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十年
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北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
专题七 原子结构 元素周期律
考点一 原子结构
1.(2022北京,3,3分)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
答案 A Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族,A不正确;87Sr与86Sr相对原子质量不同,可用质谱法区分,B正确;已知Sr原子质子数为38,即可分别计算87Sr和86Sr的中子数,C正确;同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变,可测定土壤生物中87Sr/86Sr值进行产地溯源,则D正确。
2.(2022河北,6,3分)中子轰击 ZAX原子的核反应为 ZAX+01n→MRY+11H,其中 MRY可用于测定文物年代。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Y>X
B.YH3+的电子式为:··Y ····HHH+
C.最高价含氧酸的酸性:Y>X
D.X与Y均能形成多种氢化物
答案 C 614C可用于测定文物年代,结合题给核反应可知Y为C、X为N,原子半径:Y>X,A正确;CH3+的电子式为··C ····HHH+,B正确;最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C不正确;碳元素与氢元素可以形成多种烃,氮元素与氢元素可以形成NH3、N2H4等,D正确。
3.(2022山东,3,2分)813O、815O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
816O+23He 813O+baX;816O+23He 815O+nmY。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.813O、815O可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在 813O2、815O2分子是因其化学键不稳定
答案 B 根据质量守恒定律可知,X为 26He,其中子数为6-2=4,A项错误;X为26He、Y为24He,二者互为同位素,B项正确;由题干信息知,813O、815O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C项错误;自然界中不存在 813O2、815O2分子是因为 813O、815O的半衰期很短,与化学键无关,D项错误。
4.(2020浙江7月选考,5,2分)下列表示不正确的是( )
A.乙烯的结构式:
B.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.甲基的电子式:H··C····HH·
答案 B 甲酸甲酯的结构简式应为HCOOCH3,故选B。
5.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D A项,35Cl和37Cl同属于氯元素,错误;B项,单晶硅和石英(SiO2)不属于同素异形体,错误;C项,HCOOH和HOCH2CHO所含官能团种类不同,不互为同系物,错误;D项, H与Na属于ⅠA族元素,正确。
6.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D 本题考查了原子的组成、元素周期表和元素周期律等知识,以张青莲教授主持测定的某些元素的相对原子质量的新值为背景材料考查学生的分析推理能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养和爱国主义情怀的价值观念。
铟和铷同属第五周期元素,铷在ⅠA族,铟在ⅢA族,铷的金属性比铟强,所以RbOH的碱性强于In(OH)3的碱性,D错误。
审题方法 该题题干中前面一段话只起铺垫作用,没有核心信息,审题时把注意点放在题干的后面两句话上即可。
7.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.次氯酸的电子式H··Cl······O······
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.原子核内有8个中子的碳原子 614C
答案 A 次氯酸分子中氢原子不直接与氯原子结合,正确的电子式应为H··O······Cl······。
8.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是( )
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
答案 C 纯碱和烧碱熔化时克服的都是离子键,A正确;加热蒸发过程中水转化为水蒸气时有分子间作用力的破坏,B正确;干冰升华时只有分子间作用力改变,但CO2溶于水时发生化学变化,有共价键的断裂和形成,C错误;石墨为平面正六边形层状结构,层与层之间通过分子间作用力结合,金刚石为共价键结合而成的正四面体立体网状结构,故石墨转化为金刚石时既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D正确。
9.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案 A 在酯化反应中,通常是“酸脱羟基醇脱氢”,所以A中反应后18O原子应存在于酯中。
易错易混 C项中离子键的形成过程包含电子的转移,用电子式表示离子键的形成过程时要用箭头表示出电子转移的方向。
10.(2018浙江4月选考,8,2分)下列表示正确的是( )
A.硫原子结构示意图
B.乙炔的结构简式CHCH
C.乙烯的球棍模型
D.NaCl的电子式Na··Cl······
答案 C 硫原子结构示意图为,故A错误;乙炔的结构简式为,故B错误;乙烯的球棍模型为,故C正确;NaCl的电子式为Na+[··Cl······]-,故D错误。
11.(2017北京理综,7,6分)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D 本题考查原子结构、元素周期表、元素周期律等知识。中子数为176的Ts核素符号为 117293Ts。
审题方法 Ts的原子核外最外层电子数是7,则该元素一定是第ⅦA族元素。
12.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案 A B项,氟原子的结构示意图为;C项,CaCl2的电子式为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
13.(2015江苏单科,2,2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:1720Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图:
C.氯分子的电子式:··Cl······Cl······
D.氯乙烯分子的结构简式:H3C—CH2Cl
答案 C A项,元素符号的左上角应为质量数,该氯原子应表示为 1737Cl;B项,Cl-的结构示意图为;D项,氯乙烯分子的结构简式为。
14.(2014广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
KNO3的溶解度大
用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl
B
BaSO4难溶于酸
用盐酸和BaCl2溶液检验SO42-
C
NH3能使酚酞溶液变红
NH3可用于设计喷泉实验
D
Ca(OH)2能制成澄清石灰水
可配制2.0 mol·L-1的Ca(OH)2溶液
答案 B A项,因为KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响不大,故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl,A项错误。B项,往待测溶液中先加稀盐酸若无沉淀产生,再加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明有SO42-,B项正确。C项,NH3可用于设计喷泉实验是因为NH3极易溶于水,C项错误。D项,Ca(OH)2是微溶物,不可配制2.0 mol·L-1的溶液,且叙述Ⅰ和叙述Ⅱ不存在因果关系,D项错误。
15.(2014江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:Na··O······O······Na
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
答案 B 过氧化钠的电子式为Na+[··O······O······]2-Na+,A项错误;S2-的结构示意图为,C项错误;间二甲苯的结构简式为,D项错误。
16.(2013江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.丙烯的结构简式:C3H6
B.氢氧根离子的电子式:[··O······H]-
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子:92146U
答案 B 丙烯的结构简式为,A项错误;B项中的电子式正确;氯原子的结构示意图为:,C项错误;该铀原子的质量数为:146+92=238,该原子应表示为 92238U,D项错误。
考点分析 本题是常规考题,与《考试说明》的典型示例一致,分别对有机物结构简式、电子式、原子或离子的结构示意图、核素的表示式等化学用语进行考查,复习时要有针对性。
17.(2012江苏单科,2,2分,★)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.乙酸的结构简式:C2H4O2
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的氯原子:1720Cl
D.NH3的电子式:H··N··H ··H
答案 B 乙酸的结构简式为CH3COOH,故A项错误;中子数为20的氯原子应写成 1737Cl,故C项错误;NH3的电子式为H··N··H ····H,故D项错误。
18.(2012山东理综,9,4分)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
答案 B A项,如NH4Cl由非金属元素组成,但为离子化合物;C项,同位素原子(如1H、2H、3H)的质子数相同,中子数不同;D项,一般ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱。
19.(2012天津理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.乙酸与丙二酸互为同系物
B.不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.92235U和 92238U是中子数不同质子数相同的同种核素
D.短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构
答案 D A项,乙酸分子中含有一个羧基(—COOH),而丙二酸分子中含有两个羧基,二者不属于同系物;B项,H2O2分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键;C项,92235U和 92238U是两种不同的核素;D项,短周期第ⅣA与第ⅦA族元素的原子间构成的分子包括CF4、CCl4、SiF4、SiCl4,这些分子中各原子均满足最外层8电子结构。
20.(2011江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.N2的电子式:N⋮⋮N
B.S2-的结构示意图:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:53131I
D.邻羟基苯甲酸的结构简式:
答案 C N2的电子式为··N⋮⋮N··,故A项错误;S2-的结构示意图应为,故B项错误;邻羟基苯甲酸的结构简式为,故D项错误。
21.(2018天津理综,7节选)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)r(H+)<r(Mg2+)<r(N3-)<r(Cl-)
第三周期ⅡA族 [H··O······]-Mg2+[··O······H]-
(2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O
解析 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)<r(Mg2+)<r(N3-)<r(Cl-)。Mg(OH)2是离子化合物,其电子式为[H··O······]-Mg2+[··O······H]-。
(2)由反应①产物逆推可知A2B由Mg、Si组成,故化学式为Mg2Si。电解熔融MgCl2可制取Mg,反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。反应过程中生成的NH3、NH4Cl可以是反应①的反应物,故二者可以循环使用。
(3)依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC,SiC俗称金刚砂,是一种固体耐磨材料。
(4)SO2转化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2 2MgSO4+2H2O。
22.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显 色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。
答案 (1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑](每空2分)
(2)纯碱(或苏打)(1分)
2Na2CO3+Cl2+H2O NaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
紫(1分)
(3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) ··Cl······C······O····Cl······(1分) 金属晶体(1分)
(4)氢(1分) 正四面体(1分)
解析 根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。
(1)工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。
(2)C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3,俗名为纯碱(或苏打);Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。
(3)根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2(Na2C2)、COCl2、Na。
(4)在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体;甲烷分子的空间结构为正四面体。
评析 本题考查短周期中元素的推断,综合考查了Cl2的工业制法、元素化合物的性质、晶体结构等知识,其中对新能源“可燃冰”的考查是难点,要求学生了解一些课外热点科技。
考点二 元素周期表与元素周期律
1.(2022广东,7,2分)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示;戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
答案 C 戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,结合元素周期表片段可知,戊可能为S或Cl,若戊为S,则甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P;若戊为Cl,则甲为N、乙为F、丙为P、丁为S。原子半径:丁>戊>乙,A项正确;非金属性:戊>丁>丙,B项正确;若甲为C,其氢化物如CH4等遇HCl不产生白烟,C项错误;丙的最高价氧化物对应的水化物可能是H2SiO3或H3PO4,都能与强碱反应,D项正确。
2.(2022海南,5,2分)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是( )
A.钠元素的第一电离能大于钾
B.基态钾原子价层电子轨道表示式为↑3s
C.钾能置换出NaCl溶液中的钠
D.钠元素与钾元素的原子序数相差18
答案 A 同主族元素的第一电离能自上到下逐渐减小,A项正确;基态钾原子的价层电子排布式为4s1,B项错误;钾在NaCl溶液中与水反应生成KOH,得不到钠,C项错误;在元素周期表中Na位于第三周期,K位于第四周期,都为第ⅠA族元素,原子序数相差8,D项错误。
3.(2022海南,11,4分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是( )
A.XW3是非极性分子
B.简单氢化物沸点:X>Y
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
答案 C Y的原子序数大于X,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,故X为N、Y为O;Z在同周期主族元素中金属性最强,Z为Na;W原子在同周期主族元素中原子半径最小,W为Cl。NCl3为极性分子,A不正确;沸点:H2O>NH3,B不正确;氧化钠、过氧化钠均为离子化合物,C正确;NaNO3水溶液显中性,NaNO2水溶液显碱性,D不正确。
4.(2022河北,10,4分)两种化合物的结构如下,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是 ( )
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
答案 A X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,结合它们在两种化合物中形成的化学键数目可知,X、Y、Z、R、Q分别是C、N、O、F、P。A项,P形成5个化学键,最外层不满足8电子稳定结构,错误;B项,五种元素中,F的非金属性最强,其简单氢化物的稳定性也最强,正确;C项,YZ2是NO2,存在平衡2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,降温时平衡正向移动,气体颜色变浅,正确;D项,O3在大气中的含量与环境污染密切相关,正确。
5.(2022湖南,5,3分)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.非金属性:Y>X>W
C.Z的单质具有较强的还原性
D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
答案 C 由化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,且W原子序数最大,可知X为C,W为Si,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,且原子序数:W=X+Y,则推知Y为O,Z为F。原子半径:C>O>F,A项正确;非金属性:O>C>Si,B项正确;F元素无正价,故F2不表现还原性,C项错误;第六周期的0族元素为86号元素,故82号元素位于第ⅣA族,与Si位于同一主族,D项正确。
6.(2022江苏,3,3分)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(Al3+)<r(Na+)
B.电负性大小:χ(F)< χ(O)
C.电离能大小:I1(O)<I1(Na)
D.碱性强弱:NaOH<Al(OH)3
答案 A 核外电子排布相同的微粒,核电荷数越大,半径越小,A正确;F的非金属性强于O,则F的电负性较大,B错误;钠的金属性强,容易失电子,电离能较小,C错误;Na的金属性强于Al,则NaOH的碱性强于Al(OH)3,D错误。
7.(2022全国甲,12,6分)Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是( )
A.非金属性:X>Q
B.单质的熔点:X>Y
C.简单氢化物的沸点:Z>Q
D.最高价含氧酸的酸性:Z>Y
答案 D Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍,则Q为第二周期元素,Y的最外层电子数为4且与Q位于不同周期,故其位于第三周期,则Y为Si;X与Y相邻,X为Al;根据4种元素原子最外层电子数之和为19,可知Q与Z最外层电子数之和为12,Q、Z可能是O、S,也可能是N、Cl,还可能是F、P。A项,Al的非金属性弱于第二周期的N、O、F,错误;B项,金属铝的熔点低于单质硅,错误;C项,Q的简单氢化物存在分子间氢键,故沸点高,错误;D项,Z是原子序数大于Y的同周期元素,非金属性:Z>Y,最高价含氧酸的酸性:Z>Y,正确。
8.(2022全国乙,11,6分)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物酸性:Y<X
C.100~200 ℃阶段热分解失去4个W2Z
D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
答案 D 根据题干信息“200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出”,说明失去的是水,即W为H,Z为O;YZ2分子的总电子数为奇数,说明Y的原子序数为奇数,且YZ2常温下为气体,则Y为N;根据W、X、Y、Z原子序数依次增加,且原子序数之和为21,得X为B,代入验证合理。A项,硼单质常温下为固体,错误;B项,非金属性:N>B,故最高价氧化物的水化物酸性:Y(HNO3)>X(H3BO3),错误;C项,1 mol NH4B5O8·4H2O的质量为273 g,200 ℃时失重率为19.8%,则质量减少约54 g,则失去了约3 mol H2O,错误;D项,500 ℃时,若起始1 mol NH4B5O8·4H2O进行热分解,则剩余固体质量为273 g×64.1%≈175 g,5 mol B质量为55 g,说明O剩余175 g-55 g=120 g,n(O)=7.5 mol,n(B)∶n(O)=5∶7.5=2∶3,恰好是B2O3,正确。
疑难突破
热重曲线分析
一般先假设进行热分解的物质为1 mol,然后根据失重的质量分数,计算对应物质的物质的量,也可以根据剩余固体的质量分数,计算分析剩余固体的成分。
9.(2022浙江1月选考,16,2分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )
A.非金属性:Y>W
B.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X与Y可形成化合物X2Y3
答案 D W、Y同族且原子序数Y=2W,则W、Y分别为O、S;地壳中含量最多的金属元素为Al,根据原子序数依次增大可知Z为Cl。A项,非金属性:O>S,错误;B项,AlCl3为共价化合物,错误;C项,Y、Z的氧化物对应的水化物可能分别为H2SO3、HClO,均为弱酸,错误。
10.(2022浙江6月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,YX3分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.M2Z与MQ的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
答案 B X、Y、Z、M、Q为短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,X为H;YX3分子呈三角锥形,YX3为NH3,Y为N;Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,Z为O;M与X同主族,M为Na;Q是同周期中非金属性最强的元素,Q为Cl。OH-、H2O、H3O+均为X与Z形成的10电子微粒,A不正确;ClO2可用于饮用水的消毒,B正确;Na2O 与NaCl均为离子晶体,C不正确;NH3·H2O的水溶液显碱性,D不正确。
11.(2020山东,3,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:W>X>Y>Z
B.简单离子的还原性:Y>X>W
C.简单离子的半径:W>X>Y>Z
D.氢化物水溶液的酸性:Y>W
答案 C 由“基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2”可知,X是氧元素,Z是钠元素;Y的原子序数介于氧元素与钠元素之间且Y为短周期主族元素,说明Y是氟元素;W的最外层电子数与Y相同,说明W是氯元素。A项,第一电离能:F>O>Cl>Na,错误;B项,F-、O2-、Cl-三者还原性的强弱顺序:Cl->O2->F-,错误;C项,简单离子的半径大小顺序:Cl->O2->F->Na+,正确;D项,氢化物水溶液的酸性:HCl>HF,错误。
12.(2020天津,8,3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素
最高价氧化
物的水化物
X
Y
Z
W
分子式
H3ZO4
0.1 mol·L-1溶液对应的
pH(25 ℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:Z<W
B.简单离子半径:W<Y
C.元素第一电离能:Z<W
D.简单氢化物的沸点:X<Z
答案 A 依据题意,结合元素周期表及0.1 mol·L-1的X最高价氧化物的水化物溶液的pH为1,知X的最高价氧化物的水化物为一元强酸,因为X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大,故X的最高价氧化物对应水化物为HNO3,则X为N;0.1 mol·L-1的Y最高价氧化物的水化物溶液的pH为13,说明Y最高价氧化物的水化物为一元强碱,即NaOH,则Y为Na;Z的最高价氧化物的水化物化学式为H3ZO4,Z原子序数大于Na,说明Z的最高价为+5价,则Z为P;0.1 mol·L-1的W最高价氧化物的水化物溶液的pH为0.70,说明W的最高价氧化物的水化物为二元强酸,即H2SO4,则W为S。A项,Z和W为同周期元素,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,即元素电负性:S>P,正确;B项,简单离子半径:S2->Na+,错误;C项,P位于第ⅤA族,价电子排布式为3s23p3,是比较稳定的半满结构,第一电离能大于同周期的S元素,即元素的第一电离能:P>S,错误;D项,X的简单氢化物是NH3,Z的简单氢化物是PH3,NH3分子间存在氢键,故沸点:NH3>PH3,错误。
13.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Z<Y<M
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>M
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D 依据题意,结合元素周期表可以推断出X为H,Y为C,Z为N,M为Si,Q为Cl。A项,C和Si位于同一主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即C<Si,C和N位于同一周期,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,即C>N,则原子半径:N<C<Si,正确。B项,C、N、Si的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、HNO3和H2SiO3,它们的酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3,正确。C项,X2Z—ZX2为N2H4,N2H4易溶于水,水溶液显碱性,正确。D项,H、N、Cl三种元素可以组成NH4Cl,NH4Cl为离子化合物,错误。
14.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W<X
B.常温常压下,Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性:Z<W
D.X的最高价氧化物的水化物是强碱
答案 D 本题涉及元素周期律、元素周期表的应用,借助元素周期表片段考查考生元素推断、分析和解决化学问题的能力。通过元素“位—构—性”之间的逻辑关系,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知,W与X的最高化合价之差为2,设X的最高化合价为a,则W的最高化合价为a+2,结合题意知2a+2=8,解得a=+3,从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项,同周期主族元素从左到右,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,故原子半径:W(N)<X(Al);B项,常温常压下,Y(Si)单质为固态;C项,非金属性:Z(P)<W(N),故气态氢化物的热稳定性:Z<W;D项,X为Al,其最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物。
15.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C 根据周期表中各周期的元素种类数可推知第四、五、六、七周期的0族元素的原子序数分别为36、54、86和118。第35号元素应在第四周期第ⅦA族,单质是Br2,在常温常压下是液体,A正确;第四周期第ⅤA族的元素为As,为非金属元素,B正确;第84号元素在第ⅥA族,最高化合价是+6,故C错误;D正确。
解题点睛 解答本题的关键点有二,一是熟记每个主族从上到下元素的名称和符号,二是会根据周期表中各周期的元素种类数推断下一周期同主族或0族元素的原子序数。
16.(2018课标Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B 氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓) CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
17.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体,说明W为N,X为O。Y的周期数是族序数的3倍,说明Y是Na,Z原子的最外层电子数与W的电子总数相同,则Z是Cl。X与W可形成NO、NO2、N2O4等,与Y可形成Na2O、Na2O2,与Z可形成ClO2、Cl2O7等,A正确;Na2O2、NaN3中均含有离子键与非极性共价键,B不正确;N3-、O2-、Na