第9講 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
[考綱·考向·素養(yǎng)]
考綱要求
熱點考向
核心素養(yǎng)
(1)了解元素、核素和同位素的含義。
(2)了解原子的構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。
(3)了解原子核外電子排布規(guī)律。
(4)掌握元素周期律的實質(zhì)。了解元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應用。
(5)以第3周期為例,掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
(6)以ⅠA和ⅦA族為例,掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
(7)了解金屬、非金屬元素在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變規(guī)律。
(8)了解化學鍵的定義。了解離子鍵、共價鍵的形成。
元素周期表與元素周期律化學鍵
宏觀辨識與微觀探析:從宏觀和微觀相結(jié)合的視角認識原子結(jié)構(gòu)和元素、核素、同位素之間的關(guān)系,從微觀結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定原理,認識離子鍵和共價鍵的本質(zhì)差別及化學鍵和化合物之間的聯(lián)系,原子結(jié)構(gòu)與周期表結(jié)構(gòu)及編排原則和性質(zhì)的相似性和遞變性關(guān)系。
證據(jù)推理與模型認知:通過有關(guān)數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象和實驗事實,歸納揭示元素周期律的實質(zhì)。同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性,掌握周期表“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系。
科學探究與創(chuàng)新意識:通過實驗探究同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性及同周期元素性質(zhì)的遞變性,培養(yǎng)勤于實踐的素養(yǎng)。
科學態(tài)度與社會責任:通過元素周期表發(fā)現(xiàn)過程的學習,養(yǎng)成嚴謹求實和崇尚文明、偉大貢獻的科學態(tài)度、通過同位素原子和元素周期律在生產(chǎn)生活中的應用,養(yǎng)成將化學成果應用于生產(chǎn)、生活的科學態(tài)度和社會責任。

1.一念對錯(正確的劃“√”,錯誤的劃“×”)
(1)Po、Po、Po三種原子的核外電子數(shù)分別為124、125、126(×)
(2)14C可用于文物年代的鑒定,14C與12C互為同素異形體(×)
(3)水溶液的酸性:HCl>H2S,可推斷出元素的非金屬性:Cl>S(×)
(4)氣體分子(CN)2的電子式為,(CN)2稱為擬鹵素,性質(zhì)與鹵素類似,其與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式是(CN)2+2NaOH===NaCN+NaCNO+H2O。(√)
(5)原子半徑:r(F)<r(O)<r(S)<r(Na);熱穩(wěn)定性:HF>H2S; H3BO3的酸性比H2CO3的強、Mg(OH)2的堿性比Be(OH)2的強(×)
(6)根據(jù)主族元素最高正化合價與族序數(shù)的關(guān)系,推出鹵族元素最高正價都是+7(×)
(7)最外層電子數(shù)等于或大于3(小于8)的一定是主族元素(√)
(8)L層上的電子數(shù)為奇數(shù)的原子一定是主族元素的原子(√)
(9)離子化合物中一定有離子鍵,可能還有共價鍵(√)
(10)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,若電性相同,則位于同周期,若電性不同,則陽離子位于陰離子的下一周期(√)
(11)Na、Al、Cl的原子半徑依次減小,Na+、Al3+、Cl-的離子半徑也依次減小(×)
(12)向Na2SO3溶液中加鹽酸,有氣泡產(chǎn)生, 該事實不能用元素周期律解釋(√)
(13)Mg與冷水較難反應,Ca與冷水較易反應,所以Be(鈹)與冷水更難反應。(√)
(14)第3周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強(×)
(15)用中文“”(ào)命名的第118號元素在元素周期表中位于第七周期0族(√)
(16)分子內(nèi)共價鍵越強,分子越穩(wěn)定,其熔、沸點也越高。(×)
(17)共價化合物溶于水,分子內(nèi)共價鍵被破壞,單質(zhì)溶于水,分子內(nèi)共價鍵不被破壞。(×)
2.短周期元素的原子結(jié)構(gòu)特點:
(1)最外層電子數(shù)為1的元素有________(填元素符號,下同)。
(2)最外層電子數(shù)為2的元素有________。
(3)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的元素有________。
(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素是________。
(5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素是________。
(6)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素有________。
(7)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素有________。
(8)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素有________。
(9)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的元素有________。
(10)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的元素有________。
答案:(1)H、Li、Na (2)He、Be、Mg (3)Be、Ar (4)C (5)O (6)Li、Si (7)Li、P (8)H、Be、Al (9)He、C、S (10)O

考點一 原子結(jié)構(gòu)與化學鍵
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·北京,T8)2019年是元素周期表發(fā)表150周年,期間科學家為完善周期表做出了不懈努力。中國科學院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In )等9種元素相對原子質(zhì)量的新值,被采用為國際新標準。銦與銣(37Rb)同周期。下列說法不正確的是(  )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.In的中子數(shù)與電子數(shù)的差值為17
C.原子半徑:In>Al
D.堿性:In(OH)3>RbOH
解析:D [A.根據(jù)原子核外電子排布規(guī)則,該原子結(jié)構(gòu)示意圖為,因此In位于元素周期表第五周期第ⅢA族,故A不符合題意;B.質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),元素符號的左上角為質(zhì)量數(shù)、左下角為質(zhì)子數(shù),因此該原子的質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)=49,中子數(shù)為115-49=66,所以中子數(shù)與電子數(shù)之差為66-49=17,故B不符合題意;C.Al位于元素周期表的第三周期ⅢA族,In位于元素周期表第五周期第ⅢA族,同主族元素的原子,從上到下,電子層數(shù)逐漸增多,半徑逐漸增大,因此原子半徑In>Al,故C不符合題意;D.In位于元素周期表第五周期,銣(Rb)位于元素周期表第五周期第ⅠA族,同周期元素,核電荷數(shù)越大,金屬性越弱,最高價氧化物對應水化物的堿性越弱,因此堿性:In(OH)3 <RbOH,故D符合題意。]
2.(2017·上?;瘜W)據(jù)報載我國最近合成新的同位素,其中一種是Hf(鉿),它的質(zhì)子數(shù)是(  )
A.72        B.113
C.185 D.257
解析:A [185為質(zhì)量數(shù),72為質(zhì)子數(shù),中子數(shù)為185-75=113,A正確。]
3.(2017·海南化學)下列分子中,其中子總數(shù)為24的是(  )
A.18O3 B.2HO2
C.14N16O2 D.14C16O2
解析:D [A.1 mol 18O中含有中子物質(zhì)的量為(18-8) mol=10 mol,即1 mol 18O3中含有中子物質(zhì)的量為3×10 mol=30 mol,故A錯誤;B.1 mol 2HO2中含有中子物質(zhì)的量為(2×1+2×9)mol=20 mol,故B錯誤;C.1 mol 14N16O2中含有中子物質(zhì)的量為(7+2×8)mol=23 mol,故C錯誤;D.1 mol 14C16O2中含有中子的物質(zhì)的量為(8+2×8) mol=24 mol,故D正確。]
4.(2017·江蘇化學)下列有關(guān)化學用語表示正確的是(  )
A.質(zhì)量數(shù)為31的磷原子:P
B.氟原子的結(jié)構(gòu)示意圖:
C.CaCl2的電子式:
D.明礬的化學式: Al2(SO4)3
解析:A [A.P的質(zhì)子數(shù)是15,A正確;B.F原子的電子數(shù)為9,B錯誤;C.離子化合物中陰、陽離子間隔排列,其電子式中離子分開寫、不能合并,C錯誤;D.明礬是十二水合硫酸鋁鉀,即化學式為KAl(SO4)2·12H2O,D錯誤。答案選A。]
5.(2018·浙江自選)下列說法正確的是(  )
A.CaCl2中既有離子鍵又有共價鍵,所以CaCl2屬于離子化合物
B.H2O汽化成水蒸氣、分解為H2和O2,都需要破壞共價鍵
C.C4H10的兩種同分異構(gòu)體因為分子間作用力大小不同,因而沸點不同
D.水晶和干冰都是共價化合物,均屬于原子晶體
解析:C [CaCl2只含有離子鍵,無共價鍵,A錯誤;H2O汽化為水蒸氣是破壞分子間作用力,H2O分解為H2和O2才需要破壞共價鍵,B錯誤;丁烷有正丁烷和異丁烷兩種同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)不同,分子間作用力也不同,C正確;水晶是二氧化硅,是原子晶體,干冰是共價化合物,是分子晶體,D錯誤。]

[知能必備]
1.原子結(jié)構(gòu)的兩個突破點
(1)一個信息豐富的原子(或離子)符號

(2)微粒間“四個”數(shù)量關(guān)系
①質(zhì)子數(shù):核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)。
②質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。
③質(zhì)子數(shù)=陽離子的核外電子數(shù)+陽離子所帶正電荷數(shù)。
④質(zhì)子數(shù)=陰離子的核外電子數(shù)-陰離子所帶負電荷數(shù)。
2.化學鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系中的特例
(1)含有離子鍵的化合物一定是離子化合物,但離子化合物中可能含有共價鍵,如Na2O2。
(2)只含有共價鍵的化合物一定是共價化合物。
(3)由金屬元素和非金屬元素組成的化合物不一定是離子化合物,如AlCl3是共價化合物;只含有非金屬元素的化合物不一定是共價化合物,如銨鹽是離子化合物。
(4)非金屬單質(zhì)不一定含有共價鍵,如稀有氣體單質(zhì)。
(5)氣態(tài)氫化物是共價化合物,只含共價鍵,如NH3,而金屬氫化物是離子化合物,含離子鍵,如NaH。
3.電子式的書寫方法
(1)首先判斷化合物的類型,含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH的化合物為離子化合物,若離子化合物中含有原子團,則一定會有共價鍵。
(2)若為離子化合物,陰陽離子所帶電荷的判斷方法是陰離子:到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)“差幾得幾”,“差幾負電荷為幾”。如O2-的電子式為,陽離子所帶電荷是最外層“有幾失幾”,失幾正電荷為幾,“幾”代表電子數(shù)目。同時不能錯誤合并離子,如Na2O2的電子式不能寫成。再如MgCl2的電子式不能寫成。
(3)若為共價化合物,分以下步驟書寫電子式。
①確定共用電子對數(shù)
元素名稱
H、F、Cl、Br、I
O、S
N、P
C、Si
電子對數(shù)
一對
二對
三對
四對
②先完成共用電子對,一般共用電子對為奇數(shù)的原子寫在兩側(cè),偶數(shù)對的原子寫在中間。如:HSCN應寫成
③再補齊“8”電子,完成孤對電子的書寫。
如:
[題組訓練]
[題組1] 微粒結(jié)構(gòu)
1.2016年IUPAC命名117號元素為Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外層電子數(shù)是7。下列說法不正確的是(  )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)
C.Ts在同族元素中非金屬性最弱
D.中子數(shù)為176的Ts核素符號是Ts
解析:D [元素周期表中第七周期0族應當排列118號元素。A.117號元素位于118號左側(cè)即ⅦA族,所以Ts的原子核外最外層電子數(shù)是7,是第七周期第ⅦA族元素,A正確;B.同位素是同種元素不同原子之間的互稱,因此Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù),B正確;C.元素周期表同一列從上往下非金屬性依次減弱,所以Ts在同族元素中非金屬性最弱,C正確;D.中子數(shù)為176的Ts核素,其質(zhì)量數(shù)為176+117=293,所以這種核素符號是Ts,D錯誤。]
2.下列關(guān)于指定粒子構(gòu)成的敘述中不正確的是(  )
A.37Cl與39K具有相同的中子數(shù)
B.第114號元素的一種核素X與Pb具有相同的最外層電子數(shù)
C.H3O+與OH-具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)
D.O與S2-具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)
解析:C [37Cl和39K含有的中子數(shù)都是20,A項正確;X與Pb的核電荷數(shù)之差為114-82=32,即相差一個電子層,屬于同一主族元素,具有相同的最外層電子數(shù),B項正確;H3O+的質(zhì)子數(shù)為11,電子數(shù)為10,OH-的質(zhì)子數(shù)為9,電子數(shù)為10,C項不正確;O與S2-具有的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別為16、18,D項正確。]
[題組2] 物質(zhì)類別與微粒間的相互作用
3.下列敘述中正確的是(  )
A.O3和NO2都是共價化合物
B.有化學鍵斷裂的變化屬于化學變化
C.在離子化合物與共價化合物中,都不存在單個小分子
D.在反應O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2中,參加反應的所有臭氧都作氧化劑
解析:D [O3為單質(zhì),A項錯誤;化學變化的實質(zhì)是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成,僅有化學鍵斷裂不是化學反應,如氯化氫溶于水,B項錯誤;離子化合物中不存在分子,共價化合物中有的不含有分子,如二氧化硅,有的含有分子,如水等,C項錯誤;臭氧中的三個氧原子是按照一定方式結(jié)合的,雖然反應后有兩個氧原子化合價沒有變化,但臭氧分子作為一個整體,化合價發(fā)生了變化,D項正確。]
4.下列說法正確的是(  )
A.碘化氫氣體分解和石英熔化克服的化學鍵類型不同
B.MgF2晶體中存在離子鍵和共價鍵
C.Cl2、Br2、I2的分子間作用力依次增大,沸點依次升高
D.N3和NH3兩種分子中,每個原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
解析:C [A.碘化氫氣體分解和石英熔化克服的化學鍵都是共價鍵,類型相同,A錯誤;B.MgF2晶體中只存在離子鍵,B錯誤;C.Cl2、Br2、I2的分子間作用力依次增大,沸點依次升高,C正確,D,NH3分子中,H原子的最外層是2個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D錯誤。答案選C。]
[題組3] 電子式
5.完成下列電子式的書寫
(1)NH________    (2)-OH________
(3)OH-________ (4)Cl-________
(5)CO2________ (6)C2H2________
(7)HCN________ (8)NaOH________
(9)Na2O2________ (10)CaC2________
答案:

考點二 元素周期律與元素周期表
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·全國Ⅱ,T9)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價之和為8。下列說法錯誤的是(  )

A.原子半徑:W<X
B.常溫常壓下,Y單質(zhì)為固態(tài)
C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Z<W
D.X的最高價氧化物的水化物是強堿
解析:D [根據(jù)上述分析可知W、X、Y和Z為N、Al、Si和P,則A.同一周期從左到右元素原子半徑依次減小,同一主族從上到下元素原子半徑依次增大,則原子半徑比較:N<Al,A項正確;B.常溫常壓下,Si為固體,B項正確;C.同一主族元素從上到下,元素非金屬性依次減弱,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減弱,則氣體氫化物的穩(wěn)定性比較:PH3<NH3,C項正確;D.X的最高價氧化物的水化物為氫氧化鋁,既可以和強酸反應,又可以與強堿反應,屬于兩性氫氧化物,D項錯誤。]
2.(2019·全國Ⅲ,T9)X、Y、Z均為短周期主族元素,它們原子的最外層電子數(shù)之和為10。X與Z同族,Y最外層電子數(shù)等于X次外層電子數(shù),且Y原子半徑大于Z。下列敘述正確的是(  )
A.熔點:X的氧化物比Y的氧化物高
B.熱穩(wěn)定性:X的氫化物大于Z的氫化物
C.X與Z可形成離子化合物ZX
D.Y的單質(zhì)與Z的單質(zhì)均能溶于濃硝酸
解析:B [Y的最外層電子數(shù)等于X次外層電子數(shù),由于均是主族元素,所以Y的最外層電子數(shù)不可能是8個,則X只能是第二周期元素,因此Y的最外層電子數(shù)是2個,又因為Y的原子半徑大于Z,則Y只能是第三周期的Mg,因此X與Z的最外層電子數(shù)是(10-2)/2=4,則X是C,Z是Si。A.碳的氧化物形成的分子晶體,Y的氧化物是離子化合物氧化鎂,則氧化鎂的熔點高于碳的氧化物熔點,A錯誤;B.碳元素的非金屬性強于硅元素,非金屬性越強,氫化物越穩(wěn)定,則碳的氫化物穩(wěn)定性強于硅的氫化物穩(wěn)定性,B正確;C.C與Si形成的是共價化合物SiC,C錯誤;D.單質(zhì)鎂能溶于濃硝酸,單質(zhì)硅不溶于濃硝酸,D錯誤。]
3.(2018·全國卷Ⅰ,T12)主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10;W與Y同族;W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應,其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是(  )
A.常溫常壓下X的單質(zhì)為氣態(tài)
B.Z的氫化物為離子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈堿性
D.W與Y具有相同的最高化合價
解析:B [腐蝕玻璃的物質(zhì)為氫氟酸,則W、Z中有一種為F元素,又根據(jù)其他題意知W、X、Y、Z分別是F、Na、Cl、Ca四種元素。A項,常溫常壓下Na的單質(zhì)為固態(tài),錯誤;B項,鈣的氫化物CaH2是離子化合物,正確;C項,Y和Z形成的化合物CaCl2是強酸強堿鹽,其水溶液呈中性,錯誤;D項,F(xiàn)沒有正價,Cl的最高價為+7,二者最高化合價不相同,錯誤。]
4.(2018·全國卷Ⅱ,T10)W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體;Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍;Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同。下列敘述正確的是(  )
A.X與其他三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物
B.Y與其他三種元素分別形成的化合物中只含有離子鍵
C.四種元素的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)
D.W的氧化物對應的水化物均為強酸
解析:A [分析:W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體,W是N,X是O;Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍,因此Y只能是第三周期,所以Y是Na;Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同,Z的最外層電子數(shù)是7個,Z是Cl,結(jié)合元素周期律和物質(zhì)的性質(zhì)解答。
根據(jù)以上分析可知W、X、Y和Z分別是N、O、Na、Cl。則A.氧元素與N、Na、Cl三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物,例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等,正確;B.過氧化鈉中含有離子鍵和共價鍵,錯誤;C.N、O、Na三種元素的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),均是10電子微粒,氯離子是18電子微粒,錯誤;D.亞硝酸為弱酸,錯誤。]
5.(2018·全國卷Ⅲ,T13)W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大,元素X和Z同族。鹽YZW與濃鹽酸反應,有黃綠色氣體產(chǎn)生,此氣體同冷燒堿溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列說法正確的是(  )
A.原子半徑大小為W<X<Y<Z
B.X的氫化物水溶液酸性強于Z的
C.Y2W2與ZW2均含有非極性共價鍵
D.標準狀況下W的單質(zhì)狀態(tài)與X的相同
解析:D [由題意知,黃綠色氣體為Cl2,鹽YZW為NaClO,元素X和Z同族,則W、X、Y、Z分別是O、F、Na、Cl。原子半徑大小為Na>Cl>O>F,即Y>Z>W(wǎng)>X,A項錯;HF是弱酸,HCl的水溶液是強酸,B項錯;Na2O2中存在非極性共價鍵,ClO2中不含非極性共價鍵,C項錯;標準狀況下O2和F2都是氣態(tài),D項正確。]
6.(2018·天津理綜,T2)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較,結(jié)論正確的是(  )
A.溶解度:Na2CO3<NaHCO3
B.熱穩(wěn)定性:HCl<PH3
C.沸點:C2H5SH<C2H5OH
D.堿性:LiOH<Be(OH)2
解析:C [A.碳酸鈉的溶解度應該大于碳酸氫鈉,選項A錯誤;B.同周期由左向右非金屬的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強,所以穩(wěn)定性應該是:HCl>PH3,選項B錯誤;C.C2H5OH分子中有羥基,可以形成分子間的氫鍵,故沸點高。選項C正確;D.同周期由左向右最高價氧化物的水化物的堿性逐漸減弱,所以堿性應該是:LiOH>Be(OH)2,選項D錯誤。]

[知能必備]
1.元素周期表的特點
(1)短周期為一、二、三周期,元素種數(shù)分別為2、8、8種。
(2)長周期為四、五、六、七周期,元素種數(shù)分別為18、18、32、32種。
(3)ⅡA族元素全部為金屬元素,過渡元素全部為金屬元素。
(4)元素周期表第18列為0族;8、9、10三列為Ⅷ族;第2列為ⅡA族;第3列為ⅢB,含元素的種類最多。
(5)周期表中金屬與非金屬分界線處的金屬元素,族的序數(shù)與周期的序數(shù)相等。
2.判斷性質(zhì)強弱的實驗標志
(1)金屬性強弱的實驗標志
①單質(zhì)與水(或酸)反應置換氫越容易,元素的金屬性越強。
②最高價氧化物對應水化物的堿性越強,元素的金屬性越強。
③相互間的置換反應,金屬性強的置換弱的。
④原電池中負極材料的金屬性比正極材料的金屬性強。
(2)非金屬性強弱的實驗標志
①與氫氣化合越容易(條件簡單、現(xiàn)象明顯),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,元素非金屬性越強。
②最高價氧化物對應水化物酸性越強,元素的非金屬性越強。
③相互間的置換反應,非金屬性強的置換弱的。
3.主族元素周期性變化規(guī)律


4.熔、沸點的比較
(1)根據(jù)物質(zhì)狀態(tài)判斷
即物質(zhì)沸點高低按常溫下的狀態(tài):固體>液體>氣體。
如:NaCl>H2O>CO2
(2)根據(jù)物質(zhì)不同結(jié)構(gòu)特點判斷
一般情況下:原子晶體(金剛石、二氧化硅)>離子晶體(NaCl、K2S)>分子晶體(硫、干冰)
(3)分子晶體分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高,反之越低
①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強,物質(zhì)的熔、沸點越高。
如:CH4<SiH4<GeH4<SnH4
②因為氫鍵>范德華力,所以存在分子間氫鍵的物質(zhì)沸點高于由只存在范德華力的物質(zhì)。
如:乙醇>氯乙烷;HF>HCl
[題組訓練]
[題組1] 元素“位—構(gòu)—性”的綜合考查
1.原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素R、T、Q、W、Y具有如下信息:
①R、Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)均相同;
②Q是地殼中含量最高的元素,R與T的核電荷數(shù)之和等于Q的核電荷數(shù);
③W與R同主族。下列說法錯誤的是(  )
A.元素Q與W形成的兩種常見化合物中陰、陽離子個數(shù)之比相同
B.W、Y、T三種元素最高價氧化物對應的水化物兩兩間能發(fā)生反應
C.元素T、Q、W、Y的原子半徑大小為T<Q<Y<W
D.工業(yè)上常用單質(zhì)R與單質(zhì)T反應生成一種堿性氣體,該氣體可用于生產(chǎn)硝酸
解析:C [①R、Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)均相同,符合條件的元素有H、Be、Al。②Q是地殼中含量最高的元素,則Q為O元素;R與T的核電荷數(shù)之和等于Q的核電荷數(shù),Al的原子序數(shù)大于O的,R為Be時,T的原子序數(shù)為4,R、T原子序數(shù)相同,故R只能為H元素,Y為Al元素,則T的原子序數(shù)為8-1=7,即T為N元素。③W與R同主族,結(jié)合原子序數(shù)可知W為Na元素。Q與W形成的兩種常見化合物為Na2O、Na2O2,二者含有的陰、陽離子個數(shù)之比都是1∶2,A項正確;由于氫氧化鋁為兩性氫氧化物,氫氧化鈉為強堿,硝酸為強酸,故三者之間兩兩間都能發(fā)生反應,B項正確;同主族元素自上而下,原子半徑增大,同周期元素從左向右,原子半徑逐漸減小,故原子半徑O<N<Al<Na,即Q<T<Y<W,C項錯誤;工業(yè)上常用H2與N2合成NH3,NH3催化氧化生成NO,NO氧化生成NO2,NO2與H2O反應生成HNO3,D項正確。]
2.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q;這些元素組成的二元化合物r、t、u,其中u為形成酸雨的主要物質(zhì)之一;25℃時,0.01 mol·L-1的v溶液pH=12。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(  )

A.原子半徑的大?。篧>Z>Y>X
B.v能抑制水的電離,而u能促進水的電離
C.粘有q的試管可用酒精洗滌
D.Z分別與Y、W組成的化合物中化學鍵類型可能相同
解析:D [短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q,r、t、u是這些元素組成的二元化合物,其中u為形成酸雨的主要物質(zhì)之一,則u為SO2;25 ℃時,0.01 mol·L-1的v溶液pH=12,則v為NaOH,結(jié)合圖中轉(zhuǎn)化可知,m為H2,n為O2,p為Na,r為H2O,t為Na2O2,則X、Y、Z、W分別為H、O、Na、S,q為S單質(zhì)。原子半徑X<Y<W<Z,A項錯誤;u為SO2,與水反應生成亞硫酸,溶液呈酸性,抑制水的電離,B項錯誤;q為S單質(zhì),微溶于酒精,故粘有q的試管不可用酒精洗滌,應用濃的氫氧化鈉溶液洗滌,C項錯誤;Z分別與Y、W組成的化合物Na2O、Na2S中均只有離子鍵,D項正確。]
[題組2] 元素周期律
3.(2017·天津高考)根據(jù)元素周期表和元素周期律,判斷下列敘述不正確的是(  )

A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2O>NH3>SiH4
B.氫元素與其他元素可形成共價化合物或離子化合物
C.如圖所示實驗可證明元素的非金屬性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào )命名的第118號元素在周期表中位于第七周期0族
解析:C [A.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性與非金屬性一致,非金屬性O>N>Si,所以氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性H2O>NH3>SiH4,A正確;B.氫元素可與非金屬元素形成共價化合物如H2O等甚至可形成離子化合物如NH4H,也可以與某些金屬生成離子化合物如NaH等,B正確;C.如圖所示實驗可證明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3,但元素非金屬性的強弱與元素的最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱有關(guān),HCl不是氯元素的最高價氧化物對應的水化物,故不能根據(jù)其酸性強弱判斷Cl的非金屬性強弱,C錯誤;D.根據(jù)元素周期表知識判斷,D正確。故選C。]
4.下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是(  )
選項
事實
結(jié)論
A
與冷水反應,Na比Mg劇烈
金屬性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的堿性強于Mg(OH)2
金屬性:Ca>Mg
C
SO2與NaHCO3溶液反應生成CO2
非金屬性:S>C
D
t ℃時,Br2+H22HBr
K=5.6×107;
I2+H22HI K=43
非金屬性:Br>I
解析:C [金屬與水(或酸)的反應越劇烈,金屬性越強,A正確;最高價氧化物對應水化物的堿性越強,金屬性越強,B正確;最高價氧化物對應水化物的酸性越強,非金屬性越強,SO2與NaHCO3溶液反應生成CO2,證明酸性:H2SO3>H2CO3,但H2SO3不是S的最高價含氧酸,C錯誤;化學平衡常數(shù)越大,反應正向進行程度越大,與H2化合越容易,則非金屬性越強。]

1.為了慶祝元素周期表誕生150周年,聯(lián)合國宣布將2019年定為國際化學元素周期表年。下列關(guān)于元素周期表的敘述正確的是(  )
A.在元素周期表中共有18個縱行,18個族
B.同族元素的最外層電子數(shù)一定相同
C.同周期元素的電子層數(shù)相同
D.每一周期的元素都是從堿金屬元素開始,以稀有氣體元素結(jié)束
解析:C
2.下列物質(zhì)中,只含共價鍵的是(  )
A.NaCl        B.Na2O
C.HCl D.NaOH
解析:C [NaCl、Na2O只含離子鍵,A、B錯誤;HCl只含共價鍵,C正確;NaOH含離子鍵和共價鍵,D錯誤。]
3.(2018·北京理綜)下列化學用語對事實的表述不正確的是(  )
A.硬脂酸與乙醇的酯化反應:C17H35COOH+C2HOHC17H35COOC2H5+HO
B.常溫時,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH+OH-
C.由Na和Cl形成離子鍵的過程:
D.電解精煉銅的陰極反應:Cu2++2e-===Cu
解析:A [A項,酯化反應的機理是“酸脫羥基醇脫氫”,硬脂酸與乙醇反應的化學方程式為C17H35COOH+C2HOHC17H35CO18OC2H5+H2O,A項錯誤;B項,常溫下0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH-)=10-2.9mol·L-1<0.1 mol·L-1,氨水為弱堿水溶液,電離方程式為NH3·H2ONH+OH-,B項正確;C項,Na原子最外層有1個電子,Na易失電子形成Na+,Cl原子最外層有7個電子,Cl易得電子形成Cl-,Na將最外層的1個電子轉(zhuǎn)移給Cl,Na+與Cl-間形成離子鍵,C項正確;D項,電解精煉銅時,精銅為陰極,粗銅為陽極,陰極電極反應式為Cu2++2e-===Cu,D項正確;故選A。]
4.短周期主族元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大,a原子的最外層電子數(shù)是其質(zhì)子數(shù)的,b原子的核電荷數(shù)等于d原子的最外層電子數(shù),元素c的最高正化合價為+2價。下列說法正確的是(  )
A.單質(zhì)的沸點:a<b
B.簡單離子半徑:d>c
C.b、d的氧化物對應的水化物均為強酸
D.b、c可形成離子化合物b2c2
解析:B [由題意知,a為C、b為N、c為Mg、d為Cl。C的單質(zhì)中,金剛石為原子晶體,沸點高于N2,A項錯誤;電子層數(shù)越多,離子半徑越大,故簡單離子半徑:Cl->Mg2+,B項正確;HNO2、HClO為弱酸,C項錯誤;N元素和Mg元素可形成離子化合物Mg3N2,D項錯誤。]
5.X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的常見短周期元素,X的某種氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。Y的一種核素質(zhì)量數(shù)為18,中子數(shù)為10。在同周期元素中Z的簡單離子半徑最小,W的單質(zhì)是良好的半導體材料。下列說法中正確的是(  )
A.簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W>X
B.Y元素的相對原子質(zhì)量為18
C.X2H4分子中極性鍵和非極性鍵的數(shù)目比為4∶1
D.電解Z的熔融氯化物可以冶煉單質(zhì)Z
解析:C [由題意知,X為N,Y為O,Z為Al,W為Si。非金屬性:N>Si,故簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:SiH4<NH3,A項錯誤;氧元素存在同位素,其相對原子質(zhì)量不是18,B項錯誤;N2H4分子中極性鍵和非極性鍵的數(shù)目比為4∶1,C項正確;熔融的氯化鋁不導電,電解熔融的氧化鋁可以冶煉單質(zhì)Al,D項錯誤。]
6.短周期主族元素X、Y、Z、W、N的原子序數(shù)依次增大,X的原子半徑在元素周期表中最小,Y的次外層電子數(shù)是其電子總數(shù)的,離子化合物ZX2是一種儲氫材料,W與Y屬于同一主族,NY2是醫(yī)學上常用的水消毒劑、漂白劑。下列敘述正確的是(  )
A.熱穩(wěn)定性:X2Y>X2W
B.離子半徑:Y2-<Z2+<N-<W2-
C.ZX2和NY2中化學鍵相同,且微粒個數(shù)之比均為1∶2
D.將鹽酸加入硫化鈉中生成有臭雞蛋氣味的氣體,可證明非金屬性:N>W(wǎng)
解析:A [由題意知,X、Y、Z、W、N分別為H、O、Mg、S、Cl。非金屬性:O>S,故熱穩(wěn)定性:H2O>H2S,A項正確;電子層數(shù)越多,離子半徑越大,核外電子數(shù)相同時,原子序數(shù)越大,離子半徑越小,故離子半徑:Mg2+<O2-<Cl-<S2-,B項錯誤;MgH2和ClO2 中化學鍵分別為離子鍵和共價鍵,C項錯誤;證明非金屬性強弱要利用最高價氧化物對應的水化物酸性強弱,D項錯誤。]
7.X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素,且X、Z原子序數(shù)之和是Y、W原子序數(shù)之和的。甲、乙、丙、丁是由這些元素組成的二元化合物,M是某種元素對應的單質(zhì),乙和丁的組成元素相同,且乙是一種“綠色氧化劑”,化合物N是具有漂白性的氣體(常溫下)。上述物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分反應物和生成物省略)。下列說法正確的是(  )

A.原子半徑:r(Y)>r(Z)>r(W)
B.化合物N、乙烯使溴水褪色的原理相同
C.含W元素的鹽溶液可能顯酸性、中性或堿性
D.Z與X、Y、W形成的化合物中,各元素均滿足8電子結(jié)構(gòu)
解析:C [乙是一種“綠色氧化劑”,乙是過氧化氫,M是單質(zhì),所以M是氧氣;乙和丁的組成元素相同,丁是水;化合物N是具有漂白性的氣體,N是SO2,丙是H2S,甲是硫化物;X、Z原子序數(shù)之和是Y、W原子序數(shù)之和的1/2,Z是Na元素;X、Y、Z、W分別是H、O、Na、S。原子半徑:r(Na)>r(S)>r(O),A錯誤;SO2使溴水褪色發(fā)生氧化還原反應、乙烯使溴水褪色發(fā)生加成反應,B錯誤;含S元素的鹽溶液,硫酸氫鈉溶液顯酸性、硫酸鈉溶液顯中性、亞硫酸鈉溶液呈堿性,C正確;O與H、Na、S形成的化合物中,H2O中H元素不滿足8電子結(jié)構(gòu),D錯誤。]
8.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半徑依次增大,X是短周期元素中原子半徑最小的,Z、W同主族,且Z、W的原子序數(shù)之差與Y的原子序數(shù)相同,X、Y、Z、W的最外層電子數(shù)之和為15。下列說法正確的是(  )
A.Z單質(zhì)與WY2在高溫條件下反應生成W單質(zhì),說明非金屬性:Z>W(wǎng)
B.向無色的X2Z2Y4溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液,溶液仍為無色,體現(xiàn)了X2Z2Y4的還原性
C.Y、Z、W的簡單氫化物的穩(wěn)定性依次增強
D.由X、Y兩種元素形成的所有化合物中所含化學鍵的類型完全相同
解析:B [根據(jù)題意可知,X是短周期元素中原子半徑最小的,為H元素。Z、W同主族,且Z、W的原子序數(shù)之差與Y的原子序數(shù)相同,短周期同主族相鄰周期元素原子序數(shù)差一般為2或8個,但X為H元素,相差的不是2,Z、W同主族,其原子序數(shù)差為8,可知Y為O元素,X、Y、Z、W的最外層電子數(shù)之和為15,H最外層為1,O最外層為6,則Z和W的最外層電子數(shù)為4??芍猉、Y、Z、W分別為H、O、C、Si。A.C與SiO2在高溫條件下發(fā)生反應2C+SiO2Si+2CO ↑,說明還原性C>Si,A錯誤;B.X2Z2Y4溶液為草酸溶液,草酸可以與高錳酸鉀反應,草酸具有還原性,B正確;C.O、C、Si的非金屬性依次減弱,對應的簡單氫化物的穩(wěn)定性依次減弱,C錯誤;D.由H、O兩種元素形成的化合物為H2O和H2O2,H2O中含有極性共價鍵,H2O2中含有極性共價鍵和非極性共價鍵,D錯誤。]
9.A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素且B、C相鄰,A元素可以與B、C、E元素分別形成甲、乙、丙三種物質(zhì)且甲、乙均為10電子化合物,丙為18電子化合物。D元素的最外層電子數(shù)與核外電子層數(shù)相等。已知:甲+E2===丙+B2,甲+丙===丁,下列說法正確的是(  )
A.離子半徑:D>C>B
B.A與C兩種元素共同形成的10電子粒子有3種
C.D元素在周期表中的位置可以是第二周期第ⅡA族
D.丁物質(zhì)均由非金屬元素構(gòu)成,只含共價鍵
解析:B [A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素。A元素可以與B、C、E元素分別形成甲、乙、丙三種物質(zhì)且甲、乙均為10電子化合物,丙為18電子化合物,則A為氫元素,10電子化合物可能為甲烷、氨氣、水、HF;已知甲+E2===丙+B2,甲+丙===丁,則E的分子為雙原子分子,故E為Cl元素,則B為氮元素,且B、C相鄰,則C為氧元素,故甲為NH3、乙為H2O、丙為HCl、丁為NH4Cl;D元素的最外層電子數(shù)與核外電子層數(shù)相等,原子序數(shù)大于氧元素,處于第三周期,最外層電子數(shù)為3,故D為Al元素。A.N3-、O2-、Al3+電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,故離子半徑N3->O2->Al3+,故A錯誤;B.H與N兩種元素共同形成的10電子粒子有NH3、NH、NH三種,故B正確;C.Al元素在周期表中的位置可以是第三周期第ⅢA族,故C錯誤;D.丁為NH4Cl,含有離子鍵、共價鍵,故D錯誤;故選B。]
10.短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,由這些元素組成的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中c、d為單質(zhì),a、b、g為二元化合物。b是10電子分子,g是18電子分子。下列說法正確的是(  )

A.同溫同濃度的e和f溶液,后者pH較大
B.含X、R、Z三種元素的化合物只有一種
C.0.1 mol的d與足量的e溶液反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為1.204×1023
D.e和f含化學鍵類型相同
解析:D [由上述轉(zhuǎn)化關(guān)系和條件可知,b是10電子分子,則為H2O,a應為氯化鈉,題中通電過程實際是電解飽和氯化鈉溶液生成H2、Cl2和NaOH,c、d為單質(zhì),且兩者能反應生成18電子的g物質(zhì),應為HCl,d還可以與e反應,由此推出d應是Cl2,c是H2,g為HCl,Cl2可與NaOH反應生成NaCl、NaClO和H2O,所以f為NaClO,短周期主族元素R、X、Y、Z分別是H、O、Na、Cl,據(jù)此作答。A.e為NaOH,其水溶液為強堿,而f為NaClO,水解顯堿性,則同溫同濃度的兩種溶液中,前者pH大,A項錯誤;B.含O、H、Cl三種元素的化合物有很多,如HClO、HClO3、HClO4等,B項錯誤;C.Cl2可與NaOH反應生成NaCl、NaClO和H2O,則0.1 mol的Cl2參加反應時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA,即6.02×1023個,C項錯誤;D.e為NaOH, f為NaClO,兩者所含化學鍵均為離子鍵與極性鍵,D項正確。]
11.分別由短周期元素m、n、p、q組成的單質(zhì)依次為甲、乙、丙、丁,有關(guān)反應關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物省略)。其中甲為黃綠色氣體,M、N均為10電子分子且M的水溶液呈堿性,Q為離子化合物,下列說法中正確的是(  )

A.原子半徑的大小m>q>n>p
B.元素非金屬性q>n>p
C.Q的溶液可以保存在細口玻璃試劑瓶
D.n的氧化物的水化物一定為強酸
解析:B [甲為黃綠色氣體應為Cl2,M、N均為10電子分子且M的水溶液呈堿性,則M為NH3,Q為離子化合物,N為HF,由此可知m、n、p、q依次為Cl、N、H、F;A.N、F同周期,核電荷數(shù)大原子半徑小,F(xiàn)、Cl同主族,核電荷數(shù)大原子半徑大,H是原子半徑最小的元素, 原子半徑的大小Cl>N>F>H,故A錯誤;B.F的非金屬性最強,N的非金屬性比H強,元素非金屬性F>N>H,故B正確;C.HF能腐蝕玻璃,不能保存在細口玻璃試劑瓶,故C錯誤;D.N的氧化物的水化物可以是HNO3,也可能是HNO2,HNO2是弱酸,故D錯誤。]
12.短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,R的最簡單氣態(tài)氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,X的+1價陽離子的電子層結(jié)構(gòu)與氖原子相同。元素X和Z形成化合物G,G中X和Z元素的質(zhì)量之比為23∶16,有兩種含Y元素的可溶性化合物E和F,在10 mL1.0 mol·L-1 E溶液中滴加1.0 mol·L-1 F溶液,產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與F溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說法一定正確的是(  )

A.原子半徑:X>Y>R
B.最高價氧化物對應水化物的酸性:Z>Y>R
C.X和Y的單質(zhì)組成的混合物不能完全溶于水
D.工業(yè)上,通過電解熔融氯化物制備Y的單質(zhì)
解析:A [從題干敘述可知,X的+1價陽離子的電子層結(jié)構(gòu)與氖原子相同,推得X為鈉;R的最簡單氣態(tài)氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,R為碳族元素,結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系,R為碳;元素X和Z形成化合物G,G中X和Z元素的質(zhì)量之比為23∶16,Z應為硫;通過圖像可知E∶F∶沉淀=1∶3∶4,可推得Y為鋁。A.鈉與鋁同周期,推得鈉原子半徑大于鋁,碳位于鈉和鋁的上一周期,所以半徑小,故A正確;B.碳的最高價氧化物對應水化物為碳酸,為弱酸;硫的最高價氧化物對應水化物為硫酸,為強酸;鋁的最高價氧化物對應水化物為氫氧化鋁,為兩性氫氧化物,酸性最弱,故B錯誤;C.鈉單質(zhì)與鋁單質(zhì)投入水中,若鈉過量,與水反應可生成大量氫氧化鈉,可以將鋁全部溶解,故C錯誤;D.工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁來制備鋁單質(zhì),而鋁的氯化物為共價化合物,熔融不導電,不能被電解,故D錯誤。]
13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,Y和氫(H)位于同一主族,X和W的質(zhì)子數(shù)之和是Z的2倍,a、c、e、f是由這些元素及氫元素組成的二元化合物,a的摩爾質(zhì)量為100 g·mol-1,b為不溶于水的堿,c氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,d和e都是84消毒液的化學成分,c和d按2∶1反應生成等物質(zhì)的量的e、f。下列說法正確的是(  )

A.原子半徑:X<Y<Z<W
B.c和f的共價鍵類型相同
C.單質(zhì)與水或等濃度酸的反應速率:Y<Z
D.b可作為阻燃劑、酸性廢水處理劑
解析:D [由題意知,X、Y、Z、W分別是N、Na、Mg、Cl。a是Mg3N2,b是Mg(OH)2,c是NH3,d是NaClO,e是NaCl,f是N2H4。原子半徑:Na>Mg>Cl>N,A項錯誤;NH3中只含有極性共價鍵,N2H4既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵,B項錯誤;Na比Mg活潑,Na與水或等濃度酸的反應速率比Mg快,C項錯誤;Mg(OH)2受熱易分解,屬于吸熱反應,可作阻燃劑,Mg(OH)2也能與酸反應,可作酸性廢水處理劑,D項正確。]
14.W、M、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的主族元素。W與Y同主族;M為地殼中含量最多的金屬元素;X與Z為非金屬元素,與W結(jié)合生成WX和WZ,且均為共價化合物,室溫下,X的單質(zhì)為氣態(tài),Z的單質(zhì)為液體。下列敘述正確的是(  )
A.原子半徑:r(W)<r(X)<r(M)<r(Y)<r(Z)
B.M、X、Y三種元素的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)
C.X分別與M、Y形成的兩種化合物中所含化學鍵均為離子鍵
D.若W與Z形成的二元化合物的溶液物質(zhì)的量濃度為0.01 mol·L-1,則溶液pH=2
解析:D [由題意可知:W、M、X、Y、Z分別為H、Al、Cl、K、Br。原子半徑:r(W)<r(X)<r(M)<r(Z)<r(Y),A項錯誤;Al3+比Cl-、K+少一層電子層,B項錯誤;X與M形成的化合物為AlCl3,所含化學鍵為共價鍵,X與Y形成的化合物為KCl,所含化學鍵為離子鍵,C項錯誤;W與Z形成的二元化合物HBr為強酸,物質(zhì)的量濃度為0.01 mol·L-1的HBr溶液c(H+)=0.01 mol·L-1,溶液pH=2,D項正確。]
15.短周期元素W、X、Y、Z、M原子序數(shù)依次增大,元素W的一種核素的中子數(shù)為0,X的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍,Z與M同主族,Z2-電子層結(jié)構(gòu)與氖原子相同。
(1)M在元素周期表中的位置是____________________________________________。
(2)化合物p由W、X、Y、M四種元素組成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液,溶液變血紅色;向p溶液中加入NaOH溶液并加熱可放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體。p的化學式為_____________________________________________________________________。
(3)由X、Y、Z三種元素可組成摩爾質(zhì)量為84 g·mol-1的物質(zhì)q,且q分子中三種元素的原子個數(shù)之比為1∶1∶1。已知q分子中各原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),且分子中不含雙鍵,但含極性鍵和非極性鍵,q分子的結(jié)構(gòu)式為_____________________________________。
(4)(XY)2的性質(zhì)與Cl2相似,(XY)2與NaOH溶液常溫下反應的離子方程式為_________________________________________________________________。
(5)常溫下,1 mol Z3能與Y的最簡單氫化物反應,生成一種常見的鹽和1 mol Z2,該反應的化學方程式為________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:元素W的一種核素的中子數(shù)為0,W是H元素;X的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍,X是C元素;Z2-電子層結(jié)構(gòu)與氖相同,Z是O元素;M是S元素。W、X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大,Y是N元素。(1)S位于元素周期表中第三周期ⅥA族;(2)化合物p由W、X、Y、M四種元素組成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液,溶液變血紅色,P中含有SCN-;向p溶液中加入NaOH溶液并加熱可放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,P中含有NH。p的化學式為NH4SCN。(3)由X、Y、Z三種元素可組成摩爾質(zhì)量為84 g·mol-1的物質(zhì)q,且q分子中三種元素的原子個數(shù)之比為1∶1∶1。已知q分子中各原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),且分子中不含雙鍵,但含極性鍵和非極性鍵,q分子的結(jié)構(gòu)式為N≡C—O—O—C≡N。(4)(CN)2的性質(zhì)與Cl2相似,根據(jù)氯氣與氫氧化鈉反應,(CN)2與NaOH溶液反應的離子方程式為(CN)2+2OH-===CN-+CNO-+H2O。(5)常溫下,1 mol O3能與氨氣反應,生成一種常見的鹽NH4NO3和1 mol O2,該反應的化學方程式為2NH3+4O3===NH4NO3+4O2+H2O。
答案:(1)第三周期 第ⅥA族
(2)NH4SCN
(3)N≡C—O—O—C≡N
(4)(CN)2+2OH-===CN-+CNO-+H2O
(5)2NH3+4O3===NH4NO3+4O2+H2O

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