解密05物质结构元素周期律一、选择题1．(2021·湖南株洲市高三一模)2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带“月球土特产”在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。经探测，月壤中含有大量3He，这是一种未来可能进行热核聚变发电的清洁能源，而地球上主要是4He。下列有关说法中正确的是()A．1个3He原子中有3个中子B．3He与4He互为同位素C．3He与4He互为同素异形体D．3He与4He的性质完全相同【答案】B【解析】A项，1个3He原子中质量数为3，含有1个中子，A说法错误；B项，3He与4He含有的质子数相同，而中子数不同，互为同位素，B说法正确；C项，同素异形体为同种元素形成的不同单质，3He与4He互为同位素，C说法错误；D项，3He与4He的化学性质相同，物理性质不同，D说法错误；故选B。2．(2021·广东佛山市高三一模)2020年11月6日，长征六号运载火箭成功将NewSat9-18卫星送入预定轨道，提供动力的化学反应为：C2H8N2+2N2O4=3N2+2CO2+4H2O.下列说法错误的是()A．N2的电子式：B．CO2的结构式：C．N2既是氧化产物又是还原产物D．氧化性：N2O4＜CO2【答案】D【解析】A项，N2的结构式为N≡N，每个原子均满足８个电子的稳定结构，其电子式：，Ａ说法正确；B项，CO2中碳原子与２个氧原子之间存在C=O，其结构式：，B说法正确；C项，C2H8N2中的N原则化合价为负价，而N2O4中N原子为正极，故N2既是氧化产物又是还原产物，C说法正确；D项，根据反应，CO2为氧化产物，N2O4为氧化剂，则氧化性：N2O4＞CO2，D说法错误；故选D。3．(2021·湖南高三月考)2019年，我国青年化学家雷晓光被遴选为“青年化学家元素周期表”氮元素的代言人。下列与氮元素有关的说法正确的是()A．14N与14C互为同位素B．Si3N4中N为+3价C．NH3的热稳定性比HF的强D．N2的电子式为【答案】D【解析】A项，同一元素的不同核素互为同位素，14N与14C是不同元素的不同核素，不是同位素，A错误；B项，根据化学式书写原则及非金属性强弱可知，Si3N4中N为-3价，B错误；C项，元素的非金属性越强，对应的氢化物的热稳定性越强，氮的非金属性小于氟，故NH3的热稳定性比HF的弱，C错误；D
项，氮气形成氮氮三键，其电子式为，D正确；故选D。4．(2021·广东中山市·高一期末)中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准．铟与铷(37Rb)同周期．下列说法不正确的是()A．In是第五周期IIIA族元素B．的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：In＜RbD．碱性：In(OH)3＞RbOH【答案】D【解析】A项，In与B为同主族元素，且与铷(37Rb)同周期，位于第五周期IIIA族元素，A说法正确；B项，质量数=质子数+中子数，所以的中子数为66，电子数为49，中子数与电子数的差值为17，B说法正确；C项，In与铷(37Rb)同周期，原子序数越大，半径越小，则原子半径：In＜Rb，C说法正确；D．同周期元素，金属性越强，则最高价氧化物对应水化物的碱性越强，铟的金属性小于铯，则碱性：In(OH)3＜RbOH，D说法错误；故选D。5．(2021·吉林长春市东月考)下列说法错误的是()A．X和Y两种元素为同一周期第IIA族和第IIIA族元素，若X的原子序数为x，则Y的原子序数可能为x+1，x+11， x+25B．短周期元素Z和W组成化合物ZW3，若W的原子序数为x，Z的原子序数不可能是x+14C．短周期元素Q和M组成化合物Q2M，Q和M所在的族序数可能为VA和第VIAD．利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药【答案】B【解析】A项，X和Y两种元素为同一周期第IIA族和第IIIA族元素，X的原子序数为x，则Y位于三、四、五周期的原子序数分别为x+1，x+11， x+25，A正确；B项，短周期元素Z和W组成化合物ZW3，如PH3，W的原子序数为1，Z的原子序数为15，B错误；C项，短周期元素Q和M组成化合物Q2M，如N2O，Q和M所在的族序数可能为VA和第VIA，C正确；D项，氟、氯、硫、磷附近的元素均是非金属元素，可用于研制新型农药，D正确；故选B。6．(2021·广东佛山市期末)下列各组物质，所含化学键类型完全相同的是()A．MgCl2和KClB．NaOH和NaClC．H2O2和Na2O2D．NH3和NH4Cl【答案】A【解析】一般活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键，第IA
族、第IIA族和第VIA族、第VIIA族元素之间易形成离子键。A项，MgCl2中镁离子和氯离子之间形成离子键，KCl中钾离子和氯离子之间形成离子键，化学键类型完全相同，故A符合题意；B项，NaOH中钠离子和氢氧根离子之间形成离子键，氢氧根离子中氢原子和氧原子之间形成极性共价键，NaCl中钠离子和氯离子之间形成离子键，化学键类型不完全相同，故B不符合题意；C项，H2O2中氧原子和氧原子之间形成的是非极性共价键，氢原子和氧原子之间形成的是极性共价键，Na2O2中钠离子和过氧根离子之间形成的是离子键，过氧根离子中氧原子和氧原子之间形成的是非极性键，化学键类型不完全相同，故C不符合题意；D项，NH3中氮原子和氢原子之间形成的是极性共价键，NH4Cl中铵根离子和氯离子之间形成的是离子键，铵根离子中氮原子和氢原子之间形成的是极性共价键，化学键类型不完全相同，故D不符合题意；故选A。7．(2020·南昌市新建区第二中学期末)下列说法中正确的是()A．氯化氢溶于水能电离出H+、Cl-，所以氯化氢是离子化合物B．碘晶体受热转变成碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力C．H2O分子比H2S分子稳定，是因为H2O分子间有氢键D．质子数和电子数均相等的微粒，可以是不同的分子或不同的原子或不同的离子【答案】D【解析】A项，氯化氢溶于水时，在水分子的作用下发生共价键的断裂，电离出H+、Cl-，氯化氢不是离子化合物，是共价化合物，故A错误；B项，碘晶体受热转变成碘蒸气，是状态的变化，吸收的热量用于克服碘分子间的作用力，故B错误；C项，H2O分子比H2S分子稳定，是因为H2O分子内O-H键的键能大于H2S分子内S-H的键能，和氢键无关。水分子间有氢键，决定了水的沸点比H2S高，故C错误；D项，质子数和电子数均相等的微粒，可以是不同的分子或不同的原子或不同的离子，如H2O和HF分子，质子数和电子数均为10；H、D和T原子，质子数和电子数均为1；F-和OH-质子数均为9，电子数均为10，故D正确；故选D。8．(2021·江苏盐城市期末)下列关于元素周期表的认识中，其中不正确的是()A．历史上，门捷列夫是发现元素周期表第一人B．元素性质特别是化学性质主要是由原子最外层电子数决定的C．元素原子的电子层数等于所在周期的周期序数D．主族元素原子的最外层电子数等于其所在族的族序数【答案】A【解析】A项，历史上，德国化学家约翰·沃尔夫冈·杜布莱纳于1829年提出元素三组律，是探索元素性质与原子量之间关系的第一人，开创了元素周期律研究的先河，A错误；B项，
元素性质特别是化学性质主要是由原子最外层电子数决定，短周期元素尤其适合，B正确；C项，原子核外电子的排布方式决定了元素在周期表中的位置，其中，元素原子的电子层数等于所在周期的周期序数，C正确；D项，原子核外电子的排布方式决定了元素在周期表中的位置，其中，主族元素原子的最外层电子数等于其所在族的族序数，D正确；故选A。9．(2021·山东济宁市期末)2019年是国际化学元素周期表150周年。下列关于元素周期表的说法正确的是()A．ⅠA、IIA族的元素全部是金属元素，均能与酸发生反应生成氢气B．元素周期表包含7个周期、7个主族、7个副族、1个Ⅷ族、1个零族C．现代元素周期表是按照相对原子量的大小顺序进行对元素进行排列D．零族元素中所有原子的最外层电子数都是8个，化学性质稳定【答案】B【解析】A项，IA除含有金属元素外，还含有H元素，H元素为非金属元素，故A错误；B项，元素周期表结构中，有七个横行，说明有七个周期，有18列，其中有7个主族，7个副族，1个Ⅷ族，1个零族，故B正确；C项，现代元素周期表是按照原子核电荷数的大小顺序进行对元素进行排列，故C错误；D项，零族元素中的He，只有一个电子层，该电子层含有电子数为2，故D错误；故选B。10．(2021·山东济宁市·高一期末)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是()A．Cl和Cl的得电子能力相同B．Cl-的离子结构示意图：C．Cl、S、O元素的非金属性逐渐增强D．同周期元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而增强【答案】A【解析】A项，Cl和Cl均为氯元素的不同核素，互为同位素，化学性质几乎完全相同，则得电子能力相同，故A正确；B项，Cl-的离子结构示意图为，故B错误；C项，S、Cl同周期主族元素，核电荷数越大，非金属性越强，而O、S同主族，核电荷数越小，非金属性越强，则S、Cl、O元素的非金属性逐渐增强，故C错误；D项，同周期主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而增强，如HClO4的酸性大于H2SO4，故D错误；故选A。
11．(2020·安徽省太和第一中学高三月考)SCl2在工业生产中有着广泛的用途。已知：12SCl2+16H2O=S8+24HCl+4H2SO4，下列叙述正确的是()A．S2﹣和Cl﹣的结构示意图都可以表示为B．SCl2的电子式是C．水的比例模型是D．S8中硫原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式可表示为S﹣S﹣S﹣S﹣S﹣S﹣S﹣S【答案】B【解析】A项，硫离子其核电荷数为16，核外电子总数为18，用表示，氯原子获得1个电子形成氯离子，Cl﹣离子的结构示意图为：，A错误；B项，SCl2分子中S原子和两个Cl原子共用两对电子，每个Cl原子和S原子共用一对电子，这样所有原子都达到稳定结构，则SCl2的电子式为，B正确；C项，O原子的半径大于H原子，因此H2O分子的比例模型是，C错误；D项，S8中硫原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式的球棍模型可表示为：，D错误；故选B。12．(2021·浙江宁波市期末)下列说法正确的是()A．短周期共有18种核素B．可以在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料C．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层D．和分子中每个原子的最外电子层都形成了具有8个电子的稳定结构【答案】B【解析】A项，短周期共有18种元素，有的元素有多种同位素，核素多于18种，故A错误；B项，可以在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，如硅，故B正确；C项，原子核外电子排布，有时存在能量交错现象，故C错误；D项，H原子的最外电子层都形成了具有2个电子的稳定结构，故D错误；故选B。13．(2020·江西宜春市高安中学月考)两种短周期元素X和Y形成的单质分别能和氢气反应放出能量Q1和Q2。已知Q2>Q1，下列判断一定正确的是()
A．沸点：HX>HYB．还原性：HY>HXC．酸性：HXO4>HYO4D．稳定性HY>HX【答案】D【解析】两种短周期元素X和Y形成的单质能与氢气反应生成HX和HY，反应热分别为Q1和Q2，放出的能量越多，则非金属单质能量越高，越活泼，对应元素的非金属性越强，已知Q2>Q1，可知X放出的热量较少，非金属性XHID分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体NaHCO3固体更易分解热稳定性：Na2CO3>NaHCO3【答案】D【解析】A项，将体积相同的Na和K分别投入冷水中，K与H2O反应更剧烈，因同主族元素从上到到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则金属性：K>Na；故A不符合题意；B项，将足量硫酸与Na3PO4溶液混合，生成H3PO4，说明硫酸可以制取H3PO4，则硫酸的酸性比磷酸的酸性强，根据最高价含氧酸的酸性强弱可以比较非金属性的强弱，则非金属性：S>P，故B不符合题意；C项，分别加热HCl气体和HI气体，HI气体更易分解，根据同主族非金属元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属氢化物的稳定性逐渐减弱，则稳定性：HCl>HI，故C不符合题意；D项，分别加热Na2CO3固体和NaHCO3固体，NaHCO3固体更易分解，因为Na2CO3属于正盐，而NaHCO3属于酸式盐，二者不属于同一类别，没有可比性，所以不能用元素周期律来解释，故D符合题意；故选D。
15．(2021·四川省广汉中学高三月考)U、V、W、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素，质子数之和39，V、W同周期，U、X同主族，U、W能形成两种液态化合物U2W和U2W2。Y元素的周期序数与主族序数相等。下列说法中正确的是()A．简单离子半径：X>Y>WB．XYU4中有离子键，其YU4原子团的空间构型是正四面体，在潮湿的空气中会变质而产生H2C．U、V、W、X形成的一种离子化合物，与W、X、Y组成的盐溶液相遇时，会产生大量的气泡D．1molX的淡黄色化合物，投入到1L2mol/L的氯化亚铁溶液中，产生的气体在标准状况下的体积为5.6L【答案】B【解析】U、V、W、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素，由U、W能形成两种液态化合物U2W和U2W2可知，U2W和U2W2分别为H2O和H2O2，则U为H元素、W为O元素；由U、X同主族可知，X为Na元素；Y元素的周期序数与主族序数相等可知，Y为Al元素；由质子数之和39可知，V的原子序数为39—1—8—11—13=6，则V为C元素。A项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，氧离子、钠离子和铝离子的电子层结构相同，则离子半径：W>X>Y，故A错误；B项，NaAlH4为离子化合物，化合物中存在离子键和共价键，AlH4—离子的空间构型是正四面体，在潮湿的空气中NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠和氢气，故B正确；C项，碳酸氢钠是离子化合物，碳酸氢钠溶液与偏铝酸钠溶液反应生成碳酸钠和氢氧化铝沉淀，没有气体生成，故C错误；D项，1mol过氧化钠与水反应生成0.5mol氧气，由得失电子数目守恒可知，0.5mol氧气能氧化2mol亚铁离子，则1mol过氧化钠投入到1L2mol/L的氯化亚铁溶液中，不可能有气体生成，故D错误；故选B。16．(2021·山东聊城市高三月考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，R元素最高正价和最低负价的代数和为2，在短周期主族元素中X原子半径最大，Y的单质可与某些金属氧化物反应用于焊接钢轨，Z元素形成的单质可使湿润的有色布条褪色。下列说法错误的是()A．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞YB．R元素的氢化物可用作制冷剂C．Z元素分别与X、Y元素形成的化合物一定是离子化合物D．工业上常用电解法冶炼X和Y的单质【答案】C【解析】R元素最高正价和最低负价的代数和为2，R元素为N，在短周期主族元素中X原子半径最大，则X元素为Na，Y的单质可与某些金属氧化物反应用于焊接钢轨，则Y元素为Al，Z
元素形成的单质可使湿润的有色布条褪色，则Z元素为Cl。A项，X元素为Na，Y元素为Al，最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Y，故A正确；B项，氨气易液化，液氨转化为气体时会吸收大量热，使周围温度降低，可以作制冷剂，故B正确；C项，Z元素分别与X、Y元素形成的化合物为NaCl、AlCl3，AlCl3为共价化合物，故C错误；D项，电解法适用于金属活动性比较强的金属，如K、Ca、Na、Mg、Al，故D正确；故选C。17．(2021·河北石家庄市期末)已知W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是()A．原子半径：，同周期元素的简单离子中，X离子半径可能最小B．W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强C．W的气态氢化物的稳定性低于Y的气态氢化物D．若W与X原子序数差为5，则形成化合物的化学式为X3W2【答案】A【解析】W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大；W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素，则W位于Y、Z、W的上一周期。A项，根据元素在元素周期表中的位置，同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，不同周期元素，元素的周期序数越小，原子半径越小，则原子半径：X＞Y＞Z＞W，在同一周期元素形成的简单离子中，X离子为阳离子，具有上一周期惰性气体原子的稳定结构，另外Y、Z元素形成的是阴离子，具有同一周期的惰性气体原子的稳定结构，所以X形成的离子半径可能最小，A正确；B项，未指出是否是最高价氧化物对应的水化物，因此不能比较它们的氧化物对应的水化物的酸性强弱，B错误；C项，根据位置关系可知，W的非金属性强于Y，则W的气态氢化物的稳定性强于Y的气态氢化物，C错误；D项，W与X原子序数差为5，若W可为O，则X是Al，二者形成化合物的化学式为Al2O3，不符合X3W2构型，D错误；故选A。18．(2021·广东揭阳市期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，且W形成的单质在空气中占比最大，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是()A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强B．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期C．Y的简单离子与X的简单离子具有相同的电子层结构D．W的简单氢化物溶于水形成的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红【答案】D
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，且W形成的单质在空气中占比最大，则W为氮元素；Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为钠元素；由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀(S)析出，同时有刺激性气体(SO2)产生，则X为氧元素，Z为硫元素。从而得出W、X、Y、Z分别为N、O、Na、S元素。A项，X、W分别为O、N元素，非金属性O＞N，则简单氢化物的热稳定性H2O＞NH3，A正确；B项，X、Y、Z分别为O、Na、S元素，S与O都是第ⅥA族元素，S与Na都是第3周期元素，B正确；C项，O2-、N3-的离子核外都有2个电子层，且都是2、8结构，所以二者具有相同的电子层结构，C正确；D项，W的简单氢化物溶于水形成的水溶液是氨水，其显碱性，可使红色石蕊试纸变蓝，D不正确；故选D。19．(2021·山东枣庄市高三期末)LDFCB是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成(如图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种原子最外层电子数之和为20，下列说法正确的是()A．四种元素的单质中，有分子晶体、共价晶体和金属晶体三种情况B．原子半径：C．W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构D．四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高【答案】B【解析】同周期元素W、X、Y、Z中，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，说明这四种元素位于第二周期；根据图示可，Y可形成2个共价键，位于第VIA族，则Y为O元素；X为6号C元素；Z只能形成1个共价键，为与VIIA族，则Z为F元素；四种元素最外层电子数之和为20，W的最外层电子数为20-4-6-7=3，为B元素，所以W、X、Y、Z分别为：B、C、O、F。A项，金刚石和硼属于原子晶体，氧气和氟单质属于分子晶体，所以四种元素的单质中，只含有分子晶体、原子晶体，不存在金属晶体，故A错；B项，由分析可知W、X、Y、Z分别为同周期元素：B、C、O、F，同周期元素从左至右元素的原子半径逐渐减小，所以W＞X＞Y＞Z，故选B；C项，B为第IIIA族的元素，最外层电子数为3，与F元素形成化合物时B最外层未达到8电子稳定结构，故C错；D项，四种元素最简单氢化物分别为BH3、CH4、H2O2、HF，由于水和氟化氢均含有氢键，所以其沸点较前两者高，但由于相同物质的量的水中含所有的氢
键数比氟化氢中的氢键数多，所以水的沸点比氟化氢高，故D错。故选B20．(2021·沙坪坝区高三月考)已知R、X、Y、Z是四种原子序数依次增大的主族元素，其中R是短周期元素中原子半径最小的。Z最外层电子数是次外层电子数的3倍。四种元素组成某种离子的结构如图所示。下列说法不正确的是()A．原子半径：X>Y>ZB．简单氢化物的沸点：Z>Y>XC．R与Y形成的化合物不可能含离子键D．四种元素可共同形成多种既能与酸反应又能与碱反应的化合物【答案】C【解析】短周期元素中原子半径最小的R为氢，最外层电子数是次外层电子数的3倍的Z为氧，从离子结构可以看出X、Y均形成四条化学键，则X、Y中有一种为C元素，X、Y、Z原子序数依次增大，所以X为C，Y为N。A项，同周期从左到右原子半径依次减小，原子半径C>N>O，A项不符合题意；B项，沸点与氢键和范德华力有关，H2O、NH3均有氢键，沸点相对较高，所以简单氢化物的沸点H2O>NH3>CH4，B项不符合题意；C项，H和N能形成NH4H的离子化合物，C项符合题意；D项，四种元素可以形成碳酸氢铵、氨基酸等多种化合物，均能与酸和碱反应，D项不符合题意；故选C。21．(2021·辽宁大连市大连二十四中高三月考)短周期主族元素M、X、Y、Z原子序数依次增大，元素M的氢化物和其最高价氧化物对应水化物反应可生成盐。含X、Y和Z三种元素的常见化合物R有如图转化关系，下列说法正确的是( )A．简单离子半径：M＞X＞Y＞Z
B．简单气态氢化物的热稳定性：M＞XC．R与不同浓度的盐酸反应产物可能不同D．加热单质甲与品红溶液反应所得的“无色溶液”，可变成红色溶液【答案】C【解析】“元素M的氢化物和其最高价氧化物对应水化物反应可生成盐”知M为N元素，框图中的突破口为电解反应，符合要求的反应为电解饱和食盐水，丙和乙分别是NaCl和H2O，产物为NaOH、Cl2、H2，强碱戊是NaOH，又单质甲能使品红褪色，所以甲是Cl2，则丁是H2，所以物质R与浓盐酸反应生成NaCl、H2O、Cl2，根据氧化还原的规律和R的元素组成知R为NaClO，所以X为O元素，Y为Na元素，Z为Cl元素。A项，离子核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：Cl﹣>N3﹣>O2﹣>Na+，A项错误；B项，M为N元素、X为O元素，非金属性越强，对应的氢化物越稳定，非金属性N＜O，故氢化物稳定性：M＜X，B项错误；C项，R为NaClO，NaClO与稀盐酸反应生成NaCl和HClO，与浓盐酸反应生成NaCl、氯气和水，反应产物可能不同，C项正确；D项，氯气与水反应生成次氯酸，可使品红褪色，该反应不具有可逆性，加热不能变成红色，D项错误；故选C。22．(2021·广西北海市高三一模)白云土是一种硅酸盐，用氢氟酸处理白云土生成一种水溶性很低的XYZW6。已知X、Y、Z、W四种元素均为短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期且最外层电子数依次增大，Y2+与W-具有相同电子层结构，下列说法正确的是()A．X的氢化物具有强还原性B．工业上电解Z的氯化物制取Z单质C．离子半径：Y2+>W-D．X、Y、Z的氯化物均属于离子化合物【答案】A【解析】X、Y、Z位于同一周期，均为短周期元素，可以初步推测它们可能是第二周期元素，或第三周期元素，Y2+与W-具有相同电子层结构，可以推测出X、Y、Z是第三周期元素，W是第二周期元素，所以Y是Mg元素，W是F元素，X则只能是Na元素，根据XYZW6元素的化合价代数和为零，可以推测出Z的化合价为+3价，结合X、Y、Z位于同一周期且最外层电子数依次增大，可以推测出Z元素是Al。A项，X的氢化物，根据推测出的元素，可知其是NaH，其中H为-1价，具有很强的还原性，故A说法正确；B项，工业上制取Z单质，就是制取铝，工业制取铝，是电解氧化铝的方法制取的，而不是氯化铝，故B说法错误；C项，根据推测出的元素名称，Y2+离子是Mg2+，W-离子是F-，它们具有相同的核外电子排布，核电荷数越大，半径越小，所以Mg2+X>WD．相同条件下，Y单质的沸点比Z单质的低【答案】D【解析】由X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍可知，X为O元素，由图示可知，W、X、Y、Z的原子半径大小顺序为Y>Z>X>W，由Z的族序数等于其周期数可知，Z为Al元素，由W、X位于不同周期可知，W为H元素；由Y的原子序数比Z小、原子半径比Z大可知，Y与Z同周期，可能为Na元素或Mg元素。A项，氧元素与氢元素和钠元素可以形成化合物H2O2和Na2O2，与镁元素只能形成化合物MgO，故A错误；B项，氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电，不能用电解方法制备铝单质，故B错误；C项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，钠离子或镁离子、铝离子和氧离子的电子层结构相同，则氧离子的离子半径大于金属阳离子的离子半径，故C错误；D项，金属钠中钠离子的离子半径大于金属铝中铝离子的离子半径，钠原子的价电子数小于铝原子，则金属钠中的金属键小于金属铝，则钠单质的沸点比铝单质的低，故D正确；故选D。24．(2021·陕西西安市高三月考)某种化合物如图由W、X、Y、Z四种短周期元素组成，其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍；W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法不正确的是()A．原子半径：
B．W2Y3可用做耐火材料C．X与Y、Y与Z均可形成具有漂白性的化合物D．W与X的最高价氧化物的水化物可相互反应【答案】A【解析】W、X、Y、Z四种短周期元素，W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同，结合图示化合物的结构简式可知，X为Na元素；Y能够形成2个共价键，则Y最外层含有6个电子，结合“W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同”可知，Y为O；Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍，则W核外最外层电子数为3，则W为Al；W、Y、Z分别位于三个不同周期，则Z为H元素；综上所述，W、X、Y、Z分别为Al、Na、O、H。A项，电子层数越多，原子半径越大，则Z(H)的原子半径最小，Y(O)的原子半径第二小，电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则X(Na)的原子半径最大，即原子半径X(Na)＞W(Al)＞Y(O)＞Z(H)，A错误；B项，W为Al，Y为O，Al2O3熔点高，可做耐火材料，B正确；C项，X、Y、Z分别为Na、O、H，Na与O、O与H均可形成具有漂白性的化合物，即Na2O2、H2O2，C正确；D项，W为Al，其最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，X为Na，其最高价氧化物的水化物为NaOH，二者反应生成偏铝酸钠和水，D正确。故选A。25．(2021·广东佛山市期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，Y组成的单质是一种良好的半导体材料，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示．下列叙述正确的是()A．X2W是共价化合物B．简单气态氢化物的稳定性：Y＞ZC．Y的最高价氧化物的水化物是一种弱酸D．W、X、Z的简单离子半径依次增大【答案】C【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na；根据M的结构简式可知，W可以与Y形成2个共价键，W的最外层含有6个电子，其原子序数小于Na，则W为O元素；Y组成的单质是一种良好的半导体材料，是Si；Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，Z的最外层电子数为7，Z的原子序数大于Na，则Z为Cl元素；W、X、Y、Z
分别为：O、Na、Si、Cl。A项，W、X分别为O、Na，X2W表示氧化钠，氧化钠中钠离子和氧原子之间形成的是离子键，是离子化合物，故A不符合题意；B项，Y、Z分别为Si、Cl，同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，Y＜Z，故B不符合题意；C项，Y是硅，硅的最高价氧化物的水化物是硅酸，硅酸是一种弱酸，故C符合题意；D项，W、X、Z分别为：O、Na、Cl，氧离子和钠离子的核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，氧离子的半径大于钠离子，氯离子的电子层数最多，三种离子中氯离子半径最大，则X、W、Z的简单离子半径依次增大，故D不符合题意；故选C。二、非选择题26．(2021·浙江台州市期末)如图是现行元素周期表的一部分，请回答：(1)元素Se在周期表中的位置为___________。(2)下列说法正确的是___________。A．丙位于周期表中从左到右数第13列B．Bi的最高价氧化物的化学式为Bi2O5C．丁所形成的含氧酸是强酸D．C、N、O三种元素的最高正价等于其所在族的族序数(3)①阴影部分元素所形成的氢化物中热稳定性最高的是___________(填化学式)。请从原子结构的角度解释其原因：___________。②可在图中分界线(虚线部分)附近寻找___________(填序号)。A．优良的催化剂B．半导体材料C．合金材料D．新品种农药(4)Pb能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO，酸性氧化物PbO2，还有类似于Fe3O4中铁元素价态特征(有两种价态)的Pb3O4，Pb3O4能与硝酸发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅的氧化物，写出该反应的化学方程式___________。【答案】(1)第四周期第ⅥA族(2)AB(3)HF它们的最外层电子数相同，F元素原子电子层数最少，半径最小，得电子能力最强，非金属性最强，形成的氢化物热稳定性最高B
(4)Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O【解析】(1)元素Se与O、S是同一主族的元素，原子核外有四个电子层，最外层有6个电子，因此在周期表中的位置位于第四周期第ⅥA族；(2)A项，丙元素与B位于同一主族，位于第三期，丙是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期第ⅢA，根据元素周期表的结构可知：Al元素位于周期表中从左到右数第13列，故A正确；B项，B是5号元素，原子核外有2个电子层，最外层有3个电子，最高化合价为+3价，根据任何化合物中元素化合价代数和为0，可知其最高价氧化物的化学式为Bi2O3，故B正确；C项，丁是Cl元素，可形成多种含氧酸，由于未指明是否是最高价含氧酸，因此不能确定是否是强酸，故C错误；D项，O原子最外层有6个电子，为第ⅥA的元素，由于O元素原子半径小，非金属性强，没有与族序数相当的最高+6价，故D错误；故选AB；(3)①阴影部分是第ⅦA的元素，由于这些元素的原子的最外层电子数都是7个，从上到下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子得到电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。所以元素的非金属性：F＞Cl＞Br＞I。元素的非金属性越强，其形成的最简单的氢化物的稳定性就越强，所以这些元素形成氢化物中稳定性最强的是HF；②在图中分界线(虚线部分)是金属与非金属交界区的元素，其导电性介于导体与绝缘体之间，因此可以在附近寻找半导体材料，故选B；(4)Pb3O4可表示为2PbO·PbO2，Pb3O4与硝酸发生非氧化还原反应生成盐Pb(NO3)2、PbO2和H2O，该反应的化学方程式为：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O。27．(2021·重庆市凤鸣山中学高二月考)现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：元素编号元素性质或原子结构X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z第三周期元素的简单离子中半径最小(1)元素X在元素周期表中的位置为____，X的一种同位元素可测定文物年代，这种同位素的符号是______(用元素符号表示)。(2)元素Z的离子结构示意图为________，元素Y与氢元素形成离子YH的电子式为________。(3)元素X、Y、Z的原子半径从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。(4)元素X与元素Y相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)。下列表述中能证明这一事实的是________。a．常温下X的单质和Y的单质状态不同
b．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的最高价氧化物对应水化物的酸性强c．X与Y形成的化合物中X元素呈正价状态(5)Y的最高价氧化物的水化物与气态氢化物合成的化合物含的化学键类型是_________。(6))写出Z元素最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式：________。【答案】(1)第二周期第IVA族C(2)(3)Al＞C＞N(4)Nbc(5)离子键和共价键(6)Al(OH)3＋OH-=AlO2-＋2H2O【解析】X元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X为C元素；Y元素的单质常温下为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性，则Y为N元素；Z是第三周期元素的简单离子中半径最小的，则Z为Al元素；根据分析，X、Y、Z依次为C、N、Al元素。(1)X为C元素，C在元素周期表中的位置为第二周期第IVA族；C的同位素中用于测定文物年代的是；(2)Z为Al，其离子为Al3+，Al3+的结构示意图为；元素Y为N，的电子式为；(3)根据同周期的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，则C、N、Al的原子半径从大到小的顺序为：Al＞C＞N；(4)C、N的电子层数相同，C的核电荷数小于N的核电荷数，C原子半径大于N原子半径，则C、N中非金属性较强的是N；a项，X、Y单质的状态属于物理性质，不能用于判断元素非金属性的强弱，a不选；b项，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的最高价氧化物对应水化物的酸性强，能说明Y的非金属性强于X，b选；c项，X与Y形成的化合物中X元素呈正价状态，说明X元素的原子吸引共用电子对的能力弱于Y元素的原子，说明X的非金属性弱于Y，c选；故选bc。(5)Y为N，N的最高价氧化物的水化物为HNO3，N的气态氢化物为NH3，HNO3与NH3反应所得化合物为NH4NO3，NH4NO3中含有的化学键类型为离子键和共价键；(6)Z为Al，Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH-=AlO2-＋2H2O。28．(2021·宁夏长庆高级中学高三月考)A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相对位置如图，A与氧元素能形成两种无色气体，C是地壳中含量最多的元素，D是地壳中含量最多的金属元素。
AE(1)C在元素周期表中的位置为______，其离子的结构示意图为______。(2)AE2的电子式为______。(3)元素B与氢元素能形成含有18个电子的分子，其中含有的化学键有______、______。(4)A、B、C最简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是______(填分子式)。(5)实验室制取F2气体的离子方程式为______。(6)在微电子工业中，B的最简单气态氢化物的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______。(7)DF3的水溶液可作净水剂，写出有关的离子方程式______。【答案】(1)第二周期第ⅥA族(2)(3)极性键非极性键(4)H2O>NH3>CH4(5)MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(6)2NH3·H2O＋3H2O2=N2↑＋8H2O(7)Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+【解析】A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A与氧元素能形成两种无色气体CO、CO2，则A为C元素；结合A、E在元素周期表中的相对位置可知E为S元素；C是地壳中含量最多的元素，C为O元素，则B为N元素，D是地壳中含量最多的金属元素，D为Al元素，F的原子序数最大，F只能为Cl。(1)C为O，在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族，O其离子的结构示意图为；(2)AE2的分子式为CS2，电子式与CO2类似，为；(3)B为N元素，与氢元素能形成含有18个电子的分子为N2H4，分子中含有极性键和非极性键；(4)由分析可知，A、B、C分别为C、N、O，同周期从左到右，最简单氢化物的稳定性逐渐增强，故H2O>NH3>CH4；(5)F为Cl元素，实验室制取Cl2气体的离子方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(6)NH3的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，反应生成氮气与水，化学方程式为：2NH3•H2O+3H2O2=N2↑+8H2O；(7)AlCl3
作为净水剂是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有吸附作用，故离子方程式为：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。29．(2021·安徽黄山市高三月考)金属镓(Ga)应用广泛，在半导体和光电材料、合金、磁性材料等领域都有重要应用。(1)镓(Ga)的原子结构示意图，镓元素在周期表中的位置是__________。(2)GaN是一种直接能隙(directbandgap)的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。一种镍催化法生产GaN的工艺如图：①“热转化”时Ga转化为GaN的化学方程式是__________。②“酸浸”操作的目的是__________。③某学校化学兴趣小组在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓：仪器X中的试剂是__________(写名称)。加热前需先通入H2的作用是__________。(3)As与N同主族，GaAs也是一种重要的半导体材料。①下列事实不能用元素周期律解释的__________(填字母)。a.碱性：Ga(OH)3>Al(OH)3b.非金属性：As>Gac.酸性：H3AsO4>H3AsO3②废弃含GaAs的半导体材料可以用浓硝酸溶解，生成H3AsO4和Ga(NO3)3，写出该反应的化学方程式__________【答案】(1)第四周期ⅢA族(2)①2Ga+2NH32GaN+3H2②除去GaN中混有的少量Ni③浓氨水排除装置中的空气，避免空气与镓反应，使产物不纯，防止氢气与氧气爆炸(3)①c②GaAs+11HNO3=Ga(NO3)3+8NO2↑+H3AsO4+4H2O【解析】(1)由镓的原子结构示意图可知，镓原子核外有4个电子层，最外层有3个电子，则镓元素位于周期表第四周期ⅢA族；(2)①由分析可知，“热转化”
时发生的反应为在少量镍做催化剂作用下，镓粉与氨气高温下反应生成氮化镓和氢气，反应的化学方程式为2Ga+2NH32GaN+3H2；②“酸浸”操作的目的是，使催化剂镍与盐酸反应生成氯化镍和水，达到除去氮化镓固体中混有的少量镍；③仪器X中的试剂是浓氨水，浓氨水的作用是常温下与氧化钙反应制得反应所需的氨气；加热前需先通入排尽装置中的空气，防止空气中的氧气与镓反应，使产物不纯，同时防止氧气与镓与氨气发生生成的氢气反应，发生爆炸；(3)①a项，同主族元素，从上到下金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物碱性增强，则Ga(OH)3的碱性强于Al(OH)3能用元素周期律解释，故不符合题意；b项，同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，As的非金属性强于Ga能用元素周期律解释，故不符合题意；c项，H3AsO4的酸性强于H3AsO3与酸中含有的非羟基氧有关，与原子结构无关，不能用元素周期律解释，故符合题意；c符合题意，故选c；②由题意可知，GaAs与浓硝酸发生氧化还原反应生成H3AsO4、Ga(NO3)3、NO2和H2O，反应的化学方程式为GaAs+11HNO3=Ga(NO3)3+8NO2↑+H3AsO4+4H2O。
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