2020届高考化学二轮复习物质结构与元素周期律学案
1．熟记并正确书写常见元素的名称、符号、离子符号。 2.熟悉常见元素的化合价，能根据化合价正确书写化学式(分子式)，或根据化学式判断元素的化合价。 3.掌握原子结构示意图、电子式等表示方法。 4.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行相关计算。 5.了解元素、核素和同位素的含义。 6.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。 7.了解原子核外电子排布规律。 8.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。 9.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 10.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。 11.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。 12.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
1．(2019·全国卷Ⅰ)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，下列叙述正确的是( )
A．WZ的水溶液呈碱性
B．元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
C
[W、X、Y、Z为同一短周期元素，可能同处于第二或第三周期，观察新化合物的结构示意图可知，X为四价，X可能为C或Si。若X为C，则Z核外最外层电子数为C原子核外电子数的一半，即为3，对应B元素，不符合成键要求，不符合题意，故X为Si，W能形成＋1价阳离子，可推出W为Na元素，Z核外最外层电子数为Si原子核外电子数的一半，即为7，可推出Z为Cl元素。Y能与2个Si原子形成共价键，另外得到1个电子达到8电子稳定结构，说明Y原子最外层有5个电子，进一步推出Y为P元素，即W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl元素。A项，WZ为NaCl，其水溶液呈中性，错误；B项，元素非金属性：Cl>P>Si，错误；D项，P原子最外层有5个电子，与2个Si原子形成共价键，另外得到1个电子，在该化合物中P元素满足8电子稳定结构，错误。]
2．(2019·全国卷Ⅱ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
A．原子半径：W＜X
B．常温常压下，Y单质为固态
C．气态氢化物热稳定性：Z＜W
D．X的最高价氧化物的水化物是强碱
D [由题意，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。A项，根据电子层数越多，原子半径越大，可得原子半径：W
PH3，正确；D项，X的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，错误。]
3．(2018·全国卷Ⅰ)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
B [可腐蚀玻璃的物质是HF。根据题意可推知，W是氟、X是钠、Y是氯、Z是钙。常温常压下Na是固态，A项错误；CaH2是离子化合物，B项正确；CaCl2
是强酸强碱盐，水溶液呈中性，C项错误；氯有最高化合价为＋7，氟无正价，D项错误。]
4．(2018·全国卷Ⅱ)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A．X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B．Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D．W的氧化物对应的水化物均为强酸
A [由题意可推知W、X、Y、Z分别为N、O、Na、Cl。O能与N形成NO、NO2、N2O5等化合物，O与Na能形成Na2O和Na2O2，O与Cl能形成ClO2、Cl2O7等化合物，A项正确；Na与O形成的Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；N3－、O2－、Na＋均含10个电子，而Cl－含18个电子，C项错误；N元素的最高价氧化物对应的水化物HNO3为强酸，而该选项中没有指明是N元素的最高价氧化物对应的水化物，D项错误。]
5.(2017·全国卷Ⅲ)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：WW
C．化合物熔点：Y2X3Y>Z
C．Y的最高价氧化物对应的水化物是中强酸
D．该新化合物中Y原子满足最外层8电子稳定结构
D [根据Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，结合Z形成1个单键，X形成4个单键，Y形成2个单键，且三种元素均为第三周期元素，可推知X为Si，Y为S，Z为Cl。NaCl为强酸强碱盐，其水溶液呈中性，A项错误；根据同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，知非金属性：Cl>S>Si，B项错误；S的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4，H2SO4为强酸，C项错误；该化合物中S形成2个单键，最外层为8电子稳定结构，D项正确。]
3．(2019·聊城一中月考)W、X、Y、Z是四种短周期非金属元素，原子序数依次增大。W是原子半径最小的元素，X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4，X与Z同主族，W、X、Y、Z的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是( )
A．单质的沸点：X>Z
B．X与W形成的化合物中一定只有极性键
C．氢化物的热稳定性：Z>Y
D．W、X、Y可形成离子化合物
C [W、X、Y、Z是四种短周期非金属元素，原子序数依次增大，W是原子半径最小的元素，则W为H，X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4，且原子序数Y>X，可知，X为第二周期元素，Y为第三周期元素，则X的L层电子数为6，X为O，X与Z同主族，则Z为S，W、X、Y、Z的最外层电子数之和为17，推出Y的最外层电子数为17－1－6－6＝4，根据题意可知，Y在第三周期，为Si，据此分析作答。]
4．(2019·潍坊模拟)X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素，Y、Z、W是原子序数递增的同周期相邻元素，且最外层电子数之和为15；X比Y核外少一个电子层，R的质子数是X、Y、Z、W四种元素质子数之和的。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：R>W>Z
B．X与Y形成的二元化合物常温下一定为气态
C．W和R形成的化合物是离子化合物
D．Y与W、Z与W形成的二元化合物都是大气污染物
C [X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素，Y、Z、W是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，设Z的最外层电子数为m，则Y的最外层电子数为m－1，W的最外层电子数为m＋1，即得出(m－1)＋m＋(m＋1)＝3m＝15，所以m＝5，则推知Y、Z、W分别为C、N和O；X比Y核外少一个电子层，则X为H；又知R的质子数是X、Y、Z、W四种元素质子数之和的，则R的质子数为(1＋6＋7＋8)×＝11，可知R为Na。]
表格片段式“位、构、性”关系的应用
5．(2019·菏泽一模)Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，Q原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，X、Y、Z在周期表中的位置关系如图所示。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
A.Q和Z可能形成化合物QZ2
B．Y的最高价氧化物的水化物一定是强酸
C．X、Z和氢三种元素不可能组成离子化合物
D．Q的氢化物的沸点一定比X的氢化物的沸点低
A [根据题意可推知Q为C，X可能为N或O，Y可能为P或S，Z可能为S或Cl。]
6．如图为元素周期表的一部分，其中X、Y、W、Z为短周期元素，T的单质常温下为液体。下列说法错误的是( )
Y
Z
X
W
R
T
A.X、Y的单质均存在同素异形体
B．Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增
C．工业上电解NaW溶液得W2可使用阴离子交换膜
D．R的单质可用于制造半导体材料
C [T为Br，X、Y、Z、W、R依次是P、O、F、Cl、Ge。 A项，P、O的单质均存在同素异形体，正确；B项，Y为O，Z为F，非金属性：F>O，所以简单氢化物的稳定性：HF>H2O，正确；C项，W为Cl，工业上电解氯化钠溶液，阳极上氯离子发生氧化反应生成氯气，阴极上发生还原反应生成氢气和OH－，若使用阴离子交换膜，则OH－会移动到阳极与氯气反应，错误；D项，R为Ge，Ge和Si同主族且均位于金属与非金属的分界处，性质相似，其单质都可用于制造半导体材料，正确。]
7．(2019·福州质检)有五种短周期主族元素X、Y、Z、R、Q，它们的原子序数逐渐增大；在周期表中的相对位置如图所示，Z是组成叶绿素的金属元素。下列说法错误的是( )
X
Y
Z
R
Q
A.工业上都用电解法制Z、R单质
B．X和Y的单质熔点：XZ>R
D．Y和Q的最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>Q
B [根据Z是组成叶绿素的金属元素，可知Z为Mg，则R为Al，Q为P，X为C，Y为N。工业上用电解熔融氯化镁的方法制Mg，用电解熔融氧化铝的方法制Al，A项正确；C的单质有金刚石、石墨等，N的单质为N2，碳的单质熔点高于氮的单质熔点，B项错误；Mg2＋、Al3＋、N3－均有两个电子层，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：N3－>Mg2＋>Al3＋，C项正确；非金属性：N>P，故最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4，D项正确。]
明晰五个易混易错的问题
(1)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3也是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。
(2)非金属单质只含共价键(稀有气体除外)。
(3)气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物(如NaH)是离子化合物，只含离子键。
(4)离子晶体熔化时破坏离子键，原子晶体熔化时破坏共价键，而分子晶体熔化时破坏分子间作用力。
(5)分子的稳定性与分子间的作用力无关，而与分子内部的化学键的强弱有关。
融合物质性质、转化、反应的元素推断
(对应学生用书第36页)
1．常见物质的性质及特征反应
(1)黄绿色气体有Cl2，红棕色气体有NO2或Br2(g)，在空气中变红棕色的无色气体是NO，红色固体有Cu、Cu2O、Fe2O3，绿色固体有Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O等，黑色固体有C、MnO2、CuO、CuS、Ag2S等。
(2)与CO2、H2O反应生成O2的固体为Na2O2。
(3)使品红溶液褪色的常见气体有Cl2、SO2。
(4)两气体相遇能形成白烟的气体为HCl、NH3。
(5)短周期元素形成的化合物中，0.1 mol·L－1的水溶液的pH分别为1和13的化合物分别是HCl、NaOH。
(6)与强碱、强酸均能反应生成盐和水的氧化物和氢氧化物分别为Al2O3、Al(OH)3。
(7)元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成盐的元素为N。
(8)短周期元素形成三元化合物与一般酸溶液反应生成沉淀和气体的化合物为Na2S2O3。
(9)使澄清石灰水先变浑浊，后变澄清的气体有CO2、SO2。
(10)腐蚀玻璃的酸为HF。
(11)与H2O反应生成气体的化合物有Na2O2、Mg3N2、Al2S3、NaH。
(12)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素是S。
(13)还有__________________________________________
(自己总结)。
2．常见短周期元素的单质及其化合物的转化关系
(1) (2)
(3) (4)
(5)
(6)
(7)NH3―→NO―→NO2―→HNO3
(8)S(H2S)―→SO2―→SO3―→H2SO4
3．常见短周期元素组成的物质主要反应
(1)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(4)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
(5)2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
(6)___________________________________(自己总结)。
融合物质性质、反应的元素推断
1．(2018·全国卷Ⅲ)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A．原子半径大小为WCl>O>F，A项错误；HF是弱酸，HCl为强酸，酸性：HFX
B．含氧酸的酸性：ZC>D>B
B．A、B、C、D四种元素能组成阴、阳离子数之比为1∶1的离子化合物
C．简单氢化物沸点：E>D>B
D．A、C、D三元素组成的化合物溶于水显酸性
B
[A、B、C、D、E是原子序数依次递增的短周期主族元素，其中A、C同主族且能形成离子化合物。B、D同主族，由A、D两元素组成的一种化合物与B、D两元素组成的一种化合物反应，生成浅黄色固体分析可知A为H、B为O、C为Na、D为S、E为Cl。]
6．根据表中短周期元素的有关信息判断，下列说法错误的是( )
元素编号
E
F
G
H
I
J
K
L
原子半径/nm
0.037
0.074
0.082
0.099
0.102
0.143
0.160
0.186
最高化合价或最低化合价
＋1
－2
＋3
－1
－2
＋3
＋2
＋1
A.最高价氧化物对应水化物的酸性：H＞I
B．简单离子半径：K>F
C．同温下，形状、大小相同的单质与等浓度、等体积的稀硫酸反应的速率：L>K>J
D．原子半径：I>H>G>F
B [F、I的最低负化合价都为－2，应该为第ⅥA族元素，根据原子半径可知F为O，I为S；E、L的最高正化合价为＋1，结合原子半径大小可知E为H，L为Na；K的最高正化合价为＋2，结合原子半径可知K为Mg；G、J的最高正化合价为＋3，结合原子半径可知G为B，J为Al；H的最低化合价为－1，为ⅦA族元素，其原子半径大于F，则H为Cl。选项A，Cl的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，S的最高价氧化物对应的水化物为硫酸，由于非金属性：Cl＞S，则高氯酸的酸性大于硫酸，正确；选项B，Mg2＋、O2－电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：Mg2＋＜O2－，错误；选项C，L、K、J分别为Na、Mg、Al，三者的单质与等浓度、等体积的稀硫酸反应的速率：Na＞Mg＞Al，正确。]
融合物质转化关系的推断
7．(2019·湖北七市联考)A、B、C是三种短周期主族元素。甲是一种常见的温室气体，A、B、C原子序数之和为26，它们之间存在如图所示关系。下列说法正确的是 ( )
A．简单气态氢化物的稳定性：C>B
B．原子半径大小：C>B>A
C．与甲含相同元素的另一化合物只含非极性键
D．工业上常用电解熔融乙物质来制取A的单质
A [甲是一种常见的温室气体，高中阶段常见的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷等，但是有B和C两种单质可以生成甲，那么甲为二氧化碳，A、B、C原子序数之和为26，包括了C和O两种元素，另一种元素为12号元素，为Mg。可以知道Mg和CO2的反应：2Mg＋CO2===2MgO＋C，乙为MgO。A为Mg，B为C，C为O。]
8．A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素。E是同周期元素金属性最强的元素，B、C、D同周期相邻。甲、乙、丙、丁、戊是由上述部分元素中的两种或几种组成的化合物，它们的转化关系如图所示。其中甲是生活中的调味品，丁是淡黄色固体。下列说法不正确的是( )
A．原子半径由大到小的顺序为r(E)>r(F)>r(C)>r(D)
B．元素F的氧化物的水化物的酸性一定比硫酸酸性强
C．元素B的氢化物可能具有正四面体结构
D．化合物A4BC2D既可能是共价化合物，也可能是离子化合物
B [A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素。E是同周期元素金属性最强的元素，则E为钠元素；根据流程图推导，且甲是生活中的调味品，丁是淡黄色固体，可知甲为氯化钠，丁为过氧化钠，则丙为碳酸钠，乙为氢氧化钠，戊是二氧化碳，则A、B、C、D、E、F分别为H、C、N、O、Na、Cl。]
9．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。A、B、C、D分别是这些元素形成的单质，甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素形成的二元化合物。其中，乙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体；丙是一种高能燃料，其组成元素与乙相同；丁是常见的两性氧化物。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
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