专题五物质结构和元素周期律[考纲要求] 1.理解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成。知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。3.掌握1～18号元素的原子核外电子排布，能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构。4.了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质的递变规律。5.理解元素(主族和零族)原子结构、在周期表中的位置、性质及其它们之间的关系。6.知道化学键的含义。能用电子式、结构式和结构简式表示一些常见物质的结构。7.能识别典型的离子化合物和共价化合物，能从化学键变化的角度认识化学反应的实质。考点一 微粒结构及相互作用力原子结构、离子结构是物质结构的核心内容，同样也是高考的重要考点。复习时，注意掌握常用规律，提高解题能力；重视知识迁移、规范化学用语。根据考纲，应从以下五个方面掌握。1．明确微粒间“三个”数量关系中性原子：核电荷数＝核内质子数＝核外电子数＝原子序数阴离子：核外电子数＝质子数＋所带的电荷数阳离子：核外电子数＝质子数－所带的电荷数2．“四同”的判断方法判断的关键是抓住描述的对象。(1)同位素——原子，如H、H、H。(2)同素异形体——单质，如O2、O3。(3)同系物——有机化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。(4)同分异构体——有机化合物，如正戊烷、新戊烷。3．注意易混淆的问题(1)同种元素，可以有若干种不同的核素，即核素种类远大于元素种类。(2)元素有多少种核素，就有多少种原子。(3)同位素是同一元素不同原子的互相称谓，不指具体原子。\n(4)同一元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。4．巧记10e－、18e－微粒10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。以Ne为中心记忆10电子体：此外，由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分的—CH3、—NH2、—OH、—F为9电子体，两两组合得到的物质如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。5．澄清化学键与化合物的关系说明 (1)当化合物中只存在离子键时，该化合物是离子化合物。(2)当化合物中同时存在离子键和共价键时，该化合物是离子化合物。(3)当化合物中只存在共价键时，该化合物是共价化合物。(4)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3也是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。(5)非金属单质只有共价键(稀有气体除外)。(6)气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物(如NaH)是离子化合物，含离子键。(7)离子晶体熔化时破坏离子键，原子晶体熔化时破坏共价键，而分子晶体熔化时破坏分子间作用力。(8)分子的稳定性与分子间的作用力无关，而与分子内部的化学键的强弱有关。\n题组一 化学用语“再回首”1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。(1)O2－的结构示意图( )(2)质子数为94，中子数为144的钚(Pu)原子Pu( )(3)过氧化钙(CaO2)的电子式( )(4)H2O2的结构式H—O===O—H( )(5)乙醇分子中甲基的电子式，羟基的电子式( )(6)NH4I的电子式( )题组二 辨析概念比较数量2．(2022·上海，1)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。关于Lv的叙述错误的是( )A．原子序数116B．中子数177C．核外电子数116D．相对原子质量2933．(2022·上海，7)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )A．H3O＋和OH－B．CO和N2C．HNO2和NOD．CH和NH题组三 “10e－、18e－”微粒在推断题中的应用4.已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A是一种含有18电子的微粒，C是一种含有10电子的微粒。请完成下列各题：(1)若A、D均是气态单质分子，写出A与B反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：________________。(3)若A、B均是含2个原子核的微粒，其中B中含有10个电子，D中含有18个电子，则A、B之间发生反应的离子方程式为____________________________________________________\n____________________。(4)若D是一种含有22电子的分子，则符合如图关系的A的物质有________________________(写物质的化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。题组四 微粒组成及相互作用力5．(2022·上海，4)在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是( )A．范德华力、范德华力、范德华力B．范德华力、范德华力、共价键C．范德华力、共价键、共价键D．共价键、共价键、共价键6．(2022·上海，6)将Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分别加热熔化，需要克服相同类型作用力的物质有( )A．2种B．3种C．4种D．5种7．(2022·北京理综，9改编)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是( )A．CO和O生成CO2是放热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程\n考点二 正确把握元素周期表 准确运用元素周期律在历年高考中，元素周期表、元素周期律的知识点属于高频考点，在复习时，可从以下六个方面突破：1．强化记忆元素周期表的结构2．注意把握元素周期表的特点(1)短周期元素只有前三周期；(2)主族中只有ⅡA族元素全部为金属元素；(3)ⅠA族元素不等同于碱金属元素，H元素不属于碱金属元素；(4)元素周期表第18列是0族，不是ⅧA族，第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族；(5)长周期不一定是18种元素，第六周期有32种元素。3．理清原子序数与元素位置的“序数差值”规律(1)同周期相邻主族原子的“序数差值”规律①除第ⅡA族和第ⅢA族外，其余同周期相邻元素序数差为________。②同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻元素，其原子序数差为第二、三周期时相差________，第四、五周期时相差________，第六、七周期时相差________。(2)同主族相邻元素的“序数差值”规律①第二、三周期的同族元素原子序数相差________。②第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况：第ⅠA族、ⅡA族相差________，其他族相差________。③第四、五周期的同族元素原子序数相差________。④第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差________，镧系之后的相差________。⑤第六、七周期的同族元素原子序数相差________。4．“三看”比较微粒半径大小\n在中学化学要求的范畴内，可按“三看”规律来比较粒子半径的大小：“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)r(Na)>r(Na＋)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。例：r(Cl－)>r(Cl) r(Fe2＋)>r(Fe3＋)5．金属性、非金属性的多方面比较金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强判断依据①在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强③单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y的金属性比X强非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强判断依据①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强\n④An－＋B―→Bm－＋A，则B的非金属性比A强6．重视几个易忽略的问题(1)比较物质非金属性强弱时，应是最高价氧化物对应水化物酸性的强弱，而不是非金属元素对应氢化物酸性的强弱。(2)所含元素种类最多的族是ⅢB族，形成化合物种类最多的元素在第ⅣA族。(3)化学键影响物质的化学性质，如稳定性等；分子间作用力和氢键影响物质的物理性质，如熔、沸点等。(4)并非所有非金属元素的氢化物分子间都存在氢键，常见的只有非金属性较强的元素如N、O、F的氢化物分子间可形成氢键。(5)金属性是指金属气态原子失电子能力的性质，金属活动性是指在水溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。如金属性Pb>Sn，而金属活动性Sn>Pb。(6)利用原电池原理比较元素金属性时，不要忽视介质对电极反应的影响。如Al—Mg—NaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；Fe—Cu—HNO3(浓)构成原电池时，Cu为负极，Fe为正极。题组一 把握结构，记住关系，灵活应用1．若某ⅡB族原子序数为x，那么原子序数为x＋1的元素位于( )A．ⅢB族B．ⅢA族C．ⅠB族D．ⅠA族2.在元素周期表中的前四周期，两两相邻的5种元素如图所示，若B元素的核电荷数为a。下列说法正确的是( )A．B、D的原子序数之差可能为2B．E、B的原子序数之差可能是8、18或32C．5种元素的核电荷数之和可能为5a＋10D．A、E的原子序数之差可能是7题组二 记住规律，把握特殊，准确判断3．(2022·海南，2)下列有关物质性质的说法错误的是( )A．热稳定性：HCl>HI\nB．原子半径：Na>MgC．酸性：H2SO3>H2SO4D．结合质子能力：S2－>Cl－4．(2022·上海，6)今年是门捷列夫诞辰180周年。下列事实不能用元素周期律解释的只有( )A．碱性：KOH>NaOHB．相对原子质量：Ar>KC．酸性：HClO4>H2SO4D．元素的金属性：Mg>Al考点三 元素推断及综合运用元素推断题是高考考查的热点，这类题往往将元素化合物的知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来，综合性较强，难度较大。解题的关键是正确推断元素。常用方法有：1．根据原子或离子的结构示意图推断(1)已知原子结构示意图，可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的种类：电子层数＝周期数，最外层电子数＝主族序数。如果已知离子的结构示意图，则须将其转化为原子结构示意图来确定。(2)电子层结构相同的微粒：阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前面，阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置，简称“阴前阳下”。2．根据元素化合价的特征关系推断(1)根据等式确定元素在周期表中的位置：最高正化合价数＝最外层电子数＝主族序数(O、F除外)。(2)如果已知负化合价(或阴离子的符号)，则须用等式先求出最高正化合价：最高正化合价＝8－|负化合价|，再确定元素在周期表中的位置。3．根据原子半径的递变规律推断根据原子半径来推断元素的相对位置：同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大，同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。\n4．根据元素的原子结构特征推断(1)利用元素的原子结构特征确定元素在周期表中的位置：①最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。②最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA或ⅡA族元素，还有可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。③次外层电子数是2的元素在第二周期；次外层电子数是8的元素在第三周期或第四周期的ⅠA、ⅡA族；最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。④某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则对应元素位于第四周期。(2)利用元素的特征来推断元素的位置：如根据“形成化合物最多的元素”、“空气中含量最多的元素”、“地壳中含量最多的元素”等特征来推断。5．根据稀有气体的原子序数推断各周期最后的元素都是稀有气体元素，其原子序数的数值实际上等于前几周期的元素种数之和。熟记这些原子序数，对推断某元素在周期表中的位置很有帮助。题组一 表格片断式“位—构—性”推断1．(2022·山东理综，8)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。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是( )YZXWA.原子半径：X<Y<ZB．气态氢化物的稳定性：X>ZC．Z、W均可与Mg形成离子化合物D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W2．(2022·福建理综，10)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原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是( )A．原子半径：W>Z>Y>XB．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>ZC．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>ZD．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等\n题组二 文字叙述式“位—构—性”推断3．(2022·全国卷Ⅰ，12)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>XB．阴离子的还原性：W>ZC．氧化物的水化物的酸性：Y<ZD．X与Y不能存在于同一离子化合物中4．(2022·全国卷Ⅱ，9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )A．元素的非金属性次序为c>b>aB．a和其他3种元素均能形成共价化合物C．d和其他3种元素均能形成离子化合物D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6题组三 半径、化合价比较式“位—构—性”推断5．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZMRQ原子半径(×10－10m)1.860.991.431.600.750.74主要化合价最高正价＋1＋7＋3＋2＋5—最低负价—－1——－3－2下列说法正确的是( )A．元素X和Q形成的化合物中可能含有共价键B．X、Z、R的最高价氧化物的水化物之间可两两相互反应C．Q2－比R3－更容易失去电子D．M(OH)2的碱性比XOH的碱性强\n题组四 元素推断的综合应用6．(2022·淮安模拟)已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，A与C同主族，A与B、A与E形成共价化合物，A与B形成的最简单化合物的水溶液呈碱性，E的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6，D是同周期中简单离子半径最小的元素。(1)五种元素中，E在元素周期表中的位置是________________，画出C的原子结构示意图________________。(2)B的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成的化合物中存在的化学键类型为__________________________。(3)C的最高价氧化物对应的水化物与D的最高价氧化物反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知X、Y、Z三种物质中均含有上述元素中的某一种元素，它们之间存在如图所示的转化关系：XYZ①X、Y、Z均含有同一种金属元素，若W固体俗称干冰，则反应Y―→Z的离子方程式为________________________________；若W是强碱，且Y是白色难溶固体，则反应Y―→Z的离子方程式为__________________________________________。②X、Y、Z是均含有同一种非金属元素的化合物，W是一种常见金属单质，且上述转化均在常温条件下完成，则反应Z―→Y的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。专题五 物质结构和元素周期律考点一\n题组集训1．(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×2．D3．D [本题考查微粒中电子数目的计算。CH中的电子数为8，NH中电子数为10，二者不相等。]4．(1)2F2＋2H2O===4HF＋O2 (2)HH(3)HS－＋OH－===S2－＋H2O(4)CH3CH3、CH3OH解析 (1)18电子的气态单质分子为F2，则C为HF、B为H2O、D为O2，反应方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。(2)B、D为同主族元素的单质，且A含有18个电子，C含有10个电子时，则B为O2、A为H2S、C为H2O、D为S，即2H2S＋O2===2H2O＋2S↓。(3)含2个原子核的18电子的微粒为HS－，10电子的微粒为OH－，反应离子方程式为HS－＋OH－===S2－＋H2O。(4)含22电子的分子为CO2，则A为含18电子的含C、H或C、H、O的化合物，可能为CH3CH3和CH3OH。5．B [本题考查微粒之间的作用力。“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气”是石蜡的固、液、气三种状态的转变，属于物理变化，需要克服分子之间的作用力即范德华力，“石蜡蒸气→裂化气”是化学变化，破坏的是化学键，所以选B。]6．C7．AC [A项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，正确；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式COO知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。]考点二知识精讲3．(1)①1 ②1 11 25(2)①8 ②8 18 ③18 ④18 32 ⑤32\n题组集训1．B [根据元素周期表的结构可知，从左到右依次为第ⅠA族，第ⅡA族，第ⅢB～ⅦB族，第Ⅷ族，第ⅠB、ⅡB族，第ⅢA～ⅦA族，0族，故选B。]2．C [由题中所给5种元素的位置关系可以看出D一定不是第一周期元素(因为如果D是第一周期元素，则D一定属于元素周期表最左边的第ⅠA族元素或最右边的0族元素)，所以A选项错误；由题意可知5种元素在前四周期，所以D、B、E分别为第二、三、四周期的元素，由元素周期表的结构可知5种元素一定在过渡元素右边，所以D、E的原子序数分别为a－8、a＋18，A、C的原子序数分别为a－1、a＋1，即只有C选项正确。]3．C [A项，同主族自上而下，元素非金属性减弱，非金属性越强氢化物越稳定，故稳定性HCl>HI，正确；B项，同周期从左到右，元素原子半径逐渐减小，所以原子半径：Na>Mg，正确；C项，H2SO3属于中强酸，H2SO4属于强酸，故酸性：H2SO4>H2SO3，错误；D项，酸性越弱，酸越难电离，对应的酸根离子越易结合氢离子，因为HCl酸性强于H2S，所以结合质子能力：S2－>Cl－，正确。]4．B [本题考查元素周期律。元素周期律是随着原子序数的增大，元素的化学性质(原子半径、最高正价和最低负价、金属性与非金属性等)出现了周期性的递变规律；而元素的相对原子质量在数值上近似等于质子数＋中子数，与元素周期律无关。]考点三题组集训1．C [由题意可知，短周期元素X、Y、Z、W分别位于2、3周期，设Z的原子序数为x，则Y、W的原子序数分别为x－1、x＋9，则有x－1＋x＋9＝3x，解得x＝8，则元素X、Y、Z、W分别为Si、N、O、Cl。A项，原子半径应为X>Y>Z，错误；B项，气态氢化物的稳定性应为X<Z，错误；C项，O、Cl分别与Mg反应生成的MgO、MgCl2均为离子化合物，正确；D项，非金属性：N<Cl，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3<HClO4，错误。]2．A [根据短周期元素W原子的质子数是其最外层电子数的3倍，可推知W是P元素。结合元素在周期表中的相对位置可知：X是N元素，Y是O元素，Z是Si元素。A项，同周期元素，由左到右原子序数增大，原子半径减小；同主族元素，由上到下原子序数增大，原子核外电子层数增多，半径增大。所以原子半径关系为Si>P>N>O，错误；B项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。元素的非金属性：N>P>Si，所以它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3\n，正确；C项，元素的非金属性越强，其对应的最简单气态氢化物的热稳定性就越强。元素的非金属性：O>N>P>Si，所以对应最简单气态氢化物的热稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，正确；D项，主族元素原子的最外层电子数一般等于该元素的最高正化合价(O、F除外)，也等于主族序数，故N、Si、P的最高正化合价分别与其主族序数相等，正确。]3．B [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。]4．B [a－的电子层结构与氦相同，则a为氢元素；b和c的次外层有8个电子，且最外层电子数分别为6、7，则b为硫元素，c为氯元素；d的最外层电子数为1，且c－和d＋的电子层结构相同，则d为钾元素。A项，元素的非金属性次序为Cl>S>H，正确；H2S和HCl是共价化合物，KH、K2S和KCl是离子化合物，B项错误，C项正确；D项，氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为＋1和－1、＋6和－2、＋7和－1，因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，正确。]5．AB [根据原子半径的大小关系和元素的主要化合价，可以推断X为Na，Y为Cl，Z为Al，M为Mg，R为N，Q为O。A项，Na和O2反应生成的Na2O2中含有共价键；C项，N3－比O2－更容易失去电子；D项，NaOH的碱性大于Mg(OH)2。]6．(1)第三周期ⅦA族 (2)离子键和共价键(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(4)①CO＋CO2＋H2O===2HCOAl(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O②3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O\n解析 A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，E的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6，说明E是ⅦA族元素，为氯元素；A的原子序数在五种元素中最小，且与B形成的最简单化合物的水溶液呈碱性，则该化合物为氨气，A是氢元素，B是氮元素；C与A同主族，原子序数大于氮的，为钠元素；D是同周期中简单离子半径最小的元素，原子序数大于钠的而小于氯的，为铝元素。(1)E在元素周期表中的位置是第三周期ⅦA族，钠元素的原子序数为11，原子结构示意图为。(2)氮元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成的化合物是硝酸铵，其中存在的化学键类型是离子键和共价键。(3)钠元素的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠和铝元素的最高价氧化物氧化铝反应的化学方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。(4)①若W固体俗称干冰，则W是CO2，根据转化关系可知X是氢氧化钠，Y是碳酸钠，Z是碳酸氢钠，所以Y―→Z的离子方程式为CO＋CO2＋H2O===2HCO；若W是强碱，且Y是白色难溶固体，根据转化关系可知Y是两性氢氧化物氢氧化铝，则X是铝盐，Z是偏铝酸盐，所以Y―→Z的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。②X、Y、Z是均含有同一种非金属元素的化合物，W是一种常见金属单质，因此W应该是具有多种化合价的金属铁，则X是硝酸，Y是硝酸铁，Z是硝酸亚铁，所以Z―→Y的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。专题五\n物质结构和元素周期律一、单项选择题1．(2022·上海宝山高三一模)核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是( )A.Cs和Cs形成的单质物理性质相同B.Cs比I多3个中子C.Cs和Cs形成的单质化学性质相同D.Cs比Cs都是铯的同素异形体2．最近媒体报道了一些化学物质，如：爆炸力极强的N5、比黄金还贵的18O、太空中的甲醇气团等。下列说法中正确的是( )A．18O2和16O2是两种不同的原子B．甲醇(CH3OH)属于离子化合物C．N5和N2是氮元素的两种同位素D．由N5变成N2是化学变化3．(2022·上海，4)不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是( )A．单质氧化性的强弱B．单质沸点的高低C．单质与氢气化合的难易D．最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱4．(2022·北京理综，7)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是( )A．酸性：H2SO4>H3PO4B．非金属性：Cl>BrC．碱性：NaOH>Mg(OH)2D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO35．(2022·浙江理综，9)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )X\nYZWTA.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性6．(2022·江苏，5)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、ZB．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、XC．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、XD．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W7.右表为元素周期表前四周期的一部分，下列叙述正确的是( )A．Y单质在空气中燃烧生成YO3B．Z元素的最高价氧化物的水化物酸性最强C．X的氢化物为H2XD．Y、Z和W的阴离子半径依次增大二、不定项选择题8．X＋、Y＋、M2＋、N2－均为含有一定数目电子的短周期元素的简单离子，离子半径大小关系是N2－>Y＋、Y＋>X＋、Y＋>M2＋，下列比较正确的是( )A．原子半径：N可能比Y大，也可能比Y小B．原子序数：N>M>X>YC．M2＋、N2－核外电子数：可能相等，也可能不等D．碱性：M(OH)2<YOH9．(2022·广东理综，23)甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是( )\nA．丙与戊的原子序数相差28B．气态氢化物的稳定性：庚<己<戊C．常温下，甲和乙的单质能与水剧烈反应D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维10．(2022·海南，12)a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是( )A．d元素的非金属性最强B．它们均存在两种或两种以上的氧化物C．只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物D．b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键三、非选择题11．现有A、B、C、D四种短周期元素，A分别与B、C、D结合生成甲、乙、丙三种化合物，且甲、乙、丙三种分子中含有相同数目的质子，C、D结合生成化合物丁。有关元素的单质和甲、乙、丙、丁四种化合物的转化关系如图所示：请回答下列问题：(1)写出B＋乙―→甲＋C反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根据以上条件可以确定A、B、C、D四种元素中的三种，不能确定的第四种元素是________(填序号)。①A②B③C④D(3)依据下列条件可以进一步确定上述第四种元素：(ⅰ)甲与丙以及乙与丙均能够发生反应；\n(ⅱ)甲、丙、丁都是无色有刺激性气味的气体。①写出上述第四种元素在周期表中的位置：________________________________________________________________________________________________________________________。②写出C＋丙―→乙＋丁反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。12．A、B、C、D、X、Y为元素周期表中六种主族元素，其原子序数依次增大，均小于54；常温下A2B呈液态；高纯C单质是良好的半导体材料；D、X、Y原子最外层电子数均为7；过渡元素Z与B可形成多种化合物，其中红棕色粉末Z2B3常用作红色油漆和涂料。请按要求回答下列问题：(1)将D2的水溶液加入浅绿色的ZD2溶液中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)学生甲认为X2和Y2都可能将Z2＋氧化为Z3＋，他推理的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)学生乙认为X2和Y2都不能将Z2＋氧化为Z3＋；学生丙认为X2能将Z2＋氧化为Z3＋，但Y2不能。学生乙、丙推理的依据是____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)A与B可形成既含极性键又含非极性键的化合物W。W的水溶液呈弱酸性，常用作无污染的消毒杀菌剂等。①W的电子式为________________。②如果配制W溶液的水中含有Z3＋，会消弱W的消毒杀菌能力，甚至会完全失去杀菌作用。试用化学方程式表示其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)与元素C同主族；常温下其单质在空气中，锡、锗不反应，而铅表面会生成一层氧化铅；锗与盐酸不反应，而锡与盐酸反应。由此可得出以下结论：①锗的原子序数为________；\n②它们＋4价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为________________________________(填化学式)。13.Ⅰ.(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构，原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是________。A．X原子可能为ⅤA族元素B．Y原子一定为ⅠA族元素C．该分子中，既含极性键，又含非极性键D．从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4(2)若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与F2相同，则该物质的分子式为______________，它与P2H4常温下均为气体，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素，且原子序数依次增大。X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键，试推断：(1)X、Z两种元素的元素符号：X________________________________________________________________________、Z______________________。(2)由以上元素中两两形成的化合物中：溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为__________，它的共价键属于__________(填“极性”或“非极性”)键；含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为__________；含有极性共价键和非极性共价键的化合物的电子式为________________________________。(3)由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是________(写化学式)，该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________；X与W形成的化合物与水反应时，水是________________________________________________________________________(填“氧化剂”或“还原剂”)。(4)用电子式表示W与Z形成W2Z的过程：______________________________________________________________________________________________________________________。\n二轮专题强化练答案精析专题五 物质结构和元素周期律1．C [A项，同位素原子形成的单质化学性质几乎相同，物理性质不同；B项，(134－55)－(131－53)＝1；D项，Cs与Cs互称同位素。]2．D [18O2和16O2均为单质，CH3OH属于共价化合物，N5和N2是氮的两种同素异形体。]3．B4．D [A项，同周期元素自左向右其最高价氧化物对应水化物酸性增强，酸性：H2SO4>H3PO4，能用元素周期律解释；B项，同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，非金属性Cl>Br，能用元素周期律解释；C项，同周期元素自左向右其最高价氧化物对应水化物碱性减弱，碱性：NaOH>Mg(OH)2，能用元素周期律解释；D项，碳酸盐的热稳定性大于其碳酸氢盐的热稳定性，如热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，与元素周期律无关。]5．D [由于W元素原子的核电荷数为X元素的2倍，故X为氧元素，W为硫元素，结合题中各元素的相对位置，可推断出Y为硅元素，Z为磷元素，T为砷元素。A项，根据同周期和同主族元素原子半径和性质的变化规律可知，原子半径的大小顺序为P>S>O，气态氢化物的热稳定性顺序为H2O>H2S>PH3，错误；B项，硫元素在自然界中能以游离态存在，如存在于火山喷口附近或地壳的岩层中，错误；C项，SiO2为原子晶体，熔化时克服的是共价键，而液态SO3气化克服的是分子间作用力，错误；D项，根据“对角线”规则，砷的单质与硅的单质有相似性，可作半导体材料，As2O3中砷元素显＋3价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。]6．A [由于Y是非金属性最强的元素，则Y为氟元素；X原子最外层有6个电子，属于第ⅥA族元素，且原子序数小于9，则X为氧元素；由于Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，且其原子序数大于9，则Z为铝元素；由于W的单质广泛用作半导体材料，则W为硅元素。A项，Y、X、W、Z的原子最外层电子数分别为7、6、4、3，正确；B项，原子半径由大到小的顺序为Al、Si、O、F，错误；C项，非金属性由强到弱的顺序为F、O、Si、Al，错误；D项，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：F、O、Si，错误。]7．B [根据元素在周期表中的位置可以推断R为Ar，Z为Cl，Y为S，X为N，W为Br。]8．CD [根据离子所带电荷数及半径大小顺序，可以推断，X为Li，Y为Na，M为Mg，N为O或S；B项，原子序数M>Y>N>X或N>M>Y>X。]\n9．AD [根据“己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性”，可知己为S元素，结合元素周期表中各元素的相对位置，可得出庚为F、戊为As、丁为Si、丙为B；又由“甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数”，说明甲为Mg、乙为Ca。A项，丙(5B)与戊(33As)的原子序数相差28，正确；B项，元素的非金属性越强，其对应气态氢化物的稳定性越强，因非金属性：庚(F)>己(S)>戊(As)，则有稳定性：庚(HF)>己(H2S)>戊(AsH3)，不正确；C项，常温下，镁与水反应很缓慢，钙能与水剧烈反应，错误；D项，丁(Si)的最高价氧化物(SiO2)可用于制造光导纤维，正确。]10．D [根据题意，短周期元素中，a的M层电子数为1个，则a为钠元素，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，则b为碳元素，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，则c为硫元素，结合c与d同周期，d的原子半径小于c，故d为氯元素。A项，上述元素中非金属性最强的元素是氯元素，正确；B项，钠可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物，碳元素可以形成CO、CO2两种氧化物，S元素可以形成SO2、SO3两种氧化物，氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种价态的氧化物，B项正确；C项，钠为活泼金属元素，可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物，正确；D项，碳元素可以与氢元素形成只含有极性键的化合物，如CH4，也可形成含有极性键和非极性键的化合物，如CH3CH3等，硫元素形成的H2S只含极性键，氯元素与氢元素形成的HCl也只含极性键，错误。]11．(1)2F2＋2H2O===4HF＋O2(2)④(3)①第二周期ⅤA族②4NH3＋5O24NO＋6H2O解析 根据题目提供的信息，可以推断A为H，B为F，C为O，而D可能为C或N。根据甲、乙、丙三种分子含有相同的质子数，结合四种元素均为短周期元素的信息，可初步推断甲、乙、丙可能为C、N、O、F的氢化物。(1)B＋乙―→甲＋C为单质B置换单质C的反应，则该反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2。(2)由题目提供的文字信息及框图信息只能确定D为碳元素或氮元素。(3)甲为HF，乙为H2O，二者均能与丙反应，则丙为NH3。D元素为N，位于元素周期表第二周期ⅤA族。C＋丙―→乙＋丁的反应为NH3的催化氧化反应。12．(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(2)Br、I与Cl均为ⅦA族元素，其单质具有较强的氧化性(3)Br、I与Cl均为ⅦA族元素，从上到下卤素单质氧化性逐渐减弱\n②2H2O22H2O＋O2↑(5)①32 ②Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4解析 根据题给信息，可以推断出A为H，B为O，C为Si，D为Cl，X为Br，Y为I，Z为Fe。(1)该反应为FeCl2与Cl2的反应。(2)Br、I与Cl均为ⅦA族元素，其单质具有较强的氧化性。(3)从Cl到I，非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，因此Br2、I2不一定能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)①W为H2O2，电子式为。②Fe3＋能够催化H2O2的分解，因此配制H2O2溶液的水中含有Fe3＋，则消毒杀菌能力减弱。(5)①Ge位于第四周期，原子序数为32。②根据提供的信息，金属性：Pb>Sn>Ge，因此碱性：Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4。13．Ⅰ.(1)B(2)N2H4 N2H4分子之间形成氢键，致使N2H4沸点升高易液化Ⅱ.(1)H O(3)NH4NO3 NH＋OH－NH3↑＋H2O 氧化剂(4)解析 Ⅰ.(1)根据球棍模型可知，该物质的电子式为，所以X为第ⅤA族元素，Y为第ⅦA族元素，B项错误。(2)由于Y为H元素，所以该物质的分子式为N2H4，N2H4分子之间形成氢键，使N2H4沸点升高易液化。Ⅱ.根据已知条件可以推断，Z为O，Y为N，W为Na，X为H。(3)NH4NO3是离子化合物，NH4NO3与浓NaOH加热时发生反应：NH＋OH－NH3↑＋H2ONaH和H2O反应生成NaOH和H2，H2O是氧化剂。
