【精品解析】高中化学鲁科版(2019)必修第二册 第1章第3节 元素周期表的应用

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名称 【精品解析】高中化学鲁科版(2019)必修第二册 第1章第3节 元素周期表的应用
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资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2021-03-12 15:37:42

文档简介

高中化学鲁科版(2019)必修第二册 第1章第3节 元素周期表的应用
一、单选题
1.(2021·成都模拟)X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素. 它们能形成离子化合物 A([YX4]+[ZW4]-).Y 元素的最高正价和最低负价代数和为2,Z单质在常温下能被浓硫酸钝化. 下列说法错误的是(  )
A.W 元素位于第三周期ⅦA 族
B.氧化物的水化物的酸性:W<Y
C.原子半径:Y<Z
D.A 能与强碱反应生成有刺激性气味的气体
2.(2020高三上·南京月考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子序数是Z的原子序数的一半,W、X、Y三种元素形成的化合物M结构如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.原子半径:Z>X>W
B.气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.Y的最高价氧化物的水化物可溶于X和Z的最高价氧化物的水化物
D.化合物M中所有的原子均满足8电子稳定结构
3.(2020高三上·黑龙江月考)已知X、Y、Z、W均为短周期元素。25℃时, 其最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01mol/L)溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.Z元素最高价氧化物的化学式为ZO3
B.简单离子半径大小顺序:X>M
C.气态氢化物的稳定性:Z>W
D.X、Z的最简单气态氢化物反应有白烟生成
4.(2020高三上·黑龙江月考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增,a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物,d是淡黄色的离子化合物,m为元素Y的单质,通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.阴离子的还原性:Y>W
B.W、Y、Z元素的简单离子半径由大到小顺序为Z>Y>W
C.W2Y2中含有非极性键
D.Y与W形成的简单化合物是同主族元素同类型化合物中沸点最低的
5.(2020高三上·杭州期中)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中X是组成有机物的必要元素.Y的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,W与X同主族,Z与Q最外层电子数相差6。下列说法正确的是(  )
A.非金属性:Q>Y>X>Z
B.简单气态氢化物的沸点:X>W
C.Y与X、Z、Q均可形成至少两种二元化合物
D.Y、Z、Q组成化合物的水溶液呈碱性
6.(2020·浙江会考)X、Y、Z、Q、R是原子序数依次递增的短周期元素,其中Z元素与R元素同主族,Y、Z、Q元素的原子最外层电子数之和等于R元素的原子序数,化合物X2Q常温下呈液态。下列说法错误的是(  )
A.原子半径:Q<Z<R
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>R>Y
C.由X、Y、Z、Q四种元素可以组成化学式为Y2X7ZQ2的离子化合物
D.由这五种元素中的一种或多种元素的原子构成的含14个电子的分子只有2种
7.(2020高三上·长春月考)已知几种短周期元素的原子半径、常见的最高价和最低价如下表,下列说法中错误的是(  )
元素性质 元素编号
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
原子半径(nm) 0.073 0.075 0.037 0.110 0.099 0.186 0.143
最高正化合价 无 +5 +1 +5 +7 +1 +3
最低负化合价 -2 -3 -1 -3 -1 无 无
A.⑦的简单离子是同周期元素离子半径最小的
B.②的气态氢化物浓溶液可用于检验氯气管道的泄漏
C.气态氢化物的稳定性①﹤②
D.最高价氧化物的水化物的酸性④﹤⑤
8.(2020高三上·开鲁月考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y与W同族,W的核电荷数是Y的两倍,四种元素组成的一种化合物如图所示。下列说法一定正确的是(  )
A.简单离子半径:Z>W>Y>X B.最简单氢化物的稳定性:W>Y
C.X与Z可形成离子化合物ZX D.W的氧化物对应的水化物为强酸
二、综合题
9.(2020高二上·长春期中)下表为元素周期表的前三周期。
回答下列问题:
(1)写出元素符号⑤   ,⑦   。
(2)表中所列元素中,金属性最强的元素是   (填元素符号,下同),非金属性最强的元素是   ;最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是   (填化学式)。
(3)①、②、③三种元素的原子半径最大的是   (填元素符号);④号元素与⑧号元素形成化合物的电子式为   。
10.(2020高一下·钦州期末)现有8种短周期元素的性质,数据如下表所列:
  ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径(10-10m) 0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 0.82
最高或最低化合价
  +2 +1 +5 +7 +1 +5 +3
-2
 
  -3 -1
  -3
 
回答下列问题:
(1)③的元素符号是   ,⑧的元素名称是   。①在元素周期表中的位置是    (周期、族)。
(2)在这8种元素中,最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物其分子式是   ;碱性最强的化合物电子式是   ;属   化合物(填“离子”或“共价”)。
(3)比较④和⑦的氢化物的稳定性    (用化学式表示)。
(4)写出⑦的最高价氧化物对应水化物跟它的氢化物反应的化学方程式:   。
(5)写出②的最高价氧化物对应水化物跟⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式:   。
11.(2020高三上·黑龙江开学考)硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
(1)工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃生成粗硅的化学方程式为   。
(2)在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式_   。
(3)有关物质的熔沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_   ;
SiHCl3极易水解且生成某种可燃性气体,其完全水解的产物为_   。
物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
熔点/℃ 1410 -70.4 -126.5 -122 -118 -114.2 -185
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
(4)还原炉中发生的化学反应为:
   。.
(5)上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外, 还有_   。
三、推断题
12.(2020高三上·南昌期中)X、Y、Z、W均为短周期主族元素,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。W的最外层电子数等于X的核外电子总数,且W单质常温下为固体。请回答下列问题:
(1)Z在周期表中的位置为   。
(2)Y元素形成的离子的结构示意图为   。
(3)X、Y、Z三种元素对应的原子半径大小关系为   (填元素符号)。
(4)X和Z形成的简单氢化物,热稳定性较好的是   (填化学式)。
(5)下列说法正确的是_______。
A.X的氢化物在常温常压下均为气体
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性W>Z
C.由于Z的氧化物ZO2既可与酸反应,又能与碱反应,所以ZO2为两性氧化物
D.W的氧化物WO2,具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色
13.(2020高一下·长春期末)有A、B、C、D、E、F、G七种元素,试按下述所给的条件推断:
①A、B、C是同一周期的金属元素,已知原子核外有3个电子层,A的原子半径在所属周期中最大且原子半径A>B>C;
②D、E是非金属元素,它们跟氢化合可生成气态氢化物HD和HE,在室温时,D的单质是液体,E的单质是固体;
③F的单质在常温下是气体,性质很稳定,是除氢外最轻的气体;
④G是除氢外原子半径最小的元素。
(1)A的名称是   ,B位于周期表中第   周期第   族。
(2)E单质的颜色是   。
(3)A元素与D元素形成化合物的电子式是   。
(4)G的单质与水反应的化学方程式是   。
(5)F的元素符号是   。
(6)在上述七种元素中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的化学式是   ,酸性最强的化学式是   ,气态氢化物最稳定的化学式是   。
(7)将C的氧化物对应的水化物投入到A的氧化物对应的水化物中反应的离子方程式是   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】由分析可知,X为H、Y为N、Z为Al、W为Cl,
A.W元素为Cl,位于第三周期ⅤⅡA族,A不符合题意;
B.最高价氧化物的水化物的酸性:W>Y,氧化物的水化物的酸性不能确定,B符合题意;
C.电子层越多、原子半径越大,则原子半径:Y<Z,C不符合题意;
D.A含铵根离子,能与强碱反应生成有刺激性气味的气体,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z单质在常温下能被浓硫酸钝化,Z为Al;Y元素的最高正价和最低负价代数和为2,Y的最高价为+5价、最低价为-3价,结合原子序数可知Y为N;它们能形成离子化合物A([YX4]+[ZW4]-),由阳离子可知X为H,由阴离子可知W为Cl,以此来解答。
2.【答案】D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径Na>S >O,故A不符合题意;
B.非金属性越强,气态氢化物越稳定,气态氢化物的稳定性H2O> H2S >SiH4,故B不符合题意;
C.Y的最高价氧化物的水化物为硅酸,X和Z的最高价氧化物的水化物分别为NaOH和硫酸,硅酸不能溶于硫酸,故C不符合题意;
D.Na+最外层有8个电子,O原子形成2个共价键、Si原子形成4个共价键,所以M中所有的原子均满足8电子稳定结构,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,根据M的结构图,W能形成2个共价键,则W是O元素,Y能形成4个共价键且与氧元素形成双键,原子序数大于O,则Y是Si元素;W的原子序数是Z的原子序数的一半,Z是S元素;X形成+1价阳离子,原子序数大于O,则X是Na元素。
3.【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.Z为Cl,最高化合价为+7价,最高价氧化物的化学式为Z2O7,A符合题意;
B.X、M简单离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小,则半径大小顺序:X>M,B不符合题意;
C.非金属越强,简单气态氢化物稳定性越强,所以Cl>S,即Z>W,C不符合题意;
D.X、Z的最简单气态氢化物反应生成氯化铵,有白烟生成, D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】X、Y、Z、W、M均为常见的短周期主族元素,由常温下,其最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为 0.01mol/L)的pH,X的pH=2,为一元强酸,则为硝酸,X为N元素,Y的半径大于N,且酸性较硝酸弱,应为C元素;Z的原子半径大于C,Z的最高价含氧酸为一元强酸,则Z为Cl,W的原子半径大于Cl,且对应的酸的pH小于2,应为硫酸,W为S元素;M的原子半径最大,且0.01mol/L M的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为12,可知M为Na,以此解答该题。
4.【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据上述分析可知:W为H,X为C,Y为O,Z为Na。
A.由NaH+H2O=NaOH+H2↑,可知H-失去电子,阴离子的还原性:Y<W,A不符合题意;
B.所有元素中氢原子半径最小,又Z、Y的离子核外电子排布是2、8,具有相同电子层结构,原子序数越大,其离子半径越小,故简单离子半径:Y>Z>W,B不符合题意;
C.W为H,Y为O,则W2Y2为H2O2,分子中含有-O-O-非极性键,C符合题意;
D.Y与W形成的简单化合物是H2O,因为水分子间形成氢键,增加了分子之间的吸引力,故H2O是同主族元素同类型化合物中沸点最高的,D不符合题意;
故合理选项是C。
【分析】短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次递增,a、b、c、d、e、f 是由这些元素组成的化合物,d为淡黄色的离子化合物,则d为Na2O2,m 为元素Y的单质,通常为无色无味的气体,结合图中转化可知,m为O2,b、c分别为CO2、H2O中的一种,对应的e、f分别为Na2CO3、NaOH中的一种,故a为烃或烃的含氧衍生物,结合原子序数可知,W为H,X为C,Y为O,Z为Na,据此分析解答。
5.【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据分析可知,X为C元素,Y为O元素,Z为Na元素,W为Si元素,Q为Cl元素。
A、由X为C元素,Y为O元素,Z为Na元素,Q为Cl元素,同周期从左到右非金属增强,同主族从上到下非金属减弱,故非金属性:Y > Q >X>Z,故不符合题意;
B、对分子晶体,相对分子质量增大,分子间作用力增大,沸点升高,XC、Y氧元素与C、Na、Cl三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物,例如CO、CO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等,故符合题意;
D、Y、Z、Q分别为O、Na、Cl,NaClO的水溶液呈碱性,但NaClO3、NaClO4的水溶液呈中性,故不符合题意;
故答案为:C。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中X是组成有机物的必要元素,则X为C元素;元素Y的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Y含有2个电子层,最外层含有6个电子,为O元素;元素W与X同主族,则W为Si元素;Z与Q最外层电子数相差6,Z的原子序数大于O,若为F元素,Q最外层电子数=7-6=1,为Na元素,不满足原子序数Q>W;结合Z、Q为主族元素可知Z为Na元素,Q为Cl元素,据此进行解答。
6.【答案】D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据以上分析可知X、Y、Z、Q、R分别是H、C、N、O、P。则
A.同主族从上到下原子半径逐渐增大,同周期自左向右原子半径逐渐减小,则原子半径O<N<P,A项不符合题意;
B.非金属性N>P>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:酸(强酸)>磷酸(中强酸)>碳酸(弱酸),B项不符合题意;
C.Y2X7ZQ2可能为醋酸铵(CH3COONH4),醋酸铵是离子化合物,C项不符合题意;
D.H、C、N、O、P构成的14电子分子可以是N2、CO2、C2H2、HCN等,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】常温下呈液态的短周期元素原子构成的化合物X2Q型分子,易想到水分子,所以X为H元素,Q为O元素。Z元素与R元素同主族,设R的原子序数为a,则Z元素的原子最外层电子数为(a-8-2),设Y元素原子最外层电子数为b,因为b+(a-8-2)+6=a,解得b=4,Y为C元素,Z为N元素,R为P元素。据此解答。
7.【答案】C
【知识点】元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.电子层数越多离子半径越大,电子层数相同核电荷数越大离子半径越小,所以 为同周期元素离子半径最小的离子,故A不选;
B.②号元素为N元素,其气态氢化物为 , 可与 反应生成 产生白烟,故可用②的气态氢化物浓溶液可用于检验氯气管道的泄漏,故B不选;
C.非金属性O>N,所以气态氢化物的稳定性①>②,故选C;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性P故答案为:C
【分析】由题意可知①号元素无最高正价,最低化合价为-2价,则①号元素为O;②④号元素的最高正价为+5价,最低正价为-3价,则②④为第VA族元素,又因④的原子半径大于②的原子半径,则②④分别为N、P;③的最高正价为+1价,最低负价位-1价,且原子半径比①号元素O小,则③号元素为H;⑤号元素最高正价为+7价,最低负价为-1,原子半径②<⑤<④,则⑤号为Cl元素;⑥最高正价为+1无最低负价,原子半径最大,则⑥为Na元素;⑦的最高正价为+3价,无最低负价,且原子半径仅次于⑥,则⑦号元素为Al。综上分析有①②③④⑤⑥⑦分别为:O、N、H、P、Cl、Na、Al,结合元素周期律分析可得;
8.【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据以上分析可知X、Y、Z、W分别是H、O、Na、S。
A.根据分析,四种简单离子半径的大小为 ,A项不符合题意;
B.元素的非金属性越强,其简单氢化物的热稳定性越强,氧的非金属性强于硫,最简单氢化物的稳定性:W<Y,B项不符合题意;
C.氢和Na可以形成氢化钠,这是一种金属氢化物,C项符合题意;
D.硫只有最高价氧化物对应的水化物(硫酸)才是强酸,二氧化硫对应的水化物(亚硫酸)是一种弱酸,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先发现Y形成了双键,因此推测Y是氧或者硫,考虑到四种元素的原子序数依次增大,Y与W同族,W的核电荷数是Y的两倍,因此Y只能是氧,W是硫,X为氢,Z则只能是钠,故该物质为亚硫酸氢钠,据此来分析本题即可。
9.【答案】(1)Mg;S
(2)Na;F;HClO4
(3)N;
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)根据元素在周期表位置可知,⑤为第三周期ⅡA族的元素,为Mg元素;⑦为第三周期ⅥA族的元素,S元素,故答案为:Mg;S;(2)同周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,同主族从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,表中所列元素中,金属性最强的元素应在表的左下角,是Na;非金属性最强的元素应为右上角的非金属,应是F;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,但F元素无最高价氧化物的水化物,故以上元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4,故答案为:Na;F;HClO4;(3)①、②、③分别为N、O、F,N、O、F是同周期元素,电子层数相同,核内质子数越多,其原子半径越小,由此半径最大的是N;④号元素与⑧号元素分别为Na、Cl,二者形成的化合物为NaCl,NaCl是由Na+、Cl-通过离子键形成的离子化合物,其电子式为: 。
【分析】(1)根据元素在周期表位置可知,①②③④⑤⑥⑦⑧所代表的元素分别为N、O、F、Na、Mg、Al、S、Cl;
(2)由同周期、同主族元素的金属性和非金属性强弱变化规律和判断方法可知,表中所列元素中,金属性最强的元素是Na,非金属性最强的元素应是F,Cl是最高价氧化物对应水化物酸性最强;
(3)根据同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,可得出原子半径最大的是N;④号元素Na与⑧号元素Cl形成化合物为离子化合物。
10.【答案】(1)Li;硼;第二周期第VIA族
(2)HClO4;;离子
(3)NH3>PH3
(4)NH3+HNO3=NH4NO3
(5)Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】由于①没有最高价、只有最低价 2,可推知①为O;③⑥都有最高价+1,处于ⅠA族,且⑥的原子半径较大,故③为Li、⑥为Na;②有最高价+2,处于ⅡA族,原子半径大于Li,故②为Mg;④⑦都有最高价+5、最低价 3,处于ⅤA族,且④的原子半径较大,故④为P、⑦为N;⑤有最高价+7、最低价 1,则⑤为Cl;⑧只有最高价+3,处于ⅢA族,原子半径小于P,故⑧为B,(1)由上述分析可知,③的元素符号是Li,⑧的元素名称是硼,①为O元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族,
故答案为:Li;硼;第二周期第VIA族;(2)上述元素中,Cl元素非金属性最强,在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是HClO4;Na元素的金属性最强,碱性最强的化合物为NaOH,其电子式为 ,属于离子化合物,
故答案为:HClO4; ;离子;(3)④为P、⑦为N,二者同主族,电子层越多非金属性越弱,故非金属性N>P,则氢化物稳定性大小为:NH3>PH3,
故答案为:NH3>PH3;(4)⑦的最高价氧化物对应水化物为硝酸,它的氢化物为氨气,二者反应的化学方程式为:NH3+HNO3=NH4NO3,
故答案为:NH3+HNO3=NH4NO3;(5)②最高价氧化物对应水化物为Mg(OH)2,⑤的氢化物水溶液为盐酸,二者反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;
故答案为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O。.
【分析】8种元素均为短周期元素,由题中知①没有最高价、只有最低价-2,可推知①为O;③⑥都有最高价+1,处于ⅠA族,且⑥的原子半径较大,故③为Li、⑥为Na;②有最高价+2,处于ⅡA族,原子半径大于Li,故②为Mg;④⑦都有最高价+5、最低价-3,处于ⅤA族,且④的原子半径较大,故④为P、⑦为N;⑤有最高价+7、最低价-1,则⑤为Cl;⑧只有最高价+3,处于ⅢA族,原子半径小于P,故⑧为B,据此进行解答.
11.【答案】(1)SiO2+ 2C Si + 2CO↑
(2)Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
(3)蒸馏;H4SiO4 (或H2SiO3). H2、HCl
(4)SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
(5)H2、HCl
【知识点】含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】(1)化学方程式为 SiO2+ 2C Si + 2CO↑
(2)由反应物和生成物可推方程式为 Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
(3)根据熔沸点可知,操作流程依次为沉降、冷凝、和蒸馏
可燃性气体为氢气, 能生成氢气则说明硅元素的化合价要升高,则产物为硅酸,剩下来的氯就形成HCl
(4)还原炉中是得到纯硅的反应,根据反应物和生成物可推化学方程式为 SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
(5)根据示意图可知,水解过程中产生的氢气和氯化氢也能循环使用
【分析】(1)注意:该条件下C只能变成CO,不能到二氧化碳
(3)可根据熔沸点来选择提纯方法
(5)可根据示意图来找出循环物质。
12.【答案】(1)第三周期ⅣA族
(2)
(3)Mg>Si>C
(4)CH4
(5)B;D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)据分析,Z在周期表中的位置为第三周期ⅣA族。(2)Y即镁元素形成的离子的结构示意图为 。(3) 同周期主族元素从左到右原子半径递减,同主族从上到下原子半径递增,X、Y、Z三种元素对应的原子半径大小关系为Mg>Si>C。(4) 同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,X和Z形成的简单氢化物,热稳定性较好的是CH4。(5)A. X的氢化物即烃,在常温常压下可以为气体、液体和固体,A不正确;
B. 非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,则最高价氧化物对应的水化物的酸性W>Z,B正确;
C. 二氧化硅通常不与酸反应,但能与HF反应, Z的氧化物SiO2能与碱反应,所以SiO2为酸性氧化物,C不正确;
D.W的氧化物SO2,具有还原性,能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使之褪色,D正确;
说法正确的是BD。
【分析】X、Y、Z、W均为短周期主族元素, Y最外层电子数等于X次外层电子数,则X的次外层电子数为2、X为第2周期、Y的最外层电子数为2,因为X与Z同族, Z为第3周期元素,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10,则X和Z的最外层电子数为4,X为C、Z为Si,Y原子半径大于Z,则Y为Mg,W的最外层电子数等于X的核外电子总数即6,则W为ⅥA,且W单质常温下为固体, W为S,综上X、Y、Z、W分别为C、Mg、Si、S;
13.【答案】(1)钠;三;ⅡA
(2)紫黑色
(3)Na+-
(4)2F2+2H2O=4HF+O2
(5)He
(6)NaOH;HBrO4;HF
(7)Al(OH)3+OH-= +2H2O
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)分析可知,A的名称是钠,B为镁,位于周期表中第三周期ⅡA族;(2)E为碘,单质的颜色是紫黑色;(3)A元素与D元素形成化合物溴化钠,为离子化合物,其电子式是Na+-;(4)G的单质F2与水反应生成氢氟酸和氧气,化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2;(5)F的元素符号是He;(6)在上述七种元素中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素为Na,对应碱的化学式是NaOH,酸性最强的化学式是HBrO4,气态氢化物最稳定的化学式是HF;(7)C的氧化物对应的水化物为氢氧化铝,将氢氧化铝投入到A的氧化物对应的水化物氢氧化钠中反应的离子方程式是Al(OH)3+OH-= +2H2O;
【分析】由信息①中A、B、C的核外电子层数知均为第三周期金属元素,结合原子半径可知A、B、C分别为Na、Mg、Al;由信息②中氢化物的化学式知D、E为ⅦA族元素,在室温时,D的单质是液体,E的单质是固体,则D为溴元素、E为碘元素;③F的单质在常温下是气体,性质很稳定,是除氢外最轻的气体,则F为He;④G是除氢外原子半径最小的元素,则G为F。
1 / 1高中化学鲁科版(2019)必修第二册 第1章第3节 元素周期表的应用
一、单选题
1.(2021·成都模拟)X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素. 它们能形成离子化合物 A([YX4]+[ZW4]-).Y 元素的最高正价和最低负价代数和为2,Z单质在常温下能被浓硫酸钝化. 下列说法错误的是(  )
A.W 元素位于第三周期ⅦA 族
B.氧化物的水化物的酸性:W<Y
C.原子半径:Y<Z
D.A 能与强碱反应生成有刺激性气味的气体
【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】由分析可知,X为H、Y为N、Z为Al、W为Cl,
A.W元素为Cl,位于第三周期ⅤⅡA族,A不符合题意;
B.最高价氧化物的水化物的酸性:W>Y,氧化物的水化物的酸性不能确定,B符合题意;
C.电子层越多、原子半径越大,则原子半径:Y<Z,C不符合题意;
D.A含铵根离子,能与强碱反应生成有刺激性气味的气体,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z单质在常温下能被浓硫酸钝化,Z为Al;Y元素的最高正价和最低负价代数和为2,Y的最高价为+5价、最低价为-3价,结合原子序数可知Y为N;它们能形成离子化合物A([YX4]+[ZW4]-),由阳离子可知X为H,由阴离子可知W为Cl,以此来解答。
2.(2020高三上·南京月考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子序数是Z的原子序数的一半,W、X、Y三种元素形成的化合物M结构如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.原子半径:Z>X>W
B.气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.Y的最高价氧化物的水化物可溶于X和Z的最高价氧化物的水化物
D.化合物M中所有的原子均满足8电子稳定结构
【答案】D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径Na>S >O,故A不符合题意;
B.非金属性越强,气态氢化物越稳定,气态氢化物的稳定性H2O> H2S >SiH4,故B不符合题意;
C.Y的最高价氧化物的水化物为硅酸,X和Z的最高价氧化物的水化物分别为NaOH和硫酸,硅酸不能溶于硫酸,故C不符合题意;
D.Na+最外层有8个电子,O原子形成2个共价键、Si原子形成4个共价键,所以M中所有的原子均满足8电子稳定结构,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,根据M的结构图,W能形成2个共价键,则W是O元素,Y能形成4个共价键且与氧元素形成双键,原子序数大于O,则Y是Si元素;W的原子序数是Z的原子序数的一半,Z是S元素;X形成+1价阳离子,原子序数大于O,则X是Na元素。
3.(2020高三上·黑龙江月考)已知X、Y、Z、W均为短周期元素。25℃时, 其最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01mol/L)溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.Z元素最高价氧化物的化学式为ZO3
B.简单离子半径大小顺序:X>M
C.气态氢化物的稳定性:Z>W
D.X、Z的最简单气态氢化物反应有白烟生成
【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.Z为Cl,最高化合价为+7价,最高价氧化物的化学式为Z2O7,A符合题意;
B.X、M简单离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小,则半径大小顺序:X>M,B不符合题意;
C.非金属越强,简单气态氢化物稳定性越强,所以Cl>S,即Z>W,C不符合题意;
D.X、Z的最简单气态氢化物反应生成氯化铵,有白烟生成, D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】X、Y、Z、W、M均为常见的短周期主族元素,由常温下,其最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为 0.01mol/L)的pH,X的pH=2,为一元强酸,则为硝酸,X为N元素,Y的半径大于N,且酸性较硝酸弱,应为C元素;Z的原子半径大于C,Z的最高价含氧酸为一元强酸,则Z为Cl,W的原子半径大于Cl,且对应的酸的pH小于2,应为硫酸,W为S元素;M的原子半径最大,且0.01mol/L M的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为12,可知M为Na,以此解答该题。
4.(2020高三上·黑龙江月考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增,a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物,d是淡黄色的离子化合物,m为元素Y的单质,通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.阴离子的还原性:Y>W
B.W、Y、Z元素的简单离子半径由大到小顺序为Z>Y>W
C.W2Y2中含有非极性键
D.Y与W形成的简单化合物是同主族元素同类型化合物中沸点最低的
【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据上述分析可知:W为H,X为C,Y为O,Z为Na。
A.由NaH+H2O=NaOH+H2↑,可知H-失去电子,阴离子的还原性:Y<W,A不符合题意;
B.所有元素中氢原子半径最小,又Z、Y的离子核外电子排布是2、8,具有相同电子层结构,原子序数越大,其离子半径越小,故简单离子半径:Y>Z>W,B不符合题意;
C.W为H,Y为O,则W2Y2为H2O2,分子中含有-O-O-非极性键,C符合题意;
D.Y与W形成的简单化合物是H2O,因为水分子间形成氢键,增加了分子之间的吸引力,故H2O是同主族元素同类型化合物中沸点最高的,D不符合题意;
故合理选项是C。
【分析】短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次递增,a、b、c、d、e、f 是由这些元素组成的化合物,d为淡黄色的离子化合物,则d为Na2O2,m 为元素Y的单质,通常为无色无味的气体,结合图中转化可知,m为O2,b、c分别为CO2、H2O中的一种,对应的e、f分别为Na2CO3、NaOH中的一种,故a为烃或烃的含氧衍生物,结合原子序数可知,W为H,X为C,Y为O,Z为Na,据此分析解答。
5.(2020高三上·杭州期中)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中X是组成有机物的必要元素.Y的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,W与X同主族,Z与Q最外层电子数相差6。下列说法正确的是(  )
A.非金属性:Q>Y>X>Z
B.简单气态氢化物的沸点:X>W
C.Y与X、Z、Q均可形成至少两种二元化合物
D.Y、Z、Q组成化合物的水溶液呈碱性
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据分析可知,X为C元素,Y为O元素,Z为Na元素,W为Si元素,Q为Cl元素。
A、由X为C元素,Y为O元素,Z为Na元素,Q为Cl元素,同周期从左到右非金属增强,同主族从上到下非金属减弱,故非金属性:Y > Q >X>Z,故不符合题意;
B、对分子晶体,相对分子质量增大,分子间作用力增大,沸点升高,XC、Y氧元素与C、Na、Cl三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物,例如CO、CO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等,故符合题意;
D、Y、Z、Q分别为O、Na、Cl,NaClO的水溶液呈碱性,但NaClO3、NaClO4的水溶液呈中性,故不符合题意;
故答案为:C。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中X是组成有机物的必要元素,则X为C元素;元素Y的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Y含有2个电子层,最外层含有6个电子,为O元素;元素W与X同主族,则W为Si元素;Z与Q最外层电子数相差6,Z的原子序数大于O,若为F元素,Q最外层电子数=7-6=1,为Na元素,不满足原子序数Q>W;结合Z、Q为主族元素可知Z为Na元素,Q为Cl元素,据此进行解答。
6.(2020·浙江会考)X、Y、Z、Q、R是原子序数依次递增的短周期元素,其中Z元素与R元素同主族,Y、Z、Q元素的原子最外层电子数之和等于R元素的原子序数,化合物X2Q常温下呈液态。下列说法错误的是(  )
A.原子半径:Q<Z<R
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>R>Y
C.由X、Y、Z、Q四种元素可以组成化学式为Y2X7ZQ2的离子化合物
D.由这五种元素中的一种或多种元素的原子构成的含14个电子的分子只有2种
【答案】D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据以上分析可知X、Y、Z、Q、R分别是H、C、N、O、P。则
A.同主族从上到下原子半径逐渐增大,同周期自左向右原子半径逐渐减小,则原子半径O<N<P,A项不符合题意;
B.非金属性N>P>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:酸(强酸)>磷酸(中强酸)>碳酸(弱酸),B项不符合题意;
C.Y2X7ZQ2可能为醋酸铵(CH3COONH4),醋酸铵是离子化合物,C项不符合题意;
D.H、C、N、O、P构成的14电子分子可以是N2、CO2、C2H2、HCN等,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】常温下呈液态的短周期元素原子构成的化合物X2Q型分子,易想到水分子,所以X为H元素,Q为O元素。Z元素与R元素同主族,设R的原子序数为a,则Z元素的原子最外层电子数为(a-8-2),设Y元素原子最外层电子数为b,因为b+(a-8-2)+6=a,解得b=4,Y为C元素,Z为N元素,R为P元素。据此解答。
7.(2020高三上·长春月考)已知几种短周期元素的原子半径、常见的最高价和最低价如下表,下列说法中错误的是(  )
元素性质 元素编号
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
原子半径(nm) 0.073 0.075 0.037 0.110 0.099 0.186 0.143
最高正化合价 无 +5 +1 +5 +7 +1 +3
最低负化合价 -2 -3 -1 -3 -1 无 无
A.⑦的简单离子是同周期元素离子半径最小的
B.②的气态氢化物浓溶液可用于检验氯气管道的泄漏
C.气态氢化物的稳定性①﹤②
D.最高价氧化物的水化物的酸性④﹤⑤
【答案】C
【知识点】元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.电子层数越多离子半径越大,电子层数相同核电荷数越大离子半径越小,所以 为同周期元素离子半径最小的离子,故A不选;
B.②号元素为N元素,其气态氢化物为 , 可与 反应生成 产生白烟,故可用②的气态氢化物浓溶液可用于检验氯气管道的泄漏,故B不选;
C.非金属性O>N,所以气态氢化物的稳定性①>②,故选C;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性P故答案为:C
【分析】由题意可知①号元素无最高正价,最低化合价为-2价,则①号元素为O;②④号元素的最高正价为+5价,最低正价为-3价,则②④为第VA族元素,又因④的原子半径大于②的原子半径,则②④分别为N、P;③的最高正价为+1价,最低负价位-1价,且原子半径比①号元素O小,则③号元素为H;⑤号元素最高正价为+7价,最低负价为-1,原子半径②<⑤<④,则⑤号为Cl元素;⑥最高正价为+1无最低负价,原子半径最大,则⑥为Na元素;⑦的最高正价为+3价,无最低负价,且原子半径仅次于⑥,则⑦号元素为Al。综上分析有①②③④⑤⑥⑦分别为:O、N、H、P、Cl、Na、Al,结合元素周期律分析可得;
8.(2020高三上·开鲁月考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y与W同族,W的核电荷数是Y的两倍,四种元素组成的一种化合物如图所示。下列说法一定正确的是(  )
A.简单离子半径:Z>W>Y>X B.最简单氢化物的稳定性:W>Y
C.X与Z可形成离子化合物ZX D.W的氧化物对应的水化物为强酸
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】根据以上分析可知X、Y、Z、W分别是H、O、Na、S。
A.根据分析,四种简单离子半径的大小为 ,A项不符合题意;
B.元素的非金属性越强,其简单氢化物的热稳定性越强,氧的非金属性强于硫,最简单氢化物的稳定性:W<Y,B项不符合题意;
C.氢和Na可以形成氢化钠,这是一种金属氢化物,C项符合题意;
D.硫只有最高价氧化物对应的水化物(硫酸)才是强酸,二氧化硫对应的水化物(亚硫酸)是一种弱酸,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先发现Y形成了双键,因此推测Y是氧或者硫,考虑到四种元素的原子序数依次增大,Y与W同族,W的核电荷数是Y的两倍,因此Y只能是氧,W是硫,X为氢,Z则只能是钠,故该物质为亚硫酸氢钠,据此来分析本题即可。
二、综合题
9.(2020高二上·长春期中)下表为元素周期表的前三周期。
回答下列问题:
(1)写出元素符号⑤   ,⑦   。
(2)表中所列元素中,金属性最强的元素是   (填元素符号,下同),非金属性最强的元素是   ;最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是   (填化学式)。
(3)①、②、③三种元素的原子半径最大的是   (填元素符号);④号元素与⑧号元素形成化合物的电子式为   。
【答案】(1)Mg;S
(2)Na;F;HClO4
(3)N;
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)根据元素在周期表位置可知,⑤为第三周期ⅡA族的元素,为Mg元素;⑦为第三周期ⅥA族的元素,S元素,故答案为:Mg;S;(2)同周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,同主族从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,表中所列元素中,金属性最强的元素应在表的左下角,是Na;非金属性最强的元素应为右上角的非金属,应是F;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,但F元素无最高价氧化物的水化物,故以上元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4,故答案为:Na;F;HClO4;(3)①、②、③分别为N、O、F,N、O、F是同周期元素,电子层数相同,核内质子数越多,其原子半径越小,由此半径最大的是N;④号元素与⑧号元素分别为Na、Cl,二者形成的化合物为NaCl,NaCl是由Na+、Cl-通过离子键形成的离子化合物,其电子式为: 。
【分析】(1)根据元素在周期表位置可知,①②③④⑤⑥⑦⑧所代表的元素分别为N、O、F、Na、Mg、Al、S、Cl;
(2)由同周期、同主族元素的金属性和非金属性强弱变化规律和判断方法可知,表中所列元素中,金属性最强的元素是Na,非金属性最强的元素应是F,Cl是最高价氧化物对应水化物酸性最强;
(3)根据同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,可得出原子半径最大的是N;④号元素Na与⑧号元素Cl形成化合物为离子化合物。
10.(2020高一下·钦州期末)现有8种短周期元素的性质,数据如下表所列:
  ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径(10-10m) 0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 0.82
最高或最低化合价
  +2 +1 +5 +7 +1 +5 +3
-2
 
  -3 -1
  -3
 
回答下列问题:
(1)③的元素符号是   ,⑧的元素名称是   。①在元素周期表中的位置是    (周期、族)。
(2)在这8种元素中,最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物其分子式是   ;碱性最强的化合物电子式是   ;属   化合物(填“离子”或“共价”)。
(3)比较④和⑦的氢化物的稳定性    (用化学式表示)。
(4)写出⑦的最高价氧化物对应水化物跟它的氢化物反应的化学方程式:   。
(5)写出②的最高价氧化物对应水化物跟⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式:   。
【答案】(1)Li;硼;第二周期第VIA族
(2)HClO4;;离子
(3)NH3>PH3
(4)NH3+HNO3=NH4NO3
(5)Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】由于①没有最高价、只有最低价 2,可推知①为O;③⑥都有最高价+1,处于ⅠA族,且⑥的原子半径较大,故③为Li、⑥为Na;②有最高价+2,处于ⅡA族,原子半径大于Li,故②为Mg;④⑦都有最高价+5、最低价 3,处于ⅤA族,且④的原子半径较大,故④为P、⑦为N;⑤有最高价+7、最低价 1,则⑤为Cl;⑧只有最高价+3,处于ⅢA族,原子半径小于P,故⑧为B,(1)由上述分析可知,③的元素符号是Li,⑧的元素名称是硼,①为O元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族,
故答案为:Li;硼;第二周期第VIA族;(2)上述元素中,Cl元素非金属性最强,在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是HClO4;Na元素的金属性最强,碱性最强的化合物为NaOH,其电子式为 ,属于离子化合物,
故答案为:HClO4; ;离子;(3)④为P、⑦为N,二者同主族,电子层越多非金属性越弱,故非金属性N>P,则氢化物稳定性大小为:NH3>PH3,
故答案为:NH3>PH3;(4)⑦的最高价氧化物对应水化物为硝酸,它的氢化物为氨气,二者反应的化学方程式为:NH3+HNO3=NH4NO3,
故答案为:NH3+HNO3=NH4NO3;(5)②最高价氧化物对应水化物为Mg(OH)2,⑤的氢化物水溶液为盐酸,二者反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;
故答案为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O。.
【分析】8种元素均为短周期元素,由题中知①没有最高价、只有最低价-2,可推知①为O;③⑥都有最高价+1,处于ⅠA族,且⑥的原子半径较大,故③为Li、⑥为Na;②有最高价+2,处于ⅡA族,原子半径大于Li,故②为Mg;④⑦都有最高价+5、最低价-3,处于ⅤA族,且④的原子半径较大,故④为P、⑦为N;⑤有最高价+7、最低价-1,则⑤为Cl;⑧只有最高价+3,处于ⅢA族,原子半径小于P,故⑧为B,据此进行解答.
11.(2020高三上·黑龙江开学考)硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
(1)工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃生成粗硅的化学方程式为   。
(2)在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式_   。
(3)有关物质的熔沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_   ;
SiHCl3极易水解且生成某种可燃性气体,其完全水解的产物为_   。
物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
熔点/℃ 1410 -70.4 -126.5 -122 -118 -114.2 -185
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
(4)还原炉中发生的化学反应为:
   。.
(5)上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外, 还有_   。
【答案】(1)SiO2+ 2C Si + 2CO↑
(2)Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
(3)蒸馏;H4SiO4 (或H2SiO3). H2、HCl
(4)SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
(5)H2、HCl
【知识点】含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】(1)化学方程式为 SiO2+ 2C Si + 2CO↑
(2)由反应物和生成物可推方程式为 Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
(3)根据熔沸点可知,操作流程依次为沉降、冷凝、和蒸馏
可燃性气体为氢气, 能生成氢气则说明硅元素的化合价要升高,则产物为硅酸,剩下来的氯就形成HCl
(4)还原炉中是得到纯硅的反应,根据反应物和生成物可推化学方程式为 SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
(5)根据示意图可知,水解过程中产生的氢气和氯化氢也能循环使用
【分析】(1)注意:该条件下C只能变成CO,不能到二氧化碳
(3)可根据熔沸点来选择提纯方法
(5)可根据示意图来找出循环物质。
三、推断题
12.(2020高三上·南昌期中)X、Y、Z、W均为短周期主族元素,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。W的最外层电子数等于X的核外电子总数,且W单质常温下为固体。请回答下列问题:
(1)Z在周期表中的位置为   。
(2)Y元素形成的离子的结构示意图为   。
(3)X、Y、Z三种元素对应的原子半径大小关系为   (填元素符号)。
(4)X和Z形成的简单氢化物,热稳定性较好的是   (填化学式)。
(5)下列说法正确的是_______。
A.X的氢化物在常温常压下均为气体
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性W>Z
C.由于Z的氧化物ZO2既可与酸反应,又能与碱反应,所以ZO2为两性氧化物
D.W的氧化物WO2,具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】(1)第三周期ⅣA族
(2)
(3)Mg>Si>C
(4)CH4
(5)B;D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)据分析,Z在周期表中的位置为第三周期ⅣA族。(2)Y即镁元素形成的离子的结构示意图为 。(3) 同周期主族元素从左到右原子半径递减,同主族从上到下原子半径递增,X、Y、Z三种元素对应的原子半径大小关系为Mg>Si>C。(4) 同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,X和Z形成的简单氢化物,热稳定性较好的是CH4。(5)A. X的氢化物即烃,在常温常压下可以为气体、液体和固体,A不正确;
B. 非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,则最高价氧化物对应的水化物的酸性W>Z,B正确;
C. 二氧化硅通常不与酸反应,但能与HF反应, Z的氧化物SiO2能与碱反应,所以SiO2为酸性氧化物,C不正确;
D.W的氧化物SO2,具有还原性,能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使之褪色,D正确;
说法正确的是BD。
【分析】X、Y、Z、W均为短周期主族元素, Y最外层电子数等于X次外层电子数,则X的次外层电子数为2、X为第2周期、Y的最外层电子数为2,因为X与Z同族, Z为第3周期元素,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10,则X和Z的最外层电子数为4,X为C、Z为Si,Y原子半径大于Z,则Y为Mg,W的最外层电子数等于X的核外电子总数即6,则W为ⅥA,且W单质常温下为固体, W为S,综上X、Y、Z、W分别为C、Mg、Si、S;
13.(2020高一下·长春期末)有A、B、C、D、E、F、G七种元素,试按下述所给的条件推断:
①A、B、C是同一周期的金属元素,已知原子核外有3个电子层,A的原子半径在所属周期中最大且原子半径A>B>C;
②D、E是非金属元素,它们跟氢化合可生成气态氢化物HD和HE,在室温时,D的单质是液体,E的单质是固体;
③F的单质在常温下是气体,性质很稳定,是除氢外最轻的气体;
④G是除氢外原子半径最小的元素。
(1)A的名称是   ,B位于周期表中第   周期第   族。
(2)E单质的颜色是   。
(3)A元素与D元素形成化合物的电子式是   。
(4)G的单质与水反应的化学方程式是   。
(5)F的元素符号是   。
(6)在上述七种元素中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的化学式是   ,酸性最强的化学式是   ,气态氢化物最稳定的化学式是   。
(7)将C的氧化物对应的水化物投入到A的氧化物对应的水化物中反应的离子方程式是   。
【答案】(1)钠;三;ⅡA
(2)紫黑色
(3)Na+-
(4)2F2+2H2O=4HF+O2
(5)He
(6)NaOH;HBrO4;HF
(7)Al(OH)3+OH-= +2H2O
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)分析可知,A的名称是钠,B为镁,位于周期表中第三周期ⅡA族;(2)E为碘,单质的颜色是紫黑色;(3)A元素与D元素形成化合物溴化钠,为离子化合物,其电子式是Na+-;(4)G的单质F2与水反应生成氢氟酸和氧气,化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2;(5)F的元素符号是He;(6)在上述七种元素中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素为Na,对应碱的化学式是NaOH,酸性最强的化学式是HBrO4,气态氢化物最稳定的化学式是HF;(7)C的氧化物对应的水化物为氢氧化铝,将氢氧化铝投入到A的氧化物对应的水化物氢氧化钠中反应的离子方程式是Al(OH)3+OH-= +2H2O;
【分析】由信息①中A、B、C的核外电子层数知均为第三周期金属元素,结合原子半径可知A、B、C分别为Na、Mg、Al;由信息②中氢化物的化学式知D、E为ⅦA族元素,在室温时,D的单质是液体,E的单质是固体,则D为溴元素、E为碘元素;③F的单质在常温下是气体,性质很稳定,是除氢外最轻的气体,则F为He;④G是除氢外原子半径最小的元素,则G为F。
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