高考化学二轮复习专题强化练习：专题五物质结构　元素周期律

专题五 物质结构 元素周期律 1．下列有关化学用语的表示正确的是( B ) A．中子数为 20 的 Ar 原子：2018Ar B．Na2O 的电子式： C．F－的结构示意图： D．NaHCO3 的电离方程式：NaHCO3═══Na＋＋H＋＋CO2－ 3 【解析】 A 项，中子数为 20 的 Ar 原子为 3818Ar，错误；B 项，Na2O 是由 Na＋与 O2－ 通过离子键形成的离子化合物，电子式正确；C 项，F－的结构示意图为 ，错误；D 项，NaHCO3 的电离方程式为 NaHCO3═══Na＋＋HCO－ 3 ，错误。 2．(2020·保定模拟)短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 的最外层 电子数为内层电子数的 3 倍，X 在短周期主族元素中金属性最强，W 与 Y 属于同一主族。 下列叙述正确的是( C ) A．原子半径：r(Z)>r(X)>r(W) B．W 的简单气态氢化物的热稳定性比 Y 的弱 C．由 W 与 X 形成的一种化合物可作供氧剂 D．Y 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比 Z 的强 【解析】 短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 的最外层电子数为 内层电子数的 3 倍，则 W 为氧元素，X 在短周期主族元素中金属性最强，则 X 为钠元素， W 与 Y 属于同一主族，则 Y 为硫元素，Z 为短周期元素中原子序数比 Y 大，则 Z 为氯元素。 同主族从上而下原子半径依次增大，同周期从左而右原子半径依次减小，故原子半径： r(X)>r(Z)>r(W)，A 错误；非金属性越强简单气态氢化物的稳定性越强，则 W 的简单气态氢 化物 H2O 的热稳定性比 Y 的简单气态氢化物 H2S 强，B 错误；由 W 与 X 形成的一种化合 物 Na2O2 可作供氧剂，C 正确；非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强，则 H2SO4 的酸性比 HClO4 的弱，D 错误。 3．(2020·雅安模拟)短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，它们的原子最外层 电子数为互不相等的奇数。X 与 Y 位于不同周期，X 与 W 的最高化合价之和为 8，元素 Z 的单质是目前使用量最大的主族金属元素单质。下列说法中正确的是( C ) A．化合物 YX4W 溶于水后，得到的溶液呈碱性 B．化合物 YW3 为共价化合物，电子式为 C．Y、Z 形成的一种化合物强度高，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料 D．原子半径大小：W＞Z＞Y＞X 【解析】 短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，它们的原子最外层电子数 为互不相等的奇数，说明最外层电子数依次为 1、3、5、7，元素 Z 的单质是目前使用量最 大的主族金属元素单质，则 Z 为 Al 元素、Y 为 N 元素、W 为 Cl 元素。X 与 Y 位于不同周 期，则 X 为 H 元素、Y 为 N 元素、W 为 Cl 元素，元素化合物 YX4W 为 NH4Cl，NH4Cl 溶 液中 NH ＋ 4 水解使溶液呈酸性，故 A 错误；Y 为 N 元素、W 为 Cl 元素，化合物 NCl3 为共价 化合物，电子式为 ，故 B 错误；Y 为 N 元素、Z 为 Al 元素，AlN 为原子晶体， 原子晶体具有强度高、热膨胀系数小、耐热冲击的特征，故 C 正确；在周期表中，同一周 期从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族的元素的原子半径从上到下依次增大，H 原子半 径最小，故原子半径从大到小的顺序为 Al＞Cl＞N>H，D 错误。 4．(2020·衢州模拟)根据下表中有关短周期元素性质的数据，下列说法不正确的是 ( C ) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 原子半径(10－10 m) 0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 1.43 主要化 合价 最高价 ＋2 ＋1 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋3 最低价 －2 －3 －1 －3 A．元素④处于第三周期第ⅤA 族 B．元素③和⑥、元素④和⑦分别处于同一主族 C．元素①与元素⑥形成的化合物中不可能存在共价键 D．元素⑧对应的氢氧化物可能具有两性 【解析】 短周期元素中，④⑦均有＋5、－3 价，处于ⅤA 族，原子半径④＞⑦，故 ④为 P、⑦为 N；⑤有＋7、－1 价，则⑤为 Cl；①有最低价－2，处于ⅥA 族，原子半径小 于 Cl，故①为 O；③⑥均有最高价＋1，处于ⅠA 族，原子半径③＜⑥，故③为 Li、⑥为 Na，②只有最高价＋2 价，原子半径大于 Li，所以②为 Mg；⑧只有最高价＋3，原子半径 小于镁的，故⑧为 Al；则元素④为 P，处于第三周期ⅤA 族，故 A 正确；最高正化合价等 于其主族序数，故③和⑥处于ⅠA 族、④和⑦分别处于ⅤA 族，故 B 正确；元素①与元素 ⑥形成的化合物有氧化钠、过氧化钠，过氧化钠中存在共价键，故 C 错误；元素⑧为 Al， 氢氧化铝是两性氢氧化物，故 D 正确。 5．(2020·池州模拟)W、X、Y、Z 四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示， 且四种元素的原子最外层电子数之和为 24。下列叙述不正确的是( D ) A．简单阴离子的还原性 Y 强于 X B．W 的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物 C．X、Y、Z 最简单氢化物中稳定性最弱的是 Y D．在元素周期表中 118 号元素与 Z 位于同一主族 【解析】 X、Y、Z、W 四种短周期元素，结合位置可知，W、X 为第二周期元素，Y、 Z 为第三周期，设 X 的最外层电子数为 x，则 W 的最外层电子数为 x－1，Y 的最外层电子 数为 x，Z 的最外层电子数为 x＋1，则 x＋x－1＋x＋x＋1＝24，解得 x＝6，则 W 为 N，X 为 O，Y 为 S，Z 为 Cl。同主族从上到下还原性依次增强，所以 S2－的还原性比 O2－强，故 A 正确；N 元素的气态氢化物和其最高价含氧酸盐反应生成离子化合物 NH4NO3，故 B 正确； X、Y、Z 最简单氢化物为 H2O、H2S、HCl，非金属性越强氢化物越稳定，所以稳定性最弱 的是 H2S，故 C 正确；118 号元素位于 0 族，Z 是 Cl 位于第ⅦA 族，故 D 错误。 6．(2020·阜阳模拟)短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 的原子序数依次增加。已知，离 子化合物甲是由 X、Y、Z、W 四种元素组成的，其中，阴阳离子个数比为 1∶1，阳离子是 一种 5 核 10 电子微粒；Q 元素原子半径是短周期主族元素中最大的；乙为上述某种元素的 最高价氧化物对应的水化物；甲与乙的浓溶液反应生成丙、丁、戊三种物质，其中丁在常温 下为气体。下列说法正确的是( A ) A．甲中既含离子键，又含共价键 B．丙和戊的混合物一定显酸性 C．丁一定能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 D．原子半径：X＜Y＜Z＜W 【解析】 离子化合物甲是由 X、Y、Z、W 四种元素组成的，其中阴阳离子个数比为 1∶1，阳离子是一种 5 核 10 电子微粒，该阳离子为 NH＋ 4 ，则 X 为 H 元素；Q 元素原子半 径是短周期主族元素中最大的，则 Q 为 Na 元素，因此 Y、Z、W 均为第二周期元素，阴离 子组成元素的原子序数小于 Na，则阴离子为碳酸氢根离子，则甲为 NH4HCO3，因此 Y 为 C 元素、Z 为 N 元素、W 为 O 元素；乙为上述某种元素的最高价氧化物对应的水化物；甲与 乙的浓溶液反应生成丙、丁、戊三种物质，则乙为氢氧化钠或硝酸，与碳酸氢铵反应生成氨 气，碳酸钠和水或硝酸铵、二氧化碳和水，其中丁在常温下为气体，则丁为氨气或二氧化碳， 甲为 NH4HCO3，属于离子化合物，含有离子键，铵根离子、HCO － 3 中还含有共价键，故 A 正确；丙和戊的混合物可能为碳酸钠溶液或硝酸铵溶液，碳酸钠水解后溶液显碱性，故 B 错误；丁可能为二氧化碳，二氧化碳不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故 C 错误；同一周 期，从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径： X＜W＜Z＜Y，故 D 错误。 7．(2020·苏州模拟)短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 的单质是空气 中体积分数最大的气体，Y 原子的最外层电子数与 X 原子的核外电子总数相等，Z 的族序 数等于其原子核外最内层的电子数，W 与 Y 同主族。下列说法正确的是( A ) A．原子半径：r(Z)＞r(X)＞r(Y) B．X 的简单气态氢化物的热稳定性比 Y 的强 C．Y 分别与 X、Z 形成的化合物所含化学键类型相同 D．Z、W 形成的化合物的水溶液电解可制取单质 Z 【解析】 X 的单质是空气中体积分数最大的气体，即 X 为 N，Y 原子的最外层电子 数与 X 原子的核外电子总数相等，即 Y 为 F，Z 的族序数等于其原子核外最内层的电子数， 四种元素为短周期主族元素，原子序数依次增大，即 Z 为 Mg，W 与 Y 同主族，W 为 Cl； 原子半径大小顺序是 r(Mg)>r(Cl)>r(N)>r(F)，故 A 正确；非金属性越强，其气态氢化物热稳 定性越强，F 的非金属性强于 N，即 HF 热稳定性强于 NH3，故 B 错误；形成的化合物分别 是 NF3 和 MgF2，前者含有共价键，后者含有离子键，故 C 错误；形成的化合物为 MgCl2， 电解熔融 MgCl2 制取 Mg，故 D 错误。 8.短周期元素 a、b、c、d、e 的原子序数依次增大，由它们形成的化合物 X、Y、Z、W 在一定条件下的相互转化关系如图所示。已知 X、Y、Z 均含有 d 元素；X 的焰色反应呈黄 色；Y 是两性氢氧化物；0.1 mol·L－1 W 溶液的 pH 为 1。下列说法正确的是( B ) A．e 元素的含氧酸的酸性在同主族中最强 B．b 元素的单质和氢化物可能具有氧化性和漂白性 C．c 与 e 和 a 与 e 元素形成的化合物均属于电解质且化学键类型相同 D．b、c、d 元素的离子半径大小顺序是 bAl3＋， 即 b>c>d，错误。 9．同一短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大。常温下，含甲的化合物 r 浓度 为 0.1 mol·L－1 时溶液 pH＝13。同周期元素简单离子中，乙离子的半径最小。p 和 q 分别是 元素丙和丁的单质，其中 p 为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。 下列说法不正确的是( B ) A．原子半径的大小关系：甲>乙>丙>丁 B．反应②的离子方程式：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO C．m、n 的阴离子在酸性条件下不能大量共存 D．甲、乙、丁的最高价氧化物对应的水化物两两之间均可以发生反应 【解析】 p 是元素丙的单质，p 为浅黄色固体，丙为 S 元素，p 为单质硫；甲、乙、 丙、丁是同一短周期元素且原子序数依次增大，丁为 Cl 元素，q 为 Cl2，甲、乙都是第三周 期元素，含甲的化合物 r 浓度为 0.1 mol·L－1 时溶液 pH＝13，r 为一元强碱，甲为 Na 元素， r 为 NaOH；同周期元素简单离子中，乙离子半径最小，乙为 Al 元素。A 项，同周期从左到 右原子半径逐渐减小，原子半径：甲>乙>丙>丁，正确；B 项，反应②为 Cl2 与 NaOH 溶液 的反应，反应的离子方程式为 Cl2＋2OH－═══Cl－＋ClO－＋H2O，错误；C 项，反应①为 S 与 NaOH 溶液的反应，反应的离子方程式为 3S＋6OH－═══ △ 2S2－＋SO2－ 3 ＋3H2O，S2－、SO 2－ 3 酸性条件下发生归中反应不能大量共存，反应的离子方程式为 2S2－＋SO2－ 3 ＋6H＋═══3S↓＋ 3H2O，正确；D 项，甲、乙、丁的最高价氧化物对应的水化物依次为 NaOH、Al(OH)3、HClO4， 两两之间均可发生反应，正确。 10．(2020·绵阳模拟)短周期元素 M、P、Q、W 的原子序数依次增大。M 原子获得 4 个 电子最外层将达到稳定结构，P 原子的最外层电子数是内层电子数的 3 倍，Q2＋与 P2－具有相 同的电子层结构，W 与 M 同主族。下列说法正确的是( A ) A．比较气态简单氢化物的热稳定性：P>W B．比较原子半径：r(W)>r(Q)>r(P)>r(M) C．比较最高价氧化物对应水化物的酸性：Mr(W)>r(M)>r(P)，故 B 错误；M 为 C，W 为 Si，同主族元素的 非金属性从上到下递减，最高价氧化物对应水化物的酸性递减，因此 H2CO3 的酸性比 H2SiO3 强，故 C 错误；P 分别与 Q、W 形成的化合物为 MgO 和 SiO2，前者含离子键，后者含共价 键，化学键类型不同，故 D 错误。 11．(2020·成都模拟)下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图，下列说法正 确的是( C ) A．M、N 的氧化物都能与 Z、R 的最高价氧化物对应水化物反应 B．Y 的单质能从含 R 简单离子的水溶液中置换出 R 单质 C．X、M 两种元素组成的化合物熔点很高 D．简单离子的半径：R>M>X 【解析】 由图可知，为第二周期和第三周期元素的原子半径的变化，根据原子序数关 系可知 X 为 O 元素，Y 为 F 元素，Z 为 Na 元素，M 为 Al 元素，N 为 Si 元素，R 为 Cl 元 素，M、N 的氧化物 Al2O3、SiO2 都能与 Z、R 的最高价氧化物对应水化物 NaOH 反应，但 SiO2 不与 R 的最高价氧化物对应水化物 HClO4 反应，A 错误；F2 非常活泼，与含氯离子的 水溶液反应时直接与水反应，无法置换出氯气，B 错误；X、M 两种元素组成的化合物氧化 铝熔点很高，C 正确；O2－、Al3＋电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，Cl－比它们 多一个电子层，半径最大，故离子半径 Cl－＞O2－＞Al3＋，D 错误。 12．(2020·衡阳模拟)X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素。X 分别与 Y、Z、W 结合形成质子数相同的甲、乙、丙三种分子。丁为无色气体，遇空气变红棕色； 丙的水溶液可刻蚀玻璃。上述物质有如图转化关系： 下列说法错误的是( B ) A．四种元素形成的单质中 W 的氧化性最强 B．甲、乙、丙中沸点最高的是丙 C．甲常用作致冷剂 D．甲、乙分子均只含极性共价键 【解析】 丁为无色气体，遇空气变红棕色，则丁为 NO，单质 Z 与化合物甲反应生成 NO，则单质 Z 为 O2，化合物甲为 NH3，乙为 H2O，能与 H2O 反应生成氧气的单质为 F2， 丙为 HF，故元素 X、Y、Z、W 分别为 H、N、O、F。H、N、O、F 四种元素形成的单质中 F2 的氧化性最强，故 A 正确；常温下 NH3 和 HF 为气态，H2O 在常温下为液态，所以沸点 最高的是 H2O，故 B 错误；化合物甲为 NH3，氨气易液化，液氨气化时吸收大量的热，故 常用作制冷剂，故 C 正确；化合物甲为 NH3，乙为 H2O，NH3 和 H2O 分子均只含极性共价 键，故 D 正确。 13．(2020·合肥模拟)X、Y、Z、Q、R 均为短周期元素，且 Y、Z、Q、R 在周期表中的 位置关系如下图所示。已知 X 与 Y 同主族，X 与 Q 能形成最简单的有机物。则下列有关说 法正确的是( C ) Q R Y Z A．原子半径：r(Z)>r(Y)>r(R)>r(Q) B．气态化合物的稳定性：QX4>RX3 C．X 与 Y 形成的化合物中含有离子键 D．最高价含氧酸的酸性：X2QO3>XRO3 【解析】 X、Y、Z、Q、R 均为短周期元素，X 与 Q 能形成最简单的有机物为甲烷， 则 X 为 H，Q 为 C，X 与 Y 同主族，则 Y 为 Na，结合 Y、Z 和 R 在周期表的位置可知，Z 为 Mg，R 为 N，同周期元素随着原子序数的增大原子半径依次减小，同主族元素，从上到 下原子半径依次增大，则原子半径：r(Y)>r(Z)>r(Q)>r(R)，A 项错误；非金属性越强，其对 应的气态氢化物越稳定，则 NH3 的稳定性大于 CH4，即 RX3>QX4，B 项错误；X 与 Y 形成 NaH，含离子键，C 项正确；非金属性越强，其对应的最高价含氧酸的酸性越大，则硝酸的 酸性大于碳酸，即：XRO3>X2QO3，D 项错误。 14．(2020·太原模拟)短周期元素 X、Y、Z、W 分属三个周期，且原子序数依次增加。 其中 Y 与 X、Z 均可形成 1∶1 或 1∶2 的二元化合物；X 与 Z 最外层电子数相同；Y 与 W 的一种化合物是一种新型的自来水消毒剂。下列说法错误的是( B ) A．常温常压下 Y 的单质为气态 B．离子半径：W>Z>Y C．X 与 Z 形成的离子化合物具有还原性 D．W 的最高价氧化物的水化物一定是强酸 【解析】 短周期元素 X、Y、Z、W 分属三个周期且原子序数依次增加，X 为 H，Y 与 X、Z 均可形成 1∶1 或 1∶2 的二元化合物；X 与 Z 最外层电子数相同；Y 为 O，Z 为 Na，Y 与 W 的一种化合物是一种新型的自来水消毒剂，W 为 Cl。常温常压下 Y 的单质为 氧气或臭氧，均为气态，故 A 正确；Y 为 O，Z 为 Na，对应的离子具有相同的核外电子排 布，核电荷数越大，离子半径越小，应为 ZZ B．Y、Z 两种元素形成的化合物的水溶液呈酸性 C．Y、Z 分别与 W 形成的化合物，前者的沸点高 D．四种元素分别与氧形成的化合物均只有两种 【解析】 短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W、X 的气态单质在 催化剂及一定温度和压强下发生可逆反应生成化合物 R，根据表格数据及方程式中化学计量 数之比等于参加反应的各物质的浓度之比可知，W 与 X 单质反应的化学计量数之比＝(0.3 －0.12) mol/L∶(0.3－0.24) mol/L＝3∶1，又因为在催化剂及一定温度和压强下发生的可逆 反应，则推出 W 为 H 元素，X 为 N 元素，W、Y 同主族，则 Y 为 Na 元素，W、X 的最外 层电子数之和与 Z 的最外层电子数相等，则 Z 为 S 元素。电子层数越大，简单离子半径越 大；电子层数相同时，原子核电荷数越小，对应的离子半径越大，则离子半径：Z>X>Y，A 项错误；Y、Z 两种元素形成的化合物为硫化钠，在溶液中硫离子会发生水解生成氢氧根离 子，使溶液显碱性，B 项错误；Y、Z 分别与 W 形成的化合物分别是 NaH 与 H2S，前者为 离子化合物，通常状况下为固体，H2S 为气体，前者沸点高，C 项正确；N 与氧元素可形成 NO、NO2 或 N2O5 等，不只是两种化合物，D 项错误。