2018年化學(xué)高考題分類解析考點(diǎn)5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律

高考試題分類解析PAGE考點(diǎn)5物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律一、選擇題1.(2018·全國卷Ⅰ·12)主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10;W與Y同族;W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應(yīng),其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是 ()A.常溫常壓下X的單質(zhì)為氣態(tài)B.Z的氫化物為離子化合物C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈堿性D.W與Y具有相同的最高化合價【命題意圖】本題主要根據(jù)元素周期律和元素周期表的知識考查物質(zhì)的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)?！窘馕觥窟xB。根據(jù)“W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應(yīng),其生成物可腐蝕玻璃”,可以推測W與Z其中一個為氟元素,依據(jù)W與Y同族且主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加,知W是氟元素;根據(jù)“W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10”可知Z可能為Ca(或K),X可能為Na(或Mg),由于W與Y同族,且原子序數(shù)增加,故Y是Cl。常溫常壓下,Na(或Mg)為固體,A不正確;Z的氫化物CaH2(或KH)為離子化合物,B正確;Y和Z形成的化合物為CaCl2(或KCl),其水溶液呈中性,C不正確;氟元素?zé)o正價,D不正確。2.(2018·全國卷Ⅱ·10)W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體;Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍;Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同。下列敘述正確的是 ()A.X與其他三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物B.Y與其他三種元素分別形成的化合物中只含有離子鍵C.四種元素的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)D.W的氧化物對應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸【命題意圖】本題考查元素周期律和元素周期表的題目應(yīng)按如下思路分析:(1)首先要抓住題干中關(guān)鍵信息,準(zhǔn)確推斷題給元素;(2)其次確定有關(guān)短周期主族元素在周期表中的位置;(3)最后依據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律來推斷各選項(xiàng)表述是否正確?！窘馕觥窟xA。W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W與X生成一種紅棕色氣體,則W為氮元素,X為氧元素;Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍,則Y為鈉元素;故Z為第3周期元素,Z的最外層電子數(shù)與W(N)的電子總數(shù)相同,因此Z為氯元素。氧元素可以與其余元素N、Na、Cl形成多種二元化合物,故A項(xiàng)正確;鈉元素與氧元素形成的化合物Na2O2中含有離子鍵和共價鍵,故B項(xiàng)錯誤;N、O、Na形成的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,均為10電子微粒,而氯元素形成的簡單離子為18電子結(jié)構(gòu),故C項(xiàng)錯誤;N的氧化物對應(yīng)的水化物有HNO2和HNO3,其中HNO2為弱酸,故D項(xiàng)錯誤?！疽族e警示】本題容易忽視HNO2為弱酸,從而錯選D項(xiàng)。3.(2018·全國卷Ⅲ·13)W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大,元素X和Z同族。鹽YZW與濃鹽酸反應(yīng),有黃綠色氣體產(chǎn)生,此氣體同冷燒堿溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列說法正確的是 ()A.原子半徑大小為W<X<Y<ZB.X的氫化物水溶液酸性強(qiáng)于Z的C.Y2W2與ZW2均含有非極性共價鍵D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下W的單質(zhì)狀態(tài)與X的相同【命題意圖】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期表知識,意在考查學(xué)生利用所學(xué)元素周期表知識解決元素推斷題型的能力?！窘馕觥窟xD。結(jié)合題中所給信息“鹽YZW與濃鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體產(chǎn)生,此氣體同冷燒堿溶液作用,可得到含YZW的溶液”可推知YZW為NaClO,由此可推知W為O,Y為Na,Z為Cl,再結(jié)合信息元素X和Z同族,可知X為F。A項(xiàng)原子半徑應(yīng)為F<O<Cl<Na,故A錯誤;B項(xiàng)氫氟酸為弱酸,而鹽酸為強(qiáng)酸,故B錯誤;C項(xiàng)Na2O2中含有非極性鍵,而ClO2中只含極性鍵,故C錯誤;D項(xiàng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2和F2均為氣態(tài),故D正確?！局R拓展】1.物質(zhì)中化學(xué)鍵的存在規(guī)律(1)離子化合物中一定存在離子鍵,可能存在共價鍵。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共價化合物中只存在共價鍵,一定沒有離子鍵,如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。(3)在非金屬單質(zhì)中只有共價鍵,如Cl2、O2、金剛石等。(4)構(gòu)成稀有氣體的單質(zhì)分子,由于原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),是單原子分子,分子中不存在化學(xué)鍵。(5)非金屬元素的原子間也可以形成離子鍵,如NH4Cl。2.離子半徑的比較(1)同種元素的陰離子半徑大于原子半徑、陽離子半徑小于原子半徑。如r(Cl-)>r(Cl)、r(Na+)<r(Na)。(2)同周期元素的原子,隨著核電荷數(shù)的增加,原子半徑逐漸減小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)。(3)電子排布相同的陰陽離子,隨著電荷數(shù)的增加,離子半徑逐漸減小。如r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)4.(2018·北京高考·7)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是 ()A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C—C鍵D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率【命題意圖】本題考查了化學(xué)鍵的斷裂、形成與能量之間的關(guān)系,同時考查了平衡轉(zhuǎn)化率的影響因素等。【解題關(guān)鍵】解答本題需要注意以下兩點(diǎn):(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂、新鍵形成。(2)催化劑無法使化學(xué)平衡發(fā)生移動。【解析】選D。由圖示可知,CO2和CH4完全轉(zhuǎn)化CH3COOH,總反應(yīng)的原子利用率為100%,A正確;化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂、新化學(xué)鍵形成,故CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂,B正確;由圖示可知,狀態(tài)①的能量高于狀態(tài)②,故①→②放出能量并形成了C—C鍵,C正確;催化劑能改變反應(yīng)速率,但是無法使平衡發(fā)生移動,故平衡轉(zhuǎn)化率不變,D錯誤。5.(2018·北京高考·8)下列化學(xué)用語對事實(shí)的表述不正確的是 ()A.硬脂酸與乙醇的酯化反應(yīng):C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+HB.常溫時,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OHC.由Na和Cl形成離子鍵的過程:D.電解精煉銅的陰極反應(yīng):Cu2++2e-Cu【命題意圖】本題考查了常見化學(xué)用語,旨在考查學(xué)生對酯化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、弱電解質(zhì)的電離、電子式表示物質(zhì)的形成過程、電解原理的應(yīng)用等的理解?！窘馕觥窟xA。酯化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是酸去羥基醇去氫,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2A錯誤;常溫時,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1<13,說明一水合氨不能完全電離,是弱電解質(zhì),電離方程式為NH3·H2ONH4++OH-,B正確;由Na和Cl形成離子鍵的過程:,C正確;電解時陽離子在陰極放電,陰極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu,D正確。【教材回扣】氯化鈉的形成過程:;P76乙酸乙酯的制備反應(yīng)方程式:+H—O—C2H5+H2O。6.(2018·北京高考·10)一種芳綸纖維的拉伸強(qiáng)度比鋼絲還高,廣泛用作防護(hù)材料。其結(jié)構(gòu)片段如下圖。下列關(guān)于該高分子的說法正確的是 ()A.完全水解產(chǎn)物的單個分子中,苯環(huán)上的氫原子具有不同的化學(xué)環(huán)境B.完全水解產(chǎn)物的單個分子中,含有官能團(tuán)—COOH或—NH2C.氫鍵對該高分子的性能沒有影響D.結(jié)構(gòu)簡式為:【解析】選B。根據(jù)圖示可知,該高分子完全水解后生成、,苯環(huán)上的氫原子具有相同的化學(xué)環(huán)境,含有官能團(tuán)—COOH或—NH2,A錯誤,B正確;氫鍵能影響物質(zhì)的物理性質(zhì),故氫鍵對該高分子的性能有影響,C錯誤;該高分子的結(jié)構(gòu)簡式為,D錯誤。7.(2018·天津高考·2)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較,結(jié)論正確的是 ()A.溶解度:Na2CO3<NaHCO3B.熱穩(wěn)定性:HCl<PH3C.沸點(diǎn):C2H5SH<C2H5OHD.堿性:LiOH<Be(OH)2【命題意圖】本題考查物質(zhì)的性質(zhì)。意在考查學(xué)生對常見物質(zhì)性質(zhì)的掌握程度,利用金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱比較判斷對應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)等?！窘馕觥窟xC。溶解度:碳酸鈉大于碳酸氫鈉,A錯誤;非金屬性:氯元素大于磷元素,故熱穩(wěn)定性:HCl>PH3,B錯誤;乙醇分子之間能形成氫鍵,沸點(diǎn):乙醇大于乙硫醇,C正確;金屬性:鋰大于鈹,堿性:LiOH>Be(OH)2,D錯誤?！疽族e警示】凡是分子之間能形成氫鍵的物質(zhì),其熔沸點(diǎn)較高。8.(2018·江蘇高考·2)用化學(xué)用語表示NH3+HClNH4Cl中的相關(guān)微粒,其中正確的是 ()A.中子數(shù)為8的氮原子:7B.HCl的電子式:H+[··C.NH3的結(jié)構(gòu)式:D.Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖:【命題意圖】本題考查化學(xué)用語,較易?！窘馕觥窟xC。A項(xiàng),中子數(shù)為8的N,其質(zhì)量數(shù)為15,故應(yīng)寫成

715N,錯誤;B項(xiàng),HCl為共價化合物,電子式應(yīng)為H··Cl······,錯誤;C項(xiàng),NH3的結(jié)構(gòu)中N與三個氫原子以共價鍵相連,正確;D項(xiàng)9.(2018·江蘇高考·8)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X是地殼中含量最多的元素,Y原子的最外層只有一個電子,Z位于元素周期表ⅢA族,W與X屬于同一主族。下列說法正確的是 ()A.原子半徑:r(W)>r(Z)>r(Y)B.由X、Y組成的化合物中均不含共價鍵C.Y的最高價氧化物的水化物的堿性比Z的弱D.X的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)【命題意圖】本題考查元素周期律,較易。【解析】選D。地殼中含量最多的元素X為氧元素;Y的原子序數(shù)大于X,且Y的最外層只有一個電子,則Y為鈉元素;原子序數(shù)大于Na且為第ⅢA族元素,則Z為鋁元素;W與X同一主族,則W為硫元素。A項(xiàng),原子半徑:Na>Al>S,錯誤;B項(xiàng),Na2O2中過氧根中的兩個氧原子之間為共價鍵,錯誤;C項(xiàng),堿性:NaOH>Al(OH)3,錯誤;D項(xiàng),O的非金屬性強(qiáng)于S,則熱穩(wěn)定性:H2O強(qiáng)于H2S,正確。二、非選擇題10.(2018·北京高考·26)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:已知:磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機(jī)碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有。

(2)磷精礦粉酸浸時發(fā)生反應(yīng):2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4①該反應(yīng)體現(xiàn)出酸性關(guān)系:H3PO4H2SO4(填“>”或“<”)。

②結(jié)合元素周期律解釋①中結(jié)論:P和S電子層數(shù)相同,

。(3)酸浸時,磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。寫出生成HF的化學(xué)方程式:。

(4)H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO2脫除,同時自身也會發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖所示。80℃后脫除率變化的原因:。

(5)脫硫時,CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42-殘留,原因是;加入BaCO3可進(jìn)一步提高硫的脫除率,(6)取ag所得精制磷酸,加適量水稀釋,以百里香酚酞作指示劑,用bmol·L-1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)時生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。(已知:H3PO4摩爾質(zhì)量為98g·mol-1)

【命題意圖】本題借助工藝流程圖考查了反應(yīng)速率的影響因素、元素周期律、元素化合物等知識,意在考查學(xué)生的科學(xué)探究能力和多層次的論據(jù)推理能力?！窘馕觥?1)題目流程圖中研磨能夠增大反應(yīng)物表面積,加快反應(yīng)速率,加熱也可以加快反應(yīng)速率。(2)①根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理,酸性:H3PO4<H2SO4。②根據(jù)元素周期律,元素非金屬性越強(qiáng),其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),P和S電子層數(shù)相同,S的核電荷數(shù)比P較大,硫原子半徑比磷原子小,則S的非金屬性強(qiáng),故酸性:H3PO4<H2SO4。(3)根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理,并結(jié)合(2)中反應(yīng)2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4可推測出制得HF反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ca5(PO4)3F+5H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。(4)根據(jù)“H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO2脫除,同時自身也會發(fā)生分解”,高于80℃,H2O2分解,導(dǎo)致H2O2的濃度減小,從而減慢了反應(yīng)速率,有機(jī)碳的脫除率降低。(5)CaSO4微溶于水,溶液中存在沉淀溶解平衡CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq),故SO42-有殘留;加入BaCO3,轉(zhuǎn)化為更難溶的BaSO4,從而可進(jìn)一步脫硫,離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2↑(6)根據(jù)題意,H3PO4滴定終點(diǎn)的產(chǎn)物為HPO42-,故H3PO4與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶2。NaOH的物質(zhì)的量為bc×10-3mol,故H3PO4的物質(zhì)的量為bc×10-32mol,質(zhì)量為bc×10-答案:(1)研磨、加熱(2)①<②核電荷數(shù)P<S,原子半徑P>S,得電子能力P<S,非金屬性P<S(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑(4)80℃后,H2O2分解速率大,濃度顯著降低(5)CaSO4微溶BaCO3+SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2H2(6)0.049bca【解題反思】(1)善于把握信息,利用類比法解題。例如(3),可利用已知反應(yīng)2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4,該反應(yīng)符合強(qiáng)酸制弱酸原理,而Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF的反應(yīng)與其類似,可寫出其化學(xué)方程式。(2)善于挖掘隱含條件,注意反應(yīng)環(huán)境。例如(5),分析“加入BaCO3可進(jìn)一步提高硫的脫除率”時,需注意該反應(yīng)是在粗磷酸中進(jìn)行,磷酸過量,能與碳酸根離子反應(yīng),故總離子方程式中需H3PO4參與反應(yīng)。11.(2018·天津高考·7)下圖中反應(yīng)①是制備SiH4的一種方法,其副產(chǎn)物MgCl2·6NH3是優(yōu)質(zhì)的鎂資源。回答下列問題:(1)MgCl2·6NH3所含元素的簡單離子半徑由小到大的順序(H+除外):,Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的電子式:。

(2)A2B的化學(xué)式為。反應(yīng)②的必備條件是。上圖中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有。

(3)在一定條件下,由SiH4和CH4反應(yīng)生成H2和一種固體耐磨材料(寫化學(xué)式)。

(4)為實(shí)現(xiàn)燃煤脫硫,向煤中加入漿狀Mg(OH)2,使燃燒產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Mg化合物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(5)用Mg制成的格氏試劑(RMgBr)常用于有機(jī)合成,例如制備醇