高考专题训练(七) 元素周期表和元素周期律一、选择题1．(2022·广东)下列说法正确的是( )A．P和S属于第三周期元素，P原子半径比S小B．Na和Rb属于第ⅠA族元素，Rb失电子能力比Na强C．C和Si属于第ⅣA族元素，SiH4比CH4稳定D．Cl和Br属于第ⅦA族元素，HClO4酸性比HBrO4弱解析 由于质子数P<S，则原子半径P>S，A项错误；金属性Na<Rb，则Rb失电子能力大于Na，B项正确；由于非金属性C>Si，则稳定性CH4>SiH4，C项错误；非金属性Cl>Br，则酸性HClO4>HBrO4，D项错误。答案 B2．(2022·全国)元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为( )A．AlB．PC．ArD．K解析 具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小。A项，Al3＋具有第二周期稀有气体电子层结构；B项，磷离子半径大于负二价硫离子的半径；C项，Ar为稀有气体元素，不能形成离子；D项，K＋具有与钙离子相同的电子层结构，且半径小于负二价硫离子。答案 D3．(2022·北京检测)下列比较中正确的是( )A．金属性：Mg>Al>NaB．原子半径：S>O>FC．碱性：KOH>Mg(OH)2>NaOHD．氢化物稳定性：HBr>HCl>PH3解析 A项，同周期元素从左向右金属性逐渐减弱，即金属性Na>Mg>Al；B项，原子半径S>O>F；C项，元素金属性K>Na>Mg，即碱性KOH>NaOH>Mg(OH)2；D项，Cl元素非金属性最强，即HCl稳定性最强。答案 B4．(2022·山东期末)下列说法正确的是( )A．同周期的ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数一定相差1B．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次减弱8\nC．元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液的酸性越强D．镁、铝、铜、铁、钠五种金属元素中，铜和铁属于过渡元素解析 第四、五周期由于增加了副族元素，ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11，第六周期由于增加副族及镧系元素，ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差25，A项错误；第三周期非金属元素的最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强，B项错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C项错误。答案 D5．已知X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，X是周期表中原子半径最小的元素，Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等，Z的核电荷数是Y的2倍，W的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )A．原子半径：Z>W>RB．对应的氢化物的热稳定性：R>WC．W与X、W与Z形成的化合物的化学键类型完全相同D．Y的最高价氧化物对应的水化物是弱酸解析 由题中信息可推知X、Y、Z、W、R分别为H、C、Mg、S、Cl。C项，W与X形成的化合物的化学键是共价键，而W与Z形成的化合物的化学键是离子键，故化学键类型不相同。答案 C6．下列叙述中正确的是( )A．进行H2O和H2S的热分解实验，可确定S、O两种元素的非金属性强弱B．根据同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，可确定F、Cl两元素的非金属性强弱C．已知2C＋SiO2Si＋2CO↑，说明C的非金属性比Si强D．H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强，说明S的非金属性比C强解析 A项，非金属性越强，则氢化物越稳定，故正确；B项，元素非金属性强弱应根据生成氢化物的难易程度及氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断，不能根据NaCl和NaF溶液的pH大小来判断F、Cl两元素的非金属性强弱，故错误；C项，由B项的判断可知，错误；D项，亚硫酸不是最高价氧化物对应的水化物，故错误。答案 A7．(2022·合肥质检)X、Y、Z、W为四种短周期元素，它们在周期表中位于连续的四个主族，如图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中正确的是( )XYZWA.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H3YO48\nB．Y的最简单气态氢化物的水溶液显弱碱性C．原子半径由小到大的顺序为X<Z<Y<WD．X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同解析 由题中信息可推知Z、W、X、Y依次是Mg、Al、C、N。N元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3，A项错误。N的最简单气态氢化物是NH3，其水溶液即氨水，显弱碱性，B项正确。根据元素周期律可知原子半径：Mg>Al>C>N，故C项错误。MgO中含有离子键而CO或CO2中含有共价键，故D项错误。答案 B8．下列说法中，正确的是( )A．前三周期元素形成的单质中，常温下呈气态的有5种B．ⅦA族元素的原子随核电荷数的增加，得电子能力逐渐减弱C．主族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布D．所有主族元素的正化合价数，等于它的族序数解析 A项，前三周期元素形成的单质中，常温下呈气态的有8种；B项，正确；C项，一般主族元素的阳离子与上周期稀有气体原子的核外电子排布相同；D项，有的主族元素有多种正化合价。答案 B9．(2022·北京东城期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z在周期表中的相对位置如表所示。已知X元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，Y是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是( )XZA.X和氢组成的化合物分子中可能含有极性共价键和非极性共价键B．工业上用电解Y和W组成的化合物来制备YC．Z、W两元素的气态氢化物中，W的气态氢化物更稳定D．X、Y、Z、W元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HWO4解析 X元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，则X是IVA族元素，根据其在周期表中的位置关系，确定X是C，Z是S；Y是地壳中含量最多的金属元素，则Y是Al；由原子序数关系及短周期元素的限制，推出W是Cl。C和H组成的烃分子中，C—H键是极性共价键，C—C键是非极性共价键，A项正确；工业上用电解熔融Al2O3的方法制备铝，B项错误；因为非金属性Cl>S，所以气态氢化物的稳定性HCl>H2S，C项正确；HClO4是酸性最强的酸，D项正确。答案 B10．(2022·北京东城综8\n合)X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y、Z位于同周期，Z单质是一种良好的半导体。W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是( )A．原子半径：W>Y>Z>XB．气态氢化物的稳定性：X<ZC．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>WD．Y、Z的氧化物都有酸性和碱性解析 由题意可推出X为O，Y为Al，Z为Si，W为K。B项，气态氢化物的稳定性是H2O>SiH4，错误；C项，最高价氧化物对应水化物的碱性：KOH>Al(OH)3，错误；Y的氧化物Al2O3有两性，而Z的氧化物SiO2不具有两性，它是酸性氧化物，错误。答案 A11．(2022·四川)已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。下列说法正确的是( )A．X、Y、Z、W的原子半径依次减小B．W与X形成的化合物中只含离子键C．W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点D．若W与Y的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3解析 结合题目描述，W、X、Y、Z之间的位置关系为WX…Y…Z，可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合位置关系知：X、Y、Z、W的原子半径依次减小，A项正确；W与X形成的化合物如Na2O2中含有离子键和非极性共价键，B项错误；N、O、F元素的氢化物分子间均存在氢键，其沸点均比各自同主族其他元素的气态氢化物的高，但若W为C，则Z为Si，CH4分子间不存在氢键，由于CH4的相对分子质量小于SiH4，故CH4沸点较低，C项错误；W与Y的原子序数相差5，可能形成Mg3N2或Al2O3，D项错误。答案 A12．(2022·浙江)X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与Ca2＋的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。下列说法正确的是( )A．原子半径：Z>Y>XB．Z与X形成化合物的沸点高于Z的同族元素与X形成化合物的沸点C．CaY2与水发生氧化还原反应时，CaY2只作氧化剂D．CaX2、CaY2和CaZ2等3种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为128\n解析 Ca2＋的核外电子数为18，故X、Y、Z的原子核外电子数之和为18，又X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构，说明X、Z能形成－1价离子，故X为氢、Z为氟；由此可进一步推出Y为氧。原子半径：O>F>H，A项错误；HF分子间存在氢键，故其沸点在同主族元素形成的氢化物中是最高的，B项正确；CaO2与水发生反应时，CaO2既作氧化剂，又作还原剂，C项错误；CaO2中的阳离子与阴离子个数比为1：1，D项错误。答案 B二、非选择题13．(2022·山东期末)安全气囊是行车安全的重要设施。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行研究。经实验分析，确定该粉末是一种混合物且只含Na、Fe、N、O四种元素。(1)氧元素在元素周期表中的位置是________，Na原子结构示意图为________，混合物所含四种元素中三种主族元素的离子半径从大到小的顺序是________(用离子符号表示)。(2)水溶性实验表明，安全气囊中固体粉末部分溶解。不溶物为一种红棕色固体，可溶于盐酸。已知该不溶物能发生铝热反应，写出反应的化学方程式_________________________________。(3)氮的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，该盐晶体中含有的化学键类型是________________，其水溶液显________性(填“酸”、“碱”或“中”)，原因是___________(用离子方程式表示)。解析 (1)氧元素位于元素周期表第二周期ⅥA族。Na的原子核外有11个电子，其原子结构示意图为。根据具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：N3－>O2－>Na＋。(2)红棕色固体为Fe2O3，该铝热反应的化学方程式为Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。(3)生成的盐为NH4NO3，NH、NO之间为离子键，NH中N和H、NO中N和O之间为共价键。由于NH的水解，其溶液显酸性。8\n答案 (1)第二周期ⅥA族 N3－>O2－>Na＋(2)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(3)离子键、共价键 酸 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋14．(2022·河北质量监测)如图是从元素周期表中截取的一个片断，其中X、Y、Z、W均属于短周期元素。请回答下列问题。(1)若X的单质为空气中的主要成分之一，则W的原子结构示意图为________。(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，这三种酸的正盐的含氧酸根离子中，有两种的电子数相等，这两种离子的离子符号是______、________。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应可以生成摩尔质量相同的两种化合物，其中Na与Y形成的化合物的电子式为________，所含化学键的类型为________________。(4)Y元素在元素周期表中处于第__________________________纵行(写出所有可能纵行数)。解析 (1)若X的单质为空气的主要成分之一，则X是N元素、W是Ar元素，其原子结构示意图为。(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，则分别为HNO3、H2SO4、H3PO4；其中SO、PO的电子数相等。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应生成摩尔质量相同的两种化合物，即为Na2O2、Na2S，其中Na2O2的电子式为Na＋[：：：]2－Na＋，它含有离子键和非极性共价键。(4)由元素周期表截图可知，Y元素可能位于第15、16、17纵行。8\n答案 (1)(2)SO PO(3)Na＋[：：：]2－Na＋ 离子键、非极性共价键(或共价键)(4)15、16、1715．(2022·北京)X、Y、Z、W代表短周期的四种元素，有关它们的部分结构及性质信息如下表所示。元素部分结构信息部分性质信息XX的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子X有多种氧化物，如XO、XO2、X2O4等；通常情况下XO2与X2O4共存YY原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半Y能形成多种气态氢化物ZZ原子的最外层电子数多于4Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6WW原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数)化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋请按要求回答下列问题(注意不能用字母X、Y、Z、W作答)：(1)X的气态氢化物分子的电子式是______________，Z元素在周期表中的位置是________。(2)X、Y、Z三元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是____________________________________________。(3)常温时，W的硫酸盐溶液的pH________7(填“<”、“>”或“＝”)，理由是____________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(4)实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是(用离子方程式表示)_______________________________________________________________________。(5)25℃、101kPa时，32gY的最低价气态氢化物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1780.6kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：__________________________________________________。解析 8\n由题意推出X为N元素，Y为C元素，Z为Cl元素；由W原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数)且化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋，得2n－3＝n，n＝3，即W为Al元素。答案 (1)H：：H 第三周期ⅦA族(2)HClO4>HNO3>H2CO3(3)< Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(4)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(5)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ/mol8
