2021版高考化学一轮复习素养提升专项练习题41.(双选)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。
下列叙述错误的是( )A.c元素的非金属性最强B.它们均存在两种或两种以上的氧化物C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键【解析】选A、D。
短周期元素中M层电子数是1,则a的核外电子排布是2、8、1,a是Na 元素;b的最外层电子数为内层电子数的2倍,则b核外电子排布是2、4,b是C元素;c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,则c是S元素;c、d的原子处于同一周期,d的原子半径小于c,根据元素周期律可知d是Cl元素。
A项,在上述元素中非金属性最强的元素是Cl 元素,错误;B项,Na可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物,C可以形成CO、CO2两种氧化物,S可以形成SO2、SO3两种氧化物,而Cl元素则可以形成Cl2O、ClO2、ClO3等多种价态的氧化物,正确;C项,Na是金属元素,可以与非金属元素C、S、Cl形成离子化合物,正确;D项,C元素可以与H元素形成乙烷,该分子中含有非极性键,错误。
2.部分短周期主族元素的性质与原子(或分子)结构如下表所示:元素编号元素性质与原子(或分子)结构T 最外层电子数是次外层电子数的3倍X 常温下单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对Y M层电子数与K层电子数相同Z 第三周期元素的简单离子中半径最小下列说法正确的是( )A.Z的氧化物对应的水化物可以溶于氨水B.T与氢形成的化合物中不可能含非极性键C.Y与Z的单质分别与相同浓度的盐酸反应,Y的反应要剧烈些D.X和Y两元素之间有可能形成共价键【解析】选C。
T的最外层电子数是次外层电子数的3倍,所以T为O;常温下X的单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对,则X为N;Y的M层电子数与K层电子数相同,则Y为Mg;第三周期元素的简单离子中半径最小的为Al3+,所以Z为Al。
A项,Z的氧化物对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3不能溶于氨水;B项,T与氢形成的化合物H2O2中含有非极性键;C项,金属性:Mg>Al,Mg和Al的单质分别与相同浓度的盐酸反应,Mg的反应要剧烈些;D项,X(N)和Y(Mg)形成的化合物是离子化合物,不存在共价键。
3.原子序数小于36的四种元素,分别位于不同周期,其中a原子核是一个质子,b原子核外电子有6种不同的运动状态,b与c可形成正四面体形分子,d原子外围电子排布为3d104s1,下列说法不正确的是( )A.a、b元素形成的一系列化合物中,其中a元素质量分数的最大值为25%B.四种元素中电负性最大的是bC.c所形成的气态氢化物,在其同主族元素的气态氢化物中沸点最低D.四种元素中第一电离能最小的是d【解析】选B。
a原子核是一个质子,则a为氢元素;b原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,则b为碳元素;d原子外围电子排布为3d104s1,则d为铜元素,b与c可形成正四面体形分子,且四种元素分别位于不同周期,则c为Cl元素;C、H形成的化合物为烃,其中含氢量最大的为甲烷,最大含氢量为×100%=25%,故A正确;四种元素中氯元素非金属性最强,其电负性最大,故B错误;c为Cl元素,位于ⅦA族,该族元素中,HF沸点最高,其他气态氢化物的相对分子质量越大,分子间作用力越大,其沸点越高,所以HCl的沸点最低,故C 正确;铜为金属,其他为非金属,所以铜的第一电离能最小,故D正确。
4.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。
已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是( )XYZA.Y元素原子的外围电子排布为4s24p4B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族C.X元素所在周期中所含非金属元素最多D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3【解析】选A。
Y元素原子的外围电子排布为ns(n-1)np(n+1),s能级最多容纳2个电子,故n-1=2,解得n=3,故Y元素原子的外围电子排布为3s23p4,Y为S元素,由X、Y、Z在周期表中的位置可知,X为F元素,Z为As元素。
5.原子序数依次增大的X、Y、Z、M、W五种短周期元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y、Z同周期,X、M同主族;X、Y、W的最外层电子数之和为12;Z的单质为空气中含量最高的成分,W的最高价和最低价代数和为6。
下列说法中正确的是( )A.根据价层电子对互斥理论知化合物ZX3的空间构型为三角锥形B.Y的电负性比Z的电负性强C.W的氧化物对应的水化物一定是强酸D.原子半径:W>M>Z>Y【解析】选A。
原子序数依次增大的X、Y、Z、M、W五种短周期元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,则X为H元素;Z的单质为空气中含量最高的成分,则Z为N元素;Y、Z 同周期,X、M同主族,结合原子序数大小可知M为Na元素;W的最高价和最低价代数和为6,则W位于ⅦA族,W的原子序数大于Na,则W为Cl元素;X、Y、W的最外层电子数之和为12,Y 的最外层电子数=12-1-7=4,其原子序数小于N,则Y为C元素,ZX3为NH3,分子的空间构型为三角锥形,故A正确;Y为C、Z为N元素,根据硝酸的酸性大于碳酸可知非金属性:N大于C,则电负性N>C,即Y<Z,故B错误;W为Cl元素,其含氧酸次氯酸为弱酸,故C错误;电子层越多,原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径大小为M>W>Y>Z,故D错误。
【加固训练】1.(双选)(2020·青岛模拟改编)X、Y、Z、W为四种短周期元素,它们的最高价氧化物对应水化物分别为甲、乙、丙、丁,常温下甲、丙、丁均可与乙反应生成盐和水,X、Z、W的原子序数及0.1 mol·L-1甲、丙、丁溶液的pH如图所示(已知lg 2=0.3)。
下列说法正确的是( )A.简单阴离子的还原性:Z>WB.X、Y分别与W形成的化合物皆为离子晶体C.乙固体中加入甲的溶液或浓氨水,固体都能溶解D.Y、Z的简单离子都会影响水的电离平衡【解析】选A、D。
由题给信息可推知X、Y、Z、W分别为Na、Al、S、Cl四种元素,甲、乙、丙、丁分别为NaOH、Al(OH)3、H2SO4、HClO4。
Cl元素非金属性强于S元素,则简单阴离子的还原性:Z>W,A正确;AlCl3是分子晶体,B错误;Al(OH)3不能溶于浓氨水中,C错误;Al3+和S2-均水解,促进水的电离,D正确。
2.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中一种为金属元素。
m、n、p、q、r、s 是由这些元素组成的二元或三元化合物,t是元素Y的常见单质,m是一种具有特殊颜色的气体,p可作漂白剂、供氧剂。
上述物质的转化关系如图所示。
下列说法中不正确的是( )A.四种元素的简单离子半径:X>Y>Z>WB.p、s中的共价键类型完全相同C.X、Y的简单氢化物的沸点:Y>XD.常温下,0.01 mol·L-1 q溶液的pH为2【解析】选B。
m是一种具有特殊颜色的气态化合物,m为NO2,p可作漂白剂、供氧剂,发生反应n+p t+s,t是Y元素的常见单质,结合p的性质,可知t为O2,Y为O元素;r+t(O2)m(NO2),r为NO;m(NO2)+n q+r(NO),n为H2O,q为HNO3,p与H2O反应生成O2,p 为Na2O2,s为NaOH;短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,故W、X、Y、Z依次为H、N、O、Na元素。
四种元素的简单离子半径:X>Y>Z>W,A正确;p为Na2O2,Na2O2中含非极性键,s为NaOH,NaOH中含极性键,B错误;X的简单氢化物为NH3,Y的简单氢化物为H2O,沸点:H2O>NH3,C 正确;q为HNO3,HNO3属于一元强酸,0.01 mol·L-1 HNO3溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=2,D 正确。
6.元素X、Y、Z为前四周期元素,X的基态原子核外电子有21种运动状态,元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍,Z与X、Y不在同一周期,且Z原子核外p电子比s电子多5个。
(1)X基态原子的核外电子排布式为________________________。
(2)X是石油化工中重要的催化剂之一,如催化异丙苯裂化生成苯和丙烯。
①1 mol苯分子中含有σ键的数目为_____mol。
②异丙苯分子中碳原子轨道的杂化类型为________。
(3)与Y3分子互为等电子体的阳离子为_________。
(4)XZ3易溶于水,熔点为960 ℃,熔融状态下能够导电,据此可判断XZ3晶体属于________(填晶体类型)。
(5)元素Ce与X同族,其与Y形成的化合物晶体的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为_________________。
【解析】(1)X核外有21个电子,X为Sc元素,故X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2。
(2)①苯分子含有6个C—H σ键和6个C—C σ键,故含有12 mol σ键。
②异丙苯分子中苯环上的碳原子采取sp2杂化,其余C原子采用sp3杂化。
(3)最外层电子数是内层电子数3倍的元素是O元素,在O3分子中,含有3个原子、18个价电子,与其互为等电子体的阳离子是Cl。
(4)根据晶体在熔融状态下能导电可知其为离子晶体。
(5)根据晶胞的结构,O原子全部在体内,故含有8个O原子,Ce原子位于顶点和面心,含有Ce原子的个数=8×+6×=4,故化学式为CeO2。
答案:(1)[Ar]3d14s2(2)①12②sp2、sp3(3)Cl(4)离子晶体(5)CeO2【加固训练】X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。
请回答下列问题:(1)X、Y的元素符号依次为________、_______。
(2)XZ2与YZ2分子的立体构型分别是________和________,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是______(填分子式),理由是__ _____________________。
(3)Q的元素符号是________,它的基态原子的核外电子排布式为________,在形成化合物时它的最高化合价为________。