1、第5讲物质结构和元素周期律能力提升训练1Gerhard Ertl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究而成为诺贝尔化学奖得主。下列关于Pt的说法正确的是()A.Pt和Pt核外电子排布方式相同B通过化学变化可以实现Pt和Pt间的相互转化C.Pt和Pt的核外电子数相同，是同一种核素D.Pt和Pt的质量数不同，两者互为同素异形体解析核外电子的排布方式与质量数无关，只要是同种元素的原子，核外电子的排布方式就相同，A正确；Pt和Pt为同种元素的不同核素，互为同位素，两者之间的相互转化不能通过化学变化实现，B、C、D均错。答案A2不具有放射性的同位素称为稳定同位素，如2H、13C、15N、18
2、O、34S等，在陆地生态系统研究中常被用作环境分析指示物。下列说法中正确的是()A18O原子核内的质子数为16B12C32S2比12C34S2更易挥发C13C和15N原子核内的质子数相差2D2H的氧化性比1H的氧化性强解析18O原子核内的质子数为8，A项错误；12C34S2的相对分子质量较大，熔、沸点较高，B项正确；13C和15N原子核内的质子数相差1，C项错误；根据同位素的化学性质相似，可知2H的氧化性与1H的氧化性相同，D项错误。答案B3据国外媒体报道，“火星快车”号和“金星快车”号探测器分别在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的气态化合物。这种化合物的存在不但会导致金星上的温室效应被成
3、倍的放大，而且可能会在火星上也诱发温室效应的产生。它的结构式为16O=C=18O。下列说法正确的是()A16O与18O为同种原子B16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素C16O=C=18O与16O=C=16O的化学性质几乎相同D16O=C=18O与NaO2反应生成的氧气中含18O解析16O与18O为氧元素的同位素，属于两种不同的核素，A项错误；同位素的研究对象为原子，而16O=C=18O与16O=C=16O为化合物，B项错误；二氧化碳与过氧化钠的反应为过氧化钠的歧化反应，生成的氧气中的氧原子来源于过氧化钠，D项错误。答案C4下列叙述中，不正确的是()A共价化合物中不可能含有离子键BH
4、2O比H2S稳定，HS键比HO键更难断裂C最外层只有一个电子的原子与卤素原子形成的化学键可能是离子键，也可能是共价键D离子键和共价键的实质都是电性的相互作用解析含有离子键的化合物为离子化合物，A正确；O的非金属性比S的强，故HO键比HS键难断裂，B错误；原子最外层只有1个电子的元素可能是H，也可能是碱金属元素，H与卤素原子形成共价键，碱金属元素原子与卤素原子形成离子键，C正确；化学键的实质都是电性的相互作用，D正确。答案B5下图为一些元素原子半径规律性变化的示意图。由此图不能得出的结论是(不考虑稀有气体元素)()A当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大B当最外层电子数相同时，质子数越多，
5、原子半径越大Cr(F)r(Cl)r(Br)r(Na)r(Mg2)r(Al3)D原子电子层数越多，对应的原子半径越大解析“电子层数越多，原子半径越大”是一种普遍的错误认识。理解这类问题，最好的方法是列举反例。根据图像知，上一周期的最左边原子半径比下一周期最右边的原子半径大，如r(Na)r(Br)，r(K)r(I)。所以，不能根据电子层数的多少判断原子半径的大小。答案D6(2015河南洛阳质检，11)如图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系图。下列说法正确的是()AX和R在同一周期B原子半径：WRXC气态氢化物的稳定性：XYDX、Z形成的化合物中可能含有共价键解析由题给关
6、系图，推出X为O，Y为F，Z为Na，R为S，W为Cl。O和S不在同一周期，A错误；同一周期元素从左到右原子半径依次减小，则SClO，B错误；非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，则HFH2O，C错误；D选项，X、Z形成的Na2O2含有共价键，正确。答案D7如图是元素周期表的一部分，关于图中阴影部分元素的说法中，正确的是()CNOFSiPSClGeAsSeBrSnSbTeIPbBiPoAtA.N元素为第一周期元素BPH3的稳定性比H2S强C该纵行元素的最高价氧化物对应的水化物化学式均为H3RO4DH3AsO4的酸性比H3PO4弱解析N元素为第二周期元素，A错误；P的非金属性比S弱，则对应气态氢化物
7、的稳定性：PH3As，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H3PO4H3AsO4，D正确。答案D8几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：元素代号XYZW原子半径/pm1601437066主要化合价235、3、32元素化合物的性质形成常见的两性氧化物Z2是常见保护气W3可用于杀菌消毒下列叙述正确的是()AW的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定BX、Y元素的金属性：XAl，错误；C项，Al(OH)3不溶于稀氨水，错误；D项，N2与O2反应生成NO，NO再与O2反应生成NO2，错误。答案A9(2015浙江六校模拟)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们的原子最外层电子数为互不相等的奇数，且
8、X、Y、W原子最外层电子数之和恰好等于Z元素的核电荷数；X与W的最高化合价之和为8；常见金属元素Z的一种核素的质量数为28，中子数比质子数多2。下列说法中正确的是()A用“百度”搜索知，Y、Z形成的化合物“室温下强度高，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料”。由此可推测该化合物属于离子晶体B化合物YW3的水解产物之一具有强氧化性，由此可知Y在该化合物中的化合价为3CYX5与水反应必然生成气体X2，同时得到一种弱碱溶液D因为Z的氧化物熔点很高，不适宜于电解，故工业上常用电解Z与W的化合物的方法制取单质Z解析依据题意可知，Z为铝元素，X是氢元素，Y是氮元素，W是氯元素。A项，根据性质可知，
9、AlN是原子晶体，A不正确；B项，化合物YW3的水解产物之一具有强氧化性，则该产物是次氯酸，另一种产物是氨气，由此可知Y在该化合物中的化合价为3价，B不正确；C项，YX5即NH4H与水反应必然生成氢气，同时得到氨水，C正确；D项，工业上通过电解熔融的氧化铝制取单质铝，氯化铝是共价化合物，熔融时不能导电，D不正确。答案C10(2015济南市1月高三教学质量调研考试)表中为元素周期表前四周期的一部分，其中R为稀有气体元素，下列有关X、W、Y、R、Z五种元素的叙述中，正确的是()XWYRZA.常温常压下，五种元素的单质中有两种是气态BY、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同CW的氢化物比X的氢化物稳
10、定DY与W元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性比较，前者弱于后者解析根据各元素在周期表中的位置易看出X为氮元素，W为磷元素，Y为硫元素，R为氩元素，Z为溴元素。A项，五种元素的单质中只有氮气和氩气为气态，正确；B项，Z离子电子层数与R不同，错误；C项，X的氢化物比W稳定，错误；D项，Y对应的硫酸酸性比W对应的磷酸酸性强，错误。答案A11(2015江苏化学，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
11、、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、W解析由于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A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
12、：F、O、Si，错误。答案A12短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，原子半径r(W)r(Y)r(Z)r(X)。X与W同主族，Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Z原子的核电荷数等于X、Y原子核电荷数之和。下列说法正确的是()A工业上常用电解的方法制备W的单质B元素Z的简单气态氢化物的热稳定性比Y的弱C仅由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液一定呈碱性D化合物X2Z2与W2Z2所含化学键类型完全相同解析由题给信息可以推出，X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。工业上制备金属钠时，常用电解熔融氯化钠的方法，A选项正确；O的非金属性强于N，所以H2O的热稳定性强于NH3，B选项错
13、误；仅由H、N、O三种元素形成的化合物可以是HNO3、NH3H2O、NH4NO3等，HNO3和NH4NO3的水溶液显酸性，C选项错误；H2O2中仅含共价键，Na2O2中含有共价键和离子键，D选项错误。答案A13元素周期表中前7周期的元素如下表所示：周期数一二三四五六七元素数28818183232(1)第六、七周期比第四、五周期多了14种元素，其原因是_，周期表中_族所含元素最多。(2)请分析周期数与元素数的关系，然后预言第八周期最多可能含有的元素种数为_。A18 B32 C50 D64(3)居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期的第A族元素，下列关于镭的性质的描述中不正确的是_。A在化合物中呈
14、2价B氢氧化物呈两性C单质与水反应，放出氢气D碳酸盐难溶于水解析(1)第六、七周期中在第B族出现了均含15种元素的镧系、锕系，使元素种数比第四、五周期多了14种元素。也因为如此，第B族所含元素最多。(2)根据上表可通过分析数据归纳出潜在的规律：周期数一二三四五六七元素数28818183232种数212222222232232242242由此预测第八周期元素种数应为25250，答案为C。(3)在周期表中同主族元素，从上到下其金属性依次增强，因此，可以确定其单质可与水反应放出氢气；其氢氧化物呈现出比氢氧化钡更强的碱性，而不可能呈两性；MgCO3微溶，CaCO3、BaCO3都难溶，所以其碳酸盐难溶于
15、水，所以不正确的是B。答案(1)第六、七周期中在第B族出现了镧系、锕系元素第B(2)C(3)B14(2015山东滨州一模)X、Y、Z均是由两种短周期元素组成的无机物，它们的每个分子中均含有18个电子，相关信息如下表所示(“/”表示相应的信息略去)：化合物XYZ分子中含有的原子个数/4/摩尔质量/gmol13234/回答下列问题：(1)X常用作火箭推进剂，其分子的球棍模型为则X的化学式为_。(2)Y的化学性质描述正确的是_。a不稳定性 b弱碱性c氧化性 d还原性(3)Z的化学式可用H2A表示。将一定量的Z气体通入0.05 molL1 CuSO4溶液中，二者恰好完全反应。已知Ksp(CuA)6.0
16、1036。若不考虑溶液体积的变化，则：反应后溶液的pH_。若反应后溶液中c(A2)2.01030 molL1，则溶液中c(Cu2)_molL1。(4)将一定量的Z气体通入NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，产生的气体与HCl的物质的量的关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。0点溶液中所含溶质的化学式为_。已知a点溶液呈碱性，该溶液中离子浓度大小顺序为_。解析根据题目信息可知X为N2H4，Y为H2O2，Z为H2S。(2)Y为H2O2，其具有不稳定性、氧化性、还原性。(3)Z为H2S，将一定量的H2S气体通入0.05 molL1 CuSO4溶液中，二者恰好完全反应生成硫化铜沉
17、淀和硫酸。反应后溶液中氢离子浓度为0.1 molL1，pH1；若反应后溶液中c(S2)2.01030 molL1，根据Ksp(CuS)c(Cu2)c(S2)6.01036计算，则溶液中c(Cu2)3.0106 molL1。(4)根据题给图像结合反应Na2SHCl=NaHSNaCl，NaHSHCl=NaClH2S分析可知，0点溶液中所含溶质的化学式为Na2S和NaOH；由图像可知，a点溶液为NaCl和NaHS的混合液且氯化钠的浓度大于硫氢化钠的浓度；溶液呈碱性，说明硫氢根离子的水解程度大于电离程度，故该溶液中离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(Na)c(Cl)c(HS)c(OH)c(H)c(S
18、2)。答案(1)N2H4(2)acd(3)13.0106(4)Na2S和NaOHc(Na)c(Cl)c(HS)c(OH)c(H)c(S2)15甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1 mol/L的Y溶液pH1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。请回答下列问题：(1)戊离子的结构示意图为
19、_。(2)戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为24，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为_。(3)写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：_。(4)按如图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_。将充分电解后所得溶液逐滴加入酚酞溶液中，观察到的现象是_。解析由信息“甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝”和“原子序数甲1”，确定化合物Y为NH4Cl，Z为HCl。因为丁的单质既能与NaOH溶液反应，又能与HCl溶液反应，均生成盐，则可知丁为铝(Al)。(1)Cl的结构示意图为。(2)当Cl2与NH3反应生成NH4Cl和HCl的物
20、质的量之比为24时，反应的化学方程式为：3Cl24NH3=N22NH4Cl4HCl，当有3 mol Cl2参加反应时，被氧化的NH3为2 mol，故被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为23。(3)少量HCl溶液滴入过量NaAlO2溶液中，发生反应的离子方程式为：HAlOH2O=Al(OH)3。(4)电解NaCl饱和溶液的反应化学方程式为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，生成的Cl2与NaOH反应：Cl22NaOH=NaClONaClH2O，将以上两化学方程式相加得NaClH2ONaClOH2，由于ClOH2OHClOOH，所以将该溶液加入酚酞溶液中，现象为先变红后褪色。答案(1)(2)23(3)HAlOH2O=Al(OH)3(4)NaClH2ONaClOH2酚酞溶液先变红后褪色