高考化学一轮专题复习《物质结构元素周期律》.docx
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高考化学一轮专题复习《物质结构元素周期律》
2020年高考化学一轮专题复习:
《物质结构元素周期律》
一、单选题(共15小题)
1.W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18,下列说法正确的是( )
A.单质的沸点:
W>X
B.阴离子的还原性:
W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:
Y D.X与Y不能存在于同一离子化合物中 2.中科院国家纳米科学中心2013年11月22日宣布,该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据.这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步,也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法.下列说法中正确的是( ) A.正是氢键的存在,冰能浮在水面上 B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C.由于氢键的存在,沸点: HCl>HBr>HI>HF D.由于氢键的存在,水分子中氢氧键角是104.50° 3.关于氢键的下列说法正确的是( ) A.由于氢键的作用,熔点H2O>I2 B.4℃时,水的密度最大与氢键有关 C.氢键不属于化学键,没有饱和性和方向性 D.氢键一定在分子间形成,它是一种特殊的分子间作用力 4.“富勒烯”家族又增添了新成员,继C60,C70,N60之后,中美科学家首次发现了全硼富勒烯B40。 下列说法正确的是( ) A.B40,C70都属于新型化合物 B.C60和N60属于同分异构体 C.B40,C60,C70,N60都属于烯烃 D.B40,C60,C70,N60都只含共价键 5.某医学院研究所研制的小分子团水,解决了医务人员工作时的如厕难题.新型小分子团水,具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储存时间长、排放量少的特点.一次饮用125mL小分子团水,可维持人体6小时正常需水量.下列关于小分子团水的说法正确的是( ) A.水分子的化学性质改变 B.水分子中氢氧键缩短 C.水分子间的作用力减小 D.水分子间结构、物理性质改变 6.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍。 下列判断正确的是( ) X Y Z W A.原子半径: rW>rZ>rY>rX B.含Y元素的硫酸盐溶液可以和强酸、强碱反应 C.最简单气态氢化物的热稳定性: Z>W D.X与氢元素组成的化合物XH5与水反应可产生两种气体 7.下列有关化学用语使用正确的是( ) A.S2-的结构示意图: B.NaCl的形成: C.氕原子符号: H D.HCl的电子式: 8.下列表述正确的是( )。 A.CH3F的电子式: B.Na2S的电子式: Na Na C.氢氧根的电子式 H D.次氯酸的电子式: H 9. C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析。 下列有关 C的说法正确的是( ) A. C的质量数是13,原子序数是6,核内有6个中子 B. C与金刚石、石墨、C60等互为同素异形体 C.碳元素的相对原子质量为13 D. C是碳的一种核素,与 C互为同位素 10.某元素只存在两种天然同位素,且在自然界它们的含量相近,其相对原子质量为152.0,原子核外的电子数为63。 下列叙述中错误的是( ) A.它是副族元素 B.它是第六周期元素 C.它的原子核内有63个质子 D.它的一种同位素的核内有89个中子 11.下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是( ) A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D 12.下列说法正确的是( ) A.过氧化氢的电子式为H · · H B. I和 I2互为同位素 C.质子数为17,中子数为20的氯原子可表示为 Cl D.在Mg18O晶体中,阴离子结构示意图可表示为 13.下列有关物质结构的说法正确的是( ) A.共价化合物中各原子最外层都一定满足8电子结构 B.BaO2晶体中阳离子与阴离子数目之比为1∶2 C.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致 D.在反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,既有离子键、极性键和非极性键的断裂,又有离子键、极性键和非极性键的形成 14.短周期元素W,X,Y,Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是() A.W2-X+ B.X+Y3+ C.Y3+Z2- D.X+Z2- 15.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是() A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等 C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有的质子数相等 二、填空题(共3小题) 16.C,N、O、Al、Si,Cu是常见的六种元素。 (1)Si位于元素周期表第________周期第________族。 (2)N的基态原子核外电子排布式为________;Cu的基态原子最外层有________个电子。 (3)用“>”或“<”填空: (4)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。 图1 图2 0~t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是________,溶液中的H+向________极移动,t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是________。 17.月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。 (1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为________。 (2)Na的原子结构示意图为________,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为________。 (3)MgCl在工业上应用广泛,可由MgO制备。 ①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。 ②月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为__________________________;SiO2的晶体类型为________。 ③MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。 若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为________________(写化学式)。 (4)月壤中含有丰富的3He,从月壤中提炼1kg3He,同时可得6000kgH2和700kgN2,若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵________kg。 18.若A,B是相邻周期同主族元素(A在B上一周期),A,B所在周期分别有m种和n种元素,A的原子序数为x,B的原子序数为y,则x、y的关系为________________。 三、实验题(共3小题) 19.元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题: (1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。 a.原子半径和离子半径均减小 b.金属性减弱,非金属性增强 c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强 d.单质的熔点降低 (2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为________,氧化性最弱的简单阳离子是________。 (3)已知: 工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是________________________________; 制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是______________________________。 (4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。 由粗硅制纯硅过程如下: Si(粗) SiCl4 SiCl4(纯) Si(纯) 写出SiCl4的电子式: ________________;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式: _________________________ ________________________________________________________________________。 (5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。 a.NH3 b.HIc.SO2d.CO2 (6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。 写出该反应的化学方程式: _________________________________________。 20.某学生做探究同主族元素性质递变规律的实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象。 请你帮助该学生整理并完成实验报告。 (1)实验目的: ____________________________________________________________。 (2)实验用品: 仪器: ①________;②________(请填写两种主要玻璃仪器)。 药品: 氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。 (3)实验内容(在下列空格内填写相关内容) (4)实验结论: ___________________________________________________________。 (5)问题和讨论: ①请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②由于F2过于活泼,很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱。 试列举一个事实说明F的非金属性比Cl强: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 21.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。 Ⅰ. (1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol·L-1的盐酸中,试预测实验结果: ______________________________________________________________ 与盐酸反应最剧烈,________________________与盐酸反应最慢。 (2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理? 并说明理由: ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。 (3)仪器A的名称为________,干燥管D的作用是________________________。 (4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫: 装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为____________。 (5)若要证明非金属性: C>Si,则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________,观察到C中溶液的现象为_______________________________________________。 四、推断题(共3小题) 22.短周期主族元素A,B,C,D,E,F的原子序数依次增大,它们的原子核外电子层数之和为13。 B的化合物种类繁多,数目庞大;C,D是空气中含量最多的两种元素,D,E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物;F为同周期半径最小的元素。 试回答以下问题: (1)写出D与E以1∶1的原子个数比形成的化合物的电子式: _____。 F的原子结构示意图为: ______________。 (2)B,D形成的化合物BD2中存在的化学键为________键(填“离子”或“共价”,下同)。 A,C,F三种元素形成的化合物CA4F为________化合物。 (3)化合物甲、乙由A,B,D,E中的三种或四种组成,且甲、乙的水溶液均呈碱性。 则甲、乙反应的离子方程式为: __________________________________。 (4)A,C,D,E的原子半径由大到小的顺序是__________________________________(用元素符号表示)。 (5)元素B和F的非金属性强弱,B的非金属性________于F(填“强”或“弱”),并用化学方程式证明上述结论 ________________________________________________________________________。 23.A,B,C,D是常见的不同主族的短周期元素,它们的原子序数逐渐增大。 已知其中只有一种是金属元素,C元素原子最外层电子数是D元素原子的最外层电子数的一半,B元素原子的最外层电子数比D元素原子的最外层电子数少2个。 E、F也是短周期元素,E与D同主族,F与A同主族。 (1)写出F2E2的电子式: __________________________________________________, 其化学键类型为____________________。 (2)六种元素中的三种组成的易溶于水的酸性物质中,能促进水电离的物质M是________________________________________________________________________ (写化学式,写一个即可,下同),能抑制水电离的物质N是________。 25℃时,pH=a的M溶液中由水电离出的H+浓度与pH=a的N溶液中由水电离出的H+浓度之比为________。 (3)甲、乙、丙分别是B,C,D三种元素最高价含氧酸的钠盐,甲、乙都能与丙发生反应,且丙的用量不同,反应的产物不同。 回答下列问题: ①向乙溶液中缓慢滴加过量的丙溶液,过程中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 ②向甲溶液中缓慢滴加过量的丙溶液,所观察到的实验现象为______________________。 24.下表是元素周期表主族元素的一部分,短周期元素X的最高正化合价是+5,Y的单质可在空气中燃烧。 请回答下列问题: (1)Z的元素符号是__________,写出Z的原子结构示意图: __________________。 (2)W的最高价氧化物不溶于水,但能溶于烧碱溶液,该反应的离子方程式为____________________________________________________________________。 (3)探究同主族元素性质的一些共同规律,是学习化学的重要方法之一。 在下表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测,举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中Z用元素符号表示) (4)由C、O和Y三种元素组成的化合物COY中,所有原子的最外层都满足8电子结构。 写出该化合物的电子式: _________________________________________。 答案解析 1.【答案】B 【解析】W的L层无电子,则W为氢元素。 X的L层为5个电子,则X为氮元素。 Y、Z的L层均为8个电子,均在第三周期,最外层电子数之和为12。 Y、Z的最外层电子数可能分别为5、7或6、6(若为4、8,则Z为Ar,不是主族元素),若为6、6,则Y为氧元素(不在第三周期),不可能,所以Y为磷元素,Z为氯元素。 A项,N2的相对分子质量大于H2,分子间的作用力强,所以N2的沸点高于H2,错误;B项,因为氢的非金属性弱于氯(可根据HCl中氢显+1价判断),所以H-还原性强于Cl-,正确;C项,由于没有说明是最高价氧化物的水化物,所以氯元素的氧化物的水化物的酸性不一定大于磷元素的氧化物的水化物的酸性,如H3PO4的酸性强于HClO,错误;D项,如离子化合物(NH4)3PO4中同时存在氮和磷两种元素,错误。 2.【答案】A 【解析】冰中分子排列有序,含有氢键数目增多,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,是氢键的原因,A正确;氢键属于分子间作用力,不属于化学键,B错误;卤素的氢化物中只有HF含有氢键,卤素的氢化物的沸点: HF>HI>HBr>HCl,C错误;键角是共价键的参数,氢键不是共价键,是分子间作用力,所以键角与氢键无关,D错误。 3.【答案】B 【解析】A.常温下,水为液体,碘单质为固体,则熔点H2O<I2,错误;B.氢键具有方向性,氢键的存在迫在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大.当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的间隙减小,密度反而增大,正确;C.氢键有饱和性和方向性,每个H原子只能形成一个氢键,错误;D.氢键也可以存在于分子内,如 可以形成分子内氢键,也可以形成分子间氢键,错误。 4.【答案】D 【解析】A项,B40、C70都属于单质,错误;B项,C60和N60分子式不同,不属于同分异构体,错误;C项,B40、C60、C70、N60都不含氢元素,不属于烯烃,错误;D项,B40、C60、C70、N60都只含共价键,正确。 5.【答案】D 【解析】A、小分子团水仍是以分子为基本单位组成的聚集体,化学性质由水决定,与水的化学性质一样,性质没有改变,错误;B、小分子团水只是改变水分子间的作用力,化学键没有改变,分子中的氢氧键并没有缩短,错误;C、小分子团水分子间的距离减小,分子间作用力增强,错误;D、分子团水分子间的距离减小,水分子间结构改变,分子间作用力增强,沸点升高,密度增大,正确。 6.【答案】D 【解析】由图及W原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍可知W是S,故Y是Al,Z是Si,X是N。 原子半径: rY>rZ>rW>rX,故A错误;含Al元素的硫酸盐溶液只能和强碱反应,不能和强酸反应,故B错误;同周期元素从左到右,非金属性逐渐增强,所以对应气态氢化物的热稳定性W>Z,故C错误;NH5+H2O NH3·H2O+H2↑,一水合氨不稳定易分解生成氨气和水,故D正确。 7.【答案】B 【解析】A项为S原子结构示意图,S2-示意图最外层应为8个电子,C项,氕为 H,D项,HCl为共价化合物,电子式不出现括号和电荷。 8.【答案】D 【解析】A项中F原子的未成键电子没有表示出来,错误;B项中Na2S是离子化合物,电子式书写错误;C项中OH-的电子式应为[ H]-,错误。 9.【答案】D 【解析】A中,原子序数与中子数之和应等于质量数;B中,金刚石、石墨、C60为碳的不同单质,而 C为核素;C中,碳元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值。 10.【答案】D 【解析】核外电子数等于其质子数,C项正确;用质子数分别减去各周期所含有的元素种类数,63-2-8-8-18-18=9,显然其是第六周期从左到右的第9种元素,而第六周期中包含镧系,所以它应属于副族,A、B项均正确;由于存在同位素,所以其相对原子质量应是同位素的平均值,而不代表其中一种元素的质量数,故中子数不能用152-63=89来计算,D项错。 11.【答案】C 【解析】 A、B项内层应排布2个电子,D项最外层超过了8个电子。 12.【答案】D 【解析】A选项中氧原子与氧原子之间应共用一对电子;B选项 I2是分子;C选项20是中子数,不是质量数,正确的写法是 Cl。 13.【答案】D 【解析】共价化合物H2O、BeCl2中H和Be两原子最外层均不是8电子结构,选项A错;BaO2晶体中阳离子是Ba2+,阴离子是O ,两者的物质的量之比为1∶1,选项B错;水非常稳定的原因是氢氧键键能比较大,选项C错。 14.【答案】C 【解析】结合原子序数和简单离子的电荷数,确定W,X,Y,Z分别为O,Na,Al,S四种元素,能发生水解的离子为Al3+,S2-,C正确。 15.【答案】C 【解析】A错误,因为摩尔质量不同,等体积时密度不等。 B错误,中子数前者为16,后者为14。 C正确,相同物质的量的时候,有相同的原子数,每种分子的电子数均为14。 D错误,两者摩尔质量不同,等质量时物质的量不相等。 16.【答案】 (1)三 ⅣA族 (2)1s22s22p3 1 (3)> < > < (4)2H++NO +e-===NO2↑+H2O 正 常温下铝在浓HNO3中发生钝化,氧化物薄膜阻止了铝的进一步反应 【解析】 (1)Si是14号元素,位于元素周期表第三周期ⅣA族, (2)N为7号元素,基态原子核外电子排布式为: 1s22s22p3;Cu为29号元素,其原子核外各电子层电子数依次为2、8、18、1,最外层有1个电子。 (4)0-t1时,Al表面被氧化发生钝化,Al作负极,Cu作正极,正极反应为2H++NO +e-===NO2↑+H2O;原电池工作时,阳离子向正极做定向移动;t1时铝表面在浓HNO3中全部钝化后,氧化膜阻止了铝的进一步氧化,然后铜作负极,电流方向发生变化。 17.【答案】 (1)1 (2) (3)①高 ②SiO2+2OH-===SiO +H2O 原子晶体 ③NaCl,NaClO,Na2CO3 (4)3950 【解析】(3)①离子晶体的熔点与晶格能有关系,形成离子键的离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,晶格能越大,熔点越高;镁离子的半径小于钡离子,故氧化镁的晶格能大于氧化钡的晶格能,则氧化镁的熔点高;②氧化镁是碱性氧化物,二氧化硅是酸性氧化物,可用强碱溶液除去二氧化硅;二氧化硅是由硅原子和氧原子通过共价键形成的空间网状结构的晶体,是原子晶体;③氧化镁、炭粉和氯气制备氯化镁,另一生成物可被氢氧化钠完全吸收,则生成气体是二氧化碳,它与足量氢氧化钠反应生成碳酸钠,过量的氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠。 (4)根据化学方程式3H2+N2 2NH3,结合已知可知N2不足,则最多生成的NH3的物质的量为 ×2,根据氮原子守恒可知最终生成碳酸氢铵的质量为 ×2×79g·mol-1=3950000g=3950kg。 18.【答案】y=x+m或y=x+n 【解析】当A,B在ⅠA族和ⅡA族时,y=x+m,当A、B在ⅢA~ⅦA族时,y=x+n。 19.【答案】 (1)b (2)氩 Na+(或钠离子) (3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加
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