2018届二轮复习物质结构与元素周期律学案（全国通用）
第6讲 物质结构与元素周期律
[最新考纲]
1．了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。2.了解原子核外电子排布规律。3.了解元素、核素和同位素的含义。4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。5.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
微粒结构及相互作用力
1．(2017·北京理综，7)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是( )
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电子数
C．Ts在同族元素中非金属性最弱
D．中子数为176的Ts核素符号是 Ts
解析 A．117号元素Ts的原子核外最外层电子数是7，可知Ts是第七周期第ⅦA族元素，正确；B.同位素是同种元素不同原子之间的互称，因此Ts的同位素原子具有相同的电子数，正确；C.根据元素周期律可知，同一主族元素从上往下非金属性依次减弱，所以Ts在同族元素中非金属性最弱，正确；D.中子数为176的Ts核素符号是Ts，错误。
答案 D
2．(2017·天津理综，5)
根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是( )
A．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4
B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C．如图所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si
D．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
解析 A项，因O、N、Si元素的非金属性逐渐减弱，所以气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4，正确；B项，氢元素与其他元素可形成共价化合物如H2O、NH3、SiH4 、H2S等，也可形成离子化合物如NaH等，正确；C项，HCl的酸性比碳酸强，不能证明元素的非金属性：Cl＞C，错误；D项，根据元素的原子序数与元素在周期表位置的规律，可推出第118号元素在周期表中位于第七周期0族，正确。
答案 C
元素“位置—结构—性质”的综合应用
3．(2017·课标全国Ⅰ，12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A．X的简单氢化物的热稳定性比W强
B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期
解析 W为氮元素，Y为钠元素，X、Y、Z形成的盐，加入盐酸生成黄色沉淀及刺激性气体，结合四种元素均是短周期元素，说明是Na2S2O3与盐酸反应生成S和SO2：Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋ SO2↑＋H2
O，X为氧元素，Z为硫元素。A项，O的非金属性强于N，稳定性：H2O>NH3，正确；B项，O2－、Na＋均具有Ne的电子层结构，B正确；C项，Na2S溶液因S2－水解呈碱性，蓝色石蕊试纸不变色，错误；D项，S和O同属于第ⅥA族，S与Na同属于第三周期，正确。
答案 C
4．(2017·课标全国Ⅱ，9)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族，下列叙述正确的是( )
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
解析 a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。A项，原子半径b＞c＞d＞a，错误；B正确；C项，c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，错误；D项，S的氧化性比氧气氧化性弱，错误。
答案 B
5．(2017·课标全国Ⅲ，12)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W
X
Y
Z
A．氢化物沸点：W＜Z
B．氧化物对应水化物的酸性：Y＞W
C．化合物熔点：Y2X3＜YZ3
D．简单离子的半径：Y＜X
解析 根据短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置可知四种元素位于二、三周期，又知这四种元素原子的最外层电子数之和为21，可设Y的最外层电子数为x，则有x＋(x＋2)＋(x＋3)＋(x＋4)＝21，x＝3，所以W、X、Y、Z依次为N、O、Al、Cl。A项，NH3分子之间存在氢键，故沸点：NH3>HCl，错误；B项，Y的氧化物对应水化物为Al(OH)3，W的氧化物对应水化物若为HNO3
，则HNO3酸性强于Al(OH)3，错误；C项，Al2O3为离子晶体，而AlCl3为分子晶体，离子键要比分子间作用力强得多，故一般离子晶体、熔沸点高于分子晶体熔沸点，错误；D项，O2－与Al3＋的电子层结构相同，但O2－的核电荷数少，故其半径较大，正确。
答案 D
6．(2016·课标全国Ⅰ，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．原子半径的大小W
X>Y
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸
解析 由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl2，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：HN2，错误；H、N、O可以形成共价化合物：HNO3、HNO2、NH3·H2O，离子化合物：NH4NO3，正确。
答案 D
反思 由元素及其化合物的一些特征性质可以成为推断的突破口，需要归纳记忆，熟练掌握。
特征
元素
形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素
C
空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素
N
地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素
O
等物质的量的单质最轻的元素、最轻的金属单质
H、Li
单质在常温下呈液态的，非金属元素、金属元素
Br、Hg
最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素
Al
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素、能起氧化还原反应的元素
N、S
元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素
Li、Na、F
单质是重要的半导体材料、氧化物可用作光导纤维
Si
短周期中金属性最强的元素、非金属性最强的元素
Na、F
【应用3】 R、X、Y、Z、A是短周期主族元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。X原子最外层电子数等于其电子层数的3倍。下列推断正确的是( )
R
X
Y
Z
A
A.气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为Z＞R＞X＞Y
B．原子半径由小到大的顺序为Z＜A＜Y＜X
C．最高价氧化物对应的水化物酸性由弱到强的顺序为Z＜R＜A
D．RY3、A2X、ZA5分子中每个原子最外层都达到8电子结构
解析 由元素在周期表中的位置关系知，X位于第二周期，只有氧原子的最外层电子数等于其电子层数的3倍，则X为氧元素，由此推知R为氮元素，Y为氟元素，Z为磷元素，A为氯元素。A项，热稳定性：PH3＜NH3＜H2O＜HF，错误；B项，原子半径：r(P)＞r(Cl)＞r(O)＞r(F)，错误；C项，最高价氧化物对应的水化物酸性：H3PO4＜HNO3＜HClO4，正确；D项，PCl5分子中磷原子最外层有10个电子，错误。
答案 C
反思 本题借助“残缺元素周期表”进行解题，解题时应注意以下两点：
1．元素周期表中短周期特殊结构的应用
(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界，第ⅠA族左侧无元素分布。
(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。
2．元素的位置关系和原子序数关系的应用
(1)同一周期中元素的原子序数一般比左边元素原子序数大1，比右边元素的原子序数小1。
(2)同主族上下周期元素的原子序数关系的应用。
一、选择题
1．最近媒体报道了一些化学物质，如：爆炸力极强的N5、比黄金还贵的18O2、太空中的甲醇气团等。下列说法中正确的是( )
A．18O16O是由极性键形成的极性分子
B．甲醇(CH3OH)属于离子化合物
C．N5和N2是氮元素的两种同位素
D．由N5变成N2是化学变化
解析 18O16O是由非极性键形成的非极性分子，A错误；CH3OH中只含有共价键，所以属于共价化合物，B错误；N5和N2是单质，C错误。
答案 D
2．由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的Fe原子，下列说法不正确的是 ( )
A．可以用KSCN溶液检验FeCl3和FeCl3
B.Fe与Fe的电子数相同
C.Fe与Fe互为同位素
D.Fe的中子数小于质子数
解析 同位素的化学性质基本相同，A项错误；Fe和Fe的电子数均为26，B项正确；根据同位素的定义，Fe与Fe互为同位素，C项正确；Fe的中子数为45－26＝19，D项正确。
答案 A
3．下列有关LiFePO4的说法中正确的是( )
A．LiFePO4是共价化合物
B．LiFePO4中所有元素都属于短周期元素
C．LiFePO4中的四种元素中有三种元素属于主族元素
D．Li和O2反应可生成既含有离子键又含有非极性键的Li2O2
解析 LiFePO4是离子化合物，A项错误。LiFePO4中Li、P、O属于短周期元素，Fe位于第四周期，不属于短周期元素，B项错误。LiFePO4中Li、P、O属于主族元素，Fe位于第Ⅷ族，属于副族元素，C项正确。Li与O2反应只能生成Li2O，不能生成Li2O2，D项错误。
答案 C
4．用NA表示阿伏加德罗常数的值，35Cl和37Cl是Cl元素的两种核素，下列说法正确的是( )
A．71 g 35Cl2和71 g 37Cl2均含2NA个Cl原子
B．35Cl和37Cl间的相互转化是化学变化
C．35Cl和37Cl核外电子排布方式相同
D．35Cl2、H2形成的燃料电池，35Cl2在负极放电
解析 35Cl2和37Cl2的摩尔质量不同，A项错误。发生化学变化的最小微粒是原子，原子的种类和数目不发生变化，而35Cl和37Cl间的相互转化是原子内部的变化，B项错误。35Cl和37Cl核外均为17个电子，核外电子排布方式相同，C项正确。35Cl2与H2反应生成H35Cl，35Cl2是氧化剂，在正极放电，D项错误。
答案 C
5．(2017·重庆南开中学月考)如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是( )
A．31d和33d属于同种核素
B．气态氢化物的稳定性：a＞d＞e
C．工业上常用电解法制备单质b
D．a和b形成的化合物不可能含共价键
解析 结合题图可推知a为O，b为Na，d为P，e为S。31d和33d属于同种元素的不同核素，A项错误；非金属性：O＞S＞P，故气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S＞PH3，B项错误；工业上常用电解熔融NaCl的方法制备单质Na，C项正确；Na2O2中含有共价键，D项错误。
答案 C
6．(2017·潍坊模拟)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，分别可以形成简单离子W2－、X＋、Y3＋、Z2－，下列判断错误的是( )
A．W和Z在同一主族
B．Y3＋、Z2－两种离子都能促进水的电离
C．X元素的单质能跟水剧烈反应
D．W元素能形成两种氢化物，分子中含有类型完全相同的化学键
解析 由题意推出W为O，X为Na，Y为Al，Z为S。O、S位于第ⅥA族，A项正确；Al3＋、S2－均能发生水解，促进水的电离，B项正确；Na能与水剧烈反应，C项正确；O的氢化物有H2O、H2O2两种，H2O只含极性共价键，而H2O2含极性共价键和非极性共价键，D项错误。
答案 D
7．X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY>XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
解析 由题干中信息知：X为H，Y为O，R为S，Z为Na，W为Al。元素Y、Z、W对应的离子O2－、Na＋和Al3＋都具有相同的电子层结构，但离子半径依次减小，A项错误；H与O可形成化合物H2O2，B项错误；Y、R与X形成的化合物为H2O和H2S，由于氧的非金属性强于硫，故热稳定性：H2O＞H2S，C项正确；W的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，为两性氢氧化物，R的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4，为强酸，D项错误。
答案 C
8．(2017·南昌重点中学二模)X、Y、Z、W四种短周期元素的原子序数依次增大，原子最外层电子数之和为13，X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z的族序数是其周期数的3倍。下列说法中正确的是( )
A．四种元素简单离子的半径X________。(填化学式)
(3)写出M2Z2与水反应的离子方程式_________________________________
__________________________________________________________________。
(4)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为_______________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A，已知
①1 mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8 L气体。
②A能与盐酸反应产生气体B，该气体能与氯水反应。则A是________(填化学式)。写出该气体B与氯水反应的离子方程式_________________________。
(6)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C，1 mol C中含有6 mol结晶水。对化合物C进行如下实验：
a．取C的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；
b．另取C的溶液，加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解。
①C的化学式为____________________________________________________。
②试写出C与M2Z2按物质的量之比为1∶2在溶液中反应的化学方程式__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析 元素周期表中原子半径最小的元素是氢，则X元素为H，若Z的原子序数为a，则(a－1)＋a＋(a＋8)＝3a＋7＝32－1，a＝8，故Y、Z、W是氮、氧、硫；M元素与氢同主族，与硫同周期，则M为钠。
(4)HNO3具有强氧化性，能够和铜反应，稀硝酸与铜反应生成NO。
(5)1 mol A能够与NaOH反应产生标准状况下的气体44.8 L，则该气体为NH3，A为铵盐，则1 mol A含有2 mol NH；
②滴加盐酸能够生成气体，则该气体是SO2。二氧化硫具有强还原性，能够被氯气氧化：SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO。结合上述信息可知A为(NH4)2SO3。
(6)a.C中加入NaOH能够产生无色刺激性气味的气体，则为铵盐；同时生成的白色沉淀会变为灰绿色，最终变成红褐色，则C中含Fe2＋。
b．C溶液中加入BaCl2可生成难溶于盐酸的白色沉淀，则为硫酸盐。结合相对分子质量和结晶水，可推断其化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。
过氧化钠具有强氧化性，能够氧化Fe2＋为Fe3＋，因溶液呈碱性，同时生成Fe(OH)3。根据二者比例可以配平反应方程式。
答案 (1)Na (2)H2O H2S
(3)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
(4)3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(5)(NH4)2SO3 SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
(6)①(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
②4(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O＋8Na2O2===4Fe(OH)3＋8NH3↑＋3O2↑＋8Na2SO4＋22H2O
