1、原子结构元素周期律元素周期表和化学键 1 （2020 高考全国 1 卷真题）1934 年约里奥居里夫妇在核反应中用粒子(即氦核 4 2He) 轰击金属原子 W ZX， 得到核素 30 Z+2Y， 开创了人造放射性核素的先河： W ZX+ 4 2He 30 Z+2Y+ 1 0n。 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 W ZX的相对原子质量为 26 BX、Y 均可形成三氯化物 CX 的原子半径小于 Y 的 DY 仅有一种含氧酸 【答案】B 【解析】原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此 W+4=30+1，则 W=27，X 与 Y 原子 之间质子数相差 2，因 X
2、元素为金属元素，Y 的质子数比 X 大，则 Y 与 X 位于同一周期，且 Y 位于 X 右侧，且元素 X、Y 的最外层电子数之和为 8，设 X 最外层电子数为 a，则 Y 的最外 层电子为 a+2，解得 a=3，因此 X 为 Al，Y 为 P。A 27 13Al的质量数为 27，则该原子相对原 子质量为 27，故 A 错误；BAl 元素均可形成 AlCl3，P 元素均可形成 PCl3，故 B 正确；CAl 原子与 P 原子位于同一周期， 且 Al 原子序数大于 P 原子序数， 故原子半径 AlP， 故 C 错误； DP 的含氧酸有 H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故 D 错误；故答案为：
3、B。 2 （2020 高考全国 2 卷真题）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 BZ 的单质既能与水反应，也可与甲醇反应 CY 的最高化合价氧化物的水化物为强酸 DX 的氟化物 XF3中原子均为 8 电子稳定结构 【答案】D 【解析】一种由短周期主族元素形成的化合物，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，根据图示，W 为 1 价形成共价键，W 为氢，Z 为+1 价 阳离子，Z 为 Na，Y
4、为 3 价，Y 为 N，24-1-11-7=5，X 为 B 元素。A该化合物中，H、B、N 之间均以共用电子对形成共价键， 故 A 正确； B Na 单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气， 也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气， 故 B 正确； C N 的最高价氧化物的水化物 HNO3为强酸， 故 C 正确；DB 的氟化物 BF3中 B 原子最外层只有 6 个电子，达不到 8 电子稳定结构，故 D 错误；故选 D。 3 （2020 高考全国 3 卷真题）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的 核外电子总数满足 X+Y=W+Z；化合物 XW3与 WZ 相遇会产生白烟。下列叙述正确的是
5、 A非金属性：W XY Z B原子半径：ZYXW C元素 X 的含氧酸均为强酸 DY 的氧化物水化物为强碱 【答案】D 【解析】根据题干信息可知，W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，化合物 XW3 与 WZ 相遇会产生白烟，则 WX3为 NH3，WZ 为 HCl，所以 W 为 H 元素，X 为 N 元素，Z 为 Cl 元 素，又四种元素的核外电子总数满足 X+Y=W+Z，则 Y 的核外电子总数为 11，Y 为 Na 元素。 根据上述分析可知，W 为 H 元素，X 为 N 元素，Y 为 Na 元素，Z 为 Cl 元素，则 ANa 为金属 元素，非金属性最弱，非金属性 YZ，A 选项错
6、误；B同周期元素从左至右原子半径依次 减小，同主族元素至上而下原子半径依次增大，则原子半径：NaClNH，B 选项错误； CN 元素的含氧酸不一定全是强酸，如 HNO2为弱酸，C 选项错误；DY 的氧化物水化物为 NaOH，属于强碱，D 选项正确；答案选 D。 4下列叙述正确的是 A24 g 镁与 27 g 铝中，含有相同的质子数 B同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同 C1 mol 重水与 1 mol 水中，中子数比为 21 D1 mol 乙烷和 1 mol 乙烯中，化学键数相同 【答案】B 【解析】A1 个 Mg 原子中有 12 个质子，1 个 Al 原子中有 13 个质子。24g 镁和 2
7、7g 铝各自 的物质的量都是 1mol，所以 24g 镁含有的质子数为 12mol，27g 铝含有的质子的物质的量为 13mol，选项 A 错误。B设氧气和臭氧的质量都是 Xg，则氧气（O2）的物质的量为mol， 臭氧（O3）的物质的量为mol，所以两者含有的氧原子分别为2=mol 和3= mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有 8 个电子， 所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项 B 正确。C重水为， 其中含有 1 个中子，含有 8 个中子，所以 1 个重水分子含有 10 个中子，1mol 重水 含有 10mol 中子。水为，其中没有中子，含有 8
8、 个中子，所以 1 个水分子 含有 8 个中子，1mol 水含有 8mol 中子。两者的中子数之比为 10:8=5:4， 选项 C 错误。 D乙 烷 （C2H6） 分子中有 6 个 CH 键和 1 个 CC 键， 所以 1mol 乙烷有 7mol 共价键。 乙烯 （C2H4） 分子中有 4 个 CH 键和 1 个 CC，所以 1mol 乙烯有 6mol 共价键，选项 D 错误。故选 B。 5已知：BF3和水反应生成氟硼酸（HBF4）和硼酸（H3BO3） ，一定条件下 BF3与一定量水可形 成 23 2 H OBF晶体 Q（） 。下列有关说法，正确的是 ABF3和水反应生成氟硼酸和硼酸是氧化还原
9、反应 BBF3分子中，每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构 C晶体 Q 中存在离子键、共价键、范德华力和氢键 DH3BO3在水中只发生反应： 332 4 H BOH OB OHH 垐 ? 噲 ? ，可知硼酸是一元酸 【答案】D 【解析】ABF3和水反应生成氟硼酸（HBF4）和硼酸（H3BO3）没有元素化合价发生变化，不 是氧化还原反应，A 错误；BBF3分子中，B 原子最外层只有 6 个电子，B 错误；C由 Q 的 结构可知：晶体 Q 分子内：不存在离子键，存在 B-F、B-O、O-H 共价键， OH 之间存在氢键，分子之间存在范德华力，C 错误； D由 H3BO3在水中只发生反应 - +
10、 332 4 H BO +H OB OH+H 可知： - + 332 4 H BO +H OB OH+H 为硼酸的电离 方程式，故硼酸为一元弱酸，D 正确。 答案选 D。 6四种主族元素的离子aX m+、 bY n+、 cZ n-和 dR m-(a、b、c、d 为元素的原子序数)，它们具有相 同的电子层结构，若 mn，对下列叙述的判断正确的是（ ） a-b=n-m 元素的原子序数 abcd 元素非金属性 ZR 最高价氧化物对应水化物的碱性 XY A正确 B只有正确 C都正确 D正确 【答案】A 【解析】四种主族元素的离子aX m+、 bY n+、 cZ n-和 dR m-(a、b、c、d 为元
11、素的原子序数)，它们具 有相同的电子层结构，则 X 与 Y 同周期，Z 与 R 同周期，且 X、Y 在 Z、R 的上一周期， a-m=b-n=c+n=d+m；若 mn，则 abcd，X 在 Y 的右边，Z 在 R 的右边。 由 a-m=b-n，可推出 a-b=m-n，不正确；由以上分析知，元素的原子序数 abcd， 正确；因为 Z、R 同周期且 Z 在 R 的右边，所以元素非金属性 ZR，正确；X 在 Y 的右边，金属性 YX，最高价氧化物对应水化物的碱性 YX，不正确；综合以上分析， 正确，故选 A。 7已知33As、35Br 位于同一周期，下列关系正确的是 A原子半径：AsClP B热稳定
12、性：HClAsH3HBr C还原性：As 3-S2-Cl- D酸性：H3AsO4H2SO4H3PO4 【答案】C 【解析】A原子半径大小顺序是 AsPCl，故 A 错误；B非金属性越强，其气态氢化物 的稳定性越强，则热稳定性：HClHBrAsH3，故 B 错误；C单质的氧化性 Cl2SAs， 所以阴离子的还原性：As 3S2Cl，故 C 正确；D非金属性越强，其最高价含氧酸的 酸性越强，则酸性 H2SO4H3PO4H3AsO4，故 D 错误；故选 C 8已知 A、B、C、D 为短周期内原子半径依次增大的元素，X、Y、M、N 分别是由这四种元 素组成的二元化合物，甲、乙为 B、C 两种元素对应的
13、单质且摩尔质量相同。若 X 与 Y 的摩 尔质量也相同，Y 与乙均为淡黄色固体上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生 成物已省略)，则下列叙述中正确的是 A原子序数：ABCD B简单离子半径关系：A D BN，沸点 M N 【答案】B 【解析】Y 与乙均为淡黄色固体，乙为单质，Y 为二元化合物，所以乙为 S，Y 为 Na2O2，甲 单质的摩尔质量与 S 相同，均为 32g/mol，甲应为 O2，且 Y(Na2O2)能与水或二氧化碳反应生 成甲(O2)，符合题意；氧气可以和 M 反应生成 S 单质，且 X 与氢离子反应生成 M，所以 M 为 H2S，则 N 为 H2O；根据已知物质可知四
14、种元素有 H、O、Na、S，所以 X 为 Na2S；A、B、C、D 四种元素的原子半径依次增大，所以 A 为 H 元素、B 为 O 元素、C 为 S 元素、D 为 Na。A根 据分析可知原子序数 ABDC，故 A 错误；B氢离子核外不含电子，所以半径最小，Na +和 O 2-电子层结构相同，但氧离子核电荷数更小半径更大，S2-有 3 层电子，半径最大，所以离子 半径：H +Na+O2- S2-，即 A D BHNO3)。 下列说法正确的是 A简单离子半径：YZMX B简单气态氢化物的热稳定性：MX C加热单质甲与品红溶液反应所得的“无色溶液” ，可变成红色溶液 D常温下，向蒸馏水中加入少量 R
15、，水的电离程度可能增大 【答案】D 【解析】在短周期主族元素中，可以形成强碱的是 Na 元素，所以强碱戊为 NaOH。能使品红 溶液褪色的气体可能是 SO2、Cl2，单质只有 Cl2。 电解氯化钠水溶液生成氢氧化钠、氢气和 氯气， 故 R 可能是 NaClO。 M 的气态氢化物使湿润的红色石蕊试纸变蓝色， 说明 M 为氮元素。 综上所述，M 为氮元素，X 为氧元素，Y 为钠元素，Z 为氯元素。 AX 为氧元素，Y 为钠元素，Z 为氯元素，M 为氮元素，Cl -、N3-、O2-、Na+的半径依次减小， 故 A 错误；BX 为氧元素，M 为氮元素，非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非 金属
16、性：ON，H2O 的热稳定性比 NH3强，故 B 错误；C若气体甲为氯气，则加热“无色溶 液” ，由于次氯酸漂白后较稳定，溶液不变色，故 C 错误；DNaClO 属于强碱弱酸盐，能够 发生水解，可促进水的电离，故 D 正确；答案选 D。 10原子序数依次增大的元素 X、Y、Z、W，它们的最外层电子数分别为 1、6、7、1。X -的 电子层结构与氦相同，Y 和 Z 的次外层有 8 个电子，Z -和 W+的电子层结构相同。下列叙述错 误的是（ ） AX 和其他三种元素均能形成共价化合物 B元素的非金属性顺序为：ZYX CW 和其他三种元素均能形成离子化合物 D元素 X、Y、Z 各自最高和最低化合价
17、的代数和分别为 0、4、6 【答案】A 【解析】原子序数依次增大的元素 X、Y、Z、W，它们的最外层电子数分别为 1、6、7、1， X -的电子层结构与氦相同，则 X 为 H 元素；Y 和 Z 的次外层有 8 个电子，原子只能有 3 个电 子层，则 Y 为 S 元素，Z 为 Cl；Z -和 W+的电子层结构相同，则 W 为 K 元素。 根据分析可知，X 为 H，Y 为 S，Z 为 Cl，W 为 K 元素。AH 元素与 S 元素、Cl 元素放出形 成 H2S、HCl，二者属于共价化合物，但与 K 元素形成的化合物为 KH，KH 属于离子化合物，A 错误；B同周期自左而右非金属性增强，氢化物中 H
18、 元素为正价，其非金属性最弱，则非 金属性 XYZ，B 正确；CK 元素与 H、S、Cl 可以形成离子化合物 KH、K2S、KCl， C 正 确；DH 元素最高正化合价为+1、最低负化合价为-1，S 元素最高正化合价为+6、最低负化 合价为-2，Cl 元素最高正化合价为+7、最低负化合价为-1，最高和最低化合价的代数和分 别为 0、4、6，D 正确；故答案为：A。 11 293 117Ts 是一种人工合成的超重元素，下列说法正确的是（ ） A中子数为 117 B质子数为 293 C质量数为 176 D原子序数为 117 【答案】D 【解析】A293 117Ts 的中子数=293-117=174
19、，故 A 错误；B 293 117Ts 的质子数=117，故 B 错误； C 293 117Ts 的质量数=293，故 C 错误；D 293 117 Ts 的质子数=原子序数=117，故 D 正确；故 选 D。 12下列说法正确的是（ ） A 14C 与12C 60互为同位素 B 14C 60与 12C 60是具有相同质子数的不同核素 CCH3COOH 与 HCOOCH3互为同素异形体 D硝基苯与互为同分异构体 【答案】D 【解析】A 14C 与12C 互为同位素，14C 与12C 60不互为同位素，A 错误；B 14C 60与 12C 60是同一 种物质， 14C 与12C 是具有相同质子数
20、的不同核素，B 错误；CCH 3COOH 与 HCOOCH3互为同分 异构体，C 错误；D硝基苯与分子式相同，互为同分异构体，D 正确；答案选 D。 13硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交型，1912 年 E.Beckmann 由 硫在碘中的冰点降低法测得它含有 S8分子。1891 年，M.R.Engel 用浓盐酸和硫代硫酸盐的 饱和溶液在 0下作用首次制得了一种菱形的硫，后来证明含有 S6分子。下列说法正确 的是 AS6和 S8分子都是由 S 原子组成，所以它们是一种物质 BS6和 S8分子分别与铁粉反应，所得产物不同 CS6和 S8分子分别与过量的氧气反应可以得到 SO3 D
21、等质量的 S6和 S8分子分别与足量的 KOH 反应，消耗 KOH 的物质的量相同 【答案】D 【解析】A 选项，S6和 S8分子都是由 S 原子组成，它们是不同的物质，互为同素异形体，故 A 错误；B 选项，S6和 S8是硫元素的不同单质，化学性质相似，因此它们分别与铁粉反应， 所得产物相同，故 B 错误；C 选项，不管氧气过量还是少量，S6和 S8分子分别与氧气反应可 以得到 SO2，故 C 错误；D 选项，等质量的 S6和 S8分子，其硫原子的物质的量相同，因此它 们分别与足量的 KOH 反应，消耗 KOH 的物质的量相同，故 D 正确。综上所述，答案为 D。 14厌氧氨化法（Anamm
22、ox）是一种新型的氨氮去除技术，下列说法中正确的是 A1mol NH4 +所含的质子总数为 10N A B联氨（N2H4）中含有离子键和非极性键 C过程 II 属于氧化反应，过程 IV 属于还原反应 D过程 I 中，参与反应的 NH4 + 与 NH 2OH 的物质的量之比为 12 【答案】C 【解析】 A 选项， 1mol NH4 +所含的质子总数为 11N A， 故 A 错误； B 选项， 联氨 （） 中含有极性键和非极性键，故 B 错误；C 选项，过程 II 中 N 元素化合价升高，发生氧化反 应，过程 IV 中 N 化合价降低，发生还原反应，故 C 正确；D 选项，过程 I 中，参与反应
23、的 NH4 +到 N 2H4化合价升高 1 个，NH2OH 到 N2H4化合价降低 1 个，它们物质的量之比为 11，故 D 错误；综上所述，答案为 C。 15下列关于化学键和化合物的说法中正确的是( ) A化学键的形成一定伴随着电子的得失 B金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 C非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 D含有阴离子的化合物中一定含有阳离子 【答案】D 【解析】A、离子键的形成一定有电子的得失，共价键的形成是原子间电子对的偏移，而没 有得失，A 错误；B、金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，有可能是 共价化合物如 AlCl3，B 错误；C、非金属元
24、素组成的化合物不一定是共价化合物，也可能是 离子化合物如 NH4Cl，C 错误；D、根据电荷守恒，含有阴离子的化合物中一定含有阳离子， D 正确。正确答案为 D。 16 如图是五种短周期元素的原子序数与其在氢化物中化合价的关系图， 则下列说法不正确 的是( ) AX 的氢化物具有很强的还原性 BYW2、ZW2、X2W2都能使品红溶液褪色，且褪色原理相同 CY、Z 元素的最高价氧化物对应的水化物都呈酸性，而且酸性：HZO4 H2YO4 D元素 W、T 的氢化物的沸点比同主族中相邻的氢化物高，是因为这两种氢化物分子间存在 氢键 【答案】B 【解析】短周期元素中，W、Y 的化合价均有2 价，处于A
25、族，则 Y 的原子序数较大，故 W 为 O 元素、Y 为 S 元素；Z 有1 价，原子序数大于硫，故 Z 为 Cl，X 有+1 价，原子序数 大于氧， 则 X 为 Na， T 有3 价，处于A 族， 原子序数小于氧， 则 T 为 N 元素。 A. X 为 Na， 其氢化物为 NaH，具有很强的还原性，故 A 正确；B. SO2、ClO2、Na2O2都能使品红溶液褪色， 二氧化硫与有色物质化合为无色物质，而 ClO2、Na2O2具有强氧化性，将有色物质氧化为无 色物质， 褪色原理不相同， 故B错误； C. Y、 Z元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、 HClO4，都呈酸性，由于非金属
26、性 Cl S，故酸性：HClO4 H2SO4，故 C 正确；D. 元素 W、T 的氢化物分别为 H2O、NH3，这两种氢化物分子间存在氢键，它们的沸点比同主族中相邻的氢 化物高，故 D 正确。综上所述，答案为 B。 17下列说法错误的是 AH2O2和 Na2O2都属于氧化物，两种物质中所含的化学键类型完全相同 B原子核外在离核较远区域的电子易失去，其原因是这些电子能量较高 C第三周期非金属元素形成氢化物的稳定性从左到右逐渐增强 D在周期表的金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体，在过渡元素区中寻找催化剂 【答案】A 【解析】A.H2O2和 Na2O2都属于氧化物，前者是共价化合物，含有共价键，
27、后者是离子化合 物，含有共价键和离子键，故 A 错误；B. 原子核外在离核较远区域的电子易失去，其原因 是这些电子能量较高，原子核对其吸引力小，故 B 正确；C. 第三周期非金属元素从左到右 非金属性逐渐增强，所以其形成氢化物的稳定性从左到右逐渐增强，故 C 正确；D. 在金属 元素与非金属元素的分界线附近的元素， 通常既具有金属性又具有非金属性， 可以找到半导 体材料， 可以用于做催化剂的元素种类较多， 一般为过渡金属元素， 故 D 正确； 故答案选 A。 18下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是 A最高价氧化物对应水化物的碱性：ZM BX、N 两种元素形成的化合
28、物属于离子化合物 CY、R 两种元素气态氢化物的稳定性：YR D简单离子的半径：ZMX 【答案】C 【解析】同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故前 7 种元素处于 第二周期，后 7 种元素处于第三周期，由原子序数可以知道 X 为 O 元素，Y 为 F 元素，Z 为 Na 元素，M 为 Al 元素，N 为 Si 元素，R 为 Cl 元素。A同周期元素从左到右元素的金属性 逐渐减弱， 金属性越强， 对应的最高价氧化物对应水化物的碱性越强， 所以碱性强弱为： ZM， A 错误；BX、N 两种元素组成的化合物为二氧化硅，二氧化硅是由原子组成，属于共价化 合物，B 错误；C气态氢化
29、物的稳定性和非金属性有关，非金属性越强，气态氢化物越稳 定，非金属性 YR，Y、R 两种元素气态氢化物的稳定性：YR，C 正确；D离子电子层结 构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以简单离子的半径：MZMg2+， B 不正确； C 该漂白剂中氢(H)元素不满足 8 电子稳定结构， C 不正确； D Y 为碳(C)，它的最高价氧化物对应水化物 H2CO3为弱酸，D 正确； 故选 D。 20现有部分短周期元素的信息如表所示： 元素编号 元素性质或原子结构信息 X 第三周期元素中简单离子半径最小的元素 Y 其最简单氢化物丙的水溶液呈碱性 Z 原子核外电子数和所在周期数相等 A、B、D 三种单质(分
30、别由 X、Y、Z 元素组成)和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物之间的转化 关系如图所示(某些条件已略去)。其中丁是一种筒能燃料，分子中含有 18 个电子，其组成 元素与丙相同。 (1)元素 X 在周期表中的位置是_，其简单离子的结构示意图为_。 (2)单质 B 的电子式为_。 (3)丙中所含的化学键类型是_(填序号)。 a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 (4)反应中， 0.5 molNaClO参加反应时转移 1 mol 电子， 该反应的化学方程式为_。 (5)一定条件下，A 与 2 TiO、C(石墨)反应只生成乙和碳化钛(TiC)，二者均为某些高温结 构陶瓷的主要成分，该反应的化学方程
31、式为_。 【答案】(1)第三周期 IIIA 族 (2) (3)b (4) 3242 2NH +NaClO=N HNaClH O (5) 223 一定条件 4Al+3TiO +3C2Al O +3TiC 【解析】X 是第三周期元素的简单离子中半径最小，则 X 为 Al，Y 最简单氢化物丙的水溶液 呈碱性，则 Y 为 N 元素，丙为 NH3，Z 原子核外电子数和周期序数相等，则 Z 为 H 元素A、 B、D 三种单质分别由 X、Y、Z 元素组成，则 A 为 Al、B 为 N2、D 为 H2，丁是一种高能燃料， 其组成元素与丙相同，且含有 18mol 电子，则丁为 N2H4；Al 与氮气反应生成甲为
32、 AlN，AlN 水解得到氨气与氢氧化铝，故戊为 Al(OH)3，乙为 Al2O3。 (1)元素 X 为 A1，在周期表中的位置是第三周期 IIIA 族，其简单离子的结构示意图为 ； (2)单质 B 为 2 N，电子式为； (3)丙为 3 NH，N 原子与 H 原子之间形成极性共价键，故选 b； (4)反应为氨气与NaClO的反应，0.5 molNaClO参加反应时，转移 1 mol 电子，则 Cl 元素由1 价降低为1 价，该反应生成NaCl，同时生成 24 N H和水，则该反应的化学方 程式为 3242 2NH +NaClO=N HNaClH O； (5) 定条件下，A1 与 2 TiO 、C(石墨)反应只生成 23 Al O 和碳化钬(TiC)，该反应的化学 方程式为 223 一定条件 4Al+3TiO +3C2Al O +3TiC 。
