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专题巩固练习6 “位构性”关系的应用
一、单项选择题
1.(2016年湖北襄阳一中期末)下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是( )。
A.Z、N两种元素的离子半径相比,前者较大
B.X、N两种元素的气态氢化物的沸点相比,前者较低
C.由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应,但能与强碱反应
D.Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液
2.(2016年新课标卷Ⅲ)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )。
A.简单离子半径:W<X<Z
B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C.气态氢化物的热稳定性:W<Y
D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z
3.(2016年江苏卷)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )。
A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
4.(2015年北京朝阳一模)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是( )。
选项
事实
推测
A
12Mg与水反应缓慢,20Ca与水反应较快
56Ba(第ⅡA族)与水反应会更快
B
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Si是半导体材料,同族的Ge也是半导体材料
第ⅣA族的元素的单质都可作半导体材料
C
HCl在1500 ℃时分解,HI在230 ℃时分解
HBr的分解温度介于二者之间
D
Si与H2高温时反应,S与H2加热能反应
P与H2在高温时能反应
5.某同学设计如下元素周期表,以下说法正确的是( )。
A.X、Y、Z元素分别为N、P、O
B.白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素
C.原子半径:Z>X>Y
D.X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物
6.现有四种短周期元素的原子半径及主要化合价数据如下表所示:
元素
甲
乙
丙
丁
原子半径/nm
0.186
0.102
0.152
0.074
主要化合价
+1
+6、-2
+1
-2
下列叙述不正确的是( )。
A.甲单质的熔点比丙单质的熔点低
B.甲单质可用电解其盐溶液的方法冶炼而得
C.常温下,丁的两种氢化物均为液体
D.乙的简单离子是四种元素各自形成的简单离子中半径最大的
7.下图是短周期元素原子半径与最外层电子数的关系图,其中乙单质是半导体,下列说法正确的是( )。
A.丙的氢化物与丙的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应
B.气态氢化物的稳定性:丙>丁>戊
C.甲的离子半径比丁的简单离子半径大
D.乙与丁形成的化合物含共价键,同时是两性氧化物
二、非选择题
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1.(2015年广西校级模拟)制冷剂是一种易被压缩、液化的气体,液化后在管内循环,蒸发时吸收热量,使环境温度降低,达到制冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷剂,但它们不是有毒,就是易燃。于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。据现有知识,某些元素化合物的燃性、毒性变化趋势如下:
(1)氢化物的易燃性:第二周期______>______>H2O>HF;第三周期SiH4>PH3>______>______。
(2)化合物的毒性:PH3>NH3;H2S______H2O;CS2______CO2;CCl4>CF4(填“>”或“<”)。于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。
(3)已知CCl4的沸点为76.9 ℃,CF4的沸点为-128 ℃,新制冷剂的沸点范围应介于其间.经过较长时间反复试验,一种新的制冷剂氟利昂CF2Cl2终于诞生了。其他类似的还可以是____________。
2.(2016年安徽合肥检测)现有五种短周期元素的性质、用途或原子结构信息如下表:
元素
元素的性质、用途或原子结构信息
Q
形成化合物的种类最多
R
最外层电子数是次外层电子数的3倍
X
气态氢化物的水溶液常用作肥料,呈弱碱性
Y
第三周期元素的简单阴离子中离子半径最小
Z
单质为银白色固体,在空气中燃烧发出黄色火焰
请根据表中信息回答下列问题:
(1)Q最简单的气态氢化物分子的空间构型为______________。
(2)R单质与X单质在雷电条件下反应产物为________化合物(填“共价”或“离子”)。
(3)写出R与Z组成仅含离子键的化合物的化学式:____________________。
(4)工业上用电解Y与Z形成化合物的水溶液制取Y单质,写出该反应的离子方程式:______________________________________。
3.元素周期表的形式多种多样,如下图是扇形元素周期表的一部分(1~36号元素),对比中学常见元素周期表思考扇形元素周期表的填充规律,并回答下列问题:
(1)若①~⑩分别代表十种元素,则⑧代表的元素在常见周期表中的位置是________。
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(2)比较元素最高价氧化物对应水化物的碱性:②________⑥(填“>”或“<”)。
(3)写出一种由①④⑤三种元素形成的常见离子化合物:________(填化学式),该物质溶于水后对水的电离起________作用(填“抑制”“促进”或“不影响”),其原因是__________________________________________。
(4)①③⑤三种元素形成的18电子结构的化合物是近年来燃料电池研究领域的新宠,写出用它作燃料、②的最高价氧化物对应的水化物作电解质的燃料电池的负极反应式:______________________________________。
(5)由①~⑩元素的单质及其氧化物发生如下反应:单质+氧化物―→非金属单质+氧化物,写出具体的化学方程式(任写两个):
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
4.(2016年海南卷)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,元素X的一种高硬度单质是宝石,Y2+电子层结构与氖相同,Z的质子数为偶数,室温下M单质为淡黄色固体,回答下列问题:
(1)M元素位于周期表中的第_____周期、_____族。
(2)Z元素是____,其在自然界中常见的二元化合物是________。
(3)X与M的单质在高温下反应的化学方程式为______________________________,产物分子为直线形,其化学键属__________共价键(填“极性”或“非极性”)。
(4)四种元素中的______可用于航空航天合金材料的制备,其单质与稀盐酸反应的化学方程式为______________________。
专题巩固练习6 “位—构—性”关系的应用
一、1.D 解析:根据原子半径的递变规律,X为O,Y为Na,Z为Al,M为Si,N为Cl。离子半径:Cl->Al3+,A错误;沸点:H2O>HCl,B错误;SiO2既能与HF反应,也能与NaOH溶液反应,C错误;Al2O3是两性氧化物,既可以和NaOH溶液反应,又能与盐酸反应,D正确。
2.B 解析:X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为钠元素,ZX形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为氯元素,则Y为硫元素,W为氧元素。钠离子和氧离子电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故钠离子半径小于氧离子半径,A错误;氧和钠形成的化合物为氧化钠或过氧化钠,其水溶液都为氢氧化钠,显碱性,B正确;水和硫化氢比较,水的稳定性大,C错误;最高价氧化物对应的水化物中高氯酸是最强酸,D错误。
3.B 解析:短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,X为氧元素;Y是迄今发现的非金属性最强的元素,Y为氟元素;在周期表中Z位于ⅠA族,Z为钠元素;W与X属于同一主族,W为硫元素。O2-
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有2个电子层,电子数分别为2、8,S2-有3个电子层,电子数分别为2、8、8,A错误;NaF为离子化合物,B正确;非金属性:F>S,热稳定性:HF>H2S,C错误;原子半径:r(F)<r(O)<r(S)<r(Na),D错误。
4.B 解析:同主族金属元素由上至下金属性增强,与水反应剧烈程度增强,A项正确;作半导体材料的元素通常位于元素周期表中金属元素和非金属元素的交界处,第ⅣA族元素的单质并不能都作半导体材料,B项错误;同主族非金属元素由上至下非金属性减弱,气态氢化物的热稳定性减弱,C项正确;同周期非金属元素从左到右非金属性增强,与氢气化合难度减小,D项正确。
5.A 解析:从H出发,各元素逆时针螺旋形排列,推知X、Y、Z分别为N、P、O,A项正确;原子半径:Y>X>Z,C项错误;白格包括稀有气体元素(0族),B项错误;X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是Z的氢化物(即H2O),D项错误。
6.B 解析:根据题意推知,甲是Na,乙是S,丙是Li,丁是O;Na是通过电解熔融NaCl获得,B错。
7.A 解析:乙是Si,在第三周期,则甲、戊在第三周期,分别是Na、Cl;丙、丁在第二周期,分别是N、O。NH3与HNO3能发生反应,A项正确;单质氧化性:Cl2>O2>N2,故气态氢化物的稳定性:HCl>H2O>NH3,B项错误;离子半径:Na+<O2-,C项错误;SiO2含共价键,但不是两性氧化物,D项错误。
二、1.(1)CH4 NH3 H2S HCl (2)> >
(3)CCl3F或CClF3
解析:(1)根据HF的可燃性最小,可知同周期元素气态氢化物的可燃性从左向右逐渐减弱。(2)由“毒性:PH3>NH3”可知同主族元素的化合物的毒性从上到下逐渐增大,由于第二周期中原子序数C<N<O<F,故氢化物的易燃性:CH4>NH3>H2O>HF,第三周期原子序数:Si<P<S<Cl,故易燃性SiH4>PH3>H2S>HCl。(3)由“新的制冷剂沸点”应介于CCl4和CF4之间,将CCl4分子中的Cl原子用F原子取代(或将CF4分子中的F原子用Cl原子取代),可得CCl3F、CCl2F2、CClF3。
2.(1)正四面体形 (2)共价 (3)Na2O
(4)2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
解析:形成化合物种类最多的元素为C,即Q为碳元素;最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是氧,即R为氧元素;气态氢化物的水溶液呈碱性的为NH3,即X为氮元素;第三周期元素简单阴离子中离子半径最小的是Cl-,即Y为氯元素;焰色反应是黄色的是钠元素,即Z为钠元素。
3.(1)第三周期第ⅥA族 (2)> (3)NH4NO3 促进 NH4NO3电离产生的NH能与水电离出的OH-结合生成NH3·H2O (4)CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O (5)C+H2O(g)CO+H2,2Mg+CO22MgO+C,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(任写两个)
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解析:观察题给扇形元素周期表知,一、二……表示的是常见元素周期表中的纵行,而半环形从内到外相当于常见元素元素周期表中的周期。(1)⑧代表的元素位于第十六纵行,故⑧位于元素周期表的第三周期第ⅥA族。(2)②、⑥分别代表钠元素和镁元素,碱性:NaOH>Mg(OH)2。(3)①、④、⑤分别代表氢、氮、氧元素,由它们形成的常见离子化合物为NH4NO3。(4)①、③、⑤三种元素形成的18电子微粒为甲醇分子,而②的最高价氧化物对应的水化物为NaOH。
4.(1)三 ⅥA (2)Si SiO2
(3)C+2SCS2 极性
(4)Mg Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
解析:根据提供信息,可以推断X的高硬度单质为金刚石,故X为C;Y2+电子层结构与氖相同,则Y为Mg;室温下M单质为淡黄色固体,则M为S;根据四种元素的原子序数依次增大,且Z的质子数为偶数,则Z为介于Mg和S之间的Si。(1)S元素位于元素周期表第三周期ⅥA族。(2)Z为Si,其在自然界常见的二元化合物为SiO2。(3)C与S在高温下反应生成CS2,其结构式为S===C===S,所含化学键为极性共价键。(4)四种元素中Mg可用于航空航天材料的制备,Mg与盐酸反应的化学方程式为:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。
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