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专题五 物质结构与元素周期律1.下列有关化学用语表示正确的是()A.最近命名的含有173个中子的113号元素:113173NhB.乙酸甲酯的结构简式:HCOOCH2CH3C.NaOH的电子式:Na+OH-D.F的原子结构示意图:2.7N、33As位于同一主族,下列关系不正确的是()A.原子半径:NAs B.非金属性:NAsH3 D.酸性:HNO3H3AsO43.二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,常温下是一种橙黄色有恶臭的液体,它的分子结构与H2O2类似,熔点为193 K,沸点为411 K,遇水很容易水解,产生的气体能使品红褪色,S2Cl2可由干燥氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法正确的是()A.S2Cl2的电子式为ClSSClB.固态S2Cl2由原子直接构成C.S2Cl2与NaOH反应的化学方程式可能为S2Cl2+6NaOH2NaCl+Na2SO3+Na2S+3H2OD.S2Cl2是含有极性键和非极性键的离子化合物4.X、Y、Z均为短周期元素。已知X元素的原子核内无中子,Y元素的原子核外最外层电子数是其次外层电子数的2倍,Z元素是地壳中含量最丰富的元素。有下列含此三种元素的化学式:X2Y2Z2X2YZ3X2YZ2X2Y2Z4X3YZ4XYZ3其中可能存在对应物质的是()A.只有 B.只有 C.只有 D.只有5.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X形成的某种化合物可用作水果的催熟剂,Y的氧化物为碱性氧化物,X、Y、Z三种元素的最外层电子数之和为11。下列说法正确的是()A.原子半径:WXYZC.W、X形成的某种化合物常用作萃取剂D.Y和Z形成的含氧酸盐均可使酚酞溶液变红6.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X形成的一种单质可用作消毒剂,Y有“国防金属”的美誉,Z原子的最外层电子数与最内层电子数之和等于其次外层电子数。下列说法不正确的是()A.Y和W属于同一周期,X和Z属于同一主族B.Y和W形成的化合物的水溶液显酸性C.简单离子半径:YXWBB.气态氢化物的热稳定性:CAC.AD4的熔沸点比CD4的高D.可电解BD3制备B的单质8.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,A、B、C、D、E均是由上述元素组成的中学化学常见的物质,其中A是单质,C是酸性氧化物,A的水溶液和C均具有漂白性,B是自然界最常见的液体,E是三元化合物,物质之间存在如图Z5-1所示的关系。下列说法不正确的是()图Z5-1A.简单离子半径大小关系: YZXWB.图示反应中有离子键的形成C.简单阴离子的还原性: YZD.D的水溶液中含有阴、阳离子及共价键形成的分子9.五种短周期元素a、b、c、d、e,其原子半径与原子序数的关系如图Z5-2,下列说法错误的是()图Z5-2A.c元素的简单离子半径比e元素的简单离子半径小B.d元素的最高价氧化物对应的水化物酸性比e元素弱C.b、c、d三种元素的最高价氧化物对应的水化物相互间能发生反应D.a与b两种元素可形成既有离子键又有非极性共价键的化合物10.图Z5-3是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是()图Z5-3A.Z和R所形成的化合物,不能通过溶液中的复分解反应而制得B.简单离子的半径大小关系:RYZXC.X和Y所形成的一种化合物可用于自来水消毒D.工业上获得单质Z的方法,一般是通过电解其熔融氯化物来实现11.X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数是内层电子数的3倍,Y与Z 形成的化合物Z2Y3中,元素质量比m(Y)m(Z)=89;X原子的最外层电子数为M原子和Z原子最外层电子数的和的一半。下列说法正确的是()A.X的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸 B.气态氢化物的沸点:YMXY D.Z是地壳中含量最多的元素12.现有三种短周期元素组成的单质a、b、c 及其二元化合物X、Y、Z,它们之间相互转化关系如图Z5-4所示。已知:X 中a和b元素的原子个数比为11;常温下L是一种无色黏稠油状液体。下列说法不正确的是()图Z5-4A.b、c 单质中所含的元素属于同主族元素 B.X、Y、Z 分子中一定都含有极性共价键C.L、Y、Z 三种物质中两两之间能相互反应 D.同温同浓度的水溶液中酸性强弱为LYZ13.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。已知W存在多种同素异形体,其中一种是二维纳米材料,被认为是未来革命性材料;X的一种氢化物是人类生存的重要资源;Y原子最外层电子数等于电子层数;Z离子在同周期最简单阴离子中,半径最小。下列说法正确的是()A.X和Z形成的某种二元化合物可用于自来水的杀菌消毒B.简单离子半径:XYZC.W的氢化物的熔沸点一定低于同族元素的氢化物D.将Y、Z形成的化合物的水溶液蒸干后得到Y2X314.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,它们占据三个周期。Y原子最外层电子数是电子层数的3倍。向由W、X、Z和SO42-组成的一种离子化合物的水溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,产生沉淀与加入的氢氧化钠溶液的体积关系如图Z5-5所示。下列说法正确的是()图Z5-5A.X、Y两种元素的非金属性很强,其单质化学性质也很活泼B.Z与X、Y形成的常见盐的水溶液会使蓝色石蕊试纸变红C.Z的最高价氧化物对应的水化物可溶于X的气态氢化物的水溶液中D.由W、X、Y 三种元素只能组成一种盐15.下表为元素周期表的一部分。碳氮YX硫Z回答下列问题:(1)Z元素在周期表中的位置为。(2)下列事实能说明Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是。A.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊B.在氧化还原反应中,1 mol Y单质比1 mol硫得电子多C.Y和硫两元素的气态氢化物受热分解,前者的分解温度高(3)X与Z两元素的单质反应生成1 mol X的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和58 。写出该反应的热化学方程式:。(4)1 mol碳与镁形成的化合物Q与4 mol水反应,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃,该烃分子中碳氢质量比为91,烃的电子式为。Q与水反应的化学方程式为。16.已知元素X位于Y的下一周期,X、Y的原子序数均不大于20。某含氧酸盐甲的化学式为XYO3。请回答:(1)常温下Y的单质能与水发生反应,则X位于周期表的,X、Y形成简单离子半径大小关系为X(填“大于”“小于”或“等于”)Y。395 时,甲能发生分解反应生成两种盐,一种是含Y元素的无氧酸盐,该反应的化学方程式是。(2)若甲难溶于水,且甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体。则甲为(填化学式)。该气体能使高锰酸钾溶液褪色,该反应的离子方程式为。图Z5-625 时,甲在水中的沉淀溶解平衡曲线如图Z5-6所示,若要使溶液中X2+沉淀完全,则加入YO32-的最小浓度为molL-1。(3)若甲能与盐酸反应,生成无色、无味的气体乙。则:乙中所含化学键类型为。甲在水中持续加热生成一种更难溶的物质并逸出气体乙,该反应的化学方程式为。专题限时集训(五)1.C解析 含有173个中子的113号元素的质量数为286,A错误;正确的结构简式为CH3COOCH3,B错误;F的原子结构示意图为,D错误。2.B解析 同主族从上到下,非金属性减弱,故非金属性NAs,B错误。3.C解析 二氯化二硫的分子结构与H2O2类似,即电子式为A错误;二氯化二硫的熔点、沸点低,说明它直接由分子构成,B错误;二氯化二硫容易水解,产生的气体能使品红褪色,即2S2Cl2+2H2OSO2+3S+4HCl,因此与氢氧化钠反应的方程式可能为S2Cl2+6NaOH2NaCl+Na2SO3+Na2S+3H2O,C正确;S2Cl2是含有极性键和非极性键的共价化合物,D错误。4.D解析 X为H,Y为C,Z为O,则它们组合起来可能为H2CO3、H2C2O4、HCOOH、OHCCHO等,不存在。5.C解析 W与X形成的某种化合物可用作水果的催熟剂,即此化合物为C2H4,因为原子序数依次增大,因此W为H,X为C,Y的氧化物为碱性氧化物,则Y可能为Na或Mg,X、Y、Z三种元素的最外层电子数之和为11,如果Y为Na,则Z为S,如果Y为Mg,则Z为P。电子层数越多,半径越大,同周期主族元素从左向右原子半径依次减小,因此原子半径大小顺序是YZXW,A错误;如果Z为S,H2CO3的酸性小于H2SO4,如果Z为P,H2CO3的酸性小于H3PO4,B错误;C和H可形成化合物C6H6,即为苯,苯常用作萃取剂,C正确;如果形成的含氧酸盐为Na2SO4,溶液显中性,不能使酚酞变红,D错误。6.D解析 X、Y、Z、W分别是O、Mg、S、Cl。Mg和Cl同属于第三周期,O和S同属于第A族,A正确;Mg和Cl形成的化合物是MgCl2,MgCl2水解使其水溶液显酸性,B正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,简单离子半径:Mg2+O2-Cl-SiH4,B错误;CCl4和SiCl4均为分子,后者相对分子质量大,范德华力更强,熔沸点更高,C错误;AlCl3是共价化合物,不能通过电解AlCl3制备Al,D错误。8.B解析 由已知条件知A为Cl2、B为H2O、C为SO2、D为HCl、E为H2SO4。因为短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所以W、X、Y、Z分别为H 、O 、S 、Cl。简单离子半径大小关系为S2-Cl-O2-H+,A正确。图示反应生成HCl、H2SO4,均只有共价键,B错误。简单阴离子的还原性: S2-Cl-,C正确。 氯化氢的水溶液中含有氢离子、氯离子、水分子,D正确。9.C解析 根据原子半径与原子序数的关系图可推知元素a、b、c、d、e分别为O、Na、Al、Si、Cl。 c元素的简单离子(Al3+)比e元素的简单离子(Cl-)少一个电子层,半径小,A正确; H2SiO3酸性比HClO4弱,B正确;b、c、d三种元素的最高价氧化物对应的水化物NaOH、Al(OH)3、H2SiO3中Al(OH)3与H2SiO3不反应,C 错误;a与b两种元素可形成既有离子键又有非极性共价键的化合物Na2O2,D正确。10.A解析 由题图可知,Z和R为第三周期元素,则Z为Al,R为S,形成的化合物是Al2S3,Al2S3在水中发生双水解反应,因此不能通过溶液中的复分解反应制得, A正确;X为O,Y为Na、Z为Al,R为S,简单离子半径大小顺序是S2-O2-Na+Al3+,B错误;X和Y形成的化合物是Na2O2和Na2O,虽然Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水反应生成NaOH,NaOH属于强碱,具有腐蚀性,因此不能用于自来水的消毒,C错误;氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,因此工业上常电解熔融状态的氧化铝制备金属铝,D错误。11.C解析 X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y为氧元素;Y与Z 形成的化合物Z2Y3中,元素质量比m(Y)m(Z)=89,则Z的相对原子质量为163982=27, Z为铝元素;X原子的最外层电子数为M原子和Z原子最外层电子数的和的一半,而M原子序数大于Z,故X最外层电子数大于3小于6,若为4,则X为碳元素,M为磷元素;若为5,则X为氮元素, M为氯元素。若X为碳元素,则其最高价氧化物对应的水化物碳酸是弱酸,A错误;无论M是磷元素还是氯元素,因H2O分子间存在氢键,气态氢化物的沸点:YM,B错误;同周期元素原子半径从左到右依次减小,同主族元素原子半径从上到下依次增大,故原子半径ZMXY,C正确;Z是地壳中含量最多的金属元素,D错误。12.C解析 常温下L是一种无色黏稠油状液体,L是浓硫酸;X、Y反应生成硫酸,X中a和b元素的原子个数比为11,则X是H2O2,Y是SO2; b、c生成SO2,则a是H2;b是O2、c是S;Z是H2S,H2S与 SO2反应生成水和S,所以M是H2O。O、S 元素属于第A族元素,A正确;H2O2、SO2、H2S分子中都含有极性共价键, B正确;硫酸与SO2不反应,C错误;酸性H2SO4H2SO3H2S,D正确。13.A解析 由已知条件分析可以知道,W为C,X为O,Y为Al,Z为Cl。X和Z形成的二元化合物为ClO2可用于自来水的杀菌消毒,A正确;最简单离子半径 Cl-O2-Al3+,B 错误;W为C,其氢化物有很多种,对于组成和结构相似的同族元素的氢化物,随着原子序数的递增,氢化物的熔沸点逐渐增大,对于组成和结构不一样的就无法比较,C错误;Y、Z形成的化合物为AlCl3,其水溶液能发生水解,蒸干、灼烧后才能得到Al2O3,如果只是蒸干,产物为Al(OH)3,D错误。14.B解析 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,它们占据三个周期,则W应为H;Y原子最外层电子数是电子层数的3倍,则Y原子核外应有两个电子层,最外层电子数为6,所以Y为O;X为第二周期元素、Z为第三周期元素;又根据向由W、X、Z和SO42-组成的一种离子化合物的水溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,产生沉淀与加入的氢氧化钠溶液的体积关系图可得,Z为Al、X为N,由W、X、Z和SO42-组成的离子化合物为NH4Al(SO4)2。X(N)、Y(O)两种元素的非金属性很强,但其单质O2和O3化学性质活泼、N2化学性质稳定,A错误;Z(Al)与X(N)、Y(O)形成的常见盐为Al(NO3)3,属于强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使蓝色石蕊试纸变红,B正确;Z(Al)的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,X(N)的气态氢化物为NH3,溶于水得到NH3H2O,是弱碱,与Al(OH)3不反应,C错误;由W(H)、X(N)、Y(O)三种元素可组成的盐不止一种,如NH4NO3、NH4NO2等,D错误。15.(1)第三周期第A族(2)AC(3)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)H=-687 kJmol-1(4)HCCCHHHMg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4解析 (1)根据图表可知,Z是17号氯元素,位于周期表的第三周期第A族。(2)由元素周期律,非金属元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,而得电子的数目多少不能作为比较非金属性强弱的依据;活泼的非金属单质能够置换不活泼的非金属单质,可以比较非金属性的强弱。(3)X为硅元素,Z为氯元素,两元素的单质反应生成四氯化硅;已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和58 ,所以室温时四氯化硅为液态。(4)设该烃分子式为CxHy,烃分子中碳氢质量比为91,即12xy=91, xy=34,结合1 mol Q与4 mol H2O反应生成2 mol Mg(OH)2和1 mol该烃,得到该烃分子式为C3H4,该物质为丙炔,电子式为HCCCHHH。根据1 mol碳与镁形成的化合物Q与4 mol水反应,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃,根据原子守恒规律,可知化合物Q的化学式为Mg2C3,反应的方程式为Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4。16.(1) 第四周期第A族小于4KClO33KClO4+KCl(2)CaSO32MnO4-+5SO2+2H2O2Mn2+5SO42-+4H+2.110-2(3)极性键(或共价键)MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2解析 (1)Y的单质能与水发生反应,Y为Cl;含氧酸盐甲的化学式为XClO3,X位于Y的下一周期,X、Y的原子序数均不大于20,X为K;K为19号元素,K位于周期表中第四周期第A族。X的简单离子为K+,Y的简单离子为Cl-,K+与Cl-具有相同的电子层结构,根据“序大径小”,离子半径K+小于Cl-。395 时KClO3分解生成的无氧酸盐为KCl,Cl的化合价由+5价降至-1价,根据氧化还原反应规律,则生成的另一种盐为KClO4,反应的化学方程式为4KClO33KClO4+KCl。(2)若甲难溶于水,甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体,该气体为SO2,则Y为S;含氧酸盐甲的化学式为XSO3,X位于Y的下一周期,X的原子序数不大于20,X为Ca。甲的化学式为CaSO3。CaSO3与盐酸反应生成的气体为SO2,SO2与KMnO4溶液反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O5SO42-+2Mn2+4H+。CaSO3在溶液中存在的溶解平衡为CaSO3(s)Ca2+(aq)+SO32-(aq),根据图像Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)c(SO32-)=0.310-30.710-3=2.110-7;使Ca2+沉淀完全,c(Ca2+)110-5 molL-1,c(SO32-)Ksp(CaSO3)c(Ca2+)=2.110-7(110-5)=2.110-2 molL-1,加入SO32-的最小浓度为2.110-2 molL-1。(3)若甲能与盐酸反应生成无色、无味的气体乙,则Y为C,乙为CO2;含氧酸盐甲的化学式为XCO3,X位于Y的下一周期,X为Mg;甲为MgCO3。乙为CO2,CO2的电子式为OCO,CO2中含有极性共价键。MgCO3在水中持续加热生成CO2,同时生成的更难溶的物质是Mg(OH)2,该反应的化学方程式为MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2。
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