物质结构和元素周期律(45分钟 100分)一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)1.随着科学技术的不断进步,研究物质的手段和途径越来越多,、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法中,正确的是( )A.中含有36个电子B.O2与O4属于同分异构体C.C60和12C、14C都是碳元素的一种核素,互为同位素D.H2与H3属于同素异形体2.下列排列顺序正确的是( )A.离子半径：Na+>Mg2+>F-B.稳定性：HF>H2O>NH3C.酸性：盐酸>碳酸>醋酸D.已知33As、35Br位于同一周期,则酸性：H3AsO4>HBrO43.(2022·宁德联考)下列说法中,正确的是( )A.离子化合物中,阴、阳离子间存在静电吸引力B.HF、HCl、HBr和HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱C.第3周期非金属元素对应的含氧酸酸性从左到右依次增强D.短周期元素形成离子后,最外层电子数都达到8电子稳定结构4.(2022·龙岩质检)下列关于原子结构、元素周期表和元素周期律的说法正确的是( )A.核外电子排布相同的简单离子一定是同周期元素B.位于金属与非金属的交界处的铝、硅元素,属于过渡元素C.由水溶液的酸性：H2SO3>H2CO3,可推断出元素的非金属性：S>CD.Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族,碱性：CsOH>Ba(OH)25.(2022·江西师大附中二模)元素X、Y、Z原子序数之和为37,X、Y在同一周期,X+、Z-具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )A.同族元素中Z的氢化物稳定性最高B.同周期元素中X的金属性最强C.原子半径X>Y,离子半径X+>Z-D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强6.(2022·福建高考)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )A.最简单气态氢化物的热稳定性：R>QB.最高价氧化物对应水化物的酸性：Q<WC.原子半径：T>Q>RD.含T的盐溶液一定显酸性-8-\n7.(2022·昆明质检)已知短周期元素A、B、C、D最高价氧化物对应水化物分别为X、Y、Z、W。A是短周期中原子半径最大的元素。常温下X、Z、W均可与Y反应,A、C、D的原子序数及0.1mol·L-1X、Z、W溶液的pH如图所示。下列说法正确的是( )A.B的离子半径大于A的离子半径B.C的氢化物稳定性大于D的氢化物稳定性C.X、W两物质含有的化学键类型相同D.B原子的电子层数与最外层电子数相等二、非选择题(本题包括4小题,共58分)8.(14分)(2022·宁德质检)A、B、C、D四种短周期元素,原子序数依次增大;A和C能形成一种分子X或一种+1价阳离子Y;B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;C、D在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体。试回答下列问题：(1)B在周期表中的位置为 。(2)写出一种由A、B、C、D四种元素组成的常见化合物的化学式 ,其中所含的化学键类型为 。(3)写出Y水解的离子方程式 。(4)在101kPa时,1gX气体在D单质中充分燃烧,生成一种液态化合物和另一种对环境无污染的稳定物质,放出18.6kJ的热量。该反应的热化学方程式为 。9.(14分)(1)下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质)。把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中：-8-\n①第ⅡA族元素的价电子数 。②第3周期元素的最高正价 。③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径 。(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4;M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3;N-、Z+、X+离子的半径逐渐减小;化合物XN常温下为气体。据此回答：①N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 。②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质,且两种物质水溶液的酸碱性相同,组成元素的原子数目之比均为1∶1∶1,A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小。则化合物A中的化学键类型为 ,B的化学式为 。③工业上制取单质M的化学方程式为 。10.(14分)(2022·太原调研)现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素,它们的原子序数依次增大。C与E同主族,D、E、F同周期。A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等。A能分别与B、C形成电子总数相等的分子,且A与C形成的两种化合物在常温下均为液态;A能分别与E、F形成电子总数相等的气体分子。D的最高价氧化物既能与强酸反应,又能与强碱反应。请回答下列问题：(1)元素F在周期表中的位置是 。(2)写出D的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式： 。化合物甲由D、F两种元素组成,它的水溶液显 (选填“酸性”“碱性”或“中性”),其原因是 (用离子方程式表示)。(3)B与F两种元素形成的一种化合物乙中,各原子均满足8电子的稳定结构,则乙的结构式为 。(4)为了除去化合物丙(A2EC4)稀溶液中混有的A2EC3,常采用A2C2作氧化剂,该反应的离子方程式为 。11.(16分)(2022·莆田质检)A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。已知：A是原子半径最小的元素,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐,D与E同主族,E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2。请回答：(1)C的原子结构示意图为 。(2)元素D的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂,这种化合物与水反应的离子方程式为 。(3)D和E两种元素相比较,其原子得电子能力较强的是 (写名称)。以下说法中,可以证明上述结论的是 (填写编号)。a.比较这两种元素的常见单质的沸点b.二者形成的化合物中,D元素的原子显负价c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性d.比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性(4)元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素),这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是 。(5)由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂,元素A、F组成的化合物为Y。在等体积、等pH的X、Y的溶液中分别加入等质量的锌粉,反应后若最后仅有一份溶液中存在锌粉,则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是：X Y(选填“>”“=”或“<”)。(6)元素F的单质常温下是一种气体,工业上主要是通过电解其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体,假定装入的饱和溶液为100mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得阴极上产生11.2-8-\nmL(标准状况)气体时停止通电,将溶液摇匀,此时溶液的pH为 。-8-\n答案解析1.【解析】选D。每个氮原子有7个电子,则中的电子数为7×5-1=34,A错误;O2与O4是氧元素形成的两种不同单质,互为同素异形体,B错误;同位素的研究对象是原子,核素是具有一定质子数和中子数的一种原子,C60是一种单质,C错误。2.【解析】选B。Na+、Mg2+、F-具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,即离子半径F->Na+>Mg2+,A错误;同周期非金属性F>O>N,其氢化物的稳定性为HF>H2O>NH3,B正确;酸性：盐酸>醋酸>碳酸,C错误;非金属性Br>As,其最高价氧化物对应水化物的酸性是HBrO4>H3AsO4,D错误。3.【解析】选A。离子化合物中,阴、阳离子间既存在静电吸引力又存在静电斥力,A正确;HF、HCl、HBr和HI的热稳定性从左到右依次减弱,还原性依次增强,B错误;应该是最高价含氧酸酸性从左到右依次增强,C错误;短周期元素形成的离子如H+和Li+都不是8电子稳定结构,D错误。【解题技巧】分子中8电子稳定结构判别法在判断某分子中某原子是否达到8电子的稳定结构时,主要是看其化合价的绝对值与其最外层电子数之和是否等于8,如二者之和等于8则达到8电子稳定结构,如CO2中碳和氧原子;否则不是8电子稳定结构,如HCl中的Cl是8电子稳定结构,而H则只是2个电子。4.【解析】选D。O2-与Na+具有相同的核外电子排布,但两元素不在同一周期,A不正确;铝、硅元素,属于主族元素,B不正确;H2SO3不是最高价含氧酸,C不正确;同周期由左向右,元素的金属性逐渐减弱,故金属性：Cs>Ba,碱性：CsOH>Ba(OH)2,D正确。5.【解析】选C。由题意知X、Y、Z位于短周期,则X和Z的相对位置为,由此知Z位于第2周期,X位于第3周期,又X、Y在同一周期,则X、Y、Z分别是钠(Na)元素、氯(Cl)元素和氟(F)元素,第ⅦA族中F非金属性最强,则HF最稳定,A正确;Na是第3周期中金属性最强的元素,B正确;同周期从左到右原子半径依次减小,则Na>Cl(X>Y),具有相同核外电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,即F->Na+(Z->X+),C错误;第3周期非金属元素中,HClO4酸性最强,D正确。【解题技巧】判断元素金属性和非金属性强弱的方法金属的金属性非金属的非金属性金属金属性越强,与水反应越容易非金属的非金属性越强,与氢化合越容易金属金属性越强,与酸反应越容易非金属的非金属性越强,形成的氢化物越稳定金属金属性越强,最高氧化物对应的水化物碱性越强非金属的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物酸性越强金属性强的金属可以置换出盐溶液中金属性弱的金属非金属性强的非金属可以置换出溶液中非金属性弱的非金属6.【解析】选D。短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al,根据T在周期表中的相对位置,它只能是第3周期的Al,据此可以判断出其他元素如表所示：R(N)T(Al)Q(Si)W(S)-8-\n非金属性越强,最高价含氧酸的酸性和气态氢化物的热稳定性就越强。氮元素的非金属性比硅的强,所以NH3比SiH4稳定,A选项正确;硫元素的非金属性比硅的强,所以H2SO4比H2SiO3的酸性强,B选项正确;同一周期随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以原子半径：Al>Si>P,同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径：P>N,即Al>Si>P>N,C选项正确;NaAlO2水溶液显碱性,D选项错误。【变式备选】已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( )A.1mol由元素A、B组成的化合物一定含有18mole-B.元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不可能发生反应C.含D的盐溶液既可能显酸性,也可能显碱性D.化合物AE与CE含有相同类型的化学键【解析】选C。元素D是地壳中含量最多的金属元素,D是Al;A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,E的单质在常温下呈气态,E是氯元素;元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,B只能是第2周期元素,所以是碳元素;A是氢元素;C是钠元素。由元素C、H组成的化合物是烃,1mol烃不一定含有18mole-,A错误;氢氧化钠和氢氧化铝能发生反应,B错误;含Al的盐溶液既可能显酸性,如Al2(SO4)3溶液,也可能显碱性,如NaAlO2溶液,C正确;氯化氢中含有共价键,氯化钠中含有离子键,D错误。7.【解析】选D。根据“A是短周期中原子半径最大的元素”可知A为钠元素,X是NaOH。0.1mol·L-1W溶液的pH为1,则W是一元强酸,根据pH可知Z的酸性更强,再由“常温下X、Z、W均可与Y反应”可知Y是两性化合物,只能是Al(OH)3,说明B是铝元素,结合原子序数大小可知,C和D分别是硫、氯元素。离子半径Na+>Al3+,A错误;非金属性Cl>S,气态氢化物的稳定性是HCl>H2S,B错误;NaOH中含有离子键和共价键,HClO4中只有共价键,C错误。8.【解析】A、B、C、D四种短周期元素,原子序数依次增大;A和C能形成一种分子X或一种+1价阳离子Y;C、D在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体,所以C是氮元素,D是氧元素,A是氢元素,分子X是NH3,阳离子Y是N。(1)由题意知,B元素应有2个电子层,第一层为2个电子,则最外层应有4个电子,因此应是碳元素。B位于第2周期第ⅣA族。(2)由A、B、C、D四种元素组成的化合物可以为NH4HCO3或(NH4)2CO3;含有的化学键是离子键和共价键。(3)铵根离子水解生成氨水和氢离子：N+H2ONH3·H2O+H+。(4)1gNH3充分燃烧生成N2和H2O(l)时放出18.6kJ热量,则4molNH3完全燃烧释放的热量为4×17×18.6=1264.8kJ,则其燃烧的热化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)====2N2(g)+6H2O(l)ΔH=-1264.8kJ·mol-1。答案：(1)第2周期,第ⅣA族(2)NH4HCO3或(NH4)2CO3 离子键、共价键(3)N+H2ONH3·H2O+H+(4)4NH3(g)+3O2(g)====2N2(g)+6H2O(l)ΔH=-1264.8kJ·mol-19.【解析】(1)第ⅡA族元素的价电子数全部为2,是相等的;第3周期元素的最高正价是从+1价→+7价,依次增大;F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径依次减小。(2)Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,推断Y为O;根据M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶-8-\n3,推断M为Si;再根据X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大,离子的化合价及N-、Z+、X+的离子半径逐渐减小得出X为H,Z为Na,N为Cl(化合物XN常温下为气体,排除X为Li的可能),化合物A、B分别为NaOH、NaClO。答案：(1)①b ②c ③a(2)①HClO4②离子键、(极性)共价键 NaClO③SiO2+2CSi+2CO↑10.【解析】根据“D的最高价氧化物既能与强酸反应,又能与强碱反应”推出D是铝元素,然后依次推出A、B、C、E、F分别是H、N、O、S、Cl。(1)Cl位于元素周期表第3周期ⅦA族。(2)Al和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。AlCl3是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性。(3)N与Cl两种元素形成的一种化合物乙中,各原子均满足8电子的稳定结构,则N和三个Cl之间形成三个共用电子对,乙分子式为NCl3。(4)H2SO4稀溶液中混有的H2SO3,常采用H2O2除去,根据氧化还原反应规律写出离子方程式。答案：(1)第3周期ⅦA族(2)2Al+2H2O+2OH-====2Al+3H2↑酸性 Al3++3H2OAl(OH)3+3H+(3)(4)H2O2+H2SO3====2H++S+H2O11.【解析】原子半径最小的元素是氢;最外层电子数是次外层电子数的2倍,B元素是碳;题意说明C元素的氢化物溶液为碱性,故是氮元素;E元素为第3周期元素,故其最外层电子数为6,所以D、E是氧、硫,则F是氯。(3)氧、硫同主族,故氧的非金属性比硫强。沸点是物质的物理性质,不能作为判断非金属性强弱的依据,a项错误;S、O形成的化合物中,共用电子对偏向非金属性强的元素,b正确;氢化物的稳定性可以作为判断非金属性强弱的依据,而其水溶液酸性强弱不能作为判断非金属性强弱的依据,c正确、d错误。(4)NaHSO4为强酸酸式盐、NaHSO3为弱酸酸式盐,故书写离子方程式时,HS不能拆分。(5)X为醋酸、Y是HCl,pH相等时,加入锌随着反应的进行,醋酸电离平衡继续向右移动,产生氢气的反应速率较快。(6)电解NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,故产生OH-的物质的量：n(OH-)=2n(H2)=×2=10-3mol,c(OH-)==10-2mol·L-1,根据水的离子积常数,可知c(H+)=10-12mol·L-1,pH=12。答案：(1)(2)2Na2O2+2H2O====4Na++4OH-+O2↑(3)氧 b、c-8-\n(4)H++HS====SO2↑+H2O(5)> (6)12-8-
