专练2 化学与传统文化
1．[2024·湖北卷]劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是( )
发明 关键操作 化学原理
A 制墨 松木在窑内焖烧 发生不完全燃烧
B 陶瓷 黏土高温烧结 形成新的化学键
C 造纸 草木灰水浸泡树皮 促进纤维素溶解
D 火药 硫黄、硝石和木炭混合，点燃 发生氧化还原反应
2．[2022·广东卷]中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
汉字 载体
选项 A.兽骨 B.青铜器
汉字 载体
选项 C.纸张 D.液晶显示屏
3．[2023·全国甲卷]化学与生活密切相关，下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
4．[2024·四川广安二中月考]下面的“诗”情“化”意，分析正确的是( )
A.“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”只发生了物理变化
B.“日照澄州江雾开”中伴有丁达尔效应
C.杜康用高粱酿酒的原理，是通过蒸馏法将高粱中的乙醇分离出来
D.“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，“新醅酒”即新酿的酒，在酿酒过程中，葡萄糖发生了水解反应
5．[2024·合肥九中月考]《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化，还蕴含着许多化学知识，下列诗词分析不正确的是( )
A.李白诗句“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”， “紫烟”指“香炉”中碘升华的现象
B.刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，金性质稳定，可通过物理方法得到
C.王安石诗句“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹的燃放涉及氧化还原反应
D.曹植诗句“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的能量变化主要是化学能转化为热能
6．化学与生活、生产、社会息息相关。下列有关说法不正确的是( )
A.古成语“刀耕火耨”，其化学原理是以灰肥田，并可以有效降低土壤的酸度
B.东汉蔡伦用树皮、破渔网、破布、麻头等作为原料，制造成较低成本的书写纸，史称“蔡侯纸”。“蔡侯纸”的主要成分可能是天然纤维
C.《本草纲目》中“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次……价值数倍也”用到的实验方法是蒸馏
D.《本草经集注》中记载了利用“焰色反应”区分硝石和芒硝的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”。“真硝石”是碳酸钾
7．[2024·九省联考吉林卷]春节是中华民族重要的传统节日，近日被确定为联合国假日。以下有关春节习俗中的化学知识说法错误的是( )
A.红烧肉烹饪过程中蛋白质变性涉及化学变化
B.春晚演员的彩妆用品均属于无机物
C.饺子与糯米年糕的口感差异与支链淀粉的含量有关
D.陈年老酒的芳香气味与酯的形成有关
8．[2024·辽宁省期中]铅霜是一种中药，古籍里记载有如下两种制备方法：
①其法以铅杂水银十五分之一，合炼作片，置醋瓮中，密封，经久成霜。
②以铅打成钱，穿成串，瓦盆盛生醋，以串横盆中，离醋三寸，仍以瓦盆覆之，置阴处，候生霜刷下。
下列说法错误的是( )
A.铅霜的主要成分是醋酸铅
B.使用铅霜治病时要严格控制用量
C.其他条件相同时，铅杂水银制备铅霜速度较快
D.后一种制备方法中涉及铅霜的结晶分离
9．[2024·河北保定检测]中国古代诗词和书籍中蕴含着化学知识。下列说法错误的是( )
A.“白玉金边素瓷胎，雕龙描凤巧安排”，生产“瓷”的主要原料为黏土
B.我国古代典籍中记载“石胆……浅碧色，烧之变白色者，是真”，石胆是CuSO4·5H2O
C.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”来自氧化亚铜
D.镀金时“以汞和金涂银器上，成白色，入火则汞去，而金存”，其中“入火则汞去”指汞的挥发
10．[2024·广州市综合测试]馆藏文物记载着中华文明的灿烂成就。下列文物主要由硅酸盐制成的是( )
A.商四羊青铜方尊 B.陶熏炉
C.金漆木雕如意 D.船纹铜提筒
11．[2024·河南郑州联考]废物回收利用，服务日常生活。下列说法正确的是( )
A．生产豆奶产生的豆渣可加工成面粉和饼干，豆渣中含有的纤维素与淀粉互为同分异构体
B．“地沟油”经过加工处理能制得肥皂或生物柴油，可以实现厨余废物合理利用
C．废弃玻璃磨粉可代替砂子掺入混凝土建造房子，生产玻璃的原料为烧碱、石灰石和石英砂
D．废旧轮胎制成的橡胶粉可掺入沥青中铺路，橡胶均属于天然有机高分子化合物
12．[2024·兰州市高三诊断考试]我国古代劳动人民对化学发展做出了重要贡献。下列有关文献记载中蕴含的化学知识叙述不正确的是( )
A．唐代韩愈的《晚春二首·其二》中写到：“榆荚只能随柳絮，等闲撩乱走空园”，诗词中“柳絮”的主要成分为纤维素
B．东晋葛洪的《肘后备急方》中记载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，“渍”和“绞”分别表示浸取、过滤，涉及的操作均为物理方法
C．《荀子·劝学》中写到：“冰，水为之，而寒于水”。冰变为水属于吸热反应
D．《本草纲目》中记载：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”“以烧酒复烧二次……价值数倍也”，涉及的操作为蒸馏
13．[2024·沈阳市质量监测]辽宁省的历史源远流长，有着独具特色的文化积淀。下列说法正确的是( )
A．锦州的满族刺绣以家织布为底衬，制作家织布的棉花属于再生纤维
B．藏于辽宁省博物馆的《洛神赋图》，所用纸张的主要成分属于高级脂肪酸甘油酯
C．阜新被称为“世界玛瑙之都”，玛瑙的主要成分是二氧化硅
D．沈阳老龙口白酒酿造过程中，将淀粉直接转化为乙醇
14．[2024·湖北襄阳五校期中]新冠病毒怕酒精，不耐高温，持续50～60 ℃ 30分钟，病毒就会死亡。下列有关说法错误的是( )
A．乙醇俗称酒精，属于弱电解质
B．加热可破坏蛋白质中的氢键，使病毒丧失生物活性而死亡
C．核酸检测是确认病毒种类的有效手段，核酸属于生物大分子
D．新冠病毒粒子直径在60～140 nm之间，在空气中可形成气溶胶，较远距离传播
15．[2024·河北衡水中学调研]2020年5月新修订的《北京市生活垃圾管理条例》将正式实施，垃圾分类并回收利用，可以减少污染，保护环境，节约自然资源，而环境保护与化学息息相关，下列有关说法正确的是( )
A．废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾，不可降解，能使溴水褪色
B．可回收的易拉罐中含金属铝，可通过电解氯化铝制取
C．废旧电池中含有镍、镉等重金属元素，不可用填埋法处理
D．含棉、麻、丝、毛及合成纤维的废旧衣物燃烧处理时都只生成CO2和H2O
答案
1答案：C
解析：根据松木在窑内焖烧可知，燃烧时空气的量不足，松木发生不完全燃烧，A正确；黏土烧成陶瓷的过程中有化学变化发生，因此有新的化学键形成，B正确；用草木灰水(主要成分为碳酸钾，水解使溶液呈碱性)浸泡树皮可促进木质素的溶解，纤维素不溶于水，在碱性条件下不水解，故C错误；火药点燃时发生反应的化学方程式为2KNO3＋S＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑，是氧化还原反应，D正确。
2答案：B
解析：兽骨是由有机物和无机物组成的，A项错误；青铜器是铜锡合金，B项正确；纸张的主要成分是纤维素，C项错误；液晶显示屏的主要材料是液晶，它是介于液态和晶态之间的物质，不是合金，D项错误。
3答案：B
解析：苯甲酸钠属于强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，因此，其可作为食品防腐剂不是由于其具有酸性，A说法不正确；豆浆属于胶体，具有丁达尔效应，是因为胶体粒子对光线发生了散射，B说法正确；SO2可用于丝织品漂白是由于其能与丝织品中有色成分化合为不稳定的无色物质，C说法不正确；维生素C具有很强的还原性，可用作水果罐头的抗氧化剂，D说法不正确；综上所述，本题选B。
4答案：B
解析：“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”中涉及化学反应：氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与空气中二氧化碳反应又生成碳酸钙，A错误；雾是一种以气体作为分散剂的分散体系，即气溶胶，因此当受阳光照射时会发生丁达尔效应，B正确；高粱中不含乙醇，用高粱酿酒是高粱中的淀粉在酒曲的作用下反应生成乙醇，然后用蒸馏法将乙醇分离出，C错误；酿酒过程中，葡萄糖发生氧化分解生成乙醇和二氧化碳，葡萄糖是单糖，不能水解，D错误。
5答案：A
6答案：D
7答案：B
解析：肉中含有蛋白质，烹饪过程中蛋白质变性涉及化学变化，A正确；彩妆用品中一般含有甘油，属于有机物，B错误；饺子与糯米年糕中含有淀粉，口感差异与支链淀粉的含量多少有关，C正确；酒精在与氧气接触的过程中会被氧化生成羧酸类物质，而羧酸类物质则会进一步与乙醇反应形成酯类物质，酯类物质具有芳香气味，D正确。
8答案：D
解析：由题意可知，铅霜是以铅与CH3COOH为原料制备的，二者发生置换反应生成醋酸铅，A项正确；铅是重金属，重金属盐有毒，使用时需严格控制用量，B项正确；铅、水银、醋酸可构成原电池，其他条件相同时，可加快反应速率，C项正确；由“候生霜刷下”知铅霜是在铅表面形成的，因此不涉及结晶操作，D项错误。
9答案：C
10答案：B
解析：商四羊青铜方尊的主要成分为合金，A项错误；陶熏炉为陶制品，主要成分为硅酸盐，B项正确；金漆木雕如意的主要成分为纤维素，C项错误；船纹铜提筒由金属制成，D项错误。
11答案：B
12答案：C
解析：冰变为水是物理变化，属于吸热过程，不属于吸热反应，C项错误。
13答案：C
解析：制作家织布的棉花属于天然纤维，A项错误；纸张的主要成分属于纤维素，B项错误；玛瑙的主要成分为二氧化硅，C项正确；白酒酿造过程中，淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖分解生成乙醇，D项错误。
14答案：A
解析：乙醇属于非电解质，A错误；蛋白质中存在氢键，加热可破坏蛋白质中的氢键，使其空间结构被破坏，原有功能丧失，从而使病毒失去生物活性，B正确；核酸是生物大分子，C正确；胶体粒子直径在1～100 nm之间，新冠病毒粒子直径在60～140 nm之间，在空气中可能形成气溶胶，较远距离传播，D正确。
15答案：C
解析：聚乙烯结构中不含碳碳双键，不能使溴水褪色，A错误；氯化铝为共价化合物，受热易升华，电解得不到金属铝，通常采用电解熔融氧化铝制备金属铝，B错误；镍、镉等重金属离子会造成水体污染，应集中处理，不可用填埋法处理，C正确；丝、毛的主要成分为蛋白质，蛋白质中含有C、H、O、N等元素，燃烧时不止生成CO2和H2O，D错误。专练20 绿色化学与STSE
1.[2024·北京师大附属外国语学校月考]随着汽车年销量的大幅增加，环境受到了很大的污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
B．总反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
D．图中总反应的化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
2.形成酸雨的过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．含NOx、SO2的烟气和酸雨的分散剂相同
B．酸雨沉降到地面后酸性还会有所增强
C．机动车尾气中的NOx来自燃油中的含氮物质
D．在已酸化的土壤中加消石灰可以减少酸雨的形成
3.[2024·吉林卷]家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是（ ）
A．用过氧碳酸钠漂白衣物：Na2CO4具有较强氧化性
B．酿米酒需晾凉米饭后加酒曲：乙醇受热易挥发
C．用柠檬酸去除水垢：柠檬酸酸性强于碳酸
D．用碱液清洗厨房油污：油脂可碱性水解
4.“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧（氧气用空气代替）来提供的：C＋O2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是（ ）
A．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失
C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高
D．上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体
5.[2022·天津卷]燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是（ ）
A．甲是空气中体积分数最大的成分
B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应（Ⅰ）在常温下容易发生
D．反应（Ⅱ）中NO是氧化剂
6.[2024·山东德州检测]化学与生活、环境、科技等密切相关。下列说法不正确的是（ ）
A．“煤改气”“煤改电”等清洁能源工程有利于减少雾霾天气
B．二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫的超量排放是形成酸雨的主要原因
C．用石墨烯弹性气凝胶制成的“碳海绵”可用作海上原油泄漏的吸油材料
D．葡萄酒含维生素C等多种维生素，通常添加微量SO2防止营养成分被氧化
7.“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是（ ）
①实验室中收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④ B．①②③
C．①②④ D．①③④
8.[2024·天津市和平区高三质检]化学与生活紧密相关，下列说法正确的是（ ）
A．浸有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果保鲜
B．推广使用煤液化技术可以减少温室气体二氧化碳的排放
C．过期药品属于有害垃圾，为防止污染环境应当深埋处理
D．防晒衣的主要成分为聚酯纤维，可以长期用肥皂洗涤
9.研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是（ ）
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
10.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是（ ）
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B.CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C．①→②要放出能量
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
11.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来捕捉CO2，其基本过程如下图所示（部分条件及物质未给出）。
下列有关该方法的叙述中正确的是
A．能耗小是该方法的一大优点
B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶，过滤
D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
12.2022年北京冬奥会最大的特色就是“绿色环保”，北京2022年冬奥会承诺碳排放将全部中和，这其中从清洁能源到环保材料，化学科技起到至关重要的作用。下列说法错误的是
（ ）
A．冬奥火炬“飞扬”以氢气为燃料，有利于实现碳中和
B．冬奥火炬“飞扬”的外壳采用了质量较轻的耐高温碳纤维材料，属于无机非金属材料
C．冬奥会使用的生物可降解餐具以聚乳酸为原料，聚乳酸可由乳酸经加聚反应生成
D．速滑竞赛服的手脚处使用了蜂窝样式的聚氨酯（聚氨基甲酸酯）材料，是一种有机高分子材料
答案
1答案：D
解析：NO与O2发生反应不需要催化剂，A错误；由图可知，总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，反应中NO、O2均为氧化剂，CO为还原剂，N2为还原产物，B错误，D正确；N2不是污染成分，C错误。
2答案：B
解析：含NOx、SO2的烟气的分散剂是空气，酸雨的分散剂是水，A项错误；硫酸型酸雨的形成过程是SO2＋H2O===H2SO3，亚硫酸是弱酸，不稳定，易被氧化成硫酸，所以沉降到地面后酸性还会有所增强，B项正确；机动车尾气中含有NOx是由于高温条件下空气中的氮气和氧气反应生成了氮的氧化物，C项错误；在已酸化的土壤中加消石灰可以中和土壤的酸性，不能减少酸雨的形成，D项错误。
3答案：B
解析：过氧碳酸钠结构中的过氧键有较强的氧化性，可以漂白衣物，A正确；酒曲中含有酵母菌，高温可使酵母菌失活，故酿米酒需晾凉米饭后加酒曲，B错误；水垢的主要成分为碳酸钙，柠檬酸可以去除水垢说明柠檬酸的酸性比碳酸的强，C正确；油脂在碱性条件下水解生成易溶于水的甘油和高级脂肪盐酸，故可以用碱液清洗厨房油污，D正确。
4答案：B
解析：从煤的气化产物的燃烧分析；气态燃料的热利用率高，而且比较清洁；气态燃料比固态煤炭更易充分燃烧；由于反应C＋O2CO2中的氧气是用空气代替的，所以反应后的混合气体中有N2、CO2、CO和H2等。
5答案：C
解析：反应（Ⅰ）为N2＋O22NO、反应（Ⅱ）为2NO＋2CON2＋2CO2，则甲为N2，乙为CO2。N2是空气中体积分数最大的气体，A项正确；CO2是引起温室效应的气体之一，B项正确；反应（Ⅰ）在高温条件下发生，常温下不发生，C项错误；反应（Ⅱ）中氮元素化合价降低，NO作氧化剂，D项正确。
6答案：B
解析：“煤改气”“煤改电”等清洁能源工程减少了可吸入颗粒物等的排放，有利于减少雾霾天气，A项正确；二氧化碳不会形成酸雨，B项错误；用石墨烯弹性气凝胶制成的“碳海绵”具有很强的吸附性，可用作海上原油泄漏的吸油材料，C项正确；二氧化硫具有还原性，添加微量SO2可防止葡萄酒中营养成分被氧化，D项正确。
7答案：C
解析：①在实验中用带有酚酞的水吸收逸出的氨气，防止污染环境，符合“绿色化学”，故选①；②用沾有碱液的棉球吸收多余的Cl2，防止污染环境，符合“绿色化学”，故选②；③没有气体处理装置，挥发的HCl和NH3会污染大气，不符合“绿色化学”，故不选③；④气球可以用来收集生成的NO，防止污染环境，符合“绿色化学”，故选④。故正确序号为①②④。
8答案：A
解析：浸有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土可以吸收水果释放出的乙烯，延长水果的保鲜期，A项正确；推广使用煤液化技术，将固体煤转化为液体燃料，不能减少温室气体二氧化碳的排放，B项错误；过期药品属于有害垃圾，深埋处理会造成土壤污染和水体污染，C项错误；防晒衣的主要成分为聚酯纤维，肥皂液呈碱性，聚酯纤维在碱性条件下容易水解，D项错误。
9答案：C
解析：雾和霾的分散剂均是空气，A正确；根据示意图分析，B正确；氨气是反应物不是催化剂，C错误；氮肥会释放出氨气，D正确。
10答案：D
解析：A项，生成CH3COOH的总反应为CH4＋CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C－H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C－C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。
11答案：D
解析：由题可知基本过程中有两个反应：二氧化碳与氢氧化钠反应，碳酸钙的高温分解，高温分解需要消耗较大的能量，是“碳捕捉技术”的一大缺点，故A错误；循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质，故B错误；“反应分离”过程中分离物质的操作应该是过滤，故C错误；甲醇工业上可用CO2制备，故D正确。
12答案： C
解析：氢气燃烧生成水，没有二氧化碳生成，有利于实现碳中和，A正确；碳纤维是碳元素的一种单质，属于无机非金属材料，B正确；聚乳酸又称聚丙交酯，是聚酯类聚合物，由乳酸经缩聚反应生成，C错误；聚氨基甲酸酯是一种有机高分子材料，D正确。专练21 元素化合物的综合应用
1．[2022·广东卷]劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )
选项 劳动项目 化学知识
A 面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包 Na2CO3可与酸反应
B 环保工程师用熟石灰处理酸性废水 熟石灰具有碱性
C 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与H2O高 温下会反应
D 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜
2．[2024·北师大附属学校开学考]固体化合物X由3种元素组成，X可以与浓盐酸反应产生黄绿色气体，固体完全溶解，得到蓝色溶液。某学习小组进行了如下实验：
下列说法不正确的是( )
A.CuSO4由白色变蓝色是化学变化
B.由现象1得出化合物X含有氧元素
C.固体混合物Y的成分为Cu和Na
D.X与浓盐酸反应的化学方程式为2NaCuO2＋8HCl(浓)===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O
3．[2024·重庆南开中学模拟]下列实验装置、实验现象和实验结论均正确的是( )
选项 实验装置 实验现象 实验结论
A 肥皂液中有气泡产生 说明Fe与H2O(g)反应生成了H2
B a中布条不褪色，b中布条褪色 说明Cl2没有漂白性
C 圆底烧瓶中看到红色的喷泉 说明NH3是密度小于空气的碱性气体
D 品红溶液褪色 说明该反应生成了SO2
4．[2024·哈尔滨师大附中高三开学考试]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒
B.金属钠具有强还原性，可用于与TiCl4溶液反应制取金属Ti
C．Al2O3具有很高的熔点，可用于制造熔融烧碱的坩埚
D．FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路板
5．[2024·广东省模拟测试一]“劳动创造幸福，实干成就伟业”。下列劳动项目与所涉及的化学知识关联不正确的是( )
选项 劳动项目 化学知识
A 用硅单质制作太阳能电池板 硅元素在地壳中含量丰富
B 用高浓度白酒浸泡药材制成药酒 相似相溶原理
C 用KSCN溶液检验菠菜中是否含铁元素 含Fe3＋的溶液遇SCN－变为红色
D 用ClO2给自来水消毒 ClO2具有强氧化性
6．[2023·辽宁卷]下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A．合成氨：N2＋3H22NH3
B．制HCl：H2＋Cl22HCl
C．制粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑
D．冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg＋O2↑
7．下图为利用海水制备部分物质的过程。下列有关说法正确的是( )
A.制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl的溶解度
B．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化
D．加热MgCl2溶液制取无水氯化镁
8．[2024·湖北十一校联考]生产生活中蕴藏着丰富的化学知识。下列项目与所述的化学知识没有关联的是（ ）
选项 项目 化学知识
A 废旧铅酸蓄电池回收PbSO4时加入少量Fe2＋ Fe2＋可作该反应的催化剂
B 冰在室温下自动融化成水 冰融化成水时熵值增大
C 合成氨原料气进入合成塔前需经过亚铜氨溶液 亚铜氨溶液可除去CO
D BaSO4作“钡餐” BaSO4是强电解质
9．甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示（反应条件略去，箭头表示一步转化）。下列各组物质中，不满足下图所示转化关系的是（ ）
选项 甲 乙 丙 戊
A NH3 Cl2 N2 H2
B C SiO2 CO CuO
C Al（OH）3 NaOH溶液 NaAlO2溶液 CO2
D 乙酸乙酯 NaOH溶液 乙醇 乙酸
10．[2022·河北卷]LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序
B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2O
D．参与反应的n（Br2）∶n（BaS）∶n（H2SO4）为1∶1∶1
11．下列实验操作与现象对应的结论不正确的是（ ）
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向酸性KMnO4溶液中通入SO2 紫红色褪去 SO2具有还原性
B 向CuSO4溶液中通入H2S 出现黑色沉淀 酸性：H2S＞H2SO4
C 向碘水中加入CCl4，振荡 上层褪色，下层变紫 碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
D 向装有蔗糖的烧杯中加入浓H2SO4 出现“黑面包”现象 浓H2SO4具有脱水性
12．[2024·辽宁铁岭六校月考]已知A、B、C、D均为中学化学常见的物质，它们有如图所示的反应关系，所需试剂与反应条件任选，下列说法正确的是（ ）
A．若A是一种常见的气体，常用来制作氮肥，C、D是氧化物且会造成光化学污染，标准状况下用试管收集D气体，倒扣在水槽中（不考虑溶质扩散），试管中所得溶液的浓度为 mol·L－1
B．若A是应用最广泛的金属，C可用来腐蚀铜板，D是红褐色固体，则D胶体带正电荷，因为胶粒对光线的反射而有丁达尔效应
C．若A为一元强碱且阴、阳离子所含的电子数相同，C可用于泡沫灭火器，D为日常生活中常用的调味品，则⑤的反应原理可用于侯氏制碱法，其母液溶质中只有氯化铵
D．若A常温下是一种有臭鸡蛋气味气体，C是一种大气污染物，D是一种二元强酸，则⑤的反应可以是铜丝和D的浓溶液反应，为了观察溶液中某产物颜色，应向反应后的溶液中加入少量水
答案
1答案：A
解析：小苏打是NaHCO3，与Na2CO3无关，A项符合题意；用熟石灰处理酸性废水，发生酸碱中和反应，B项不符合题意；钢的主要成分是铁，铁与水高温时发生氧化还原反应生成Fe3O4和H2，C项不符合题意；铝耐腐蚀主要是因为在铝的表面易形成致密氧化膜，D项不符合题意。
2答案：C
解析：由现象1可知混合气体含水蒸气，且含过量的氢气，固体混合物Y溶于水，得到的紫红色固体单质应为Cu，得到的碱性溶液焰色试验呈黄色，说明含有Na元素，可以与盐酸发生中和反应，应为NaOH，则X含有Na、Cu、O元素，2.38 g X中含Cu的物质的量n(Cu)＝＝0.02 mol，含Na的物质的量n(Na)＝0.02 mol，含O的物质的量n(O)＝＝0.04 mol，则X的化学式为NaCuO2。X与氢气反应生成的混合气体含水蒸气，硫酸铜与水结合生成胆矾，发生的是化学变化，A项正确；由现象1可知混合气体含水蒸气，则X含O元素，B项正确；由现象2和3可知，固体混合物Y的成分为Cu和NaOH，C项错误；X的化学式为NaCuO2，X与浓盐酸反应产生黄绿色气体，说明盐酸被氧化生成氯气，反应的化学方程式为2NaCuO2＋8HCl(浓)===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O，D项正确。
3答案：D
解析：蒸发皿中的气泡可以是空气，故不能说明Fe与H2O(g)反应生成了H2，A项错误；Cl2未干燥，a中有色布条也会褪色，B项错误；该实验可以说明NH3易溶于水，且溶于水后溶液呈碱性，不能说明NH3与空气的密度大小关系，C项错误；品红溶液褪色，说明有漂白性物质生成，铜与浓硫酸反应产生SO2气体，D项正确。
4答案：D
解析：明矾不能用于杀菌消毒，A错误；钠是活泼金属，具有还原性可以冶炼某些金属，但溶液中钠和水剧烈反应，B错误；高温下，氧化铝能与NaOH反应，C错误； FeCl3溶液能与Cu发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，D正确。
5答案：A
解析：硅属于半导体材料，故可制作太阳能电池板，A项错误；药材里的主要有效成分是有机物，能溶于乙醇，利用了相似相溶原理，B项正确；Fe3＋与SCN－反应生成红色的Fe(SCN)3，C项正确；ClO2具有强氧化性，能杀死细菌和病毒，D项正确。
6答案：D
解析：工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2＋3H22NH3，A正确；工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2＋Cl22HCl，B正确；工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，C正确；冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，D错误；故答案选D。
7答案：A
8答案：D
解析：废旧铅酸蓄电池回收PbSO4时加入少量Fe2＋，发生反应：2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO===2Fe3＋＋PbSO4＋2H2O，2Fe3＋＋Pb＋SO===PbSO4＋2Fe2＋，Fe2＋作催化剂，A项项目与所述的化学知识有关联；冰是固态，变为液态水时，混乱度增大，熵值增大，B项项目与所述的化学知识有关联；合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合亚铜溶液来净化原料气，其反应为[Cu（NH3）2]OOCCH3＋CO＋NH3 [Cu（NH3）3]CH3COO·CO，C项项目与所述的化学知识有关联；BaSO4作“钡餐”，是因为BaSO4不溶于胃酸，且不被X射线透过，与其是否为强电解质无关，D项项目与所述的化学知识没有关联。
9答案：B
解析：B中甲是C，乙是SiO2，二者发生以下反应SiO2＋2CSi＋2CO↑，生成的丙和丁是CO 和Si，CO和CuO 发生反应：CO＋CuOCu＋CO2，不能实现丙到甲的转化，故选B。
10答案：A
解析：
逸出的Br2用NaOH溶液吸收后生成NaBr、NaBrO和水，若直接返回还原工序，会引入杂质离子Na＋，导致产品不纯，A项错误；滤渣中含S和BaSO4，单质S可溶于煤油，而BaSO4不溶于煤油，故B项正确；中和工序中Li2CO3与HBr反应生成LiBr、CO2和H2O，C项正确；根据Br2＋BaS===BaBr2＋S、BaBr2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HBr知，参与反应的n（Br2）∶n（BaS）∶n（H2SO4）＝1∶1∶1，D项正确。
11答案：B
解析：向酸性KMnO4溶液中通入SO2，紫红色褪去，体现SO2的还原性，A正确；向CuSO4溶液中通入H2S，生成CuS和硫酸，CuS不溶于硫酸，不能比较二者的酸性强弱，B错误；根据CCl4萃取碘水中的碘单质的现象，可以说明碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度，C正确；向装有蔗糖的烧杯中加入浓H2SO4，出现“黑面包”现象，体现浓H2SO4的脱水性，D正确。
12答案：A
解析：A是氨气，C为一氧化氮，D是二氧化氮，设试管容积为V L，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，消耗V L NO2，得到× mol HNO3和 L NO，HNO3溶液的体积为 L，所以HNO3的物质的量浓度为＝ mol·L－1，A正确；A是铁，B是氯化亚铁，C是氯化铁，D是红褪色固体氢氧化铁沉淀，氢氧化铁胶体会产生丁达尔效应，是因为胶粒对光线有散射作用，且氢氧化铁胶体不带电，其胶粒带正电荷，B错误；A是氢氧化钠，C是碳酸氢钠，D是氯化钠，侯氏制碱法中，饱和氯化钠溶液、二氧化碳和氨气共同反应生成碳酸氢钠和氯化铵，溶解度较低的碳酸氢钠析出，此时溶液中碳酸氢钠达到饱和，所以母液溶质中有碳酸氢钠和氯化铵，C错误；A是硫化氢，C是二氧化硫，D是硫酸，因为反应后溶液中有剩余的浓硫酸，若要观察溶液颜色，应在冷却后将试管里的物质慢慢倒入盛有水的烧杯里，D错误。专练22 化学工艺流程题
1．[2023·辽宁卷]某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋）。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
物质 Fe（OH）3 Co（OH）2 Ni（OH）2 Mg（OH）2
Ksp 10－37.4 10－14.7 10－14.7 10－10.8
回答下列问题：
（1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为 （答出一条即可）。
（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸（H2SO5），1 mol H2SO5中过氧键的数目为 。
（3）“氧化”中，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为 （H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱）；滤渣的成分为MnO2、 （填化学式）。
（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn（Ⅱ）氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为 时，Mn（Ⅱ）氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn（Ⅱ）氧化速率减小的原因是 。
（5）“沉钴镍”中得到的Co（Ⅱ）在空气中可被氧化成CoO（OH），该反应的化学方程式为 。
（6）“沉镁”中为使Mg2＋沉淀完全（25 ℃），需控制pH不低于 （精确至0.1）。
2．[2024·吉林卷]中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉（其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹），以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为 （填化学式）。
（2）“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）“沉铁砷”时需加碱调节pH，生成 （填化学式）胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。
（4）“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为 （填标号）。
A.无需控温
B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温
D.不产生废液废渣
（5）“真金不怕火炼”表明Au难被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）“沉金”中Zn的作用为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（7）滤液②经H2SO4酸化，[Zn（CN）4]2－转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
用碱中和HCN可生成 （填溶质化学式）溶液，从而实现循环利用。
3．MnSO4·H2O是一种重要的饲料添加剂，一种以软锰矿（主要成分是MnO2，还有CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如图1所示。
已知：①25℃时，Ksp（CaF2）＝1.5×10－10、Ksp（MnF2）＝4.5×10－3。
②该工艺条件下，有关金属离子沉淀的pH范围如表所示。
金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Mn2＋
开始沉淀的pH 1.9 7.0 3.4 8.1
沉淀完全的pH 3.2 9.0 4.7（>9.8 时开始溶解） 10.1
回答下列问题：
（1）“酸浸”得到的滤渣Ⅰ需要进行二次酸浸，然后将浸出液合并。二次酸浸的目的为 。
（2）“酸浸”时，MnO2被Fe2＋还原，该反应的离子方程式是 。
（3）“氧化”时，加热温度不宜过高的原因是 。
（4）“除铁铝”时，应调节溶液pH的范围是 。
（5）“除钙”时，加入MnF2发生反应的离子方程式是 ，在25℃时该反应的平衡常数K＝ 。
（6）硫酸锰在不同温度下的溶解度S和一定温度内析出晶体的组成如图2所示。“一系列操作”包括将所得滤液控制温度在80～90℃之间蒸发结晶、 、 、真空干燥，最后得到MnSO4·H2O。
（7）用BaCl2标准溶液测定样品中MnSO4·H2O的质量分数时，发现样品纯度大于100%（测定过程中产生的误差可以忽略），可能的原因是 （写出一种）。
4．[2022·河北卷]以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铵铁蓝FeFe（CN）6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 （填化学式），滤渣①的主要成分为 （填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）工序①的名称为___________________________________，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 和 （填化学式，不引入杂质）。
答案
1答案：（1）适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
（2）NA
（3）H2O＋Mn2＋＋HSO===MnO2＋SO＋3H＋ Fe（OH）3
（4）9.0% SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn（Ⅱ）氧化速率
（5）4Co（OH）2＋O2===4CoO（OH）＋2H2O
（6）11.1
解析：在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸（H2SO5），用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，发生反应H2O＋Mn2＋＋HSO===MnO2＋SO＋3H＋，Fe3＋水解同时生成氢氧化铁，“沉钴镍”过程中，Co2＋变为Co（OH）2，在空气中可被氧化成CoO（OH）。
（1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积。
（2）（H2SO5）的结构简式为，所以1 mol H2SO5中过氧键的数目为NA。
（3）用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为：H2O＋Mn2＋＋HSO===MnO2＋SO＋3H＋；氢氧化铁的Ksp＝10－37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中c（Fe3＋）＝10－5 mol·L－1，Ksp＝c3（OH－）×c（Fe3＋）＝c3（OH－）×10－5＝10－37.4，c（OH－）＝10－10.8 mol·L－1，根据Kw＝10－14，pH＝3.2，此时溶液的pH＝4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀，故滤渣还有氢氧化铁；
（4）根据图示可知SO2的体积分数为0.9%时，Mn（Ⅱ）氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn（Ⅱ）氧化速率；
（5）“沉钴镍”中得到的Co（OH）2，在空气中可被氧化成CoO（OH），该反应的化学方程式为：4Co（OH）2＋O2===4CoO（OH）＋2H2O；
（6）氢氧化镁的Ksp＝10－10.8, 当镁离子完全沉淀时，c（Mg2＋）＝10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算c（OH－）＝10－2.9 mol·L－1，根据Kw＝10－14，c（H＋）＝10－11.1 mol·L－1，所以溶液的pH＝11.1。
2答案：（1）CuSO4
（2）4FeS2＋15O2＋2H2O===4Fe3＋＋8SO＋4H＋
（3）Fe（OH）3
（4）BC
（5）与Au＋结合形成[Au（CN）2]－，提高Au的还原性
（6）将浸出液中的[Au（CN）2]－还原为Au
（7）Na2[Zn（CN）4]＋2H2SO4===Na2SO4＋ZnSO4＋4HCN NaCN
解析：（1）利用“胆水”冶炼铜为湿法炼铜，利用了铁和硫酸铜溶液的置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，故“胆水”的主要溶质为CuSO4。（2）金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，则“细菌氧化”中空气中的氧气将FeS2氧化为Fe3＋和SO，1 mol FeS2失15 mol电子，1 mol氧气得4 mol电子，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为4FeS2＋15O2＋2H2O===4Fe3＋＋8SO＋4H＋。（3）“沉铁砷”时加碱调节pH，Fe3＋转化为Fe（OH）3胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。（4）高温时细菌可能会失活，故“细菌氧化”也要控制温度，A错误；“焙烧氧化”时有SO2产生，“细菌氧化”无SO2产生，故B正确；“焙烧氧化”时温度高，设备需耐高温，而“细菌氧化”设备无需耐高温，C正确；由题图知，“细菌氧化”也有废液废渣产生，故D错误。（5）“浸金”中发生反应：4Au＋O2＋8CN－＋2H2O===4[Au（CN）2]－＋4OH－，NaCN作络合剂与Au＋结合形成[Au（CN）2]－，使Au的还原性增强，促进其与O2反应。（6）“沉金”时发生反应：2[Au（CN）2]－＋Zn===2Au＋[Zn（CN）4]2－，Zn的作用是作还原剂，将浸出液中的[Au（CN）2]－还原为Au。（7）滤液②中[Zn（CN）4]2－转化为ZnSO4和HCN，发生非氧化还原反应，根据原子守恒配平化学方程式为Na2[Zn（CN）4]＋2H2SO4===Na2SO4＋ZnSO4＋4HCN。根据流程中所加物质知，用碱中和HCN生成NaCN，从而循环到“浸金”环节被利用。
3答案：（1）提高Mn元素的浸出率（或Mn元素的利用率）
（2）MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
（3）防止温度过高H2O2分解
（4）4.7≤pH<8.1
（5）MnF2＋Ca2＋ CaF2＋Mn2＋ 3×107
（6）趁热过滤 用80～90℃的蒸馏水洗涤2～3次
（7）部分晶体失去结晶水（或混有硫酸盐杂质）（合理即可）
解析：
（1）第一次酸浸可能无法完全提取目标物质，故需将滤渣Ⅰ进行二次酸浸，以提高Mn元素的浸出率或Mn元素的利用率。
（2）MnO2被Fe2＋还原为Mn2＋，该反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。
（3）H2O2受热易分解，因此“氧化”时，加热温度不宜过高。
（4）“除铁铝”时，要保证Fe3＋和Al3＋完全沉淀，Mn2＋不能沉淀，故应调节溶液pH的范围是4.7≤pH<8.1。
（5）“除钙”时，加入MnF2除钙的原理是沉淀的转化，反应的离子方程式为MnF2＋Ca2＋ CaF2＋Mn2＋，在25℃时该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝3×107。
（6）根据题图2中硫酸锰在不同温度下的溶解度曲线可知，要从硫酸锰溶液中得到MnSO4·H2O，应将所得滤液控制温度在80～90℃之间蒸发结晶、趁热过滤、用80～ 90℃的蒸馏水洗涤2～3次、真空干燥。
（7）用BaCl2标准溶液测定样品中MnSO4·H2O的质量分数时，可能有部分晶体失去结晶水或样品中混有硫酸盐杂质，导致相同质量的样品中SO含量比理论上更高，故消耗的BaCl2标准溶液更多，导致最终样品纯度的测定结果大于100%。
4答案：（1）Fe2O3、SiO2 SiO2
（2）增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
（3）7Fe2（SO4）3＋FeS2＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
（5）＋2 6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO＋6Fe（NH4）Fe（CN）6＋Cl－＋3H2O＋6NH3↑
（6）O2 NH3·H2O
解析：以熔烧黄铁矿产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料的工艺流程
（1）黄铁矿含FeS2、石英（主要成分为SiO2），焙烧时FeS2发生反应：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，石英不反应，因此红渣的主要成分为Fe2O3、SiO2。“酸浸”时Fe2O3和硫酸反应生成Fe2（SO4）3和水，SiO2与硫酸不反应，因此滤渣①的主要成分为SiO2。（3）还原工序中，FeS2与Fe2（SO4）3溶液反应，若不生成S单质，则FeS2中硫元素被氧化为SO，Fe2（SO4）3被还原为FeSO4，FeS2→2SO失14e－、Fe2（SO4）3→2FeSO4得2e－，根据得失电子守恒，FeS2、Fe2（SO4）3的化学计量数分别为1、7，再根据原子守恒配平化学方程式即可。（4）由流程图知，通过工序①获得了FeSO4晶体，则工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所得母液为硫酸，可以返回“酸浸”循环利用。（5）根据离子式NH、CN－及化合物中正负化合价代数和为0，可知该物质中Fe的化合价为＋2。氧化工序中NaClO3在酸性条件下将Fe（NH4）2Fe（CN）6氧化为Fe（NH4）Fe（CN）6，NaClO3被还原为NaCl，Fe（NH4）2Fe（CN）6→Fe（NH4）Fe（CN）6失e－，ClO→Cl－得6e－，根据得失电子守恒，Fe（NH4）2Fe（CN）6、ClO的化学计量数分别为6、1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式即可。（6）“还原”工序得到的滤液为FeSO4和H2SO4的混合溶液，用其制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4的过程中铁元素被氧化，为了不引入杂质，结合元素守恒知，所加试剂为O2（或H2O2）和NH3·H2O（或NH3）。专练23 原子结构与化学键
一、选择题
1．[2024·湖北卷]化学用语可以表达化学过程，下列化学用语表达错误的是（ ）
A．用电子式表示Cl2的形成：
∶＋∶―→∶∶∶
B．亚铜氨溶液除去合成氨原料气中的CO：
[Cu（NH3）2]2＋＋CO＋NH3
[Cu（NH3）3CO]2＋
C．用电子云轮廓图示意p p π键的形成：
D．制备芳纶纤维凯芙拉：
2．[2023·湖北卷]化学用语可以表达化学过程，下列化学用语的表达错误的是（ ）
A．用电子式表示K2S的形成：
B.用离子方程式表示Al（OH）3溶于烧碱溶液：
Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－
C.用电子云轮廓图表示H—H的s sσ键形成的示意图：
D.用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂：
3．[2022·北京卷]38Sr（锶）的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是（ ）
A．Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B．可用质谱法区分87Sr和86Sr
C．87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D．同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
4．[2023·全国甲卷]W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：X>W
B．简单氢化物的沸点：X
D．Z的最高价含氧酸是弱酸
5．[2022·山东卷]O、O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：
O＋He―→O＋X；O＋He―→O＋Y。下列说法正确的是（ ）
A．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C．O、O可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在O2、O2分子是因其化学键不稳定
答案：B
解析：根据质子数和质量数守恒，可推断出X为He、Y为He，X的中子数为6－2＝4，A项错误；He、He的质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项正确；O、O的半衰期很短，不能用作示踪原子研究化学反应历程，C项错误；自然界不存在O2、O2分子是因为O、O的半衰期很短，D项错误。
6．[2024·九省联考广西卷]黑火药是中国古代四大发明之一，其爆炸反应为S＋2KNO3＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。下列与该反应有关的化学用语表述正确的是（ ）
A．基态S的原子结构示意图为
B．K2S的电子式为
C．N2的结构式为N≡N
D．CO2的空间结构为
7．[2024·合肥市质量检测]某纳米酶含有原子序数依次增大的X、Y、Z、M四种短周期元素。基态X原子有3个未成对电子，Y、M位于同一主族，且Y、Z、M原子最外层电子数之和为13。下列叙述正确的是（ ）
A．简单离子半径：Z>X
B．简单氢化物的沸点：Y>X>Z
C．XY2是导致酸雨的主要物质之一
D．基态M原子核外电子有9种运动状态
8．[2022·河北卷]中子轰击X原子的核反应为X＋n―→Y＋H，其中Y可用于测定文物年代。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：Y>X
B．YH的电子式为：[H∶∶H]＋
C．最高价含氧酸的酸性：Y>X
D．X与Y均能形成多种氢化物
9．[2024·河北存瑞中学高三质检]W、X、Y是原子序数依次增大的同一短周期元素。W、X是金属元素，它们的最高价氧化物的水化物之间可以反应生成盐和水；Y的最外层电子数是核外电子层数的2倍，W与Y可形成化合物W2Y。下列说法正确的是（ ）
A．Y的低价氧化物与O3漂白的原理相同
B．Y的氢化物和W2Y所含化学键的类型相同
C．上述三种元素形成的简单离子，X离子半径最小
D．工业上常用电解相应的盐溶液制备W、X的单质
10．[2024·合肥九中月考]如图是部分短周期元素的单质及其化合物（或溶液）的转化关系，已知单质B2、C2、D2、E2在常温常压下都是气体，化合物G的焰色反应为黄色；化合物I、J、K通常状况下呈气态。下列说法正确的是（ ）
A．B氢化物的沸点低于其同主族其他元素氢化物的沸点
B．原子半径大小：A>C>B>E>D
C．F中既含有离子键又含有共价键
D．G中的阴离子能抑制水的电离
11．下列关于化学键的说法正确的是（ ）
①含有金属元素的化合物一定是离子化合物；
②ⅠA族和ⅦA族原子化合时，一定形成离子键；
③由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物；
④活泼金属与非金属化合时，一般形成离子键；
⑤离子键就是阴、阳离子间的静电引力；
⑥含有离子键的化合物一定是离子化合物；
⑦离子化合物中可能同时含有离子键和共价键。
A．①②⑤ B．④⑥⑦
C．①③④ D．②③⑤
12.[素材创新]现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法不正确的是（ ）
A．该物质的分子式为S4N4
B．该物质各原子最外层都达到8电子稳定结构
C．该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键
D．该分子中N的化合价为－3
二、非选择题
13．城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液做保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。
（1）m＝ ，该保湿剂的化学式为 。
（2）Z、W元素的名称为 、 。
（3）下列说法正确的是 （填选项字母）。
A．XY2和WZ2都为离子化合物
B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键
C．H2Z比HY的稳定性强
D．X的阳离子比Y的阴离子半径大
（4）下列化学用语表达正确的是 （填选项字母）。
A．XY2的电子式：X2＋[∶∶∶]2－
B．WZ2的结构式：Z===W===Z
C．Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2＋Z2－===2Y－＋Z↓
D．用电子式表示XY2的形成过程为
答案
1答案：B
解析：2个Cl原子中的单电子结合形成共用电子对得到氯气，A正确；亚铜氨离子带1个单位的正电荷，故该反应的离子方程式为[Cu（NH3）2]＋＋CO＋NH3 [Cu（NH3）3CO]＋，B错误；p轨道“肩并肩”重叠形成π键，C正确；芳纶纤维凯芙拉由对苯二胺和对苯二甲酸缩聚而成，D正确。
2答案：D
解析：钾原子失去电子，硫原子得到电子形成硫化钾，硫化钾为离子化合物，用电子式表示K2S的形成：，A正确；
氢氧化铝为两性氢氧化物，可以和强碱反应生成四羟基合铝酸根离子，离子方程式为：Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－，B正确；
H的s能级为球形，两个氢原子形成氢气的时候，是两个s能级的原子轨道相互靠近，形成新的轨道，则用电子云轮廓图表示H—H的s sσ键形成的示意图：
，
C正确；
用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂
D错误；故选D。
3答案：A
解析：Sr和Mg、Ca同主族，位于元素周期表第五周期ⅡA族，A项错误；87Sr和86Sr的质量数不同，可用质谱法区分，B项正确；Sr的质子数为38，87Sr的中子数为87－38＝49，86Sr的中子数为86－38＝48，C项正确；根据题意可知，D项正确。
4答案：C
解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此解答。
X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；Y为Mg，X为O，它们可形成MgO，为离子化合物，C正确；Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误；故选C。
5答案：C
解析：S的原子序数为16，原子核内有16个质子，核外有16个电子，基态S的原子结构示意图为，A错误；K2S为离子化合物，电子式为K＋K＋，B错误；N2中两个氮原子形成氮氮三键，其结构式为N≡N，C正确；CO2的碳原子的价层电子对数为2＋×（4－2×2）＝2＋0＝2，根据价层电子对互斥理论，其空间结构为直线形，D错误。
6答案：C
解析：X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中基态X原子有3个未成对电子，则X为氮元素，Y、M位于同一主族，且Y、Z、M原子最外层电子数之和为13，则Y、M的最外层电子数均为6，Z的最外层电子数为1，则Y为氧元素，M为硫元素，Z为钠元素。核外电子排布相同的离子，随原子序数递增，离子半径逐渐减小，则简单离子半径：Na＋< N3－，A项错误；NaH常温下为固体，H2O常温下为液态，NH3常温下为气态，因此简单氢化物的沸点：NH3
解析：由已知核反应可得Z＋0＝M＋1、A＋1＝R＋1，Y可用于测定文物年代，则Y是C，R＝14、M＝6、A＝14、Z＝7，X是N。
同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，A项正确；C结合3个H失去1个电子形成CH，B项正确；HNO3的酸性强于H2CO3，C项错误；N可以形成NH3、N2H4，C可以形成多种烃，D项正确。
8答案：C
解析：由题意可知W、X、Y分别是Na、Al、S。SO2的漂白原理是化合，而臭氧的漂白是氧化性，A不正确；H2S中含有共价键，Na2S中含有离子键，B错误；S2－核外有3个电子层。Na＋和Al3＋具有2个电子层，离子半径均小于S2－的。在核外电子排布相同的条件下，微粒半径随原子序数的增大而减小，即Al3＋离子半径最小，C正确；工业上电解熔融氯化钠制取钠，电解熔融氧化铝制取铝，D错误。
9答案：C
解析：由框图可知A是Na单质，B2是O2，二者加热生成F是Na2O2，K是CO2，G是Na2CO3，C2为Cl2，D2为H2，E2为N2，I为HCl，J为NH3。B的氢化物是H2O，液态时水分子间存在氢键，而同主族其他氢化物之间只存在分子间作用力，所以水的沸点比同主族其他元素氢化物沸点高，A错误；A到E五种元素依次为Na、O、Cl、H、N，半径顺序为Na>Cl>N>O>H，与B不符，B错误；F为Na2O2，电子式是Na＋[∶∶∶]2－Na＋，既含有离子键又含有非极性共价键，C正确；G为Na2CO3，阴离子CO在水溶液中能够发生水解从而促进水的电离，D错误。
10答案：B
解析：①含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如： AlCl3是共价化合物，故①错；②ⅠA族和ⅦA族元素的原子化合时，不一定形成离子键，也可能形成共价键，ⅠA族的H原子与ⅦA族元素的原子化合时形成共价键，故②错；③由非金属元素形成的化合物也可能是离子化合物，如铵盐，故③错；④活泼金属与非金属化合时，能形成离子键，④对；⑤离子键的本质是阴、阳离子间的静电作用，不只是引力，还包括静电斥力等，⑤错；物质只要含有离子键就一定是离子化合物，⑥⑦对。
11答案：D
解析：由图可知，该分子的分子式为S4N4，因为N的非金属性比S强，N显负价，所以N在右边，A正确；因为S原子最外层为6个电子，若形成两个共价单键，则达8电子稳定结构，N原子最外层为5个电子，若形成3个共价单键，则达8电子稳定结构，据图可知，B正确；该分子中既含有极性键（N—S键）又含有非极性键（N—N键），C正确；N—S共用电子对偏向N，N—N共用电子对不偏移，故该分子中N的化合价为－2，D错误。
12答案：（1）20 CaCl2 （2）硫 碳 （3）B （4）BD
解析：（1）由X原子的结构示意图不难推知其为，该元素为Ca，根据CaY2可知Y为－1价，又因Y－与Ca2＋的电子层结构相同可知Y为Cl。
（2）Z、W原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，且Z、W能形成一种ZW2型分子，则Z、W是C或S。Z与Y相邻，则Z是S，W是C。
（3）CaCl2是仅含离子键的离子化合物，CS2是共价化合物，仅含有共价键，A项错误，B项正确；根据周期律，S的非金属性弱于Cl，则H2S的稳定性比HCl弱，C项错误；Ca2＋、Cl－具有相同的电子层结构，但Ca2＋的核电荷数大，半径小，D项错误。（4）XY2为CaCl2，其电子式为[∶∶]－Ca2＋[∶∶]－，H2S的水溶液为弱酸，应写成分子式，即Cl2＋H2S===2H＋＋2Cl－＋S↓，A、C两项错误。专练24 元素周期律及其应用
1．[2022·全国甲卷]Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是（ ）
A．非金属性：X>Q
B．单质的熔点：X>Y
C．简单氢化物的沸点：Z>Q
D．最高价含氧酸的酸性：Z>Y
2．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0
Z 单质为淡黄色固体，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的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
3．[2023·全国乙卷]一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是（ ）
A．X的常见化合价有－1、－2
B．原子半径大小为Y>X>W
C．YX的水合物具有两性
D．W单质只有4种同素异形体
4．[北京卷]下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3
B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3
D．非金属性：F＞O＞N
5．[山东卷]X、Y为第三周期元素，Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在，下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：X>Y
B．简单氢化物的还原性：X>Y
C．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强
D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种
6．[2022·海南卷]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是（ ）
A．XW3是非极性分子
B．简单氢化物沸点：X>Y
C．Y与Z形成的化合物是离子化合物
D．X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
7.
[2024·甘肃重点中学联考]现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是电子层数的2倍，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡。五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）
A．最简单氢化物的沸点排序：Y>T>R
B．原子半径和离子半径均满足：Y
8．[综合创新]短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，c、d、e、f、h是由这些元素组成的二元化合物，自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，b由W、Y、Q三种元素组成，d能使品红溶液褪色，e是液体，上述物质的转化关系如图所示（个别产物略去）。下列说法错误的是（ ）
A．二元化合物沸点：e>d>c
B．简单氢化物的热稳定性：Q>Y>X
C．元素的非金属性：Y>X>W
D．原子半径的大小：Z>Q>Y
9．[2024·四川师大附中月考]几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：
元素代号 X Y Z W V
原子半径/pm 160 143 70 66 110
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋5、－3 －2 ＋5、＋3、－3
下列叙述正确的是（ ）
A.X、Y元素的最高价氧化物对应水化物的碱性：X＜Y
B．简单离子半径：Z＜W＜X＜Y
C．一定条件下，W的单质可以将Z的单质从其氢化物中置换出来
D．X与Z形成的化合物为共价化合物
10．[河北卷]如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是（ ）
A．X和Z的最高化合价均为＋7价
B．HX和HZ在水中均为强酸，电子式可表示为H∶∶与H∶∶
C．四种元素中，X原子半径最大，Y原子半径最小
D．Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
11．[2024·湖北荆州质检]如图所示，已知A是短周期元素中金属性最强的元素，D的离子半径是同周期元素简单离子中最小的，X的简单气态氢化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应，Y的最外层电子数是A和X的最处层电子数之和，Z的一种核素质量数为35，中子数为18，下列说法错误的是（ ）
A．D的氧化物与A、Z的最高价氧化物对应的水化物均能发生反应
B．简单气态氢化物的稳定性：Y＞X
C．最高化合价：Y＞X＞D
D．由A、Y、Z三种元素形成的化合物一定既含离子键又含共价键
12．[2024·湖南长沙雅礼中学月考]下列数据或事实所呈现的规律不能用元素周期律解释的是（ ）
A.
化学方程式 K
F2＋H2 2HF 1.8×1036
Cl2＋H2 2HCl 9.7×1012
Br2＋H2 2HBr 5.6×107
B.
最高价含氧酸 酸性强弱
HClO4 强酸
H3PO4 中强酸
H2SiO3 弱酸
C.
简单气态氢化物 分解温度/℃
H2O ＞2 000
H2S ≈300
H2Se ≈160
D.
共价键 键能/（kJ·mol－1）
C—C 347
C===C 620
C≡C 812
答案
1答案：D
解析：Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，则Q为第二周期元素，Y的最外层电子数为4且与Q位于不同周期，故其位于第三周期，则Y为Si；X与Y相邻，X为Al；根据4种元素原子最外层电子数之和为19，可知Q与Z最外层电子数之和为12，Q、Z可能是O、S，也可能是N、Cl，还可能是F、P。A项，Al的非金属性弱于第二周期的N、O、F，错误；B项，铝是金属晶体，熔点比单质硅（共价晶体）低，错误；C项，Q的简单氢化物存在分子间氢键，故沸点高，错误；D项，Z是原子序数大于Y的同周期元素，非金属性：Z>Y，最高价含氧酸的酸性：Z>Y，正确。
2答案：B
解析：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；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；Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，C错误；第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘，碘在常温常压下呈固态，D错误。
3答案：A
解析：W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒，X为O，Y为Mg。W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。
X为O，氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg（OH）2，Mg（OH）2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；故选A。
4答案：A
解析：同周期主族元素从左到右随着原子序数的增大，原子得电子能力逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，非金属性：Cl＞S＞Si，则最高价含氧酸的酸性：H2SiO3＜H2SO4＜HClO4，H2SO3不是S对应的最高价含氧酸，不能用元素周期律解释，A项错误；Li、Na、K随着电子层数的增大，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，则最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，B项正确；同主族元素从上到下得电子能力逐渐减弱，对应简单氢化物的稳定性逐渐减弱，则稳定性H2O强于H2S，同周期主族元素从左到右随着原子序数的增大，原子得电子能力逐渐增强，对应简单氢化物的稳定性逐渐增强，则稳定性H2S强于PH3，C项正确；同周期主族元素从左到右随着原子序数的增大，原子得电子能力逐渐增强，对应单质的非金属性逐渐增强，D项正确。
5答案：D
解析：根据同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，知原子半径P>Cl，A项正确；非金属性：P
6答案：C
解析：X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y同周期并相邻，且Y是组成水的元素之一，则Y为O元素，X为N元素，Z在同周期主族元素中金属性最强，则Z为Na元素，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，则W为Cl元素。NCl3分子的空间构型为三角锥形，其正负电荷的中心不重合，属于极性分子，A错误；H2O和NH3均含有氢键，但H2O分子形成的氢键更多，故沸点H2O＞NH3，B错误；O元素与Na元素形成的化合物Na2O、Na2O2均为离子化合物，C正确；N、O、Na三种元素组成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈碱性，D错误。
7答案：A
解析：短周期主族元素中，原子最外层电子数是电子层数的2倍的元素为C和S，由图中原子半径和原子序数关系可知R为C；Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，结合题图知Y为O，Z为Na；Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡，则T为S；X的原子半径最小，原子序数最小，则X为H。相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质沸点越高，又因为水分子间存在氢键，故沸点：H2O>H2S>CH4，A项正确；氧原子半径小于钠原子半径，氧离子和钠离子的核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故钠离子半径小于氧离子半径，B项错误；最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SO4>H2CO3，C项错误；元素非金属性越强，其单质氧化性越强，非金属性：O>S>C，故单质氧化性O2>S>C，D项错误。
8答案：B
解析：自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，则X应为C元素，a为木炭；d能使品红溶液褪色，则d应为SO2；e是液体，结合题给转化关系及b由W、Y、Q三种元素组成，可推出b为H2SO4，c为CO2，e为H2O；e和h反应生成b，结合e、b的化学式及h是二元化合物，可知h为SO3，d和g在催化剂、加热条件下生成h，则g为O2，c和f反应生成g，f是二元化合物，则f为Na2O2。综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、C、O、Na、S。水分子间存在氢键，水的沸点较高，CO2、SO2常温下为气体，其相对分子质量越大，沸点越高，故沸点由大到小的顺序为H2O>SO2>CO2，A项正确；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性：O>S>C，则简单氢化物的热稳定性：H2O>H2S>CH4，B项错误；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性：O>C，H的非金属性较弱，则非金属性：O>C>H，C项正确；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素随原子核外电子层数增多，原子半径增大，则原子半径的大小关系为Na>S>O，D项正确。
9答案：C
解析：原子的电子层数越多，其原子半径越大；同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小；同一主族元素，原子半径随着原子序数的增大而增大；主族元素中，一般最高正化合价与其主族序数相同，最低负价＝主族序数－8，根据表中数据知，X为Mg元素、Y为Al元素、Z为N元素、W为O元素、V为P元素。X为Mg元素、Y为Al元素，两者位于同一周期相邻主族，金属性：Mg＞Al，最高价氧化物对应水化物的碱性：Mg＞Al，A错误；具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大半径越小，所以简单离子半径：Y＜X＜W＜Z，B错误；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，C正确；Mg与N形成的化合物为Mg3N2，为离子化合物，D错误。
10答案：D
解析：由题图和题意可知，X和Z分别是F、Cl；又Y原子序数为W原子价电子数的3倍且题给化合物中Y、W分别可形成5、3个共价键，故W、Y分别为N、P。F只有－1、0两种价态，没有最高正价，A错误；HCl为强酸，HF为弱酸，B错误；根据元素周期律可知，四种元素原子半径由大到小的顺序为P>Cl>N>F，即Y>Z>W>X，C错误；Cl、N、H三种元素可形成离子化合物NH4Cl，其既含有离子键又含有共价键，D正确。
11答案：C
解析：根据A是短周期元素中金属性最强的元素可知，A为Na，X、Y的原子序数均小于11，前10号元素中，只有N元素的简单气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应（NH3＋HNO3===NH4NO3），故X为N，Y的最外层电子数是Na和N最外层电子数之和，且原子序数小于Na，故Y为O，根据质量数－中子数＝质子数，可知Z的质子数为35－18＝17，故Z为Cl，D的原子序数位于Na和Cl之间，且D的离子半径是同周期元素简单离子中最小的，故D为Al。Al2O3能分别与NaOH、HClO4反应，A正确；O的非金属性比N强，故简单气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3，B正确；O的最高价为＋2价（OF2），N的最高价为＋5价，Al的最高价为＋3价，C错误；由Na、O、Cl三种元素形成的化合物可表示为NaClOx，属于离子化合物，含有离子键，ClO中含有共价键，D正确。
12答案：D
解析：F、Cl、Br为同主族元素，核电荷数越大，非金属性越弱，生成的HX越不稳定，K越小，A不符合题意；Si、P、Cl为同周期主族元素，核电荷数越大，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SiO3，B不符合题意；O、S、Se为同主族元素，核电荷数越大，非金属性越弱，对应的简单氢化物越不稳定，即H2O最稳定，H2Se最不稳定，C不符合题意；碳碳单键键长最长，键能最小，而碳碳三键键长最短，键能最大，与元素周期律无关，D符合题意。专练25 元素周期表及其应用
一、选择题
1．[2024·全国甲卷]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y－的核外电子数，化合物W＋[ZY6]－可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是（ ）
A．X和Z属于同一主族
B．非金属性：X>Y>Z
C．气态氢化物的稳定性：Z>Y
D．原子半径：Y>X>W
2．[2022·河北卷]两种化合物的结构如下，其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，下列说法错误的是（ ）
A．在两种化合物中，X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B．X、Y、Z、R、Q中，R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C．将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中，气体颜色变浅
D．Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
图示化合物中P最外层有10个电子，A项错误；五种元素中F的非金属性最强，对应的简单氢化物HF最稳定，B项正确；NO2为红棕色，N2O4为无色，2NO2 N2O4是放热反应，降温时其平衡正向移动，气体颜色变浅，C项正确；大气中的O3含量与环境污染密切相关，D项正确。
3．[2022·福建卷]某非线性光学晶体由钾元素（K）和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素，X的核外电子总数为最外层电子数的2倍，Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是（ ）
A．简单氢化物沸点：Z>W
B．YW3分子的空间构型为三角锥形
C．原子半径：Y
[2024·经典习题选萃]短周期主族元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。m、p、r是这些元素组成的二元化合物，n、q、s是这些元素组成的三元化合物且属于离子化合物，其中s的水溶液俗称水玻璃。0.1 mol·L－1 n溶液的pH为13，m可制作耐火管且属于两性物质。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．简单气态氢化物的稳定性：R>Y
B．离子半径大小：Y>Z>W
C．W的最高价氧化物对应的水化物碱性比Z的强
D．单质的熔点：Z>R>X
5．[2024·湖南益阳期末]已知主族元素A、B、C、D、E、F在周期表中的相对位置如图所示，A和C原子的最外层电子数之差等于4，C和F原子的核外电子总数相差8，X、Y、Z分别为D、E、F的最高价氧化物对应的水化物。下列说法不正确的是（ ）
A.化合物CA3中既含有离子键又含有共价键
B．简单氢化物的沸点：B>D
C．相同温度下，等浓度的X、Y、Z的水溶液，pH由大到小的顺序为Z>X>Y
D．B、C、D三种元素形成的某种化合物与E的简单氢化物的水溶液反应时有沉淀产生
6.[2024·河南开封定位考试]W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，其中W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，则下列说法正确的是（ ）
A．X、Z、Y三种元素对应原子的半径依次减小
B．X位于元素周期表中的第3周期第ⅣA族
C．HYO3的酸性强于H2WO3，故W元素的非金属性弱于Y
D．X和Y可分别与Z形成XZ2和YZ2，它们的结构和化学性质相似
7．[2024·湖北鄂东南省级示范高中期中]门捷列夫曾经说过：“从积累的事实得出结论就是理论；而理论使我们能够预见事实”。2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名“镆”。元素Mc可由反应：Am＋Ca―→Mc＋3n得到。下列有关说法正确的是（ ）
A．Mc原子的质子数为115
B．287Mc与288Mc互为同素异形体
C．Ca原子的中子数为20
D．Mc元素位于元素周期表中第ⅥA族
[2024·广东实验中学月考]M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的一种单质具有漂白性，X和Y二者原子的最外层电子数之和等于W原子的最外层电子数。由这五种元素组成的化合物结构如图所示（箭头表示共用电子对由W提供的配位键）。下列说法正确的是 （ ）
A．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y
C．简单氢化物的沸点：W
9．[2024·黑龙江大庆一模]根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述正确的是（ ）
A．氢卤酸的酸性由强到弱的顺序：HF＞HCl＞HBr
B．同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数可能相差1、11、25
C．铁元素位于元素周期表中第四周期第ⅦA族
D．主族元素都有最高正价，且都等于该元素原子的最外层电子数
10．[2024·湖北随州一中月考]X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物Z2X4的电子总数为18；Q元素原子的最外层比次外层少一个电子。下列说法不正确的是（ ）
A．原子半径：Z＜Y＜M
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z＞Y＞M
C．X2Z—ZX2易溶于水，其水溶液呈碱性
D．X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
11.已知a、b、c、d是原子序数依次增大的短周期主族元素，a、c在周期表中的相对位置如图所示。a元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，b元素的简单离子是同周期元素中半径最小的。下列说法错误的是（ ）
A．b离子发生水解使溶液呈酸性，c离子发生水解使溶液呈碱性
B．原子半径由小到大的顺序：d
D．c上周期同主族元素的氢化物分子间存在氢键，因此其氢化物的稳定性大于c的氢化物的稳定性
12．X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大，其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子，W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍，Y、Z、M、W在周期表中的相对位置如图所示，N是用量最多的金属元素。下列说法不正确的是（ ）
Y Z M
W
A.原子半径：W>Y>Z>M>X
B．N的一种氧化物可用作油漆和涂料
C．氢化物的沸点：Z小于M
D．工业上制备W单质的方法为电解熔融的W的氧化物
二、非选择题
13．[2024·江西红色七校联考]短周期元素W、X、Y、Z、M原子序数依次增大，元素W的一种核素的中子数为0，X的原子最外层电子数是次外层的2倍，Z与M同主族，Z2－电子层结构与氖原子相同。
（1）M在元素周期表中的位置是 。
（2）化合物p由W、X、Y、M四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液，溶液变血红色；向p溶液中加入NaOH溶液并加热可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。p的化学式为__________________________________________________________________。
（3）由X、Y、Z三种元素可组成摩尔质量为84 g·mol－1的物质q，且q分子中三种元素的原子个数之比为1∶1∶1。已知q分子中各原子均达到8电子稳定结构，且分子中不含双键，但含极性键和非极性键，q分子的结构式为 。
（4）（XY）2的性质与Cl2相似，（XY）2与NaOH溶液常温下反应的离子方程式为 。
（5）常温下，1 mol Z3能与Y的最简单氢化物反应，生成一种常见的盐和1 mol Z2，该反应的化学方程式为_________________________________________________________。
答案
1答案：A
解析：N和P均位于第ⅤA族，A正确；同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，故非金属性：F>N>P，B错误；元素的非金属性越强，对应的简单气态氢化物越稳定，非金属性：F>P，故稳定性：HF>PH3，C错误；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故原子半径：Li>N>F，D错误。
2答案：A
解析：题图中X形成四个共价键，则X位于第ⅣA族，Y形成三个共价键，位于第ⅢA族或第ⅤA族，Z形成两个共价键，位于第ⅥA族，R形成一个共价键，为H元素或位于第ⅦA族，Q形成五个共价键，位于第ⅤA族，结合原子序数关系可知，X为C元素、Y为N元素、Z为O元素、R为F元素、Q为P元素。
3答案：A
解析：地壳中含量最多的元素为O，则Z为O元素，Z、W为同周期相邻元素，且原子序数依次增大，则W为F元素，X的核外电子总数为最外层电子数的2倍，且X的原子序数小于O，则X为Be元素，Y为B元素。
常温下，水为液态，HF为气体，则简单氢化物沸点H2O>HF，A正确；BF3中B原子的价层电子对数为3＋×（3－3×1）＝3，无孤电子对，则BF3的空间构型为平面三角形，B错误；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为Be>B>O>F，C错误；碱性：Be（OH）2>H3BO3，D错误。
4答案：B
解析：s的水溶液俗称水玻璃，则s为Na2SiO3；m可制作耐火管且属于两性物质，则m为Al2O3；0.1 mol·L－1 n溶液的pH为13，则n为一元强碱溶液，应该为NaOH；结合短周期主族元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大可以知道，X为H、Y为O、Z为Na、W为Al、R为Si元素。Y为O、R为Si元素，非金属性越强，氢化物稳定性越强，则对应氢化物的稳定性：Y>R，A错误； Y为O、Z为Na、W为Al，三种元素的离子具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径Y>Z>W，B正确； Z为Na、W为Al，则W的最高价氧化物对应的水化物碱性比Z的弱，C错误； X为H、Z为Na、R为Si，其单质分别为氢气、金属钠和硅，对应晶体分别为分子晶体、金属晶体和共价晶体，Si的沸点最高，氢气沸点最低，即单质沸点：R>Z>X，D错误。
5答案：C
解析：由题图和“A和C原子的最外层电子数之差等于4，C和F原子的核外电子总数相差8”可推出A、B、C、D、E、F分别为N、O、Na、S、Cl、K。X、Y、Z分别为H2SO4、HClO4、KOH。NaN3中既含有离子键又含有共价键，A项正确；沸点H2O>H2S，B项正确；相同温度下，等浓度的X、Y、Z的水溶液pH：KOH>HClO4>H2SO4，C项错误；Na2S2O3与HCl反应有单质硫生成，D项正确。
Y
Z
X
W
6答案：B
解析：由于该四种元素均是短周期元素，W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，且W与Z同主族，原子序数相差8，故Z为O，W为S，则X为Si，Y为N。同周期主族元素的原子半径从左到右依次减小，同主族元素的原子半径从上到下依次增大，故半径：r（X）>r（Y）>r（Z），A错误； X为硅，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族，B正确；比较元素非金属性的强弱时应比较其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱，C错误； SiO2和NO2的结构和化学性质均不相似，D错误。
7答案：A
解析：Mc质子数为115，质量数为281，A项正确；287Mc与288Mc互为同位素，B项错误；Ca原子的中子数为41－20＝21，C项错误；Mc元素原子序数为115，位于元素周期表中第ⅤA族，D项错误。
8.
8答案：C
解析：M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的一种单质具有漂白性，则Z为O；Y的原子序数小于O，且能形成4个共价键，则Y为C；X的原子序数小于C，且能形成配位键，则X为B；M原子序数小于B，且能形成＋1价阳离子，则M为Li或H，根据图示化合物为离子化合物，可知M为Li；X和Y原子的最外层电子数之和为7，则W原子的最外层电子数为7，W为F或Cl。X、Y分别为B、C，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则酸性：H2CO3＞H3BO3，A项错误；M的单质为Li，Li与氧气反应生成Li2O，B项错误；W为F或Cl，简单氢化物为HF或HCl，沸点均低于水或过氧化氢的沸点，C项正确；X和W组成的化合物BF3或BCl3中，B原子均不满足8电子稳定结构，D项错误。
9答案：B
解析：元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，氢化物在水溶液中越不易电离出氢离子，非金属性：F＞Cl＞Br，则氢卤酸的酸性：HF＜HCl＜HBr，A项错误；同周期第ⅡA族与第ⅢA族的元素，原子序数之差可能为1（二、三周期）、11（四、五周期）、25（六、七周期），B项正确；铁元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，C项错误；F无正价，D项错误。
10答案：D
解析：X、Y、Z、M、Q为五种短周期元素，原子序数依次增大，Y元素的最高正价为＋4价，则该元素为第ⅣA族元素，又知Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族，则Y为C元素，Z为N元素，M为Si元素；化合物Z2X4的电子总数为18，则X的电子数为＝1，X为H元素，该化合物为N2H4；Q元素原子的最外层比次外层少一个电子，Q为第三周期元素，最外层电子数为7，则Q为Cl元素。同周期主族元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下原子半径依次增大，则原子半径：Z（N）＜Y（C）＜M（Si），A正确；同周期元素从左到右元素非金属性依次增强，同主族元素从上到下元素非金属性依次减弱，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，由于元素的非金属性：Z（N）＞Y（C）＞M（Si），则最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z（N）＞Y（C）＞M（Si），B正确；N2H4的结构简式可表示为H2N—NH2，分子中含两个氨基，可与酸反应，具有碱性，且该分子具有极性，与水分子间存在氢键，根据相似相溶原理可知，N2H4易溶于水，C正确；由X、Z和Q三种元素组成的NH4Cl为离子化合物，D错误。
a
c
11答案：D
解析：由以上分析可以知道a为C元素、b为Al元素、c为S元素，d为Cl元素。Al3＋发生水解使溶液呈酸性， S2－发生水解使溶液呈碱性，A正确；同周期自左而右原子半径减小，故原子半径Cl
解析：由题意可知X为H，W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍，则M为O元素，W为Mg元素，Y、Z分别为C、N元素；N是用量最多的金属元素，则N为Fe。同周期主族元素自左而右原子半径减小， 同主族元素自上而下原子半径增大，故原子半径Mg>C>N>O>H，A正确；Fe2O3可用作油漆和涂料，B正确；NH3的沸点小于H2O，C正确；工业上制备Mg单质的方法为电解熔融的MgCl2，D错误。
13答案：（1）第三周期第ⅥA 族 （2）NH4SCN
（3） N≡C—O—O—C≡N
（4）（CN）2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O
（5）2NH3＋4O3===NH4NO3＋4O2＋H2O
解析：元素W的一种核素的中子数为0，W是H元素；X的原子最外层电子数是次外层的2倍，X是C元素；Z2－电子层结构与氖相同，Z是O元素；M是S元素。W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Y是N元素。
（1）S位于元素周期表中第三周期第ⅥA族；
（2）化合物p由W、X、Y、M四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液，溶液变血红色p中含有SCN－；向p溶液中加入NaOH溶液并加热可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，p中含有NH。p的化学式为NH4SCN。（3）由X、Y、Z三种元素可组成摩尔质量为84 g·mol－1的物质q，且q分子中三种元素的原子个数之比为1∶1∶1。已知q分子中各原子均达到8电子稳定结构，且分子中不含双键，但含极性键和非极性键，q分子的结构式为N≡C—O—O—C≡N。（4）（CN）2的性质与Cl2相似，根据氯气与氢氧化钠反应，（CN）2与NaOH溶液反应的离子方程式为（CN）2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O。（5）常温下，1 mol O3能与氨气反应，生成一种常见的盐NH4NO3和1 mol O2，该反应的化学方程式为：2NH3＋4O3===NH4NO3＋4O2＋H2O。专练26 元素位－构－性综合推断
一、选择题
1．[2024·湖北卷]主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是（ ）
A．电负性：W>Y
B．酸性：W2YX3>W2YX4
C．基态原子的未成对电子数：W>X
D．氧化物溶于水所得溶液的pH：Z>Y
2．[2024·河北唐山考试]W、N、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y所处的周期序数与族序数相等。甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的化合物，丁是氯碱工业的一种产物，戊为二元化合物，常温下0.01 mol·L－1戊溶液的pH为2。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：N
C．物质丁中含有离子键和共价键
D．丙属于分子晶体
3．短周期主族元素 X、Y、Z、W的原子序数依次增大，四种元素形成的单质依次为m、n、p、q；r、t、u 是这些元素组成的二元化合物，其中u为葡萄酒中的抑菌成分；25 ℃，0.01 mol·L－1的v溶液中： ＝1.0×10－10。上述物质的转化关系如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．简单离子半径：W>Y>Z>X
B．W，Y分別与X元素形成的简单化合物的沸点：Y>W
C．Z2Y和ZX都只存在离子键
D．v能抑制水的电离，u能促进水的电离
4．已知A、B、C、D为短周期元素组成的四种物质，且D为强电解质。在一定条件下有如下转化关系：ABCD（其他相关物质可能省略）。下列说法不正确的是（ ）
A.A不可能为碳单质
B．若A为金属单质，则 A 一定位于第三周期第ⅠA族
C．若常温下D的浓溶液能使铁、铝钝化，则A可能是单质，也可能是化合物
D．若A是共价化合物，A的水溶液一定显碱性
5．[2024·北京朝阳质检]如图是部分短周期元素主要化合价与原子序数的关系图，X、Y、Z、W、R是其中的五种元素。下列说法正确的是（ ）
A．离子半径：Y＋>X2－
B．气态氢化物的热稳定性：H2W>H2X
C．Y＋、Z3＋、R－、WX在水中能大量共存
D．工业上利用电解熔融ZR3的方法制取金属Z
6.
如图所示，a、b、c均为非金属单质；d、e均为10电子共价化合物，且分子中所含原子数：d>e；f为离子化合物。下列说法正确的是（ ）
A．f受热易分解为d和e
B．单质c具有强还原性
C．稳定性：d>e
D．单质a中的元素在周期表中位于第二周期第ⅥA族
7．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：r（W）>r（Z）>r（Y）>r（X）
B．由X、Y组成的化合物是离子化合物
C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
8．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
,
E9.有M、A、B、D、N、E六种短周期元素原子序数依次增大，M元素的单质是自然界最轻的气体，N元素的原子半径是所在周期中最大的，A、B、D、E四种元素在周期表中的相应位置如下图，它们的原子序数之和为37。下列说法不正确的是（ ）
A.沸点：M2D>BM3>AM4
B.原子半径：rE>rA>rB>rD
C.化合物AnM2n分子中既含有极性键又含有非极性键
D.B元素的氢化物与D元素的单质在一定条件下能发生置换反应，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶3
10.
[2024·全国百强校郑州一中高三摸底测试]已知X、Y、Z、W、M均为短周期元素。25 ℃时，其最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01 mol·L－1）溶液的pH 和原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.X、M简单离子半径大小顺序：X>M
B.X、Y、T、W、M五种元素中只有一种是金属元素
C.Z的最高价氧化物的化学式为ZO3
D.X、Z的最简单气态氢化物反应现象：有白烟生成
11．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.W的简单氢化物的热稳定性比X的强
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不能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
12.
[2024·邢台二中月考]短周期主族元素a、b、c、d原子序数依次增大，b元素的一种同位素可用于考古年代鉴定。甲、乙分别是元素b、d的单质，通常甲为固体，乙为气体，0.001 mol·L－1的丙溶液pH＝3；W、X、Y均是由这些元素构成的二元化合物，Y是形成酸雨的主要物质之一。上述物质的转化关系如图，下列说法正确的是（ ）
A.原子半径：b>d>c
B.a、c形成的化合物一定是共价化合物
C.W、X、Y中X的熔沸点最高
D.Y、Z均可用排水法收集
二、非选择题
13．[2024·山西应县一中月考]下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如下图所示（部分产物及反应条件已略去）。已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。请回答下列问题：
（1）B中所含元素位于周期表中第 周期第 族。
（2）A在B中燃烧的现象是 。
（3）D＋E→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量比是 。
（4）G＋J→M的离子方程式是
________________________________________________________________________。
（5）Y受热分解的化学方程式是
________________________________________________________________________。
答案
1答案：D
解析：电负性：H
2答案：B
解析：由“W、N、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素”和“Y所处的周期序数与族序数相等”推出Y为Al，由“甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的化合物，丁是氯碱工业的一种产物”推出丁为NaOH，由“戊为二元化合物，常温下0.01 mol·L－1戊溶液的pH为2”推出戊为HCl，由图可知，甲既能与丁（NaOH）反应，又能与戊（HCl）反应，且生成的乙和丙反应又能生成甲，则甲为Al（OH）3，乙为NaAlO2，丙为AlCl3。进一步推出W、N、X、Z分别是H、O、Na、Cl。根据同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小，同一主族元素从上到下原子半径依次增大可知，原子半径：O
解析：X为H，Y为O，Z为Na，W为S。 电子层数越多，离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径： W>Y>Z>X，A正确； 水分子间含氢键，则W、Y分別与X元素形成的简单化合物的沸点： Y>W，B正确； Na2O和NaH均由阴阳离子构成，都只存在离子键，所以C正确； u为SO2，与水反应生成亚硫酸，溶液呈酸性，抑制水的电离，v为NaOH，抑制水的电离，D错误。
4答案：D
解析：如A为碳，则对应D为碳酸，为弱电解质，则A不可能为碳单质，A说法正确； 若A为金属单质，则短周期只有Na可发生连续氧化反应，A一定位于第三周期第ⅠA族，即A为Na，B说法正确； 若常温下D的浓溶液能使铁、铝钝化，可为硝酸或硫酸，对应的A可为S、N的单质，也可能为NH3或H2S，C说法正确； 如为A为H2S，则水溶液呈酸性，D说法错误。
5答案：C
解析：根据题图中数据，可推知X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。离子半径：r（O2－）>r（Na＋），A项错误；非金属性S
解析：a为N2，b为H2，c为F2，d为NH3，e为HF，f为NH4F。铵盐不稳定，加热易分解，结合氯化铵的性质可以知道，f受热易分解为d和e，A正确； c为F2，具有强氧化性，故B错误；非金属性F>N，则稳定性：e>d，C错误；N原子位于第二周期第VA族，D错误。
7答案：B
解析：本题涉及的考点有元素周期律和元素周期表的应用、原子半径大小的比较、元素金属性与非金属性的强弱判断与应用，通过元素推断的形式考查了学生提取、吸收、整合化学信息的能力，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
X是地壳中含量最多的元素，则X为O；Y的原子序数比X大且Y原子的最外层有2个电子，则Y为Mg；Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，则Z为Si；W为X位于同一主族，则W为S。A项，同周期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，则原子半径：r（Mg）>r（Si）>r（S）>r（O），即r（Y）>r（Z）>r（W）>r（X），错误；B项，由X、Y组成的化合物是MgO，为离子化合物，正确；C项，Si的最高价氧化物对应水化物是H2SiO3，S的最高价氧化物对应水化物是H2SO4，Si的非金属性弱于S，故H2SiO3的酸性比H2SO4弱，错误；D项，S的非金属性弱于O，H2S的热稳定性比H2O弱，错误。
8答案：B
解析：由于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，则a的原子序数应为8，所以a为氧元素。c所在周期数与族数相同，则c只能为Al，又由于d与a同族，d为S；则b为Na或Mg。由于b、c、d在第3周期，则原子半径为b>c>d，d与a同主族，则原子半径d>a，A错误；同周期从左到右，金属性逐渐减弱，则金属性b>c，B正确；c为Al，其氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，C错误；d与a属于第ⅥA族，分别为S和O，同一主族的非金属性从上到下逐渐减弱，因此a单质的氧化性比d单质的氧化性强，D错误。
A
B
D
E
9答案：D
解析：M元素的单质是自然界最轻的气体，M为H；N元素的原子半径是所在周期原子半径最大的，则N应为第三周期第ⅠA族的Na；结合图中的位置，设A的原子序数为x，则B为x＋1，D为x＋2，E为x＋10，它们的原子序数之和为37，所以x＋x＋1＋x＋2＋x＋10＝37，x＝6，即A为C，B为N、D为O，E为S；由上述分析可以知道，M为H，A为C，B为N，D为O，N为Na，E为S。水分子间含氢键，且氢键数目比氨分子多，甲烷不含氢键，则沸点：M2D>BM3>AM4，A正确；电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：rE>rA>rB>rD，B正确； 化合物AnM2n分子中既含有C、H形成的极性键又含有C、C形成的非极性键，C正确； B元素的氢化物与D元素的单质在一定条件下能发生置换反应，为4NH3＋3O22N2＋6H2O, O元素的化合价降低、N元素的化合价升高，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶4，故D错误。
10答案：C
解析：根据X、Y、Z、W、M最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01 mol·L－1）溶液的pH和原子半径的关系：NaOH溶液的pH为12，则M为Na，X、Z的最高价氧化物对应的水化物的溶液pH＝2，且Z的原子半径大于X，则X为N元素，Z为氯元素；Y对应pH>2，原子半径大于N小于Cl，则Y为C元素，W对应的pH<2，为S元素；离子半径N3－>Na＋，A正确；五种元素中只有钠为金属，B正确；氯的最高价氧化物的化学式是Cl2O7，C错误；氯化氢和氨气相遇反应生成氯化铵，有白烟产生，D正确。
11答案：A
解析：根据“Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的”可知Y为Na，根据“W的简单氢化物可用作制冷剂”可知W为N，根据“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”可知该盐为Na2S2O3，则X为O，Z为S。X的简单氢化物为H2O，W的简单氢化物为NH3，H2O的热稳定性比NH3强，A项错误；Y的简单离子为Na＋，X的简单离子为O2－，Na＋与O2－电子层结构相同，B项正确；Y与Z形成的化合物为Na2S，其水溶液为碱性，不能使蓝色石蕊试纸变红，C项正确；S与O属于同一主族，S与Na属于同一周期，D项正确。
12答案：C
解析：根据已知条件，结合物质的转化关系图，可知：a、b、c、d分别为：H、C、N、O这四种元素，甲、乙、丙、W、X、Y、Z分别为：C、O2 、HNO3 、CO2 、H2O、 NO2、NO，根据分析可解答问题。b、c、d分别为C、N、O，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径的大小：b>c>d，A错误；a、c分别为H、N，可以形成离子化合物NH4H，B错误；W、X、Y分别为CO2 、H2O、 NO2，由于H2O分子间能形成氢键，所以H2O的熔、沸点最高，C正确；Y、Z分别为：NO2、NO，NO2能与水反应生成一氧化氮和硝酸，NO2不能用排水法收集，D错误。
13答案：（1）三 ⅦA
（2）产生苍白色火焰
（3）2∶1
（4）3AlO＋Fe3＋＋6H2O===3Al（OH）3↓＋Fe（OH）3↓
（5）4Fe（NO3）32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑
解析：“A、B为气态单质”，结合图中所示的信息“A、B、C是由X电解产生”，猜测出该反应为电解饱和食盐水反应，可得X为NaCl，C为NaOH，A、B为H2和Cl2（但具体哪个是Cl2需要根据后面的信息得知）；D由A、B反应得到，故D为HCl；由“E为黑色固体且为氧化物”，再由图中所示，单质B由D（HCl）、E反应得到，可推测出该反应为实验室制氯气的反应，故E为MnO2，B为Cl2，A为H2；由题干中“F是地壳中含量最多的金属元素的单质”可得，F为Al；G由C（NaOH）与F（Al）反应得，故G应为NaAlO2；由题干中“I为氧化物且为红棕色气体”得I为NO2；由“M为红褐色沉淀”可知M为Fe（OH）3，同时也说明Y中存在元素Fe；由“H为氧化物”以及“I为NO2”可猜测出YH＋I应为硝酸盐分解反应：4Fe（NO3）32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑，则Y为Fe（NO3）3，H为Fe2O3，很明显J为FeCl3，N为HNO3。
（1）B为Cl2，Cl位于元素周期表中第三周期第Ⅶ族。
（2）氢气（A）在氯气（B）中燃烧的现象是产生苍白色火焰。
（3）D＋E→B为实验室制氯气的反应，化学方程式为4HCl（浓）＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，可见被氧化与被还原的物质的量之比为2∶1。
（4）该反应为双水解反应：3AlO＋Fe3＋＋6H2O===3Al（OH）3↓＋Fe（OH）3↓。
（5）此为硝酸盐不稳定受热分解反应：4Fe（NO3）32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑。专练27 原子结构与元素性质
一、选择题
1．[2024·安徽卷]某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.该物质中Ni为＋2价
B.基态原子的第一电离能：Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
2．下列说法正确的是（ ）
A.电子云就是电子运动的形态
B.焰色反应产生的是发射光谱
C.铜原子处于基态时的核外电子排布式为3d104s1
D.核外电子运动状态可以用牛顿运动定律来描述，也可以用统计方法来描述
3．[2024·甘肃镇原二中期中]下表列出了某短周期主族元素R的各级电离能数据（用I1、I2……表示，单位为 kJ·mol－1）。
元素 I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500 ……
下列关于R元素的叙述中一定正确的是（ ）
A．R的最高化合价为＋3价
B．R元素位于元素周期表的第ⅡA族
C．R元素的原子最外层共有4个电子
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
4．[2024·保定高三月考]下列是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质
A B C D E
化合价 －4 －2 －1 －2 －1
电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0
下列判断正确的是（ ）
A．C、D、E的氢化物的稳定性顺序为C>D>E
B．元素A的最外层轨道中无自旋方向相同的电子
C．元素B、C不可能形成化合物
D．与元素B同周期第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
5．[2024·高三专项综合测试]具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是（ ）
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子
D．原子核外M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的两种原子
6．[2024·湖北十一校联考]下列说法正确的是（ ）
A．基态锰原子的价电子排布图：
B．ZnGeAs2是重要的半导体化合物，其中元素Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为Ge>As>Zn
C．在共价化合物中，一定存在极性键，可能存在非极性键，一定不存在离子键
D．CCl4、PCl5、CS2分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构
7．[2024·湖北省八市高三联考]X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种元素，X2－和Y＋具有相同的电子构型；Z、W为同周期元素，Z核外电子总数是其最外层电子数的3倍；W最外层有一个未成对电子。下列说法错误的是（ ）
A．X有多种同位素，可使用质谱法加以区分
B．X和Y的氢化物所属的晶体类型分别为分子晶体和离子晶体
C．基态Z原子的核外电子有9种不同的空间运动状态
D．工业上可采用电解YW溶液的方式制备单质Y
8．[2023·辽宁卷]下列化学用语或表述正确的是（ ）
A．BeCl2的空间结构：V形
B．P4中的共价键类型：非极性键
C．基态Ni原子价电子排布式：3d10
D．顺 2 丁烯的结构简式：
9．[2024·浙江镇海中学模拟]X、Y、Z、W、Q为五种短周期主族元素，且原子序数依次增大。Z、W位于同一主族，Q、W位于同一周期且相邻。X的单质在标准状况下的密度约为0.09 g·L－1，Y的同位素可用于测定文物年代，Z的某种单质可用作自来水消毒剂。下列说法正确的是（ ）
A．电负性：Z>W>Q
B．键角：X2W>X2Z
C．YW2、X2Z2均为非极性分子
D．Q和Z可形成原子个数比分别为1∶2、2∶3的两种分子
10．[2024·浙江1月]下列表示不正确的是（ ）
A.中子数为10的氧原子：8O
B.SO2的价层电子对互斥（VSEPR）模型：
C.用电子式表示KCl的形成过程：
D.的名称：2 甲基 4 乙基戊烷
二、非选择题
11．[2024·辽宁大连测试]嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。其所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓（GaAs）太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：
（1）基态Ga原子价电子排布式为 ，核外电子占据最高能级的电子云形状为 ；基态As原子最高能层上有 个电子。
（2）镓失去电子的逐级电离能（单位：kJ·mol－1）的数值依次为577、1 985、2 962、6 192，由此可推知镓的主要化合价为 和＋3，砷的第一电离能比镓 （填“大”或“小”）。
（3）第四周期元素中，与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素符号为 。
（4）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700 ℃制得，（CH3）3Ga中Ga原子的杂化方式为 ，AsH3分子的空间构型为 。
（5）相同压强下，AsH3的沸点 （填“大于”或“小于”）NH3，原因为
________________________________________________________________________。
（6）GaAs为共价晶体，其晶胞结构如图所示，Ga与As以 （填“共价键”或“离子键”）键结合。设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶胞边长为a pm，则GaAs晶体的密度为 g·cm－3（列出计算式即可）。
12．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
（1）元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式 。
（2）d与a反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为 。
（3）h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光原因： 。
（4）o、p两元素的部分电离能数据列于下表：
元素 o p
电离能 /kJ·mol－1 I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是____________________________________________________________。
（5）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图所示，其中电负性最大的是 （填下图中的序号）。
（6）表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，则该元素是 （填元素符号）。
答案
1答案：C
解析：P原子的3个孤电子与苯环形成共用电子对，P原子剩余一个孤电子对与Ni形成配位键，Cl－也有孤电子对，也能与Ni形成共价键，结合各元素化合价代数和为0知，Ni为＋2价，A项正确；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：Cl>P，B项正确；该物质中碳原子位于苯环上，杂化类型为sp2，P形成4个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp3，C项错误；基态Ni原子核外有28个电子，电子排布式为[Ar]，价电子排布式为，D项正确。
2答案：B
解析：电子云表示电子在单位体积内出现概率的大小，不是电子运动形态，A错；发生焰色反应时，物质的能量升高，电子向能力高的轨道跃迁，是发射光谱，B正确；3d104s1是铜原子的外围电子排布式，C错；电子运动状态不能用牛顿运动定律来描述，D错。
3答案：B
解析：由R元素的各级电离能数据可知，I2、I3之间相差较大，说明R原子最外层有2个电子，其最高化合价为＋2价，A、C错误；又因R元素为短周期主族元素，则R元素位于元素周期表的第ⅡA族，R可能是Be元素或Mg元素，故其基态原子的电子排布式为1s22s2或[Ne]3s2，B正确、D错误。
4答案：D
解析：根据电负性和最低负化合价，推知A为C、B为S、C为Cl、D为O、E为F。C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，氢化物稳定性为：HF>H2O>HCl，A错误；C元素最外层电子排布为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个轨道，且自旋方向相同，B错误； S最外层有6个电子，Cl原子最外层有7个电子，它们之间可形成化合物，如S2Cl2，C错误； Na能与H2O发生置换反应生成NaOH、H2，D正确。
5答案：B
解析：电子层上全部都是s电子的原子不一定属于同一周期，如H和Li，故A错误；3p能级上只有一个空轨道的原子是Si原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子是Al或Cl，对应元素一定属于第三周期，故B正确；最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne、最外层电子排布为2s22p6的离子是F－、Na＋等，故C错误；原子核外M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的原子可能是Ar、K、Ca，不一定处于同一周期，故D错误。
6答案：C
解析：锰为25号元素，基态锰原子的价电子排布图为
，A项错误；同周期元素电负性从左往右逐渐增大，元素Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为As>Ge>Zn，B项错误；共价化合物指只含共价键的化合物，一定不存在离子键，一定存在极性键，可能存在非极性键，C项正确；PCl5的P原子最外层为10个e－，不满足最外层8电子稳定结构，D项错误。
7答案：D
解析：X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种元素，Z核外电子总数是其最外层电子数的3倍，则Z为P，Z、W为同周期元素，且W最外层有一个未成对电子，则W为Cl，X2－和Y＋具有相同的电子构型，则X为O，Y为Na。质谱法是测定相对分子质量的重要方法，可以用于测定不同的同位素，A项正确；H2O、H2O2常温下为液体，熔沸点较低，为分子晶体，NaH常温下为固体，熔点较高，为离子晶体，B项正确；基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，核外电子有9种不同的空间运动状态，C项正确；工业上采用电解熔融NaCl的方式制备单质Na，D项错误。
8答案：B
解析：BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线形分子，A错误；P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确；Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误；顺 2 丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为，D错误；故答案选B。
9答案：D
解析：
去情境抓关键
推断具体元素
X的单质在标准状况下的密度约为0.09 g·L－1
X为H
Y的同位素可用于测定文物年代
Y为C
Z元素的某种单质可用作自来水消毒剂，Z、W位于同一主族且原子序数Z
Q、W位于同一周期且相邻，且原子序数Q>W
Q为Cl
同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小；且由Cl与O组成的化合物中，Cl显正价，O显负价，则电负性O>Cl，所以电负性O>Cl>S，A错误。X2W为H2S，X2Z为H2O，H2S、H2O的中心原子均为sp3杂化，孤电子对数均为2，但O的电负性大于S的，O吸引电子的能力更强，O、H间共用电子对更偏向O，使得H2O中成键电子对间的斥力更强，故H2O的键角大于H2S的键角，B错误。CS2为非极性分子，H2O2为极性分子，C错误。Q为Cl，Z为O，Cl为O可形成Cl2O、ClO2、Cl2O3等，D正确。
答案：D
解析：O的质量数为18，质子数为8，中子数＝质量数－质子数＝18－8＝10，A项正确；SO2中心S原子的价层电子对数为2＋＝3，有1个孤电子对，其VSEPR模型为平面三角形，B项正确；KCl为离子化合物，用电子式表示KCl的形成过程为，C项正确；根据题给有机物的结构简式知，其主链上有6个碳原子，其中第2、4号碳原子上连有甲基，根据系统命名法，该有机物的名称为2，4 二甲基己烷，D项错误。
10答案：（1）4s24p1 哑铃形（或纺锤形） 5
（2）＋1 大
（3）V、Co
（4）sp2 三角锥形
（5）小于 NH3与AsH3的结构相似，NH3之间能形成氢键，沸点更高
（6）共价键
解析：（1）Ga是31号元素，其基态原子价电子排布式为4s24p1；核外电子占据的最高能级为4p，其电子云形状为哑铃形；As是33号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，最高能层为N层，有5个电子。（2）根据题中数据知，镓失去1个电子所需能量较小，失去3个电子后电离能突变，由此可推知镓的主要化合价为＋1和＋3；基态As原子4p能级电子排布为半充满的较稳定状态，其第一电离能较大，故砷的第一电离能比镓的第一电离能大。（3）基态As原子核外未成对电子有3个，第四周期元素中未成对电子数目为3的还有V和Co。（4）（CH3）3Ga中Ga原子的价层电子对数是3，根据价层电子对互斥理论推断Ga原子的杂化类型为sp2；AsH3分子中As原子的价层电子对数＝3＋＝4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论推断其空间构型为三角锥形。（5）NH3与AsH3的结构相似，但NH3之间能形成氢键，沸点更高。（6）由GaAs为共价晶体知，Ga和As原子之间以共价键键合，该晶胞中Ga原子个数是4、As原子个数＝8×＋6×＝4，根据ρ＝，可得其密度为 g·cm－3＝ g·cm－3。
11答案：（1）1s22s22p63s23p63d64s2 （2）sp3
（3）电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量
（4）Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定
（5）2 （6）Al
解析：（1）26号为铁元素，核外有26个电子，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2；（2）d为N元素，a为H元素，二者形成的NH3中N的孤电子对数＝×（5－3×1）＝1，则其价电子对数＝1＋3＝4，故NH3的中心原子N的杂化形式为sp3；（3）h为Mg元素，电子从能量高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量；
（4）o为Mn元素，p为Fe元素，原子轨道处于半满、全满、全空时能量最低最稳定。Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定，故Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难；
（5）同周期自左而右电负性增大，则电负性最大的为Cl，第三周期元素单质的熔点是：Si＞Al＞Mg＞Na＞S＞P＞Cl2＞Ar，故2为Cl；
（6）该主族元素第四电离能剧增，则其最外层有三个电子，为第三主族元素，为表中的i元素，即Al。专练28 分子空间结构与物质性质
一、选择题
1．[2024·吉林卷]如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是（ ）
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A．单质沸点：Z>Y>W
B．简单氢化物键角：X>Y
C．反应过程中有蓝色沉淀产生
D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
2．[2024·石家庄市质量检测]物质的结构决定其性质，下列事实与解释相符的是（ ）
选项 事实 解释
A CF4是非极性分子 C原子处在4个F原子所组成的正方形中心，键的极性的向量和为零
B Ge原子间难以形成π键 Ge的原子半径较大，未杂化的p轨道很难重叠
C 干冰的熔点低于SiO2 2个C===O键的键能之和小于4个Si—O键的键能之和
D 利用杯酚可分离C60和C70 超分子具有自组装的特征
3．[2024·吉林卷]下列化学用语或表述正确的是（ ）
A．中子数为1的氦核素：He
B．SiO2的晶体类型：分子晶体
C．F2的共价键类型：p—p σ键
D．PCl3的空间结构：平面三角形
4．[2024·湖北卷]基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是（ ）
A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
5．[2024·安徽卷]下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是（ ）
A．键角：NH3>NO
B．熔点：NH2OH>[NH3OH]Cl
C．25 ℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O>N—H…N
6．[2023·湖北卷]价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是（ ）
A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B．SO和CO的空间构型均为平面三角形
C．CF4和SF4均为非极性分子
D．XeF2与XeO2的键角相等
7．[2023·新课标卷]“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼（NH2NH2），其反应历程如下所示。
下列说法错误的是（ ）
A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B．反应涉及N－H、N－O键断裂和N－N键生成
C．催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋
D．将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2
8．[2024·北京清华附中阶段检测]已知SiCl4与N 甲基咪唑（）反应可以得到M2＋，其结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．M2＋中Si的配位数是6
B．1个M2＋中含有42个σ键
C．SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高
D．气态SiCl4分子的空间结构为正四面体形
9．[2024·兰州市高三诊断考试]化学用语是表述化学学科知识的专业语言符号。下列说法不正确的是（ ）
A．基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1
B．Cl2O的电子式：Cl∶∶Cl
C．OF2和ClO的VSEPR模型均为四面体形
D．ICl和NH3均为极性分子
10．[2024·浙江1月]X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，短周期中M电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，下列说法不正确的是（ ）
A．沸点：X2Z>X2Q
B．M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2
C．化学键中离子键成分的百分数：M2Z>M2Q
D．YZ与QZ离子空间结构均为三角锥形
11．[2022·湖北卷]磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O===P（N3）3。下列关于该分子的说法正确的是（ ）
A．为非极性分子
B．立体构型为正四面体形
C．加热条件下会分解并放出N2
D．分解产物NPO的电子式为N P
二、非选择题
12．[2022·全国甲卷（节选）]
2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH2===CH2）与四氟乙烯（CF2===CF2）的共聚物（ETFE）制成。回答下列问题：
（1）基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为 。
（2）图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化图是 （填标号），判断的根据是___________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
第三电离能的变化图是 （填标号）。
（3）固态氟化氢中存在（HF）n形式，画出（HF）3的链状结构 。
（4）CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因 。
13．[2024·浙江1月]氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
（2）下列说法正确的是 。
A．电负性：B>N>O
B．离子半径：P3－
（3）①H2N—NH2＋H＋―→H2N—NH，其中—NH2的N原子杂化方式为 ，比较键角∠HNH：H2N—NH2中的—NH2 H2N—NH中—NH（填“>”“<”或“＝”），请说明理由
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②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中之一是NO。比较氧化性强弱：NO HNO3（填“>”“<”或“＝”）；写出A中阴离子的结构式
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答案
1答案：D
解析：常温下，单质S呈固态，O2、H2均呈气态，且相对分子质量O2>H2，则分子间作用力O2>H2，故单质的沸点：S>O2>H2，A正确；NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3杂化，但N、O上分别有1，2个孤电子对，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，故简单氢化物的键角：NH3>H2O，B正确；向CuSO4溶液中逐渐通入NH3，先生成蓝色Cu（OH）2沉淀，当NH3过量时，Cu（OH）2沉淀溶解生成深蓝色的Cu（NH3）4SO4溶液，C正确；配合物Cu（NH3）4SO4中Cu2＋提供空轨道，N原子提供孤电子对形成配位键，即其中配位原子是N，D错误。
2答案：B
解析：CF4中C与4个F形成4个σ键，孤对电子数为0，所以C原子采用sp3杂化，则CF4为正四面体形结构，该分子正负电荷中心重合，为非极性分子，A项事实与解释不相符；Ge的原子半径较大，未杂化的p轨道很难有效肩并肩重叠形成π键，B项事实与解释相符；干冰（二氧化碳）为分子晶体、二氧化硅为共价晶体，共价晶体的熔沸点高于分子晶体，C项事实与解释不相符；杯酚可分离C60与C70是由于杯酚能与C60形成超分子，而不能与C70形成超分子，反映出超分子具有分子识别的特性，D项事实与解释不相符。
3答案：C
解析：中子数为1的氦元素的质量数为3，表示为He，A错误；二氧化硅为共价晶体，B错误；F2中的共价键由2个F原子各提供1个未成对电子的2p原子轨道重叠形成，为p p σ键，C正确；的中心P原子的价层电子对数为3＋＝4，有1个孤电子对，故的空间结构为三角锥形，D错误。
4答案：A
解析：中心原子含有孤电子对的分子，其空间结构与VSEPR模型不同，A错误。
5答案：D
解析：NH3中N为sp3杂化，NO－3中N为sp2杂化，则键角：NH3
6答案：A
解析：甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4，水分子的中心原子价层电子对数也为4，所以他们的VSEPR模型都是四面体，A正确；SO的孤电子对数为1，CO的孤电子对数为0，所以SO的空间构型为三角锥形，CO的空间构型为平面三角形，B错误，CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF2和XeO2分子中，孤电子对数不相等，孤电子对数越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误；故选A。
7答案：D
解析：NH2OH、NH3、H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；由反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确；由反应历程可知，反应过程中，Fe2＋先失去电子发生氧化反应生成Fe3＋，后面又得到电子生成Fe2＋，C正确；由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误；故选D。
8答案：B
解析：由图可知，中心Si原子与Cl之间、与N原子之间均形成配位键，故其配位数是6，A项正确；单键为σ键，双键为1个σ键和一个π键，配位键也为σ键，故1个M2＋中含有54个σ键，B项错误；由于SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，沸点逐渐升高，故SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高，C项正确；SiCl4的中心原子Si原子的价层电子对数为4＋＝4，无孤电子对，故气态SiCl4分子的空间结构为正四面体形，D项正确。
9答案：B
解析：Cr是24号元素，基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1，A项正确；Cl2O中Cl原子的最外层电子数为7，Cl和O原子之间存在1对共用电子，各原子最外层均满足8电子稳定结构，故其电子式为∶∶∶∶，B项错误；OF2的中心O原子的价层电子对数为2＋×（6－2×1）＝4，ClO的中心Cl原子的价层电子对数为2＋×（7＋1－2×2）＝4，故二者的VSEPR模型均为四面体形，C项正确；ICl中I原子和Cl原子之间形成1对共用电子，其结构为I—Cl，结构不对称，为极性分子，NH3为三角锥形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，D项正确。
10答案：D
解析：X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，则X为H，短周期中M电负性最小，则M为Na，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，则Z为O，Z与Y、Q相邻，则Y为N，Q为S。H2O可形成分子间氢键，故沸点：H2O>H2S，A项正确；O与S同主族，其化学性质相似，Na与O可形成Na2O、Na2O2，故Na与S也可形成Na2S、Na2S2，B项正确；电负性差值越大，离子键成分的百分数越大，同主族元素自上而下电负性依次降低，O的电负性大于S，则离子键成分的百分数：Na2O>Na2S，C项正确；NO的中心N原子的孤电子对数＝＝0，为sp2杂化，则NO的空间构型为平面三角形，D项错误。
11答案：C
解析：从结构简式可知该分子正负电荷中心不重合，是极性分子，A项错误；P连接的四个原子或原子团不完全相同，故立体构型不可能为正四面体形，B项错误；O===P（N3）3的分解产物为NPO（D项中提示），N元素化合价降低，由得失电子守恒知，其分解还会产生N2，C项正确；NPO的电子式是∶N P，D项错误。
12答案：（1）
（2）a 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大 b
（3）H—F…H—F…H—F
（4）sp2 sp3 F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大
解析：（1）基态F原子的价电子排布式为2s22p5，故其价电子排布图（轨道表示式）为
（2）C、N、O、F均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力增强，第一电离能逐渐增大，但N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大，故选a；C原子失去2个电子后达到2s2全满稳定结构，再失去1个电子较难，故第三电离能比N原子大，故选b。（3）固态氟化氢分子间存在氢键，故（HF）3的链状结构为H—F…H—F…H—F。（4） CF2===CF2分子中C原子形成碳碳双键，故C原子为sp2杂化；ETFE是乙烯与四氟乙烯的共聚物，可表示为?CH2—CH2—CF2—CF2?，故在ETFE分子中碳原子为sp3杂化；由于F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。
13答案：（1）Cr（H2O）4Cl2或CrCl2·4H2O 分子晶体
（2）CD
（3）①sp3 < —NH2中N有孤电子对，对成键电子对的斥力大，键角小
解析：（1）由晶胞结构可知，晶胞顶点和面心处原子团是一样的，均为CrCl2·4H2O，故该化合物的化学式为CrCl2·4H2O，其晶体类型为分子晶体。（2）同一周期主族元素，从左到右，电负性依次增大，故电负性顺序为O>N>B，A项错误；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，故离子半径顺序为P3－>S2－>Cl－，B项错误；同一周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素例外，故第一电离能：Ge
