物质结构、元素周期律
一、选择题
1.已知1～18号元素的离子aW3+、bX+、cY2﹣、dZ﹣都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（ ）
A．质子数：c＞d B．离子的还原性：Z﹣＞Y2﹣
C．氢化物的稳定性：H2Y＞HZ D．离子半径：X+＜Y2﹣
2.同周期的X、Y、Z三元素，它们最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4，则下列判断正确的是（ ）
A．含氧酸的酸性H3ZO4＞H2YO4＞HXO4
B．非金属性X＜Y＜Z
C．元素的负化合价的绝对值按X、Y、Z减小
D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱
3.下列物质之间的相互关系错误的是（ ）
A．H和D互为同位素
B． 与互为同分异构体
C．CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物
D．O2和O3互为同素异形体
4.下列说法正确的是（ ）
A．NaOH碱性比KOH强
B．Li是最活泼的金属，F是最活泼的非金属
C．X2+核外电子数目为18，则X在第四周期第ⅡA族
D．元素周期表有7个副族，7个主族，1个0族，1个Ⅷ族，共16个纵行
5.元素周期表中某区域可以寻找制备新型农药材料的元素，它们是（ ）
A．左下方区域的金属元素
B．右上方区域的某些非金属元素
C．金属元素和非金属元素分界线附近的元素
D．过渡元素区域
6.下列化学用语正确的是（ ）
A．CH3Cl B．乙烯的结构简式 CH2CH2
C．淀粉的化学式为（C6H10O5）n D．H2O2的电子式：
7.短周期元素X、Y、Z原子序数之和为36，X2﹣与Y+具有相同的核外电子层结构，Y、Z位于同一周期．下列推测不正确的是（ ）
A．原子半径Z＞Y
B．同周期元素中Y的金属性最强
C．同主族元素中X的氢化物稳定性最高
D．同周期元素中Z的最高价氧化物的水化物酸性最强
8.A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子总数多5个，则A、B两元素形成的化合物可表示为（ ）
A．BA2 B．BA3 C．A3B2 D．B3A2
9.下面是元素周期表的一部分．下列与表中元素有关的叙述正确的是（ ）
A．铝是第二周期元素
B．氯原子的半径比硫原子的半径小
C．氢氧化钠的碱性比氢氧化镁的碱性弱
D．硅原子的最外层电子数比磷原子的最外层电子数多
10.某主族元素R的最高化合价与负化合价代数和为6．下列说法正确的是（ ）
A．R一定是第ⅦA族元素
B．R的最高价氧化物为RO3
C．R的气态氢化物能燃烧
D．R的气态氢化物易溶于水显碱性
11.已知X+、Y2+、Z﹣、W2﹣四种离子均具有相同的电子层结构．下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述，不正确的是（ ）
A．原子半径：X＞Y＞Z＞W B．原子序数：Y＞X＞Z＞W
C．原子最外层电子数：Z＞W＞Y＞X D．还原性：X＞Y，W2﹣＞Z﹣
12.依据下列说法来判断相应元素的金属性、非金属性强弱，不合理的是（ ）
A．卤素单质Cl2、Br2、I2的氧化性强弱
B．气态氢化物NH3、H2O、HF的稳定性
C．碱金属单质Li、Na、K与水反应的剧烈程度
D．1mol Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应时失电子数的多少
13.X、Y、Z为短周期非金属元素，其相关性质如下，下列叙述正确的是
元素
X
Y
Z
单质与H2反应条件
暗处爆炸
光照
高温、高压、催化剂
常温下氢化物水溶液的pH
小于7
小于7
大于7
A．Z的氢化物分子间存在氢键 B．最外层电子数Z>Y
C．气态氢化物的稳定性Y>X D．Y的含氧酸均为强酸
14.下列叙述正确的是（ ）
A．离子化合物中可能含共价键，共价化合物中不含离子键
B．共价化合物中可能含离子键，离子化合物中只含离子键
C．构成单质分子的微粒一定含有共价键
D．双原子分子中的共价键，一定是非极性键
15.a、b、c、d是四种短周期元素，a、b、d同周期，c、d同主族，a的原子结构示意图为，b与c形成化合物的电子式为．下列比较中正确的是（ ）
A．原子半径：a＞c＞b B．原子的氧化性：a＞c＞d
C．a的单质不能导电 D．最高价含氧酸的酸性c＞d＞a
二、非选择题
16.主要元素W、X、Y、Z的原子序数一次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍．X、Y和Z分属不同的周期，他们的原子序数之和是W原子序数的5倍．在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高．请回答下列问题：
（1）W元素原子的L层电子排布式为 ，W3分子的空间构型为 ；
（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为 ；
（3）化合物M的化学式为 ，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl．M熔点较高的原因是
．将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯．在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有 ，O﹣C﹣O的键角约为 ；
（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X：Y：Z= ；
（5）含有元素Z的盐的焰色反应为 色．许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是 ．
17.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42．X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子．X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子．请回答下列问题：
（1）X元素原子基态时的电子排布式为 ，该元素的符号是 ；
（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为 ，该元素的名称是 ；
（3）X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为 ；
（4）已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是 ；
（5）比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由 ．
18.A、B、C、D、E五种微粒，它们可能是原子或离子，并且所含的元素都在短周期．A显负价时，不能被任何氧化剂氧化；金属B的原子核内质子数比前一周期的同族元素多8，其单质不能从CuSO4溶液中置换出Cu；C元素有三种同位素Cl、C2、C3，C1的质量数分别为C2、C3的1/2和1/3；D的气态氢化物溶于水后显碱性；E是由两种不同元素组成的带负电荷的微粒，它共有10个电子，E极易与C+结合成中性微粒．回答：
（1）写出五种微粒的符号：A 、B 、C 、D 、E ．
（2）C的同位素名称：C2 ．
（3）C和D形成分子的电子式为 ，空间结构为 ．
19.如图是元素周期表的一部分，根据表中的①～⑩中元素，用相关的化学用语填空：
（1）元素⑩的名称是 ，从元素原子得失电子的角度看，元素④具有 （填“氧化性”、“还原性”）；比元素⑧质子数多16的元素在周期表中所处位置 ；
（2）⑥④⑦的氢化物稳定性由弱到强的顺序依次： （写氢化物的化学式）；
（3）元素③的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物反应的方程式为 ；
（4）写出元素⑤形成的单质在氧气中燃烧产物的电子式 ，这一反应是 （填“吸热”、“放热”）反应；元素②和④形成化合物电子式为 、 ；
（5）用电子式表示①与⑨反应得到的化合物的形成过程 ；
（6）某元素R的气态氢化物为HXR，且R在该氢化物中的质量分数为94%，8.5g的HXR气体在标准状态下的体积是5.6L．HXR的化学式为 ．
20.A、B、C、D都是短周期元素，原子半径：D＞C＞A＞B．已知：A、B同周期，A、C处于同一主族；C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和；C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍．试回答：
（1）写出元素A的原子结构示意图： ．
（2）写出有B、D组成的两种化合物的化学式： 、 ．
（3）写出C的氧化物与D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式： ．
参考答案
1.D
考点：原子结构与元素周期律的关系．
分析：1～18号元素的离子aW3+、bX+、cY2﹣、dZ﹣具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a﹣3=b﹣1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，结合元素周期律解答．
解答：解：1～18号元素的离子aW3+、bX+、cY2﹣、dZ﹣具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a﹣3=b﹣1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素．
A．由以上分析可知c=8，b=11，则质子数c＜b，故A错误；
B．非金属性F＞O，非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，则阴离子的还原性越弱，则离子还原性O2﹣＞F﹣，故B错误；
C．非金属性F＞O，非金属性越强氢化物越稳定性，氢化物稳定性为HF＞H2O，故C错误；
D．电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径Na+＜O2﹣，故D正确．
故选D．
点评：本题考查原子结构与元素周期律的相关知识，难度不大，可以根据电子层结构确定在周期表中的位置关系，从而推断其性质，不需要确定具体的元素．
2.D
考点：原子结构与元素周期律的关系．
分析：同周期的X、Y、Z三种主族元素，它们最高价氧化物对应的水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4，则X、Y、Z的最高正化合价分别为+7、+6、+5，则原子序数X＞Y＞Z．
A．同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强；
B．同周期自左而右非金属性增强；
C．最低负化合价=最高正化合价﹣8；
D．非金属性越强，氢化物越稳定．
解答：解：同周期的X、Y、Z三种主族元素，它们最高价氧化物对应的水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4，则X、Y、Z的最高正化合价分别为+7、+6、+5，则原子序数X＞Y＞Z．
A．同周期自左而右非金属性增强，故非金属性X＞Y＞Z，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，故含氧酸的酸性H3ZO4＜H2YO4＜HXO4，故A错误；
B．同周期自左而右非金属性增强，故非金属性X＞Y＞Z，故B错误；
C．X、Y、Z最低负化合价分别为﹣1、﹣2、﹣3，负化合价的绝对值依次增大，故C错误；
D．非金属性X＞Y＞Z，非金属性越强，氢化物越稳定，故氢化物稳定性按X、Y、Z顺序由强到弱，故D正确，
故选D．
点评：本题考查性质与位置关系、元素周期律等，侧重对元素周期律的可知，注意理解掌握同周期元素性质递变规律．
3.B
考点：同位素及其应用；有机化合物的异构现象；芳香烃、烃基和同系物．
分析：A．质子数相同中子数不同的原子互称同位素．互为同位素原子具有以下特征：质子数相同、化学性质相同；
B．具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，该组物质根据物质的名称分析判断，属于同一种物质；
C．结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物；
D．同种元素形成的不同单质为同素异形体．
解答：解：A．H和D质子数相同为1，中子数分别为0、1不同，是同种元素的不同的原子，互为同位素，故A正确；
B．与为丙烷，是同一物质，故B错误；
C．CH3CH3和CH3CH2CH3结构相似，分子组成相差1个“CH2”原子团，互为同系物，故C正确；
D．氧气（O2）与臭氧（O3），由氧元素组成不同单质，属于同素异形体，故D正确；
故选B．
点评：本题主要考查了同位素、同分异构体、同系物、同素异形体的定义，在判断时要抓住各自的研究对象分别为：原子、化合物、有机化合物、单质，题目难度不大．
4.C
考点：元素周期律的作用．
分析：A．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强；
B．Li是第二周期中最活泼的金属，在金属中不是最活泼；
C．X2+核外电子数目为18，则X核外电子数为20；
D．8、9、10列为Ⅷ族，其它各族均占有1列．
解答：解：A．金属性Na＜K，故碱性NaOH＜KOH，故A错误；
B．F元素是最活泼的非金属，Li是第二周期中最活泼的金属，同主族自上而下金属性增强，在IA族中金属性最弱，故B错误；
C．X2+核外电子数目为18，则X核外电子数为20，X在第四周期第ⅡA族，故C正确；
D．元素周期表有7个副族，7个主族，1个0族，1个Ⅷ族，8、9、10列为Ⅷ族，其它各族均占有1列，共18个纵行，故D错误，故选C．
点评：本题考查元素周期表结构、元素周期律、结构与位置关系等，难度不大，注意掌握周期表中硫列与族的关系．
5.B
考点：元素周期表的结构及其应用．
分析：A．周期表左下角的元素具有较强的金属性，为电的良导体，不可以作半导体材料；
B．周期表右上角的元素常用于制备农药；
C．金属元素和非金属元素分界线附近的意元素多为半导体材料元素；
D．过渡元素常用于制备催化剂材料及耐高温、耐腐蚀材料．
解答：解：A．周期表左下角的元素具有较强的金属性，为电的良导体，不可以作半导体材料，故不选；
B．周期表右上角的元素常用于制备农药，故选；
C．金属元素和非金属元素分界线附近的意元素多为半导体材料元素，故不选；
D．过渡元素常用于制备催化剂材料及耐高温、耐腐蚀材料，故不选；
故选B．
点评：本题考查元素周期表的结构与应用，比较基础，明确半导体材料具有的性质，根据元素周期表中的元素分布及元素常见的性质来解答．
6.C
考点：电子式、化学式或化学符号及名称的综合．
分析：A．氯原子最外层达到8电子稳定结构，漏掉了氯原子的3对未成键电子；
B．乙烯的结构简式中没有标出碳碳双键；
C．淀粉为高分子化合物，淀粉的化学式为（C6H10O5）n；
D．双氧水为共价化合物，电子式中不存在阴阳离子．
解答：解：A．CH3Cl为共价化合物，C、Cl原子最外层都达到8电子稳定结构，其正确的电子式为：，故A错误；
B．乙烯分子中含有碳碳双键，乙烯正确的结构简式为：CH2=CH2，故B错误；
C．淀粉属于天然高分子化合物，其化学式为（C6H10O5）n，故C正确；
D．双氧水为共价化合物，分子中存在两个氧氢键和一个O﹣O键，双氧水正确的电子式为：，故D错误；
故选C．
点评：本题考查了常见化学用语的表示方法，题目难度中等，涉及电子式、化学式、结构简式等知识，明确常见化学用语的书写原则为解答关键，试题培养了学生的分析能力及规范答题能力．
7.A
考点：位置结构性质的相互关系应用．
专题：元素周期律与元素周期表专题．
分析： X、Y在同一周期，X2﹣与Y+具有相同的核外电子层结构，可推X在Z、Y的上一个周期，又因为X、Y、Z原子序数之和为36，平均原子序数为12，则X为O、Y为Na、进而可知Z为Cl，结合元素周期律的递变规律解答该题．
解答：解：X、Y在同一周期，X2﹣与Y+具有相同的核外电子层结构，可推X在Z、Y的上一个周期，又因为X、Y、Z原子序数之和为36，平均原子序数为12，则X为O、Y为Na、进而可知Z为Cl，则
A．Z为Cl，Y为Na，同周期元素从左到右元素的原子半径逐渐减小，故A错误；
B．Y为Na，由同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱可知同周期元素中Y的金属性最强，故B正确；
C．X的氢化物为H2O，X位于同族的最上方，根据元素周期律，同族元素中Z的氢化物稳定性最高，故C正确；
D．Z为Cl，同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，故D正确．
故选A．
点评：本题考查元素的推断和元素周期律，题目难度中等，注意把握元素的推断的角度以及元素周期律的递变规律．
8.D
考点：原子结构与元素的性质．
专题：元素周期律与元素周期表专题．
分析：A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，则A的L层电子应为5，应为N元素，原子核外电子数为7，B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子总数多5个，则B的原子核外电子数应为12，为Mg元素，以此解答该题．
解答：解：A、B两元素原子的L层上有电子，则K层上肯定填满2个，而B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，
所以A元素的原子的结构示意图为，B元素原子的结构的示意图为，
即A为氮元素，B为镁元素，形成Mg3N2（氮化镁）．
故选D．
点评：本题考查原子的结构与性质，题目难度不大，注意把握原子核外电子排布的关系．
9.B
考点：元素周期律和元素周期表的综合应用．
分析：A．由Al在周期表装置，可知其处于第三周期；
B．同周期自左而右原子半径减小；
C．同周期自左而右金属性减弱，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强；
D．同周期主族元素自左而右最外层电子数增大．
解答：解：A．由Al在周期表装置，可知其处于第三周期，故A错误；
B．同周期自左而右原子半径减小，故原子半径：Cl＜S，故B正确；
C．同周期自左而右金属性减弱，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：氢氧化钠＞氢氧化镁，故C错误；
D．硅原子的最外层电子数比磷原子的最外层电子数少，故D错误，
故选B．
点评：本题考查的是元素周期表和元素周期律的知识，旨在考查学生对基础知识的理解掌握．
10.A
考点：元素周期律和元素周期表的综合应用．
专题：元素周期律与元素周期表专题．
分析：某主族元素R的最高化合价与负化合价代数和为6，设最高化合价为x，则最低化合价为x﹣8，则有x+x﹣8=6，x=7，则该元素的最高化合价为+7价，最低化合价为﹣1价，结合对应物质的性质解答该题．
解答：解：主族元素R的最高化合价与负化合价代数和为6，设最高化合价为x，则最低化合价为x﹣8，则有x+x﹣8=6，x=7，则该元素的最高化合价为+7价，最低化合价为﹣1价，
A．该元素的最高化合价为+7价，说明原子的最外层有7个电子，应位于第ⅦA族元素，故A正确；
B．该元素的最高化合价为+7价，R的最高价氧化物为R2O7，故B错误；
C．R为Cl、Br等元素，对应的氢化物不能再空气中燃烧，故C错误；
D．R为卤族元素，对应的氢化物溶于水呈酸性，故D错误．
故选A．
点评：本题考查元素周期律与元素周期表的综合应用，题目难度中等，本题注意从化合价的角度判断元素在周期表的位置，把握元素周期律的递变规律．
11.A
考点：原子结构与元素周期律的关系．
专题：元素周期律与元素周期表专题．
分析： X+、Y2+、Z﹣、W2﹣四种离子均具有相同的电子层结构，所以Z、W的电子层比X、Y少一层，设原子序数分别为a、b、c、d，则由a﹣1=b﹣2=c+1=d+2，则原子序数Y＞X＞Z＞W，结合元素周期律的递变规律解答该题．
解答：解：X+、Y2+、Z﹣、W2﹣四种离子均具有相同的电子层结构，所以Z、W的电子层比X、Y少一层，设原子序数分别为a、b、c、d，则由a﹣1=b﹣2=c+1=d+2，则原子序数Y＞X＞Z＞W，
A．同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子核外电子层数越多，半径越大，则原子半径X＞Y＞W＞Z，故A错误；
B．由以上分析可知原子序数：Y＞X＞Z＞W，故B正确；
C．根据离子所带电荷可知X、Y、Z、W原子最外层电子数分别为1、2、7、6，则原子最外层电子数Z＞W＞Y＞X，故C正确；
D．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，非金属性越强，对应的阴离子的还原性越弱，故D正确．
故选A．
点评：本题考查元素周期表和元素周期律的知识点，该知识点是高考考查的重点和热点，本题难度适中，根据离子的结构特征判断原子序数的关系为解答该题的关键．
12.D
试题解析：金属性和非金属性的强弱（可简单的理解为氧化还原性的强弱）是得失电子的趋势，与其得失电子的多少无关，D错误，ABC都可说明问题。
13.A
14.A
考点：离子化合物的结构特征与性质；共价键的形成及共价键的主要类型．
分析：A．含有离子键的化合物是离子化合物，离子化合物中可能含有共价键，只含共价键的化合物是共价化合物；
B．共价化合物中一定不含离子键，离子化合物中可能含有共价键；
C．构成单质分子的微粒中可能不含化学键；
D．同种元素的双原子分子中含有非极性键，不同元素的双原子分子中只含极性键．
解答：解：A．含有离子键的化合物是离子化合物，离子化合物中可能含有共价键，如KOH等，只含共价键的化合物是共价化合物，所以共价化合物中只含共价键，故A正确；
B．只含共价键的化合物是共价化合物，所以共价化合物中一定不含离子键，离子化合物中可能含有共价键，如过氧化钠等，故B错误；
C．构成单质分子的微粒中可能不含化学键，如稀有气体中只含分子间作用力不含化学键，故C错误；
D．同种元素的双原子分子中含有非极性键，如氧气等，不同元素的双原子分子中只含极性键，如HCl等，故D错误；
故选A．
点评：本题考查化学键和物质的关系，侧重考查基本概念，明确物质构成微粒及微粒之间作用力即可解答，采用举例法分析解答，易错选项是C．
15.D
考点：原子结构与元素周期律的关系．
专题：元素周期律与元素周期表专题．
分析：a的原子结构示意图为，第一电子层容纳2个电子，故x=2，a的质子数为14，故a为Si元素；b与c形成化合物的电子式为，则b处于ⅠA族、c处于ⅤA族，c、d同主族，a、b、d同周期，故b为Na元素，则c为N元素，D为P元素，以此来解答．
解答：解：a的原子结构示意图为，第一电子层容纳2个电子，故x=2，a的质子数为14，故a为Si元素；b与c形成化合物的电子式为，则b处于ⅠA族、c处于ⅤA族，c、d同主族，a、b、d同周期，故b为Na元素，则c为N元素，D为P元素，
A．同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，则原子半径Na＞Si＞N，故A错误；
B．氮气的性质稳定，氧化性比磷弱，故B错误；
C．硅是半导体，故C错误；
D．非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强，非金属性N＞P＞Si，故最高价含氧酸的酸性c＞d＞a，故D正确；
故选D．
点评：本题考查核外电子排布规律、结构性质位置关系、元素周期律、物质的性质等，难度中等，B选项为易错点，容易忽略氮气的结构．
16.（1）2s22p4；V型；
（2）2F2+2H2O=4HF+O2；
（3）MgO；离子的电荷多、离子半径较小，晶格能大；sp2和sp3；120°；
（4）3：1：1；
（5）紫；激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式释放能量．
考点：位置结构性质的相互关系应用．
专题：压轴题；元素周期律与元素周期表专题．
分析： 主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则W有2个电子层，最外层电子数为6，故W为氧元素；X，Y，Z分属不同的周期，且主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大．X不可能为第三周期元素，若为第三周期，X、Y、Z的原子序数之和大于W原子序数的5倍，所以可以断定X也在第二周期，且原子序数比氧元素大，故X为F元素；故Y、Z的原子序数之和为8×5﹣9=31，故Y处于第三周期，Z处于第四周期，Z的原子序数大于18，若Y为Na元素，则Z为Ca元素，若Y为Mg元素，则Z为K元素，X的原子序数再增大，不符合题意，由于元素W与Y形成的化合物M的熔点最高，故Y为Mg元素，Z为K元素．
解答：解：主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则W有2个电子层，最外层电子数为6，故W为氧元素；X，Y，Z分属不同的周期，且主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大．X不可能为第三周期元素，若为第三周期，X、Y、Z的原子序数之和大于W原子序数的5倍，所以可以断定X也在第二周期，且原子序数比氧元素大，故X为F元素；故Y、Z的原子序数之和为8×5﹣9=31，故Y处于第三周期，Z处于第四周期，Z的原子序数大于18，若Y为Na元素，则Z为Ca元素，若Y为Mg元素，则Z为K元素，X的原子序数再增大，不符合题意，由于元素W与Y形成的化合物M的熔点最高，故Y为Mg元素，Z为K元素，
（1）W为氧元素，O原子的L层电子排布式为2s22p4；O3分子结构如图
，
中心O原子成2个σ键，1个离域π34，含有1对孤对电子，杂化轨道用于成σ键或填充孤对电子对，故杂化轨道数为2+1=3，由于中心O原子含有1对孤对电子，故O3空间构型为V型，
故答案为：2s22p4；V型；
（2）氟气与水反应生成HF与氧气，反应方程式为2F2+2H2O=4HF+O2，故答案为：2F2+2H2O=4HF+O2；
（3）由上述分析可知，M为MgO，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl，由于MgO晶体中离子的电荷多、离子半径较小，晶格能大，故MgO熔点较高，
在碳酸二甲酯分子中﹣OCH3，C原子4个单键，采取sp3杂化，在酯基中，C原子呈2个C﹣O单键，属于σ键，1个C=O双键，双键按单键计算，故中心C原子的杂化轨道数为3，采取sp2杂化，为平面正三角形，键角为120°，故O﹣C﹣O的键角约为 120°，
故答案为：MgO；离子的电荷多、离子半径较小，晶格能大；sp2和sp3；120°；
（4）F、Mg、K形成立方晶体结构的化合物，晶胞中F占据所有棱的中心，晶胞中F原子数目为12×=3，Mg位于顶角，晶胞中Mg原子数目为8×=1，K处于体心位置，晶胞中含有1个K原子，则该晶体的组成为F：Mg：K=3：1：1，故答案为：3：1：1；
（5）含有元素K的盐的焰色反应为紫色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因：激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式释放能量，
故答案为：紫；激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式释放能量．
点评：本题考查元素推断、核外电子排布规律、微粒结构与性质、晶胞计算等，难度中等，推断元素是解题的关键，要充分利用原子序数的关系结合周期表的结构进行判断元素．
17.（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；
（2）；氧；
（3）三角锥；
（4）As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
（5）稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH3＞AsH3＞PH3； NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高．
考点：原子结构与元素周期律的关系．
专题：压轴题；元素周期律与元素周期表专题．
分析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为As，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p4，为O，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，以此解答该题．
解答：解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为As，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p4，为O，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，
（1）由以上分析可知X为As，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；
（2）Y为氧元素，原子的价层电子的轨道表示式为，
故答案为：；氧；
（3）X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，故答案为：三角锥；
（4）已知化合物As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3，产物还有ZnSO4和H2O，
则反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
故答案为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
（5）X为N元素，非金属性较强，在同主族元素对应的氢化物中，对应的氢化物含有氢键，沸点较高，稳定性较大，
因为键长越短，键能越大，化合物越稳定，则稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高，则沸点：NH3＞AsH3＞PH3，
故答案为：稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH3＞AsH3＞PH3； NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高．
点评：本题考查学生原子的组成和结构知识以及元素周期表和元素周期律的应用知识，注意把握原子核外电子的排布规律，题目难度中等．
18.（1）F；Na；H；N；OH﹣；
（2）氘；
（3）；三角锥形．
考点：位置结构性质的相互关系应用．
分析：A、B、C、D、E五种微粒，它们可能是原子或离子，并且所含的元素都在短周期．A显负价时，不能被任何氧化剂氧化，则A为F原子；金属B的原子核内质子数比前一周期的同族元素多8，处于第三周期，其单质不能从CuSO4溶液中置换出Cu，则B为Na；C元素有三种同位素Cl、C2、C3，C1的质量数分别为C2、C3的1/2和1/3，则C为H原子；D的气态氢化物溶于水后显碱性，则D为N原子；E是由两种不同元素组成的带负电荷的微粒，它共有10个电子，E极易与H+结合成中性微粒，则E为OH﹣，据此解答．
解答：解：（1）A、B、C、D、E五种微粒，它们可能是原子或离子，并且所含的元素都在短周期．A显负价时，不能被任何氧化剂氧化，则A为F原子；金属B的原子核内质子数比前一周期的同族元素多8，处于第三周期，其单质不能从CuSO4溶液中置换出Cu，则B为Na；C元素有三种同位素Cl、C2、C3，C1的质量数分别为C2、C3的1/2和1/3，则C为H原子；D的气态氢化物溶于水后显碱性，则D为N原子；E是由两种不同元素组成的带负电荷的微粒，它共有10个电子，E极易与H+结合成中性微粒，则E为OH﹣，
故答案为：F；Na；H；N；OH﹣；
（2）C的同位素C2 为2H，名称为：氘，故答案为：氘；
（3）C和D形成分子为NH3，电子式为，空间结构为：三角锥形，故答案为：；三角锥形．
点评：本题考查元素化合物推断，需要学生熟练掌握元素化合物性质，难度不大．
19.（1）硼；氧化性；第四周期ⅣB族；
（2）PH3＜H2S＜H2O；
（3）NH3+HNO3=NH4NO3；
（4）；放热；、；
（5）；
（6）H2S．
考点：元素周期律和元素周期表的综合应用．
分析：由元素在周期表中位置，可知①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为P、⑦为S、⑧为Ne，⑨为Cl、⑩为B．
（1）氧元素非金属性很强，容易获得电子；比元素Ne质子数多16的元素为24号元素，结合核外电子排布确定其周期表中位置；
（2）元素非金属性越强，对应氢化物越稳定；
（3）氨气与硝酸反应生成硝酸铵；
（4）钠在空气中燃烧生成Na2O2，燃烧属于放热反应，元素②和④形成化合物为CO、CO2，CO与N2互为等电子体，分子中C原子与O原子之间形成3对共用电子对，CO2分子中C原子与氧原子之间形成2对共用电子对；
（5）①与⑨反应得到的化合物为HCl，属于共价化合物；
（6）某元素R的气态氢化物为HXR，8.5g的HXR气体在标准状态下的体积是5.6L，其物质的量为=0.25mol，则相对分子质量为=34，R在该氢化物中的质量分数为94%，则=1﹣94%，解得x=2，故R相对原子质量为34﹣2=32，则R为S元素．
解答：解：由元素在周期表中位置，可知①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为P、⑦为S、⑧为Ne，⑨为Cl、⑩为B．
（1）元素⑩为硼元素，氧元素非金属性很强，容易获得电子，具有氧化性；比元素Ne质子数多16的元素为24号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，处于周期表中第四周期ⅣB族，
故答案为：硼；氧化性；第四周期ⅣB族；
（2）非金属性P＜S＜O，元素非金属性越强，对应氢化物越稳定，故氢化物稳定性：PH3＜H2S＜H2O，
故答案为：PH3＜H2S＜H2O；
（3）氨气与硝酸反应生成硝酸铵，反应方程式为：NH3+HNO3=NH4NO3，
故答案为：NH3+HNO3=NH4NO3；
（4）钠在空气中燃烧生成Na2O2，电子式为，燃烧属于放热反应，元素②和④形成化合物为CO、CO2，CO与N2互为等电子体，分子中C原子与O原子之间形成3对共用电子对，电子式为，CO2分子中C原子与氧原子之间形成2对共用电子对，电子式为，
故答案为：；放热；、；
（5）①与⑨反应得到的化合物为HCl，属于共价化合物，用电子式表示其形成过程为：，
故答案为：；
（6）某元素R的气态氢化物为HXR，8.5g的HXR气体在标准状态下的体积是5.6L，其物质的量为=0.25mol，则相对分子质量为
=34，R在该氢化物中的质量分数为94%，则=1﹣94%，解得x=2，故R相对原子质量为34﹣2=32，则R为S元素，HXR的化学式为H2S，
故答案为：H2S．
点评：本题考查元素周期表与元素周期律综合应用，侧重考查学生对知识的迁移应用，注意掌握用电子式表示化学键或物质的形成．
20.（1）；
（2）Na2O；Na2O2；
（3）Al2O3+2OH﹣+3H2O═2[Al（OH）4]﹣．
考点：原子结构与元素周期律的关系．
专题：元素周期律与元素周期表专题．
分析：由A、C同主族，原子半径C＞A，则A、C电子数相差8，C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和，推出B原子的质子数为8，即B为O元素，C为第三周期元素，由C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍，若D最外层为1个电子，则C最外层为3个电子，若D最外层是2个电子，则C最外层是6个电子，则C与B是同主族元素了，不符合题意，故C为Al元素，D为Na元素，A为B元素，根据元素所在周期表中的位置结合元素周期律的递变规律解答该题．
解答：解：由A、C同主族，原子半径C＞A，则A、C电子数相差8，C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和，推出B原子的质子数为8，即B为O元素，C为第三周期元素，由C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍，若D最外层为1个电子，则C最外层为3个电子，若D最外层是2个电子，则C最外层是6个电子，则C与B是同主族元素了，不符合题意，故C为Al元素，D为Na元素，A为B元素，
（1）A为B元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为3，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）由B、D组成的两种化合物分别为Na2O、Na2O2，故答案为：Na2O；Na2O2；
（3）Al2O3为两性氧化物，能与NaOH溶液反应，反应的离子方程式为，故答案为：Al2O3+2OH﹣+3H2O═2[Al（OH）4]﹣．
点评：本题考查原子结构和元素周期律的关系，题目难度中等，正确推断元素的种类为解答该题的关键，注意相关基础知识的积累．
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