D.D
8.(2024·河南·模拟预测)已知X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的前四周期元素,其中X、W同主族,Z、T同主族,元素周期表中Z与Y、W为相邻元素,W元素的最高价与最低价的代数和为4。下列叙述正确的是
A.X的两种常见单质分子极性相同
B.上述元素组成的单质中,晶体类型全部相同
C.、分子中W原子的杂化类型相同
D.简单氢化物的沸点与稳定性X均高于W的原因相同
9.(2024·江苏·二模)短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增加,X、Y、W位于不同周期,原子序数:3Y=Z+R,常温下,X与Y可组成两种液体二元化合物。某种缓冲溶液的主要成分结构如图。
下列有关说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:Y>Z
B.简单离子半径:Y>Z>W
C.W分别与X、Y组成的化合物均含离子键
D.电解WZ溶液可制得WYX、
10.(2024·江苏·二模)化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是
A.新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN
B.太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素
C.“玉兔号”月球车的热源材料舜与互为同素异形体
D.储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族
11.(2024·湖南·模拟预测)已知X、Y、Z、W、M为短周期元素且原子序数依次增大,W原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,0.1molM单质与足量稀硫酸作用,在标准状况下能产生3.36LH2;常温下,M的单质与Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液作用,M的表面会形成一层致密的氧化膜。在化合物Y2X6、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,下列说法正确的是
A.电解熔融MCl3可以得到单质M
B.X2W2中既有极性键又有非极性键
C.Z的氢化物的沸点大于Y的氢化物沸点
D.原子半径:M>W>Z>Y
12.(2024·湖南·模拟预测)根据下列操作及现象能得出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
在足量稀硫酸中加入Cu2O粉末,得到蓝色溶液和红色固体
只表现氧化性
B
向苯酚溶液中滴加溴水产生白色沉淀且pH降低
苯酚与溴单质发生加成反应
C
在石灰石表面滴加盐酸,将生成的气体通入硅酸钠溶液,产生白色胶状沉淀
非金属性:
D
在酸性高锰酸钾溶液中滴加甲苯,溶液褪色
苯环活化了甲基
A.A B.B C.C D.D
13.(2024·江西·二模)W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,X、Z同主族。由W、X、Y、Z组成的某化合物分子结构如图所示,下列说法正确的是
A.第一电离能:W>Y>X
B.四种元素均对应有最高价氧化物对应水化合物
C.最简单氢化物的沸点:W>X
D.Y与W、X、Z均能形成二元化合物
14.(2024·江西·二模)用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为。下列说法正确的是
A.上述反应涉及元素均为主族元素
B.离子半径:
C.中的中心离子为
D.NaCN中作用力只有一种
15.(2024·北京昌平·二模)已知、、、在元素周期表中的位置如下图所示。下列对事实解释正确的是
选项
事实
解释
A
常温下,为气体,为液体
键能:
B
中显正价
电负性:
C
原子半径:
最外层电子数:
D
稳定性:
中有氢键
A.A B.B C.C D.D
1.(2024·广西贵港·模拟预测)明代《徐光启手迹》记载了硝酸的制备方法,其主要流程(部分产物已省略)如图所示:
下列说法正确的是
A.若为,则煅烧制备的原子利用率为
B.和的VSEPR模型名称相同
C.工业上用吸收制硫酸
D.流程中用制得,可证明非金属性:
2.(2024·陕西渭南·三模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期元素,A、B、C、D为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物,E为单质,五种物质间的转化关系如图所示。已知室温下,0.1mol•L-1A的水溶液pH为1,B分子中含有10个电子,C为一种盐,D为一种常见的具有漂白性的物质。下列说法正确的是
A.C的溶液显碱性 B.Z元素在同周期主族元素中原子半径最小
C.X、Y形成的二元化合物只有两种 D.D中各原子均满足最外层8e-稳定结构
3.(2024·湖南邵阳·三模)前20号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。其中X、Z、R最外层电子数
相等,且与、均可形成离子化合物;、同主族,最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A.原子半径大小顺序为
B.Y的第一电离能比同周期相邻元素的小
C.W、X、Y的电负性依次增大
D.Y分别与X、Z、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
4.(2024·甘肃·二模)M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。这五种元素可形成化合物甲,其结构式如图所示,1mol甲含58mol电子,并且含有1mol配位键。下列说法正确的是
A.Q是五种元素中原子半径最大的
B.水中溶解性
C.Q、Y、Z三种元素的最简单氢化物具有相同的电子数
D.中所有原子均达到稳定结构
5.(2024·吉林长春·模拟预测)某种化学品的结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期,M原子的最外层电子数等于其电子层数,则下列说法中正确的是
A.Z、W形成的简单氢化物,分子空间构型相同,分子中化学键的键角不相等
B.元素对应简单离子半径大小关系为:
C.与W同周期的元素中,第一电离能比W大的元素有2种
D.在该化合物中Y和Z的杂化类型不同
6.(2024·安徽合肥·三模)短周期主族元素X、Y、Z、W的电负性依次增大,其中Y、Z、W位于同一周期,X元素的一种原子不含中子,四种元素形成的结构如下图所示的化合物可用于检验。下列说法不正确的是
A.Ni²+的价层电子排布式为 B.简单气态氢化物的沸点:W>Z>Y
C.Y、W、Z的第一电离能依次增大 D.WX之间的化学键是p-s σ键
7.(2024·陕西西安·模拟预测)短周期主族元素X、Y、Z、的原子序数依次增大,X原子最外层电子数是内层电子数的3倍,Y原子的最外层只有2个电子,Z的一种单质着火点较低、易自燃,W在同周期主族元素中原子半径最小。下列叙述错误的是
A.简单氢化物的热稳定性:
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C.简单离子半径:
D.Y与X、Y与W形成的化合物均为离子化合物
8.(2024·河南郑州·模拟预测)一种高性能电池的电解质由原子序数依次增大的短周期主族元素R、W、X、Y、Z、M组成,W为一种常用于制造电池的金属元素且R、W同主族,化学式为的物质是离子化合物,的结构如图所示。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Y<Z<M
B.W和Z可以形成多种原子个数比为1:1的化合物
C.氢化物的沸点:X<Y
D.Y和M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
9.(2024·河北·二模)短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,构成的一种共价化合物R的结构如图所示。其中W的一种同位素没有中子,X、Z、M的最外层电子数之和为16,Z、M同主族。下列说法正确的是
A.五种元素均位于周期表的p区 B.第一电离能:Z>Y>X>W
C.简单离子半径:M>Y>Z D.W、Y、Z形成的化合物中均只含共价键
10.(2024·安徽·模拟预测)某同学按图示装置进行实验(夹持以及尾气处理装置省略),其中能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
a中的物质
b中的物质
c中的物质
A
验证SO2的漂白性
浓硫酸
Na2SO3
品红溶液
B
验证非金属性:Cl>C>Si
稀盐酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
C
制备Fe(OH)2
浓氨水
碱石灰
FeCl2溶液
D
探究干燥Cl2是否具有漂白性
浓盐酸
漂白粉
新鲜花朵
A.A B.B C.C D.D
11.(2024·陕西西安·模拟预测)已知X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的前20号主族元素,且只有X、M为金属元素,Y的简单氢化物是最稳定的非金属氢化物。工业上用等物质制备电池电解质时,XY、是其中间产物。下列叙述错误的是
A.XY与均是离子化合物
B.分子中各原子最外层均满足8电子结构
C.原子半径:M>Z>W
D.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
12.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,W、X、Y、Z原子半径依次减小,且M的原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A.同周期第一电离能大于Y的元素有1种
B.在配合物中,X提供孤电子对
C.、、中心原子孤电子对数依次增多
D.氢化物的熔沸点大小顺序一定为W<X<Y
13.(2024·河北衡水·模拟预测)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
目的
方案设计
现象和结论
A
检验溴丁烷消去反应的产物
将溴丁烷、NaOH与乙醇的混合液加热,并将气体产物通入溴水中
溴水褪色,说明有丁烯生成
B
检验铁与水蒸气高温反应的产物中铁元素价态
将反应后的黑色粉末加入稀盐酸溶解后,再加入KSCN溶液
溶液不显红色,黑色粉末中一定不存在Fe³⁺
C
证明酯化反应是可逆反应
将乙酸和过量乙醇在浓硫酸催化作用下加热发生反应,待充分反应后,冷却,稀释反应液,再加入饱和溶液
若有气体生成,说明乙酸有剩余,证明该反应是可逆反应
D
比较元素Si、Cl非金属性强弱
将盐酸滴入硅酸钠溶液中
溶液变浑浊,说明元素非金属性:Cl>Si
A.A B.B C.C D.D
14.(2024·安徽合肥·三模)X、Y、Z、Q、R是分别占据5个主族和前四周期的五种元素,原子序数依次增大。基态Y原子的5个轨道上都有电子、基态Z原子核外有3个未成对电子、Q的单质(常温下为气态)和NaOH溶液在常温下发生歧化反应生成两种盐,R的L和M层电子数相同。下列说法正确的是
A.Y和R形成的化合物只含有离子键 B.X和Q基态原子的未成对电子数不同
C.元素电负性:Z>Q>R D.Z和Q形成的分子可能是极性分子
15.(2024·浙江·高考真题)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是 ,晶体类型是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.电负性: B.离子半径:
C.第一电离能: D.基态2+的简化电子排布式:
(3)①,其中的N原子杂化方式为 ;比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”),请说明理由 。
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是。比较氧化性强弱: (填“>”、“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式 。
1.(2023·河北·高考真题)下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性: B.第一电离能:
C.基态原子的未成对电子数: D.原子半径:
2.(2023·天津·高考真题)下列性质不能用于判断C、的非金属性强弱的是
A.元素的电负性
B.最高价氧化物的熔点
C.简单氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性
3.(2023·福建·高考真题)某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A.键角: B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应的水化物酸性:
4.(2023·重庆·高考真题)化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子质量相差7,1molX3Y7WR含40mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半。下列说法正确的是
A.原子半径:W>R B.非金属性:X>R
C.Y和Z互为同素异形体 D.常温常压下X和W的单质均为固体
5.(2023·重庆·高考真题)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由和(钇,原子序数比大13)组成,下列说法正确的是
A.Y位于元素周期表的第ⅢB族
B.基态原子的核外电子填充在6个轨道中
C.5种元素中,第一电离能最小的是
D.5种元素中,电负性最大的是
6.(2023·江苏·高考真题)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
7.(2023·广东·高考真题)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂气,是第族元素
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
8.(2023·浙江·高考真题)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D.与水反应生成产物之一是非极性分子
9.(2023·湖南·高考真题)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
10.(2023·湖北·高考真题)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A.石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B.氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D.Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
11.(2023·辽宁·高考真题)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是
A.W与X的化合物为极性分子 B.第一电离能
C.Q的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键
12.(2023·全国·高考真题)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A.X的常见化合价有、 B.原子半径大小为
C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体
13.(2023·全国·高考真题)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A.原子半径: B.简单氢化物的沸点:
C.与可形成离子化合物 D.的最高价含氧酸是弱酸
14.(2024·浙江·模拟预测)W、X、Y、Z四种短周期主族元素的原子序数依次增大,WY为10电子分子,X与Y、Z在元素周期表中相邻,下列说法不正确的是
A.简单原子半径Z>X>Y>W
B.ZX3Y-中Z原子采取sp3杂化
C.W2X和WY两种分子间可以形成四种氢键
D.四种元素形成的化合物WZX3Y为强酸
15.(2023·湖北·高考真题)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)Co位于元素周期表第 周期,第 族。
(2)烧渣是LiCl、和的混合物,“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因 。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是 。
(4)已知,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。
(5)导致比易水解的因素有 (填标号)。
a.Si-Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si-Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
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暑假作业05 以元素“位一构一性”突破元素周期表、周期律
【知识梳理】
一、知识结构
1.原子结构与元素周期表、律
2、原子结构与元素性质
二、核心知识
(一)原子的构成粒子及其定量关系
1.原子构成
(1)原子的质量主要集中在原子核上;
(2)原子中既有正电荷,又有负电荷,但整个原子不显电性;
(3)原子在化学变化中不可再分,但在其他变化中仍然可以再分;
(4)原子核中质子、中子依靠核力结合在一起
(5)质量数:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值
①质量数一定为整数
②质量数仅对原子而言,元素没有质量数
③在计算时,可用质量数代替相对原子质量用于近似计算
2.元素、核素、同位素
(1)“三素”关系及含义
(2)微粒符号及意义
(3) 同位素的比较
①特点:天然存在的同位素,相互间保持一定的比率
②结构:核外电子排布完全相同
③分类:稳定同位素和放射性同位素,用于进行同位素示踪和作为放射源的是放射性同位素。
(2) 微粒中“三子”数的计算
常用的计算关系
(1)质量数=质子数+中子数≈原子的近似相对原子质量
(2)质子数=各微粒质子数之和
(3)中子数=各微粒中子数之和
(4)电子数=各微粒质子数之和±电荷数
(三)、原子核外电子排布的规律
1.电子层
(1)含义:电子运动在能量不同的区域,简化为不连续的壳层,也称作电子层。
(2)特点:各电子层之间没有明显的界限
(3)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
2.原子核外电子排布规律及其之间的关系
(1)核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解,如当M层不是最外层时,最多可以排布18个电子,而当它是最外层时,最多可以排布8个电子。
(2)电子不一定排满M层才排N层,如Ca的核外电子排布情况为。
3.原子核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图
(2)离子结构示意图
①阳离子结构示意图:与上周期的稀有气体排布相同
②阴离子结构示意图:与同周期的稀有气体排布相同
4. 元素周期表、周期律
(1).元素周期表的编排原则
(2).元素周期表的结构
周期:周期序数=电子层数
周期分类
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
族:主族序数=原子的最外层电子数,过渡元素的族序数一般不等
族分类
主族
副族
第Ⅷ族
0族
总数
族数目
7
7
1
1
16
列数目
7
7
3
1
18
元素周期表中的特殊元素位置
①过渡元素:副族(ⅢB→ⅡB)和第Ⅷ族10个纵列共六十多种元素,都是金属元素。
②镧系:第6周期ⅢB族,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
③锕系:第7周期ⅢB族,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素:在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
⑤碱金属元素(ⅠA):Li、Na、K、Rb、Cs、Fr(氢除外)
⑥卤族元素(ⅦA):F、CL、Br、I、At、Ts(,tián)
⑦氧族元素(ⅥA):O、S、Se、Te、Po、Lv(鉝,lì)
⑧氮族元素(ⅤA):N、P、As、Sb、Bi、Mc(馍,mó)
⑨碳族元素(ⅣA):C、Si、Ge、Sn、Pb、Fl(鈇,fū)
(3).族序数与列数的关系
①2、3周期IIA和IIIA相邻,原子序数相差1
②4、5周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族,原子序数相差11
③6、7周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族,还额外多出镧系和锕系,原子序数相差25
(4).推测元素在周期表中的位置
根据原子序数确定元素在元素周期表中的位置
0族定位法确定元素的位置
①0族元素的周期序数和原子序数
周期
1
2
3
4
5
6
7
元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
②推断方法
根据112号和118号元素的位置推测
原子序数
112
113
114
115
116
117
118
119
120
族序数
IIB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
ⅠA
ⅡA
周期
7
7
7
7
7
7
7
8
8
(5).元素周期表的应用
金属和非金属的分界线
①元素属性:上方为非金属元素,下方为金属元素
②分界线处元素,可能具有两性,寻找半导体材料
③全部是金属的族:ⅡA族、副族和第Ⅷ族
④全部是非金属的族:ⅦA族和0族
元素周期表的三大应用
①科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
②寻找新材料
③用于工农业生产:探矿、研制农药材料等。
(6).周期表中的元素
(1)元素种类最多的族:ⅢB族,共32种元素
(2)元素种类最多的主族:ⅠA族,共7种元素
(3)元素种类最多的周期:7周期,共32种元素
(4)在短周期中非金属元素多,在周期表中金属元素多。
(5)全部是气体的族:0族
(6)同时含固体、液体和气体的族:ⅦA族
【思维方法】
1、短周期主族元素形成共价键的特征(X表示对应表格中的元素)
短周期元素
族
共价键
价键特征
H
ⅠA
—X
一条价键
F、Cl
ⅦA
—X
C、Si
ⅣA
或或—X≡
四条价键
N、P
ⅤA
或===X—
三条价键
O、S
ⅥA
—X—或X===
二条价键
B
ⅢA
或
三条价键
或四条价键
2.常见的等电子微粒
(1)常见的“10电子”粒子
(2)常见的“18电子”粒子
【思维模型】
1.(2024·四川成都·三模)已知甲、乙、丙、丁、戊是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的最外层电子数之和是27,甲和丁、乙和戊同主族,甲和乙同周期且相邻。下列说法错误的是
A.简单离子还原性强弱顺序:乙 > 戊 > 丁
B.简单离子半径大小顺序:甲 > 乙 > 丙
C.氢化物的稳定性不一定是:甲 > 丁
D.甲和丙可形成既含共价键又含离子键的离子化合物
【答案】A
【详解】本题考查元素推断、原子结构、元素周期律等知识。
甲、乙、丙、丁、戊是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的最外层电子数之和为27,甲和丁、乙和戊同主族,甲和乙同周期且相邻。假设甲的最外层电子数为x,则丁最外层电子数也为x,乙和戊最外层电子数都为,假设丙最外层电子数为y,则有,即,,符合题目信息,可推出甲、乙、丙、丁、戊依次是O、F、Na、S、Cl。
A.因为非金属性F>Cl>S,反之则为离子还原性强弱顺序:S2−>Cl−>F−,即丁>戊>乙;
B.甲乙丙对应的离子核外电子层数相同,但核电荷数依次增大,故离子半径大小顺序:甲>乙>丙;
C.甲的氢化物可能是H2O2,则氢化物的稳定性不一定有:甲>丁;
D.甲和丙可以形成Na2O2,它是既含共价键又含离子键的离子化合物;故选A。
2.(2024·四川成都·三模)通过下列实验操作和实验现象得到的实验结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将足量稀硝酸和Na2CO3溶液反应产生的气体通入Na2SiO3溶液中
Na2SiO3溶液中产生白色胶状沉淀
非金属性:
N > C > Si
B
将SO2通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液紫色褪去
SO2具有漂白性
C
压缩某一盛有NO2气体的容器体积
容器中气体的颜色先加深,然后略变浅
容器中存在平衡:
D
将乙醇蒸气通过灼热的CuO粉末
黑色粉末变红,并闻到刺激性气味
CuO作为催化剂,使乙醇转化为乙醛
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】本题主要借助表格型实验考查元素化合物基础知识以及实验探究能力。
A.因硝酸具有挥发性,会混在CO2气体中对CO2与Na2SiO3溶液的反应造成干扰,无法得到碳的非金属性大于硅的结论,故A错误;
B.SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于SO2的还原性,而非漂白性,故B错误;
C.容器中存在平衡:2NO2(g)N2O4(g),压缩容器,即增大压强,平衡向体积减小方向移动,所以颜色略变浅,故C正确;
D.乙醇与灼热的CuO反应,CuO并不是催化剂,故D错误;故选C。
3.(2024·四川遂宁·三模)化合物A 是一种重要的医药中间体,由原子序数依次增大的W、X、Y、Z 四种短周期元素组成,其结构如图所示,下列有关说法不正确的是
A.X、Y形成的原子个数之比为1:2的二元化合物有2种
B.X、Y、Z分别形成的简单氢化物中,Y的氢化物沸点最高
C.简单离子半径大小:Z>X>Y
D.Z的低价态氧化物能使氧化漂白石蕊溶液
【答案】D
【分析】化合物A 是一种重要的医药中间体,由原子序数依次增大的W、X、Y、Z 四种短周期元素组成,由化合物中W、X、Y、Z形成的共价键数目分别为1、3、2、6可知,W为H元素、X为N元素、Y为O元素、Z为S元素,据此回答。
【详解】A.氮元素和氧元素形成的化合物二氧化氮和四氧化二氮的原子个数之比均为1:2,A正确;
B.氮、氧、硫三种元素形成的简单氢化物中,水常温下为液态,而氨气、硫化氢为气态,所以水的沸点最高,B正确;
C.离子的电子层数越大,离子半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越大,则硫离子、氮离子、氧离子的离子半径依次减小,C正确;
D.硫元素的低价氧化物二氧化硫具有漂白性,但不能使石蕊试液褪色,D错误; 故选D。
4.(2024·河北石家庄·三模)下图中两种化合物常用来优化电池的性能,其中W、M、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素.下列说法错误的是
A.含氧酸的酸性:
B.电负性:;第一电离能:
C.仅由W、Q、Y三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
D.上述两种化合物中,W、M、Q、X、Y均满足稀有气体的稳定电子构型
【答案】A
【分析】W、M、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,由两种化合物可知,W能形成1个共价键,则W为H元素;M能形成4个共价键,则M为C元素;Q能形成3个共价键,则Q为N元素;X能形成2个共价键,则X为O元素;Y能形成1个共价键,则Y为F元素;Z能形成6个共价键,则Z为S元素。
【详解】A.元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,故N、S的含氧酸的酸性无法比较,A错误;
B.W为H元素,M为C元素;电负性的定义是原子在分子中吸引成键电子的能力,实验结果证明,碳吸引电子的能力比氢强,故碳的电负性比氢大;由于氢元素1s轨道电子稳定性强,所以氢元素的第一电离能比碳元素的第一电离能大,B正确;
C.W为H元素,Q为N元素,Y为F元素,由H、N、F三种元素可形成,其中同时含有离子键和共价键,C正确;
D.由图可知,W、M、Q、X、Y均满足稀有气体的稳定电子构型,D正确;故选A。
5.(2024·青海西宁·三模)已知R、X、Y、M为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素组成的物质结构式如图所示。X与Y处于同一周期,Y与M处于不同周期。下列说法错误的是
A.离子半径:
B.简单氢化物的稳定性:
C.该化合物中X原子最外层均满足8电子结构
D.M的含氧酸均为强酸
【答案】D
【分析】R、X、Y、M为原子序数依次增大,X与Y处于同一周期,则R位于第一周期,X、Y位于第二周期,M位于第三周期。由物质结构式可知,X可以形成4个化学键,X是C元素,Y形成2个键,且与X同周期,故Y为O元素;可形成1个化学键的R是H元素;M可以与C形成一个键,则M为Cl。
【详解】A.M、Y、R对应的离子分别为、、,电子层数越多离子半径越大,半径大小顺序为,A正确;
B.元素非金属性,因此简单氢化物的稳定性:,B正确;
C.该化合物中C原子最外层均满足8电子结构,C正确;
D.Cl的含氧酸有多种,其中HClO就是一种弱酸,D错误;故选D。
6.(2024·重庆·模拟预测)主族元素X、Y、Z、W、R分别处于三个短周期,原子序数依次增加,且原子序数之和为38,R和W最外层电子数相等,在元素周期表中W和Z相邻,下列叙述一定正确的是
A.原子半径: Y>Z>R>W>X
B.简单氢化物的热稳定性:W>Z
C.X、Y、Z形成的化合物是极性分子
D.W与R组成的二元化合物均为酸性氧化物
【答案】B
【分析】主族元素X、Y、Z、W、R分别处于三个短周期,原子序数依次增加,则X为H元素;R和W最外层电子数相等,则R和W位于同主族;在元素周期表中W和Z相邻,则R位于第三周期,Y、Z、W位于第二周期,由五种元素的原子序数之和为38可知,若W为O元素, Y为C元素、Z为N元素、R为S元素;若W为F元素,Y为Li元素、Z为O元素、R为Cl元素。
【详解】A.原子的电子层数越大,原子半径越大;同周期元素从左到右,原子半径依次减小,则原子半径:R>Y>Z>W>X,故A错误;
B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,简单氢化物的热稳定性依次增强,则水的热稳定性强于氨分子,弱于氟化氢,则简单氢化物的热稳定性一定为:W>Z,故B正确;
C.若W为F元素,氢、锂、氧三种元素形成的化合物是含有离子键、极性键的离子化合物氢氧化锂,故C错误;
D.若W为F元素,氟元素与氯元素形成的化合物不含有氧元素,不可能是酸性氧化物,故D错误;
故选B。
7.(2024·重庆·模拟预测)下列实验操作和现象,得出的相应结论正确的是
选项
操作
结论
A
将 SOCl2与 AlCl3·6H2O 混合加热, 得到 AlCl3、SO2、HCl
SOCl2比 AlCl3更易水解
B
向硫酸钡沉淀中加入浓碳酸钠溶液, 充分搅拌后, 取洗净后的沉淀放入盐酸中,有气泡产生。
Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)
C
向装有电石的烧瓶中逐滴加入饱和食盐水,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙炔中含有碳碳三键
D
用pH试纸测定 NaCl和 NaF 溶液的pH,pH(NaCl)<pH(NaF)
F 元素非金属性强于 Cl元素
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.SOCl2与 AlCl3·6H2O 混合加热, 得到 AlCl3、SO2、HCl,说明SOCl2与结晶水水解,则SOCl2比 AlCl3更易水解,A正确;
B.加入浓碳酸钠溶液,碳酸根离子浓度远大于硫酸根离子浓度,导致沉淀转化为碳酸钡沉淀,不能说明Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4),B错误;
C.生成气体中硫化氢等杂质也会使得溴水褪色,不能说明是乙炔使得溶液褪色,C错误;
D.比较元素的非金属性应测同浓度时最高价含氧酸盐溶液的pH, D错误;故选A。
8.(2024·河南·模拟预测)已知X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的前四周期元素,其中X、W同主族,Z、T同主族,元素周期表中Z与Y、W为相邻元素,W元素的最高价与最低价的代数和为4。下列叙述正确的是
A.X的两种常见单质分子极性相同
B.上述元素组成的单质中,晶体类型全部相同
C.、分子中W原子的杂化类型相同
D.简单氢化物的沸点与稳定性X均高于W的原因相同
【答案】C
【分析】W元素的最高价与最低价的代数和为4,W为S,X、W同主族,则X为O,X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的前四周期元素,Z与Y、W为相邻元素,则Y为Si,Z为P,Z、T同主族,T为As。
【详解】A.X为O,两种常见单质为,其中为非极性分子,为极性分子,分子极性不相同,A错误;
B.X为O,常见单质为都属于分子晶体类型,Y为Si,为共价晶体,Z为P,单质有红磷、白磷,都属于分子晶体,W为S,硫单质属于分子晶体,T为As,有三种同素异形体,其中黄砷为分子晶体,晶体类型不完全相同,Si,为共价晶体,B错误;
C.、分子为,中S的价层电子对数为3,采用杂化,中S的价层电子对数为3,也采用杂化,杂化类型相同,C正确;
D.简单氢化物的沸点高于,是因为分子间形成氢键,而稳定性高于是因为键能大于键键能,D错误;答案选C。
9.(2024·江苏·二模)短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增加,X、Y、W位于不同周期,原子序数:3Y=Z+R,常温下,X与Y可组成两种液体二元化合物。某种缓冲溶液的主要成分结构如图。
下列有关说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:Y>Z
B.简单离子半径:Y>Z>W
C.W分别与X、Y组成的化合物均含离子键
D.电解WZ溶液可制得WYX、
【答案】D
【分析】
X、Y、W位于不同周期,又因为X原子序数在五种元素中最小,则X为H,常温下X、Y形成两种液体二元化合物,说明Y为O, 中含有离子键,结合题意W应位于第三周期,则W为Na。又存在原子序数:3Y=Z+R,即24=Z+R,又因为Y为O,Z与Y位于同一周期,则Z为F,代入24=Z+R,R的原子序数为15,说明R为P。即X、Y、Z、W、R分别为H、O、F、Na、P,据此解答。
【详解】A.H2O间氢键的个数比HF间氢键的个数多,即简单氢化物的沸点:H2O>HF,A正确;
B.核外电子排布相同时,离子半径应遵循“序小径大”,即简单离子半径:O2->F->Na+,B正确;
C.Na分别与H、O可形成NaH、Na2O和Na2O2,均存在离子键,C正确;
D.电解NaF溶液,Na+和F-在水溶液中不放电,不能产生F2,D错误;故选D。
10.(2024·江苏·二模)化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是
A.新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN
B.太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素
C.“玉兔号”月球车的热源材料舜与互为同素异形体
D.储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族
【答案】C
【详解】A.氮化镓化学式为GaN,具有良好的半导体性能,是性能优良的新型半导体材料,A正确;
B.钛为22号元素,属于第ⅣB族,为副族元素,B正确;
C.与是质子数相同、中子数不同的核素,两者互为同位素,不互为同素异形体,C错误;
D.镍为28号元素,元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族,D正确;故选C。
11.(2024·湖南·模拟预测)已知X、Y、Z、W、M为短周期元素且原子序数依次增大,W原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,0.1molM单质与足量稀硫酸作用,在标准状况下能产生3.36LH2;常温下,M的单质与Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液作用,M的表面会形成一层致密的氧化膜。在化合物Y2X6、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,下列说法正确的是
A.电解熔融MCl3可以得到单质M
B.X2W2中既有极性键又有非极性键
C.Z的氢化物的沸点大于Y的氢化物沸点
D.原子半径:M>W>Z>Y
【答案】B
【分析】W原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,说明W为O元素;0.1molM单质与足量稀硫酸作用,在标准状况下能产生3.36LH2,说明转移的电子数为0.3mol,说明M为Al元素;常温下,M的单质与Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液作用,形成一层致密的氧化膜,Al在冷的浓硝酸中会钝化,说明Z为N元素;根据化合物Y2X6、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,说明X为H元素,Y为C元素,因此X、Y、Z、W、M分别为H、C、N、O、Al元素,据此作答。
【详解】A.AlCl3是共价化合物,冶炼铝可以通过电解熔融的三氧化二铝,A错误;
B.过氧化氢的结构式为H-O-O-H,既有极性键又有非极性键,B正确;
C.氨气的沸点大于甲烷的沸点,碳的氢化物有很多,随着碳原子数目的增加,沸点升高,C错误;
D.同周期,原子半径从左往右递减,故原子半径:Al>C>N>O,D错误;故答案选B。
12.(2024·湖南·模拟预测)根据下列操作及现象能得出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
在足量稀硫酸中加入Cu2O粉末,得到蓝色溶液和红色固体
只表现氧化性
B
向苯酚溶液中滴加溴水产生白色沉淀且pH降低
苯酚与溴单质发生加成反应
C
在石灰石表面滴加盐酸,将生成的气体通入硅酸钠溶液,产生白色胶状沉淀
非金属性:
D
在酸性高锰酸钾溶液中滴加甲苯,溶液褪色
苯环活化了甲基
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.在足量稀硫酸中加入Cu2O粉末,得到蓝色溶液和红色固体发生的离子反应为:,表现氧化性与还原性,A错误;
B.向苯酚溶液中滴加溴水,生成白色沉淀三溴苯酚和溴化氢,pH降低,苯酚与溴单质发生取代反应,,B错误;
C.在石灰石表面滴加盐酸,将生成的气体中包含二氧化碳以及挥发出来的HCl气体,通入硅酸钠溶液,产生白色胶状沉淀,无法证明是HCl还是碳酸参与反应,既无法证明非金属性:,C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液中滴加甲苯后振荡,溶液褪色,苯环对甲基产生影响,苯环活化了甲基,D正确;
故选D。
13.(2024·江西·二模)W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,X、Z同主族。由W、X、Y、Z组成的某化合物分子结构如图所示,下列说法正确的是
A.第一电离能:W>Y>X
B.四种元素均对应有最高价氧化物对应水化合物
C.最简单氢化物的沸点:W>X
D.Y与W、X、Z均能形成二元化合物
【答案】D
【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,X、Z同主族,根据化合物中价键可知Z为+6价,故Z为S元素,X为O元素,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,W形成3个价键,且原子序数小于O元素,为N元素,则Y为F元素;综上,W为N元素,X为O元素,Y为F元素,Z为S元素,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,W、X、Y分别为N、O、F,第一电离能:F>N>O,即Y>W>X,A错误;
B.由分析可知,W、X、Y、Z分别为N、O、F、S,F、O不存在最高价氧化物对应的水化物,B错误;
C.由分析可知,W、X分别为N、O,氨气和水分子存在分子间氢键,但水分子之间形成氢键更多,水的沸点更高,即最简单氢化物的沸点H2O>NH3即X>W,C错误;
D.为F,与N、O、S分别能形成NF3、OF2、SF6等化合物,D正确;故答案为:D。
14.(2024·江西·二模)用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为。下列说法正确的是
A.上述反应涉及元素均为主族元素
B.离子半径:
C.中的中心离子为
D.NaCN中作用力只有一种
【答案】B
【详解】A.Au属于副族元素,A项错误;
B.钠离子和氧离子核外电子结构相同,钠离子核电荷数更大,半径更小,故离子半径:,B项正确;
C.中中心离子为,C项错误;
D.NaCN中钠离子和CN-之间为离子键,CN-中碳氮之间为共价键,D项错误;本题选B。
15.(2024·北京昌平·二模)已知、、、在元素周期表中的位置如下图所示。下列对事实解释正确的是
选项
事实
解释
A
常温下,为气体,为液体
键能:
B
中显正价
电负性:
C
原子半径:
最外层电子数:
D
稳定性:
中有氢键
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】本题考查的是位构性的相关知识点;
硫和氯同周期,硒和溴同周期;
硫和硒同主族,氯和溴同主族;
【详解】A.常温下,Cl2是气体,Br2是液体,可以得到Br2的沸点高,与键能无关,A错误;
B.BrCl中Br显正价,说明Br和Cl间共用电子对向Cl偏移,Cl对键合电子的吸引力大,电负性大,B正确;
C.S和Cl电子层数相同,核电荷数Cl大,对核外电子吸引力Cl大,半径小,故半径:S大于Cl,C错误;
D.硫的非金属性强于硒,故稳定性硫化氢强于氯化氢,与氢键无关,D错误;故选B。
1.(2024·广西贵港·模拟预测)明代《徐光启手迹》记载了硝酸的制备方法,其主要流程(部分产物已省略)如图所示:
下列说法正确的是
A.若为,则煅烧制备的原子利用率为
B.和的VSEPR模型名称相同
C.工业上用吸收制硫酸
D.流程中用制得,可证明非金属性:
【答案】B
【分析】硫酸亚铁煅烧生成三氧化硫、二氧化硫和X,三氧化硫再与水反应生成硫酸,硫酸与硝酸钾反应蒸馏得到硝酸。
【详解】A.若X为氧化铁,原子利用率为,A错误;
B.和价层电子对数均为3,VSEPR模型均为平面三角形,B正确;
C.工业上用浓硫酸吸收制硫酸,用水吸收三氧化硫容易引起酸雾等,C错误;
D.与混合后,蒸馏过程中生成,是因为的沸点比的低,不能证明的酸性强于,D错误;故答案选B。
2.(2024·陕西渭南·三模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期元素,A、B、C、D为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物,E为单质,五种物质间的转化关系如图所示。已知室温下,0.1mol•L-1A的水溶液pH为1,B分子中含有10个电子,C为一种盐,D为一种常见的具有漂白性的物质。下列说法正确的是
A.C的溶液显碱性 B.Z元素在同周期主族元素中原子半径最小
C.X、Y形成的二元化合物只有两种 D.D中各原子均满足最外层8e-稳定结构
【答案】B
【分析】已知室温下,0.1mol·L-1A的水溶液pH为1,则A为一元强酸,则A为HCl或HNO3,而B为10电子分子,能与酸反应,则B为NH3,D具有漂白性,E为单质,则A不能为HNO3,只能为HCl,D为HClO,E为Cl2,C为氯化铵,则W为氢、X为氮、Y为氧、Z为氯,据此回答。
【详解】A.氯化铵中铵根离子水解溶液显酸性,A错误;
B.根据同周期从左往右原子半径在减小,Cl元素在同周期主族元素中原子半径最小,B正确;
C.氮与氧形成的化合物有多种,如NO、N2O、N2O3等,C错误;
D.D为HClO,H原子不满足最外层8e-稳定结构,D错误;故选B。
3.(2024·湖南邵阳·三模)前20号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。其中X、Z、R最外层电子数相等,且与、均可形成离子化合物;、同主族,最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A.原子半径大小顺序为
B.Y的第一电离能比同周期相邻元素的小
C.W、X、Y的电负性依次增大
D.Y分别与X、Z、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
【答案】B
【分析】前20号元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大。Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y为O元素;而Y、W同主族,则W为S元素;X、Z、R原子的最外层电子数相等,三者处于同主族,只能处于ⅠA族或ⅡA族,且X与Z、R均可形成离子化合物,根据原子序数关系可知:X为H元素,Z为Na元素,R为K元素。
【详解】A.同周期元素从左向右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径Na>S>O,A错误;
B.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能:F>N>O,O的第一电离能比同周期相邻元素的小,B正确;
C.同周期主族元素从左向右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下原子电负性逐渐减小,则电负性:O>S>H,C错误;
D.O与H、Na、S均可形成具有漂白性的化合物H2O2、Na2O2、SO2,前两者利用其强氧化性进行漂白,而二氧化硫与有机色质化合为不稳定的无色物质进行漂白,漂白原理不同,D错误;故选B。
4.(2024·甘肃·二模)M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。这五种元素可形成化合物甲,其结构式如图所示,1mol甲含58mol电子,并且含有1mol配位键。下列说法正确的是
A.Q是五种元素中原子半径最大的
B.水中溶解性
C.Q、Y、Z三种元素的最简单氢化物具有相同的电子数
D.中所有原子均达到稳定结构
【答案】C
【分析】M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。M的原子序数最小,且在化合物甲中形成一个共价键,则M为H;X、Y、Z、Q为第二周期元素。根据它们在化合物甲中形成化学键的个数可知,X为B(形成了一个配位键),Y为C,Z为O(和B形成一个配位键),Q为F,符合1mol甲含58mol电子。
【详解】A.F位于第二周期第ⅦA族,是第二周期元素原子半径最小的(除了稀有气体),故A错误;
B.HF能和水形成氢键,而CO2不能和水形成氢键,所以HF在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度,故B错误;
C.Q、Y、Z三种元素的最简单氢化物分别是HF、CH4、H2O,电子数均为10个电子,故C正确;
D.BF3中B原子没有达到8电子稳定结构,B最外层只有6个电子,故D错误;故选C。
5.(2024·吉林长春·模拟预测)某种化学品的结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期,M原子的最外层电子数等于其电子层数,则下列说法中正确的是
A.Z、W形成的简单氢化物,分子空间构型相同,分子中化学键的键角不相等
B.元素对应简单离子半径大小关系为:
C.与W同周期的元素中,第一电离能比W大的元素有2种
D.在该化合物中Y和Z的杂化类型不同
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期,M原子的最外层电子数等于其电子层数,且M形成+3价的阳离子,M为Al,Z形成6条键且与Al同周期,Z为S,X形成1条键且与W、Y同周期,X为F,Y形成4条键为C,W形成2条键为O。
【详解】A.Z、W形成的简单氢化物分别为H2S和H2O,两者分子空间构型相同,但是氧原子电负性强于S原子,导致氧原子对孤电子对的吸引力更大,孤电子对与成键电子距离更近,成键电子与孤电子对之间的排斥作用更强,键角也就更大,A正确;
B.Al3+、F-和O2-电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径O2->F->Al3+,B错误;
C.与O同周期的元素中,第一电离能大于O的元素有N、F、Ne这三种,C错误;
D.在该化合物中C形成4条σ键,S也形成4条σ键,两者的杂化类型相同,都是sp3杂化,D错误;
故答案选A。
6.(2024·安徽合肥·三模)短周期主族元素X、Y、Z、W的电负性依次增大,其中Y、Z、W位于同一周期,X元素的一种原子不含中子,四种元素形成的结构如下图所示的化合物可用于检验。下列说法不正确的是
A.Ni²+的价层电子排布式为 B.简单气态氢化物的沸点:W>Z>Y
C.Y、W、Z的第一电离能依次增大 D.WX之间的化学键是p-s σ键
【答案】D
【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、W的电负性依次增大,其中基态X元素的一种原子不含中子,故X为H元素;Y形成4个共价键,Z形成3个共价键,W形成2个共价键,则Y为C,Z为N,W为O;即X、Y、Z、W分别为H、C、N、O;该结构为丁二酮肟,结构简式为:;
【详解】A.基态Ni原子核外电子排布式为,的价层电子排布式为,故A正确;
B.简单气态氢化物三者分别为甲烷、氨气、水,水常温下为液态,氨气、甲烷为气体,水的沸点最大;氨气能形成氢键,导致其沸点高于甲烷,故简单氢化物的沸点:W>Z>Y,故B正确;
C.一般情况下,同一周期的元素,原子序数越大元素的第一电离能越大,但 N 是第 VA 元素,原子核外电子排布处于原子轨道的半满状态,第一电离能大于同一周期相邻的 O 元素,所以 C 、 N 、 O 元素的第一电离能大小为: N>O>C,Y、W、Z的第一电离能依次增大,故C正确;
D.WX之间化学键是-s σ键,故D错误;答案选D。
7.(2024·陕西西安·模拟预测)短周期主族元素X、Y、Z、的原子序数依次增大,X原子最外层电子数是内层电子数的3倍,Y原子的最外层只有2个电子,Z的一种单质着火点较低、易自燃,W在同周期主族元素中原子半径最小。下列叙述错误的是
A.简单氢化物的热稳定性:
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C.简单离子半径:
D.Y与X、Y与W形成的化合物均为离子化合物
【答案】C
【分析】X原子最外层电子数是内层电子数的3倍,X是短周期元素,说明X只有两个电子层,电子排布为2、6,X为O元素,Y原子的最外层只有2个电子,原子序数比O大,则Y为Mg元素,Z的一种单质着火点较低、易自燃,Z为P元素,W在同周期主族元素中原子半径最小,即原子序数在同周期主族元素中最大,W为Cl元素;
【详解】根据题意可知元素X、Y、Z、W分别为O、Mg、P、Cl。
A.非金属性:O>P,则简单氢化物的热稳定性:,A正确;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,非金属性:Cl>P,最高价氧化物对应的水化物的酸性:,B正确;
C.电子层数越多离子半径越大,电子层数相同的,核电荷数越大离子半径越小,简单离子半径:,C错误;
D.MgO、含离子键,均为离子化合物,D正确;故选C。
8.(2024·河南郑州·模拟预测)一种高性能电池的电解质由原子序数依次增大的短周期主族元素R、W、X、Y、Z、M组成,W为一种常用于制造电池的金属元素且R、W同主族,化学式为的物质是离子化合物,的结构如图所示。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Y<Z<M
B.W和Z可以形成多种原子个数比为1:1的化合物
C.氢化物的沸点:X<Y
D.Y和M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
【答案】D
【分析】由的结构可知,M为Cl,Z为O,W为一种常用于制造电池的金属元素且R、W同主族,则W为Li,R为H,X、Y分别为C和N。
【详解】A.、形成的简单离子、属于电子层结构相同而核电荷数不同的离子,依据“序大径小”的原则,,A错误;
B.和元素只能形成一种原子个数比为的化合物,即,B错误;
C.元素的氢化物不止一种,还有其他烃类物质,元素的氢化物有利,高级烃(常温下呈固态)的沸点高于和,C错误;
D.和元素的最高价氧化物对应水化物分别为和,均为强酸,D正确;故选D。
9.(2024·河北·二模)短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,构成的一种共价化合物R的结构如图所示。其中W的一种同位素没有中子,X、Z、M的最外层电子数之和为16,Z、M同主族。下列说法正确的是
A.五种元素均位于周期表的p区 B.第一电离能:Z>Y>X>W
C.简单离子半径:M>Y>Z D.W、Y、Z形成的化合物中均只含共价键
【答案】C
【分析】W的一种同位素没有中子,则W为H,根据元素成键特点,X形成四个键,即X为C,Z形成二个键,Z为O,Z、M同主族,即M为S,五种元素原子序数依次增大,因此Y为N。
【详解】A.氢元素位于周期表的s区,故A项错误;
B.基态N原子核外2p轨道电子处于半充满状态,比较稳定,第一电离能:N>O,故B项错误;
C.电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:,故C项正确;
D.W、Y、Z形成的化合物中只含共价键,而中含离子键和共价键,故D项错误。故选C。
10.(2024·安徽·模拟预测)某同学按图示装置进行实验(夹持以及尾气处理装置省略),其中能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
a中的物质
b中的物质
c中的物质
A
验证SO2的漂白性
浓硫酸
Na2SO3
品红溶液
B
验证非金属性:Cl>C>Si
稀盐酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
C
制备Fe(OH)2
浓氨水
碱石灰
FeCl2溶液
D
探究干燥Cl2是否具有漂白性
浓盐酸
漂白粉
新鲜花朵
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.向Na2SO3滴入浓硫酸能够制得SO2,向品红溶液中通入SO2可以验证SO2的漂白性,A符合题意;
B.由于盐酸具有一定的挥发性,故不能得出H2CO3和H2SiO3的相对强弱,且HCl不是Cl的最高价氧化物对应水化物,其酸性强于与非金属性不一致,B不合题意;
C.由于Fe(OH)2在碱性条件下具有较强的还原性,能够被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,该装置不能用于制备Fe(OH)2,C不合题意;
D.浓盐酸和漂白粉能够生成Cl2,由于此时Cl2中混有水蒸气和新鲜花朵中含有水分,故该装置不能用于探究干燥Cl2是否具有漂白性,D不合题意;故答案为:A。
11.(2024·陕西西安·模拟预测)已知X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的前20号主族元素,且只有X、M为金属元素,Y的简单氢化物是最稳定的非金属氢化物。工业上用等物质制备电池电解质时,XY、是其中间产物。下列叙述错误的是
A.XY与均是离子化合物
B.分子中各原子最外层均满足8电子结构
C.原子半径:M>Z>W
D.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的前20号主族元素,且只有X、M为金属元素,Y的简单氢化物是最稳定的非金属氢化物,则Y为F;MY2中Y为-1价,则M为+2价,所以M为Ca;XY中Y为-1价,则X为+1价,则X为Li;XZF6中,X为+1价,Y为-1价,则Z为+5价,则Z为P;MW2中,M为+2价,则W为-1价,则W为Cl,因此X、Y、Z、W、M分别为Li、F、P、Cl、Ca元素,据此作答。
【详解】A.X、Y、W、M分别为Li、F、Cl、Ca元素,XY为LiF和为CaCl2,均为离子晶体,故A正确;
B.Z、W分别为P、Cl元素,为PCl3的中心原子P的价层电子对数为,P与Cl为单键连接,因此各原子最外层均满足8电子结构,故B正确;
C.Z、W、M分别为P、Cl、Ca元素,电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,质子数越多,原子半径越小,故原子半径:Ca>P>Cl,故C正确;
D.Z为P元素,P的最高价氧化物对应的水化物H3PO4是弱酸,故D错误;故答案选D。
12.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,W、X、Y、Z原子半径依次减小,且M的原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A.同周期第一电离能大于Y的元素有1种
B.在配合物中,X提供孤电子对
C.、、中心原子孤电子对数依次增多
D.氢化物的熔沸点大小顺序一定为W<X<Y
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,W、X、Y、Z原子半径依次减小,则W、X、Y、Z处于同一周期,且M的原子序数是Y的2倍,M形成6个共价键、Y形成2个共价键,则M为硫、Y为氧,则Z为氟;W形成4个共价键,W为碳、则X为氮;
【详解】A.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期元素中,第一电离能大于O的有N、F、Ne共3种,A错误;
B.CN-中由于C原子的电负性更小,更容易给出电子,所以C提供孤电子对,与Cu2+形成配位键,B错误;
C.、、分别为CF4、NF3、OF2,中心原子均为sp3杂化,中心原子孤电子对数分别为0、1、2,依次增多,C正确;
D.没有说明为简单氢化物,故不能判断其氢化物熔沸点的大小,D错误; 故选C。
13.(2024·河北衡水·模拟预测)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
目的
方案设计
现象和结论
A
检验溴丁烷消去反应的产物
将溴丁烷、NaOH与乙醇的混合液加热,并将气体产物通入溴水中
溴水褪色,说明有丁烯生成
B
检验铁与水蒸气高温反应的产物中铁元素价态
将反应后的黑色粉末加入稀盐酸溶解后,再加入KSCN溶液
溶液不显红色,黑色粉末中一定不存在Fe³⁺
C
证明酯化反应是可逆反应
将乙酸和过量乙醇在浓硫酸催化作用下加热发生反应,待充分反应后,冷却,稀释反应液,再加入饱和溶液
若有气体生成,说明乙酸有剩余,证明该反应是可逆反应
D
比较元素Si、Cl非金属性强弱
将盐酸滴入硅酸钠溶液中
溶液变浑浊,说明元素非金属性:Cl>Si
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.乙醇不会使溴水褪色,故不用除杂,能用溴水检验消去产物1-丁烯,故A正确;
B.铁与水蒸气高温反应的化学方程式为,将反应后的黑色粉末加入稀盐酸溶解后,再加入KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;
C.将乙酸和过量乙醇在浓硫酸催化作用下加热发生反应,待充分反应后,冷却,浓硫酸做催化剂,最后稀释溶液,会变成稀硫酸也会与碳酸氢钠反应放出气体,故不能检验它是可逆反应,故C错误;
D.将盐酸滴入硅酸钠溶液中,生成硅酸,使得溶液变浑浊,说明HCl酸性大于硅酸,由于HCl不是Cl元素最高价氧化物对应的水化物,因此不能说明非金属性Cl>Si,故D错误;故选A。
14.(2024·安徽合肥·三模)X、Y、Z、Q、R是分别占据5个主族和前四周期的五种元素,原子序数依次增大。基态Y原子的5个轨道上都有电子、基态Z原子核外有3个未成对电子、Q的单质(常温下为气态)和NaOH溶液在常温下发生歧化反应生成两种盐,R的L和M层电子数相同。下列说法正确的是
A.Y和R形成的化合物只含有离子键 B.X和Q基态原子的未成对电子数不同
C.元素电负性:Z>Q>R D.Z和Q形成的分子可能是极性分子
【答案】D
【详解】X为H;Y的5个轨道上都有电子,Y可能为第二周期的N、O、F;Z有3个未成对电子,Z可能为第二周期的N或第三周期的P,故Y是O或F,Z是P;Q的单质和NaOH发生歧化反应生成两种盐,Q为第三周期的Cl,确定Y是O,不是与Cl同族的F;R的L和M层的电子数相同,未排3d,在第四周期又不是IA族,所以R是Ca。综上,X为H,Y是O,Z是P,Q为Cl,R是Ca。
A.Y和R形成的化合物过氧化钙中含有非极性共价键和离子键,故A项错误;
B.X和Q,即H和Cl,基态原子的未成对电子数均为1,故B项错误;
C.元素电负性从左到右依次增大,从上到下依次减小,所以元素电负性:,故C项错误;
D.由不同种原子构成的分子为极性分子,所以Z和Q形成的分子是极性分子,故D项正确;
故本题选D。
15.(2024·浙江·高考真题)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是 ,晶体类型是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.电负性: B.离子半径:
C.第一电离能: D.基态2+的简化电子排布式:
(3)①,其中的N原子杂化方式为 ;比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”),请说明理由 。
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是。比较氧化性强弱: (填“>”、“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式 。
【答案】(1) 分子晶体
(2)CD
(3) sp3 < 有孤电子对,孤电子对对成键电子排斥力大,键角变小 >
【详解】(1)由晶胞图可知,化学式为;由晶胞图可知构成晶胞的粒子为分子,故为分子晶体;
(2)A同一周期,从左到右,电负性依次增强,故顺序为,A错误;
B核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故顺序为,B错误;
C同一周期,从左到右,电离能增大的趋势,VA族和ⅥA族相反,故顺序为,C正确;
D基态的简化电子排布式:,Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4,D正确;故选CD;
(3)①的价层电子对数,故杂化方式为sp3;价层电子对数为4,有一对孤电子对,价层电子对数,无孤对电子,又因为孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对成键电子的排斥力,故键角中的<中的;
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是,则A为NO2HS2O7,为硝酸失去一个OH-,得电子能力更强,氧化性更强,故氧化性强弱: >;阴离子为根据已知可知其结构式为。
1.(2023·河北·高考真题)下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性: B.第一电离能:
C.基态原子的未成对电子数: D.原子半径:
【答案】A
【分析】由均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N,据此回答
【详解】A.非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:,A正确;
B.同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:,B错误;
C.基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:,C错误;
D.原子半径为O>H,故原子半径:,D错误; 故选A。
2.(2023·天津·高考真题)下列性质不能用于判断C、的非金属性强弱的是
A.元素的电负性
B.最高价氧化物的熔点
C.简单氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性
【答案】B
【详解】A.电负性越大,元素的非金属性越强,故不选A;
B.最高价氧化物的熔点,与化学键或分子间作用力有关,与元素非金属性无关,故选B;
C.简单氢化物的越稳定,元素非金属性越强,故不选C;
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素非金属性越强,故不选D;选B。
3.(2023·福建·高考真题)某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A.键角: B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应的水化物酸性:
【答案】C
【分析】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,可知为,故Y为H,X为N;同时分析结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P。
【详解】A.和都是sp3杂化,但是中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个是三角锥形结构,而是正四面体结构,故键角:<,A错误;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为,正确顺序为Q>X>Z,B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为,X最高价氧化物对应的水化物为,前者为中强酸而后者为强酸,D错误;故选C。
4.(2023·重庆·高考真题)化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子质量相差7,1molX3Y7WR含40mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半。下列说法正确的是
A.原子半径:W>R B.非金属性:X>R
C.Y和Z互为同素异形体 D.常温常压下X和W的单质均为固体
【答案】A
【分析】化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子质量相差7,说明Y、Z为氢元素的两种核素,由题干信息可知,1molX3Y7WR含40mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半,则X、W、R的内层电子数为2,设X的最外层电子数为a,则R的核外电子数为2a,W的核外电子数为b,Y的质子数为1,则有:3(a+2)+ 2a+b+7=40(a、b均为整数),5a+b=27,解得a=5,b=2(X、R不在同周期,舍去);a=4,b=7;a=3,b=12(X、R不在同周期,舍去);则X为C,R为O,W为N。
【详解】A.同周期从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:W>R,故A正确;
B.同周期从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性: R>X,故B错误;
C.Y和Z是氢的两种核素,两者互为同位素,故C错误;
D.常温常压下X的单质为固体,W的单质是气体,故D错误。综上所述,答案为A。
5.(2023·重庆·高考真题)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由和(钇,原子序数比大13)组成,下列说法正确的是
A.Y位于元素周期表的第ⅢB族
B.基态原子的核外电子填充在6个轨道中
C.5种元素中,第一电离能最小的是
D.5种元素中,电负性最大的是
【答案】A
【详解】A.钇原子序数比大13,为39号元素,为元素周期表的第五周期第ⅢB族,A正确;
B.钙为20号元素,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2,基态原子的核外电子填充在10个轨道中,B错误;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,5种元素中,钙第一电离能比铁小,C错误;
D.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;5种元素中,电负性最大的是O,D错误;故选A。
6.(2023·江苏·高考真题)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
【答案】D
【详解】A.同主族元素原子半径从上往下原子半径增大,故原子半径:,A错误;
B.同周期主族元素,从上往下原子半径增大,更易失电子,第一电离能:,B错误;
C.晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合晶体,C60为分子晶体,C错误;
D.周期表中元素Si附近存在许多准金属,可在其周围寻找半导体材料,D正确。 故选D。
7.(2023·广东·高考真题)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂气,是第族元素
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
【答案】C
【详解】A.化学符号Xe,原子序数54,在元素周期表中处于第5周期0族,故A错误;
B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,不是FeO,故B错误;
C.与具有相同的质子数,不同的中子数,互为同位素,故C正确;
D.金刚石是共价晶体,故D错误;故选C。
8.(2023·浙江·高考真题)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D.与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,则X为C,Y为N,Z为F,W原子在同周期中原子半径最大,则W为Na。
【详解】A.根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第IIA族大于第IIIA族,第VA族大于第VIA族,则第一电离能:,故A错误;
B.根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,则电负性:,故B正确;
C.根据同电子层结构核多径小,则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:,故C正确;
D.与水反应生成产物之一为乙炔,乙炔是非极性分子,故D正确。综上所述,答案为A。
9.(2023·湖南·高考真题)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
【答案】C
【分析】根据题中所给的信息,基态X原子s轨道上的电子式与p轨道上的电子式相同,可以推测X为O元素或Mg元素,由荧光粉的结构可知,X主要形成的是酸根,因此X为O元素;基态X原子中未成键电子数为2,因此Y的未成键电子数为1,又因X、Y、Z、W的原子序数依次增大,故Y可能为F元素、Na元素、Al元素、Cl元素,因题目中给出W为金属元素且荧光粉的结构中Y与W化合,故Y为F元素或Cl元素;Z原子的未成键电子数为3,又因其原子序大于Y,故Y应为F元素、Z其应为P元素;从荧光粉的结构式可以看出W为某+2价元素,故其为Ca元素;综上所述,X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、P、Ca,据此答题。
【详解】A.电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,根据其规律,同一周期从左到右依次增大,同一主族从上到下依次减小,故四种原子的电负性大小为:Y>X>Z>W,A错误;
B.同一周期原子半径从左到右依次减小,同一主族原子半径从上到下依次增大,故四种原子的原子半径大小为:Y<X<Z<W,B错误;
C.F2与水反应生成HF气体和O2,Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气,二者均可以生成气体,C正确;
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,没有强氧化性,D错误;故答案选C。
10.(2023·湖北·高考真题)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A.石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B.氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D.Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
【答案】D
【详解】A.电解质的沉淀和溶解是对立的,当电解质的沉淀速率和溶解速率相等时,电解质建立了沉淀溶解平衡,因此,沉淀和溶解又互相统一在这个平衡体系中;石灰乳中存在着未溶解的氢氧化钙和溶解的氢氧化钙,因此,石灰乳中存在沉淀溶解平衡,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,A不符合题意;
B.氧化剂和还原剂是对立的,但是,氯气与强碱反应时,有部分氯气发生氧化反应,同时也有部分氯气发生还原反应,因此,氯气既是氧化剂又是还原剂,氯气的这两种作用统一在同一反应中,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,B不符合题意;
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应,正极上发生还原反应,负极上发生氧化反应,氧化反应和还原反应是对立的,但是这两个反应又同时发生,统一在原电池反应中,因此,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,C不符合题意;
D.Li、Na、K均为第ⅠA的金属元素,其核外电子层数依次增多,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,其失电子能力依次增强,因此,其金属性随其核外电子层数增多而增强,这个化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,D符合题意;
综上所述,本题选D。
11.(2023·辽宁·高考真题)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是
A.W与X的化合物为极性分子 B.第一电离能
C.Q的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W形成1条单键且核电荷数最小,W为H,X形成4条键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X为C,Y形成2条单键,核电荷数大于C,Y为O,W、Y原子序数之和等于Z,Z为F,Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q为Al。
【详解】A.W与X的化合物不一定为极性分子,如CH4就是非极性分子,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能F>O>C,B正确;
C.Q为Al,Al2O3为两性氧化物,C正确;
D.该阴离子中L与Q之间形成配位键,D正确;故答案选A。
12.(2023·全国·高考真题)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A.X的常见化合价有、 B.原子半径大小为
C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体
【答案】A
【分析】W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,则它们均为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳,据此解答。
【详解】A.X为O,氧的常见价态有-1价和-2价,如H2O2和H2O,A正确;
B.W为C,X为O,Y为Mg,同主族时电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为:Y>W>X,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,水合物为Mg(OH)2,Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水,不能与碱反应,所以YX的水合物没有两性,C错误;
D.W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误;
故选A。
13.(2023·全国·高考真题)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A.原子半径: B.简单氢化物的沸点:
C.与可形成离子化合物 D.的最高价含氧酸是弱酸
【答案】C
【分析】
W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,WX2是形成酸雨的物质之一,根据原子序数的规律,则W为N,X为O,Y的最外层电子数与其K层电子数相等,又因为Y的原子序数大于氧的,则Y电子层为3层,最外层电子数为2,所以Y为Mg,四种元素最外层电子数之和为19,则Z的最外层电子数为6,Z为S,据此解答。
【详解】
A.X为O,W为N,同周期从左往右,原子半径依次减小,所以半径大小为W>X,A错误;
B.X为O,Z为S,X的简单氢化物为H2O,含有分子间氢键,Z的简单氢化物为H2S,没有氢键,所以简单氢化物的沸点为X>Z,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,为离子化合物,C正确;
D.Z为S,硫的最高价含氧酸为硫酸,是强酸,D错误;故选C。
14.(2024·浙江·模拟预测)W、X、Y、Z四种短周期主族元素的原子序数依次增大,WY为10电子分子,X与Y、Z在元素周期表中相邻,下列说法不正确的是
A.简单原子半径Z>X>Y>W
B.ZX3Y-中Z原子采取sp3杂化
C.W2X和WY两种分子间可以形成四种氢键
D.四种元素形成的化合物WZX3Y为强酸
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z四种短周期主族元素的原子序数依次增大,WY为10电子分子,则W、Y分别是F、H,X与Y、Z在元素周期表中相邻,则X与Y分别是O、S。
【详解】A.简单原子半径:,即Z>X>Y>W,A正确;
B.中S原子价层电子对数是4,S原子采取sp3杂化,B正确;
C.H2O与HF两种分子间可以形成F-H····O,O-H····F两种氢键,C错误;
D.因为F电负性大于O,则HSO3F为强酸,D正确; 故选C。
15.(2023·湖北·高考真题)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)Co位于元素周期表第 周期,第 族。
(2)烧渣是LiCl、和的混合物,“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因 。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是 。
(4)已知,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。
(5)导致比易水解的因素有 (填标号)。
a.Si-Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si-Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
【答案】(1) 四 Ⅷ
(2)
(3)焰色反应
(4)
(5)abd
【分析】由流程和题中信息可知,粗品与在500℃焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、和的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1,滤饼1的主要成分是和;滤液1用氢氧化钠溶液沉钴,过滤后得滤饼2(主要成分为)和滤液2(主要溶质为LiCl);滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到;滤液2经碳酸钠溶液沉锂,得到滤液3和滤饼3,滤饼3为。
【详解】(1)Co是27号元素,其原子有4个电子层,其价电子排布为,元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族,因此,其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。
(2)“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,由此可知,四氯化硅与可水反应且能生成氯化氢和硅酸,故其原因是:遇水剧烈水解,生成硅酸和氯化氢,该反应的化学方程式为。
(3)洗净的“滤饼3”的主要成分为,常用焰色反应鉴别和,的焰色反应为紫红色,而的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体常用方法的名称是焰色反应。
(4)已知,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中,浓度为。“850℃煅烧”时,与反应生成和,该反应的化学方程式为。
(5)a.Si-Cl键极性更大,则 Si-Cl键更易断裂,因此,比易水解,a有关;
b.Si的原子半径更大,因此,中的共用电子对更加偏向于,从而导致Si-Cl键极性更大,且Si原子更易受到水电离的的进攻,因此,比易水解,b有关;
c.通常键能越大化学键越稳定且不易断裂,因此,Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂,故不能说明比易水解,c无关;
d.Si有更多的价层轨道,因此更易与水电离的形成化学键,从而导致比易水解,d有关;
综上所述,导致比易水解的因素有abd。
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