1、第13讲原子结构化学键A组基础必做题(40分)一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)1(2021湖北武汉模拟)核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a1)。下列有关元素X的说法中，不正确的是(D)A元素X的原子核内质子数为(2a21)B元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)解析若a2，则X为氮元素，若a3，则X为氯元素。元素N或Cl的原子核内质子数为(2a21)，A正确；元素N或Cl的原子半径小于钠的原子半径，B正确；Cl形成的次氯酸
2、，具有杀菌消毒的作用，C正确；氯离子最外层电子数未达到2n2个，D错误。2(2021广西高三检测)X、Y、Z三种元素的原子序数依次减小且三者原子序数之和为16，其常见单质在适当条件下可发生如图所示变化，其中B和C均为10电子分子。下列说法不正确的是(B)AX的原子的L层电子数为6B1 mol Y和3 mol Z在一定条件下充分反应生成2 mol CCA和C在一定条件下能发生氧化还原反应DC和X一定条件下能反应生成A和B解析常见的10电子分子有CH4、NH3、H2O、HF，因此Z为氢元素，则另外两种元素的原子序数之和为15，则X、Y可能是O、N元素，也可能是F、C元素。由于碳和氢气不能发生反应生
3、成CH4，因此Y只能是氮元素，则X、Y、Z分别为O、N、H元素，原子序数之和为16，且B和C分别为H2O和NH3，故单质X为O2，Y为N2，Z为H2，A为NO。X为O，A项正确；由于是可逆反应，所以1 mol N2和3 mol H2反应不可能完全转化为2 mol NH3，B项错误；NO与NH3一定条件下可以发生归中反应，为氧化还原反应，C项正确；NH3和氧气发生催化氧化反应生成NO和H2O，D项正确。3(2021山东滨州高三检测)下列说法正确的是(C)离子化合物含离子键，也可能含极性键或非极性键共价化合物含共价键，也可能含离子键含金属元素的化合物不一定是离子化合物由非金属元素组成的化合物一定是
4、共价化合物由分子组成的物质中一定存在共价键熔融状态能导电的化合物是离子化合物ABCD解析本题考查离子键、共价键、离子化合物、共价化合物等。离子化合物一定含离子键，可能含共价键，如NaOH中含极性共价键，过氧化钠中含非极性共价键，故正确；含离子键的化合物一定为离子化合物，而共价化合物只含共价键，不含离子键，故错误；含金属元素的化合物可能为共价化合物，如氯化铝，故正确，由非金属元素组成的化合物可能为离子化合物，如NH4Cl，故错误；由分子组成的物质中可能不存在化学键，如稀有气体，故错误；熔融状态能导电的化合物，其构成微粒为离子，该物质中存在离子键，是离子化合物，故正确。4(2021河北唐山第一学期
5、月考)W、N、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y所处的周期序数与族序数相等。甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的化合物，丁是氯碱工业的一种产物，戊为二元化合物，常温下0.01 molL1戊溶液的pH为2。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(B)A原子半径：NYXBW2N分子的比例模型为C物质丁中含有离子键和共价键D丙属于分子晶体解析本题考查元素推断、物质结构与元素周期律，考查的化学核心素养是宏观辨识与微观探析。由“W、N、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素”和“Y所处的周期序数与族序数相等”推出Y为Al，由“甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的化合物，丁是氯碱
6、工业的一种产物”推出丁为NaOH，由“戊为二元化合物，常温下0.01 moIL1戊溶液的pH为2”推出戊为HCl，由题图可知，甲既能与丁(NaOH)反应，又能与戊(HCl)反应，且生成的乙和丙反应又能生成甲，则甲为Al(OH)3，乙为NaAlO2，丙为AlCl3。进一步推出W、N、X、Z分别是H、O、Na、Cl。根据同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小，同一主族元素从上到下原子半径依次增大可知，原子半径：OSAlP，C错误；D项，磷元素可以形成H3PO2、H3PO3、H3PO4等含氧酸，D错误。3(2021山东威海二模)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二
7、种或三种元素组成，甲为淡黄色固体，乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物，有关物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(B)AW与Z形成的化合物为离子化合物B戊一定为有毒气体C离子半径大小：YZWD相同条件下，乙的沸点高于丁解析甲为淡黄色固体，由两种或三种元素组成，则甲为Na2O2；乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物，且甲与乙反应生成Y的单质，则甲与乙的反应为过氧化钠与水的反应，故乙为H2O、Y的单质为O2、丙为NaOH；Y的单质与丁反应生成乙(水)与戊，丁分子为含10电子的氢化物，故丁为CH4或NH3，对应的戊为CO2、CO或NO，结合原子序数可知W为H、X为C或N、Y为O、Z为
8、Na。W与Z形成的化合物为NaH，属于离子化合物，故A正确；戊为CO2、CO或NO，二氧化碳没有毒，故B错误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径大小：Y(O2)Z(Na)W(H)，故C正确：乙为H2O，丁为CH4或NH3，常温下水为液体，而甲烷、氨气均为气体，故水的沸点更高，故D正确。4(2021山东日照月考)W、X、Y、Z是族序数依次增大的短周期元素。W的族序数与周期数相同，X的原子序数比Y大，冶炼X的方法是电解其熔融氯化物，Y和Z的最高价氧化物的水化物分别是一元强酸和二元强酸。下列说法正确的是(D)A原子半径：ZXYWBW分别与Y、Z形成的
9、化合物的水溶液均显酸性CX与Y形成的化合物溶于水能够生成一种强碱DXW2可用作氢动力汽车的能源提供剂解析W、X、Y、Z是族序数依次增大的短周期元素，X的原子序数比Y大，二者处于不同周期，结合原子序数可知Y位于第二周期，X位于第三周期；冶炼X的方法是电解其熔融氯化物，X可能为Na或Mg元素，X的族序数大于W，则X为Mg元素；W的族序数与周期数相同，则W位于IA族，为H元素，Y、Z的最高价氧化物的水化物分别是一元强酸和二元强酸，则Y为N，Z为S元素。同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：XZYW，故A错误；H、N形成的化合物NH3的水溶液呈碱性
10、，故B错误；氮化镁溶于水生成的氢氧化镁不是强碱，故C错误；XW2为MgH2，MgH2固体是一种储氢材料，可用作氢动力汽车的能源提供剂，故D正确。二、非选择题(本题包括2小题，共36分)5(2021山东东营模拟)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族，B和D同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题：(1)五种元素中，原子半径最大的是Na，非金属性最强的是Cl。(填元素符号)(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是PH3(用化学式表示)。(
11、3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为NH4Cl，其中存在的化学键类型为离子键和共价键。(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为H3PO4。(5)单质D在充足的单质E中燃烧，反应的化学方程式为2P5Cl22PCl5；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为PCl3。(6)单质E与水反应的离子方程式为Cl2H2OHClHClO。解析由A与B、D、E三种元素均能形成共价化合物可知，该四种元素为非金属元素，结合A和B形成化合物的水溶液显碱性可知，A为H元素，B为N元素，则C为Na元素，D为P元素；又因为C和E形成的化合物呈中性，可知E为Cl元素。(1)依据原子半径变化规律
12、，先看电子层数，再看核电荷数，可确定原子半径最大的为Na，依据元素周期律可确定非金属性最强的为Cl。(2)H和N、P、Cl形成的共价化合物中稳定性最差的为PH3。(3)NH3与HCl反应生成离子化合物NH4Cl，含离子键和共价键。(4)P的最高价氧化物对应水化物为磷酸。(5)P与Cl2反应，Cl2足量时生成PCl5；Cl2不足时，生成PCl3。(6)氯气溶于水后有一部分生成盐酸和次氯酸，但次氯酸是弱酸，离子方程式中保留分子式。6(2021山东潍坊高三检测)砷(As)是第四周期A族元素，砷(As)及其化合物在制备农药、合金、半导体材料中有广泛的应用。回答下列问题：(1)砷的原子结构示意图为，指出
13、砷元素的常见化合价3、0、3、5。砷的不同核素75As、74As、73As互称为同位素，砷的不同单质灰砷、黄砷、黑砷互称为同素异形体。(2)砒霜(As2O3)是制备含砷杀虫农药的原料。含砷锌(含少量As2O3)制H2会产生有毒的砷化氢，因此实验室必须用无砷锌来制备H2。写出含砷锌与稀硫酸反应生成少量砷化氢的离子方程式：As2O36Zn12H=2AsH36Zn23H2O。(3)比较还原性强弱：砷化氢强于(填“强于”或“弱于”)硒化氢；比较热稳定性强弱：砷化氢弱于(填“强于”或“弱于”)磷化氢。砷化氢分子的空间构型为三角锥形。砷化氢在空气中自燃生成砒霜(As2O3)，写出砷化氢自燃的化学方程式：2
14、AsH33O2=As2O33H2O。(4)砷化镓是除硅之外的最重要半导体材料，由化合物X和砷化氢在500800 反应制得，11.5 g X与足量砷化氢反应产生6.72 L(标准状况)甲烷。(Ga的相对原子质量为70)X的化学式为Ga(CH3)3。写出该反应的化学方程式：Ga(CH3)3AsH3GaAs3CH4。解析(1)砷在周期表中位于第四周期A族，原子序数为33，原子结构示意图为，砷的常见化合价与氮相似，有3、0、3、5。同种元素的不同核素互称为同位素。同种元素形成的具有不同性质的单质互称为同素异形体。(2)氧化剂是As2O3，还原剂是活泼金属Zn，在酸溶液中反应，生成还原产物AsH3和氧化
15、产物Zn2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式：As2O36Zn12H=2AsH36Zn23H2O。(3)As与Se均是第四周期元素，Se位于As的右边，同周期元素的气态氢化物的还原性从左向右逐渐减弱，即AsH3的还原性强于H2Se的。同主族气态氢化物的热稳定性从上向下逐渐减弱，即AsH3的热稳定性弱于PH3的。AsH3的分子构型与NH3分子相似，AsH3为三角锥形。AsH3自燃的化学方程式为2AsH33O2=As2O33H2O。(4)n(CH4)0.3 mol。X与AsH3反应的方程式可以表示为XAsH3GaAsCH4，生成的0.3 mol CH4有0.3 mol H原子来自AsH3，余下的0.3 molCH3来自X，则X中的Ga的质量为11.5 g0.3 mol15 gmol17.0 g，即n(Ga)n(CH3)13，X的化学式为Ga(CH3)3。反应的化学方程式为Ga(CH3)3AsH3GaAs3CH4。