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專題5微觀結構與物質的多樣性
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．在飲用水中添加含鈣、鎂、鋅、硒等的礦物質，可以改善人體營養，增強體質。其中的“鈣、鎂、鋅、硒”是指
A．分子 B．原子 C．離子 D．元素
2．下列分子中所有原子都滿足最外層8電子穩定結構的是（ ）
A．BeCl2 B．CH4 C．BF3 D．PCl3
3．下列用電子式表示的化合物的形成過程正確的是
A．
B．
C．
D．
4．按原子核外電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區。以下元素中屬于ds區的是
A．鈣 B．鎳 C．鋅 D．硒
5．某同學采用硫鐵礦焙燒后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4 7H2O)，設計了如圖流程：
下列說法不正確的是(　　)
A．溶液1中的陽離子可與NH、I﹣、SO在同一溶液中大量共存
B．固體1為SiO2，試劑X為Fe
C．向固體2中加入足量NaOH溶液，發生反應的離子方程式：Al(OH)3+OH﹣═AlO+2H2O
D．從溶液2得到FeSO4 7H2O產品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解
6．短周期元素A、B、C原子序數依大增大，A3-與B2-、C+電子層結構相同，則下列說法中不正確的是
A．三種元素可組成CAB2和CAB3型化合物
B．離子半徑:C+>B2->A3-
C．H2B在同主族元素氣態氫化物中最穩定
D．B的某種單質可用于殺菌消毒
7．下列各組微粒，沒有按照半徑由小到大順序排列的是
A．Cl、Na、F、K B．F、Cl、Na、K
C．Ca2＋、K＋、Cl－、S2－ D．Na＋、K＋、Cl－、Br－
8．某元素最高正價與最低負價的絕對值之差為4，該元素的離子與跟其核外電子排布相同的離子形成的化合物是(　　)
A．K2S B．MgO C．MgS D．NaF
二、填空題
9．化學鍵與物質的性質
(1)化學鍵與熔、沸點之間的關系
①有些物質熔化時，需要破壞化學鍵，消耗較多的能量，所以它們的熔、沸點 ，如氯化鈉、金剛石、二氧化硅等。
②有些物質熔化時，不需要破壞化學鍵，消耗較少的能量，所以它們的熔、沸點 ，如氧氣、氮氣、一氧化碳等。
(2)化學鍵與物質的穩定性的關系
有些物質中的化學鍵很強，很難被破壞，化學性質 ，如氮氣等。
(3)極性鍵與非極性鍵
不同元素的兩個原子形成共價鍵時，它們吸引共用電子的能力不同，共用電子將偏向吸引電子能力較強的一方，所形成的共價鍵是極性共價鍵，簡稱 。同種元素的兩個原子形成共價鍵時，它們吸引共用電子的能力相同，所形成的共價鍵是非極性共價鍵，簡稱 。
10．離子化合物MgO2可被用于治療消化道疾病，各原子均滿足8電子穩定結構。寫出MgO2的電子式 。
11．如表是元素周期表的一部分，根據表中給出的10種元素(其中X、Y分別表示某種化學元素)，按要求作答。
族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
2 N O F X
3 Na Y Al Si S Cl
(1)X、Y兩種元素符號分別是 和 。
(2)Mg的原子序數為 。
(3)氧元素位于第二周期第 。
(4)表中失電子能力最強的原子是 。
(5)表中某原子最外層電子數為4，其元素符號是 。
(6)F與N相比，原子半徑較小的是 。
(7)O2與S單質相比，更難與H2化合的是 。
(8)NH3中N元素的化合價為 ，其水溶液呈 (填“酸性”或“堿性”)。
(9)Cl2與水反應的生成物中具有漂白作用的是 (填“HCl”或“HClO”)，寫出該反應的化學方程式： 。
(10)下列各項比較，符合相關性質遞變規律的是 (填標號)。
A．氧化性：O2>N2 B．金屬性：NaC．酸性：H2SO4>HClO4 D．堿性：NaOH12．同位素的概念
(1)定義： 相同而 不同的同一種元素的不同核素互為同位素。
(2)分類：同位素分為穩定同位素和放射性同位素。
(3)氫元素的三種同位素
名稱
符號
質子數
中子數
(4)常見核素及其用途
①考古中推斷生物體的存在年代： 。
②核反應堆的燃料： 。
③相對原子質量的標準原子： 。
④確定磷在植物中的作用部位： 。
⑤制造氫彈： 。
三、計算題
13．將一定質量的鎂、鋁合金投入100mL一定物質的量濃度HCl中，合金全部溶解，向所得的溶液中滴加5mol/L NaOH溶液到過量，生成沉淀的質量與加入的NaOH溶液體積關系如圖。
原合金中Mg質量 ，Al質量 ，鹽酸的物質的量濃度 。
四、解答題
14．X、Y、Z、W的原子序數依次增大且原子序數均小于18。X原子的最外層上有4個電子，X、Z的核電荷數之比為2：3，金屬單質W在空氣中燃燒生成的化合物可與水反應生成Y單質。完成下列問題：
(1)X為 (填元素符號，下同)，Y為 。
(2)Z的簡單離子的結構示意圖為 。
(3)金屬單質W在空氣中燃燒生成的化合物與水反應生成Y單質的化學方程式為 。
15．隨原子序數的遞增，八種短周期元素原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如圖所示，根據判斷出的元素回答問題：
(1)g在元素周期表中的位置是 。
(2)元素y的一種核素可測定文物年代，該核素的符號為 。
(3)在上述元素中，原子半徑最大的是 (填元素名稱)，該元素的單質在氧氣中點燃生成的淡黃色固體為 (填化學式)。
(4)元素g與元素h相比，非金屬性較強的是 (填元素符號)，下列表述中能證明這一事實的是 (填序號)。
a.常溫下g的單質和h的單質狀態不同
b.h的氣態氫化物比g的氣態氫化物穩定
c.h的最高價氧化物的水化物酸性比g的最高價氧化物的水化物酸性強
(5)f、h兩種元素組成的化合物的電離方程式為： 。
16．某同學做同主族元素性質的相似性和遞變性實驗時，自己設計了一套實驗方案，并記錄了有關實驗現象(見表，表中的“實驗方案”與“實驗現象”前后不一定是對應關系)。
實驗方案 實驗現象
①將新制氯水滴加到NaBr溶液中，振蕩靜置 A．浮在水面上，熔成小球，四處游動，隨后消失
②將一小塊金屬鈉放入冷水中 B．溶液變為橙紅色
③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩靜置 C．浮在水面上，熔成小球，四處游動，并伴有輕微的爆炸聲，很快消失
④將一小塊金屬鉀放入冷水中 D．溶液變為橙色
請你幫助該同學整理并完成實驗報告。
(1)實驗目的： 。
(2)實驗用品：①試劑：金屬鈉、金屬鉀、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1NaBr溶液、0.1 mol·L-1NaI溶液、CCl4溶液等。
②儀器： 、 、 、鑷子、小刀、玻璃片等。
(3)實驗內容(請把表中與實驗方案對應的實驗現象的標號和化學方程式補寫完整):
實驗方案 實驗現象 化學方程式
① D Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2
② A 2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
③
④
(4)實驗結論： 。
《專題5微觀結構與物質的多樣性》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D D B C A B A A
1．D
【詳解】某礦泉水中含鈣、鎂、鋅、硒等礦物質，這里的“鈣、鎂、鋅、硒”指的是元素；故選：D。
2．D
【詳解】A. BeCl2中Be的最外層有4個電子，不滿足最外層8電子結構，故A不符合題意；
B. CH4中H的最外層有2個電子，不滿足最外層8電子結構，故B不符合題意；
C. BF3中 B最外層有6個電子，不滿足最外層8電子結構，故C不符合題意；
D. PCl3中P和Cl最外層均為8電子結構，故D符合題意；
故答案為D。
3．B
【詳解】A.書寫電子式時，離子化合物中陰離子不能合并書寫，選項A錯誤；
B. 氧化鉀是氧離子和鉀離子之間通過離子鍵形成的離子化合物，形成過程為：，選項B正確；
C.的形成過程的正確表示方法為，選項C 錯誤；
D.為離子化合物，電子式應寫為，選項D錯誤；
答案選B。
【點睛】本題考查了離子鍵、共價鍵的判斷及用電子式書寫化合物的性質過程，明確化合物中存在的化學鍵是解本題關鍵，難點是用電子式表示化合物的形成過程，注意化合物中原子或者離子不能合寫。
4．C
【詳解】A．Ca的外圍電子排布為4s2，屬于s區元素，故A不符合；
B．Ni的外圍電子排布為3d74s2，屬于d區元素，故B不符合；
C．Zn的外圍電子排布為3d104s2，屬于ds區元素，故C符合；
D．Se的外圍電子排布為4s24p4，屬于p區元素，故D不符合。
答案選C。
5．A
【分析】燒渣中加入足量酸，因為最終制取的是七水合硫酸亞鐵，所以加入的酸是稀硫酸，Fe2O3、Al2O3和稀硫酸生成可溶性硫酸鹽，SiO2不溶于稀硫酸，過濾后得到的固體1為SiO2，濾液1中含有硫酸鐵、硫酸鋁和硫酸；加入NaOH溶液控制溶液的pH得到固體2和溶液2，溶液2中含有亞鐵離子，則試劑X能還原鐵離子生成亞鐵離子且不能引進新的雜質，則X為Fe，固體2為氫氧化鋁和過量的Fe，將溶液2蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到FeSO4 7H2O。
【詳解】A．通過以上分析知，溶液1中含有鐵離子、鋁離子和氫離子，鐵離子和碘離子發生氧化還原反應而不能大量共存，故A錯誤；
B．通過以上分析知，固體1為SiO2，試劑X為Fe，故B正確；
C．固體2中含有氫氧化鋁，氫氧化鋁能和NaOH反應生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為Al(OH)3+OH﹣═AlO+2H2O，故C正確；
D．亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化，而且受熱易失去結晶水，所以從溶液2得到FeSO4 7H2O產品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解，故D正確；
答案選A。
6．B
【分析】三種短周期元素A、B、C的原子序數依次增大，A3-與B2-、C+的電子層結構相同，A、B在第二周期，C為第三周期，則A為N元素，B為O元素，C為Na元素，據此分析。
【詳解】根據上述分析，A為N元素，B為O元素，C為Na元素。A．三種元素可組成NaNO2和NaNO3，故A正確；
B．電子排布相同的離子，原子序數越大，半徑越小，則離子半徑：A3-＞B2-＞C+，故B錯誤；
C．O為同主族元素中非金屬性最強的元素，則對應的氫化物最穩定，故C正確；
D．O元素的單質臭氧具有強氧化性，可用于殺菌消毒，故D正確；
故選B。
7．A
【詳解】A．同周期從左到右半徑減小Na>Cl，半徑大小為F>Cl>Na>K；
B．F位于第二周期，Cl、Na位于第三周期且Na排在Cl的前面，K位于第四周期，故四者的原子半徑由小到大的順序為FC．四者核外電子排布完全一樣，且核電荷數依次減小，則離子半徑依次增大；
D．Na+有兩個能層，K+和Cl-有三個能層且K元素的核電荷數大，故K+的半徑小于Cl-的，Br-有四個能層，故四者的離子半徑按照由小到大的順序為Na+答案選A。
8．A
【分析】元素最高正價與負價的絕對值之差為4，根據最高正價+|最低負價|=8，可知該元素最高正價為+6，應為S元素，硫離子核外有18個電子，所以另一離子也應含有18個電子，據此判斷。
【詳解】元素最高正價與最低負價的絕對值之差是4，令該元素最高正價為x，根據最高正價+|最低負價|=8，則：x-(8-x)=4，解得x=6，即該元素最高正價為+6，應為S元素，硫離子核外有18個電子，該元素的離子與另一種離子核外電子排布相同，則另一離子也應含有18個電子，為陽離子，則A符合，答案選A。。
9．(1) 較高 較低
(2)很穩定
(3) 極性鍵 非極性鍵
【解析】略
10．
【詳解】
MgO2為離子化合物，各原子均滿足8電子穩定結構，在該化合物中，Mg2+與之間以離子鍵結合，在陰離子中2個O原子之間以共價單鍵結合，該離子化合物的電子式為。
11．(1) Ne Mg
(2)12
(3)VIA族
(4)Na
(5)Si
(6)F
(7)S單質
(8) -3價 堿性
(9) HClO Cl2+H2OHCl+HClO
(10)A
【分析】由元素周期表的結構可知，X為Ne，Y為Mg。
【詳解】（1）X、Y兩種元素符號分別是Ne和Mg。
（2）Mg的原子序數為12。
（3）氧元素位于第二周期第VIA族。
（4）元素金屬性越強，原子失電子能力越強，因此失電子能力最強的原子是鈉原子。
（5）Si原子最外層電子數為4。
（6）同周期元素原子，隨著原子序數的逐漸增加，原子半徑逐漸小，所以F和N相比，原子半徑較小的是F。
（7）同一主族中，從下往上，元素非金屬性逐漸減弱，所以O與S相比，O非金屬性更強，所以更難與H2化合的是硫單質。
（8）NH3中氫元素為+1價，根據化合物中各元素化合價代數和為零，氮元素化合價為-3價，其水溶液呈堿性。
（9）Cl2與水反應的生成物中具有漂白作用的是HClO，次氯酸具有強氧化性，可以使有色布條，品紅褪色，并能使石蕊溶液變為無色液體，具有漂白作用；該反應方程式為Cl2+H2OHCl+HClO。
（10）A.同一周期中，從左到右，隨著原子序的遞增，單質的氧化性增強，因此氧化性O2>N2，故A符合題意；
B.同一周期中，從左到右，隨著原子序數的遞元素的金屬性遞減，因此金屬性Na>Mg，故B不符合題意；
C.同一周期中，從左到右，隨著原子序數的遞增，元素最高價氧化物所對應的水化物的酸性增強，因此酸性HClO4>H2SO4，故C不符合題意；
D.同一周期中，從左到右，隨著原子序數的遞增，元素最高價氧化物所對應的水化物的堿性降低，因此堿性NaOH>Mg(OH)2，故D不符合題意。
故選A。
12． 質子數 中子數 氕 氘 氚 H D T 1 1 1 0 1 2 、
【解析】略
13． 4.8g 2.7g 8 mol/L
【詳解】由圖可知，從開始至加入氫氧化鈉溶液20mL，沒有沉淀產生，說明原溶液中鹽酸溶解鎂、鋁后有剩余，此時發生的反應為鹽酸與氫氧化鈉的中和反應，繼續滴加氫氧化鈉溶液，得到最大量沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3，二者質量為19.4g，再繼續滴加氫氧化鈉溶液，到沉淀不再溶解時，沉淀為Mg(OH)2，質量為11.6g，故Al(OH)3質量為7.8g，由元素守恒可知：n(Al)=n(Al(OH)3)=0.1mol，n(Mg)=n(Mg(OH)2)=0.2mol，m(Al)=2.7g，m(Mg)=4.8g；加入20mL氫氧化鈉溶液恰好中和了鹽酸，此時溶液的溶質為AlCl3、MgCl2、NaCl，根據鈉元素守恒：n(NaCl)=n(NaOH)=0.02L×5mol/L=0.1mol，n(HCl)=3n(AlCl3)+2n(MgCl2)+n(NaCl)=0.8mol，c(HCl)=0.8mol÷0.1L=8 mol/L，故答案為：4.8g；2.7g；8 mol/L。
【點睛】本題以圖象題的形式考查混合物的計算，故要分析圖象各階段的發生的反應是解題關鍵，解題的突破在沉淀的溶解過程，可結合消耗的NaOH計算出溶解的Al(OH)3的物質的量，另外當所得沉淀量最多時，溶液里只存在Na+和Cl-，可結合守恒法計算n(Cl-)。
14． C O
【分析】金屬單質W在空氣中燃燒生成的化合物可與水反應生成Y單質，則W為鈉元素，鈉在空氣中燃燒生成的過氧化鈉可與水反應生成氧氣，則Y為氧元素，X、Y、Z、W的原子序數依次增大且原子序數均小于18，X原子的最外層上有4個電子，則X的原子核外有6個電子，X為碳元素，X、Z的核電荷數之比為2：3，Z的核電荷數為9，Z為氟元素。
【詳解】(1)X為C，Y為O。
(2)Z的簡單離子的結構示意圖為：F-。
(3)金屬單質W在空氣中燃燒生成的化合物與水反應生成Y單質，即過氧化鈉可與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，化學方程式為。
15．(1)第三周期第VIA族
(2)C
(3) 鈉 Na2O2
(4) Cl bc
(5)MgCl2=Mg2＋＋2Cl-
【分析】根據原子序數和原子半徑及化合價分析得到，x為H元素，y為C元素，z為N元素，d為O元素，e為Na元素，f為Mg元素，g為S元素，h為Cl元素。
【詳解】（1）g為S元素，在元素周期表中的位置是第三周期第VIA族；
（2）元素y為C元素，它的一種核素可測定文物年代，該核素是質量數為14的碳原子，該核素的符號為C；
（3）由題圖可知，在上述元素中，原子半徑最大的是e元素，e元素為鈉元素；Na在氧氣中點燃生成的淡黃色固體為Na2O2；
（4）同周期從左到右非金屬性逐漸增強，因此元素g與元素h相比，非金屬性較強的是Cl；
a．常溫下g的單質和h的單質狀態不同，單質狀態與非金屬性強弱無關，a項不選；
b．根據非金屬性越強，其氣態氫化物越穩定，由h的氣態氫化物比g的氣態氫化物穩定，可得出h非金屬性比g強，b項選；
c．根據非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，由h的最高價氧化物的水化物酸性比g的最高價氧化物的水化物酸性強，可得出h非金屬性比g強，c項選；
答案選bc；
（5）f、h兩種元素組成的化合物為MgCl2，其電離方程式為MgCl2=Mg2++2Cl-。
16． 探究同主族元素性質的相似性和遞變性 試管 燒杯 膠頭滴管 B Br2+2NaI＝2NaBr+I2 C 2K+2H2O＝2KOH+H2↑ 同主族元素性質相似；自上而下元素原子失電子能力增強，得電子能力減弱
【詳解】(1)該同學的實驗涉及了鹵素的置換反應和堿金屬鈉、鉀與水的反應，實驗目的是探究同主族元素性質的相似性和遞變性。
(2)②結合實驗方案和實驗現象可推測出所用到的儀器有試管、燒杯、膠頭滴管、鑷子、小刀、玻璃片等。
(3)將溴水滴加到NaI溶液中，單質溴氧化碘離子，生成碘單質，溶液變為橙紅色，方程式為Br2+2NaI＝2NaBr+I2；鉀的金屬性強于鈉，將一小塊金屬鉀放入冷水中，鉀浮在水面上，熔成小球，四處游動，并伴有輕微的爆炸聲，很快消失，方程式為2K+2H2O＝2KOH+H2↑；
(4)根據實驗現象可知其實驗結論為同主族元素性質相似；自上而下元素原子失電子能力增強，得電子能力減弱，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強。
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