物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律知識(shí)檢測(cè)題

■雷范軍

一、選擇題(本題共7 個(gè)小題,每小題6分,共42分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)

A.H2NCONH2與H2O2是通過(guò)氫鍵結(jié)合的

B.H2O2分子中只含共價(jià)鍵,不含離子鍵

C.H2NCONH2·H2O2屬于離子化合物

D.H2O2既有氧化性又有還原性

2.氯及其化合物的“價(jià)—類”二維圖(見(jiàn)圖1)體現(xiàn)了化學(xué)變化之美。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )。

圖1

表1

A.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:H＞I

B.簡(jiǎn)單離子半徑:K＞F

C.同溫下,形狀、大小相同的單質(zhì)與等濃度、等體積的稀硫酸反應(yīng)的速率:L＞K＞J

D.J、K、L 的單質(zhì)可以通過(guò)電解法冶煉獲得

5.中科院電子學(xué)研究所的研究人員已經(jīng)掌握了鍶原子光鐘研究的一系列關(guān)鍵技術(shù),為顯著提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度奠定了基礎(chǔ)。鍶(元素符號(hào)Sr)的原子序數(shù)為38,下列說(shuō)法中不正確的是( )。

A.84Sr、86Sr、87Sr、88Sr互為同位素

B.由Sr的原子序數(shù)可知,其在周期表中的位置是第五周期第ⅡA 族

C.根據(jù)元素周期律可知,Sr(OH)2的堿性強(qiáng)于Ca(OH)2,弱于Ba(OH)2

D.根據(jù)元素周期律可知,Sr的還原性強(qiáng)于Mg,因此可以從MgCl2溶液中置換出Mg

6.最新文獻(xiàn)報(bào)道,有機(jī)小分子可催化多氟芳香化合物的取代反應(yīng),機(jī)理如圖2所示。

圖2

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )。

A.物質(zhì)2是催化劑

B.物質(zhì)4和物質(zhì)7都是反應(yīng)中間體

D.物質(zhì)2向物質(zhì)4的轉(zhuǎn)化過(guò)程中有非極性鍵與極性健的斷裂與形成

7.M、W、X、Y、Z 是同周期主族元素,X原子的最外層電子數(shù)是W 原子次外層電子數(shù)的3倍。它們形成的化合物可用作新型電池的電極材料,結(jié)構(gòu)如下所示?；衔镏谐齅+外,其他原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.M 的單質(zhì)通常保存在煤油中

B.上述五種元素中Y 的原子半徑最小

C.Z的氫化物的沸點(diǎn)一定低于X 氫化物的沸點(diǎn)

D.W 的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是三元酸

Ⅱ.(1)比較酸性溶液中的氧化性強(qiáng)弱:MnO2(填“＞”“＜”或“=”)Fe3+;用一個(gè)離子方程式說(shuō)明MnO2與Fe3+氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱:___。

(2)苯酚是一種重要的化工原料,在工業(yè)合成、醫(yī)療消毒等方面都有著廣泛的應(yīng)用。苯酚官能團(tuán)的電子式是____;從試劑瓶中取出的苯酚晶體往往略帶紅色的原因是_____。

9.(14分)X、Y、Z、W、P 為短周期的主族元素,其原子序數(shù)依次增大。Y、Z、W、P位于同一周期。X 元素形成的單質(zhì)是自然界中含量最多的氣體,1molY 的單質(zhì)分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下均為33.6L。W 的原子最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3∶8,X 的原子序數(shù)是Z的原子序數(shù)的一半。

(1)Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)____,W 與P可形成原子個(gè)數(shù)比為1∶2的化合物,其電子式為_(kāi)___。

(2)經(jīng)測(cè)定,在2.5×1.01×105Pa下,Y與P形成的化合物的熔點(diǎn)為190 ℃,沸點(diǎn)為178℃,則該化合物的類型為_(kāi)___(填“離子化合物”或“共價(jià)化合物”)。

(3)Z、W、P三種元素的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性由高到低的順序是____(填化學(xué)式)。

(4)Y 與W 形成的化合物遇水分解,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___。

10.(15分)氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中被廣泛使用,造福人類。

Ⅰ.元素X、Y、Z位于同一周期且原子序數(shù)依次增大,它們和氫元素、硫元素組成的含氮化合物(結(jié)構(gòu)如下)常用作絲綢漂白劑?；卮鹣铝袉?wèn)題:

(1)Y 的元素符號(hào)為_(kāi)___。

(2)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是_____(選填序號(hào))。

A.原子半徑:X＞Y＞Z

B.簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:Y＜Z

C.該化合物可溶于水

D.該化合物中所有原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

Ⅱ.工業(yè)上用氨氣來(lái)制造硝酸,NH3轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示。

圖3

(4)乙轉(zhuǎn)化為丙的離子方程式為_(kāi)____。

(5)檢驗(yàn)化合物丁中陽(yáng)離子的方法:取少量待測(cè)液于試管中,加入____并加熱,將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍(lán)。

(6)工業(yè)上常使用NH3處理甲,生成無(wú)污染的N2,則NH3與甲完全反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為_(kāi)____。

11.(14分)圖4為元素周期表的一部分,參照元素①～⑧在周期表中的位置,回答下列問(wèn)題:

圖4

(1)④⑥⑦的離子半徑由大到小的順序?yàn)開(kāi)___(填離子符號(hào))。

(2)②⑦⑧的最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)____(用化學(xué)式表示)。

(3)由元素①～⑧形成的物質(zhì)可發(fā)生圖5中的反應(yīng),其中A 含有離子鍵,D、F 是單質(zhì),E 是⑦的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,B是溫室氣體的主要成分。

圖5

①A 的電子式為_(kāi)____。

②反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)類型為_(kāi)___。

甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所副所長(zhǎng)張玉鑫介紹說(shuō)，武威地區(qū)全年降水量102-200毫米，蒸發(fā)量卻在2000毫米以上，這是其土壤嚴(yán)重干旱缺水的重要原因。十幾年來(lái)，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門的大力支持引導(dǎo)下，設(shè)施農(nóng)業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是依托當(dāng)?shù)厝照召Y源發(fā)展的日光大棚，為農(nóng)戶帶來(lái)了可觀的收入，此時(shí)的大漠已是欣欣向榮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，武威日光溫室和塑料大棚面積已達(dá)到17.2萬(wàn)畝，其中，日光溫室就占到了14.1萬(wàn)畝，是甘肅重要的蔬菜產(chǎn)區(qū)。但同我國(guó)其他省份一樣，由于多年來(lái)肥料的不合理使用，武威地區(qū)土壤板結(jié)嚴(yán)重，瓜果蔬菜品質(zhì)逐年下降，農(nóng)戶們看在眼里，急在心上。

③反應(yīng)Ⅰ中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LB時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為_(kāi)____。

(4)⑧的某種氧化物是常見(jiàn)的消毒劑,等物質(zhì)的量時(shí)其消毒能力是單質(zhì)⑧的2.5 倍,實(shí)驗(yàn)室制取該消毒劑的常用方法為向含元素⑧的含氧酸鈉鹽中加入甲醇和稀硫酸,生成67.5g該消毒劑時(shí),轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

4.B 提示:F、I兩元素的最低化合價(jià)都為-2價(jià),則F、I位于元素周期表第ⅥA 族,由原子半徑可知,F為O 元素,I為S元素;H元素的最低化合價(jià)為-1 價(jià),原子半徑大于O 的原子半徑,則H 為Cl元素;G、J兩元素的最高化合價(jià)都為+3 價(jià),G 的原子半徑小于J,則G 為B 元素,J為Al元素;E、L 兩元素的最高化合價(jià)都為+1價(jià),E 的原子半徑小于O 的原子半徑,L的原子半徑大于Al的原子半徑,則E 為H 元素,L 為Na元素;K 元素的最高化合價(jià)為+2價(jià),原子半徑介于Na和Al之間,則K 為Mg元素。非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),氯元素的非金屬性強(qiáng)于硫元素,則高氯酸的酸性強(qiáng)于硫酸,A 項(xiàng)正確。電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,氧離子和鎂離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,則氧離子的離子半徑大于鎂離子,B 項(xiàng)錯(cuò)誤。金屬元素非金屬性越強(qiáng),單質(zhì)與酸反應(yīng)越劇烈,金屬性Na＞Mg＞Al,則同溫下,形狀、大小相同的單質(zhì)與等濃度、等體積的稀硫酸反應(yīng)的速率Na＞Mg＞Al,C項(xiàng)正確。Na、Mg、Al均為活潑金屬,工業(yè)上用電解法冶煉獲得Na、Mg、Al的單質(zhì),D 項(xiàng)正確。

5.D 提示:84Sr、86Sr、87Sr、88Sr等幾種原子都是Sr元素的不同原子,互為同位素,A項(xiàng)正確。由Sr的原子序數(shù)可知,其各個(gè)電子層排布的電子數(shù)依次為2、8、18、8、2,共有5個(gè)電子層,最外層有2個(gè)電子,其在周期表中的位置是第五周期第ⅡA 族,B 項(xiàng)正確。Ca、Sr、Ba位于同一主族,其金屬性依次增強(qiáng),根據(jù)元素周期律可知,Sr(OH)2的堿性強(qiáng)于Ca(OH)2,弱于Ba(OH)2,C 項(xiàng)正確。根據(jù)元素周期律可知,Sr的還原性強(qiáng)于Mg,Mg能與冷水反應(yīng),Sr也能與冷水反應(yīng),因此不能從MgCl2溶液中置換出Mg,D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.B 提示:M、W、X、Y、Z是同周期主族元素,X 的最外層電子數(shù)是W 次外層電子數(shù)的3倍,則W 有兩個(gè)電子層,次外層有2 個(gè)電子,X 為氧元素;由鹽的結(jié)構(gòu)可知,Z 可以形成四個(gè)共價(jià)鍵,且能與氧形成雙鍵,則Z的最外層電子數(shù)為4,Z 為碳元素;四種元素位于同周期,且Y 能形成一個(gè)共價(jià)鍵,Y 為氟元素;W 能形成4個(gè)共價(jià)鍵,則W 為硼元素;化合物中除M+外均滿足8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則M 形成+1價(jià)離子,為鋰元素。鋰單質(zhì)密度比煤油小,不可以保存在煤油中,一般保存在石蠟油中,A 項(xiàng)錯(cuò)誤。同周期元素,從左到右原子半徑依次減小,則上述五種元素中氟原子的原子半徑最小,B 項(xiàng)正確。碳元素的氫化物為烴,固態(tài)烴的沸點(diǎn)比水和過(guò)氧化氫的沸點(diǎn)高,C 項(xiàng)錯(cuò)誤。硼元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為硼酸,硼酸為一元弱酸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.(15分)Ⅰ.(1)鋰離子和氫負(fù)離子核外電子排布相同;鋰離子核電荷數(shù)(或質(zhì)子數(shù))比氫離子核電荷數(shù)(或質(zhì)子數(shù))多(4分)

(2)9(2分)

(3)2∶3(2分)

提示:Ⅰ.(1)核外電子排布相同的離子,半徑比較方法是原子序數(shù)大的半徑小,因?yàn)樵有驍?shù)越大,核電荷數(shù)越大,對(duì)核外電子吸引力越強(qiáng),所以半徑比較小,Li+半徑小于H-。

(2)通過(guò)類比法,苯分子是平面型分子,苯中12個(gè)原子共平面,而取代苯上的氫原子也是在其平面上。一定共面的碳原子是苯上的6個(gè),甲基1個(gè),苯與苯相連的碳原子和苯分子對(duì)位上的碳原子,至少有9個(gè)碳原子。

(3)根據(jù)白磷分子中的原子和共價(jià)鍵可以直接判斷磷原子與共價(jià)鍵數(shù)目之比為2∶3。

Ⅱ.(1)由于MnO2可以氧化Fe2+,發(fā)生反應(yīng) MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O;根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,可知酸性溶液中的氧化性強(qiáng)弱:MnO2＞Fe3+。

(2)共價(jià)化合物(2分)

(3)HCl、H2S、SiH4(3分)

(4)Al2S3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑(3分)

提示:X 為N 元素,Y 為Al元素,Z為Si元素,W 為S元素,P為Cl元素。

因?yàn)槁茸钔鈱佑? 個(gè)電子,因此需要共用1對(duì)電子,硫最外層有6個(gè)電子,需要共用2對(duì)電子,所以是一個(gè)硫和2個(gè)氯一邊共用一對(duì)。

(2)Y 與P形成的化合物為AlCl3,在2.5的大氣壓下熔點(diǎn)為190℃,沸點(diǎn)為178℃(易升華),說(shuō)明AlCl3不是離子化合物,而是由分子構(gòu)成的共價(jià)化合物,分子間的作用力很弱,具有較低的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度小、易揮發(fā)等性質(zhì)。

(3)氣態(tài)氫化物中穩(wěn)定性強(qiáng)弱取決于元素非金屬性的強(qiáng)弱,元素的非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)氫化物越穩(wěn)定,Z、W、P 三種元素的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性由高到低的順序是HCl、H2S、SiH4。

(4)鋁離子和硫離子發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),可以得到氫氧化鋁和硫化氫Al2S3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑。

10.(15分)(1)N(1分)

(2)D(4分)

(4)3NO2+H2O2H++2NO-3+NO(3分)

(5)NaOH 溶液(2分)

(6)2∶3(3分)

提示:Ⅰ.(1)Y 為氮元素,元素符號(hào)為N。

(2)X 為碳元素,Y 為氮元素,Z 為氧元素,同周期自左向右原子半徑減小,即原子半徑:X(碳)＞Y(氮)＞Z(氧),A 項(xiàng)正確;非金屬性Y(氮)＜Z(氧),則簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性Y＜Z,B 項(xiàng)正確;該化合物的分子中含有多個(gè)氧原子和氮原子,可與水形成多個(gè)氫鍵,可溶于水,C項(xiàng)正確;該化合物中H 原子為2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),并不是所有原子均為8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

Ⅱ.由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,甲為NO,乙為NO2,丙為HNO3,丁為NH4NO3。

(3)NH3為共價(jià)化合物,氮原子和每個(gè)氫原子之間形成一個(gè)共用電子對(duì),電子式為

(4)NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO,反應(yīng)的離子方程式為3NO2+ H2O2H++2NO-3+NO。

(6)工業(yè)上常使用NH3處理甲(NO),生成無(wú)污染的N2,二者反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O,則NH3與甲(NO)完全反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2∶3。

11.(14分)(1)S2-＞O2-＞Na+(2分)

②復(fù)分解反應(yīng)(2分) ③3.01×1022(2分)

(4)6NaClO3+3H2SO4+CH3OHCO2↑+6ClO2+3Na2SO4+5H2O(3分)

提示:根據(jù)元素周期表的位置關(guān)系可知,①為H,②為C,③為N,④為O,⑤為F,⑥為Na,⑦為S,⑧為Cl,結(jié)合元素周期律分析作答第(1)(2)問(wèn)。

(3)由元素①～⑧形成的物質(zhì)可發(fā)生圖中的反應(yīng),其中A 含有離子鍵,B是溫室氣體的主要成分,則B為CO2,能與CO2反應(yīng)生成單質(zhì)且含離子鍵的A 應(yīng)是Na2O2,則另一個(gè)產(chǎn)物C為Na2CO3;E 是⑦的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,則E 為H2SO4,可與Na2CO3反應(yīng)生成B(CO2);單質(zhì)D 為O2,與單質(zhì)F 反應(yīng)可生成A(Na2O2),則推出F為Na,據(jù)此分析作答。

(4)⑧的某種氧化物是常見(jiàn)的消毒劑,設(shè)該氧化物中氯的化合價(jià)應(yīng)為x,等物質(zhì)的量時(shí)其消毒能力是Cl2的2.5倍,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)是氯氣的2.5倍,即[x-(-1)]NA=2×2.5NA,解得x=+4,即該氧化物為ClO2,再根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律書寫離子方程式即可。