1、练案 13 第五章物质结构元素周期律 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
2、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，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 6 B1 mol Y 和 3 mol Z 在一定条件下充分反应生成 2 mol C CA 和 C 在一定条件下能发生氧化还原反应 DC 和
3、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
4、 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 AB CD 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
5、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 molL 1戊溶液的 pH 为 2。
6、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：NYX BW2N 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 moIL 1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)
7、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
8、 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：YZW D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 Na。W 与 Z 形成的化合物为 NaH，属于离 子化
9、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：ZXYW
10、BW 分别与 Y、Z 形成的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
11、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，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
12、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)。 (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2P5Cl2= 点燃 2PCl5；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C
13、l2H2OH ClHClO 。 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，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
14、 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
15、 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：2AsH3 3O2=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
16、.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)3AsH3= 500800 GaAs3CH 4。 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 化产物 Zn2 ，根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式：As2O36Zn12H=2AsH3 6Zn2 3H2O。
17、 (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) 6.72 L 22.4 Lmol 1 0.3 mol 。 X 与 AsH3 反 应 的 方 程 式 可 以 表 示 为 X AsH3GaAsCH4， 生成的0.3 molCH4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 gmol 17.0 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)3AsH3= 500800 GaAs3CH 4。
