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第5講物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律一、小題對點(diǎn)練一、原子結(jié)構(gòu)及微粒間作用力1.(·北京朝陽區(qū)模擬)據(jù)報道,年俄羅斯科學(xué)家再次合成117號元素。本次實(shí)驗(yàn)中生成了6個新原子,包括5個eq\o\al(293,117)X和1個eq\o\al(294,117)X。下列關(guān)于eq\o\al(293,117)X和eq\o\al(294,117)X的說法不正確的是 ()。A.是兩種核素 B.互為同位素C.中子數(shù)分別為176和177 D.電子數(shù)相差1解析原子中核外電子數(shù)等于其質(zhì)子數(shù),所以兩種核素的電子數(shù)相等。答案D2.(·諸暨檢測)下列指定微粒的個數(shù)比為2∶1的是 ()。A.Be2+中的質(zhì)子和電子B.eq\o\al(2,1)H原子中的中子和質(zhì)子C.NaHCO3晶體中的陽離子和陰離子D.BaO2(過氧化鋇)固體中的陰離子和陽離子解析A選項(xiàng),Be2+為4號元素的陽離子,質(zhì)子數(shù)為4,電子數(shù)為2,所以,質(zhì)子數(shù)∶電子數(shù)=2∶1;B選項(xiàng),質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),所以,質(zhì)子數(shù)∶中子數(shù)=1∶1;C選項(xiàng),陽離子為Na+,陰離子為HCOeq\o\al(-,3),它們的比值為1∶1;D選項(xiàng),BaO2是離子化合物,由陰離子Oeq\o\al(2-,2)和陽離子Ba2+組成,其比值為1∶1。答案A3.(·上海,4)下列變化需克服相同類型作用力的是 ()。A.碘和干冰的升華 B.硅和C60的熔化C.氯化氫和氯化鈉的溶解 D.溴和汞的氣化解析A項(xiàng)變化克服的都是分子間作用力,正確;硅和C60的熔化分別克服的是共價鍵、分子間作用力,B項(xiàng)錯誤;氯化氫和氯化鈉的溶解分別克服的是共價鍵、離子鍵,C項(xiàng)錯誤;溴和汞的氣化分別克服的是分子間作用力、金屬鍵,D項(xiàng)錯誤。答案A4.(·臺州高三質(zhì)量評估)根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù),判斷下列有關(guān)說法中,錯誤的是 ()。NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃810710190-682300沸點(diǎn)/7572500注:AlCl3的熔點(diǎn)是在2.5×105Pa條件下測定。A.SiCl4是分子晶體B.單質(zhì)B是原子晶體C.AlCl3加熱能升華D.MgCl2所含離子鍵的強(qiáng)度比NaCl大解析根據(jù)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,NaCl的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均比MgCl2高,所以NaCl晶體中的離子鍵應(yīng)比MgCl2的強(qiáng),故D不正確。答案D二、元素周期表、元素周期律及其應(yīng)用5.如圖是依各個原子的性質(zhì)和原子序數(shù)(1~20)畫的關(guān)系圖,各圖的縱軸可能代表下列的某一性質(zhì):質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、最高正價、原子半徑相對大小、得電子相對能力。圖c中原子序數(shù)8、9和圖d中原子序數(shù)2、10、18在縱軸上沒有對應(yīng)的數(shù)值。下列說法正確的是 ()。A.圖a的縱軸表示對應(yīng)元素原子的中子數(shù)B.圖b的縱軸表示對應(yīng)元素原子的質(zhì)量數(shù)C.圖c的縱軸表示對應(yīng)元素的原子半徑D.圖d的縱軸表示對應(yīng)元素原子的得電子能力解析前20號元素原子的中子數(shù)并不一定等于其質(zhì)子數(shù),A錯。原子的質(zhì)量數(shù)大致等于其質(zhì)子數(shù)的兩倍或更多。B錯。同周期元素從左至右原子半徑逐漸減小,C錯。同周期從左至右元素原子得電子的能力逐漸增強(qiáng),D正確。答案D6.(·湖州模擬)X、Y為同周期元素,如果X的原子半徑大于Y,則下列判斷不正確的是 ()。A.若X、Y均為金屬元素,則X的金屬性強(qiáng)于YB.若X、Y均為金屬元素,則X的陽離子氧化性比Y的陽離子氧化性強(qiáng)C.若X、Y均為非金屬元素,則Y的氣態(tài)氫化物比X的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定D.若X、Y均為非金屬元素,則其最高價含氧酸的酸性Y強(qiáng)于X解析X、Y是同周期元素,X的原子半徑大于Y,則X的原子序數(shù)小于Y。若X、Y均為金屬元素,同周期元素從左到右,元素的金屬性從強(qiáng)到弱,其陽離子的氧化性從弱到強(qiáng),A項(xiàng)正確,B項(xiàng)不正確;若X、Y均為非金屬元素,同周期元素從左到右,元素的非金屬性從弱到強(qiáng),其氣態(tài)氫化物越來越穩(wěn)定,其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越來越強(qiáng),C、D項(xiàng)正確。答案B7.(·攀枝花一診)元素周期表和元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測和判斷。下列說法不合理的是 ()。A.若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則原子序數(shù):X>YB.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推斷元素的非金屬性:Cl>SC.硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處,都可以作半導(dǎo)體材料D.Cs和Ba分別位于第六周期ⅠA和ⅡA族,則堿性:CsOH>Ba(OH)2解析本題考查了原子結(jié)構(gòu)、元素周期表與元素周期律知識,意在考查考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力。A項(xiàng),若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則X位于Y的下一周期,原子序數(shù):X>Y;B項(xiàng),不能根據(jù)元素氫化物水溶液的酸性強(qiáng)弱來比較元素的非金屬性強(qiáng)弱,而應(yīng)根據(jù)元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱來比較元素的非金屬性強(qiáng)弱;C項(xiàng),一般來說,位于金屬與非金屬的交界處的元素可以作半導(dǎo)體材料;D項(xiàng),同一周期從左到右,元素的金屬性依次減弱,即金屬性:Cs>Ba,故堿性:CsOH>Ba(OH)2。答案B三、元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系8.(·大連測試)短周期元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大,它們的核電荷數(shù)之和為32,原子最外層電子數(shù)之和為10;A與C同主族,B與D同主族,A、C原子最外層電子數(shù)之和等于B原子次外層電子數(shù),則下列敘述正確的是 ()。A.D元素處于元素周期表第三周期ⅥA族B.四種元素原子半徑大小順序:A<B<C<DC.B、D的最高價氧化物所含有的化學(xué)鍵類型不同D.一定條件下,B單質(zhì)能置換出D單質(zhì),C單質(zhì)能置換出A單質(zhì)解析四種元素分別為短周期元素,根據(jù)B與D同主族且原子序數(shù)B<D可知B位于第二周期,其次外層有2個電子,則A和C最外層只有一個電子,為第ⅠA族元素,結(jié)合四種元素的最外層電子數(shù)之和可知B、D是第ⅣA族元素,故B為C元素,D為Si元素,C為Na元素,再利用核電荷數(shù)之和可推知A為H元素而不是Li元素。Si元素位于第三周期ⅣA族,A錯誤;四種元素的原子半徑大小順序?yàn)镠<C<Si<Na,B錯誤;CO2和SiO2都含有極性鍵,C錯誤;在高溫電爐中C可以從SiO2中置換出Si單質(zhì),將金屬鈉投入到水中能置換出氫氣,D正確。答案D甲乙丙丁戊9.(·杭州學(xué)軍中學(xué)模擬)短周期金屬元素甲~戊在元素周期表中的相對位置如右表所示。下列判斷正確的是()。A.原子半徑:丙<丁<戊B.金屬性:甲>丙C.氫氧化物堿性:丙>丁>戊D.最外層電子數(shù):甲>乙解析本題考查元素周期表和元素周期律。同周期元素的原子半徑從左向右依次減小,即有丙>丁>戊,A選項(xiàng)錯誤;同主族元素的金屬性至上而下依次增強(qiáng),即有丙>甲,B選項(xiàng)錯誤;同周期元素從左到右金屬性減弱,元素對應(yīng)的最高價氧化物的水化物的堿性減弱,即有丙>丁>戊,C選項(xiàng)正確;乙位于甲的右端,故乙的族序數(shù)大,最外層電子數(shù)多,D選項(xiàng)錯誤。答案C10.(·杭州二中模擬))A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素且B、C相鄰,A元素可以與B、C、E元素分別形成甲、乙、丙三種物質(zhì)且甲、乙均為10電子化合物,丙為18電子化合物。D元素的最外層電子數(shù)與核外電子層數(shù)相等。已知:甲+E2=丙+B2,甲+丙=丁,下列說法正確的是 ()。A.離子半徑:D>C>BB.A與C兩種元素共同形成的10電子粒子有3種C.D元素在周期表中的位置可以是第二周期第ⅡA族D.丁物質(zhì)均由非金屬元素構(gòu)成,只含共價鍵解析A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素.A元素可以與B、C、E元素分別形成甲、乙、丙三種物質(zhì)且甲、乙均為10電子化合物,丙為18電子化合物,則A為氫元素;10電子化合物可能為甲烷、氨氣、水、HF,已知甲+E2=丙+B2,甲+丙=丁,則E為氯元素,B為氮元素;由B、C相鄰知C為氧元素,故甲為NH3、乙為H2O、丙為HCl、丁為NH4Cl;D元素的最外層電子數(shù)與核外電子層數(shù)相等,原子序數(shù)大于氧元素,處于第三周期,最外層電子數(shù)為3,故D為鋁元素。A項(xiàng),N3-、O2-、Al3+電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,故離子半徑N3->O2->Al3+,錯誤;B項(xiàng),H與O兩種元素可形成的10電子粒子有H2O、H3O+、OH-三種,正確;C項(xiàng),Al元素位于第三周期第ⅢA族,錯誤;D項(xiàng),NH4Cl含有離子鍵、共價鍵,錯誤。答案B二、大題沖關(guān)練11.(1)下列曲線分別表示元素的某種性質(zhì)與其核電荷數(shù)的關(guān)系(Z為核電荷數(shù),Y為元素的有關(guān)性質(zhì))。把與下面元素有關(guān)的性質(zhì)相符的曲線標(biāo)號填入相應(yīng)的空格中:①第ⅡA族元素的價電子數(shù)____________。②第3周期元素的最高化合價__________。③F-、Na+、Mg2+、Al3+的離子半徑________。(2)元素X、Y、Z、M、N均為短周期主族元素,且原子序數(shù)依次增大。已知Y元素原子最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3∶4;M元素原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之比為4∶3;N-、Z+、X+的半徑逐漸減小;化合物XN常溫下為氣體。據(jù)此回答:①N的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為________。②化合物A、B均為由上述五種元素中的任意三種元素組成的強(qiáng)電解質(zhì),且兩種物質(zhì)水溶液的酸堿性相同,組成元素的原子數(shù)目之比為1∶1∶1,A溶液中水的電離程度比B溶液中水的電離程度小。則化合物A中的化學(xué)鍵類型為________,B的化學(xué)式為________。③工業(yè)上制取單質(zhì)M的化學(xué)方程式為________________________________。解析(2)由題意可知Y為O、M為Si,由離子所帶電荷及離子半徑的大小關(guān)系可知X為H、Z為Na、N為Cl,HCl常溫下為氣體,由題意可知A為NaOH,B為NaClO,A發(fā)生電離,B發(fā)生水解。答案(1)①b②c③a(2)①HClO4②離子鍵、極性共價鍵NaClO③SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si+2CO↑12.(·長沙調(diào)研)X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示:XYZMRQ原子半徑/nm0.1860.0740.0990.143主要化合價-4,+4-2-1,+7+3其他陽離子核外無電子無機(jī)非金屬材料的主角焰色反應(yīng)呈黃色(1)X和M的原子可構(gòu)成18電子的分子,該分子的結(jié)構(gòu)式為_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)R元素的單質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________________________________________________。(3)Z與Q相比,金屬性較強(qiáng)的是________(用元素符號表示),下列事實(shí)能證明這一結(jié)論的是________(填字母序號)。a.Q的熔點(diǎn)比Z的熔點(diǎn)高,Q的硬度比Z的硬度大b.Z與冷水反應(yīng)迅速,而Q與冷水幾乎不反應(yīng)c.Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物是強(qiáng)堿,而Q的最高價氧化物對應(yīng)水化物具有兩性。(4)與Y元素同主族的短周期元素E在自然界中存在多種核素,它們之間的關(guān)系互為________,其中用于測定一些文物年代的核素的符號為________。(5)根據(jù)表中數(shù)據(jù)推測,Y的原子半徑的最小范圍是__________________。(6)寫出Z2M2與X2M反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移關(guān)系________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析利用表中性質(zhì)可先推出X、Y、Z分別為H、Si、Na,然后依次做對比,利用化合價與原子半徑等性質(zhì)可推出,M、R、Q分別為O、Cl、Al。(1)H和O原子構(gòu)成的18電子分子為H2O2。(3)金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)不能用來證明元素的金屬性強(qiáng)弱。(4)與Si元素同主族的短周期元素是C,eq\o\al(12,)6C與eq\o\al(14,)6C互為同位素。(5)根據(jù)表中數(shù)據(jù)及原子半徑的遞變規(guī)律,rCl<rSi<rAl。(6)Na2O2與H2O的反應(yīng)中,Na2O2既作氧化劑又作還原劑,根據(jù)得失電子數(shù)目相等,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。答案(1)H—O—O—H(2)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(3)Nabc(4)同位素eq\o\al(14,)6C(或14C)(5)大于0.099nm且小于0.143nm(6)13.(·衢州聯(lián)考)A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素,其中A、B為金屬元素。已知:①熱穩(wěn)定性HmD>HmC;②Cm-、E(m-1)-具有相同的電子層結(jié)構(gòu);③B與E在同一周期,在該周期中,E的原子半徑最小,B的離子半徑最??;④A、B所形成的單核離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與A、E的最高價氧化物對應(yīng)的水化物都能反應(yīng)。依據(jù)上述信息用相應(yīng)的化學(xué)用語回答下列問題:(1)HmD的電子式:________。(2)Cm-和E(m-1)-的還原性強(qiáng)弱為________>________,能證明其還原性強(qiáng)弱的離子方程式為_____________________________________________________。3)寫出B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物和A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________________。(4)常溫下,將等物質(zhì)的量濃度的HmC溶液和A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物溶液等體積混合,所得溶液顯堿性,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開_______________________________________________________________。(5)在B、C、E單質(zhì)中,符合下列轉(zhuǎn)化關(guān)系的是________________________
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