统考版高考化学复习高频考点分层集训第五单元物质结构元素周期律课练14元素周期表和元素周期律含答案

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课练14　元素周期表和元素周期律
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1.[2021·江西百所名校第一次联考]2017年5月9日中国科学院正式向社会发布113号、115号、117号和118号元素的中文名称。已知117号元素有多种原子，如Ts、Ts等。下列说法正确的是（　　）
A.Ts和Ts的化学性质不同
B.Ts位于周期表的第六周期第ⅦA族
C.元素Ts的相对原子质量为293.5
D.Ts和Ts的质子数相同，中子数不同
2.下列有关元素的性质及其递变规律正确的是（　　）
A.第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
B.第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7
C.同周期元素（0族元素除外）从左到右，原子半径逐渐减小
D.同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
3.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是（　　）
A.由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B.人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C.短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D.短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，则离子半径：X2－＞Y2＋
4.前20号元素M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M和W形成的某种化合物可用作制冷剂，Y和Z能形成ZY2型离子化合物，ZY2的电子总数为38。下列有关叙述中正确的是（　　）
A.W和X形成的化合物只有5种
B.M和W形成的一种化合物的水溶液显碱性
C.W、X、Y三种元素的简单氢化物的沸点：Y>X>W
D.X和Z形成的化合物ZX2中，阳离子和阴离子的数目之比为1∶2
5.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其M层电子数的3倍，下列说法不正确的是（　　）

A.X与Y可形成5种以上的化合物
B.工业上常通过电解Z的熔融氯化物的方法来制取Z的单质
C.简单离子的半径由大到小为Q>X>Y>Z
D.X、W、Q最高价氧化物对应水化物的酸性Q>X>W
6.元素周期表中前三周期部分元素的原子序数与常见价态的关系如图所示。若用原子序数表示对应元素，下列说法不正确的是（　　）

A.a与d的非金属性比较：a>d
B.原子半径大小：b>c>a>d>e
C.a可以形成两种氢化物
D.b、c、e的最高价氧化物对应水化物之间均可反应
7.[2021·广东新高考适应卷]2019年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中，X位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列叙述正确的是（　　）

A.原子半径：X>Z>W
B.非金属性：X>Z>W
C.Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D.X的氧化物对应的水化物均为强酸
8.[2022·肇庆二模]已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图1所示，且A、B、C、D可形成化合物X（如图2），C与E同主族。下列说法错误的是（　　）

图1

图2
A.简单离子的半径：D＞E
B.简单氢化物的热稳定性：C＞B
C.化合物X有较强的氧化性
D.C的单质与D的单质在加热条件下的反应产物中含有非极性键

9.[2021·全国乙卷]我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为 15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是（　　）
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学健为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
10.[2021·全国甲卷]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是（　　）
A.原子半径：Z>Y>X>W
B.W与X只能形成一种化合物
C.Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
11.[2021·广东卷]一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X的原子核只有1个质子；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是（　　）

A.XEZ4是一种强酸
B.非金属性：W>Z>Y
C.原子半径：Y>W>E
D.ZW2中，Z的化合价为＋2价
12.[2021·浙江1月]现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为0
Z
单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是 （　　）
A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应
B．Y与Q元素组成的YQ4分子，空间构型为正四面体
C．Y、Z、Q的最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D．第5周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
13.[2021·浙江6月]已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示，其中Y的最高化合价为＋3。下列说法不正确的是（　　）

A．还原性：ZQ2Y>Z>W
B．最简单氢化物的沸点：Y>Z
C．Y的氧化物可作光导纤维的材料
D．常温常压下，Z和W形成的常见化合物均为液体
15.[2022·甘肃重点中学联考]现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是电子层数的2倍，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡。五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是（　　）

A．最简单氢化物的沸点排序：Y>T>R
B．原子半径和离子半径均满足：YT
16.[2022·湖南益阳质检]已知主族元素A、B、C、D、E、F在周期表中的相对位置如图所示，A和C原子的最外层电子数之差等于4，C和F原子的核外电子总数相差8，X、Y、Z分别为D、E、F的最高价氧化物对应的水化物。下列说法不正确的是（　　）

A.化合物CA3中既含有离子键又含有共价键
B.简单氢化物的沸点：B>D
C．相同温度下，等浓度的X、Y、Z的水溶液，pH由大到小的顺序为Z>X>Y
D．B、C、D三种元素形成的某种化合物与E的简单氢化物的水溶液反应时有沉淀产生
17.[2022·华附、省实、广雅、深中四校联考]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。M、N、P、Q分别是这些元素形成的单质，甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素形成的二元化合物。其中，乙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体；丙是一种高能燃料，其组成元素与乙相同；丁是常见的两性氧化物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．原子半径的大小：WW，故D正确。
6．B　根据五种元素的化合价以及原子序数大小关系，可推知a为O，b为Na，c为Al，d为P，e为Cl。根据非金属性：O＞S、S＞P，可知非金属性：O＞P，A项正确；一般来说电子层数越多，原子半径越大，结合同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小知，原子半径：Na＞Al＞P＞Cl＞O，B项错误；O可以形成H2O、H2O2两种氢化物，C项正确；Na、Al、Cl的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al（OH）3、HClO4，它们分别为强碱，两性氢氧化物、强酸，两两之间均可反应，D项正确。
7．C　X为硫元素，Z为氧元素，Y为氟元素，W为氮元素。A项，同周期元素从左到右，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，故原子半径N＞O（即W＞Z），不正确；B项，同周期从左到右，元素非金属性依次增大，同主族从上到下，元素非金属性依次减小，故非金属性O＞S（即Z＞X），不正确；C项，玻璃中的SiO2能与氢氟酸反应，故HF可用于刻蚀玻璃，正确；D项，硫的氧化物对应的水化物有H2SO3和H2SO4，H2SO3是弱酸，不正确。
8．A　由题图1可知，A、B、C、D、E原子序数依次增大，结合题图2中D形成带1个正电荷的阳离子，可推出D为Na元素，A可以形成1个共价键且原子半径最小，故为H元素；B可形成4个共价键且原子半径大于A小于D，故为C元素；C可形成2个共价键且原子半径小于B，故为O元素，C与E同主族，E为S元素，化合物X为Na2CO3·H2O2。A项，D、E的两种简单离子的半径S2－>Na＋，错误；B项，C、O为同一周期主族元素，从左往右非金属性依次增强，故热稳定性：H2O>CH4，正确；C项，由题图2可知，化合物中含H2O2，有较强的氧化性，正确；D项，O2和Na在加热条件下的反应产物Na2O2中含有非极性键，正确。
[练高考]
9．B　氧原子半径小于硫原子半径，而Mg、Al、Si的原子半径依次减小且均比同周期的硫原子半径大，因此原子半径：Mg>Al>Si>O，A项错误；Mg元素的金属性较强而O元素的非金属性很强，二者之间形成的化学键是离子键，B项正确；铝是导体而Si是半导体，故前者导电性强于后者，C项错误；硅酸的酸性弱于碳酸，D项错误。
10．D　原子半径：Al>S>N>H，A项错误；H和N可形成NH3和N2H4等化合物，B项错误；Al2O3是典型的两性氧化物，与强酸和强碱均能反应生成盐和水，C项错误；H、N、S三种元素形成的（NH4）2S为离子化合物，既含离子键又含共价键，D项正确。
11．C　X的原子核内只有1个质子，则X为H；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，再根据题给麻醉剂分子结构式中各原子的成键情况，可知Y、Z、W分别为C、O、F；元素E的原子比W原子多8个电子，E为Cl。XEZ4为HClO4，是一种强酸，A说法正确；非金属性：F>O>C，即W>Z>Y，B说法正确；电子层数多的原子半径大，当电子层数相同时，核电荷数大的原子半径小，则原子半径：Cl>C>F，即E>Y>W，C说法错误；OF2中F为－1价，O为＋2价，D说法正确。
12．B　Be的金属性弱于Mg，常温时镁和冷水不反应，因此Be单质不能与水发生剧烈反应，A错误；Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子，空间构型均为正四面体，B正确；Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，C错误；第5周期且与Cl同主族元素的单质是碘，碘在常温常压下呈固态，D错误。
13．A　本题考查元素周期表及元素周期律。非金属性越强，还原性越弱，同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，非金属性：SCCl4，A错误；Mg与CO2反应的方程式为2Mg＋CO22MgO＋C，金属Mg可置换出CO2中的C，B正确；2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，金属Al能与Fe2O3发生置换反应得到Fe，C正确；N的最高价氧化物的水化物（HNO3）能够与其最低价氢化物（NH3）发生反应：HNO3＋NH3===NH4NO3，D正确。
[练模拟]
14．B　叶蜡石化学式为X2[Y4Z10]（ZW）2，短周期元素W、Z、X、Y的原子序数依次增大，X为地壳中含量最多的金属元素，则X为Al；Y的最外层电子数为次外层的一半，其原子序数大于Al，则Y为Si元素；X的离子与ZW－含有相同的电子数，ZW－应为氢氧根，则Z、W分别为O、H中的一种，结合X2[Y4Z10]（ZW）2可知，Z应为O，则W为H，以此来解答。电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：X＞Y＞Z＞W，故A正确；水分子间形成氢键导致水的熔沸点反常，沸点：SiH4＜H2O，故B错误；Y的最高价氧化物为SiO2，SiO2可作光导纤维的材料，故C正确；H、O形成的化合物为H2O和H2O2，常温常压下H2O和H2O2均为液体，故D正确。故选B。
15．A　短周期主族元素中，原子最外层电子数是电子层数的2倍的元素为C和S，由图中原子半径和原子序数关系可知R为C；Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，结合题图知Y为O，Z为Na；Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡，则T为S；X的原子半径最小，原子序数最小，则X为H。相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质沸点越高，又因为水分子间存在氢键，故沸点：H2O>H2S>CH4，A项正确；氧原子半径小于钠原子半径，氧离子和钠离子的核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故钠离子半径小于氧离子半径，B项错误；最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SO4>H2CO3，C项错误；元素非金属性越强，其单质氧化性越强，非金属性：O>S>C，故单质氧化性O2>S>C，D项错误。
16．C　由题图和“A和C原子的最外层电子数之差等于4，C和F原子的核外电子总数相差8”可推出A、B、C、D、E、F分别为N、O、Na、S、Cl、K。X、Y、Z分别为H2SO4、HClO4、KOH。NaN3中既含有离子键又含有共价键，A项正确；沸点H2O>H2S，B项正确；相同温度下，等浓度的X、Y、Z的水溶液pH：KOH>HClO4>H2SO4，C项错误；Na2S2O3与HCl反应有单质硫生成，D项正确。
17．D　分析可得，甲为AlN，乙为NH3，丙为N2H4，丁为Al2O3，戊为H2O，己为Al（OH）3；Q为Al，P为O2，故W为H元素，X为N元素，Y为O元素，Z为Al元素。A项，同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：H＜O＜N＜Al，错误；B项，水在常温下为液态，氨气为气态，则水的沸点较高，错误；C项，N2H4分子中含有极性键和非极性键，错误；D项，X元素的最高价氧化物对应的水化物为硝酸，NH3可与硝酸反应生成硝酸铵，正确。
18．D　W的单质在常温下为银白色液体，则W为Hg；R单质常温下为紫黑色固体，R为I；Y、Z的单质是空气的主要成分，再结合题图可知Z形成两个共价键，Y形成四个共价键且带一个正电荷，可知Y为N，Z为O；X、Y的核外电子数之和与Z的原子序数相等，则X为H。原子半径：H＜O＜N，A正确；Hg的单质可用热分解法制备，2HgO2Hg＋O2↑，B正确；I2易升华，I2中混有NaCl时，可通过加热分离提纯，C正确；H、N、O可形成HNO3（共价化合物），NH4NO3（离子化合物），D错误。
综合测评　提能力
1．C　元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列，因此元素周期表虽然共18个纵列，但共16个族，A错误；在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料，B错误；第七周期0族元素为118号，则116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族，C正确；第ⅠA族的元素包括H和碱金属元素，D错误。
2．B　由“W、N、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素”和“Y所处的周期序数与族序数相等”推出Y为Al，由“甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的化合物，丁是氯碱工业的一种产物”推出丁为NaOH，由“戊为二元化合物，常温下0.01 mol·L－1戊溶液的pH为2”推出戊为HCl，由图可知，甲既能与丁（NaOH）反应，又能与戊（HCl）反应，且生成的乙和丙反应又能生成甲，则甲为Al（OH）3，乙为NaAlO2，丙为AlCl3。进一步推出W、N、X、Z分别是H、O、Na、Cl。根据同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小，同一主族元素从上到下原子半径依次增大可知，原子半径：OCl－，b正确；酸性：H2SO4>H2SO3是因为硫酸中非羟基氧数目多，酸性强，和元素周期律没有关系，c错误；硫和磷位于同一周期，根据元素周期律，同一周期从左至右元素的非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，所以酸性：H2SO4>H3PO4，d正确。
10．答案：（1）三　ⅠA　（2）　（3）　（4）NaOH　离子键和极性共价键　离子　（5）＋4　CH4　C2H4　极性共价键和非极性共价键　6　（6）离子键、共价键　
解析：A、F同主族，且A与其他非金属元素化合时易形成共价键，但F与其他非金属元素化合时易形成离子键，则A为氢元素。F＋与E2－核外电子排布相同，则F为Na，E为O，B为C，D为N，E、G同主族，且为短周期元素，则G为S。（1）Na位于第三周期第ⅠA族。（2）硫原子得到2个电子形成离子，最外层有8个电子。（3）电子式表示形成过程中，箭头前为原子的电子式，箭头后为单质或化合物的电子式。（4）NaOH中既有离子键又有极性共价键，属于离子化合物。（5）C的最高化合价为＋4；C2H4中既有极性共价键（C—H）又有非极性共价键（C===C）。（6）N与H形成NH5的化合物应为NH4H，属于离子化合物，含有离子键和共价键，其电子式为。
11．答案：（1）HClO4＞H2SO4＞H2CO3　（2）①Na＋[∶∶∶]2－Na＋　②复分解反应　③3.01×1022　（3）6NaClO3＋3H2SO4＋CH3OH===CO2↑＋6ClO2＋3Na2SO4＋5H2O
解析：（1）根据元素在元素周期表的位置可知，①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为F，⑥为Na，⑦为S，⑧为Cl。元素的非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：Cl>S>C，最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H2CO3。
（2）B是温室气体的主要成分，则B为CO2，能与CO2反应生成单质且含离子键的A应是Na2O2，则另一个产物C为Na2CO3；E是⑦的最高价氧化物对应的水化物，则E为H2SO4，可与Na2CO3反应生成B（CO2）；单质D为O2，与单质F反应可生成A（Na2O2），则推出F为Na。①A的电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋；②反应Ⅱ是Na2CO3与H2SO4反应生成H2CO3和Na2SO4，H2CO3分解为H2O和CO2，其反应类型为复分解反应；③反应Ⅰ中，过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，2e－～2CO2，则消耗标准状况下1.12 L B（CO2）时，转移的电子数为×NA mol－1＝0.05 NA≈3.01×1022。
（3）⑧的某种氧化物是常见的消毒剂，设该氧化物的化学式为ClOx，其中氯的化合价为＋2x价，等物质的量时其消毒能力是Cl2的2.5倍，则转移电子数是氯气的2.5倍，设物质的量均为1 mol，则[2x－（－1）]×NA＝2NA×2.5，解得x＝2，即该氧化物为ClO2。67.5 g ClO2的物质的量为1 mol，根据生成1 mol ClO2时转移NA个电子，可推出含Cl元素的含氧酸钠盐中Cl元素的化合价应为＋5价，则该钠盐为NaClO3，根据题干信息，结合得失电子守恒和原子守恒规律可知，该制备反应的化学方程式为6NaClO3＋3H2SO4＋CH3OH===CO2↑＋6ClO2＋3Na2SO4＋5H2O。