1、专题十一原子结构元素周期律高考帮备考方向导航考点1原子结构原子核外电子排布1. 2020全国卷,11,6分1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用粒子(即氦核 24He)轰击金属原子ZWX,得到核素Z+230Y,开创了人造放射性核素的先河:ZWX+24HeZ+230Y+01n其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是()A.ZWX的相对原子质量为26 B.X、Y均可形成三氯化物C.X的原子半径小于Y的 D.Y仅有一种含氧酸2.2019江苏,2,2分反应NH4Cl+NaNO2NaCl+N2+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()A.中子
2、数为18的氯原子:1718Cl B.N2的结构式:NN C.Na+的结构示意图: D.H2O的电子式:考点2化学键分子间作用力3.2020全国卷,13,6分一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是()A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构4.2018浙江4月选考,19,2分下列说法正确的是()A.CaCl2中既有离子键又有共价键,所以CaCl2属于离子化合物B.H2O汽化
3、成水蒸气、分解为H2和O2,都需要破坏共价键C.C4H10的两种同分异构体因为分子间作用力大小不同,因而沸点不同D.水晶和干冰都是共价化合物,均属于原子晶体5.2019海南,13,9分自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:(1)2016年IUPAC确认了四种新元素,其中一种为Mc,中文名为“镆”。元素Mc可由反应95243Am+2048CaMc+301n得到。该元素的质子数为,287Mc与288Mc互为。(2)Mc位于元素周期表中第A族,同族元素N的一种氢化物为NH2NH2,写出该化合物分子的电子式。该分子内存在的共价键类型有
4、。(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价,其中+3价氧化物的分子式为,+5价简单含氧酸的分子式为。考点3元素周期表及其应用6.2020浙江7月选考,16,2分X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层比次外层少一个电子。下列说法不正确的是()A.原子半径:ZYYMC.X2Z-ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物7.2019全国卷,9,6分今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周
5、期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()WXYZA.原子半径:WX B.常温常压下,Y单质为固态C.气态氢化物热稳定性:Z”或“”或“”),判断依据是。(3)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是(填序号)。a.不能与NaOH反应b.含离子键、共价键c.能与水反应(4)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,写出该反应的化学方程式:,因此,配制SbCl3溶液应注意。考点4元素周期律及其应用9.2019全国卷,9,6分X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子
6、数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是()A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高 B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物C.X与Z可形成离子化合物ZX D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸10.原创我国科学家用大阴离子(如图所示)的锌盐溶液作电解液,设计制备了水系锌离子电池,X、Y、Z、W均为短周期元素,X、Y、Z位于同一周期,Y、W最外层电子数相等。下列叙述正确的是()A.元素非金属性的顺序为ZYZC.该离子中的原子均满足8电子稳定结构D.简单阴离子半径的顺序为W YZ11.2020武汉部分学校质检短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,其中Y与Z同主族。X与Y、Z与
7、W均可形成如图所示的分子结构,且Z与W形成的分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构。下列说法正确的是()A.原子半径:WZYXB.气态氢化物热稳定性:YZWC.Z和W均存在两种以上的含氧酸D.Z和W在自然界中均只能以化合态存在12.2021北京人大附中模拟改编已知X、Y、Z、W、M 均为短周期元素。25 时,其最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01 mol/L)溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法错误的是()A.Z元素最高价氧化物的化学式为ZO3B.简单离子半径大小顺序:XMC.最简单气态氢化物的稳定性:YXD.X、Z的最简单气态氢化物反应有白烟生成拓展变式1.2021浙江三校一
8、联化合物 Y2ZW3X 可用作牙膏的添加剂,W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中 Z 的最高价氧化物的水化物是三元酸,Y 的原子半径是短周期主族元素中最大的,W 与 X 的最外层电子数之和为 13。下列说法错误的是()A.简单氢化物的沸点:WXB.离子半径:YWXC.Z 的最高价氧化物可用作干燥剂D.Y 与 X 形成的化合物的水溶液呈碱性2.2018浙江下半年选考,19,2分下列说法正确的是()A.CaO与水反应过程中,有共价键的断裂和形成B.H2O的热稳定性比H2S的强,是由于H2O的分子间作用力较大C.KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物D.
9、葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体3.下列有关电子式的表述不正确的是()A.NaBH4的电子式为Na+HBHHH-B.用电子式表示CaF2的形成过程:FF+CaF-Ca2+F-C.光气(COCl2)的电子式为D.用电子式表示H2O的形成过程:H+O+HHOH4.2019北京,8,6分2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是()A.In是第五周期第A族元素B.49115In的中子
10、数与电子数的差值为17C.原子半径:InAlD.碱性:In(OH)3RbOH5.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是()选项事实推论A与冷水反应,Na比Mg剧烈金属性:NaMgBCa(OH)2 的碱性强于Mg(OH)2金属性:CaMgC氧化性:HClOH2CO3非金属性:ClCD热稳定性:HBrHI非金属性:BrI6.2020临川一中模拟短周期主族元素 X、Y、Z、W、R、T 的原子序数依次增大, X 的最外层电子数与次外层电子数相等, X、W 位于同主族。Y 和 Z 的价电子数之和等于 R 和 T 的价电子数之和,这四种元素组成两种盐 Z2TY3 和 ZRY2。在含该两种盐的混
11、合溶液中滴加盐酸,产生白色沉淀的物质的量与盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是()A.X、Y、Z不能组成离子化合物B.单质的熔点:YZr(W)r(Z)D.Z、R 分别与Y形成的化合物中都只含离子键7.2021 河北鸡泽一中月考改编六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,其中A与E同主族,B与F同主族,E与F同周期。已知常温下A与E对应单质的状态不同,D的核电荷数是B的最外层电子数的2倍,化合物FB是第三代半导体材料的典型代表。下列说法正确的是()A.由A、C、D三种元素组成的化合物一定是共价化合物B.F与D形成的化合物性质很不活泼,不与任何酸反应C.原子半径:r(E)r(F
12、)r(C)r(D)D.元素的非金属性:DCFB8.2016全国卷,13,6分短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 molL-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A.原子半径的大小WXXYC.Y的氢化物常温常压下为液态D.X的最高价氧化物的水化物为强酸答案专题十一原子结构元素周期律1.B核反应方程式中质量数守恒,X的质量数W=30+1-4=27,推测其为短周期主族元素。Y的质子数比金属原子X的大2,两者应位于同一周期,设X的
13、最外层电子数为x,则Y的最外层电子数为x+2,故x+ x+2=8,解得x=3。综上分析知X为Al,Y为P。ZWX的相对原子质量为27,A错误;Al、P可以分别形成AlCl3、PCl3,B正确;原子半径AlP,C错误;P的含氧酸有次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)、磷酸(H3PO4)等,D错误。2.DA项,中子数为18的氯原子应表示为1735Cl,错误;B项,N2分子中N与N之间形成三键,结构式为,错误;C项,Na+的结构示意图为,错误;D项,H2O为共价化合物,每个氢原子和氧原子之间共用一个电子对,正确。3.D 由题意知,4种短周期元素中,Z的原子序数最大,且能形成Z+,则Z为Na,W
14、的原子序数最小,且形成一个化学键,则W为H,再由4种元素的原子序数之和为24,可知X与Y的原子序数之和为12,结合题给化合物中X与Y的成键数,可知X为B,Y为N。从该化合物的成键情况可确定H、B、N之间均为共价键,A项正确;Na为活泼金属,既能与水反应,又能与CH3OH发生置换反应生成H2,B项正确;氮元素的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,是典型的强酸,C项正确;BF3中B原子最外层只有6个电子,不满足8电子稳定结构,D项错误。4.CCaCl2中只有离子键,没有共价键,A项错误;H2O汽化成水蒸气,只需克服分子间作用力和氢键,不需要破坏共价键,B项错误;分子间作用力的大小直接影响分子晶体的
15、熔沸点大小,C项正确;水晶(SiO2)和干冰(CO2)都是共价化合物,但水晶属于原子晶体,干冰属于分子晶体,D项错误。5.(1)115(1分)同位素(1分)(2)(1分)极性共价键和非极性共价键(2分)(3)P4O6(2分)H3PO4(2分)【解析】(1)该反应前后质子总数不变,Mc的质子数为95+20=115,287Mc与288Mc是质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素,互称为同位素。(2)联氨的电子式为;氮氮之间形成非极性共价键、氮氢之间形成极性共价键。(3)P的+3价氧化物的分子式为P4O6;+5价P的简单含氧酸是磷酸,其分子式为H3PO4。6.DX、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大
16、的短周期元素,由Y元素的最高正价为+4可知,Y为第A族元素,结合“Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族”,可推出Y为C、Z为N、M为Si,由“化合物Z2X4的电子总数为18个”可推出X为H,由“Q元素的原子最外层比次外层少一个电子”可推出Q为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,可得原子半径Z(N)Y(C)Y(C)M(Si),则酸性Z(HNO3)Y(H2CO3)M(H2SiO3),B项正确;H2NNH2为联氨,是一种极性较强的化合物,根据相似相溶原理可知,联氨易溶于水、醇等极性溶剂,又H2NNH2+H2OH2NNH3+OH-,其水溶液呈碱
17、性,C项正确;X、Z和Q三种元素组成的化合物不一定都是共价化合物,如氯化铵为离子化合物,一氯胺(NH2Cl)为共价化合物,D项错误。7.D由题中信息和题表可知W位于第二周期,X、Y、Z位于第三周期,结合W与X的最高化合价之和为8,且族序数相差2,可知X为Al,W和Z分别为N和P,Y为Si。原子半径NAl,A项正确。常温常压下,单质硅呈固态,B项正确。由非金属性PN,可知气态氢化物热稳定性PH3(1分)(1分)N2H4分子间存在氢键(1分)(3)b、c(2分)(4)SbCl3+H2OSbOCl+2HCl(“”写成“”亦可)(2分)加盐酸,抑制水解(2分)【解析】(1)砷为第四周期第A族元素。11
18、5288Mc的中子数为288-115=173。将题给两个已知热化学方程式相减,可得P(s,红磷)P(s,黑磷)H=-21.7 kJmol-1,则各物质能量白磷红磷黑磷,根据能量越低越稳定,可知最稳定的磷单质为黑磷。(2)非金属性NP,故热稳定性NH3PH3;由于N2H4分子间可形成氢键,故沸点:N2H4P2H4。(3)由NH3与HI反应生成NH4I,类推PH3与HI反应生成PH4I,由NH4I含离子键、共价键,类推PH4I含离子键、共价键,由NH4I能与NaOH、H2O反应,类推PH4I能与NaOH、H2O反应。(4)SbCl3与水反应生成SbOCl和HCl,化学方程式为SbCl3+H2O S
19、bOCl+2HCl。配制SbCl3溶液时应加入盐酸,抑制SbCl3的水解。9.BX、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,X、Z同主族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,则X的次外层电子数为2,设X的最外层电子数为a,有a+a+2=10,解得a=4,又因Y原子半径大于Z,则X为C,Y为Mg,Z为Si。MgO为离子晶体,碳的氧化物为分子晶体,故Mg的氧化物的熔点高于C的氧化物,A错误;非金属性CSi,故氢化物的热稳定性CH4SiH4,B正确;C、Si 形成的化合物SiC为共价化合物,C错误;Mg能溶解在浓硝酸中,Si不与浓硝酸反应,D错误。10.D由题图可知,X形成4个单键
20、,则X可能是第A族的碳元素或硅元素;Z形成1个单键,Z可能是H,也可能是第A族的F或Cl;Y能形成1个双键,也能在形成1个单键的同时得到1个电子使整个原子团带1个单位的负电荷,则Y位于第A族;Y、W最外层电子数相等,且W可形成6对共用电子对,则Y为O、W为S;又X、Y、Z为同一短周期元素,则X为C,Z为F。同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性:Z(F)Y(O) W (S),A错误。氢氟酸为中强酸,氢硫酸为弱酸,氢氟酸的酸性比氢硫酸的强,B错误。 该离子中的硫原子不满足8电子稳定结构,C错误。同主族元素对应简单阴离子半径从上向下依次增大,同周期非
21、金属元素对应简单阴离子半径从左向右依次减小,则简单阴离子半径:S2- O2- F- ,D正确。11.C结合题意与图示分子结构知,最典型的是过氧化氢,考生要熟练掌握并准确判断,据此可知:X是氢元素、Y是氧元素,又因为Y与Z同主族,则Z是硫元素,W是原子序数大于Z的短周期主族元素,即W为氯元素,则Z与W形成的分子为S2Cl2。原子半径大小为SClOH,A错误;气态氢化物的热稳定性H2OHClH2S,B错误;Z的含氧酸有亚硫酸、硫酸、焦硫酸、硫代硫酸等,W的含氧酸有高氯酸、氯酸、亚氯酸、次氯酸等,C正确;氯元素在自然界中只能以化合态存在,自然界中硫元素的游离态主要存在于火山喷口附近,D错误。12.A
22、五种元素中M的原子半径最大,且0.01 mol/L M的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为12,则M为Na或Li;0.01 mol/L W的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH2,则W为S;0.01 mol/L X、Z的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH均为2,且原子半径XZ,则X为N,Z为Cl;0.01 mol/L Y的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH大于2小于7,且原子半径X(N)YLi+;核外电子数相等的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则半径N3-Na+,B正确。一般元素的非金属性越强,其最简单气态氢化物的稳定性越强,但甲烷因形成正四面体稳定结构且CH键键能也较大而出现特例,甲烷的稳
23、定性强于氨气,C正确。X、Z的最简单气态氢化物分别是氨气和氯化氢,这两种气体反应生成氯化铵固体,产生白烟,D正确。1.B由短周期主族元素 Z 的最高价氧化物的水化物是三元酸知,Z为P,由Y 的原子半径是短周期主族元素中最大的知,Y为Na,由W 与 X 的最外层电子数之和为 13知,W、X的最外层电子数只能为6和7,结合W、X、Y、Z 的原子序数依次增大可知,W 为O,X为F。常温下水为液体,HF为气体,简单氢化物的沸点W(O)X (F),A正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大半径越小,则离子半径Y(Na+)X(F-)Al,C项正确;同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,故其最高价氧化物
24、对应水化物的碱性逐渐减弱,即碱性In(OH)3Mg,正确;B项,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,对应元素的金属性越强,碱性Ca(OH)2Mg(OH)2,则金属性CaMg,正确;C项,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,对应元素的非金属性越强,次氯酸中氯元素为+1价,不是最高价,且应比较最高价氧化物对应的水化物的酸性,不是比较氧化性,错误;D项,一般最简单氢化物越稳定,对应元素的非金属性越强,稳定性HBrHI,则非金属性Br I,正确。6.B短周期主族元素X、Y、Z、W、R、T 的原子序数依次增大,X 的最外层电子数与次外层电子数相等,则X为Be;X、W位于同主族,则W为Mg;根据题图可知,向Z
25、2TY3 和 ZRY2混合溶液中滴加盐酸,先生成白色沉淀,后沉淀部分溶解,溶解的白色沉淀应为Al(OH)3,则ZRY2为NaAlO2,Z为Na,R为Al,Y为O;Y和Z的价电子数之和等于R和T的价电子数之和,则T的最外层电子数为6+1-3=4,T为Si。A项,X、Y、Z 可以组成离子化合物Na2BeO2,错误;B项,常温下氧气是气体,钠常温下为固体,熔点较低,晶体硅是原子晶体,熔点较高,则单质的熔点Y Z T,正确;C项,核外电子排布相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径r(Mg2+)r(Na+)r(Si)r(N)r(O),故C正确。同一周期主族元素,从左到右元素非金属性逐渐增强,同一主族,自上而下元素非金属性逐渐减弱,非金属性ONCSi,故D错误。8.C第一步:挖掘题干信息,确定元素名称。第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律。选项判断依据结论A原子半径HOClC错误CO的氢化物为H2O或H2O2,常温常压下均为液态正确DC的最高价氧化物的水化物H2CO3为弱酸错误