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2021版高考化学一轮复习课时提升作业十四元素周期表元素周期律含解析苏教版 练习
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元素周期表 元素周期律
1.如图中横坐标均表示11～17号元素顺序排列的原子序数。根据图象变化趋势判断,纵坐标表示其最高化合价的是 ( )
【解析】选C。11～17号元素,随原子序数的递增,最高化合价从+1→+7。
【加固训练】
核反应不仅能发电也能制造元素。2016年初国际上确认,利用原子核间的撞击已制造出原子序数分别为113、115、117和118四种新元素,填补了目前元素周期表的空白,其中113号元素与Al元素处于同一主族。下列说法中正确的是
( )
A.核反应发电实现了化学能到电能的转化
B.115号元素一定是处于ⅤA族的非金属元素
C.117号元素与F、Cl、Br、I均处于ⅦA族
D.四种新元素位于元素周期表中的不同周期
【解析】选C。 A项,核反应发电是将核能转化为电能。B项,115号元素是位于ⅤA族的金属元素。D项,四种新元素均位于第7周期。
2.物理学家根据原子核结构理论计算,人工合成的元素将会完成元素周期表的第七周期(零族元素的原子序数应为118),并进入第八周期,甚至第九周期。若第八周期元素种类是第五、六周期元素种类之和,依照已有的规律,可以推知第九周期将有元素种类的数目是 ( )
A.32 B.50 C.64 D.82
【解析】选B。人工合成的元素完成元素周期表的第七周期(零族元素的原子序数应为118)后,1至7周期的元素种类分别为2、8、8、18、18、32、32,依照已有的规律,第八周期和第九周期元素种类相同,第八周期元素种类是第五、六周期元素种类之和,可以推知第九周期将有元素种类的数目是50。
3.(2018·浙江11月选考真题)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有-4、+2、+4等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物
【解析】选C。设X原子的最外层电子数为x,则Y、Z原子的最外层电子数分别为x+2、x+3,根据X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,得x+x+2+x+3=17,x=4,且由位置关系可知Y位于第3周期,即Y为硫元素,则X、Z和Q分别是碳、氯、砷元素。同一主族从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期从左到右,原子半径逐渐减小,可得原子半径(r):r(砷)>r(硫)>r(氯),A正确;碳元素有-4、+2、+4等多种价态,B正确;SO2对应的H2SO3不是强酸,C错误;H3QO4中的Q是+5价,H3QO4是砷元素的最高价氧化物的水化物,D正确。
4.现有X、Y、Z、W是短周期主族元素,X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍;Y的原子序数是其最外层电子数的6倍;Z的一种单质是自然界中最硬的物质;自然界中,W的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体。下列叙述正确的是
( )
A.原子半径的大小:Z>X>Y
B.Z的氢化物的沸点一定比X的低
C.W的最高价氧化物对应水化物的酸性在同主族中最强
D.Y与X形成的化合物与Z单质反应可冶炼金属
【解析】选C。根据题中信息推断元素,X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,X为O,Y的原子序数是其最外层电子数的6倍,Y为Mg,Z的一种单质是自然界中最硬的物质,Z为C,W的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体,W为S。A项,电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径的大小:Mg>C>O,故A错误;B项,C的氢化物可能为固态烃,其的沸点可能比H2O高,故B错误;C项,W的最高价氧化物对应水化物为硫酸,其酸性在同主族中最强,故C正确;D项,MgO和C不能反应,故D错误。
5.(2020·延安模拟)X、Y、Z、W是短周期主族元素。已知Z是地壳中含量第二位的元素,W在短周期主族元素中原子半径最大,Z、X、Y在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
A.Z的氧化物属于酸性氧化物,能与水反应生成相应的酸
B.W2Y和W2Y2中阴、阳离子的个数比相同,化学键类型不完全相同
C.X、Y与氢三种元素形成的物质中一定不含共价键
D.X和Y只能形成一种物质
【解析】选B。X、Y、Z、W是短周期主族元素。已知Z是地壳中含量第二位的元素,为硅元素,W在短周期主族元素中原子半径最大,为钠元素,Z、X、Y在元素周期表中的相对位置如图所示,故X为氮元素、Y为氧元素。A.Z的氧化物二氧化硅属于酸性氧化物,但不能与水反应生成相应的酸,选项A错误;B.W2Y和W2Y2中阴、阳离子的个数比相同,化学键类型不完全相同,后者含有共价键,选项B正确;C.X、Y与氢三种元素形成的物质中HNO3含共价键,选项C错误;D.X和Y能形成多种物质如一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮等,选项D错误。
【加固训练】
短周期元素A、B、C的位置如图所示,已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C依次是 ( )
A
B
C
A.Be、Na、Al B.C、Al、P
C.O、P、Cl D.B、Mg、Si
【解析】选C。A、B、C是短周期元素,设A的原子序数为x,则B的原子序数是x+8-1,C的原子序数是x+8+1,B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,即x+8-1+x+8+1=4x,x=8,所以A是氧元素,B是磷元素,C是氯元素。
6.下表是周期表中的一部分,根据A～J在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
D
E
G
3
B
C
J
F
H
I
(1)表中元素,化学性质最不活泼的是________,只有负价而无正价的是________, 可用于制半导体材料的元素是________。
(2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是___________________________,
酸性最强的是________,呈两性的是________。
(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中,最稳定的是__________。
(4)在B、C、D、J、E、F、G、H中,原子半径最大的是_____________。
【解析】根据题意可知,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 分别为H、Na、Al、C、N、P、F、Cl、Ar、Si。
(1)表中元素,化学性质最不活泼的是Ar,只有负价而无正价的是F, 可用于制半导体材料的元素是Si。
(2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是NaOH,酸性最强的是HClO4,呈两性的是Al(OH)3。
(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中,最稳定的是HF。
(4)在B、C、D、J、 E、F、G、H中,原子半径最大的是Na。
答案:(1)Ar F Si
(2)NaOH HClO4 Al(OH)3
(3)HF (4)Na
1.第3周期元素,浓度均为0.01 mol·L-1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。则下列说法正确的是 ( )
A.气态氢化物的稳定性:M>W
B.M的最高正价为+3
C.Y和W形成的化合物既含离子键又含共价键
D.X和Z两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7
【解析】选D。由图象知,X、Y、Z、M、N、W分别是Na、Mg、Si、P、S、Cl元素。稳定性HCl>PH3,磷元素的最高正价为+5,MgCl2只含离子键,A、B、C均错误;Na2SiO3溶液中,因Si水解溶液呈碱性,pH>7,正确。
2.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次减小。A、B、C、D是由上述元素依次组成的非金属单质,其中B、C、D在常温常压下是气体。E是形成酸雨的污染物之一,F可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
C.由Y、Z、W三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性
D.X和Z的氧化物的水化物均为强酸
【解析】选C。E是形成酸雨的污染物之一,由A与气体B生成,则A为S,B为O2,E为SO2,F可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,即F为NH3,则C为N2,D为H2。X、Y、Z、W四种元素依次为S、O、N、H。A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X),错误;B.H2O的稳定性强于NH3,错误;C.NH3·H2O的水溶液呈碱性,正确;D.S和N的最高价氧化物的水化物均为强酸,亚硫酸、亚硝酸都不是强酸,错误。
【加固训练】
W、X、Y、Z均为短周期元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17;X与W同主族;Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半;含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是 ( )
A.金属性:Y>Z
B.氢化物的稳定性:X>W
C.离子的还原性:X>W
D.最高价氧化物对应水化物碱性:Y>Z
【解析】选B。根据题设条件推知W为氯元素,X与W同主族,且均为短周期元素,所以X为氟元素。Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半,即Y的原子序数为13,Y为铝元素。含Z元素的物质焰色反应为黄色,则Z为钠元素。A选项,Al、Na 同周期,根据同周期元素递变规律,Na的金属性大于Al。B选项,F的非金属性比Cl的非金属性强,HF的稳定性高于HCl。选项C,Cl-的还原性大于F-。D选项,Y、Z最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3、NaOH,所以碱性强弱为Al(OH)3
A.B、D的原子序数之差可能为2
B.E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C.5种元素的核电荷数之和为5a+10
D.A、E的原子序数之差可能是7
【解析】选C。由题中所给5种元素的位置关系可以看出D一定不是第一周期元素(因为如果D是第一周期元素,则D一定属于元素周期表最左边的第ⅠA族元素或最右边的0族元素),所以A选项错误;由题意可知5种元素在前四周期,所以D、B、E分别为第二、三、四周期的元素,由元素周期表的结构可知5种元素一定在过渡元素右边,所以D、E的原子序数分别为a-8、a+18,A、C的原子序数分别为a-1、a+1,即只有C选项正确。
4.(2019·漳州模拟)A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,辛是由C元素形成的单质,常温常压下乙为液态。常温下,0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13。上述各物质间的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.常温条件下元素A、B形成化合物的状态一定是气态
B.1.0 L 0.1 mol·L-1戊溶液中阴离子的总物质的量小于0.1 mol
C.1 mol甲与足量的乙完全反应共转移约6.02×1023个电子
D.元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为r(D)>r(C)>r(B)
【解析】选C。0.1 mol·L-1 丁溶液的pH为13(25 ℃),丁是一元强碱,其含有的金属元素在短周期,则丁应为NaOH,发生反应:甲+乙丁+辛,根据元素守恒可知,甲、乙两种物质至少共含有氢、氧、钠元素,辛是由C组成的单质,由反应可知,辛不能是Na,结合原子数可知,A为H、C为O、D为Na,故辛为氧气,可知甲是Na2O2、乙是水,再根据反应:甲+丙戊+辛,可知丙是二氧化碳,戊是碳酸钠,则B为碳元素,A.A为H、B为碳元素,碳氢形成的化合物烃中有气态、液态、固态,选项A错误;B.戊是碳酸钠,在碳酸钠溶液中,C水解生成HC和OH-,溶液中阴离子总的物质的量大于0.1 mol,选项B错误;C.甲与足量的乙完全反应的方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,1 mol Na2O2反应转移的电子为1 mol,约6.02×1023个电子,选项C正确;D.同周期随原子序数增大原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径大小顺序为Na>C>O,即:D>B>C,选项D错误。
5.(新题预测)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,由它们组成的化合物YZWX的水溶液因为遇Fe3+变血红色可用于检验Fe3+,若已知灼烧该化合物的焰色为黄色。下列推断正确的是 ( )
A.简单氢化物的熔沸点:W>X
B.原子半径和离子半径均满足:X
D.常温下,pH为12的Y2Z溶液中水电离的c(H+)为10-12 mol·L-1
【解析】选C。化合物YZWX的水溶液因为遇Fe3+变血红色,所以YZWX是硫氰酸盐,灼烧该化合物的焰色为黄色,YZWX是硫氰酸钠,W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X、Y、Z分别是C、N、Na、S;熔沸点NH3>CH4,故A错误;原子半径NNa+,故B错误;最高价氧化物对应的水化物的酸性:H2SO4>H2CO3,故C正确;Na2S水解促进水电离,常温下,pH为12的Y2Z溶液中水电离的c(H+)为
10-2 mol·L-1,故D错误。
【加固训练】
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知四种元素的电子层数之和为10,且它们分别属于连续的四个主族。四种元素中X原子的半径最大。下列说法正确的是 ( )
A.四种元素中有两种元素在第二周期
B.W所在主族元素的原子次外层电子数可能为2或8,不可能为18
C.X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
D.工业上获得X、Y单质的方法主要是电解其熔融的氯化物
【解析】选B。由四种原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z的电子层之和为10,可推断W、X在第二周期Y、Z在第三周期或W在第一周期,X、Y、Z在第三周期;由四种元素分别属于连续四个主族,原子半径最大的是X原子可知,W在第一周期,X、Y、Z在第三周期、综上所述,W为H,X为Mg,Y为Al、Z为Si。四种元素中没有元素在第二周期,A项错误;H为第ⅠA族元素,第ⅠA族元素中锂原子的次外层电子数为2,除H、Li外的其他元素原子的次外层电子数为8,不可能为18,B项正确;Mg、Al、Si的最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3,Al(OH)3与Mg(OH)2、H2SiO3不能反应,C项错误;工业上通过电解熔融的氧化铝来获得单质铝,D项错误。
6.(2019·梅州模拟)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g·L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:W>Z>Y>X>M
B.XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物
C.由X元素形成的单质不一定是原子晶体
D.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键
【解析】选C。由题意可知,X、Y、Z、M、W这五种短周期元素的排列,不是按原子序数依次递增排列的,其中只有X、Y、Z三种元素是原子序数依次递增的同周期元素,由X、Y、Z的最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,可推出X、Y、Z分别为C、N、O三种元素;再根据Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度,就可计算出该气态化合物的相对分子质量为17,从而确定M为H,最后根据W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2,推出W为Na。所以,原子半径应是W>X>Y>Z>M(即Na>C>N>O>H),A选项错。B选项中CO2、C2H2均为直线形共价化合物,而Na2O2是离子化合物,B错误。C选项是正确的,例如石墨、C60、碳纳米管、石墨烯等碳单质就不是原子晶体。D选项中,X、Y、Z、M四种元素可形成化合物CO(NH2)2(尿素)等,尿素为共价化合物,只含共价键,所以D错。
7.下图为元素周期表的一部分,参照元素①～⑩在表中的位置,请用化学用语作答:
(1)⑤⑥⑦的离子半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。
(2)⑧⑨⑩的最高价含氧酸的酸性由强到弱为________(用化学式表示)。
(3)写出⑥在空气中加热生成的产物的电子式:______________________。
(4)由表中元素形成的物质可发生下图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体,D溶液显碱性。
①写出D溶液与G反应的化学方程式: _______________________________。
②混合物X中的某物质不溶于水,但既能溶于酸又能溶于碱,请写出它在碱性溶液中的电离方程式: _____________________________________________。
(5)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素②与元素⑦的氢氧化物有相似的性质。写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式:
_________________________________________。
(6)砷(As)的化合物可用于杀虫及医疗。
①As的原子结构示意图为________________。
②Y由④⑥⑩三种元素组成,是生活中常见的消毒剂。As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,该反应的化学方程式为____________。
【解析】(1)⑤号元素是F,⑥号元素是Na,⑦号元素是Al,它们的离子电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子来说,核电荷数越大,离子半径就越小,所以离子半径由大到小的顺序为F->Na+>Al3+。
(2)⑧⑨⑩三种元素分别是P、S、Cl。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。由于元素的非金属性:Cl>S>P,所以最高价含氧酸的酸性由强到弱为HClO4>H2SO4>H3PO4。
(3)⑥号元素Na在空气中燃烧生成Na2O2,电子式是Na+]2-Na+。
(4)根据物质的性质及相互转化关系可知:A是NaCl;B是Cl2;C是H2;D是NaOH;G是Al;F是NaAlO2。①D溶液与G反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;②混合物X中的某物质不溶于水,但既能溶于酸又能溶于碱,则这种物质是Al(OH)3,它在碱性溶液中的电离方程式是Al(OH)3Al+H++H2O。
(5)根据元素在周期表中的位置可知元素②是Be,元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式是Be(OH)2+2OH-Be+2H2O。
(6)①33号元素As的原子结构示意图为;②Y由④⑥⑩三种元素组成,是生活中常见的消毒剂,则该物质是NaClO。As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,根据得失电子守恒及原子守恒可得该反应的化学方程式为5NaClO+2As+3H2O2H3AsO4+5NaCl。
答案:(1)F->Na+>Al3+
(2)HClO4>H2SO4>H3PO4
(3)Na+]2-Na+
(4)①2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑
②Al(OH)3Al+H++H2O
(5)Be(OH)2+2OH-Be+2H2O
(6)①
②5NaClO+2As+3H2O2H3AsO4+5NaCl
【加固训练】
(2019·邯郸模拟)A、B、C、D、E、F六种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示。
回答下列问题:
(1)在周期表中,E位于第______周期第______族。
(2)A、B能组成既含极性键又含非极性键的化合物,其电子式为________________。
(3)在E、F的气态氢化物中,热稳定性较强的是______(填化学式,下同),还原性较强的是________。
(4)A、C、D、E组成两种酸式盐X、Y,将X、Y溶液混合发生复分解反应,写出离子方程式:____________________________________。
(5)常用(BA4)2E2C8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀。写出无色溶液变紫红色溶液的离子方程式: _______________________________。
【解析】由图可知,A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、S、Cl。
(1)在元素周期表中,E位于第三周期第ⅥA族。
(2)A、B能组成既含极性键又含非极性键的化合物为N2H4,其电子式为H。
(3)S、Cl的非金属性相比,S
(5)常用(NH4)2S2O8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀,则S2被还原为S、Mn2+被氧化为Mn,该反应的离子方程式为5S2+2Mn2++8H2O10S+2Mn+16H+。
答案:(1)三 ⅥA (2)H
(3)HCl H2S
(4)HS+H+SO2↑+H2O
(5)5S2+2Mn2++8H2O
10S+2Mn+16H+
1.如图中横坐标均表示11～17号元素顺序排列的原子序数。根据图象变化趋势判断,纵坐标表示其最高化合价的是 ( )
【解析】选C。11～17号元素,随原子序数的递增,最高化合价从+1→+7。
【加固训练】
核反应不仅能发电也能制造元素。2016年初国际上确认,利用原子核间的撞击已制造出原子序数分别为113、115、117和118四种新元素,填补了目前元素周期表的空白,其中113号元素与Al元素处于同一主族。下列说法中正确的是
( )
A.核反应发电实现了化学能到电能的转化
B.115号元素一定是处于ⅤA族的非金属元素
C.117号元素与F、Cl、Br、I均处于ⅦA族
D.四种新元素位于元素周期表中的不同周期
【解析】选C。 A项,核反应发电是将核能转化为电能。B项,115号元素是位于ⅤA族的金属元素。D项,四种新元素均位于第7周期。
2.物理学家根据原子核结构理论计算,人工合成的元素将会完成元素周期表的第七周期(零族元素的原子序数应为118),并进入第八周期,甚至第九周期。若第八周期元素种类是第五、六周期元素种类之和,依照已有的规律,可以推知第九周期将有元素种类的数目是 ( )
A.32 B.50 C.64 D.82
【解析】选B。人工合成的元素完成元素周期表的第七周期(零族元素的原子序数应为118)后,1至7周期的元素种类分别为2、8、8、18、18、32、32,依照已有的规律,第八周期和第九周期元素种类相同,第八周期元素种类是第五、六周期元素种类之和,可以推知第九周期将有元素种类的数目是50。
3.(2018·浙江11月选考真题)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有-4、+2、+4等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物
【解析】选C。设X原子的最外层电子数为x,则Y、Z原子的最外层电子数分别为x+2、x+3,根据X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,得x+x+2+x+3=17,x=4,且由位置关系可知Y位于第3周期,即Y为硫元素,则X、Z和Q分别是碳、氯、砷元素。同一主族从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期从左到右,原子半径逐渐减小,可得原子半径(r):r(砷)>r(硫)>r(氯),A正确;碳元素有-4、+2、+4等多种价态,B正确;SO2对应的H2SO3不是强酸,C错误;H3QO4中的Q是+5价,H3QO4是砷元素的最高价氧化物的水化物,D正确。
4.现有X、Y、Z、W是短周期主族元素,X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍;Y的原子序数是其最外层电子数的6倍;Z的一种单质是自然界中最硬的物质;自然界中,W的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体。下列叙述正确的是
( )
A.原子半径的大小:Z>X>Y
B.Z的氢化物的沸点一定比X的低
C.W的最高价氧化物对应水化物的酸性在同主族中最强
D.Y与X形成的化合物与Z单质反应可冶炼金属
【解析】选C。根据题中信息推断元素,X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,X为O,Y的原子序数是其最外层电子数的6倍,Y为Mg,Z的一种单质是自然界中最硬的物质,Z为C,W的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体,W为S。A项,电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径的大小:Mg>C>O,故A错误;B项,C的氢化物可能为固态烃,其的沸点可能比H2O高,故B错误;C项,W的最高价氧化物对应水化物为硫酸,其酸性在同主族中最强,故C正确;D项,MgO和C不能反应,故D错误。
5.(2020·延安模拟)X、Y、Z、W是短周期主族元素。已知Z是地壳中含量第二位的元素,W在短周期主族元素中原子半径最大,Z、X、Y在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
A.Z的氧化物属于酸性氧化物,能与水反应生成相应的酸
B.W2Y和W2Y2中阴、阳离子的个数比相同,化学键类型不完全相同
C.X、Y与氢三种元素形成的物质中一定不含共价键
D.X和Y只能形成一种物质
【解析】选B。X、Y、Z、W是短周期主族元素。已知Z是地壳中含量第二位的元素,为硅元素,W在短周期主族元素中原子半径最大,为钠元素,Z、X、Y在元素周期表中的相对位置如图所示,故X为氮元素、Y为氧元素。A.Z的氧化物二氧化硅属于酸性氧化物,但不能与水反应生成相应的酸,选项A错误;B.W2Y和W2Y2中阴、阳离子的个数比相同,化学键类型不完全相同,后者含有共价键,选项B正确;C.X、Y与氢三种元素形成的物质中HNO3含共价键,选项C错误;D.X和Y能形成多种物质如一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮等,选项D错误。
【加固训练】
短周期元素A、B、C的位置如图所示,已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C依次是 ( )
A
B
C
A.Be、Na、Al B.C、Al、P
C.O、P、Cl D.B、Mg、Si
【解析】选C。A、B、C是短周期元素,设A的原子序数为x,则B的原子序数是x+8-1,C的原子序数是x+8+1,B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,即x+8-1+x+8+1=4x,x=8,所以A是氧元素,B是磷元素,C是氯元素。
6.下表是周期表中的一部分,根据A～J在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
D
E
G
3
B
C
J
F
H
I
(1)表中元素,化学性质最不活泼的是________,只有负价而无正价的是________, 可用于制半导体材料的元素是________。
(2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是___________________________,
酸性最强的是________,呈两性的是________。
(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中,最稳定的是__________。
(4)在B、C、D、J、E、F、G、H中,原子半径最大的是_____________。
【解析】根据题意可知,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 分别为H、Na、Al、C、N、P、F、Cl、Ar、Si。
(1)表中元素,化学性质最不活泼的是Ar,只有负价而无正价的是F, 可用于制半导体材料的元素是Si。
(2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是NaOH,酸性最强的是HClO4,呈两性的是Al(OH)3。
(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中,最稳定的是HF。
(4)在B、C、D、J、 E、F、G、H中,原子半径最大的是Na。
答案:(1)Ar F Si
(2)NaOH HClO4 Al(OH)3
(3)HF (4)Na
1.第3周期元素,浓度均为0.01 mol·L-1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。则下列说法正确的是 ( )
A.气态氢化物的稳定性:M>W
B.M的最高正价为+3
C.Y和W形成的化合物既含离子键又含共价键
D.X和Z两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7
【解析】选D。由图象知,X、Y、Z、M、N、W分别是Na、Mg、Si、P、S、Cl元素。稳定性HCl>PH3,磷元素的最高正价为+5,MgCl2只含离子键,A、B、C均错误;Na2SiO3溶液中,因Si水解溶液呈碱性,pH>7,正确。
2.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次减小。A、B、C、D是由上述元素依次组成的非金属单质,其中B、C、D在常温常压下是气体。E是形成酸雨的污染物之一,F可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
C.由Y、Z、W三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性
D.X和Z的氧化物的水化物均为强酸
【解析】选C。E是形成酸雨的污染物之一,由A与气体B生成,则A为S,B为O2,E为SO2,F可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,即F为NH3,则C为N2,D为H2。X、Y、Z、W四种元素依次为S、O、N、H。A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X),错误;B.H2O的稳定性强于NH3,错误;C.NH3·H2O的水溶液呈碱性,正确;D.S和N的最高价氧化物的水化物均为强酸,亚硫酸、亚硝酸都不是强酸,错误。
【加固训练】
W、X、Y、Z均为短周期元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17;X与W同主族;Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半;含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是 ( )
A.金属性:Y>Z
B.氢化物的稳定性:X>W
C.离子的还原性:X>W
D.最高价氧化物对应水化物碱性:Y>Z
【解析】选B。根据题设条件推知W为氯元素,X与W同主族,且均为短周期元素,所以X为氟元素。Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半,即Y的原子序数为13,Y为铝元素。含Z元素的物质焰色反应为黄色,则Z为钠元素。A选项,Al、Na 同周期,根据同周期元素递变规律,Na的金属性大于Al。B选项,F的非金属性比Cl的非金属性强,HF的稳定性高于HCl。选项C,Cl-的还原性大于F-。D选项,Y、Z最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3、NaOH,所以碱性强弱为Al(OH)3
A.B、D的原子序数之差可能为2
B.E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C.5种元素的核电荷数之和为5a+10
D.A、E的原子序数之差可能是7
【解析】选C。由题中所给5种元素的位置关系可以看出D一定不是第一周期元素(因为如果D是第一周期元素,则D一定属于元素周期表最左边的第ⅠA族元素或最右边的0族元素),所以A选项错误;由题意可知5种元素在前四周期,所以D、B、E分别为第二、三、四周期的元素,由元素周期表的结构可知5种元素一定在过渡元素右边,所以D、E的原子序数分别为a-8、a+18,A、C的原子序数分别为a-1、a+1,即只有C选项正确。
4.(2019·漳州模拟)A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,辛是由C元素形成的单质,常温常压下乙为液态。常温下,0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13。上述各物质间的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.常温条件下元素A、B形成化合物的状态一定是气态
B.1.0 L 0.1 mol·L-1戊溶液中阴离子的总物质的量小于0.1 mol
C.1 mol甲与足量的乙完全反应共转移约6.02×1023个电子
D.元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为r(D)>r(C)>r(B)
【解析】选C。0.1 mol·L-1 丁溶液的pH为13(25 ℃),丁是一元强碱,其含有的金属元素在短周期,则丁应为NaOH,发生反应:甲+乙丁+辛,根据元素守恒可知,甲、乙两种物质至少共含有氢、氧、钠元素,辛是由C组成的单质,由反应可知,辛不能是Na,结合原子数可知,A为H、C为O、D为Na,故辛为氧气,可知甲是Na2O2、乙是水,再根据反应:甲+丙戊+辛,可知丙是二氧化碳,戊是碳酸钠,则B为碳元素,A.A为H、B为碳元素,碳氢形成的化合物烃中有气态、液态、固态,选项A错误;B.戊是碳酸钠,在碳酸钠溶液中,C水解生成HC和OH-,溶液中阴离子总的物质的量大于0.1 mol,选项B错误;C.甲与足量的乙完全反应的方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,1 mol Na2O2反应转移的电子为1 mol,约6.02×1023个电子,选项C正确;D.同周期随原子序数增大原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径大小顺序为Na>C>O,即:D>B>C,选项D错误。
5.(新题预测)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,由它们组成的化合物YZWX的水溶液因为遇Fe3+变血红色可用于检验Fe3+,若已知灼烧该化合物的焰色为黄色。下列推断正确的是 ( )
A.简单氢化物的熔沸点:W>X
B.原子半径和离子半径均满足:X
D.常温下,pH为12的Y2Z溶液中水电离的c(H+)为10-12 mol·L-1
【解析】选C。化合物YZWX的水溶液因为遇Fe3+变血红色,所以YZWX是硫氰酸盐,灼烧该化合物的焰色为黄色,YZWX是硫氰酸钠,W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X、Y、Z分别是C、N、Na、S;熔沸点NH3>CH4,故A错误;原子半径N
10-2 mol·L-1,故D错误。
【加固训练】
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知四种元素的电子层数之和为10,且它们分别属于连续的四个主族。四种元素中X原子的半径最大。下列说法正确的是 ( )
A.四种元素中有两种元素在第二周期
B.W所在主族元素的原子次外层电子数可能为2或8,不可能为18
C.X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
D.工业上获得X、Y单质的方法主要是电解其熔融的氯化物
【解析】选B。由四种原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z的电子层之和为10,可推断W、X在第二周期Y、Z在第三周期或W在第一周期,X、Y、Z在第三周期;由四种元素分别属于连续四个主族,原子半径最大的是X原子可知,W在第一周期,X、Y、Z在第三周期、综上所述,W为H,X为Mg,Y为Al、Z为Si。四种元素中没有元素在第二周期,A项错误;H为第ⅠA族元素,第ⅠA族元素中锂原子的次外层电子数为2,除H、Li外的其他元素原子的次外层电子数为8,不可能为18,B项正确;Mg、Al、Si的最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3,Al(OH)3与Mg(OH)2、H2SiO3不能反应,C项错误;工业上通过电解熔融的氧化铝来获得单质铝,D项错误。
6.(2019·梅州模拟)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g·L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:W>Z>Y>X>M
B.XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物
C.由X元素形成的单质不一定是原子晶体
D.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键
【解析】选C。由题意可知,X、Y、Z、M、W这五种短周期元素的排列,不是按原子序数依次递增排列的,其中只有X、Y、Z三种元素是原子序数依次递增的同周期元素,由X、Y、Z的最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,可推出X、Y、Z分别为C、N、O三种元素;再根据Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度,就可计算出该气态化合物的相对分子质量为17,从而确定M为H,最后根据W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2,推出W为Na。所以,原子半径应是W>X>Y>Z>M(即Na>C>N>O>H),A选项错。B选项中CO2、C2H2均为直线形共价化合物,而Na2O2是离子化合物,B错误。C选项是正确的,例如石墨、C60、碳纳米管、石墨烯等碳单质就不是原子晶体。D选项中,X、Y、Z、M四种元素可形成化合物CO(NH2)2(尿素)等,尿素为共价化合物,只含共价键,所以D错。
7.下图为元素周期表的一部分,参照元素①～⑩在表中的位置,请用化学用语作答:
(1)⑤⑥⑦的离子半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。
(2)⑧⑨⑩的最高价含氧酸的酸性由强到弱为________(用化学式表示)。
(3)写出⑥在空气中加热生成的产物的电子式:______________________。
(4)由表中元素形成的物质可发生下图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体,D溶液显碱性。
①写出D溶液与G反应的化学方程式: _______________________________。
②混合物X中的某物质不溶于水,但既能溶于酸又能溶于碱,请写出它在碱性溶液中的电离方程式: _____________________________________________。
(5)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素②与元素⑦的氢氧化物有相似的性质。写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式:
_________________________________________。
(6)砷(As)的化合物可用于杀虫及医疗。
①As的原子结构示意图为________________。
②Y由④⑥⑩三种元素组成,是生活中常见的消毒剂。As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,该反应的化学方程式为____________。
【解析】(1)⑤号元素是F,⑥号元素是Na,⑦号元素是Al,它们的离子电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子来说,核电荷数越大,离子半径就越小,所以离子半径由大到小的顺序为F->Na+>Al3+。
(2)⑧⑨⑩三种元素分别是P、S、Cl。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。由于元素的非金属性:Cl>S>P,所以最高价含氧酸的酸性由强到弱为HClO4>H2SO4>H3PO4。
(3)⑥号元素Na在空气中燃烧生成Na2O2,电子式是Na+]2-Na+。
(4)根据物质的性质及相互转化关系可知:A是NaCl;B是Cl2;C是H2;D是NaOH;G是Al;F是NaAlO2。①D溶液与G反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;②混合物X中的某物质不溶于水,但既能溶于酸又能溶于碱,则这种物质是Al(OH)3,它在碱性溶液中的电离方程式是Al(OH)3Al+H++H2O。
(5)根据元素在周期表中的位置可知元素②是Be,元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式是Be(OH)2+2OH-Be+2H2O。
(6)①33号元素As的原子结构示意图为;②Y由④⑥⑩三种元素组成,是生活中常见的消毒剂,则该物质是NaClO。As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,根据得失电子守恒及原子守恒可得该反应的化学方程式为5NaClO+2As+3H2O2H3AsO4+5NaCl。
答案:(1)F->Na+>Al3+
(2)HClO4>H2SO4>H3PO4
(3)Na+]2-Na+
(4)①2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑
②Al(OH)3Al+H++H2O
(5)Be(OH)2+2OH-Be+2H2O
(6)①
②5NaClO+2As+3H2O2H3AsO4+5NaCl
【加固训练】
(2019·邯郸模拟)A、B、C、D、E、F六种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示。
回答下列问题:
(1)在周期表中,E位于第______周期第______族。
(2)A、B能组成既含极性键又含非极性键的化合物,其电子式为________________。
(3)在E、F的气态氢化物中,热稳定性较强的是______(填化学式,下同),还原性较强的是________。
(4)A、C、D、E组成两种酸式盐X、Y,将X、Y溶液混合发生复分解反应,写出离子方程式:____________________________________。
(5)常用(BA4)2E2C8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀。写出无色溶液变紫红色溶液的离子方程式: _______________________________。
【解析】由图可知,A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、S、Cl。
(1)在元素周期表中,E位于第三周期第ⅥA族。
(2)A、B能组成既含极性键又含非极性键的化合物为N2H4,其电子式为H。
(3)S、Cl的非金属性相比,S
(5)常用(NH4)2S2O8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀,则S2被还原为S、Mn2+被氧化为Mn,该反应的离子方程式为5S2+2Mn2++8H2O10S+2Mn+16H+。
答案:(1)三 ⅥA (2)H
(3)HCl H2S
(4)HS+H+SO2↑+H2O
(5)5S2+2Mn2++8H2O
10S+2Mn+16H+
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