考点5 物质结构和元素周期律-2024年高考化学试题分类汇编

这是一份考点5 物质结构和元素周期律-2024年高考化学试题分类汇编，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.(2024·湖北选择考·5)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
【解析】选A。VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对,当中心原子无孤电子对时,两者空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,两者空间结构不同,故A错误;元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化,这一规律叫元素周期律,故B正确;在一个原子轨道里,最多只能容纳两个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理,故C正确;1个s轨道和3个p轨道发生sp3杂化,形成4个能量相同、方向不同的sp3杂化轨道,故D正确。
2.(2024·湖北选择考·9)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( )
Z+[]-
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
【解析】选D。主族元素Z的价电子所在能层有16个轨道,则Z的价电子位于第4能层,又根据4种元素形成的化合物的结构,Z形成+1价阳离子,因此Z的价电子排布为4s1,即Z为K元素。主族元素X、Y的价电子数相等,二者位于同一主族,根据化合物的结构,Y能形成6个共价键,X能形成2个共价键,因此X、Y位于第ⅥA族,又W、X、Y、Z原子序数依次增大,因此X为O元素、Y为S元素。W的原子序数最小且只能形成1个共价键,因此W只能为H元素。故W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。根据W和Y可以形成H2S,其中S显-2价,故电负性:S>H,A不正确;H2SO3是中强酸,而H2SO4是强酸,B不正确;H只有1个电子,O的2p轨道上有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数:O>H,C不正确;K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH,S的氧化物溶于水且与水反应生成酸H2SO3或H2SO4,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为 K>S,D正确。
3.(2024·全国甲卷·11)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
【解析】选A。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,且能形成离子化合物W+[ZY6]-,则W为Li或Na;又由于W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,若W为Na,X原子序数大于Na,则W和X原子序数之和大于18,不符合题意,因此W只能为Li元素;由于Y可形成Y-,故Y为第ⅦA族元素,且原子序数Z大于Y,故Y不可能为Cl元素,因此Y为F元素,X的原子序数为10-3=7,X为N元素;根据W、Y、Z形成离子化合物W+[ZY6]-,可知Z为P元素;综上所述,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素。A.由分析可知,X为N元素,Z为P元素,X和Z属于同一主族,A项正确;B.由分析可知,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素,非金属性:F>N>P,B项错误;C.由分析可知,Y为F元素,Z为P元素,非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化物的稳定性:HF>PH3,C项错误;D.由分析可知,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,故原子半径:Li>N>F,D项错误。故选A。
4.(2024·黑、吉、辽选择考·11)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
【解析】选D。Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu元素;空间运动状态数是指电子占据的轨道数,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,则X为第2周期元素,满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z的原子序数依次增大,基态Y、Z原子有两个未成对电子,若Y、Z为第2周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序数小于N,所以Y不可能为C,若Y、Z为第3周期元素,则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可与Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O和S形成的SO42−才能与Cu形成CuZY4,所以Y、Z分别为O、S元素,则X只能为N元素;W能与X形成XW3,则W为第ⅠA族或第ⅦA族元素,但W原子序数小于N,所以W为H元素。综上所述,W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。W、Y、Z分别为H、O、S,S单质常温下呈固态,其沸点高于氧气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,O2的范德华力大于 H2,所以沸点:O2>H2,即单质沸点:S>O2>H2,故A正确;Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3,H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2+12×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,空间结构为V形,键角约为105°,NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3+12×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,键角约为107°,所以简单氢化物键角:X>Y,故B正确;硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时氢氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,故C正确;QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4,其中铜离子提供空轨道,NH3的N原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为N,故D错误。
5.(2024·江苏选择考·1)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,下列元素位于元素周期表第二周期的是( )
A.O B.P C.Ca D.Fe
【解析】选A。O元素位于元素周期表第二周期ⅥA族,A符合题意;P元素位于元素周期表第三周期ⅤA族,B不符合题意;Ca元素位于元素周期表第四周期ⅡA族,C不符合题意;Fe元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,D不符合题意。
6.(2024·江苏选择考·2)反应PbS+4H2O2PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是( )
A.S2-的结构示意图为
B.H2O2中既含离子键又含共价键
C.SO42−中S元素的化合价为+6
D.H2O的空间构型为直线形
【解析】选C。S2-核外有18个电子,其结构示意图为,A错误;H2O2是共价化合物,其中只含共价键,B错误;SO42−中O元素化合价为-2,S元素的化合价为+6,C正确;H2O中O的杂化类型为sp3,O有2个孤电子对,因此H2O的空间构型为V形,D错误。
7.(2024·江苏选择考·4)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( )
A.半径:r(Al3+)>r(K+)
B.电负性:χ(O)>χ(S)
C.沸点:H2S>H2O
D.碱性:Al(OH)3>KOH
【解析】选B。Al3+有2个电子层,而K+有3个电子层,因此,K+的半径较大,A错误;同一主族的元素,其电负性从上到下依次减小,O和S都是ⅥA族的元素,O元素的电负性较大,B正确;虽然H2S的相对分子质量较大,但是H2O分子间可形成氢键,因此H2O的沸点较高,C错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,K的金属性强于Al,因此KOH的碱性较强,D错误。
8.(2024·河北选择考·7)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2ZQWXZ3+YW4R,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W