【高分攻略】2022高考化学二轮学案 查漏补缺 专题七 物质结构与元素周期律（解析版）
文档属性
| 名称 | 【高分攻略】2022高考化学二轮学案 查漏补缺 专题七 物质结构与元素周期律（解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-12-15 11:55:14 | ||
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文档简介
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专题七 物质结构与元素周期律
【考纲导向】
1．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。
2．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。
3．以ⅠA族和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。
4．了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
5．了解元素周期表在科学研究、地质探矿等领域的广泛应用，从多角度、多层面了解元素及其化合物性质的分类与整合。
【命题分析】
从近几高考试题看，元素周期律与元素周期表是中学化学的重要理论基础，是无机化学的核心知识，在近几年高考中出现频率达100%。题型相对稳定，多为选择题。高考中该类型题主要是通过重大科技成果(化学科学的新发展、新发明等)尤其是放射性元素、放射性同位素、农业、医疗、考古等方面的应用为题材，来考查粒子的个微粒的相互关系；元素“位”“构”“性”三者关系的题型会继续以元素及其化合物知识为载体，用物质结构理论，解释现象、定性推断、归纳总结相结合。可集判断、实验、计算于一体,题型稳定。要想在高考中化学取得高分，就必须掌握元素同期表命题特点和解题方法。通过编排元素周期表考查的抽象思维能力和逻辑思维能力；通过对元素原子结构、位置间的关系的推导，培养学生的分析和推理能力。
考点一 原子结构与核外电子排布
1．原子结构
(1)原子的构成
X
(2)核素(原子)的表示及其数量关系
①表示：表示质子数为Z、质量数为A、中子数为A－Z的核素原子。
(3)阴、阳离子中的数量关系
①质量数＝质子数＋中子数。
②阴离子：：核外电子数＝Z＋n。
阳离子：：核外电子数＝Z－n。
(4)符号中各数字的含义
2．元素、核素、同位素
(1)“三素”关系
同位素的“六同三不同”
(2)几种重要的核素及其应用
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
(3)氢元素的三种核素
H
3．核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
考法1 原子的组成
【典例1】(2019 上海卷)元素219158Og中文名为(奥气)，是一种人工合成的稀有气体元素，下列正确的是 ( )
A．核外电子数是 118 B．中子数是 295 C．质量数是 117 D．第六周期 0 族元素
解析：根据原子的表示方法，左下角数字表示质子数 118，对于中性原子，核外电子数等于质子数等于 118，故选 A。
答案：A
考法2 同位素
【典例2】(2020·新课标Ⅰ卷)1934年约里奥–居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核)轰击金属原子，得到核素，开创了人造放射性核素的先河：+→+。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
A．的相对原子质量为26 B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的 D．Y仅有一种含氧酸
解析：原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此W+4=30+1，则W=27，X与Y原子之间质子数相差2，因X元素为金属元素，Y的质子数比X大，则Y与X位于同一周期，且Y位于X右侧，且元素X、Y的最外层电子数之和为8，设X最外层电子数为a，则Y的最外层电子为a+2，解得a=3，因此X为Al，Y为P。A项，的质量数为27，则该原子相对原子质量为27，故A错误；B项，Al元素均可形成AlCl3，P元素均可形成PCl3，故B正确；C项，Al原子与P原子位于同一周期，且Al原子序数大于P原子序数，故原子半径Al>P，故C错误；D项，P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故D错误；故选B。
答案：B
考法3 核外电子排布规律应用
【典例3】核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中不正确的是( )
A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)
B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径
C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用
D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)
解析：若a＝2，则X为N，若a＝3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。
答案：D
考法4 核外电子排布规律应用
【典例4】元素X的原子，其M层与K层电子数相同；元素Y的原子，其L层上有5个电子。X和Y所形成的稳定化合物的摩尔质量为( )
A．148 g·mol－1 B．100 g·mol－1 C．90 g·mol－1 D．38 g·mol－1
解析：K层是最里层，有2个电子，M层与K层电子数相同，所以M层有2个电子，所以K、L、M层电子数分别是2、8、2，所以X是Mg(镁)；Y的L层上有5个电子，说明没有全充满，所以K、L层电子数分别是2、5，所以Y是N(氮)，所以Mg和N化合成：Mg3N2，摩尔质量：(3×24＋2×14)g·mol－1＝100 g·mol－1。
答案：B
解题技巧
1．同位素概念的理解
(1)同种元素，可以有若干种不同的核素，即核素种类远大于元素种类。
(2)同位素的研究对象是核素，因此分子之间、离子之间不可能互称为同位素。
(3)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(4)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，不指具体原子。
(5)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如6C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。
(6)同位素原子之间化学性质几乎完全相同，物理性质不同。
(7)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
2．1~20号元素原子核外电子排布的特点与规律
(1)原子核中无中子的原子。
(2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na、K；
最外层有两个电子的原子：He、Be、Mg、Ca。
(3)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；
最外层电子数是次外层电子数2倍的原子：C；
最外层电子数是次外层电子数3倍的原子：O。
(4)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；
最外层电子数是电子层数2倍的原子：He、C、S；
最外层电子数是电子层数3倍的原子：O。
(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、Si。
(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子：Li、P。
(7)与He原子电子层结构相同的离子：H—、Li+、Be2+。
(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。
(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。
练习
1．(2020·三门县9月测试)从宏观方面看物质是由元素组成的，从微观方面看物质是由粒子构成的。下列有关说法不正确的是( )
A．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的
B．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数
C．只由一种分子构成的物质一定是纯净物
D．质子数等于电子数的微粒，可能是一种分子和一种离子
答案：D
解析：A项，原子包含不同元素的不同原子和同种元素的不同原子，原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的，正确；B项，发生化学变化时，一般是原子的最外层电子数发生变化，所以元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数，正确；C项，只由一种分子构成的物质即只含一种物质，一定是纯净物，正确；D项，分子或原子的质子数等于电子数，离子的质子数不等于电子数，不正确。
2．(2020·黑龙江省哈尔滨市第六中学校质检)下列有关元素及其化合物的判断正确的是( )
A．和等发生变化变成其他元素发生了化学变化
B．8个中子的碳原子的核素符号为
C．衰变放出两个质子后变成
D．是碘元素的一种放射性核素，加碘食盐中的“碘”不是碘
答案：D
解析：A项，和等发生变化变成其他元素，属核变，发生物理变化，故A错误；B项，8个中子的碳原子的质量数为14，核素符号为，故B错误；C项，衰变放出两个质子后质子数为24，为铬元素，中子数不变，则变成，故C错误；D项，是碘元素的一种放射性核素，影响人体健康，则加碘食盐中的“碘”不能是碘，故D正确；故选D。
3．(2020·武汉市钢城第四中学月考)天然铊有两种稳定同位素Tl和Tl。下列有关铊的同位素说法中，不正确的是( )
A．Tl和Tl质子数相同 B．Tl和Tl互为同素异形体
C．Tl和Tl中子数之差为2 D．Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43
答案：B
解析：A项，同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，两种核素均为铊元素的核素，质子数相同，均为81，故A正确；B项，同种元素构成的不同种单质互称为同素异形体，此为两种原子，不是单质，故B错误；C项，中子数=质量数-质子数，Tl的中子数为203-81=122，Tl的中子数为205-81=124，两者之差为2，故C正确；D项，原子的核外电子数=质子数，Tl的电子数为81，中子数为205-81=124，两者之差为124-81=43，故D正确。故选B。
考点二 元素周期表与元素周期律
1．元素周期表的结构
①“七横七周期，三短三长一不全；十八纵行十六族，七主七副一Ⅷ一0”。
②从左到右族的分布：
ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
Ⅷ族：包括8、9、10三个纵列。
③0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。
其原子序数为He 2，Ne 10，Ar 18，Kr 36，Xe 54，Rn 86。
④同周期第ⅡA和第ⅢA原子序数的差值可能为：1、11、25。
2．分区
①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
3．元素周期表中的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
②镧系：元素周期表第6周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
③锕系：元素周期表第7周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素：在锕系元素中92号元素轴(U)以后的各种元素。
4．主族元素的周期性变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
离子半径 阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大
性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)(H为－1价) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱 金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱酸性逐渐增强 碱性逐渐增强酸性逐渐减弱
5．元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法 ①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
6．元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如：金属性Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。
②推测未知元素的某些性质
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
考法1 元素周期表的结构
【典例1】(2019·浙江4月选考)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是
A．第35号元素的单质在常温常压下是液体
B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C．第84号元素的最高化合价是＋7
D．第七周期0族元素的原子序数为118
解析：A项，5号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；B项，位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As)，为非金属元素，B项合理；C项，第84号元素位于第六周期ⅥA族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是+6，C项不合理；D项，第七周期0族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。故选C。
答案：C
考法2 元素周期律
【典例2】(2020年1月浙江省选考)下列说法正确的是( )
A．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高
B．原子核外电子排布，先排满K层再排L层，先排满M层再排N层
C．同一周期中，随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐增大
D．同一周期中，Ⅱ A与Ⅲ A族元素原子的核电荷数都相差1
解析：A项，电子能量越低，挣脱原子核束缚的能力弱，在距离原子核近的区域运动；电子能量高，挣脱原子核束缚的能力强，在距离原子核远的区域运动，故A正确；B项，M能层中d能级的能量高于N能层中s能级能量，填充完4s能级后才能填充3d能级，故B错误；C项，同一周期中，主族元素随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐减小，故C错误；D项，第四周期中，Ⅱ A与Ⅲ A族元素原子的核电荷数相差11，故D错误；故选A。
答案：A
考法3 元素性质的递变规律
【典例3】 (2020 江苏卷)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r： r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)
D．原子的最外层电子数n： n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br)
解析：A项，同周期自左至右金属性减弱，所以金属性Na＞Mg，则碱性NaOH＞Mg(OH)2，故A正确；B项，同主族元素自上而下非金属性减弱，所以非金属性Cl＞Br，所以Cl2得电子的能力比Br2强，故B错误；C项，电子层数越多原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径：r(Br)＞r(Na)＞r(Mg)＞r(Cl)，故C错误；D项，Cl和Br为同主族元素，最外层电子数相等，故D错误。故选A。
答案：A
考法4 微粒半径的大小比较
【典例4】下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息，判断以下说法正确的是( )
元素符号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.074
主要化合价 +2 +3 +2 +6、－2 －2
A．L2+与R2－的核外电子数相等
B．M与L形成的最高价氧化物对应水化物的碱性：L>M
C．氢化物的稳定性为H2TD．单质与等浓度的稀盐酸反应的速率为Q>L
解析：L、Q化合价为＋2价，属于IIA族，同主族从上到下半径增大，即L为Mg，Q为Be，R和T位于VIA族，T为O，R为S，，M显＋3价，则M为Al，A项，Mg2＋的结构示意图：，S2－的结构示意图：，核外电子数不相等，故错误；B项，同周期从左向右金属性减弱，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此Mg>Al，故正确；C项，同主族从上到下，非金属性越弱，其氢化物稳定性越弱，即H2SBe，故错误。
答案：B
考法5 元素推断
【典例5】 (2021年1月浙江选考)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：
元素 相关信息
X 最外层电子数是核外电子总数的一半
Y 最高化合价和最低化合价之和为零
Z 单质为淡黃色固体，常存在于火山喷口附近
Q 同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是( )
A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应
B．Y与Q元素组成的YQ4分子，空间构型为正四面体
C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D．第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
答案：B
解析：X原子的最外层电子数是核外电子总数的一半，由于最外层电子数不超过8个，因此X只能是第二周期的Be；Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零，位于第ⅣA族，Y是C或Si；Z单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近，因此Z是S；Q是同周期元素中原子半径最小，且Z和Q位于同一周期，因此Q是Cl。根据以上分析可知X是Be，Y是C或Si，Z是S，Q是Cl。则：A项，Be的金属性弱于Mg，常温时镁和冷水不反应，因此Be单质不能与水发生剧烈反应，A错误；B项，Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子，空间构型均为正四面体，B正确；C项，Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C错误；D项，第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘，在常温常压下呈固态，D错误；故选B。
考法6 根据陌生结构进行元素推断
【典例6】(2020 新课标Ⅱ卷)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是( )
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
解析：一种由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且总和为24，根据图示，W为1价形成共价键，W为氢，Z为+1价阳离子，Z为Na，Y为3价，Y为N，24-1-11-7=5，X为B元素。A项，该化合物中，H、B、N之间均以共用电子对形成共价键，故A正确；B项，Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气，也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气，故B正确；C项，N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸，故C正确；D项，B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子，达不到8电子稳定结构，故D错误；故选D。
答案：D
解题技巧
(1)对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但是氧无最高正价，氟无正价，一般为零价或负价。
(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子数目的多少。
(3)根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。
(4)不能根据热稳定性HF>HCl>HBr>HI，来判断酸性：HF>HCl>HBr>HI，实际是酸性HF(5)元素的非金属性越强，其单质的活泼性不一定越强，，如N非金属性较强，但N2性质稳定。
练习
1．(2020届浙江省衢州、湖州、丽水三地市高三教学质量检测)下列说法正确的是( )
A．ⅠA族元素全部属于金属元素，ⅦA族元素全部属于非金属元素
B．人们可以借助元素周期表，在金属与非金属的分界线附近寻找耐高温材料
C．1869年门捷列夫发现元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化的规律
D．2015年中、德、加科学家成功制备出了含+9价铱元素的离子(IrOn+)，其中n=4
答案：D
解析：A项，第IA族元素氢是非金属元素，不全是金属，ⅦA族元素全部属于非金属元素，故A错误；B项，元素周期表的金属与非金属的分界线处的元素具有金属和非金属的性质，具有半导体性质，可寻找半导体材料，不能用于寻找耐高温材料，故B错误；C项，1869年门捷列夫发现了元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的规律，后人逐渐修正成元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性变化的规律，故C错误；D项，若n=4，则 lrO4+中氧元素显 2价，设铱元素的化合价是z，由原子团中元素的化合价代数和等于原子团的化合价，可得：z+( 2)×4=+1，则z=+9价，故D正确。
2．(2020 天津卷)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素 X Y Z W
最高价氧化物的水化物 H3ZO4
溶液对应的pH(25℃) 1．00 13．00 1．57 0.70
A．元素电负性：ZC．元素第一电离能：Z答案：A
解析：四种短周期元素，均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知，该酸为弱酸，则Z为P元素；0.1 mol L 1 W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70，说明该物质为多元强酸，为硫酸，则W为S元素；0.1 mol L 1 Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13．00，说明该物质为一元强碱，为氢氧化钠，则Y为Na元素；0.1 mol L 1 X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1．00，说明该物质为一元强酸，为硝酸，则Y为N元素。A项，同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大，因S的原子序数大于P，则S的电负性大于P，故A正确；B项，电子层数越多离子半径越大，Na+有两个电子层而S2 有三个电子层，因此S2 的离子半径较大，故B错误；C项，同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大，但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态，原子结构较为稳定，故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大，故P的第一电离能大于S，故C错误；D项，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键，因此NH3的沸点高于PH3的沸点，故D错误；故选A。
3．(2020 新课标Ⅲ卷】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是( )
A．非金属性：W> X>Y> Z B．原子半径：Z>Y>X>W
C．元素X的含氧酸均为强酸 D．Y的氧化物水化物为强碱
答案：D
解析：根据题干信息可知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，则WX3为NH3，WZ为HCl，所以W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，又四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z，则Y的核外电子总数为11，Y为Na元素。根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Na元素，Z为Cl元素，则：A项，Na为金属元素，非金属性最弱，非金属性Y＜Z，A错误；B项，同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素至上而下原子半径依次增大，则原子半径：Na＞Cl＞N＞H，B错误；C项，N元素的含氧酸不一定全是强酸，如HNO2为弱酸，C错误；D项，Y的氧化物水化物为NaOH，属于强碱，D正确；故选D。
考点三 微粒间的相互作用力
1．共价键与离子键的比较
离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对而形成的化学键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成条件 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
形成的物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物
2．几种典型物质的电子式、结构式和模型：
物质 HCl Cl2 H2O NH3 CH4
电子式
结构式 H—Cl Cl—Cl H—O—H
球棍模型
比例模型
3．分子间作用力
(1)定义：将分子聚集在一起的作用力。范德华力与氢键是两种最常见的分子间作用力。
(2)特点：分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质。
4．范德华力
(1)存在
存在于由共价键形成的多数共价化合物和非金属单质分子之间。
(2)变化规律
一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点也越高，如熔沸点：I2>Br2>Cl2>F2。
5．氢键
(1)定义：既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力，比范德华力稍强。
(2)形成条件：非金属性强、原子半径小的O、F、N原子与H原子之间。
(3)存在：氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间，有的物质分子内也存在氢键。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。
常用物质结构的化学用语
(1)四种符号
①元素符号：Al、S
②离子符号：Al3＋、S2－、SO
③同位素符号：6C、6C
④化合价符号：2O3、H2
(2)七种图式
①化学式：Na2O2、NH4Cl、SiO2
②分子式：C2H4、NH3
③最简式(实验式)：CH2、CH2O
⑦原子结构示意图：
(3)两种模型
①比例模型，如甲烷的比例模型：
②球棍模型，如甲烷的球棍模型：
考法1 化学键类型
【典例1】(2021年1月浙江选考)下列含有共价键的盐是( )
A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba(OH)2 D．Na2CO3
解析：A项，CaCl2由Ca2+和Cl-构成，只含有离子键不含有共价键，A不符合题意；
B项，H2SO4由分子构成，只含有共价键不含有离子键，B不符合题意；C项，Ba(OH)2由Ba2+和OH-构成，属于碱，不属于盐，C不符合题意；D项，Na2CO3有Na+和CO32-构成，含有离子键，CO32-内部C与O原子之间还含有共价键，D符合题意；故选D。
答案：D
考法2 化学物的组成
【典例1】(2019 上海卷)关于离子化合物 NH5，下列说法正确的是( )
A．N为-5 价 B．阴阳离子个数比是1:1
C．阴离子为8电子稳定结构 D．阳离子的电子数为11
解析：A项，离子化合物由 NH4+和 H-构成，N的化合价为-3，A错误；B项，阴阳离子个数比为 1：1，B正确；C项，阴离子为 H-，最外层 2个电子，不满足 8电子稳定结构，C错误；D项，阳离子为 NH4+，电子数为 10，D错误。故故选 B
答案：B
考法3 物质微粒间作用力分析比较
【典例3】 (2019·浙江4月选考)下列说法不正确的是
A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏
解析：A项，烧碱和纯碱均属于离子化合物，熔化时须克服离子键，A项正确；B项，加热蒸发氯化钾水溶液，液态水变为气态水，水分子之间的分子间作用力被破坏，B项正确；C项，CO2溶于水发生反应：CO2+H2O H2CO3，这里有化学键的断裂和生成，C项错误；D项，石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D项正确。故选C。
答案：C
考法4 有关物质结构的化学用语表示方法
【典例3】(2021年1月浙江选考)下列表示正确的是( )
A．甲醛的电子式 B．乙烯的球棍模型
C．2-甲基戊烷的键线式 D．甲酸乙酯的结构简式CH3COOCH3
解析：A项，O原子最外层有6个电子，故甲醛的电子式为，A错误；B项，乙烯中碳原子之间以双键形式存在，乙烯的球棍模型为，B正确；C项，2-甲基戊烷的键线式为，C错误；D．甲酸乙酯甲酸和乙醇酯化得到，故甲酸乙酯的结构简式为HCOOCH3，D错误；故选B。
答案：B
考法5 “四同”概念的分析比较
【典例5】(2020年1月浙江省选考)下列说法不正确的是
A．168O和188O互为同位素
B．金刚石和石墨互为同素异形体
C．和互为同系物
D．CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH互为同分异构体
解析：A项，168O和188O的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；B项，金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B正确；C项，同系物必须是结构相似，相差一个或若干个CH2原子团的同类物质，属于酚类，属于芳香醇，不是同类物质，不互为同系物，故C错误；D项，CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH的分子式都为C4H8O2，结构不同，互为同分异构体，故D正确；故选C。
答案：C
解题技巧
(1)并不是所有物质中都存在化学键，如稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。
(2)金属元素与非金属元素间形成的化学键不一定是离子键，如氯化铝中是共价键。
(3)由阳离子和阴离子结合生成的化合物不一定是离子化合物，如H＋＋OH－===H2O。
(4)化学变化中一定有化学键的断裂和形成。
(5)有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如NaCl熔化、HCl溶于水等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成；从溶液中析出晶体时，无化学键的断裂但有化学键的形成，均未发生化学变化。
(6)非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
(7)离子键存在于强碱、绝大多数盐(包括铵盐)、活泼金属氧化物、过氧化物等离子化合物中。
(8)分子之间一定存在分子间作用力，分子间作用力只存在于分子之间。
(9)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。
(10)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。
练习
1．(2020年1月浙江省选考)下列表示不正确的是
A．羟基的电子式： B．乙烯的结构简式：CH2CH2
C．氯原子的结构示意图： D．NH3分子的球棍模型：
答案：B
解析：A项，羟基中氧原子还有一个未成对的单电子，电子式为，故A正确；B项，乙烯的官能团为碳碳双键，结构简式为CH2=CH2，故B错误；C项，氯原子的核外有3个电子层，最外层有7个电子，原子的结构示意图为，故C正确；D项，氨气为三角锥形的极性分子，球棍模型为，故D正确；故选B。
2．(2020·浙江省7月选考)下列说法正确的是( )
A．35Cl和37Cl是两种不同的元素 B．单晶硅和石英互为同素异形体
C．HCOOH和HOCH2CHO互为同系物 D．H与在元素周期表中处于同一主族
答案：D
解析：A项，35Cl和37Cl是Cl元素的两种不同核素，属于同种元素，A错误；B项，同素异形体是指同种元素组成的不同种单质，而单晶硅为硅单质，而石英是SiO2，两者不属于同素异形体，B错误；C项，同系物是指结构相似，分子组成上相差若干个CH2的有机化合物，HCOOH和HOCH2CHO结构不相似，不属于同系物，C错误；D项，H和Na在元素周期表种均处于第IA族，D正确；故选D。
3．(2020届浙江省十校联盟高三联考)下列说法正确的是( )
A．水的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键
B．离子晶体中可能存在共价键， 而分子晶体中一定存在共价键
C．CO2与 SiO2 均为共价化合物，其固体熔化时，均破坏了分子间作用力
D．某物质熔点 1067°C， 易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体
答案：D
解析：A项，水的沸点较高是因为水分子间存在较强的氢键，故A错误；B项，离子晶体中可能存在共价键如氢氧化钠，而分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体，是单原子分子，没有化学键，故B错误；C项，CO2与 SiO2 均为共价化合物，但CO2是分子晶体，其固体熔化时，破坏了分子间作用力，SiO2是原子晶体，其固体熔化时，破坏共价键，故C错误；D项，离子晶体的熔沸点较高，一般在几百至1000℃左右，某物质熔点 1067℃，易溶于水，其水溶液和熔融态能导电的是离子化合物，其晶体一定为离子晶体，故D正确；故选D。
4．(2020届浙江省嘉兴市高三5月教学质量评估)下列说法不正确的是( )
A．HF 比 HCl 稳定性更强，原因是 HF 分子间存在氢键
B．Na 投入到水中，有共价键的断裂与形成
C．CCl4、N2 和 SiO2 晶体中，各原子最外层都达到 8 电子稳定结构
D．NaHSO4 晶体熔融时，离子键被破坏，共价键不受影响
答案：A
解析：A项，非金属性：F大于Cl，HF的键能较大，所以HF 比 HCl 稳定性更强， 故A错误；B项，Na 投入到水中，反应生成氢氧化钠和氢气，反应过程中有共价键H-O键的断裂与H-H的形成，故B正确；C项，CCl4、N2 和 SiO2 晶体中，各原子通过形成共用电子对，最外层都达到 8 电子稳定结构，故C正确；D项，NaHSO4 晶体熔融时，NaHSO4=Na＋+HSO4－，Na＋与HSO4－间离子键被破坏，HSO4－中共价键不受影响，故D正确；故选A。
考点三 晶体的性质判断
1．晶体与非晶体
(1)晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性在空间排列形成在结晶过程中形成具有一定规则的几何外形的固体。晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。晶体特征：①晶体有一定的几何外形；②晶体有固定的熔点；③晶体有各向异性的特点。
(2)非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。
2．晶体类型及性质的比较
晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
构成晶体的粒子 阳离子、阴离子 分子 原子 金属离子、自由电子
组成晶体粒子间相互作用 离子键 范德华力(有的存在氢键) 共价键 金属键
典型实例 NaCl 冰(H2O)、干冰(CO2) 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC及Si3N4等大多数新型高温结构陶瓷 除汞外的金属及合金
晶体的物理性质 熔、沸点 熔点较高，沸点高 熔、沸点低 熔、沸点高 易导电、易导热，大多数具有较好的延展性，密度、硬度、熔、沸点等差别较大
导热性 不良 不良 不良
导电性 固态不导电，熔化或溶于水能导电 固体、熔融不导电，部分化合物溶于水能导电 不导电
机械加工性能 不良 不良 不良
硬度 略硬而脆 硬度低 高硬度
3．常见晶体
NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互作用力
考法1 晶体的所属类型
【典例1】下列晶体分类中正确的一组是( )
选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体
A NaOH Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C CH3COONa 水晶
D Ba(OH)2 金刚石 玻璃
解析：A项，固态Ar为分子晶体；B项，H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项，玻璃是非晶体。
答案：C
考法2 晶体的熔沸点比较
【典例2】下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4 B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．Rb>K>Na>Li D．金刚石>Si>钠
解析：晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依Li～Cs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，后者则与键长成反比，金刚石C—C键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。
答案：D
考法3 晶体的性质比较
【典例3】(2021年1月浙江选考)(1)用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰，原因是______。
(2)金属镓(Ga)位于元素周期表中第4周期IIIA族，其卤化物的熔点如下表：
GaF3 GaCl3 GaBr3
熔点/℃ > 1000 77． 75 122． 3
GaF3熔点比GaCl3熔点高很多的原因是______。
解析：(1)质谱检测乙酸时，出现质荷比为120的峰，说明可能为两分子的乙酸结合在一起，由于乙酸分子中存在可以形成氢键的O原子，故这种结合为以氢键形式结合的二聚体()，故答案为：两个乙酸分子通过氢键形成二聚体()；(2)F的非金属性比Cl强，比较GaF3和GaCl3的熔点可知，GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体中主要的作用为离子键，分子晶体中主要的作用为分子间作用力，离子键强于分子间作用力，故GaF3的熔点高于GaCl3，故答案为：GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体；离子键强于分子间作用力。
答案：(1)两个乙酸分子通过氢键形成二聚体()
(2)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体；离子键强于分子间作用力
解题技巧
判断晶体类型的方法
(1)依据晶体的熔、沸点判断
原子晶体的熔、沸点很高，常在一千度至几千度；离子晶体的熔、沸点较高，常在几百度至一千多度；分子晶体的熔、沸点较低。
(2)依据硬度和机械性能判断
原子晶体硬度大；离子晶体硬度较大或略硬而脆；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体具有延展性。
(3)依据导电性判断
原子晶体一般为非导体；离子晶体熔融及在水溶液中均能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质熔化时不导电，但水溶液能导电；金属晶体是电的良导体。
(4)依据物质的分类判断
活泼金属的氧化物(如Na2O、Al2O3等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的原子晶体有金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅、碳化硅、SiO2等。金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。
练习
1．NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F，该化学方程式中的5种物质不所含的晶体类型有( )
A．离子晶体 B．分子晶体 C．原子晶体 D．金属晶体
答案：C
解析：在反应4NH3＋3F2NF3＋3NH4F中，NH3、F2、NF3的晶体类型为分子晶体；Cu为金属晶体；NH4F为离子晶体，故选C。
2．下列关于晶体的说法正确的是( )
A．分子晶体中都存在共价键
B．金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
C．离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
D．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
答案：B
解析：单原子分子中不存在共价键，只存在分子间作用力，A错误。晶体中熔点高低一般顺序为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；在原子晶体中，原子半径越大熔点越低；在离子晶体中，离子半径越大，熔点越低，电荷越多，熔点越高；在分子晶体中，物质的熔点与相对分子质量成正比(含有分子间氢键的物质除外)，所以这几种物质的熔点由高到低的顺序为金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S，B正确。离子晶体中一定存在离子键，可能有共价键，如NaOH中既有离子键又有共价键，分子晶体中肯定没有离子键，C错误。SiO2晶体中每个Si与4个氧原子以共价键相结合，D错误。
3．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图：
下列有关冰晶胞说法正确的是( )
A． 冰晶胞内水分子间以共价键结合
B． 每个冰晶胞平均含有4个水分子
C． 水分子间的氢键具有方向性和饱和性
D． 实验测得冰中氢键的作用力为18．5kJ/mol，而冰的熔化热为5．0kJ/mol，这说明冰熔化成水，氢键部分被破坏。
答案：D
解析：A项，冰晶胞内水分子间以氢键结合，A错误；B项，每个冰晶胞平均占有分子个数=4+×8+×6=8，B错误；C项，氢键有饱和性和方向性，每个H原子只能形成一个氢键，但不属于化学键，故C错误；D项，冰中氢键的作用能为18．5kJ mol-1，而冰熔化热为5．0kJ mol-1，说明冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍在氢键，D正确。
一、选择题
1．(2021·湖南株洲市高三一模)2020 年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带“月球土特产”在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。经探测，月壤中含有大量3He ，这是一种未来可能进行热核聚变发电的清洁能源，而地球上主要是 4He。下列有关说法中正确的是( )
A．1 个 3 He 原子中有 3 个中子 B．3 He 与 4 He 互为同位素
C．3 He 与 4 He 互为同素异形体 D．3 He 与 4 He 的性质完全相同
答案：B
解析：A项，1个3He 原子中质量数为3，含有1个中子，A说法错误；B项，3He与4He含有的质子数相同，而中子数不同，互为同位素，B说法正确；C项，同素异形体为同种元素形成的不同单质，3He与4He互为同位素，C说法错误；D项，3He与4He的化学性质相同，物理性质不同，D说法错误；故选B。
2．(2021·吉林长春市东北师大附中月考)下列说法错误的是( )
A．X和Y两种元素为同一周期第IIA族和第IIIA族元素，若X的原子序数为x，则Y的原子序数可能为x+1，x+11， x+25
B．短周期元素Z和W组成化合物ZW3，若W的原子序数为x，Z的原子序数不可能是x+14
C．短周期元素Q和M组成化合物Q2M，Q和M所在的族序数可能为VA和第VIA
D．利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药
答案：B
解析：A项，X和Y两种元素为同一周期第IIA族和第IIIA族元素，X的原子序数为x，则Y位于三、四、五周期的原子序数分别为x+1，x+11， x+25，A正确；B项，短周期元素Z和W组成化合物ZW3，如PH3，W的原子序数为1，Z的原子序数为15，B错误；C项，短周期元素Q和M组成化合物Q2M，如N2O，Q和M所在的族序数可能为VA和第VIA，C正确；D项，氟、氯、硫、磷附近的元素均是非金属元素，可用于研制新型农药，D正确；故选B。
3．(2021·山东济宁市·高一期末)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是( )
A． Cl和Cl的得电子能力相同
B．Cl- 的离子结构示意图：
C．Cl、S、O元素的非金属性逐渐增强
D．同周期元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而增强
答案：A
解析：A项， Cl和Cl均为氯元素的不同核素，互为同位素，化学性质几乎完全相同，则得电子能力相同，故A正确；B项，Cl- 的离子结构示意图为，故B错误；C项，S、Cl同周期主族元素，核电荷数越大，非金属性越强，而O、S同主族，核电荷数越小，非金属性越强，则S、Cl、O元素的非金属性逐渐增强，故C错误；D项，同周期主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而增强，如HClO4的酸性大于H2SO4，故D错误；故选A。
4．(2021·浙江宁波市期末)下列说法正确的是( )
A．短周期共有18种核素
B．可以在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料
C．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
D．和分子中每个原子的最外电子层都形成了具有8个电子的稳定结构
答案：B
解析：A项，短周期共有18种元素，有的元素有多种同位素，核素多于18种，故A错误；B项，可以在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，如硅，故B正确；
C项，原子核外电子排布，有时存在能量交错现象，故C错误；D项， H原子的最外电子层都形成了具有2个电子的稳定结构，故D错误；故选B。
5．(2020·江西宜春市高安中学月考)两种短周期元素X和Y形成的单质分别能和氢气反应放出能量Q1和Q2。已知Q2>Q1，下列判断一定正确的是( )
A．沸点：HX>HY B．还原性：HY>HX
C．酸性：HXO4>HYO4 D．稳定性HY>HX
答案：D
解析：两种短周期元素X和Y形成的单质能与氢气反应生成HX和HY，反应热分别为Q1和Q2，放出的能量越多，则非金属单质能量越高，越活泼，对应元素的非金属性越强，已知Q2>Q1，可知X放出的热量较少，非金属性XHX，故D正确。故选D。
6．(2021·北京朝阳区高三期末)由下列实验及相应事实推理所得的结论，不能用元素周期律解释的是( )
实验 事实 结论
A 将体积相同的Na和K分别投入冷水中 K与H2O反应更剧烈 金属性：K>Na
B 将足量硫酸与Na3PO4溶液混合 生成H3PO4 非金属性：S>P
C 分别加热HCl气体和HI气体 HI气体更易分解 稳定性：HCl>HI
D 分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体 NaHCO3固体更易分解 热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
答案：D
解析：A项，将体积相同的Na和K分别投入冷水中，K与H2O反应更剧烈，因同主族元素从上到到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则金属性：K>Na；故A不符合题意；B项，将足量硫酸与Na3PO4溶液混合，生成H3PO4，说明硫酸可以制取H3PO4，则硫酸的酸性比磷酸的酸性强，根据最高价含氧酸的酸性强弱可以比较非金属性的强弱，则非金属性：S>P，故B不符合题意；C项，分别加热HCl气体和HI气体，HI气体更易分解，根据同主族非金属元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属氢化物的稳定性逐渐减弱，则稳定性：HCl>HI，故C不符合题意；D项，分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体，NaHCO3固体更易分解，因为Na2CO3属于正盐，而NaHCO3属于酸式盐，二者不属于同一类别，没有可比性，所以不能用元素周期律来解释，故D符合题意；故选D。
7．(2021·四川省广汉中学高三月考)U、V、W、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素，质子数之和39，V、W同周期，U、X同主族，U、W能形成两种液态化合物U2W和U2W2。Y元素的周期序数与主族序数相等。下列说法中正确的是( )
A．简单离子半径：X>Y>W
B．XYU4中有离子键，其YU4原子团的空间构型是正四面体，在潮湿的空气中会变质而产生H2
C．U、V、W、X形成的一种离子化合物，与W、X、Y组成的盐溶液相遇时，会产生大量的气泡
D．1 mol X的淡黄色化合物，投入到1 L 2mol / L的氯化亚铁溶液中，产生的气体在标准状况下的体积为5.6 L
答案：B
解析：U、V、W、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素，由U、W能形成两种液态化合物U2W和U2W2可知，U2W和U2W2分别为H2O和H2O2，则U为H元素、W为O元素；由U、X同主族可知，X为Na元素；Y元素的周期序数与主族序数相等可知，Y为Al元素；由质子数之和39可知，V的原子序数为39—1—8—11—13=6，则V为C元素。A项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，氧离子、钠离子和铝离子的电子层结构相同，则离子半径：W>X>Y，故A错误；B项，NaAlH4为离子化合物，化合物中存在离子键和共价键，AlH4—离子的空间构型是正四面体，在潮湿的空气中NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠和氢气，故B正确；C项，碳酸氢钠是离子化合物，碳酸氢钠溶液与偏铝酸钠溶液反应生成碳酸钠和氢氧化铝沉淀，没有气体生成，故C错误；D项，1mol过氧化钠与水反应生成0.5mol氧气，由得失电子数目守恒可知，0.5mol氧气能氧化2mol亚铁离子，则1 mol 过氧化钠投入到1 L 2mol / L的氯化亚铁溶液中，不可能有气体生成，故D错误；故选B。
8．(2021·山东聊城市高三月考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，R元素最高正价和最低负价的代数和为2，在短周期主族元素中X原子半径最大，Y的单质可与某些金属氧化物反应用于焊接钢轨，Z元素形成的单质可使湿润的有色布条褪色。下列说法错误的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Y
B．R元素的氢化物可用作制冷剂
C．Z元素分别与X、Y元素形成的化合物一定是离子化合物
D．工业上常用电解法冶炼X和Y的单质
答案：C
解析：R元素最高正价和最低负价的代数和为2，R元素为N，在短周期主族元素中X原子半径最大，则X元素为Na， Y的单质可与某些金属氧化物反应用于焊接钢轨，则Y元素为Al，Z元素形成的单质可使湿润的有色布条褪色，则Z元素为Cl。A项，X元素为Na，Y元素为Al，最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Y，故A正确；B项，氨气易液化，液氨转化为气体时会吸收大量热，使周围温度降低，可以作制冷剂，故B正确；C项，Z元素分别与X、Y元素形成的化合物为NaCl、AlCl3，AlCl3为共价化合物，故C错误；D项，电解法适用于金属活动性比较强的金属，如K、Ca、Na、Mg、Al，故D正确；故选C。
9．(2021·辽宁大连市大连二十四中高三月考)短周期主族元素M、X、Y、Z原子序数依次增大，元素M的氢化物和其最高价氧化物对应水化物反应可生成盐。含X、Y和Z三种元素的常见化合物R有如图转化关系，下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：M＞X＞Y＞Z
B．简单气态氢化物的热稳定性：M＞X
C．R与不同浓度的盐酸反应产物可能不同
D．加热单质甲与品红溶液反应所得的“无色溶液”，可变成红色溶液
答案：C
解析：“元素M的氢化物和其最高价氧化物对应水化物反应可生成盐”知M为N元素，框图中的突破口为电解反应，符合要求的反应为电解饱和食盐水，丙和乙分别是NaCl和H2O，产物为NaOH、Cl2、H2，强碱戊是NaOH，又单质甲能使品红褪色，所以甲是Cl2，则丁是H2，所以物质R与浓盐酸反应生成NaCl、H2O、Cl2，根据氧化还原的规律和R的元素组成知R为NaClO，所以X为O元素，Y为Na元素，Z为Cl元素。A项，离子核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：Cl﹣>N3﹣>O2﹣>Na+，A项错误；B项，M为N元素、X为O元素，非金属性越强，对应的氢化物越稳定，非金属性N＜O，故氢化物稳定性：M＜X，B项错误；C项，R为NaClO，NaClO与稀盐酸反应生成NaCl和HClO，与浓盐酸反应生成NaCl、氯气和水，反应产物可能不同，C项正确；D项，氯气与水反应生成次氯酸，可使品红褪色，该反应不具有可逆性，加热不能变成红色，D项错误；故选C。
10．(2021·江西新余市·新余四中高三月考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，四种元素可以组成一种分子簇，其分子结构如图所示(球大小表示原子半径的相对大小)，W、X位于不同周期，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z的族序数等于其周期数，下列说法中一定正确的是( )
A．X可以分别与W、Y可形成化合物W2X2、Y2X2
B．工业上获得Y、Z单质均可采用电解它们的熔融氯化物
C．简单离子半径： Z>Y>X>W
D．相同条件下，Y单质的沸点比Z单质的低
答案：D
解析：由 X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍可知，X为O元素，由图示可知，W、X、Y、Z的原子半径大小顺序为Y>Z>X>W，由Z的族序数等于其周期数可知，Z为Al元素，由W、X位于不同周期可知，W为H元素；由Y的原子序数比Z小、原子半径比Z大可知，Y与Z同周期，可能为Na元素或Mg元素。A项，氧元素与氢元素和钠元素可以形成化合物H2O2和Na2O2，与镁元素只能形成化合物MgO，故A错误；B项，氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电，不能用电解方法制备铝单质，故B错误；C项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，钠离子或镁离子、铝离子和氧离子的电子层结构相同，则氧离子的离子半径大于金属阳离子的离子半径，故C错误；D项，金属钠中钠离子的离子半径大于金属铝中铝离子的离子半径，钠原子的价电子数小于铝原子，则金属钠中的金属键小于金属铝，则钠单质的沸点比铝单质的低，故D正确；故选D。
二、非选择题
11．(2021·重庆市凤鸣山中学高二月考)现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：
元素编号 元素性质或原子结构
X 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z 第三周期元素的简单离子中半径最小
(1)元素X在元素周期表中的位置为____，X的一种同位元素可测定文物年代，这种同位素的符号是______(用元素符号表示)。
(2)元素Z的离子结构示意图为________，元素Y与氢元素形成离子YH的电子式为________。
(3)元素X 、Y 、Z的原子半径从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(4)元素X与元素Y相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)。下列表述中能证明这一事实的是________。
a．常温下X的单质和Y的单质状态不同
b．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的最高价氧化物对应水化物的酸性强
c．X与Y形成的化合物中X元素呈正价状态
(5)Y的最高价氧化物的水化物与气态氢化物合成的化合物含的化学键类型是_________。
(6) )写出Z元素最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式：____________。
答案：(1)第二周期第IVA族 C (2)
(3)Al＞C＞N (4)N bc (5)离子键和共价键
(6)Al(OH)3＋OH-= AlO2-＋2H2O
解析：
X元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X为C元素；Y元素的单质常温下为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性，则Y为N元素；Z是第三周期元素的简单离子中半径最小的，则Z为Al元素；根据分析，X、Y、Z依次为C、N、Al元素。(1)X为C元素，C在元素周期表中的位置为第二周期第IVA族；C的同位素中用于测定文物年代的是；(2)Z为Al，其离子为Al3+，Al3+的结构示意图为；元素Y为N，的电子式为；(3)根据同周期的主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则C、N、Al的原子半径从大到小的顺序为：Al＞C＞N；(4)C、N的电子层数相同，C的核电荷数小于N的核电荷数，C原子半径大于N原子半径，则C、N中非金属性较强的是N；a项，X、Y单质的状态属于物理性质，不能用于判断元素非金属性的强弱，a不选；b项，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的最高价氧化物对应水化物的酸性强，能说明Y的非金属性强于X，b选；c项，X与Y形成的化合物中X元素呈正价状态，说明X元素的原子吸引共用电子对的能力弱于Y元素的原子，说明X的非金属性弱于Y，c选；故选bc。(5)Y为N，N的最高价氧化物的水化物为HNO3，N的气态氢化物为NH3，HNO3与NH3反应所得化合物为NH4NO3，NH4NO3中含有的化学键类型为离子键和共价键；(6)Z为Al，Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH-= AlO2-＋2H2O。
12．(2021·宁夏长庆高级中学高三月考)A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相对位置如图，A与氧元素能形成两种无色气体，C是地壳中含量最多的元素，D是地壳中含量最多的金属元素。
A
E
(1)C在元素周期表中的位置为______，其离子的结构示意图为______。
(2)AE2的电子式为______。
(3)元素B与氢元素能形成含有18个电子的分子，其中含有的化学键有______、______。
(4)A、B、C最简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是______(填分子式)。
(5)实验室制取F2气体的离子方程式为______________________。
(6)在微电子工业中，B的最简单气态氢化物的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______________________。
(7)DF3的水溶液可作净水剂，写出有关的离子方程式______________________。
答案：(1)第二周期第ⅥA族
(2) (3)极性键 非极性键 (4)H2O>NH3>CH4
(5)MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(6)2NH3·H2O＋3H2O2=N2↑＋8H2O
(7)Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
解析：A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A与氧元素能形成两种无色气体CO、CO2，则A为C元素；结合A、E在元素周期表中的相对位置可知E为S元素；C是地壳中含量最多的元素，C为O元素，则B为N元素，D是地壳中含量最多的金属元素，D为Al元素，F的原子序数最大，F只能为Cl。(1)C为O，在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族，O其离子的结构示意图为；(2) AE2的分子式为CS2，电子式与CO2类似，为；(3) B为N元素，与氢元素能形成含有18个电子的分子为N2H4，分子中含有极性键和非极性键；(4)由分析可知，A、B、C分别为C、N、O，同周期从左到右，最简单氢化物的稳定性逐渐增强，故H2O>NH3>CH4；(5)F为Cl元素，实验室制取Cl2气体的离子方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(6) NH3的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，反应生成氮气与水，化学方程式为：2NH3 H2O+3H2O2=N2↑+8H2O；(7)AlCl3作为净水剂是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有吸附作用，故离子方程式为：Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。
1．（2021·河北）用中子轰击X原子产生α粒子(即氮核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（ ）
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液 B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物 D．6Y和7Y互为同素异形体
答案：A
解析：根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素，据此分析解答。
A．为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹，以中和碱液，A正确；
B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；
C．X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；
D．和两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；故选A。
2．（2021·全国高考甲卷）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
答案：D
解析：W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减弱，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
3．（2021·全国高考乙卷）我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球士壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是（ ）
A．原子半径大小顺序为 B．化合物XW中的化学键为离子键
C．Y单质的导电性能弱于Z单质的 D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
答案：B
解析：由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， X、Y、Z为同周期相邻元素，可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素，又因X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，故W一定不是第ⅢA族元素，即W一定是第ⅥA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。
A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即，A错误；
B．化合物XW即MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；
C．Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的，C错误；
D．Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；故选B。
4．（2021·广东）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，的原子核只有1个质子；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期；元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是（ ）
A．是一种强酸 B．非金属性：
C．原子半径： D．中，的化合价为+2价
答案：C
解析：题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。
的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素的原子比原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。
据此分析解答。
A．氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；
B．同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；
C．同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误；
D．OF2中，F为-1价，则O的化合价为+2价，故D正确；答案选C。
5．（2021·湖南）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2：1的分子。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：
B．W与Y能形成含有非极性键的化合物
C．X和Y的最简单氢化物的沸点：
D．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
答案：B
解析：Z的最外层电子数为K层的一半，则Z的核外有3个电子层，最外层电子数为1，即为Na，W与X能形成原子个数比为2:1的18电子的分子，则形成的化合物为N2H4，所以W为H，X为N，Y的原子序数是W和X的原子序数之和，则Y为O。据此分析解答。
由分析可知，W为H，X为N，Y为O，Z为Na。
A．离子的电子层数相同时，原子序数越小，半径越大，即离子半径大小为：N3-＞O2-＞Na+，即简单离子半径为：X＞Y＞Z，故A错误；
B．W为H，Y为O，能形成H2O2，含有极性共价键和非极性共价键，故B正确；
C．X的最简单氢化物为氨气，Y的最简单氢化物为水，水的沸点高于氨气，即最简单氢化物的沸点为Y＞X，故C错误；
D．由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸，硝酸铵，氨水等，硝酸，硝酸铵显酸性，氨水显碱性，故由W、X、Y三种元素形成的化合物不一定都是酸性，故D错误；故选B。
考纲解读
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专题七 物质结构与元素周期律
【考纲导向】
1．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。
2．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。
3．以ⅠA族和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。
4．了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
5．了解元素周期表在科学研究、地质探矿等领域的广泛应用，从多角度、多层面了解元素及其化合物性质的分类与整合。
【命题分析】
从近几高考试题看，元素周期律与元素周期表是中学化学的重要理论基础，是无机化学的核心知识，在近几年高考中出现频率达100%。题型相对稳定，多为选择题。高考中该类型题主要是通过重大科技成果(化学科学的新发展、新发明等)尤其是放射性元素、放射性同位素、农业、医疗、考古等方面的应用为题材，来考查粒子的个微粒的相互关系；元素“位”“构”“性”三者关系的题型会继续以元素及其化合物知识为载体，用物质结构理论，解释现象、定性推断、归纳总结相结合。可集判断、实验、计算于一体,题型稳定。要想在高考中化学取得高分，就必须掌握元素同期表命题特点和解题方法。通过编排元素周期表考查的抽象思维能力和逻辑思维能力；通过对元素原子结构、位置间的关系的推导，培养学生的分析和推理能力。
考点一 原子结构与核外电子排布
1．原子结构
(1)原子的构成
X
(2)核素(原子)的表示及其数量关系
①表示：表示质子数为Z、质量数为A、中子数为A－Z的核素原子。
(3)阴、阳离子中的数量关系
①质量数＝质子数＋中子数。
②阴离子：：核外电子数＝Z＋n。
阳离子：：核外电子数＝Z－n。
(4)符号中各数字的含义
2．元素、核素、同位素
(1)“三素”关系
同位素的“六同三不同”
(2)几种重要的核素及其应用
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
(3)氢元素的三种核素
H
3．核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
考法1 原子的组成
【典例1】(2019 上海卷)元素219158Og中文名为(奥气)，是一种人工合成的稀有气体元素，下列正确的是 ( )
A．核外电子数是 118 B．中子数是 295 C．质量数是 117 D．第六周期 0 族元素
解析：根据原子的表示方法，左下角数字表示质子数 118，对于中性原子，核外电子数等于质子数等于 118，故选 A。
答案：A
考法2 同位素
【典例2】(2020·新课标Ⅰ卷)1934年约里奥–居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核)轰击金属原子，得到核素，开创了人造放射性核素的先河：+→+。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
A．的相对原子质量为26 B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的 D．Y仅有一种含氧酸
解析：原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此W+4=30+1，则W=27，X与Y原子之间质子数相差2，因X元素为金属元素，Y的质子数比X大，则Y与X位于同一周期，且Y位于X右侧，且元素X、Y的最外层电子数之和为8，设X最外层电子数为a，则Y的最外层电子为a+2，解得a=3，因此X为Al，Y为P。A项，的质量数为27，则该原子相对原子质量为27，故A错误；B项，Al元素均可形成AlCl3，P元素均可形成PCl3，故B正确；C项，Al原子与P原子位于同一周期，且Al原子序数大于P原子序数，故原子半径Al>P，故C错误；D项，P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故D错误；故选B。
答案：B
考法3 核外电子排布规律应用
【典例3】核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中不正确的是( )
A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)
B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径
C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用
D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)
解析：若a＝2，则X为N，若a＝3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。
答案：D
考法4 核外电子排布规律应用
【典例4】元素X的原子，其M层与K层电子数相同；元素Y的原子，其L层上有5个电子。X和Y所形成的稳定化合物的摩尔质量为( )
A．148 g·mol－1 B．100 g·mol－1 C．90 g·mol－1 D．38 g·mol－1
解析：K层是最里层，有2个电子，M层与K层电子数相同，所以M层有2个电子，所以K、L、M层电子数分别是2、8、2，所以X是Mg(镁)；Y的L层上有5个电子，说明没有全充满，所以K、L层电子数分别是2、5，所以Y是N(氮)，所以Mg和N化合成：Mg3N2，摩尔质量：(3×24＋2×14)g·mol－1＝100 g·mol－1。
答案：B
解题技巧
1．同位素概念的理解
(1)同种元素，可以有若干种不同的核素，即核素种类远大于元素种类。
(2)同位素的研究对象是核素，因此分子之间、离子之间不可能互称为同位素。
(3)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(4)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，不指具体原子。
(5)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如6C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。
(6)同位素原子之间化学性质几乎完全相同，物理性质不同。
(7)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
2．1~20号元素原子核外电子排布的特点与规律
(1)原子核中无中子的原子。
(2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na、K；
最外层有两个电子的原子：He、Be、Mg、Ca。
(3)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；
最外层电子数是次外层电子数2倍的原子：C；
最外层电子数是次外层电子数3倍的原子：O。
(4)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；
最外层电子数是电子层数2倍的原子：He、C、S；
最外层电子数是电子层数3倍的原子：O。
(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、Si。
(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子：Li、P。
(7)与He原子电子层结构相同的离子：H—、Li+、Be2+。
(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。
(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。
练习
1．(2020·三门县9月测试)从宏观方面看物质是由元素组成的，从微观方面看物质是由粒子构成的。下列有关说法不正确的是( )
A．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的
B．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数
C．只由一种分子构成的物质一定是纯净物
D．质子数等于电子数的微粒，可能是一种分子和一种离子
答案：D
解析：A项，原子包含不同元素的不同原子和同种元素的不同原子，原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的，正确；B项，发生化学变化时，一般是原子的最外层电子数发生变化，所以元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数，正确；C项，只由一种分子构成的物质即只含一种物质，一定是纯净物，正确；D项，分子或原子的质子数等于电子数，离子的质子数不等于电子数，不正确。
2．(2020·黑龙江省哈尔滨市第六中学校质检)下列有关元素及其化合物的判断正确的是( )
A．和等发生变化变成其他元素发生了化学变化
B．8个中子的碳原子的核素符号为
C．衰变放出两个质子后变成
D．是碘元素的一种放射性核素，加碘食盐中的“碘”不是碘
答案：D
解析：A项，和等发生变化变成其他元素，属核变，发生物理变化，故A错误；B项，8个中子的碳原子的质量数为14，核素符号为，故B错误；C项，衰变放出两个质子后质子数为24，为铬元素，中子数不变，则变成，故C错误；D项，是碘元素的一种放射性核素，影响人体健康，则加碘食盐中的“碘”不能是碘，故D正确；故选D。
3．(2020·武汉市钢城第四中学月考)天然铊有两种稳定同位素Tl和Tl。下列有关铊的同位素说法中，不正确的是( )
A．Tl和Tl质子数相同 B．Tl和Tl互为同素异形体
C．Tl和Tl中子数之差为2 D．Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43
答案：B
解析：A项，同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，两种核素均为铊元素的核素，质子数相同，均为81，故A正确；B项，同种元素构成的不同种单质互称为同素异形体，此为两种原子，不是单质，故B错误；C项，中子数=质量数-质子数，Tl的中子数为203-81=122，Tl的中子数为205-81=124，两者之差为2，故C正确；D项，原子的核外电子数=质子数，Tl的电子数为81，中子数为205-81=124，两者之差为124-81=43，故D正确。故选B。
考点二 元素周期表与元素周期律
1．元素周期表的结构
①“七横七周期，三短三长一不全；十八纵行十六族，七主七副一Ⅷ一0”。
②从左到右族的分布：
ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
Ⅷ族：包括8、9、10三个纵列。
③0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。
其原子序数为He 2，Ne 10，Ar 18，Kr 36，Xe 54，Rn 86。
④同周期第ⅡA和第ⅢA原子序数的差值可能为：1、11、25。
2．分区
①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
3．元素周期表中的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
②镧系：元素周期表第6周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
③锕系：元素周期表第7周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素：在锕系元素中92号元素轴(U)以后的各种元素。
4．主族元素的周期性变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
离子半径 阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大
性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)(H为－1价) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱 金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱酸性逐渐增强 碱性逐渐增强酸性逐渐减弱
5．元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法 ①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
6．元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如：金属性Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。
②推测未知元素的某些性质
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
考法1 元素周期表的结构
【典例1】(2019·浙江4月选考)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是
A．第35号元素的单质在常温常压下是液体
B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C．第84号元素的最高化合价是＋7
D．第七周期0族元素的原子序数为118
解析：A项，5号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；B项，位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As)，为非金属元素，B项合理；C项，第84号元素位于第六周期ⅥA族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是+6，C项不合理；D项，第七周期0族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。故选C。
答案：C
考法2 元素周期律
【典例2】(2020年1月浙江省选考)下列说法正确的是( )
A．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高
B．原子核外电子排布，先排满K层再排L层，先排满M层再排N层
C．同一周期中，随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐增大
D．同一周期中，Ⅱ A与Ⅲ A族元素原子的核电荷数都相差1
解析：A项，电子能量越低，挣脱原子核束缚的能力弱，在距离原子核近的区域运动；电子能量高，挣脱原子核束缚的能力强，在距离原子核远的区域运动，故A正确；B项，M能层中d能级的能量高于N能层中s能级能量，填充完4s能级后才能填充3d能级，故B错误；C项，同一周期中，主族元素随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐减小，故C错误；D项，第四周期中，Ⅱ A与Ⅲ A族元素原子的核电荷数相差11，故D错误；故选A。
答案：A
考法3 元素性质的递变规律
【典例3】 (2020 江苏卷)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r： r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)
D．原子的最外层电子数n： n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br)
解析：A项，同周期自左至右金属性减弱，所以金属性Na＞Mg，则碱性NaOH＞Mg(OH)2，故A正确；B项，同主族元素自上而下非金属性减弱，所以非金属性Cl＞Br，所以Cl2得电子的能力比Br2强，故B错误；C项，电子层数越多原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径：r(Br)＞r(Na)＞r(Mg)＞r(Cl)，故C错误；D项，Cl和Br为同主族元素，最外层电子数相等，故D错误。故选A。
答案：A
考法4 微粒半径的大小比较
【典例4】下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息，判断以下说法正确的是( )
元素符号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.074
主要化合价 +2 +3 +2 +6、－2 －2
A．L2+与R2－的核外电子数相等
B．M与L形成的最高价氧化物对应水化物的碱性：L>M
C．氢化物的稳定性为H2T
解析：L、Q化合价为＋2价，属于IIA族，同主族从上到下半径增大，即L为Mg，Q为Be，R和T位于VIA族，T为O，R为S，，M显＋3价，则M为Al，A项，Mg2＋的结构示意图：，S2－的结构示意图：，核外电子数不相等，故错误；B项，同周期从左向右金属性减弱，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此Mg>Al，故正确；C项，同主族从上到下，非金属性越弱，其氢化物稳定性越弱，即H2S
答案：B
考法5 元素推断
【典例5】 (2021年1月浙江选考)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：
元素 相关信息
X 最外层电子数是核外电子总数的一半
Y 最高化合价和最低化合价之和为零
Z 单质为淡黃色固体，常存在于火山喷口附近
Q 同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是( )
A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应
B．Y与Q元素组成的YQ4分子，空间构型为正四面体
C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D．第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
答案：B
解析：X原子的最外层电子数是核外电子总数的一半，由于最外层电子数不超过8个，因此X只能是第二周期的Be；Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零，位于第ⅣA族，Y是C或Si；Z单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近，因此Z是S；Q是同周期元素中原子半径最小，且Z和Q位于同一周期，因此Q是Cl。根据以上分析可知X是Be，Y是C或Si，Z是S，Q是Cl。则：A项，Be的金属性弱于Mg，常温时镁和冷水不反应，因此Be单质不能与水发生剧烈反应，A错误；B项，Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子，空间构型均为正四面体，B正确；C项，Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C错误；D项，第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘，在常温常压下呈固态，D错误；故选B。
考法6 根据陌生结构进行元素推断
【典例6】(2020 新课标Ⅱ卷)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是( )
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
解析：一种由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且总和为24，根据图示，W为1价形成共价键，W为氢，Z为+1价阳离子，Z为Na，Y为3价，Y为N，24-1-11-7=5，X为B元素。A项，该化合物中，H、B、N之间均以共用电子对形成共价键，故A正确；B项，Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气，也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气，故B正确；C项，N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸，故C正确；D项，B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子，达不到8电子稳定结构，故D错误；故选D。
答案：D
解题技巧
(1)对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但是氧无最高正价，氟无正价，一般为零价或负价。
(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子数目的多少。
(3)根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。
(4)不能根据热稳定性HF>HCl>HBr>HI，来判断酸性：HF>HCl>HBr>HI，实际是酸性HF
练习
1．(2020届浙江省衢州、湖州、丽水三地市高三教学质量检测)下列说法正确的是( )
A．ⅠA族元素全部属于金属元素，ⅦA族元素全部属于非金属元素
B．人们可以借助元素周期表，在金属与非金属的分界线附近寻找耐高温材料
C．1869年门捷列夫发现元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化的规律
D．2015年中、德、加科学家成功制备出了含+9价铱元素的离子(IrOn+)，其中n=4
答案：D
解析：A项，第IA族元素氢是非金属元素，不全是金属，ⅦA族元素全部属于非金属元素，故A错误；B项，元素周期表的金属与非金属的分界线处的元素具有金属和非金属的性质，具有半导体性质，可寻找半导体材料，不能用于寻找耐高温材料，故B错误；C项，1869年门捷列夫发现了元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的规律，后人逐渐修正成元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性变化的规律，故C错误；D项，若n=4，则 lrO4+中氧元素显 2价，设铱元素的化合价是z，由原子团中元素的化合价代数和等于原子团的化合价，可得：z+( 2)×4=+1，则z=+9价，故D正确。
2．(2020 天津卷)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素 X Y Z W
最高价氧化物的水化物 H3ZO4
溶液对应的pH(25℃) 1．00 13．00 1．57 0.70
A．元素电负性：Z
解析：四种短周期元素，均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知，该酸为弱酸，则Z为P元素；0.1 mol L 1 W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70，说明该物质为多元强酸，为硫酸，则W为S元素；0.1 mol L 1 Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13．00，说明该物质为一元强碱，为氢氧化钠，则Y为Na元素；0.1 mol L 1 X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1．00，说明该物质为一元强酸，为硝酸，则Y为N元素。A项，同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大，因S的原子序数大于P，则S的电负性大于P，故A正确；B项，电子层数越多离子半径越大，Na+有两个电子层而S2 有三个电子层，因此S2 的离子半径较大，故B错误；C项，同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大，但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态，原子结构较为稳定，故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大，故P的第一电离能大于S，故C错误；D项，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键，因此NH3的沸点高于PH3的沸点，故D错误；故选A。
3．(2020 新课标Ⅲ卷】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是( )
A．非金属性：W> X>Y> Z B．原子半径：Z>Y>X>W
C．元素X的含氧酸均为强酸 D．Y的氧化物水化物为强碱
答案：D
解析：根据题干信息可知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，则WX3为NH3，WZ为HCl，所以W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，又四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z，则Y的核外电子总数为11，Y为Na元素。根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Na元素，Z为Cl元素，则：A项，Na为金属元素，非金属性最弱，非金属性Y＜Z，A错误；B项，同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素至上而下原子半径依次增大，则原子半径：Na＞Cl＞N＞H，B错误；C项，N元素的含氧酸不一定全是强酸，如HNO2为弱酸，C错误；D项，Y的氧化物水化物为NaOH，属于强碱，D正确；故选D。
考点三 微粒间的相互作用力
1．共价键与离子键的比较
离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对而形成的化学键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成条件 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
形成的物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物
2．几种典型物质的电子式、结构式和模型：
物质 HCl Cl2 H2O NH3 CH4
电子式
结构式 H—Cl Cl—Cl H—O—H
球棍模型
比例模型
3．分子间作用力
(1)定义：将分子聚集在一起的作用力。范德华力与氢键是两种最常见的分子间作用力。
(2)特点：分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质。
4．范德华力
(1)存在
存在于由共价键形成的多数共价化合物和非金属单质分子之间。
(2)变化规律
一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点也越高，如熔沸点：I2>Br2>Cl2>F2。
5．氢键
(1)定义：既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力，比范德华力稍强。
(2)形成条件：非金属性强、原子半径小的O、F、N原子与H原子之间。
(3)存在：氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间，有的物质分子内也存在氢键。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。
常用物质结构的化学用语
(1)四种符号
①元素符号：Al、S
②离子符号：Al3＋、S2－、SO
③同位素符号：6C、6C
④化合价符号：2O3、H2
(2)七种图式
①化学式：Na2O2、NH4Cl、SiO2
②分子式：C2H4、NH3
③最简式(实验式)：CH2、CH2O
⑦原子结构示意图：
(3)两种模型
①比例模型，如甲烷的比例模型：
②球棍模型，如甲烷的球棍模型：
考法1 化学键类型
【典例1】(2021年1月浙江选考)下列含有共价键的盐是( )
A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba(OH)2 D．Na2CO3
解析：A项，CaCl2由Ca2+和Cl-构成，只含有离子键不含有共价键，A不符合题意；
B项，H2SO4由分子构成，只含有共价键不含有离子键，B不符合题意；C项，Ba(OH)2由Ba2+和OH-构成，属于碱，不属于盐，C不符合题意；D项，Na2CO3有Na+和CO32-构成，含有离子键，CO32-内部C与O原子之间还含有共价键，D符合题意；故选D。
答案：D
考法2 化学物的组成
【典例1】(2019 上海卷)关于离子化合物 NH5，下列说法正确的是( )
A．N为-5 价 B．阴阳离子个数比是1:1
C．阴离子为8电子稳定结构 D．阳离子的电子数为11
解析：A项，离子化合物由 NH4+和 H-构成，N的化合价为-3，A错误；B项，阴阳离子个数比为 1：1，B正确；C项，阴离子为 H-，最外层 2个电子，不满足 8电子稳定结构，C错误；D项，阳离子为 NH4+，电子数为 10，D错误。故故选 B
答案：B
考法3 物质微粒间作用力分析比较
【典例3】 (2019·浙江4月选考)下列说法不正确的是
A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏
解析：A项，烧碱和纯碱均属于离子化合物，熔化时须克服离子键，A项正确；B项，加热蒸发氯化钾水溶液，液态水变为气态水，水分子之间的分子间作用力被破坏，B项正确；C项，CO2溶于水发生反应：CO2+H2O H2CO3，这里有化学键的断裂和生成，C项错误；D项，石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D项正确。故选C。
答案：C
考法4 有关物质结构的化学用语表示方法
【典例3】(2021年1月浙江选考)下列表示正确的是( )
A．甲醛的电子式 B．乙烯的球棍模型
C．2-甲基戊烷的键线式 D．甲酸乙酯的结构简式CH3COOCH3
解析：A项，O原子最外层有6个电子，故甲醛的电子式为，A错误；B项，乙烯中碳原子之间以双键形式存在，乙烯的球棍模型为，B正确；C项，2-甲基戊烷的键线式为，C错误；D．甲酸乙酯甲酸和乙醇酯化得到，故甲酸乙酯的结构简式为HCOOCH3，D错误；故选B。
答案：B
考法5 “四同”概念的分析比较
【典例5】(2020年1月浙江省选考)下列说法不正确的是
A．168O和188O互为同位素
B．金刚石和石墨互为同素异形体
C．和互为同系物
D．CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH互为同分异构体
解析：A项，168O和188O的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；B项，金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B正确；C项，同系物必须是结构相似，相差一个或若干个CH2原子团的同类物质，属于酚类，属于芳香醇，不是同类物质，不互为同系物，故C错误；D项，CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH的分子式都为C4H8O2，结构不同，互为同分异构体，故D正确；故选C。
答案：C
解题技巧
(1)并不是所有物质中都存在化学键，如稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。
(2)金属元素与非金属元素间形成的化学键不一定是离子键，如氯化铝中是共价键。
(3)由阳离子和阴离子结合生成的化合物不一定是离子化合物，如H＋＋OH－===H2O。
(4)化学变化中一定有化学键的断裂和形成。
(5)有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如NaCl熔化、HCl溶于水等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成；从溶液中析出晶体时，无化学键的断裂但有化学键的形成，均未发生化学变化。
(6)非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
(7)离子键存在于强碱、绝大多数盐(包括铵盐)、活泼金属氧化物、过氧化物等离子化合物中。
(8)分子之间一定存在分子间作用力，分子间作用力只存在于分子之间。
(9)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。
(10)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。
练习
1．(2020年1月浙江省选考)下列表示不正确的是
A．羟基的电子式： B．乙烯的结构简式：CH2CH2
C．氯原子的结构示意图： D．NH3分子的球棍模型：
答案：B
解析：A项，羟基中氧原子还有一个未成对的单电子，电子式为，故A正确；B项，乙烯的官能团为碳碳双键，结构简式为CH2=CH2，故B错误；C项，氯原子的核外有3个电子层，最外层有7个电子，原子的结构示意图为，故C正确；D项，氨气为三角锥形的极性分子，球棍模型为，故D正确；故选B。
2．(2020·浙江省7月选考)下列说法正确的是( )
A．35Cl和37Cl是两种不同的元素 B．单晶硅和石英互为同素异形体
C．HCOOH和HOCH2CHO互为同系物 D．H与在元素周期表中处于同一主族
答案：D
解析：A项，35Cl和37Cl是Cl元素的两种不同核素，属于同种元素，A错误；B项，同素异形体是指同种元素组成的不同种单质，而单晶硅为硅单质，而石英是SiO2，两者不属于同素异形体，B错误；C项，同系物是指结构相似，分子组成上相差若干个CH2的有机化合物，HCOOH和HOCH2CHO结构不相似，不属于同系物，C错误；D项，H和Na在元素周期表种均处于第IA族，D正确；故选D。
3．(2020届浙江省十校联盟高三联考)下列说法正确的是( )
A．水的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键
B．离子晶体中可能存在共价键， 而分子晶体中一定存在共价键
C．CO2与 SiO2 均为共价化合物，其固体熔化时，均破坏了分子间作用力
D．某物质熔点 1067°C， 易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体
答案：D
解析：A项，水的沸点较高是因为水分子间存在较强的氢键，故A错误；B项，离子晶体中可能存在共价键如氢氧化钠，而分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体，是单原子分子，没有化学键，故B错误；C项，CO2与 SiO2 均为共价化合物，但CO2是分子晶体，其固体熔化时，破坏了分子间作用力，SiO2是原子晶体，其固体熔化时，破坏共价键，故C错误；D项，离子晶体的熔沸点较高，一般在几百至1000℃左右，某物质熔点 1067℃，易溶于水，其水溶液和熔融态能导电的是离子化合物，其晶体一定为离子晶体，故D正确；故选D。
4．(2020届浙江省嘉兴市高三5月教学质量评估)下列说法不正确的是( )
A．HF 比 HCl 稳定性更强，原因是 HF 分子间存在氢键
B．Na 投入到水中，有共价键的断裂与形成
C．CCl4、N2 和 SiO2 晶体中，各原子最外层都达到 8 电子稳定结构
D．NaHSO4 晶体熔融时，离子键被破坏，共价键不受影响
答案：A
解析：A项，非金属性：F大于Cl，HF的键能较大，所以HF 比 HCl 稳定性更强， 故A错误；B项，Na 投入到水中，反应生成氢氧化钠和氢气，反应过程中有共价键H-O键的断裂与H-H的形成，故B正确；C项，CCl4、N2 和 SiO2 晶体中，各原子通过形成共用电子对，最外层都达到 8 电子稳定结构，故C正确；D项，NaHSO4 晶体熔融时，NaHSO4=Na＋+HSO4－，Na＋与HSO4－间离子键被破坏，HSO4－中共价键不受影响，故D正确；故选A。
考点三 晶体的性质判断
1．晶体与非晶体
(1)晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性在空间排列形成在结晶过程中形成具有一定规则的几何外形的固体。晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。晶体特征：①晶体有一定的几何外形；②晶体有固定的熔点；③晶体有各向异性的特点。
(2)非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。
2．晶体类型及性质的比较
晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
构成晶体的粒子 阳离子、阴离子 分子 原子 金属离子、自由电子
组成晶体粒子间相互作用 离子键 范德华力(有的存在氢键) 共价键 金属键
典型实例 NaCl 冰(H2O)、干冰(CO2) 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC及Si3N4等大多数新型高温结构陶瓷 除汞外的金属及合金
晶体的物理性质 熔、沸点 熔点较高，沸点高 熔、沸点低 熔、沸点高 易导电、易导热，大多数具有较好的延展性，密度、硬度、熔、沸点等差别较大
导热性 不良 不良 不良
导电性 固态不导电，熔化或溶于水能导电 固体、熔融不导电，部分化合物溶于水能导电 不导电
机械加工性能 不良 不良 不良
硬度 略硬而脆 硬度低 高硬度
3．常见晶体
NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互作用力
考法1 晶体的所属类型
【典例1】下列晶体分类中正确的一组是( )
选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体
A NaOH Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C CH3COONa 水晶
D Ba(OH)2 金刚石 玻璃
解析：A项，固态Ar为分子晶体；B项，H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项，玻璃是非晶体。
答案：C
考法2 晶体的熔沸点比较
【典例2】下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4 B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．Rb>K>Na>Li D．金刚石>Si>钠
解析：晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依Li～Cs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，后者则与键长成反比，金刚石C—C键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。
答案：D
考法3 晶体的性质比较
【典例3】(2021年1月浙江选考)(1)用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰，原因是______。
(2)金属镓(Ga)位于元素周期表中第4周期IIIA族，其卤化物的熔点如下表：
GaF3 GaCl3 GaBr3
熔点/℃ > 1000 77． 75 122． 3
GaF3熔点比GaCl3熔点高很多的原因是______。
解析：(1)质谱检测乙酸时，出现质荷比为120的峰，说明可能为两分子的乙酸结合在一起，由于乙酸分子中存在可以形成氢键的O原子，故这种结合为以氢键形式结合的二聚体()，故答案为：两个乙酸分子通过氢键形成二聚体()；(2)F的非金属性比Cl强，比较GaF3和GaCl3的熔点可知，GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体中主要的作用为离子键，分子晶体中主要的作用为分子间作用力，离子键强于分子间作用力，故GaF3的熔点高于GaCl3，故答案为：GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体；离子键强于分子间作用力。
答案：(1)两个乙酸分子通过氢键形成二聚体()
(2)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体；离子键强于分子间作用力
解题技巧
判断晶体类型的方法
(1)依据晶体的熔、沸点判断
原子晶体的熔、沸点很高，常在一千度至几千度；离子晶体的熔、沸点较高，常在几百度至一千多度；分子晶体的熔、沸点较低。
(2)依据硬度和机械性能判断
原子晶体硬度大；离子晶体硬度较大或略硬而脆；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体具有延展性。
(3)依据导电性判断
原子晶体一般为非导体；离子晶体熔融及在水溶液中均能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质熔化时不导电，但水溶液能导电；金属晶体是电的良导体。
(4)依据物质的分类判断
活泼金属的氧化物(如Na2O、Al2O3等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的原子晶体有金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅、碳化硅、SiO2等。金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。
练习
1．NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F，该化学方程式中的5种物质不所含的晶体类型有( )
A．离子晶体 B．分子晶体 C．原子晶体 D．金属晶体
答案：C
解析：在反应4NH3＋3F2NF3＋3NH4F中，NH3、F2、NF3的晶体类型为分子晶体；Cu为金属晶体；NH4F为离子晶体，故选C。
2．下列关于晶体的说法正确的是( )
A．分子晶体中都存在共价键
B．金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
C．离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
D．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
答案：B
解析：单原子分子中不存在共价键，只存在分子间作用力，A错误。晶体中熔点高低一般顺序为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；在原子晶体中，原子半径越大熔点越低；在离子晶体中，离子半径越大，熔点越低，电荷越多，熔点越高；在分子晶体中，物质的熔点与相对分子质量成正比(含有分子间氢键的物质除外)，所以这几种物质的熔点由高到低的顺序为金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S，B正确。离子晶体中一定存在离子键，可能有共价键，如NaOH中既有离子键又有共价键，分子晶体中肯定没有离子键，C错误。SiO2晶体中每个Si与4个氧原子以共价键相结合，D错误。
3．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图：
下列有关冰晶胞说法正确的是( )
A． 冰晶胞内水分子间以共价键结合
B． 每个冰晶胞平均含有4个水分子
C． 水分子间的氢键具有方向性和饱和性
D． 实验测得冰中氢键的作用力为18．5kJ/mol，而冰的熔化热为5．0kJ/mol，这说明冰熔化成水，氢键部分被破坏。
答案：D
解析：A项，冰晶胞内水分子间以氢键结合，A错误；B项，每个冰晶胞平均占有分子个数=4+×8+×6=8，B错误；C项，氢键有饱和性和方向性，每个H原子只能形成一个氢键，但不属于化学键，故C错误；D项，冰中氢键的作用能为18．5kJ mol-1，而冰熔化热为5．0kJ mol-1，说明冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍在氢键，D正确。
一、选择题
1．(2021·湖南株洲市高三一模)2020 年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带“月球土特产”在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。经探测，月壤中含有大量3He ，这是一种未来可能进行热核聚变发电的清洁能源，而地球上主要是 4He。下列有关说法中正确的是( )
A．1 个 3 He 原子中有 3 个中子 B．3 He 与 4 He 互为同位素
C．3 He 与 4 He 互为同素异形体 D．3 He 与 4 He 的性质完全相同
答案：B
解析：A项，1个3He 原子中质量数为3，含有1个中子，A说法错误；B项，3He与4He含有的质子数相同，而中子数不同，互为同位素，B说法正确；C项，同素异形体为同种元素形成的不同单质，3He与4He互为同位素，C说法错误；D项，3He与4He的化学性质相同，物理性质不同，D说法错误；故选B。
2．(2021·吉林长春市东北师大附中月考)下列说法错误的是( )
A．X和Y两种元素为同一周期第IIA族和第IIIA族元素，若X的原子序数为x，则Y的原子序数可能为x+1，x+11， x+25
B．短周期元素Z和W组成化合物ZW3，若W的原子序数为x，Z的原子序数不可能是x+14
C．短周期元素Q和M组成化合物Q2M，Q和M所在的族序数可能为VA和第VIA
D．利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药
答案：B
解析：A项，X和Y两种元素为同一周期第IIA族和第IIIA族元素，X的原子序数为x，则Y位于三、四、五周期的原子序数分别为x+1，x+11， x+25，A正确；B项，短周期元素Z和W组成化合物ZW3，如PH3，W的原子序数为1，Z的原子序数为15，B错误；C项，短周期元素Q和M组成化合物Q2M，如N2O，Q和M所在的族序数可能为VA和第VIA，C正确；D项，氟、氯、硫、磷附近的元素均是非金属元素，可用于研制新型农药，D正确；故选B。
3．(2021·山东济宁市·高一期末)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是( )
A． Cl和Cl的得电子能力相同
B．Cl- 的离子结构示意图：
C．Cl、S、O元素的非金属性逐渐增强
D．同周期元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而增强
答案：A
解析：A项， Cl和Cl均为氯元素的不同核素，互为同位素，化学性质几乎完全相同，则得电子能力相同，故A正确；B项，Cl- 的离子结构示意图为，故B错误；C项，S、Cl同周期主族元素，核电荷数越大，非金属性越强，而O、S同主族，核电荷数越小，非金属性越强，则S、Cl、O元素的非金属性逐渐增强，故C错误；D项，同周期主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而增强，如HClO4的酸性大于H2SO4，故D错误；故选A。
4．(2021·浙江宁波市期末)下列说法正确的是( )
A．短周期共有18种核素
B．可以在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料
C．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
D．和分子中每个原子的最外电子层都形成了具有8个电子的稳定结构
答案：B
解析：A项，短周期共有18种元素，有的元素有多种同位素，核素多于18种，故A错误；B项，可以在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，如硅，故B正确；
C项，原子核外电子排布，有时存在能量交错现象，故C错误；D项， H原子的最外电子层都形成了具有2个电子的稳定结构，故D错误；故选B。
5．(2020·江西宜春市高安中学月考)两种短周期元素X和Y形成的单质分别能和氢气反应放出能量Q1和Q2。已知Q2>Q1，下列判断一定正确的是( )
A．沸点：HX>HY B．还原性：HY>HX
C．酸性：HXO4>HYO4 D．稳定性HY>HX
答案：D
解析：两种短周期元素X和Y形成的单质能与氢气反应生成HX和HY，反应热分别为Q1和Q2，放出的能量越多，则非金属单质能量越高，越活泼，对应元素的非金属性越强，已知Q2>Q1，可知X放出的热量较少，非金属性X
6．(2021·北京朝阳区高三期末)由下列实验及相应事实推理所得的结论，不能用元素周期律解释的是( )
实验 事实 结论
A 将体积相同的Na和K分别投入冷水中 K与H2O反应更剧烈 金属性：K>Na
B 将足量硫酸与Na3PO4溶液混合 生成H3PO4 非金属性：S>P
C 分别加热HCl气体和HI气体 HI气体更易分解 稳定性：HCl>HI
D 分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体 NaHCO3固体更易分解 热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
答案：D
解析：A项，将体积相同的Na和K分别投入冷水中，K与H2O反应更剧烈，因同主族元素从上到到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则金属性：K>Na；故A不符合题意；B项，将足量硫酸与Na3PO4溶液混合，生成H3PO4，说明硫酸可以制取H3PO4，则硫酸的酸性比磷酸的酸性强，根据最高价含氧酸的酸性强弱可以比较非金属性的强弱，则非金属性：S>P，故B不符合题意；C项，分别加热HCl气体和HI气体，HI气体更易分解，根据同主族非金属元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属氢化物的稳定性逐渐减弱，则稳定性：HCl>HI，故C不符合题意；D项，分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体，NaHCO3固体更易分解，因为Na2CO3属于正盐，而NaHCO3属于酸式盐，二者不属于同一类别，没有可比性，所以不能用元素周期律来解释，故D符合题意；故选D。
7．(2021·四川省广汉中学高三月考)U、V、W、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素，质子数之和39，V、W同周期，U、X同主族，U、W能形成两种液态化合物U2W和U2W2。Y元素的周期序数与主族序数相等。下列说法中正确的是( )
A．简单离子半径：X>Y>W
B．XYU4中有离子键，其YU4原子团的空间构型是正四面体，在潮湿的空气中会变质而产生H2
C．U、V、W、X形成的一种离子化合物，与W、X、Y组成的盐溶液相遇时，会产生大量的气泡
D．1 mol X的淡黄色化合物，投入到1 L 2mol / L的氯化亚铁溶液中，产生的气体在标准状况下的体积为5.6 L
答案：B
解析：U、V、W、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素，由U、W能形成两种液态化合物U2W和U2W2可知，U2W和U2W2分别为H2O和H2O2，则U为H元素、W为O元素；由U、X同主族可知，X为Na元素；Y元素的周期序数与主族序数相等可知，Y为Al元素；由质子数之和39可知，V的原子序数为39—1—8—11—13=6，则V为C元素。A项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，氧离子、钠离子和铝离子的电子层结构相同，则离子半径：W>X>Y，故A错误；B项，NaAlH4为离子化合物，化合物中存在离子键和共价键，AlH4—离子的空间构型是正四面体，在潮湿的空气中NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠和氢气，故B正确；C项，碳酸氢钠是离子化合物，碳酸氢钠溶液与偏铝酸钠溶液反应生成碳酸钠和氢氧化铝沉淀，没有气体生成，故C错误；D项，1mol过氧化钠与水反应生成0.5mol氧气，由得失电子数目守恒可知，0.5mol氧气能氧化2mol亚铁离子，则1 mol 过氧化钠投入到1 L 2mol / L的氯化亚铁溶液中，不可能有气体生成，故D错误；故选B。
8．(2021·山东聊城市高三月考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，R元素最高正价和最低负价的代数和为2，在短周期主族元素中X原子半径最大，Y的单质可与某些金属氧化物反应用于焊接钢轨，Z元素形成的单质可使湿润的有色布条褪色。下列说法错误的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Y
B．R元素的氢化物可用作制冷剂
C．Z元素分别与X、Y元素形成的化合物一定是离子化合物
D．工业上常用电解法冶炼X和Y的单质
答案：C
解析：R元素最高正价和最低负价的代数和为2，R元素为N，在短周期主族元素中X原子半径最大，则X元素为Na， Y的单质可与某些金属氧化物反应用于焊接钢轨，则Y元素为Al，Z元素形成的单质可使湿润的有色布条褪色，则Z元素为Cl。A项，X元素为Na，Y元素为Al，最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Y，故A正确；B项，氨气易液化，液氨转化为气体时会吸收大量热，使周围温度降低，可以作制冷剂，故B正确；C项，Z元素分别与X、Y元素形成的化合物为NaCl、AlCl3，AlCl3为共价化合物，故C错误；D项，电解法适用于金属活动性比较强的金属，如K、Ca、Na、Mg、Al，故D正确；故选C。
9．(2021·辽宁大连市大连二十四中高三月考)短周期主族元素M、X、Y、Z原子序数依次增大，元素M的氢化物和其最高价氧化物对应水化物反应可生成盐。含X、Y和Z三种元素的常见化合物R有如图转化关系，下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：M＞X＞Y＞Z
B．简单气态氢化物的热稳定性：M＞X
C．R与不同浓度的盐酸反应产物可能不同
D．加热单质甲与品红溶液反应所得的“无色溶液”，可变成红色溶液
答案：C
解析：“元素M的氢化物和其最高价氧化物对应水化物反应可生成盐”知M为N元素，框图中的突破口为电解反应，符合要求的反应为电解饱和食盐水，丙和乙分别是NaCl和H2O，产物为NaOH、Cl2、H2，强碱戊是NaOH，又单质甲能使品红褪色，所以甲是Cl2，则丁是H2，所以物质R与浓盐酸反应生成NaCl、H2O、Cl2，根据氧化还原的规律和R的元素组成知R为NaClO，所以X为O元素，Y为Na元素，Z为Cl元素。A项，离子核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：Cl﹣>N3﹣>O2﹣>Na+，A项错误；B项，M为N元素、X为O元素，非金属性越强，对应的氢化物越稳定，非金属性N＜O，故氢化物稳定性：M＜X，B项错误；C项，R为NaClO，NaClO与稀盐酸反应生成NaCl和HClO，与浓盐酸反应生成NaCl、氯气和水，反应产物可能不同，C项正确；D项，氯气与水反应生成次氯酸，可使品红褪色，该反应不具有可逆性，加热不能变成红色，D项错误；故选C。
10．(2021·江西新余市·新余四中高三月考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，四种元素可以组成一种分子簇，其分子结构如图所示(球大小表示原子半径的相对大小)，W、X位于不同周期，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z的族序数等于其周期数，下列说法中一定正确的是( )
A．X可以分别与W、Y可形成化合物W2X2、Y2X2
B．工业上获得Y、Z单质均可采用电解它们的熔融氯化物
C．简单离子半径： Z>Y>X>W
D．相同条件下，Y单质的沸点比Z单质的低
答案：D
解析：由 X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍可知，X为O元素，由图示可知，W、X、Y、Z的原子半径大小顺序为Y>Z>X>W，由Z的族序数等于其周期数可知，Z为Al元素，由W、X位于不同周期可知，W为H元素；由Y的原子序数比Z小、原子半径比Z大可知，Y与Z同周期，可能为Na元素或Mg元素。A项，氧元素与氢元素和钠元素可以形成化合物H2O2和Na2O2，与镁元素只能形成化合物MgO，故A错误；B项，氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电，不能用电解方法制备铝单质，故B错误；C项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，钠离子或镁离子、铝离子和氧离子的电子层结构相同，则氧离子的离子半径大于金属阳离子的离子半径，故C错误；D项，金属钠中钠离子的离子半径大于金属铝中铝离子的离子半径，钠原子的价电子数小于铝原子，则金属钠中的金属键小于金属铝，则钠单质的沸点比铝单质的低，故D正确；故选D。
二、非选择题
11．(2021·重庆市凤鸣山中学高二月考)现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：
元素编号 元素性质或原子结构
X 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z 第三周期元素的简单离子中半径最小
(1)元素X在元素周期表中的位置为____，X的一种同位元素可测定文物年代，这种同位素的符号是______(用元素符号表示)。
(2)元素Z的离子结构示意图为________，元素Y与氢元素形成离子YH的电子式为________。
(3)元素X 、Y 、Z的原子半径从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(4)元素X与元素Y相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)。下列表述中能证明这一事实的是________。
a．常温下X的单质和Y的单质状态不同
b．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的最高价氧化物对应水化物的酸性强
c．X与Y形成的化合物中X元素呈正价状态
(5)Y的最高价氧化物的水化物与气态氢化物合成的化合物含的化学键类型是_________。
(6) )写出Z元素最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式：____________。
答案：(1)第二周期第IVA族 C (2)
(3)Al＞C＞N (4)N bc (5)离子键和共价键
(6)Al(OH)3＋OH-= AlO2-＋2H2O
解析：
X元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X为C元素；Y元素的单质常温下为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性，则Y为N元素；Z是第三周期元素的简单离子中半径最小的，则Z为Al元素；根据分析，X、Y、Z依次为C、N、Al元素。(1)X为C元素，C在元素周期表中的位置为第二周期第IVA族；C的同位素中用于测定文物年代的是；(2)Z为Al，其离子为Al3+，Al3+的结构示意图为；元素Y为N，的电子式为；(3)根据同周期的主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则C、N、Al的原子半径从大到小的顺序为：Al＞C＞N；(4)C、N的电子层数相同，C的核电荷数小于N的核电荷数，C原子半径大于N原子半径，则C、N中非金属性较强的是N；a项，X、Y单质的状态属于物理性质，不能用于判断元素非金属性的强弱，a不选；b项，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的最高价氧化物对应水化物的酸性强，能说明Y的非金属性强于X，b选；c项，X与Y形成的化合物中X元素呈正价状态，说明X元素的原子吸引共用电子对的能力弱于Y元素的原子，说明X的非金属性弱于Y，c选；故选bc。(5)Y为N，N的最高价氧化物的水化物为HNO3，N的气态氢化物为NH3，HNO3与NH3反应所得化合物为NH4NO3，NH4NO3中含有的化学键类型为离子键和共价键；(6)Z为Al，Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH-= AlO2-＋2H2O。
12．(2021·宁夏长庆高级中学高三月考)A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相对位置如图，A与氧元素能形成两种无色气体，C是地壳中含量最多的元素，D是地壳中含量最多的金属元素。
A
E
(1)C在元素周期表中的位置为______，其离子的结构示意图为______。
(2)AE2的电子式为______。
(3)元素B与氢元素能形成含有18个电子的分子，其中含有的化学键有______、______。
(4)A、B、C最简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是______(填分子式)。
(5)实验室制取F2气体的离子方程式为______________________。
(6)在微电子工业中，B的最简单气态氢化物的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______________________。
(7)DF3的水溶液可作净水剂，写出有关的离子方程式______________________。
答案：(1)第二周期第ⅥA族
(2) (3)极性键 非极性键 (4)H2O>NH3>CH4
(5)MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(6)2NH3·H2O＋3H2O2=N2↑＋8H2O
(7)Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
解析：A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A与氧元素能形成两种无色气体CO、CO2，则A为C元素；结合A、E在元素周期表中的相对位置可知E为S元素；C是地壳中含量最多的元素，C为O元素，则B为N元素，D是地壳中含量最多的金属元素，D为Al元素，F的原子序数最大，F只能为Cl。(1)C为O，在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族，O其离子的结构示意图为；(2) AE2的分子式为CS2，电子式与CO2类似，为；(3) B为N元素，与氢元素能形成含有18个电子的分子为N2H4，分子中含有极性键和非极性键；(4)由分析可知，A、B、C分别为C、N、O，同周期从左到右，最简单氢化物的稳定性逐渐增强，故H2O>NH3>CH4；(5)F为Cl元素，实验室制取Cl2气体的离子方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(6) NH3的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，反应生成氮气与水，化学方程式为：2NH3 H2O+3H2O2=N2↑+8H2O；(7)AlCl3作为净水剂是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有吸附作用，故离子方程式为：Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。
1．（2021·河北）用中子轰击X原子产生α粒子(即氮核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（ ）
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液 B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物 D．6Y和7Y互为同素异形体
答案：A
解析：根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素，据此分析解答。
A．为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹，以中和碱液，A正确；
B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；
C．X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；
D．和两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；故选A。
2．（2021·全国高考甲卷）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
答案：D
解析：W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减弱，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
3．（2021·全国高考乙卷）我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球士壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是（ ）
A．原子半径大小顺序为 B．化合物XW中的化学键为离子键
C．Y单质的导电性能弱于Z单质的 D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
答案：B
解析：由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， X、Y、Z为同周期相邻元素，可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素，又因X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，故W一定不是第ⅢA族元素，即W一定是第ⅥA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。
A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即，A错误；
B．化合物XW即MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；
C．Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的，C错误；
D．Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；故选B。
4．（2021·广东）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，的原子核只有1个质子；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期；元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是（ ）
A．是一种强酸 B．非金属性：
C．原子半径： D．中，的化合价为+2价
答案：C
解析：题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。
的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素的原子比原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。
据此分析解答。
A．氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；
B．同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；
C．同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误；
D．OF2中，F为-1价，则O的化合价为+2价，故D正确；答案选C。
5．（2021·湖南）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2：1的分子。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：
B．W与Y能形成含有非极性键的化合物
C．X和Y的最简单氢化物的沸点：
D．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
答案：B
解析：Z的最外层电子数为K层的一半，则Z的核外有3个电子层，最外层电子数为1，即为Na，W与X能形成原子个数比为2:1的18电子的分子，则形成的化合物为N2H4，所以W为H，X为N，Y的原子序数是W和X的原子序数之和，则Y为O。据此分析解答。
由分析可知，W为H，X为N，Y为O，Z为Na。
A．离子的电子层数相同时，原子序数越小，半径越大，即离子半径大小为：N3-＞O2-＞Na+，即简单离子半径为：X＞Y＞Z，故A错误；
B．W为H，Y为O，能形成H2O2，含有极性共价键和非极性共价键，故B正确；
C．X的最简单氢化物为氨气，Y的最简单氢化物为水，水的沸点高于氨气，即最简单氢化物的沸点为Y＞X，故C错误；
D．由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸，硝酸铵，氨水等，硝酸，硝酸铵显酸性，氨水显碱性，故由W、X、Y三种元素形成的化合物不一定都是酸性，故D错误；故选B。
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