2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第13講原子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE8第13講原子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵A組基礎(chǔ)必做題(40分)一、選擇題(本題包括4小題，每題4分，共16分)1．(2024·湖北武漢模擬)核電荷數(shù)小于18的某元素X，其原子核外電子層數(shù)為a，最外層電子數(shù)為(2a＋1)。下列有關(guān)元素X的說法中，不正確的是(D)A．元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2－1)B．元素X的原子半徑肯定小于鈉的原子半徑C．由元素X形成的某些化合物，可能具有殺菌消毒的作用D．元素X形成的簡潔離子，各電子層的電子數(shù)均達(dá)到2n2個(n表示電子層數(shù))[解析]若a＝2，則X為氮元素，若a＝3，則X為氯元素。元素N或Cl的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2－1)，A正確；元素N或Cl的原子半徑小于鈉的原子半徑，B正確；Cl形成的次氯酸，具有殺菌消毒的作用，C正確；氯離子最外層電子數(shù)未達(dá)到2n2個，D錯誤。2．(2024·廣西高三檢測)X、Y、Z三種元素的原子序數(shù)依次減小且三者原子序數(shù)之和為16，其常見單質(zhì)在適當(dāng)條件下可發(fā)生如圖所示改變，其中B和C均為10電子分子。下列說法不正確的是(B)A．X的原子的L層電子數(shù)為6B．1molY和3molZ在肯定條件下充分反應(yīng)生成2molCC．A和C在肯定條件下能發(fā)生氧化還原反應(yīng)D．C和X肯定條件下能反應(yīng)生成A和B[解析]常見的10電子分子有CH4、NH3、H2O、HF，因此Z為氫元素，則另外兩種元素的原子序數(shù)之和為15，則X、Y可能是O、N元素，也可能是F、C元素。由于碳和氫氣不能發(fā)生反應(yīng)生成CH4，因此Y只能是氮元素，則X、Y、Z分別為O、N、H元素，原子序數(shù)之和為16，且B和C分別為H2O和NH3，故單質(zhì)X為O2，Y為N2，Z為H2，A為NO。X為O，A項正確；由于是可逆反應(yīng)，所以1molN2和3molH2反應(yīng)不行能完全轉(zhuǎn)化為2molNH3，B項錯誤；NO與NH3肯定條件下可以發(fā)生歸中反應(yīng)，為氧化還原反應(yīng)，C項正確；NH3和氧氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO和H2O，D項正確。3．(2024·山東濱州高三檢測)下列說法正確的是(C)①離子化合物含離子鍵，也可能含極性鍵或非極性鍵②共價化合物含共價鍵，也可能含離子鍵③含金屬元素的化合物不肯定是離子化合物④由非金屬元素組成的化合物肯定是共價化合物⑤由分子組成的物質(zhì)中肯定存在共價鍵⑥熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的化合物是離子化合物A．②③④ B．②④⑥C．①③⑥ D．①③⑤[解析]本題考查離子鍵、共價鍵、離子化合物、共價化合物等。①離子化合物肯定含離子鍵，可能含共價鍵，如NaOH中含極性共價鍵，過氧化鈉中含非極性共價鍵，故正確；②含離子鍵的化合物肯定為離子化合物，而共價化合物只含共價鍵，不含離子鍵，故錯誤；③含金屬元素的化合物可能為共價化合物，如氯化鋁，故正確，④由非金屬元素組成的化合物可能為離子化合物，如NH4Cl，故錯誤；⑤由分子組成的物質(zhì)中可能不存在化學(xué)鍵，如稀有氣體，故錯誤；⑥熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的化合物，其構(gòu)成微粒為離子，該物質(zhì)中存在離子鍵，是離子化合物，故正確。4．(2024·河北唐山第一學(xué)期月考)W、N、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。Y所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等。甲、乙、丙、丁、戊是由這些元素組成的化合物，丁是氯堿工業(yè)的一種產(chǎn)物，戊為二元化合物，常溫下0.01mol·L－1戊溶液的pH為2。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是(B)A．原子半徑：N<Y<XB．W2N分子的比例模型為C．物質(zhì)丁中含有離子鍵和共價鍵D．丙屬于分子晶體[解析]本題考查元素推斷、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律，考查的化學(xué)核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。由“W、N、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素”和“Y所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等”推出Y為Al，由“甲、乙、丙、丁、戊是由這些元素組成的化合物，丁是氯堿工業(yè)的一種產(chǎn)物”推出丁為NaOH，由“戊為二元化合物，常溫下0.01moI·L－1戊溶液的pH為2”推出戊為HCl，由題圖可知，甲既能與丁(NaOH)反應(yīng)，又能與戊(HCl)反應(yīng)，且生成的乙和丙反應(yīng)又能生成甲，則甲為Al(OH)3，乙為NaAlO2，丙為AlCl3。進一步推出W、N、X、Z分別是H、O、Na、Cl。依據(jù)同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，同一主族元素從上到下原子半徑依次增大可知，原子半徑：O<S<Al<Na，A項正確；水分子的比例模型是V形而不是直線形，B項錯誤；NaOH中含有Na＋與OH－形成的離子鍵和H與O形成的共價鍵，C項正確；AlCl3是分子晶體，D項正確。二、非選擇題(本題包括2小題，共24分)5．(1)(2024·廣西南寧模擬)依據(jù)下列微?；卮饐栴}：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。①以上8種微粒共有6種核素，共5種元素；②互為同位素的是eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H(也可寫作1H、2H、3H)；③中子數(shù)相等的是14C、16O；④氯有兩種自然同位素35Cl和37Cl，氯元素的近似相對原子質(zhì)量為35.5，則自然界中35Cl的原子百分比為75%。(2)(2024·陜西西安模擬)現(xiàn)有部分短周期主族元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如表所示：元素編號元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)X周期序數(shù)＝主族序數(shù)＝原子序數(shù)Y原子最外層電子數(shù)為a，次外層電子數(shù)為bZ原子L層電子數(shù)為a＋b，M層電子數(shù)為a－bM單質(zhì)之一在自然界中的硬度最大N位于第三周期，最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍①寫出X、Y元素的名稱：X氫，Y氧。②由X、Y、Z、M、N五種元素兩兩組成的分子中，很多分子含有的電子數(shù)相等，寫出符合下列要求的分子式：A含10e－且呈正四面體結(jié)構(gòu)的分子：CH4；B含14e－的雙原子分子：CO；C含16e－且能使溴水褪色的分子：C2H4；D含18e－且常溫下呈液態(tài)的分子：H2O2。[解析](1)①質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)只要其一不相同就屬于不同核素：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、14C、14N、16O分別為一種核素，共6種；eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H都屬于氫元素，14C屬于碳元素，14N屬于氮元素，16O屬于氧元素，35Cl2和37Cl2都屬于氯元素，一共有5種元素；②其中eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H都屬于氫元素，質(zhì)子數(shù)相同，而中子數(shù)不同互為同位素；③元素符號左上角的數(shù)字為質(zhì)量數(shù)，14C的中子數(shù)＝14－6＝8,16O的中子數(shù)＝16－8＝8，所以二者中子數(shù)相同；④設(shè)35Cl和37Cl在自然界中的個數(shù)比為x︰y。列eq\f(35x＋37y,x＋y)＝35.5，算出x︰y＝3︰1，自然界中35Cl的原子百分比為eq\f(3,3＋1)×100%＝75%。(2)X的周期序數(shù)＝主族序數(shù)＝原子序數(shù)，則X為H元素；Z的原子L層電子數(shù)為a＋b，M層電子數(shù)為a－b，則a＋b＝8，Y的原子最外層電子數(shù)為a，次外層電子數(shù)為b，則b＝2，因此a＝6，則Y為O元素，Z為Si元素；M的單質(zhì)在自然界中的硬度最大，M為C元素；N位于第三周期，最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，N為S元素。①依據(jù)上述分析，X、Y兩種元素的名稱分別為氫、氧。②由X、Y、Z、M、N五種元素兩兩組成的分子中，A含10e－且呈正四面體結(jié)構(gòu)的分子為CH4；B含14e－的雙原子分子為CO；C含16e－且能使溴水褪色，說明分子中含有不飽和鍵或分子具有還原性，該分子為C2H4；D含18e－且常溫下呈液態(tài)的分子為H2O2。6．(2024·浙江溫州高三檢測)以下元素均為短周期元素：元素代號相關(guān)信息M非金屬元素，其氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性AA的單質(zhì)與冷水猛烈反應(yīng)，得到強堿性溶液BB的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的三倍C在第三周期中，C的簡潔離子半徑最小DA、B、D組成的36電子的化合物X是家用消毒劑的主要成分E全部有機物中都含有E元素(1)B在周期表中的位置為其次周期第ⅥA族，C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)D的最低價含氧酸的電子式為。(3)M的簡潔氣態(tài)氫化物與B的單質(zhì)形成燃料電池(KOH為電解液)，寫出其負(fù)極反應(yīng)式：2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O。(產(chǎn)物中無有毒有害物質(zhì))(4)A在真空高壓下能與由D、E組成的呈正四面體結(jié)構(gòu)的化合物Y反應(yīng)生成2種固體物質(zhì)，其中一種是自然界中硬度最大的物質(zhì)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na＋CCl4eq\o(=,\s\up7(真空高壓))4NaCl＋C(金剛石)。(5)僅由A、B、E組成的一種生活中的常用鹽，其中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43%，其與D單質(zhì)在水溶液中按物質(zhì)的量比為1︰1反應(yīng)的離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋Cl2＋H2O=HClO＋Cl－＋HCOeq\o\al(－,3)。[解析]M的氫化物的水溶液呈堿性，推出M為N；A的單質(zhì)與冷水猛烈反應(yīng)，得到強堿性溶液，推出A為Na；B的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的三倍，推出B為O；C的簡潔離子半徑在第三周期中最小，推出C為Al；A、B、D組成的36電子化合物是家用消毒劑的主要成分，此化合物為NaClO，因此D為Cl；E是全部有機物中都含的元素，即E為C。(1)依據(jù)上述分析，B位于其次周期ⅥA族；C的離子是Al3＋，結(jié)構(gòu)示意圖是。(2)Cl的最低價含氧酸是HClO，其電子式為。(3)M的簡潔氫化物是NH3，與氧氣構(gòu)成電池，NH3在負(fù)極上失去電子，環(huán)境呈堿性，因此負(fù)極電極反應(yīng)式為2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O。(4)Y是CCl4，硬度最大的物質(zhì)是C(金剛石)，金屬鈉把C置換出來，因此發(fā)生的反應(yīng)是4Na＋CCl4eq\o(=,\s\up7(真空高壓))4NaCl＋C(金剛石)。(5)生活中常見的鹽可能是NaHCO3，也可能是Na2CO3，依據(jù)Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43%，推出此鹽為Na2CO3，Cl2＋H2OHCl＋HClO，因為物質(zhì)的量比為1︰1，所以綜合Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl，得出反應(yīng)：COeq\o\al(2－,3)＋Cl2＋H2O=HClO＋Cl－＋HCOeq\o\al(－,3)。B組實力提升題(60分)一、選擇題(本題包括4小題，每題6分，共24分)1．(2024·湖北黃岡中學(xué)模擬改編)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外層未達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分別液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)；Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等；Z元素＋2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同；W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關(guān)這些元素性質(zhì)的說法肯定正確的是(C)A．X元素的氫化物的水溶液顯中性B．Z元素的離子半徑大于W元素的離子半徑C．Z元素的單質(zhì)在肯定條件下能與X元素的單質(zhì)反應(yīng)D．Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點[解析]X、Y、Z、W是短周期元素，由X元素原子的最外層未達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分別液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)知，X為N或O元素；由Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等知，Y為C或Si元素；由Z元素＋2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同知，Z為Mg元素；由W元素原子的M層有1個未成對的p電子知，W為Al或Cl元素。H2O呈中性，NH3水溶液呈堿性，A項錯誤；Mg2＋半徑比Cl－小，B項錯誤；鎂與N2、O2都能反應(yīng)，C項正確；CO2為分子晶體，熔、沸點較低，D項錯誤。2．(2024·課標(biāo)Ⅰ，11)1934年約里奧·居里夫婦在核反應(yīng)中用α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)轟擊金屬原子eq\o\al(W,Z)X，得到核素eq\o\al(30,Z＋2)Y，開創(chuàng)了人造放射性核素的先河：eq\o\al(W,Z)X＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,Z＋2)Y＋eq\o\al(1,0)n其中元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8。下列敘述正確的是(B)A.eq\o\al(W,Z)X的相對原子質(zhì)量為26 B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半徑小于Y的 D．Y僅有一種含氧酸[解析]依據(jù)質(zhì)量守恒得：W＋4＝30＋1，推出W＝27，再結(jié)合X、Y的最外層電子數(shù)之和為8，X為金屬元素，可推出X的核電荷數(shù)為13，故X為Al，Y的核電荷數(shù)為15，故Y為P。A項，1個eq\o\al(W,Z)X原子的質(zhì)量未知，無法求算出其相對原子質(zhì)量，A錯誤；B項鋁元素和氯元素可以形成AlCl3，磷元素可以和氯元素，可形成PCl3，B正確；C項，原子半徑：Al>P，C錯誤；D項，磷元素可以形成H3PO2、H3PO3、H3PO4等含氧酸，D錯誤。3．(2024·山東威海二模)短周期元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二種或三種元素組成，甲為淡黃色固體，乙和丁均為分子中含有10個電子的二元化合物，有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是(B)A．W與Z形成的化合物為離子化合物B．戊肯定為有毒氣體C．離子半徑大?。篩>Z>WD．相同條件下，乙的沸點高于丁[解析]甲為淡黃色固體，由兩種或三種元素組成，則甲為Na2O2；乙和丁均為分子中含有10個電子的二元化合物，且甲與乙反應(yīng)生成Y的單質(zhì)，則甲與乙的反應(yīng)為過氧化鈉與水的反應(yīng)，故乙為H2O、Y的單質(zhì)為O2、丙為NaOH；Y的單質(zhì)與丁反應(yīng)生成乙(水)與戊，丁分子為含10電子的氫化物，故丁為CH4或NH3，對應(yīng)的戊為CO2、CO或NO，結(jié)合原子序數(shù)可知W為H、X為C或N、Y為O、Z為Na。W與Z形成的化合物為NaH，屬于離子化合物，故A正確；戊為CO2、CO或NO，二氧化碳沒有毒，故B錯誤；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層數(shù)越多離子半徑越大，故離子半徑大?。篩(O2－)>Z(Na＋)>W(H＋)，故C正確：乙為H2O，丁為CH4或NH3，常溫下水為液體，而甲烷、氨氣均為氣體，故水的沸點更高，故D正確。4．(2024·山東日照月考)W、X、Y、Z是族序數(shù)依次增大的短周期元素。W的族序數(shù)與周期數(shù)相同，X的原子序數(shù)比Y大，冶煉X的方法是電解其熔融氯化物，Y和Z的最高價氧化物的水化物分別是一元強酸和二元強酸。下列說法正確的是(D)A．原子半徑：Z>X>Y>WB．W分別與Y、Z形成的化合物的水溶液均顯酸性C．X與Y形成的化合物溶于水能夠生成一種強堿D．XW2可用作氫動力汽車的能源供應(yīng)劑[解析]W、X、Y、Z是族序數(shù)依次增大的短周期元素，X的原子序數(shù)比Y大，二者處于不同周期，結(jié)合原子序數(shù)可知Y位于其次周期，X位于第三周期；冶煉X的方法是電解其熔融氯化物，X可能為Na或Mg元素，X的族序數(shù)大于W，則X為Mg元素；W的族序數(shù)與周期數(shù)相同，則W位于IA族，為H元素，Y、Z的最高價氧化物的水化物分別是一元強酸和二元強酸，則Y為N，Z為S元素。同一周期主族元素從左向右原子半徑漸漸減小，同一主族元素從上到下原子半徑漸漸增大，則原子半徑：X>Z>Y>W，故A錯誤；H、N形成的化合物NH3的水溶液呈堿性，故B錯誤；氮化鎂溶于水生成的氫氧化鎂不是強堿，故C錯誤；XW2為MgH2，MgH2固體是一種儲氫材料，可用作氫動力汽車的能源供應(yīng)劑，故D正確。二、非選擇題(本題包括2小題，共36分)5．(2024·山東東營模擬)五種短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大。A和C同族，B和D同族，C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。A和B、D、E均能形成共價型化合物。A和B形成的化合物在水中呈堿性，C和E形成的化合物在水中呈中性?；卮鹣铝袉栴}：(1)五種元素中，原子半徑最大的是Na，非金屬性最強的是Cl。(填元素符號)(2)由A和B、D、E所形成的共價型化合物中，熱穩(wěn)定性最差的是PH3(用化學(xué)式表示)。(3)A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng)，產(chǎn)物的化學(xué)式為NH4Cl，其中存在的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價鍵。(4)D最高價氧化物的水化物的化學(xué)式為H3PO4。(5)單質(zhì)D在足夠的單質(zhì)E中燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2P＋5Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2PCl5；D在不足夠的E中燃燒，生成的主要產(chǎn)物的化學(xué)式為PCl3。(6)單質(zhì)E與水反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。[解析]由A與B、D、E三種元素均能形成共價化合物可知，該四種元素為非金屬元素，結(jié)合A和B形成化合物的水溶液顯堿性可知，A為H元素，B為N元素，則C為Na元素，D為P元素；又因為C和E形成的化合物呈中性，可知E為Cl元素。(1)依據(jù)原子半徑改變規(guī)律，先看電子層數(shù)，再看核電荷數(shù)，可確定原子半徑最大的為Na，依據(jù)元素周期律可確定非金屬性最強的為Cl。(2)H和N、P、Cl形成的共價化合物中穩(wěn)定性最差的為PH3。(3)NH3與HCl反應(yīng)生成離子化合物NH4Cl，含離子鍵和共價鍵。(4)P的最高價氧化物對應(yīng)水化物為磷酸。(5)P與Cl2反應(yīng)，Cl2足量時生成PCl5；Cl2不足時，生成PCl3。(6)氯氣溶于水后有一部分生成鹽酸和次氯酸，但次氯酸是弱酸，離子方程式中保留分子式。6．(2024·山東濰坊高三檢測)砷(As)是第四周期ⅤA族元素，砷(As)及其化合物在制備農(nóng)藥、合金、半導(dǎo)體材料中有廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：(1)砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，指出砷元素的常見化合價－3、0、＋3、＋5。砷的不同核素75As、74As、73As互稱為同位素，砷的不同單質(zhì)灰砷、黃砷、黑砷互稱為同素異形體。(2)砒霜(As2O3)是制備含砷殺蟲農(nóng)藥的原料。含砷鋅(含少量As2O3)制H2會產(chǎn)生有毒的砷化氫，因此試驗室必需用無砷鋅來制備H2。寫出含砷鋅與稀硫酸反應(yīng)生成少量砷化氫的離子方程式：As2O3＋6Zn＋12H＋=2AsH3↑＋6Zn2＋＋3H2O。(3)比較還原性強弱：砷化氫強于(填“強于”或“弱于”)硒化氫；比較熱穩(wěn)定性強弱：砷化氫弱于(填“強于”或“弱于”)磷化氫。砷化氫分子的空間構(gòu)型為三角錐形。砷化氫在空氣中自燃生成砒霜(As2O3)，寫出砷化氫自燃的化學(xué)方程式