2020-2021学年高三化学一轮复习提升练习 第18讲 元素周期律和元素周期表

第 18 讲 元素周期律和元素周期表 1．(2020·江西省南昌高三调研)下列结论不正确的是(　　) A．粒子半径：S>S2－>Cl－>F B．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4 C．氧化性：Cl2>S>Se>Te D．离子还原性：S2－>I－>Br－>OH－ 【答案】A 【解析】同一种元素的阴离子半径比其原子半径大，所以 S2－半径应比 S 半径大。 2．(2020·山西省榆次市二中模拟)已知铍(Be)的原子序数为 4。下列对铍及其化合物的叙述中正确的是 (　　) A．铍的原子半径大于硼的原子半径 B．相同条件下，单质铍与酸反应比单质锂与酸反应剧烈 C．氢氧化铍碱性比氢氧化钙的强 D．单质铍跟冷水反应产生氢气 【答案】A 【解析】A 项，Be、B 同周期，根据“序大径小”可知原子半径：Be＞B；B 项，金属性：Li＞Be，故单 质锂与酸反应比单质铍与酸反应剧烈；C 项，金属性：Ca＞Be，故碱性：Ca(OH)2＞Be(OH)2；D 项，活泼 性：Mg＞Be，Mg 与冷水不反应，故 Be 与冷水不反应。 3．(2020·黑龙江省绥化市七中模拟)将甲、乙两种金属的性质相比较，已知：①甲与 H2O 反应比乙与 H2O 反应剧烈；②甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质；③甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的最高 价氧化物对应的水化物碱性强；④与某非金属反应时甲原子失电子数目比乙原子失电子数目多；⑤甲单质 的熔、沸点比乙的低。能说明甲的金属性比乙强的是(　　) A．①④ 　　　　　　　　　 B．①②③ C．③⑤ D．①②③④⑤ 【答案】B 【解析】比较金属性强弱的一般方法是看与酸(或水)反应的剧烈程度、最高价氧化物对应的水化物碱性 强弱、置换反应，而不能根据其与非金属反应时失电子的数目多少、熔沸点的高低进行比较。 4．(2020·河南焦作模拟)如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系，下列说法正确的是(　　)A．原子半径：Z>Y>X B．气态氢化物的稳定性：RAl>O(Y>Z>X)；B 项，气态氢化物的稳定性：HCl>H2S；C 项，SO3(WX3)和水反应生成的 H2SO4 为 共价化合物。 5．(2020·模拟)六种短周期元素 A、B、C、D、E、F 的原子序数依次增大，其中 A 与 E 同主族，B 与 F 同主族，E 与 F 同周期；D 的核电荷数是 F 最外层电子数的 2 倍；B 的最高正价与最低负 价的代数和为 0；常温下单质 A 与 E 的状态不同。下列判断正确的是(　　) A．A、C 两种元素只能形成化学式为 CA3 的化合物 B．F 与 D 形成的化合物性质很不活泼，且不与任何酸反应 C．原子半径由大到小的顺序是 E＞F＞C＞D D．元素的非金属性由强到弱的顺序是 D＞C＞F＞B 【答案】C 【解析】第ⅣA 族元素最高正价为＋4，最低负价为－4，B 与 F 同主族，且 F 的原子序数大于 B 的， 由此推知 B 为 C(碳)，故 F 为 Si，Si 最外层有 4 个电子，故 D 为 O；因元素 B、C、D 的原子序数依次递增， 故 C 只能是 N；A、E 同主族，且常温下单质 A 与 E 的状态不同，E、F 同周期，故 A、E 分别为 H、Na。 N、H 还可形成化学式为 N2H4 的化合物，A 项错误；SiO2 能与氢氟酸反应，B 项错误；原子半径 N＞O，Na ＞Si，而 N 比 Si 少一个电子层，N 的原子半径比 Si 的小，C 项正确；同主族元素从上到下非金属性逐渐减 弱，故非金属性 C(碳)＞Si，D 项错误。 6．(2020·江苏省盐城市一中模拟)X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期元素，X 的一种原子没有 中子，Y、Z 易形成质量比为 3∶4 和 3∶8 的两种常见化合物，W 所在的周期数和族序数相同。下列说法正 确的是(　　)A．W 的最高价氧化物对应水化物是强碱 B．原子半径：Y＜Z＜W C．X、Y 可以形成既有极性键也有非极性键的化合物 D．原子最外层电子数：W＞Z＞Y 【答案】C 【解析】X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期元素，X 的一种原子没有中子，则 X 为 H 元素； Y、Z 易形成质量比为 3∶4 和 3∶8 的两种常见化合物，则 Y 为 C 元素，Z 为 O 元素，两种化合物分别为 CO 和 CO2；W 所在的周期数和族序数相同，且原子序数大于 8，则 W 在第 3 周期ⅢA 族，为 Al 元素。Al(OH)3 不是强碱，A 错误；原子半径：O＜C＜Al，B 错误；C、H 可以形成多种有机化合物，其中不乏既有极性 键又有非极性键的化合物，C 正确；原子最外层电子数：O＞C＞Al，D 错误。 7. (2020·浙江省宁波二中模拟)右表为元素周期表的一部分，其中 X、Y、Z、W 为短周期元素，W 元素 原子的核电荷数为 X 元素的 2 倍。下列说法正确的是(　　) A．X、W、Z 元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增 B．Y、Z、W 元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C．YX2 晶体熔化、液态 WX3 汽化均需克服分子间作用力 D．根据元素周期律，可以推测 T 元素的单质具有半导体特性，T2X3 具有氧化性和还原性 【答案】D 【解析】根据题意，X 与 W 属于同族元素，且 W 的原子序数为 X 的 2 倍，可以得出在短周期元素中，X 为氧元素，W 为硫元素，由此可以推出 Z 为磷元素，Y 为硅元素，T 为砷元素。A 项，X、W、Z 元素的原 子半径依次递增，但气态氢化物的热稳定性为 X>W>Z，A 项错误。B 项，Y、Z 元素在自然界中不能以游 离态存在，但 W 元素(即硫)可以以单质形式存在，B 项错误。C 项，WX3(SO3)是分子晶体，汽化时需克服 分子间作用力，YX2(SiO2)是原子晶体，熔化时需要破坏共价键，C 项错误。D 项，As 位于元素周期表中第 4 周期第ⅤA 族，也是金属元素区与非金属元素区的交界处。根据同周期、同主族元素的金属性、非金属性 递变规律，As 的单质具有半导体特性。根据同周期元素最高、最低化合价递变规律，As 的最高化合价是＋ 5，最低化合价是－3，As2O3 中 As 的化合价是＋3，则 As2O3 具有氧化性和还原性，D 项正确。 8．(2020·湖南四市联考)短周期主族元素 A、B、C、D、E 的原子序数依次递增，A、B 两元素相邻，B、C、E 原子的最外层电子数之和为 13，E 原子最外层电子数是 B 原子内层电子数的 3 倍或者是 C 原子最 外层电子数的 3 倍，B、D 原子最外层电子数之和等于 C、E 原子最外层电子数之和。下列说法正确的是(　　) A．元素 A 所形成的氧化物只有一种 B．元素 B 的最高价氧化物对应的水化物为强酸 C．元素 C、D、E 的最高价氧化物对应的水化物两两之间可发生反应 D．简单氢化物的稳定性：A＞B 【答案】B 【解析】短周期主族元素 A、B、C、D、E 的原子序数依次递增，E 原子最外层电子数是 B 原子内层 电子数的 3 倍，则 B 只能有 2 个电子层，处于第 2 周期，故 E 原子最外层电子数为 6，E 原子最外层电子数 是 C 原子最外层电子数的 3 倍，则 C 原子最外层电子数为 2，B、C、E 原子的最外层电子数之和为 13，则 B 原子最外层电子数为 13－6－2＝5，则 B 为氮元素；A、B 两元素相邻，A 原子序数小于 B，则 A 为碳元 素；结合原子序数可知，C、D、E 只能处于第 3 周期，故 E 为硫元素，C 为镁元素；B、D 原子最外层电 子数之和等于 C、E 原子最外层电子数之和，则 D 原子最外层电子数＝2＋6－5＝3，则 D 为铝元素。A 为 碳元素，形成的氧化物有一氧化碳和二氧化碳等，A 项错误；B 为氮元素，其最高价氧化物对应的水化物为 硝酸，硝酸属于强酸，B 项正确；元素 C、D、E 的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化镁、氢氧化铝、 硫酸，氢氧化镁和氢氧化铝之间不反应，C 项错误；简单氢化物的稳定性与元素非金属性强弱一致，氮元 素非金属性强于碳元素，故简单氢化物的稳定性 B＞A，D 项错误。 9．(2020·吉林省珲春市一中模拟)短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是由这些元 素组成的二元化合物，n 是元素 Z 的单质，通常为黄绿色气体，q 的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1r 溶液 的 pH 为 2，s 通常是难溶于水的混合物。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：WY C．Y 的氢化物常温常压下为液态 D．X 的最高价氧化物的水化物为强酸 【答案】C 【解析】单质 n 通常为黄绿色气体，则 n 为 Cl2，q 的水溶液具有漂白性，q 为 HClO，0.01 mol·L－1 的r 溶液的 pH＝2，说明 r 为一元强酸，r 为 HCl；s 为难溶于水的混合物，结合其在光照条件下生成，则二元 化合物 p 为 CH4。综上分析，涉及的元素有 H、C、O、Cl，分别对应 W、X、Y、Z。原子半径：C>O，A 项错误；非金属性：O>C，B 项错误；O 的氢化物为 H2O 或 H2O2，常温常压下均为液态，C 项正确；C 的 最高价氧化物的水化物为 H2CO3，为弱酸，D 项错误。 10．（2020·湖北省外国语学校模拟）某同学设计如下元素周期表，已知 X 元素的气态氢化物水溶液呈 碱性，空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是( ) A．X、Y、Z 元素分别为 N、P、O B．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素 C．因 Y 元素单质比 X 元素的单质活泼，故 Y 元素的非金属性比 X 要强。 D．X、Y、Z 的气态氢化物中最稳定的是：X 的氢化物 【答案】A 【解析】根据该同学设计的元素周期表的形式和位置可知：X 的原子序数为 7，Z 的原子序数为 8，Y 的 原子序数为 15，因此 X 为 N，Z 为 O，Y 为 P，故 A 正确；白格中的稀有气体 He、Ne、Ar 不属于主族元素， 故 B 错误；X 为 N，Y 为 P，N 和 P 位于同一主族，同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，则非金属性 PY>Z>W B．W 的单质在常温下是黄绿色气体 C．气态氢化物的稳定性: Z>W>Y D．X 和 Y 的最高价氧化物对应的水化物恰好中和时，溶液中的微粒共有 2 种 【答案】B 【解析】第三周期元素中，X 最高价氧化物水化物的溶液 pH 为 12，氢氧根浓度为 0.01mol/L，故为一 元强碱，则 X 为 Na 元素；Y、W、Z 对应的最高价氧化物水化物的溶液 pH 均小于 7，均为酸，W 最高价含 氧酸溶液中氢离子浓度为 0.01mol/L，故为一元强酸，则 W 为 Cl 元素；最高价含氧酸中，Z 对应的酸性比 W 的强、Y 对应的酸性比 W 的弱，而原子半径 Y＞Z＞Cl，SiO2 不溶于水，故 Z 为 S 元素，Y 为 P 元素。综上所 述可知 X 是 Na 元素，Y 是 P 元素，Z 是 S 元素，W 是 Cl 元素。离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离 子半径越小；离子的电子层越多，离子半径越大，离子半径 P3->S2->Cl->Na+，A 错误；W 是 Cl 元素，其单质 Cl2 在常温下是黄绿色气体，B 正确；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强，由于元素的非 金属性 W>Z>Y，所以气态氢化物的稳定性：W>Z>Y，C 错误；X 和 Y 的最高价氧化物对应的水化物分别为 NaOH、H3PO4，二者恰好中和时生成磷酸钠，由于该盐是强碱弱酸盐，溶液中磷酸根发生分步水解反应，产 生 HPO42-，产生的 HPO4-会进一步发生水解反应产生 H2PO4-、H3PO4，同时溶液中还存在 H+、OH-，因此溶液 中的微粒种类比 2 种多，D 错误；故合理选项是 B。 13．(2020·河北邯郸模拟)C、N、O、Na、Al、S、Cl 是常见的元素。 (1)碳元素在元素周期表的位置为_____________________________________。 (2)用“>”“N>C；判断非金属性强弱可以利 用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱或其单质与氢气化合的难易程度及气态氢化物的稳定性等，故选CD。 【答案】(1)第 2 周期 ⅣA 族 (2)>　C　CD 14．(2020·辽宁省沈阳市第二十中学模拟)A、B、C、D 均为短周期元素，相关信息如下表。 元素 相关信息 A 非金属性最强的元素，其简单气态氢化物的水溶液可雕刻玻璃制品 B 其简单气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 C 其核素之一的质量数为 34，中子数为 18 D D＋和 A－具有相同的电子层结构 回答下列问题： (1)A 元素位于元素周期表中第______周期______族，B 的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ________，C 元素原子的最外层有________个电子，D 的氧化物的电子式为____________。(2)A、B、C 三种元素的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 ________________________________________________________________________(用化学式表示)。 (3)D2C 的水溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是 ______________________________________________________________(用离子方程式表示)。 (4)已知：12.8 g 液态 B2H4 与足量 H2O2 反应生成 B2 和气态 H2O，放出 256.65 kJ 的热量。 H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJ·mol－1； 2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.4 kJ·mol－1。 则液态 B2H4 与足量 O2 反应生成气体 B2 和液态 H2O 的热化学方程式为 ________________________________________________________________________________。 【解析】由题给信息推知，A 是 F，B 是 N，C 是 S，D 是 Na。(1)F 位于元素周期表中第 2 周期ⅦA 族。 (2)因为元素的非金属性：F＞N＞S，所以简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为 HF＞NH3＞H2S。 (3)Na2S 溶液中 S2－水解使溶液呈碱性，以第一步水解为主。(4)首先写出 1 mol 液态 N2H4 与足量 H2O2 反应 生成 N2 和气态 H2O 的热化学方程式，然后利用盖斯定律计算即可得到所求热化学方程式。 【答案】(1)2　ⅦA　HNO3　6　 (2)HF＞NH3＞H2S (3)碱性　S2－＋H2O HS－＋OH－ (4)N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－621.225 kJ·mol－1 15．(2020·河北衡水中学调研)A、B、C、D、E 是原子序数依次递增的五种短周期元素，已知： ①B 原子核外电子总数与最外层电子数之比为 4∶3； ②D 原子最外层电子数与次外层电子数之比为 3∶4； ③E－、C＋、A＋的离子半径逐渐减小； ④A 单质在 E 单质中燃烧火焰呈苍白色。 请回答下列问题： (1)E 的最高价氧化物对应水化物的化学式为_____________________________； 它的酸性比 D 的最高价氧化物对应水化物的酸性________(填“强”或“弱”)； (2)X、Y 是由上述元素中任意 3 种组成的强电解质，且构成的原子个数比均为 1∶1∶1。已知常温下 0.01 mol·L－1X 溶液中水电离出来的 c(H＋)＝10－12 mol·L－1，则 X 的电子式为________________；Y 的水溶液酸 碱性与 X 相同，则其原因是____________________________________________(写离子方程式)； (3)B 与 C 构成原子个数比为 1∶1 的化合物与 H2O 反应的化学方程式为__________________________；(4)A 与 B、A 与 D 均可形成 18 个电子的分子，这两种分子在水溶液中反应生成物之一是含 10 个电子 的化合物；该反应可观察到的现象是_________________________________________________， 原因是___________________________________________________________________(用化学方程式表示)。 【解析】由①②可得出 B 为 O，D 为 S；由③可知 A、C 在第ⅠA 族，A 的原子序数小于 O，结合④可 知，A 为 H，C 为 Na，E 为 Cl。(1)高氯酸为最强无机含氧酸；(2)X 抑制了水的电离，应为酸或碱，且原子 个数比为 1∶1∶1，可得出 X 为 NaOH，Y 为 NaClO 或 NaHS；(3)B 与 C 构成原子个数比为 1∶1 的化合物 应为 Na2O2；(4)A 与 B、A 与 D 能形成 18 个电子的分子，则应为 H2O2 和 H2S，依据氧化还原反应及 10 电 子的化合物可知生成 S、H2O。 【答案】(1)HClO4　强 (2) 　ClO－＋H2O HClO＋OH－(或 HS－＋H2O H2S＋OH－) (3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (4)产生淡黄色沉淀　H2S＋H2O2===S↓＋2H2O 16．(2020·河北省昌黎一中模拟)下表为元素周期表的一部分。 碳 氮 Y X 硫 Z 回答下列问题： (1)Z 元素在周期表中的位置为_________________________________________。 (2)表中元素原子半径最大的是________(写元素符号)。 (3)下列事实能说明 Y 元素的非金属性比 S 元素的非金属性强的是________。 a．Y 单质与 H2S 溶液反应，溶液变浑浊 b．在氧化还原反应中，1 mol Y 单质比 1 mol S 得电子多 c．Y 和 S 两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高 (4)碳与镁形成的 1 mol 化合物 Q 与水反应，生成 2 mol Mg(OH)2 和 1 mol 烃，该烃分子中碳氢质量比为 9∶1，烃的电子式为_______________。Q 与水反应的化学方程式为_________________________________。 (5)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由上表中 两种元素组成，气体的相对分子质量都小于 50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐， 消耗 1 L 2.2 mol·L－1 NaOH 溶液和 1 mol O2，则两种气体的分子式及物质的量分别为 ____________________，生成硫酸铜的物质的量为________。 【解析】(1)观察周期表的结构可知，X、Y、Z 分别是 Si、O、Cl。氯元素位于元素周期表的第 3 周期ⅦA 族。(2)同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。故表 中元素原子半径最大的是 Si。(3)O2 能与 H2S 溶液反应生成单质硫：2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，该反应中 O2 是氧化剂，S 是氧化产物，说明 O2 的氧化性强于 S，因此氧元素的非金属性强于硫元素，a 项正确；非金属 性强弱与得电子数目的多少无关，只与得电子能力的强弱有关，b 项错误；H2O 比 H2S 难分解，说明 H2O 更稳定，气态氢化物越稳定的元素的非金属性越强，故 c 项正确。(4)碳氢质量比为 9∶1，则 C、H 原子个 数比为 9 12∶1 1＝3∶4，该烃的分子式为 C3H4(丙炔)，结构简式为 HCCCH3，据此可写出其电子式。根据“1 mol 化合物 Q 与水反应，生成 2 mol Mg(OH)2 和 1 mol 烃”，可推断出 Q 的化学式为 Mg2C3。(5)根据题意可知， 生成的两种气体是 NO 和 NO2。根据 Na 元素守恒可知，生成的 NaNO3 为 2.2 mol。设生成 NO 和 NO2 的物 质的量分别是 x mol、y mol，由氮原子守恒得：x＋y＝2.2；由得失电子守恒得：3x＋y＝4。联立解得 x＝ 0.9、y＝1.3。再由得失电子守恒得：n(Cu)×2＝0.9 mol×3＋1.3 mol×1，解得 n(Cu)＝2 mol，所以生成硫酸铜 的物质的量为 2 mol。 【答案】(1)第 3 周期ⅦA 族 (2)Si (3)ac (4) 　Mg2C3＋4H2O===2Mg(OH)2＋C3H4↑ (5)NO：0.9 mol，NO2：1.3 mol　2 mol