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专题5 物质结构 元素周期律1W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知:四种元素的电子层数之和为10,且它们分别属于连续的四个主族;四种元素的原子中半径最大的是X原子。下列说法正确的A四种元素中有两种元素在第二周期BW所在主族元素的原子次外层电子数可能为2或8,不可能为18CX、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应D工业上获得X、Y单质的方法主要是电解其熔融的氯化物【答案解析】B解析:四种元素的电子层数之和等于10,有两种可能:1333;或2233。后一种情况无法满足X的原子半径最大的条件。因此只有第一种符合要求,四种元素依次是H、Mg、Al、Si,故A错误;B、W是氢元素,第一主族元素的原子氢和锂次外层电子数为2,其它次外层电子数都为8,不可能为18,故B正确;C、X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3,Al(OH)3不溶于弱酸和弱碱,故C错误;D、工业上通过电解氧化铝获得铝单质,不能通过电解氯化铝的方法获得,故D错误。故答案选B2、在元素周期表短周期元素中,X元素与Y、Z、W三元素相邻,X、Y的原子序数之和等于Z的原子序数,这四种元素原子的最外层电子数之和为20。下列判断正确的是A四种元素的原子半径:rZrXrYrw BX、Y、Z、W形成的单质最多有6种C四种元素中,Z的最高价氧化物对应水化物酸性最强D四种元素均可与氢元素形成18电子分子【答案解析】D解析:在周期表中X与Y、Z、W紧密相邻,X、Y的原子序数之和等于Z的原子序数,所以X和Z属于同一主族且Z在X的下一周期,原子序数不大于18,设X的原子序数是a,则aa1a8,得a7,或a1aa8,得a9。若a7,则X是N,Y是O,Z是P,又X、Y、Z、W四种短周期元素原子的最外层电子数之和为20,所以W是C,符合题意。若a9,则X是F,Y是O,Z是Cl,三种元素原子的最外层电子数之和为20,不合题意。原子半径大小顺序为PCNO,A项错误;HNO3的酸性强于H3PO4,C项错误;C可以形成金刚石、石墨、C60等,B项错误;四种元素与氢可形成PH3、N2H4、H2O2、C2H618电子分子,D项正确。3.香花石被誉为“矿石熊猫”,由我国地质学家首次发现,它由前20号元素中的6种组成,其化学式为X3Y2(ZWR4)3T2,其中X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数与次外层相等,X、Z位于同主族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数是次外层的3倍,T无正价,X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是A原子半径:YZRTB气态氢化物的稳定性:WRZDXR2、WR2两化合物中R的化合价相同【答案解析】D解析:根据T无正价为氟元素;Z的最外层电子数与次外层相等,则Z为铍元素;Y、Z、R、T位于同周期即同在第二周期,R最外层电子数为次外层的3倍,则R为氧元素;Y、Z为金属元素,Y只能为锂元素;X、Z位于同主族,则X为镁元素或钙元素;若X为镁元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,推出W为氖元素不符合题意,若X为钙元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,推出W为硅元素,即X、Y、Z、R、W、T分别为钙、锂、铍、氧、硅、氟;A、同周期,元素的原子半径从左向右逐渐减小,即YZRT,故A正确;B、W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性FOSi,则气态氢化物的稳定性WRT,故B正确;C、X为钙元素、Z为铍元素,钙的金属性强,则最高价氧化物对应的水化物碱性XZ,故C正确;D、XR2、WR2两化合物为CaO2、SiO2,因钙元素为+2价、硅元素为+4价,则R的化合价分别为-1、-2价,即XR2、WR2两化合物中R的化合价不相同,故D错误。故答案选D4.(1)氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2;碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6;氮元素的氢化物除NH3外,还有含2个氮原子的分子的化学式为,其沸点比氨气(填“高”或“低”),该氢化物与足量盐酸反应的化学反应方程式为(2)类似于碳原子,氮原子间也可形成链状结构。某链状结构氮氢化合物中,氮原子间只以N-N单键形式连接形成氢化物。该系列氮氢化合物化学通式为(n表示氮原子个数)(3)生活中广泛使用烃类物质(CmHn)燃料,火箭发射时的高能燃料常用氮氢化合物,比如肼N2H4。2014年10月31日在测试飞行时坠毁的维珍银河公司“太空船2号”商业载人飞船用N2H4燃料,但助燃剂选择不当据说是事故原因之一。经分析该助燃剂分子由氮、氧原子组成,分子中原子最外层电子总数和CO2分子中原子最外层电子总数相同。该助燃剂的化学式为。上述燃烧反应产物绿色、环保,书写该燃烧反应的化学方程式为(4)分子式为N4的氮元素同素异形体,结构等同于白磷,N4中每个原子满足最外层8e-结构。则1molN4中含有对共用电子对。已知NH3、-NH2、一定条件下都可以和H+结合。则N4和足量的H+反应生成的粒子的化学式为。化学家发现一种化学式为N4H4的离子化合物,一定条件下1mol N4H4熔融电离生成两种离子,其中一种为NH4+,则该物质熔融时的电离方程式为【答案解析】【解析】(1)N2H4 高N2H4+2HCl=N2H6Cl2(2)NnH n+2(n1且n为正整数)(3)N2O N2H4+2N2O=3N2+2H2O (4)6NA(6mol) N4H44- N4H4=NH4+N3-解析:(1)含2个氮原子的分子的化学式为N2H4;与氨气都属于分子晶体,相对分子质量越大,熔沸点越大,故其沸点比氨气高,与足量盐酸反应的化学反应方程式为N2H4+2HCl=N2H6Cl2;(2)当氮原子个数为1时,氢原子个数为3,当氮原子个数为2时,氢原子个数为4,当氮原子个数为3时,氢原子个数为5,当氮原子个数为4时,氢原子个数为6,当氮原子个数为n时,氢原子个数为n+2,所以其通式为NnH n+2(n1且n为正整数);(3)由氮、氧原子组成,分子中原子最外层电子总数和CO2分子中原子最外层电子总数相同(16个),化学式为N2O,燃烧反应产物绿色、环保,则该燃烧反应的化学方程式为N2H4+2N2O=3N2+2H2O;(4)氮原子最外层5个电子,每个氮原子和三个氮原子分别形成一个共用电子对,所以每个氮原子的最外层都达到8电子稳定结构,即结构式正四面体,则1molN4中含有6mol对共用电子对。N4和足量的H+反应生成的粒子的化学式为N4H44-,一定条件下1mol N4H4熔融电离生成两种离子,其中一种为NH4+,则该物质熔融时的电离方程式为N4H4=NH4+N3-;5.下列叙述不正确的是A16gCH4与18gNH4+所含质子数相等BCH4O和C2H6O都符合CnH2n+2O的通式,它们可能互为同系物C32S与33S的质子数相等,属于同一种元素的不同原子D质量相等、体积不等的N2和C2H4的分子数一定相等【答案解析】A解析:1个CH4与1个NH4+所含质子数不相等,分别是10、11,A错误;同系物是结构相似,组成相差若干个CH2原子团的物质,CH4O是醇,C2H6O是醇或二甲醚,醇与醚不是同系物关系, B正确;C正确;质量相等的N2和C2H4的物质的量相等,则分子数一定相等,D正确。6.第A族元素具有相似的化学性质,是由于它们的原子具有相同的A原子半径B电子层数C核外电子数 D最外层电子数【答案解析】D解析:原子的最外层电子决定元素的性质,因此选D。7.下列关于同分异构体、同系物、同素异形体、同位素的说法中错误的是A乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体 B.与互为同位素B氧气与臭氧互为同素异形体 D. 乙烯与聚乙烯互为同系物【答案解析】D解析:同系物就是结构相似,分子相差一个或多个 CH2的物质的互称,在有机物中存在,如烷烃,同分异构体就是分子式相同,但是结构式不同的两种物质的互称,同位素就是质子数相同,中子数不同的核素的互称,如与互为同位素,同素异型体就是同种元素形成不同性质的单质,如氧气与臭氧互为同素异形体,因此选D。8.常用于测定动植物标本的年龄关于原子的说法正确的是A中子数为14B质子数为14C核外电子数为14D质量数为14【答案解析】D解析:的质量数是14,质子数是6,电子数是6,中子数是14-6=8,因此选D。9.下列分类或归类正确的是:铝热剂、纯净矿泉水、冰水混合物均为混合物NaOH、HD、IBr均为化合物 明矾、烧碱、硫酸均为强电解质 C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体 碘酒、淀粉溶液、水雾、纳米材料均为胶体(4) B. C. D.【答案解析】【解析】D 解析:铝热剂为铝与金属氧化物的混合物,矿泉水中含有水和矿物质,属于混合物,冰水只有水这一种物质,为纯净物,故错误;HD是由同种氢元素组成的单质:氢气,不是化合物,故错误;明矾、烧碱、硫酸均为强电解质,故正确;C60、金刚石、石墨均为碳元素的不同单质,互为同素异形体,故正确;碘酒是碘单质的酒精溶液,不属于胶体,故错误;故答案选D10下列有关化学用语表示规范正确的是A乙烯的结构简式:C2H4B中子数为20的钾原子:C次氯酸的结构式:HOCl D氯化钠的分子式:NaCl【答案解析】C解析:A乙烯的结构简式:CH2= CH2,错误;B中子数为20的钾原子,质量数为19+20=39,符号为:1939K,故B错误;C次氯酸的结构式:HOCl,正确;D氯化钠中没有分子,故NaCl是氯化钠的化学式,错误。11.有A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素,它们的原子序数依次增大,已知:A的原子中没有中子,B的一种单质是硬度最大的物质,D原子的最外层电子数是其电子层数的三倍,E与A同一主族,其最高价氧化物对应的水化物是水溶液在短周期元素中碱性最强,G是地壳中含量最多的金属元素。按下列要求填空:(1)写出F的单质置换B的单质反应的方程式_。(2)C与F形成化合物与一定体积一定浓度的盐酸恰好完全反应产生两种盐,反应的化学方程式是:_。(3)元素 G的氢氧化物制取方法是_(离子方程式),含有G的硫酸盐常用于水处理,原因是 _(离子方程式). (4)A与B、C 形成的简单化合物的沸点的高低比较是前者_(填、=)后者,原因是_ 。【答案解析】(1)Mg+CO2MgO+C;(2)Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl;(2) Al3+3NH3.H2O=Al(OH)3+NH4+;Al3+H2OAl(OH)3+3H+(4)小于氨分子间存在氢键解析:A的原子中没有中子知A为H,B的一种单质是硬度最大的物质知B为C,D原子的最外层电子数是其电子层数的三倍知D为O,E与A同一主族,其最高价氧化物对应的水化物是水溶液在短周期元素中碱性最强知E为Na,G是地壳中含量最多的金属元素知G为Al,根据原子序数关系C只能是N,F只能是Mg
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