1、1专题五 物质结构与元素周期律1.下列有关化学用语表示正确的是 ( )A.最近命名的含有 173个中子的 113号元素 NhB.乙酸甲酯的结构简式:HCOOCH 2CH3C.NaOH的电子式:Na + H-D.F的原子结构示意图:2.7N、 33As位于同一主族,下列关系不正确的是 ( )A.原子半径:NAsH3 D.酸性:HNO 3H3AsO43.二氯化二硫(S 2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,常温下是一种橙黄色有恶臭的液体,它的分子结构与 H2O2类似,熔点为 193 K,沸点为 411 K,遇水很容易水解,产生的气体能使品红褪色,S 2Cl2可由干燥氯气通入熔融的硫中制得。下列有关
2、说法正确的是 ( )A.S2Cl2的电子式为 Cl ClB.固态 S2Cl2由原子直接构成C.S2Cl2与 NaOH反应的化学方程式可能为 S2Cl2+6NaOH 2NaCl+Na2SO3+Na2S+3H2OD.S2Cl2是含有极性键和非极性键的离子化合物4.X、Y、Z 均为短周期元素。已知 X元素的原子核内无中子,Y 元素的原子核外最外层电子数是其次外层电子数的 2倍,Z 元素是地壳中含量最丰富的元素。有下列含此三种元素的化学式:X 2Y2Z2 X 2YZ3 X 2YZ2 X 2Y2Z4 X 3YZ4 XYZ 3其中可能存在对应物质的是 ( )A.只有 B.只有 2C.只有 D.只有5.短周
3、期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W 与 X形成的某种化合物可用作水果的催熟剂,Y 的氧化物为碱性氧化物,X、Y、Z 三种元素的最外层电子数之和为 11。下列说法正确的是 ( )A.原子半径:WZC.W、X 形成的某种化合物常用作萃取剂D.Y和 Z形成的含氧酸盐均可使酚酞溶液变红6.短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,X 形成的一种单质可用作消毒剂,Y 有“国防金属”的美誉,Z 原子的最外层电子数与最内层电子数之和等于其次外层电子数。下列说法不正确的是 ( )A.Y和 W属于同一周期,X 和 Z属于同一主族B.Y和 W形成的化合物的水溶液显酸性C.简单离子半径:Y
4、BB.气态氢化物的热稳定性:CAC.AD4的熔沸点比 CD4的高D.可电解 BD3制备 B的单质8.短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,A、B、C、D、E 均是由上述元素组成的中学化学常见的物质,其中 A是单质,C 是酸性氧化物,A 的水溶液和 C均具有漂白性,B 是自然界最常见的液体,E 是三元化合物,物质之间存在如图 Z5-1所示的关系。下列说法不正确的是 ( )图 Z5-1A.简单离子半径大小关系: YZXW3B.图示反应中有离子键的形成C.简单阴离子的还原性: YZD.D的水溶液中含有阴、阳离子及共价键形成的分子9.五种短周期元素 a、b、c、d、e,其原子半径与原子序
5、数的关系如图 Z5-2,下列说法错误的是 ( )图 Z5-2A.c元素的简单离子半径比 e元素的简单离子半径小B.d元素的最高价氧化物对应的水化物酸性比 e元素弱C.b、c、d 三种元素的最高价氧化物对应的水化物相互间能发生反应D.a与 b两种元素可形成既有离子键又有非极性共价键的化合物10.图 Z5-3是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是 ( )图 Z5-3A.Z和 R所形成的化合物,不能通过溶液中的复分解反应而制得B.简单离子的半径大小关系:RYZXC.X和 Y所形成的一种化合物可用于自来水消毒D.工业上获得单质 Z的方法,一般是通过电解其熔融氯化物来实现11.
6、X、Y、Z、M 是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y 的最外层电子数是内层电子数的3倍,Y 与 Z 形成的化合物 Z2Y3中,元素质量比 m(Y) m(Z)=89;X 原子的最外层电子数为M原子和 Z原子最外层电子数的和的一半。下列说法正确的是 ( )A.X的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸 B.气态氢化物的沸点:YMXY 4D.Z是地壳中含量最多的元素12.现有三种短周期元素组成的单质 a、b、c 及其二元化合物 X、Y、Z,它们之间相互转化关系如图 Z5-4所示。已知:X 中 a和 b元素的原子个数比为 11;常温下 L是一种无色黏稠油状液体。下列说法不正确的是 ( )图 Z5-4A.
7、b、c 单质中所含的元素属于同主族元素 B.X、Y、Z 分子中一定都含有极性共价键C.L、Y、Z 三种物质中两两之间能相互反应 D.同温同浓度的水溶液中酸性强弱为 LYZ13.W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素。已知 W存在多种同素异形体,其中一种是二维纳米材料,被认为是未来革命性材料;X 的一种氢化物是人类生存的重要资源;Y原子最外层电子数等于电子层数;Z 离子在同周期最简单阴离子中,半径最小。下列说法正确的是 ( )A.X和 Z形成的某种二元化合物可用于自来水的杀菌消毒B.简单离子半径:XYZC.W的氢化物的熔沸点一定低于同族元素的氢化物D.将 Y、Z 形成的化合物的水溶液
8、蒸干后得到 Y2X314.短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,它们占据三个周期。Y 原子最外层电子数是电子层数的 3倍。向由 W、X、Z 和 S 组成的一种离子化合物的水溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,产生沉淀与加入的氢氧化钠溶液的体积关系如图 Z5-5所示。下列说法正确的是 ( )图 Z5-5A.X、Y 两种元素的非金属性很强,其单质化学性质也很活泼5B.Z与 X、Y 形成的常见盐的水溶液会使蓝色石蕊试纸变红C.Z的最高价氧化物对应的水化物可溶于 X的气态氢化物的水溶液中D.由 W、X、Y 三种元素只能组成一种盐15.下表为元素周期表的一部分。 回答下列问题:碳 氮 YX 硫 Z(
9、1)Z元素在周期表中的位置为 。 (2)下列事实能说明 Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是 。 A.Y单质与 H2S溶液反应,溶液变浑浊B.在氧化还原反应中,1 mol Y 单质比 1 mol硫得电子多C.Y和硫两元素的气态氢化物受热分解,前者的分解温度高(3)X与 Z两元素的单质反应生成 1 mol X的最高价化合物,恢复至室温,放热 687 kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和 58 。写出该反应的热化学方程式: 。 (4)1 mol碳与镁形成的化合物 Q与 4 mol水反应,生成 2 mol Mg(OH)2和 1 mol烃,该烃分子中碳氢质量比为 91,烃的电子式为 。Q
10、与水反应的化学方程式为 。 16.已知元素 X位于 Y的下一周期,X、Y 的原子序数均不大于 20。某含氧酸盐甲的化学式为XYO3。请回答:(1)常温下 Y的单质能与水发生反应,则 X位于周期表的 ,X、Y 形成简单离子半径大小关系为 X (填“大于” “小于”或“等于”)Y。395 时,甲能发生分解反应生成两种盐,一种是含 Y元素的无氧酸盐,该反应的化学方程式是 。 (2)若甲难溶于水,且甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体。则甲为 (填化学式)。该气体能使高锰酸钾溶液褪色,该反应的离子方程式为 。 6图 Z5-625 时,甲在水中的沉淀溶解平衡曲线如图 Z5-6所示,若要使溶液中 X2+
11、沉淀完全,则加入 Y 的最小浓度为 molL -1。 (3)若甲能与盐酸反应,生成无色、无味的气体乙。则:乙中所含化学键类型为 。 甲在水中持续加热生成一种更难溶的物质并逸出气体乙,该反应的化学方程式为 。 专题限时集训(五)1.C 解析 含有 173个中子的 113号元素的质量数为 286,A错误;正确的结构简式为CH3COOCH3,B错误;F 的原子结构示意图为 ,D错误。2.B 解析 同主族从上到下,非金属性减弱,故非金属性 NAs,B错误。3.C 解析 二氯化二硫的分子结构与 H2O2类似,即电子式为A错误;二氯化二硫的熔点、沸点低,说明它直接由分子构成,B错误;二氯化二硫容易水解,产
12、生的气体能使品红褪色,即 2S2Cl2+2H2O SO2+3S+4HCl,因此与氢氧化钠反应的方程式可能为 S2Cl2+6NaOH 2NaCl+Na2SO3+Na2S+3H2O,C正确;S2Cl2是含有极性键和非极性键的共价化合物,D 错误。4.D 解析 X为 H,Y为 C,Z为 O,则它们组合起来可能为 H2CO3、H 2C2O4、HCOOH、OHCCHO等,不存在。5.C 解析 W与 X形成的某种化合物可用作水果的催熟剂,即此化合物为 C2H4,因为原子序数依次增大,因此 W为 H,X为 C,Y的氧化物为碱性氧化物,则 Y可能为 Na或 Mg,X、Y、Z三种元素的最外层电子数之和为 11,
13、如果 Y为 Na,则 Z为 S,如果 Y为 Mg,则 Z为 P。电子层数越多,半径越大,同周期主族元素从左向右原子半径依次减小,因此原子半径大小顺序是YZXW,A错误;如果 Z为 S,H2CO3的酸性小于 H2SO4,如果 Z为 P,H2CO3的酸性小于 H3PO4,B错误;C 和 H可形成化合物 C6H6,即为苯,苯常用作萃取剂,C 正确;如果形成的含氧酸盐为7Na2SO4,溶液显中性,不能使酚酞变红,D 错误。6.D 解析 X、Y、Z、W 分别是 O、Mg、S、Cl。Mg 和 Cl同属于第三周期,O 和 S同属于第A 族,A 正确;Mg 和 Cl形成的化合物是 MgCl2,MgCl2水解使
14、其水溶液显酸性,B 正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,简单离子半径:Mg 2+SiH4,B错误;CCl 4和 SiCl4均为分子,后者相对分子质量大,范德华力更强,熔沸点更高,C 错误;AlCl 3是共价化合物,不能通过电解 AlCl3制备 Al,D错误。8.B 解析 由已知条件知 A为 Cl2、B 为 H2O、C 为 SO2、D 为 HCl、E 为 H2SO4。因为短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,所以 W、X、Y、Z 分别为 H 、O 、S 、Cl。简单离子半径大小关系为 S2-Cl-O2-H+,A正确。图示反应生成 HCl、H 2SO4,均只有共价键,
15、B错误。简单阴离子的还原性: S2-Cl-,C正确。 氯化氢的水溶液中含有氢离子、氯离子、水分子,D 正确。9.C 解析 根据原子半径与原子序数的关系图可推知元素 a、b、c、d、e 分别为O、Na、Al、Si、Cl。 c元素的简单离子(Al 3+)比 e元素的简单离子(Cl -)少一个电子层,半径小,A 正确; H2SiO3酸性比 HClO4弱,B 正确;b、c、d 三种元素的最高价氧化物对应的水化物 NaOH、Al(OH) 3、H 2SiO3中 Al(OH)3与 H2SiO3不反应,C 错误;a 与 b两种元素可形成既有离子键又有非极性共价键的化合物 Na2O2,D正确。10.A 解析 由
16、题图可知,Z 和 R为第三周期元素,则 Z为 Al,R为 S,形成的化合物是Al2S3,Al2S3在水中发生双水解反应,因此不能通过溶液中的复分解反应制得, A 正确;X 为 O,Y为 Na、Z 为 Al,R为 S,简单离子半径大小顺序是 S2-O2-Na+Al3+,B错误;X 和 Y形成的化合物是 Na2O2和 Na2O,虽然 Na2O2具有强氧化性,但 Na2O2与水反应生成 NaOH,NaOH属于强碱,具有腐蚀性,因此不能用于自来水的消毒,C 错误;氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,因此工业上常电解熔融状态的氧化铝制备金属铝,D 错误。11.C 解析 X、Y、Z、M 是原子序数依次增
17、大的短周期主族元素,Y 的最外层电子数是内层电子数的 3倍,则 Y为氧元素;Y 与 Z 形成的化合物 Z2Y3中,元素质量比 m(Y) m(Z)=89,则Z的相对原子质量为 =27, Z为铝元素;X 原子的最外层电子数为 M原子和 Z原子8最外层电子数的和的一半,而 M原子序数大于 Z,故 X最外层电子数大于 3小于 6,若为 4,则X为碳元素,M 为磷元素;若为 5,则 X为氮元素, M为氯元素。若 X为碳元素,则其最高价氧化物对应的水化物碳酸是弱酸,A 错误;无论 M是磷元素还是氯元素,因 H2O分子间存在氢键,气态氢化物的沸点:YM,B 错误;同周期元素原子半径从左到右依次减小,同主族元
18、素原子半径从上到下依次增大,故原子半径 ZMXY,C正确;Z 是地壳中含量最多的金属元素,D 错误。12.C 解析 常温下 L是一种无色黏稠油状液体,L 是浓硫酸;X、Y 反应生成硫酸,X 中 a和 b元素的原子个数比为 11,则 X是 H2O2,Y是 SO2; b、c 生成 SO2,则 a是 H2;b是 O2、c是 S;Z是 H2S,H2S与 SO2反应生成水和 S,所以 M是 H2O。O、S 元素属于第A 族元素,A 正确;H 2O2、SO 2、H 2S分子中都含有极性共价键, B正确;硫酸与 SO2不反应,C 错误;酸性H2SO4H2SO3H2S,D正确。13.A 解析 由已知条件分析可
19、以知道,W 为 C,X为 O,Y为 Al,Z为 Cl。X 和 Z形成的二元化合物为 ClO2可用于自来水的杀菌消毒,A 正确;最简单离子半径 Cl-O2-Al3+,B 错误;W为 C,其氢化物有很多种,对于组成和结构相似的同族元素的氢化物,随着原子序数的递增,氢化物的熔沸点逐渐增大,对于组成和结构不一样的就无法比较,C 错误;Y、Z 形成的化合物为 AlCl3,其水溶液能发生水解,蒸干、灼烧后才能得到 Al2O3,如果只是蒸干,产物为 Al(OH)3,D错误。14.B 解析 短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,它们占据三个周期,则 W应为 H;Y原子最外层电子数是电子层数的 3
20、倍,则 Y原子核外应有两个电子层,最外层电子数为 6,所以 Y为 O;X为第二周期元素、Z 为第三周期元素;又根据向由 W、X、Z 和 S 组成的一种离子化合物的水溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,产生沉淀与加入的氢氧化钠溶液的体积关系图可得,Z 为 Al、X 为 N,由 W、X、Z 和 S 组成的离子化合物为 NH4Al(SO4)2。X(N)、Y(O)两种元素的非金属性很强,但其单质 O2和 O3化学性质活泼、N 2化学性质稳定,A 错误;Z(Al)与 X(N)、Y(O)形成的常见盐为 Al(NO3)3,属于强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使蓝色石蕊试纸变红,B 正确;Z(Al)的最高价氧化物对应的水
21、化物为 Al(OH)3,X(N)的气态氢化物为NH3,溶于水得到 NH3H2O,是弱碱,与 Al(OH)3不反应,C 错误;由 W(H)、X(N)、Y(O)三种元素可组成的盐不止一种,如 NH4NO3、NH 4NO2等,D 错误。15.(1)第三周期第A 族 (2)AC(3)Si(s)+2Cl2(g) SiCl4(l) H=-687 kJmol-19(4)HCC HMg2C3+4H2O 2Mg(OH)2+C3H4解析 (1)根据图表可知,Z 是 17号氯元素,位于周期表的第三周期第A 族。(2)由元素周期律,非金属元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,而得电子的数目多少不能作为比较非金属性强弱
22、的依据;活泼的非金属单质能够置换不活泼的非金属单质,可以比较非金属性的强弱。(3)X 为硅元素,Z 为氯元素,两元素的单质反应生成四氯化硅;已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和 58 ,所以室温时四氯化硅为液态。(4)设该烃分子式为 CxHy,烃分子中碳氢质量比为 91,即 12xy =91, xy =34,结合 1 mol Q与 4 mol H2O反应生成 2 mol Mg(OH)2和 1 mol该烃,得到该烃分子式为 C3H4,该物质为丙炔,电子式为HCC H。根据 1 mol碳与镁形成的化合物 Q与 4 mol水反应,生成 2 mol Mg(OH)2和 1 mol烃,根据原子守恒规律,
23、可知化合物 Q的化学式为 Mg2C3,反应的方程式为Mg2C3+4H2O 2Mg(OH)2+C3H4。16.(1) 第四周期第A 族 小于 4KClO 3 3KClO4+KCl(2)CaSO 3 2Mn +5SO2+2H2O 2Mn2+5S +4H+ 2.110 -2(3)极性键(或共价键) MgCO 3+H2O Mg(OH)2+CO2解析 (1)Y的单质能与水发生反应,Y 为 Cl;含氧酸盐甲的化学式为 XClO3,X位于 Y的下一周期,X、Y 的原子序数均不大于 20,X为 K;K为 19号元素,K 位于周期表中第四周期第A族。X 的简单离子为 K+,Y的简单离子为 Cl-,K+与 Cl-
24、具有相同的电子层结构,根据“序大径小”,离子半径 K+小于 Cl-。395 时 KClO3分解生成的无氧酸盐为 KCl,Cl的化合价由+5价降至-1 价,根据氧化还原反应规律,则生成的另一种盐为 KClO4,反应的化学方程式为4KClO3 3KClO4+KCl。(2)若甲难溶于水,甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体,该气体为 SO2,则 Y为 S;含氧酸盐甲的化学式为 XSO3,X位于 Y的下一周期,X 的原子序数不大于 20,X为 Ca。甲的化学式为 CaSO3。CaSO 3与盐酸反应生成的气体为 SO2,SO2与 KMnO410溶液反应的离子方程式为 5SO2+2Mn +2H2O 5S
25、 +2Mn2+4H+。CaSO 3在溶液中存在的溶解平衡为 CaSO3(s) Ca2+(aq)+S (aq),根据图像 Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)c(S )=0.310-30.710-3=2.110-7;使 Ca2+沉淀完全, c(Ca2+)110 -5 molL-1,c(S ) Ksp(CaSO3)c(Ca2+)=2.110-7(110-5)=2.110-2 molL-1,加入 S 的最小浓度为 2.110-2 molL-1。(3)若甲能与盐酸反应生成无色、无味的气体乙,则 Y为 C,乙为 CO2;含氧酸盐甲的化学式为 XCO3,X位于 Y的下一周期,X 为 Mg;甲为 MgCO3。乙为 CO2,CO2的电子式为 C ,CO2中含有极性共价键。MgCO 3在水中持续加热生成CO2,同时生成的更难溶的物质是 Mg(OH)2,该反应的化学方程式为 MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2。
