05第四章　物質(zhì)結構　元素周期律

第四章物質(zhì)結構元素周期律注意事項1.全卷滿分100分?？荚囉脮r75分鐘。2.可能用到的相對原子質(zhì)量:H1C12O16S32Cl35.5一、選擇題(本題共15小題,每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.下列化學用語錯誤的是()A.HCl的形成過程:B.NH3的結構模型:C.Na2S的電子式:D.CO2的結構式:OCO2.活著的生物體內(nèi)14C12C值基本不變,死亡后14C會衰變?yōu)槠渌N類的原子而減少(14C衰變到原來數(shù)目一半所需的時間為5730年),12A.14C與12C所屬元素位于元素周期表中第二周期第ⅣA族B.14C與12C含有的中子數(shù)分別為14和12C.1.4g14C中所含原子數(shù)約為6.02×1022D.測定死亡生物體殘骸中14C的含量可判斷生物死亡年代3.下列關于元素周期表的敘述正確的是()A.原子的最外層電子數(shù)都等于該元素所在的族序數(shù)B.目前使用的元素周期表中,最長的周期含有32種元素C.短周期元素是指1~20號元素D.現(xiàn)行元素周期表是按照相對原子質(zhì)量的大小順序?qū)υ剡M行排列的4.研究化學鍵有助于人們理解物質(zhì)的某些性質(zhì)。下列各組物質(zhì)中,化學鍵類型完全相同的是()A.O2和MgCl2B.HCl和Na2O2C.CH4和NaOHD.CO2和H2O5.下列有關性質(zhì)的比較,不能用元素周期律解釋的是()A.原子半徑:r(C)<r(Si)<r(Al)B.酸性:HClO4>H2SO4C.非金屬性:N>PD.熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO36.下列說法正確的是()A.氫元素和其他元素可形成共價化合物,也可形成離子化合物B.離子化合物中只含離子鍵,共價化合物中只含共價鍵C.碘升華、HCl氣體溶于水都有共價鍵被破壞D.Na+和Cl之間通過靜電引力形成離子鍵7.科學家推算,宇宙中可能存在第119號未知元素,位于第ⅠA族,有人稱之為“類鈁”。根據(jù)元素周期表中同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性,下列有關“類鈁”的預測中正確的是()A.其原子半徑小于銫的原子半徑B.其形成的單質(zhì)有較高的熔點C.“類鈁”與鈁互為同位素D.其形成的單質(zhì)能與水劇烈反應8.CO2加氫轉(zhuǎn)化為燃料是實現(xiàn)CO2減排的一個重要策略,我國科學家在調(diào)控CO2加氫反應的選擇性方面取得新進展,其過程的示意圖如下。下列說法不正確的是()A.CO2在5Ru/aTiO2催化劑表面斷開了碳氧雙鍵B.該反應中,CO2被氧化C.反應中既有化學鍵的斷裂,也有化學鍵的形成D.忽略反應條件,總反應為CO2+4H2CH4+2H2O9.a、b、c、d為短周期元素,a的原子中只有1個電子,b2和c+的電子層結構相同,d和b同族。下列敘述正確的是()A.a與其他三種元素形成的二元化合物中,其化合價均為+1價B.b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物C.d是這些元素中原子半徑最大的D.d與a形成的化合物是離子化合物10.隨著原子序數(shù)的遞增,a~g七種短周期元素的最高正價或最低負價與原子序數(shù)的關系如圖所示。下列說法中不正確的是()A.在a、b、f、g四種元素中,非金屬性最弱的元素位于第三周期第ⅣA族B.a、b、f三種元素的原子半徑:r(f)>r(a)>r(b)C.元素e的最高價氧化物能與氫氧化鈉溶液反應D.a與b的最高價氧化物對應水化物均為強酸11.W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素,其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖所示。已知W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18,中子數(shù)為10;X和Ne原子的核外電子數(shù)相差1;Y元素的最高正價和最低負價代數(shù)和為零;Z的非金屬性在同周期元素中最強。下列說法正確的是()A.對應簡單離子半徑:W<XB.對應最簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Y>ZC.化合物XZW具有強氧化性,可用作消毒劑D.X的最高價氧化物對應的水化物中只含離子鍵12.X、Y、Z、W、P為五種短周期主族元素,它們在元素周期表中的相對位置如圖所示。Z元素原子核外K層與M層電子數(shù)相等。下列說法中不正確的是()XYZWPA.原子半徑:Y<X<W<ZB.與同濃度的鹽酸反應,W比Z更劇烈C.XP2的電子式為S········CD.Y的氫化物受熱分解過程中,極性共價鍵斷裂,非極性共價鍵形成13.1919年,盧瑟福做了用α粒子(氦4原子核)轟擊WZX原子核的實驗,實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子:24HeA.X與Y均能與H元素組成含18電子的化合物B.Y存在ZC.ZD.該轉(zhuǎn)化過程屬于化學反應14.主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,且均不大于20。元素W是整個宇宙中最常見的元素;X元素的原子可以形成兩種單質(zhì),其中一種單質(zhì)可用于殺菌消毒,另一種單質(zhì)是植物光合作用的產(chǎn)物;Y與X在不同周期。這四種元素形成的一種食品添加劑的結構如圖所示。下列說法正確的是()Z2+A.保存Z的單質(zhì)時,無須防潮B.最簡單氫化物的穩(wěn)定性:X<YC.由W、X、Y三種元素形成的化合物均屬于強酸D.X可以形成兩種簡單氫化物,其中X原子均滿足8電子穩(wěn)定結構15.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q;這些元素組成二元化合物r、t、u,其中u為SO2;v的俗名為燒堿。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。下列說法正確的是()A.原子半徑:W>Y>Z>XB.t和r反應時,r只做氧化劑C.v中只含有離子鍵D.由W、Y、Z三種元素組成的化合物有多種二、非選擇題(本題共4小題,共55分)16.(13分)請回答下列問題:(1)已知某粒子的結構示意圖為。試回答:①當xy=10時,該粒子為(填“原子”“陽離子”或“陰離子”)。

②當y=8時,粒子可能為、、、(填符號)。

③當x=10+y時,寫出y=1與y=6的元素最高價氧化物對應的水化物之間發(fā)生反應的離子方程式:。

(2)設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,X原子的質(zhì)量數(shù)為A,含N個中子,它與1H原子構成HmX分子。agHmX的物質(zhì)的量為,所含中子的物質(zhì)的量為,所含質(zhì)子的數(shù)目為。

17.(14分)某化學課外活動小組為了驗證主族元素化學性質(zhì)的遞變規(guī)律,進行如下實驗探究。Ⅰ.探究1:元素金屬性遞變規(guī)律(1)驗證同主族元素Li、Na、K的金屬性遞變規(guī)律:序號實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象1將綠豆大小的金屬Li投入50mL水中Li與水快速反應,且有氣泡生成2將綠豆大小的金屬Na投入50mL水中Na與水反應比第1組劇烈,且有氣泡生成3將綠豆大小的金屬K投入50mL水中①預測第3組的實驗現(xiàn)象是。

②已知Rb位于第五周期第ⅠA族,則堿性:RbOH(填“<”或“>”)KOH。

(2)某同學取適量可溶性鋁鹽與氨水(溶質(zhì)為NH3·H2O)反應制備氫氧化鋁,請寫出該反應的離子方程式:。

Ⅱ.探究2:元素非金屬性遞變規(guī)律(3)某小組同學設計實驗比較第ⅦA族元素的非金屬性:實驗方案甲乙操作打開分液漏斗的活塞,燒瓶中產(chǎn)生黃綠色氣體,蘸有KBr溶液的棉球變?yōu)槌赛S色,濕潤的淀粉KI試紙變藍向A中通入少量Cl2充分反應后,A中液體為黃色,將A中液體滴入試管內(nèi),取下試管,充分振蕩,靜置,試管中現(xiàn)象為①

圖示②甲方案中發(fā)生多個化學反應,寫出產(chǎn)生黃綠色氣體的離子方程式:。

③以上兩個實驗方案中,(填“甲”或“乙”)方案的實驗能證明非金屬性:Cl>Br>I。

(4)除了利用鹵素單質(zhì)間的置換反應,以下陳述哪些可作為鹵族元素非金屬性遞變規(guī)律的判斷依據(jù)?(填字母)。

A.Cl2、Br2、I2的熔點逐漸升高B.HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱C.AgCl、AgBr、AgI的固體顏色越來越深D.Cl、Br、I的還原性逐漸增強18.(12分)下表為元素周期表中部分短周期主族元素的相關信息。元素相關信息W在自然界中有三種核素,其中一種核素沒有中子TT為第三周期元素,其最高價氧化物對應的水化物A是一種強堿XX的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的三倍YY是自然界中含量最高的金屬元素ZT、X、Z組成的36電子的化合物B是家用消毒劑的有效成分M元素原子最外層比次外層少2個電子請依據(jù)上述信息回答下列問題:(1)M在元素周期表中的位置是。

(2)Y的簡單離子的結構示意圖為。

(3)X、M分別與W形成的簡單化合物中沸點較低的是(寫化學式)。

(4)T和W形成的化合物TW可在野外用作供氫劑,請寫出TW跟水反應的化學方程式:。

(5)將X、Y、W形成的化合物加入到TXW的水溶液中,此過程中涉及的反應的離子方程式為。

(6)向Z2的水溶液中滴加幾滴紫色石蕊溶液,現(xiàn)象為。

(7)Z的單質(zhì)(Z2)和Z的氧化物(ZX2)都可以用作飲用水消毒劑,相同物質(zhì)的量的ZX2消毒效率是Z2的倍。

19.(16分)如圖為元素周期表的一部分,列出了前四周期10種主族元素在周期表中的位置。請回答下列問題:(1)元素E的原子結構示意圖為,I在元素周期表中的位置為,C與I形成的化合物的電子式為。

(2)G與J形成原子數(shù)之比為1∶2的化合物P,P是日常生活中常見的物質(zhì),P分子的結構式為,空間構型為;元素K與G同主族且位于G的下一周期,P的沸點比元素K的氫化物的沸點高,原因是。

(3)已知木炭可在G的單質(zhì)中完全燃燒生成化合物Q,用電子式表示Q的形成過程:。

(4)元素K與G同主族且位于G的下一周期,J、F、G、K可以形成原子個數(shù)之比為5∶1∶4∶1的化合物M,M的化學式為;M中含有的化學鍵類型為。

(5)W是第四周期與G同主族的元素。據(jù)此推測W不可能具有的性質(zhì)是(填字母)。

A.最高化合價為+6B.簡單氫化物比H2S穩(wěn)定C.最高價氧化物對應水化物的酸性比硫酸弱D.單質(zhì)在常溫下可與氫氣化合(6)已知X為第ⅡA族元素(前四周期),其原子序數(shù)為a,Y與X位于同一周期,且為第ⅢA族元素,則Y的原子序數(shù)b=(用含a的代數(shù)式表示)。

答案全解全析1.A2.B3.B4.D5.D6.A7.D8.B9.B10.D11.C12.B13.A14.D15.D1.AHCl是共價化合物,HCl的形成過程為。2.B碳元素位于元素周期表中第二周期第ⅣA族,A正確;14C質(zhì)量數(shù)為14,質(zhì)子數(shù)為6,中子數(shù)為8,12C質(zhì)量數(shù)為12,質(zhì)子數(shù)為6,中子數(shù)為6,B錯誤;1.4g14C中所含原子數(shù)約為1.4g14g/mol×6.02×1023mol1=6.02×1022,C正確;根據(jù)14C衰變到原來數(shù)目一半所需的時間為5730年,通過測定死亡生物體殘骸中14C的含量,可判斷生物死亡年代,3.B主族元素原子的最外層電子數(shù)都等于該元素所在的族序數(shù),而副族元素不一定,A錯誤;目前使用的元素周期表中第六、七周期均含32種元素,B正確;短周期為第一、二、三周期,包含1~18號元素,C錯誤;現(xiàn)行元素周期表是按原子核電荷數(shù)遞增的順序?qū)υ剡M行排列的,D錯誤。4.DO2中只含非極性鍵,MgCl2中只含離子鍵,A不符合題意;HCl中只含極性鍵,Na2O2中既含非極性鍵又含離子鍵,B不符合題意;CH4中只含極性鍵,NaOH中既含極性鍵又含離子鍵,C不符合題意;CO2和H2O中都只含極性鍵,D符合題意。5.D同主族元素原子“序大徑大”,同周期主族元素原子“序大徑小”,即原子半徑:r(C)<r(Si)<r(Al),能用元素周期律解釋,A不符合題意;根據(jù)非金屬性:Cl>S,可知最高價含氧酸的酸性:HClO4>H2SO4,能用元素周期律解釋,B不符合題意;同主族自上而下,元素的非金屬性減弱,即非金屬性:N>P,能用元素周期律解釋,C不符合題意;一般碳酸氫鹽受熱易分解,碳酸鹽受熱難分解,即熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3,但不能用元素周期律解釋,D符合題意。6.A氫元素和其他元素可形成共價化合物,如HCl,也可形成離子化合物,如NaH,A正確;離子化合物中一定含離子鍵,可能含共價鍵,而共價化合物中只含共價鍵,B錯誤;碘升華時克服分子間作用力,HCl氣體溶于水時共價鍵被破壞,C錯誤;陰、陽離子間通過靜電作用形成離子鍵,靜電作用既包括靜電引力又包括靜電斥力,D錯誤。7.D“類鈁”位于第ⅠA族,同主族元素原子半徑從上到下依次增大,所以“類鈁”原子半徑大于銫的原子半徑,A錯誤;第ⅠA族元素的金屬單質(zhì),熔點從上到下依次降低,所以“類鈁”形成的單質(zhì)熔點較低,B錯誤;“類鈁”與鈁原子序數(shù)不同,質(zhì)子數(shù)不同,屬于兩種不同的元素,C錯誤;“類鈁”金屬性很強,其單質(zhì)與水劇烈反應,D正確。8.B由題圖可知,CO2和H2反應生成CH4和H2O,CO2在5Ru/aTiO2催化劑表面斷開了碳氧雙鍵,A正確;該反應中,CO2中碳元素的化合價由+4價降低到4價,碳元素化合價降低,CO2被還原,B錯誤;化學反應過程中既有化學鍵的斷裂,也有化學鍵的形成,C正確;由圖示可知反應物為CO2和H2,生成物為CH4和H2O,忽略反應條件,總反應為CO2+4H2CH4+2H2O,D正確。9.B由題中所給的信息可知,a為H,b為O,c為Na,d為S。H與Na形成的NaH中H元素的化合價為1價,A錯誤;O與H可以形成H2O、H2O2,O與Na可以形成Na2O、Na2O2等,O與S可以形成SO2、SO3等,B正確;題述四種元素原子半徑:Na>S>O>H,C錯誤;H與S形成的化合物H2S為共價化合物,D錯誤。10.D根據(jù)表中所給內(nèi)容可知,a為C,b為N,c為O,d為Na,e為Al,f為Si,g為S。在a、b、f、g四種元素中,非金屬性最弱的是Si,其位于第三周期第ⅣA族,A正確;原子半徑:r(Si)>r(C)>r(N),B正確;元素e的最高價氧化物為氧化鋁,氧化鋁為兩性氧化物,其能與氫氧化鈉溶液反應,C正確;a的最高價氧化物對應的水化物為碳酸,碳酸為弱酸,D錯誤。11.C根據(jù)W的一種核素的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)可知W為O;四種元素中X的原子半徑最大,且與Ne的原子序數(shù)相差1,即X為Na;由Y元素的最高正價和最低負價代數(shù)和為零可知Y為Si;由Z的非金屬性在同周期中最強可知Z為Cl。O2和Na+電子層結構相同,根據(jù)“核大徑小”可知離子半徑:O2>Na+,A錯誤;根據(jù)非金屬性:Si<Cl,可知最簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:SiH4<HCl,B錯誤;NaClO具有強氧化性,可用作消毒劑,C正確;X為Na,其最高價氧化物對應的水化物為NaOH,NaOH中含有離子鍵和共價鍵,D錯誤。12.BX、Y、Z、W、P為五種短周期主族元素,Z元素原子核外K層與M層電子數(shù)相等,則Z為Mg,根據(jù)相對位置可推出,W為Al,X為C,Y為N,P為S。原子半徑:N<C<Al<Mg,A正確;同周期主族元素從左到右金屬性逐漸減弱,因此與同濃度的鹽酸反應,Z比W更劇烈,B錯誤;X為C,P為S,XP2為CS2,其電子式為,C正確;NH3受熱分解生成N2和H2過程中,有極性共價鍵的斷裂和非極性共價鍵的形成,D正確。13.A由Y的某種單質(zhì)可用于自來水消毒可推知,Y可能是Cl或O,Z+117Y的質(zhì)量數(shù)為17,故Y不可能是Cl,Y為O,Z+117Y的質(zhì)子數(shù)為8,Z=7,則X為N。H2O2和N2H4均為含18電子的化合物,A正確;16O、17O、18O互為同位素,B錯誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒,W=14,714N中有7個中子14.D根據(jù)對元素W的描述可知W為H;X的一種單質(zhì)能用于殺菌消毒,另一種是植物光合作用的產(chǎn)物,即X為O;結合Y與O不在同周期,且題給物質(zhì)中Y形成5個共價鍵,可推知Y為P;Z的原子序數(shù)不大于20,且可形成Z2+,可推知Z為Ca。鈣為活潑金屬,能和水反應,需防潮,A錯誤;非金屬性:P<O,則最簡單氫化物的穩(wěn)定性:PH3<H2O,B錯誤;H、O、P三種元素形成的酸性最強的化合物H3PO4為中強酸,C錯誤;X可以形成兩種簡單氫化物H2O、H2O2,其中O原子均滿足8電子穩(wěn)定結構,D正確。15.Dv的俗名為燒堿,v為NaOH,u為SO2,則四種元素為Na、O、H、S;根據(jù)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q可知,X、Y、Z、W分別為H、O、Na、S,m為H2、n為O2、p為Na、q為S,再結合題圖轉(zhuǎn)化關系可知r為H2O、t為Na2O2。四種元素中Na的原子半徑最大,故A錯誤;在過氧化鈉與水的反應中,過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑,水既不是氧化劑也不是還原劑,故B錯誤;v為NaOH,NaOH中含離子鍵和共價鍵,故C錯誤;由W、Y、Z三種元素組成的化合物可以是Na2SO3、Na2SO4等,故D正確。16.答案(除標注外,每空2分)(1)①原子(1分)②ClS2ArK+(其他合理答案均可,每空1分)③OH+H+H2O(2)a解析(1)①當xy=10,即x=10+y時,說明質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù),該粒子表示原子。②當y=8時,為18電子的原子或單核離子,可能為Ar、S2、Cl、K+、Ca2+等。③y=1時對應Na,y=6時對應S,二者最高價氧化物對應的水化物分別為NaOH和H2SO4,反應的離子方程式為OH+H+H2O。(2)根據(jù)題意可知,HmX的摩爾質(zhì)量為(A+m)g/mol,則agHmX的物質(zhì)的量為aA+mmol;HmX分子中,H不含中子,故一個HmX分子含N個中子,則agHmX分子中含中子的物質(zhì)的量為aNA+mmol;一個HmX分子中含(m+AN)個質(zhì)子,則a17.答案(每空2分)(1)①K與水反應比Na與水反應劇烈,且有氣泡生成②>(2)3NH3·H2O+Al3+Al(OH)3↓+3NH4(3)①溶液呈紫紅色②16H++10Cl+2MnO4?2Mn2++5Cl2↑+8H2O③(4)BD解析(1)①根據(jù)前兩組實驗現(xiàn)象,可預測第3組實驗現(xiàn)象為K與水反應比Na與水反應劇烈,且有氣泡生成。②根據(jù)Rb、K兩元素在周期表中的位置可知金屬性:Rb>K,則最高價氧化物對應水化物RbOH的堿性強于KOH。(2)可溶性鋁鹽電離出的Al3+能與NH3·H2O反應生成Al(OH)3,其離子方程式為3NH3·H2O+Al3+Al(OH)3↓+3NH4+。(3)①反應生成碘單質(zhì),溶液呈紫紅色。②甲方案中KMnO4與濃鹽酸反應生成Cl2,其離子方程式為16H++10Cl+2MnO4?2Mn2++5Cl2↑+8H2O。③甲方案中,可能是Cl2與I反應生成I2,使淀粉KI試紙變藍,故該實驗不能證明非金屬性:Cl>Br>I;乙方案裝置A中少量Cl2與NaBr反應生成Br2,打開分液漏斗活塞,Br2與KI反應生成I2,可證明非金屬性:Cl>Br>I。(4)鹵素單質(zhì)的熔點屬于物理性質(zhì),不能用于元素非金屬性強弱比較,A錯誤;根據(jù)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性,可比較元素非金屬性,B正確;鹵化銀固體的顏色,屬于物理性質(zhì),不能用于元素非金屬性強弱比較,C錯誤;Cl、Br、I的還原性逐漸增強,說明相應元素非金屬性逐漸減弱18.答案(除標注外,每空2分)(1)第三周期第ⅥA族(1分)(2)(1分)(3)H2S(4)NaH+H2ONaOH+H2↑(5)Al(OH)3+OH[Al(OH)4](6)溶液先變紅后褪色(7)2.5解析根據(jù)題表信息,可確定W為H、T為Na、X為O、Y為Al、Z為Cl、M為S。(1)M為S,在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族。(2)Y為Al,Al3+核外有10個電子,Al3+結構示意圖為。(3)X、M分別與W形成的簡單化合物為H2O、H2S,H2O分子間存在氫鍵,沸點更高,沸點:H2O>H2S。(4)TW為NaH,NaH中H為1價,具有強還原性,與水發(fā)生氧化還原反應生成H2,其化學方程式為H2