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全国通用高中化学必修一第四章物质结构元素周期律(三十九)

1

单选题
1、我国嫦娥五号探测器带回1 .731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是
A．原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B．化合物XW中的化学键为离子键
C．Y单质的导电性能弱于Z单质的
D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
答案：B
分析：由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， X、Y、Z为同周期相邻元素，可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素，又因X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，故W一定不是第ⅢA族元素，即W一定是第ⅥA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。
A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即X>Y>Z>W，A错误；
B．化合物XW即MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；
C．Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的，C错误；
D．Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；
故选B。
2、锶的原子序数为38，它在元素周期表中的位置是
A．第5周期第IVA族B．第5周期第IIA族
C．第4周期第IIA族D．第5周期第VIA族
答案：B
第五周期第ⅠA族元素是37号元素Rb，则38号元素位于第五周期第ⅡA族。
答案选B。
3、X、Y、Z、W、E五种同周期元素从左向右按原子序数递增（原子序数为5个连续的自然数）的顺序排列如图所示。下列说法正确的是（    ）
X
Y
Z
W
E
A．W元素的负化合价为-2时，E元素的最高化合价一定为+7
B．Y(OH)n为强碱时，X(OH)n也一定为强碱
C．HnWOm为强酸时，E的非金属性一定很强
D．HnZOm为强酸时，E的单质具有强还原性
答案：B
A．W元素的负化合价为−2价时，可能为O元素，则E元素应为F元素，没有+7价，故A错误；
B．因为X在Y的前面，所以X的金属性比Y强，所以Y(OH)m为强碱时，X(OH)n也一定为强碱，故B正确；
C．HnWOm为强酸，即W元素的非金属性很强，原子序数比W大1的E可能为非金属性比W强的非金属元素，也可能为稀有气体元素，故C错误；
D．X. Y. Z.W. E五种元素同周期，E(除了稀有气体元素)的非金属性比Z强，HnZOm为强酸时，E不可能有强还原性，如果是稀有气体，也没有强还原性，故D错误；
故选B。
小提示：根据元素周期律和元素在周期表中的位置判断可能对应的元素，结合元素化合物知识分析。
4、Al—PMOF其结构如图(分子式：C4H9XYZ)，可快速将芥子气降解为无毒物质。其中X、Y、Z为短周期元素且原子序数依次增大，X、Y同主族。下列说法不正确的是

A．简单离子半径：Y＞Z＞ XB．自来水不能用ZX2杀菌消毒
C．最高价含氧酸的酸性：Z＞YD．YXZ2遇水能产生使品红褪色的气体
答案：B
分析：X、Y都形成2个共价键，Z形成1个共价键，X、Y、Z为短周期元素且原子序数依次增大，X、Y同主族，则X是O元素、Y是S元素、Z是Cl元素。
A．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径：S2-＞Cl-＞O2-，故A正确；    
B．ClO2具有强氧化性，自来水常用ClO2杀菌消毒，故B错误；
C．同周期元素从左到右，最高价含氧酸的酸性依次增强，酸性HClO4＞H2SO4，故C正确；
D．SOCl2遇水能产生HCl和SO2，SO2能使品红褪色，故D正确；
选B。
5、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是
A．原子半径：Z>Y>X>W
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
答案：D
分析：W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为62=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减小，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
6、下列有关物质分类或归类正确的是
A．混合物：盐酸、漂白粉、氯水、液氯
B．化合物：CaCl2 .NaOH、HCl、O2
C．同素异形体：C60 .干冰、金刚石、石墨
D．化学变化：硫燃烧、碳酸钙高温分解、氢气与氯气混合气光照下爆炸
答案：D
A．液氯属于纯净物，故A错误；
B．O2为单质，不是化合物，故B错误；
C．干冰是CO2， C60 .金刚石、石墨均为碳元素形成的单质，C60 .干冰、金刚石、石墨不属于同素异形体，故C错误；
D．有新物质生成的变化为化学变化，硫燃烧生成二氧化硫，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氢气与氯气混合气光照下爆炸，均有新物质生成，均属于化学变化，故D正确；
答案选D。
7、下列有关微粒间相互作用说法正确的是
A．金属元素和非金属元素之间只能形成离子键，非金属元素之间只能形成共价键
B．过氧化钠和水反应时既有离子键和共价键的断裂，又有离子键和共价键的形成
C．含有共价键的化合物一定是共价化合物
D．H2O热稳定性强于H2S，是因为水分子间存在氢键
答案：B
A．金属和非金属元素可形成共价键，如氯化铝为共价化合物，非金属原子间可形成离子键，如铵盐，含离子键为离子化合物，故A错误；
B．Na2O2中含有离子键和非极性键，H2O中含有极性键，在发生化学反应时都发生了断裂，新形成了NaOH中的离子键和极性键、O2中的非极性键，所以该反应中既有离子键和共价键的断裂，又有离子键和共价键的形成，故B正确；
C．含有共价键的化合物可能是离子化合物，如KOH、NaNO3等，故C错误；
D．热稳定性是化学性质，取决于共价键的强弱，H2O的热稳定性强于H2S是因为H-O键的稳定性大于H-S键，故D错误；
故选：B。
8、短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液，浓度均为0 .01mol⋅L-1的上述四种溶液的pH与对应元素原子半径的关系如图所示。(Y元素最高价氧化物对应的水化物的pH值为2)下列说法错误的是

A．X、Y形成的化合物均满足8电子结构
B．R元素与氢元素形成的化合物具有强还原性
C．Z、R组成的化合物R2Z8中，含有离子键和非极性共价键
D．简单气态氢化物的热稳定性：Y>Z>X
答案：A
分析：短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，L层电子数最多不超过8个，推断这四种元素均在第三周期；结合图示它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液的pH与对应元素原子半径的关系，0 .01mol⋅L-1的R溶液pH是12，判断R是Na元素，对应溶液是NaOH溶液；0 .01mol⋅L-1的Y对应溶液pH是2，Y的半径最小，判断Y是Cl元素，对应溶液是HClO4溶液；相同物质的量浓度的Z对应溶液的酸性比HClO4溶液强，Z的半径比Cl大，判断Z是S元素，对应溶液是H2SO4溶液；X的半径比S大，0 .01mol⋅L-1的X对应溶液pH值大于2，说明其是弱酸，判断X是P元素，对应溶液是H3PO4溶液。
A．据分析，X、Y形成的化合物PCl3满足8电子结构，PCl5的P则不是8电子结构，A错误；
B．据分析，R元素与氢元素形成的化合物NaH具有强还原性，B正确；
C．据分析，Z、R组成的化合物R2Z8，即中Na2S8，Na+与S82-存在离子键，S82-中S原子间存在非极性共价键，C正确；
D．据分析，X、Y、Z简单气态氢化物分别是PH3 .HCl、H2S，原子半径：P>S>Cl，键能：H-P<H-S<H-Cl，故气态氢化物热稳定性：HCl > H2S > PH3，D正确；
故选A。
多选题
9、下列操作、现象和结论都正确的是
选项
操作及现象
结论
A
在FeCl₂溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色
FeCl₂已变质
B
在碳酸氢钠溶液中滴加澄清石灰水，产生白色沉淀
NaHCO₃样品中含有Na₂CO₃
C
在高锰酸钾粉末中加入浓盐酸，产生黄绿色气体
氧化性：KMnO₄2
D
在AlCl₃溶液中滴加过量的氨水，产生白色沉淀
Al(OH)₃不与NH₃·H₂O反应
A．AB．BC．CD．D
答案：AD
A．滴加KSCN溶液，溶液变红色，可知溶液中含铁离子，则FeCl2已变质，A正确；
B．NaHCO₃也能与氢氧化钙反应生成碳酸钙，也有白色沉淀产生，不能证明样品中含有Na₂CO₃，B错误；
C．高锰酸钾与浓盐酸发生氧化还原反应生成Mn2+和黄绿色气体Cl2，锰元素化合价降低，KMnO₄是氧化剂，Cl2是氧化产物，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，则氧化性：KMnO₄>Cl2，C错误；
D．AlCl₃溶液中滴加过量的氨水，产生白色沉淀即Al(OH)₃，说明Al(OH)₃不溶于氨水，D正确；
故选：AD。
10、X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素。已知X的阴离子电子层结构与氦原子电子层结构相同；Y原子的最外层电子数是其次外层电子数的两倍；Z有Z2和Z3两种常见的同素异形体；W+的电子层结构与Ne的电子层结构相同。下列说法正确的是
A．化合物WXYZ3中含有离子键和极性共价键，属于离子化合物
B．已知YZ2分子的空间结构是直线形，则分子中共价键键角为180°
C．化合物WX能与水反应生成强碱，该反应属于复分解反应
D．元素X、Z形成的化合物中不可能含有非极性键
答案：AB
分析：X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素。Y原子的最外层电子数是其次外层电子数的两倍，为碳；Z有Z2和Z3两种常见的同素异形体，为氧；W+的电子层结构与Ne的电子层结构相同，为钠；已知X的阴离子电子层结构与氦原子电子层结构相同，为氢。
A．化合物WXYZ3为NaHCO3，是由钠离子和碳酸氢根离子构成的化合物，含有离子键，且碳酸氢根中含有极性共价键，属于离子化合物，A正确；
B．CO2分子的空间结构是直线形，则分子中共价键键角为180°，B正确；
C．化合物NaH能与水反应生成强碱氢氧化钠和氢气，为单质和化合物生成单质和化合物的反应，该反应属于置换反应，C错误； 
D．元素X、Z形成的化合物中可以为水、过氧化氢，过氧化氢分子含有非极性键，D错误；
故选AB。
11、我国科学家用如图所示大阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液，显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，其中X、Y、Z位于同一周期，Y、W核外最外层电子数相等。下列叙述正确的是

A．简单离子半径大小顺序为W>Y>Z
B．W在自然界中仅以化合态形式存在
C．Y的简单氢化物的佛点高于W的简单氢化物，是因为Y的非金属性强于W
D．X和Z形成的简单化合物各原子最外层均满足8电子稳定结构
答案：AD
分析：根据图示，X形成4个单键，可能是第IVA族元素C或Si；Z形成一个单键，可能是H元素或第VIIA族元素F或Cl； 3个Y有2个形成一个双键，另一个形成一个单键同时得到一个电子使整个原子团带一个单位的负电荷，则Y是第VIA族的O元素，Y、W的核外最外层电子数相等，则W为与O元素同主族S元素，X、Y、Z位于同一周期，X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，则X、Y、Z、W分别是C、O、F、S四种元素。
A．S2-比O2-多一个电子层，故硫离子的半径大于氧离子半径，O2-与F-是核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，故氧离子的半径大于氟离子的半径，则简单阴离子的半径顺序为S2-> O2->F-，即W>Y>Z，故A正确；
B．S在自然界中以化合态和游离态(硫磺)形式存在，故B错误；
C．Y、W的简单氢化物分别为H2O、H2S，均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高，由于H2O分子间存在氢键，其沸点反常高，则简单氢化物的沸点Y>W，与非金属性无关，故C错误；
D．X、Z形成CF4，CF4电子式为，均满足8电子稳定结构，故D正确；
故答案为AD；
12、对于反应2N2O5g→4NO2g+O2g，R．A．Ogg提出如下反应历程：
第一步    N2O5⇌NO2+NO3                快速平衡
第二步    NO2+NO3→NO+NO2+O2        慢反应
第三步    NO+NO3→2NO2                快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是。
A．v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
答案：AC
A．第一步反应快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的反应速率，选项A正确；
B．反应的中间产物除NO3外还有NO，选项B错误；
C．有效碰撞才能发生化学反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，选项C正确；
D．第三步反应快，说明反应活化能较低，选项D错误。
答案选AC。
13、中国科学院上海有机化学研究所有机氟化学重点实验室意外发现了一种安全且高效合成罕见无机化合物FSO2N3的方法，他们同时发现该化合物对于一级胺类化合物有极高的重氮转移反应活性和选择性。下列有关元素F、S、O、N及其相关物质的说法正确的是
A．稳定性：HF>H2O>NH3>H2S
B．离子半径：O2->N3->F->S2-
C．F2通入水中发生的反应为2F2+2H2O=4HF+O2
D．S与O2直接化合可生成SO3
答案：AC
A．元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：F>O>N>S，则稳定性：HF>H2O>NH3>H2S，A正确；
B．O2-，N3-，F-的核外电子排布相同，原子序数越小半径越大，S2-的核外电子层比O2-，N3-，F-核外电子层多，半径最大，故离子半径大小顺序为：S2->N3->O2->F-，B错误；
C．F2比较活泼，可以和水反应生成HF和氧气，方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2，C正确；
D．S和O2直接化合只能生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，D错误；
故选AC。
填空题
14、用化学语言表达下列各微粒
(1)与氖原子电子层结构相同的-2价阴离子的电子式___________。
(2)第2层电子数为第1层、第3层电子数之和的原子的结构示意图___________。
(3)观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题：
A．B．C．D．E．
①属于离子结构示意图的是___________(填编，下同)。
②属于金属元素的是___________。
③性质最稳定的原子是___________，最容易失去电子的原子是___________，最容易得到电子的原子是___________。
答案：(1)
(2)
(3)     BE     DE     C     D     A
解析：(1)
与氖原子电子层结构相同的-2价阴离子为O2-，其最外层达到8电子稳定结构，电子式为；答案为。
(2)
第1层电子层排2个电子，第2层电子层排8个电子，则第2层电子数为第1层、第3层电子数之和，即第3层电子层排6个电子，为S原子，S原子核内有16个质子、核外有16个电子，原子结构示意图为；答案为。
(3)
由A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图可知，A核内质子数和核外电子数相等，均为17，则A为Cl原子；B核内8个质子，核外10个电子，则B为O2-离子，C核内10个质子，核外10个电子 ，则C为Ne原子，D核内质子数和核外电子数相等，均为11，则D为Na原子；E核内12个质子，核外10个电子，则E为Mg2+离子；
①质子数和电子数不等的微粒为离子，属于离子结构示意图的是BE；答案为BE。
②Na、Mg属于金属元素，属于金属元素的是DE；答案为DE。
③C为稀有气体，性质最稳定；最外层电子数越少的原子越易失电子，最外层电子数越多的原子越易得电子，则D最易失电子、A最易得电子；答案为C；D；A。
15、写出元素周期表中金、银、铜、铁、锌、钛的位置(周期和族)________、________、________、________、________、________，并指出这些元素的核电荷数________、________、________、________、________、________。
答案：     第六周期第ⅠB族     第五周期第ⅠB族     第四周期第ⅠB族     第四周期第Ⅷ族     第四周期ⅡB族     第四周期ⅣB族     79     47     29     26     30     22
金、银、铜位于周期表第ⅠB族，分别为第六周期、第五周期、第四周期，铁、锌、钛位于第四周期，分别位于第Ⅷ族、ⅡB族、ⅣB族，金、银、铜、铁、锌、钛的核电荷数分别为79 .47 .29 .26 .30 .22。
16、用ZAX表示原子：
(1)中性原子的中子数N=_______
(2)写出表示含有8个质子，10个中子的原子的化学符号：_______
(3)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N=_______
(4)AXn-共有x个电子，则该阴离子的中子数 N=_______
(5)12C16O2分子中的中子数N=_______
(6)A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为_______
答案：     A-Z     O818     A-x-n     A-x+n     22     n(m-x+2)m
用ZAX表示原子，A是质量数，Z是质子数，
(1)中性原子的中子数N= A-Z，答案为：A-Z；
(2)含有8个质子，10个中子的原子为氧元素的同位素原子，其质量数为18，其化学符号为：O818，答案为O818；
(3)AXn＋共有x个电子，因为失去了n个电子，则AX原子的电子数为x+n,其中子数为N=A-x-n，答案为：A-x-n；
(4)AXn-共有x个电子，因为得到了n个电子，则AX原子的电子数为x-n,其中子数为N=A-x+n，答案为A-x+n；
(5)12C16O2分子中12C的中子数为6，16O的中子数为8，则12C16O2分子中的中子数N=6
+8×2=22，答案为22；
(6)A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则其质子数为m-x,而A原子又得到2个电子，所以A2-的电子总数为m-x+2，则n g A2-所含电子的物质的量为n(m-x+2)mmol，答案为n(m-x+2)m；

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