微观结构与物质多样性1．如图所示是元素周期表的一部分，X、Y、Z、W均为短周期元素，若w原子最外层电子数是其内层电子数的3/5，则下列说法中正确的是（）A.原子半径由大到小排列顺序Z>Y>XB.X与O2化合生成一种氧化物B.气态氢化物的热稳定性Z>WD.X元素是自然界中能形成化合物种类最多的元素2．下列各组中属于同位素关系的是（）A.与B.T2O与H2OC.与D.金刚石与石墨3．考古学上常用碳元素的一种核素来测定文物的历史年代。下列关于的叙述中，错误的是（）A．质子数是6B．核外电子数是6C．中子数是6D．质量数是144．下列排列顺序不正确的是 （）A．非金属性：F>Cl>SB．熔点：I2＞H2O＞H2SC．稳定性：HF＞H2S＞H2OD．碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)35．橄榄石型LiFePO4是一种锂离子电池正极材料，下列有关LiFePO4的说法中不正确的是A．LiFePO4中铁元素的化合价为+2价B．LiFePO4中Li、P、O均属于短周期元素C．LiFePO4能与稀硫酸发生氧化还原反应D．LiFePO4中Li、Fe、P均属于主族元素6．相同温度下，等体积的两个集气瓶分别盛，，三种原子构成的CO和N2下列说法正确的是（ ）A．质量和分子数相同B．质量和分子数都不相同C．若压强相同，则含有相同的质子数，但质量不同D．若压强相同，则含有相同的原子、质子、中子和电子7．下列表达式错误的是( )A．甲烷的电子式：B．氮原子的L层电子排布图：C．硫离子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p4D．碳12原子：612C8．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如下图所示。下列说法正确的是（）A．原子半径的大小为：Z＞Y＞XB．若Y的氧化物为两性氧化物，则X、Z分别形成单质的微观结构中均可能具有正四面体构型C．若X的氢化物与Z的最高价氧化物对应水化物能反应，则生成的盐仅有一种\nD．若Y与Z的核电荷数之和为X的4倍，则X、Z形成的对应氢化物的熔沸点前者高于后者9．《读卖新闻》3月25日：日本东京电力公司24日宣布，在对福岛第一核电站排水口的海水进行取样化验后，检测出含有微量的放射性物质。专家表示，这些放射物质来自于核燃料棒。锆被发现了，说明堆心已经彻底熔毁；这不是几年就能解决的问题，最坏的情况发生了。日本前景堪忧！下列关于的说法正确的是（）A．和两原子的核外电子总数相等B．的中子数和电子数之差为55C．和是同种核素D．属于非金属元素10．根据砷元素在元素周期表中的位置，推测砷元素单质及其化合物不可能具有的性质是（）A.砷元素单质在通常情况下是固体B.砷元素有－3、＋3、＋5等多种化合价C.As2O5对应的水化物的酸性比磷酸强D.砷化氢不稳定11．据报道，结构式为的O4是一种价格超过黄金的气体，下列有关O4的说法中不正确的是（ ）A、O4与O3、O2互为同素异形体B、O4与H2反应生成冰C、O4中各原子最外电子层均达到8电子结构D、O4的化学性质一定比O2稳定12．11g由2H和18O构成的水中所含中子的物质的量为（）A．6molB．5molC．8.5molD．7mol13．下列排列顺序正确的是（）A．热稳定性H2O>HF>H2SB．最高正化合价F>N>CC．酸性H2CO3>H3PO4>H2SO4D．非金属性Cl>S>Si14．下列能够证明氯的非金属性比硫强的事实是（）①HClO3酸性比H2SO4强②HCl酸性比H2S强③HCl稳定性比H2S强④HCl还原性比H2S弱⑤Cl2与H2S反应生成S⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS⑦Na2S可与HCl反应生成H2SA．①③⑤⑥B．②③④⑤⑥C．③⑤⑥⑦D．③④⑤⑥15．X、Y、Z、W为四种短周期主族元素。其中X、Z同族，Y、Z同周期，W与X、Y既不同族也不同周期；X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍；Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是（ ）A．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2YO4B．原子半径由小到大的顺序为：W＜X＜Z＜YC．X与W可以形成W2X、W2X2两种氧化物D．Y、Z两元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物稳定16．有x、y两种元素，它们的原子序数都小于18，它们的离子属于下列哪种情况，则x、y必属于同一周期的元素（）\nA．x、y的离子具有相同的电子层结构B．x和y原子具有相同的电子层结构C．x+和y2-具有相同的电子层结构D．x-比y2-少一个电子层17.某同学为探究元素周期表中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分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：与盐酸反应最剧烈；与盐酸反应产生的气体最多。（2）向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为。Ⅱ．利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律（3）仪器B的名称为，干燥管D的作用为。（4）若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉 碘化钾混合溶液，观察到C的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用溶液吸收尾气。（5）若要证明非金属性：N>C>Si，则在A中加、B中加碳酸钙、C中加溶液观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为该装置有缺陷应怎样改进。18．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。（1）图1中仪器A的名称是。甲同学实验步骤：连接仪器、、加药品、滴入试剂。（2）①图1中烧瓶B中的盛放试剂为碳酸钙，C中盛放试剂为硅酸钠溶液，则甲同学设计实验的依据是。②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是。（3）图2中A处反应的离子方程式。（4）乙同学发现图2中B处试纸变蓝，C处红纸褪色，据此(填“能”或“不能”)得出溴的非金属性强于碘，理由是。\n19．有A、B、C三种元素，已知A、B同主族，B、C同周期，A的气态氢化物分子式为H2A，其中含氢11.11%；B与A有两种化合物，其中B与A的质量比分别为1∶1和2∶3；4.6gC元素的单质可与3.2gA单质化合生成C2A2；A、B元素原子核内的质子数和中子数相等，C的核内中子数比质子数多1。计算确定A、B、C各是什么元素。20．A、B是中学化学常见的化合物，它们各由两种元素组成；乙为元素R组成的单质，它们之间存在如图所示关系。根据要求回答问题：（1）上图三个反应中，属于氧化还原反应的有个。（2）若元素R与氧同主族，下列事实能说明R与氧的非金属性相对强弱的有。A．还原性：H2R>H2OB．酸性：H2R>H2OC．稳定性：H2R<H2OD．沸点：H2R<H2O（3）若化合物B常温下为气体，其水溶液呈碱性（答题必须用具体物质表示）。①化合物B的电子式为______；其水溶液呈碱性的原因是（用离子方程式表示）。②化合物B可与O2组成燃料电池（氢氧化钾溶液为电解质溶液）,其反应产物与反应Ⅲ相同。写出该电池负极的电极反应式______________________。③当1mol的化合物B分别参与反应Ⅱ、Ⅲ时，热效应为△H1和△H2，则反应Ⅰ的热化学方程式为______________（注：反应条件相同、所有物质均为气体）。21．图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系（部分产物已略去）。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：（1）组成单质Z的元素在周期表中的位置是 ；R的化学式是 ；（2）E、Z的晶体类型均属于 晶体。E、Z结构中最小的环上原子个数之比为 。B为一元强碱，焰色反应为紫色，则B的电子式为。（3）写出下列反应的化学方程式：①单质Z与NaOH的反应：②工业上由E制取粗Z：（4）已知A与1molAl反应转化为X时（所有物质均为固体），放出akJ热量，写出该反应的热化学方程式：。（5）向A与X的混合物中加入100mL1mol/L盐酸恰好使混合物完全溶解，放出标准状况下的气体224\nmL,在溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物，能得到单质的质量为。\n参考答案1．D【解析】2．C【解析】试题分析：质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，则互为同位素的是与选项C正确，选项A和B不正确；金刚石和石墨互为同素异形体，选项D不正确。考点：同位素、同素异形体的判断3．C【解析】试题分析：在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，又因为质子数和中子数之和是质量数，质子数等于核外电子数，所以的质子数是6，核外电子数是6，质量数是14，中子数＝14－6＝8，因此选项C不正确，其余均是正确的，答案选C。考点：考查原子组成以及组成原子的几种微粒之间数量关系的判断4．C【解析】非金属性越强，相应氢化物的稳定性越强，非金属性是F＞O＞S，所以氢化物的稳定性就应该是HF＞H2O＞H2S，选项C不正确。答案选C。5．D【解析】试题分析：A、根据化合价规律判断，PO43-整体显-3价，Li的化合价是+1价，所以LiFePO4中Fe的化合价是+2价，正确；B、LiFePO4中Li、P、O均属于短周期元素，正确；C、原电池反应都是氧化还原反应，所以LiFePO4能与稀硫酸发生氧化还原反应，正确；D、Fe不是主族元素，错误，答案选D。考点：考查元素及化合物的性质6．C【解析】温度相同、压强也相同时，等体积两瓶中气体分子数相同（阿伏加德罗定律），1个CO分子中质子数为14,1个N2分子中也是14，所以质子数相同，但质量数CO为30，N2为28，所以质量不同。原子数、质子数、电子数均相同，只有中子数不同。CO的中子数为16，N2为14，故不相同。7．C【解析】试题分析：A．甲烷分子中C原子与四个H原子形成四对共用电子对，其电子式：是，正确。B．氮原子是7号元素，N的L层有5个电子，电子排布图是C．16号元素S元素的离子核外有18个电子，硫离子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p6\n.错误。D．碳12原子就是原子内有6个质子，6个中子的碳原子，质量数是12，表示为：612C。正确。考点：考查化学用语的知识。8．BD【解析】A：同周期元素自左至右原子半径依次减小，即Y>Z，不正确B：Y为铝元素，则X、Z分别为碳与磷，碳的单质金刚石中碳原子之间为空间正四面构型，白磷分子为空心正四面体构型，正确C：X为氮、Z为硫，氨气与硫酸可生成两种盐：硫酸铵及硫酸氢铵，不正确D：设X的质子数为x，则Y、Z的质子数分别为x+7、x+9，依题意可知x=8，则X、Z分别为O与Cl元素：水为液态，而HCl为气态，正确答案为BD9．A【解析】略10．C【解析】略11．D【解析】答案：DD、不正确，O4的化学性质一定比O2活泼。12．A【解析】试题分析：由2H和18O构成的水分子中含有12个中子，质量数为22，所以11g该水为0.5mol，含有中子数为6mol。答案选A。考点：原子结构点评：质量数=质子数+中子数。13．D【解析】试题分析：非金属性为F>O>S，所以热稳定性为HF>H2O>H2S，故A错误；F无正化合价，所以最高正化合价为N>C>F，故B错误；酸性为H2SO4F>H3PO4>H2CO3，故C正确；非金属性Cl>S>Si，故D正确。考点：元素周期律点评：本题考查了元素周期律，该考点是高考考查的重点和热点，本题难度不大。14．D【解析】试题分析：①元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强，HClO3不是Cl元素的最高价的含氧酸，因此不能通过比较HClO3酸性与H2SO4的强弱判断元素的非金属性的强弱；错误；②元素的非金属性Cl>S，则元素的氢化物的稳定性HCl>H2S，而不能通过比较氢化物的酸性判断元素的非金属性强弱，错误；③HCl稳定性比H2S强，则可以证明元素的非金属性Cl>S，正确；⑤Cl2与H2S反应生成S，元素的非金属性越强，活动性越强，活动性强的可以把活动性弱的从化合物则置换出来，因此可以通过Cl2与H2S反应生成S，证明元素的非金属性Cl>S，正确；⑥Fe是变价金属，活动性强的可以把Fe氧化为高价态，活动性弱的非金属只能把变价金属氧化为低价态，因此可以通过Cl2与Fe反应生成FeCl3\n，S与Fe反应生成FeS证明元素的非金属性Cl>S，正确；⑦Na2S可与HCl反应生成H2S，只能证明酸性HCl>H2S，而不能证明元素的非金属性Cl>S，错误。故能够证明氯的非金属性比硫强的事实是③④⑤⑥，选项是D。考点：考查元素非金属性强弱比较的事实依据的知识。15．C【解析】试题分析：根据题意可以判断出X为O，Y为Cl，Z为S，W为H，因为短周期为前三个周期。所以A选项中，Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4，错误。B选项S和Cl的半径应该是S大，所以正确的比较应该是W＜X＜Y＜Z，C选项正确，可以形成H2O和H2O2。D选项中，Y的非金属性比Z的强，所以氢化物更稳定。考点：元素周期律点评：学生需熟练掌握元素周期律的各项规律16．B【解析】试题分析：A．x、y的离子具有相同的电子层结构不一定处于同一周期，如Na＋和O2－，错误；B、x和y原子具有相同的电子层结构一定属于同周期元素，正确；C、x+和y2-具有相同的电子层结构一定处于不同周期，如Na＋和O2－，错误；D、x-比y2-少一个电子层一定处于不同周期，错误。考点：考查原子结构、元素周期表。17．（1）钾铝（2）S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－（3）锥形瓶防倒吸（4）变蓝NaOH（5）硝酸Na2SiO3有白色沉淀生成、应在两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去。【解析】试题分析：（1）钾最活泼，与盐酸反应最剧烈，铝反应时转移的电子最多，放出的氢气最多。（2）向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，说明生成了单质硫，反应的离子方程式为：S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－。（3）仪器B是锥形瓶，干燥管D的作用是防止溶液倒吸。（4）氯气与 碘化钾反应可以置换出I2，淀粉遇到I2会变蓝，故看到的现象是：溶液颜色变蓝。氯气可以用NaOH溶液吸收。（5）若要证明非金属性：N>C>Si，通过指明最高价氧化物水化物的酸性强弱来确定非金属性的强弱，A中加硝酸，B中加碳酸钙，硝酸与碳酸钙反应可以生成CO2气体，说明硝酸的酸性比碳酸强，则N的非金属性比C强，CO2通入到硅酸钠溶液中，产生白色沉淀，说明碳酸的酸性比硅酸强，则C的非金属性比Si；由于硝酸有挥发性，进入到C中的气体混有硝酸，与硅酸钠反应的也有硝酸，不能确定生成沉淀是CO2参加反应引的，所以要增加一个装置除去挥发出来的硝酸，那么应在两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去挥发出来的硝酸。考点：金属和非金属性的强弱比较的实验探究。18．（1）分液漏斗；检查装置气密性（4分，各2分）（2）①强酸制弱酸；②一段时间后，产生白色胶状沉淀（4分，各2分）（3）Cl2＋2Br—＝2Cl—＋Br2（2分）（4）不能（1分），红纸褪色说明有氯气剩余，不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝（2分）。（共3分）【解析】\n试题分析：（1）根据仪器结构可知图1中仪器A的名称是分液漏斗。甲同学实验步骤：连接仪器、检查装置气密性、加药品、滴入试剂。（2）①图1中烧瓶B中的盛放试剂为碳酸钙，C中盛放试剂为硅酸钠溶液，则甲同学设计实验的依据是强酸制弱酸。②一段时间后，C中产生白色胶状沉淀，这说明CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸，因此根据较强酸制备较弱酸可知碳元素的非金属性比硅元素非金属性强。（3）高锰酸钾氧化浓盐酸生成氯气，氯气具有强氧化性，能把溴离子氧化，则图2中A处反应的离子方程式为Cl2＋2Br—＝2Cl—＋Br2。（4）C处红纸褪色说明有氯气剩余，因此不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝，所以不能据此得出溴的非金属性强于碘。考点：考查元素非金属性强弱比较实验设计与探究19．A：OB：SC：Na【解析】由×100%=11.11%,得出Mr（A）=16，则此元素为O；由B与O2形成的两种氧化物中B与O的质量比可确定B为S，4.6gC与3.2gO2生成C2O2，则C为Na。【答案】（14分）（1）3（2）A、C（3）①NH3+H20NH4++OH—②2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O③N2（g)+O2（g)=2NO（g)△H=0.2（△H1-△H2)【解析】试题分析：（1）有单质参加或生成的化学反应属于氧化还原反应，则右图三个反应中，属于氧化还原反应的有3个。（2）氢化物的稳定性和还原性，最高价含氧酸的酸性、单质的氧化性的相对强弱，都能用来比较相应元素的非金属性的相对强，A．还原性：H2R>H2O能说明非金属性R<O，B．最高价含氧酸的酸性强弱，不是气态氢化物的酸性强弱，不能说明；C．非金属性越强，气态氢化物越稳定，则热稳定性：H2R<H2O，能说明；D．沸点：H2R<H2O，，是因水中存在氢键，沸点高，不能比较非金属性；选AC。（3）①化合物B常温下为气体，其水溶液呈碱性，说明B是氨气，则氨气的电子式为：，NH3·H2O是一元弱碱，电离方程式为：NH3+H20NH4++OH—；②在氨气、氧气燃料电池中，氨气失电子做负极，在碱性环境中生成氮气和水，则该电池负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；③根据如图所示转化关系，反应Ⅰ为N2（g)+O2（g)=2NO（g)△H,反应Ⅱ为5O2（g）+4NH3（g)=4NO（g)+6H2O（g)△H1，反应Ⅲ为6NO（g）+4NH3（g)=5N2（g)+6H2O（g)△H2，根据盖斯定律，反应Ⅰ的热化学方程式为N2（g)+O2（g)=2NO（g)△H=0.2（△H1-△H2)。考点：考查常见物质的化学反应，非金属性强弱的判断，电解的应用等知识。21．（1）第三周期IVA族（1分）H2SiO3(或H4SiO4)（1分）（2）原子（1分）2:1（2分）（2分）（3）Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑（2分）SiO2+2C高温Si+2CO（2分）\n（4）8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H=－8akJ/mol（2分）（5）2.8g（2分）【解析】试题分析：A俗称磁性氧化铁，则A是Fe3O4；则X是Fe，Y是O2，E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，所以E是SiO2，Z是Si，所以B是强碱溶液，R是硅酸胶体，D为硝酸，G是硝酸铁。（1）组成单质Z的Si元素在周期表中的位置是第三周期IVA族；R是硅酸胶体，化学式为H2SiO3(或H4SiO4)；（2）二氧化硅、硅都属于原子晶体；二氧化硅的最小环上有6个硅原子和6个氧原子共12个原子，硅的最小环上有6个硅原子，所以最小的环上原子个数之比为2:1；B为一元强碱，焰色反应为紫色，则B是KOH，电子式为；（3）硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，化学方程式为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；工业上用二氧化硅与C高温反应生成单质硅和CO，化学方程式为SiO2+2C高温Si+2CO；（4）Fe3O4与1molAl反应转化为Fe时放出akJ热量，根据铝热反应的化学方程式判断该反应的热化学方程式为8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H=－8akJ/mol；（5）由题意可知，A与X的混合物与盐酸恰好反应，得到的溶液为氯化亚铁溶液，根据氯元素守恒，HCl的物质的量是0.1L×1mol/L=0.1mol，所以Fe元素的物质的量是0.05mol，则用CO还原相同质量的混合物，应得到0.05mol的单质Fe，其质量是2.8g。考点：考查物质推断，Fe、Si元素及其化合物的性质，化学式、电子式、化学方程式的书写，守恒法的应用
