1.3元素性质及其变化规律课时练习（含解析）高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

1.3 元素性质及其变化规律 课时练习
2022-2023学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列判断正确的是(　　)
A．核电荷数：AlAl
C．原子序数：Na>Cl D．原子半径：Cl>Na
2．原子是一种很小的微粒。钠原子半径为 ，则a等于（　　）
A．9 B．10 C．11 D．12
3．下列变化规律正确的是（　　）
A．微粒半径：
B．碳碳键键长：碳碳单键＜碳碳双键＜碳碳三键
C．硬度：金刚石＜碳化硅＜硅
D．键角：
4．已知下列元素的原子半径为
原子 N S O Si
半径r/×10-10m 0.75 1.02 0.74 1.17
根据以上数据,磷原子的半径可能是(　　)
A．0.8×10-10 m B．1.10×10-10 m
C．1.20×10-10 m D．0.7×10-10 m
5．下列各组微粒,没有按照半径由小到大顺序排列的是(　　)
A．Cl、Na、F、K B．F、Cl、Na、K
C．Ca2+、K+、Cl-、S2- D．Na+、K+、Cl-、Br-
6．下列关于元素电负性大小的比较中，错误的是（　　）
A．O＜S＜Se＜Te B．C＜N＜O＜F
C．P＜S＜O＜F D．K＜Na＜Mg＜Al
7．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与W同主族，Z元素的单质是一种良好的半导体材料，Y的最外层电子数等于最内层电子数，W元素最高正价和最低负价的代数和为4。下列说法正确的是（　　）
A．简单离子半径的大小：W＞Y＞X
B．简单气态氢化物的稳定性：W＞X
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Z
D．基态X原子价电子排布图：
8．电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，下列关于电负性的变化规律正确的是（　　）
A．周期表中同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大
B．周期表中同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐增大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
9．某阴离子结构式如图所示。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的同一短周期元素，X原子的最外层电子数等于其电子层数的2倍。下列说法错误的是（　　）
A．电负性：Z>Y>X
B．简单氢化物沸点：YC．最高价氧化物水化物的酸性：X>W
D．该阴离子中所有原子均满足最外层8电子稳定结构
10．如图化合物是一种常见的储氢材料，其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，且X、Y、Z分别处于不同周期。下列叙述正确的是（　　）
A．第一电离能：X>Y>Z
B．含Z的盐溶液一定显酸性
C．Y与X可形成离子化合物YX
D．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
11．已知短周期元素的离子，aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径A>B>C>D B．原子序数 A>B>C>D
C．离子半径C>D>B>A D．单质的还原性A>B>D>C
12．已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中三个连续短周期的主族元素，且原子序数依次增大。X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素，W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。下列有关说法正确的是（　　）
A．Y、Z分别与Ⅹ形成化合物的稳定性前者大于后者
B．由以上元素两两形成的化合物中，溶于水显碱性的只有两种
C．由X、Y、Z三种元素所形成的化合物只含共价键
D．Z、W所形成的简单离子半径前者比后者大
13．下列关于物质性质的比较，错误的是（　　）
A．还原性强弱：F-＞Cl-＞Br-
B．酸性强弱：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3
C．原子半径大小：K＞Na＞S＞O
D．稳定性：HF＞H2O＞NH3
14．甲~戊均为短周期主族元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法错误的是
甲 　 乙
丙 丁 戊
A．原子半径：丁戊乙
B．含氧酸酸性：戊丁丙
C．甲的氢化物遇氯化氢可能有白烟产生
D．丙的最高价氧化物属于酸性氧化物
15．如表为元素周期表的一部分，四种元素均为短周期元素，若X原子核外的最外层上有5个电子，则下列叙述中合理的是（　　）
X Y 　
　 Z W
A．Y的氢化物的化学式一定是H2Y
B．W的氧化物对应的水化物一定为强酸
C．四种元素的原子半径由小到大的顺序为XD．X、Y、Z三种元素中任意两种化合均可形成共价化合物
16．X、Y、Z、M、N是元素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次递增。X原子的最外层电子数是电子层数的2倍，Y与M同主族，且M的原子序数是Y的2倍，Z是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的
A．简单离子的半径：
B．简单气态氢化物的热稳定性：
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
D．固态转变为气态，需克服分子间作用力
二、综合题
17．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　 　。
18．A，B，C，D，E，F为原子序数依次增大的短周期主族元素。A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，E的最高化合价和最低化合价的代数和为4，C与E同主族，D单质可用于焊接钢轨。请回答下列问题：
（1）C，D，E的原子半径由大到小的顺序为　 　(填元素符号)。
（2）元素A在元素周期表中的位置是　 　。
（3）C和E分别对应的氢化物的沸点较高的是　 　 (填分子式)。
（4）元素E与元素F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　 　 (填选项序号)。
a.常温下E的单质和F的单质状态不同
b.F的氢化物比E的氢化物稳定
c.一定条件下E和F的单质都能与钠反应
d.E的最高价含氧酸酸性弱于F的最高价含氧酸
（5）E元素和F元素以原子个数比1：1 形成化合物G，G的结构式为　 　。已知G是一种黄色油状液体，常温下遇水易反应，产生的气体与E单质完全燃烧的产物相同，且溶液出现浑浊。请写G与水反应的化学方程式　 　。
19．氮循环是自然界中一种重要的物质循环方式，主要有以下 2 种方式：
①N2→NO→NO2→HNO3→ (硝酸盐) N2
②N2 NH3 N2
（1）通常我们把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为氮的固定，主要有 3 种途径。如上① N2→NO 称为大气固氮，② N2 NH3 称为　 　，还有 1 种是工业固氮，其反应的化学方程式是　 　。
（2）在自然界中第①种循环是很少的，主要是第一步 N2→NO 的反应很难发生，请结合 N2的结构说明 N2→NO 的反应很难发生的原因　 　。
（3）写出氮循环①中 NO2→HNO3的化学方程式　 　。
（4）写出氮循环②中 NH3 的电子式　 　，其空间构型是　 　。写出 NH 的检验方法　 　。
（5）P 和N 属于周期表的　 　族，非金属性较强的是　 　(用元素符号表示)，举一个能证明该结论的实验事实　 　。
20．硅及其化合物在生活生产中广泛应用。请按要求回答下列问题。
（1）基态硅原子的电子排布式为　 　；Si原子间难形成双键而C原子间却可以形成，是因为Si的原子半径　 　(填“大于”或“小于”)C的，两个Si原子的p电子难于重叠形成π键。
（2）工业上制备高纯硅的示意图如下：
①步骤Ⅰ反应所涉及元素的第一电离能由大到小的顺序是(填元素符号)　 　。根据下图所示物质反应过程中的能量变化，写出用石英砂和焦炭制取粗硅，同时生成CO的热化学方程式：　 　。
②步骤Ⅱ产物中含有(沸点为33.0℃)，还有少量(沸点为57.6℃)和HCl(沸点为-84.7℃)。若先将步骤Ⅱ产物降至室温，提纯，方法是　 　。所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶、尾接管外，还需要　 　、　 　。
（3）已知：硅的最高价氧化物对应的水化物有和原硅酸()。常温下，：、；：、
①向盛有饱和溶液(滴有酚酞溶液)的试管中通入过量；充分反应后，用激光笔照射上述液体时发现有光亮的通路。预测液体颜色的变化：　 　；写出该反应的离子方程式：　 　。
②写出原硅酸脱水得到的产物(写两种)　 　、　 　。
三、推断题
21．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
22．元素周期表体现了元素位置、结构和性质的关系，揭示了元素的内在联系。下表列出了①到⑧八种元素在周期表中的位置。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 　 　 　 　 ① 　 　 　
3 ② ③ ④ 　 　 ⑤ ⑥ 　
4 　 　 　 　 　 ⑦ ⑧ 　
回答下列问题：
（1）元素①形成单质的电子式为　 　。
（2）元素②的单质与水反应的离子方程式为　 　。
（3）元素④⑤⑥的简单离子半径最大的是　 　(用离子符号表示)。
（4）用电子式表示元素③和元素⑥组成化合物的形成过程　 　。
（5）元素④的单质与元素②最高价氧化物的水化物反应可以用于管道疏通，其原理为　 　(用离子方程式表示)。
（6）下列对元素⑦的说法正确的是　 　(填序号)。
a．原子最外层有6个电子
b．元素的非金属性：⑧>⑦
c．能形成价的氧化物，该氧化物既有氧化性又有还原性
（7）从原子结构的角度解释元素⑥的非金属性强于元素⑤的原因　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．同一周期的元素，原子序数越大，元素的核电荷数就越大，所以元素的核电荷数：Al > Na，不符合题意；
B．同一周期的元素的原子序数越大，元素的金属性就越弱，因此元素的金属性：Na > Al，符合题意；
C．Na是11号元素，Cl是17号元素，所以原子序数：Na< Cl，不符合题意；
D．同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小，所以原子半径：Cl 故答案为：B
【分析】根据核电荷数等于原子序数、同周期元素随原子序数的增加半径减小、金属性减弱进行分析即可.
2．【答案】B
【解析】【解答】原子半径的数量级是10-10m，
故答案为：B。
【分析】考查的是原子半径的数量级
3．【答案】D
【解析】【解答】A．离子电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，离子半径越小，所以微粒半径：，A项不符合题意；
B．碳碳键键长：碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键，B项不符合题意；
C．金刚石、碳化硅、硅均为共价晶体，且硅原子半径大于碳原子半径，即键长C-C键碳化硅>硅，即硬度：金刚石>碳化硅>硅，C项不符合题意；
D．由于甲烷分子没有孤电子对，氨气分子中含有一个孤电子对，水分子中含有2个孤电子对，孤电子对的排斥作用更大，导致键角逐渐减小，则键角：，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、粒子的半径比较，一看电子层，电子层数越多半径越大，二看核电荷数，核电荷数越多半径越小，三看最外层电子数，最外层电子数越多，半径越大；
B、化学键键能越大，键长越短；
C、化学键越长，则硬度越小；
D、结合分子的构型判断键角。
4．【答案】B
【解析】【解答】P元素在第三周期中介于S元素和Si元素之间,在第ⅤA族中,P元素在N元素的下一周期,故原子半径:Si>P>S,P>N,故只有B项符合。
【分析】同周期元素，原子的半径由左及右是逐渐减小的；但是不同周期的元素，原子的电子层数越多，半径是越大的。
5．【答案】A
【解析】【解答】F位于第二周期,Cl、Na位于第三周期且Na排在Cl的前面,K位于第四周期,故四者的原子半径由小到大的顺序为F【分析】比较原子半径的方法是：原子的电子层数越多，其半径就越大；如果是同一周期的原子，核电荷数越小的原子半径就越大；
比较离子半径的方法是：离子的电子层数越多其半径就越大；如果电子层数相同，则核电荷数越小的离子半径就越大。
6．【答案】A
【解析】【解答】A、元素的电负性随电子层数的增加而减小，随核电荷数的增加而增强，所以氧族元素的电负性从上到下逐渐减弱，符合题意；
B、同周期元素的电负性，随核电荷数的增加而增大，不符合题意；
C、F、O同周期，F>O，S与P同周期，S>P，O与S同种族，则O>S，不符合题意；
D、Na、Mg、Al是同周期元素，随核电荷数的增加，电负性增强，K在第四周期，与Na同种族，所以Na>K，不符合题意，
故答案为：A。
【分析】该题考查电负性的概念，重点掌握电负性的意义：电负性表示原子得到电子能力的大小，电负性越大得电子能力越大，电负性越小得电子能力越弱（从元素周期律方面理解即是非金属性的强弱）；结合元素周期律中非金属性的规律：从左向右非金属性增强，从上向下非金属性减弱（即从左向右电负性变大，从上向下电负性减小）
7．【答案】C
【解析】【解答】A．O元素的简单离子核外10个电子，Mg离子有10个电子，电子层数减少，半径减小，氧离子核外电子数增多，原子核对电子的束缚能力减弱，半径变大，故A不符合题意；
B．简单气态氢化物的稳定性与非金属相关，非金属性：O > S，故B不符合题意；
C．最高价氧化物对应水化物的酸性与非金属性正相关，同周期从左到右非金属依次增强，即非金属性：S > Si，故C符合题意；
D．基态氧原子的价电子排布中，2s轨道充满，2p轨道有两个空轨道，根据泡利不相容原理和洪特规则，其原子价电子排布为，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．根据层多径大，相同电子数，核电荷数多半径小分析；
B．非金属越强，简单气态氢化物的稳定性越强；
C．非金属越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强；
D．根据泡利不相容原理和洪特规则分析。
8．【答案】A
【解析】【解答】非金属性越强，电负性越大。同周期自左向右，非金属性逐渐增强，电负性逐渐增强；同主族自上而下，非金属性逐渐较弱，电负性逐渐降低，所以符合题意的
故答案为：A。
【分析】
根据元素周期表的特点“左金右非，下金上非”进行判断金属性和非金属性的变化。根据非金属性进行判断电负性的大小。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．同周期从左到右，元素的非金属性逐渐增强，电负性增强，则：F>O>C，即Z>Y>X，故A不符合题意；
B．HF、H2O中均含有氢键，但是水能形成更多的氢键，故Y>Z，故B符合题意；
C．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越强，非金属性：C>B，所以酸性：H2CO3>H3BO3，即X >W，故C不符合题意；
D．该阴离子中所有原子最外层均通过共用电子对达到8电子稳定结构，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、同周期元素从左到右电负性增强；
B、水的氢键数目更多，沸点更高；
C、最高价氧化物对应的水化物的酸性即比较非金属性；
D、根据判断可以知道所有元素都满足最外层8电子的稳定结构。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．在阴离子为中，H元素显-1价，B元素显+3价，说明H元素吸引电子的能力强于B元素，故H原子更难失电子，Na元素显+1价，容易失去电子，所以第一电离能：H＞B＞Na，A项不符合题意；
B．B元素的最高价氧化物对应水化物为H3BO3为弱酸，形成的钠盐可为强碱弱酸盐，溶液显碱性，B项不符合题意；
C．Na与H可形成离子化合物NaH，C项符合题意；
D．金属钠在空气中燃烧先生成Na2O2，Na2O2与CO2或H2O最终生成Na2CO3，则钠在空气中燃烧的产物为Na2CO3，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．越容易失去电子，第一电离能越小；
B．利用谁弱谁水解，谁强显谁性分析；
C．利用化合价判断化学式；
D．考虑空气成分参与反应。
11．【答案】C
【解析】【解答】短周期元素的离子：aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构，所以有：a-2=b-1=c+2=d+1，且A、B在周期表中
C、D的下一周期，原子序数：a＞b＞d＞c；
A、A、B在周期表中
C、D的下一周期，并且原子序数：a＞b＞d＞c，原子核外电子层数越多，半径越大，同周期元素原子序数越大，半径越小，则有原子半径：B＞A＞C＞D，故A不符合题意；
B、aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构，所以有：a-2=b-1=c+2=d+1，所以原子序数为a＞b＞d＞c，故B不符合题意；
C、aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，核电荷数a＞b＞d＞c，所以离子半径C2-＞D-＞B+＞A2+，故C符合题意；
D、同周期自左而右元素金属性减弱，单质还原性减弱，金属性越强还原性越强，故还原性为B＞A＞C＞D，故D不符合题意。
故答案为：C 。
【分析】根据各种离子具有相同电子层结构判断元素在周期表中的相对位置，然后结合元素周期律毕节半径大小、原子序数的大小以及单质的还原性强弱即可。
12．【答案】D
【解析】【解答】A.因为元素非金属性NB.H、N、O、Na两两形成的化合物有：NH3、NO2、Na2O、Na2O2等，溶于水显碱性的有NH3、Na2O、Na2O2，至少有三种，B不符合题意；
C. H、N、O三种元素形成的化合物有HNO3、HNO2、NH4NO3等，其中NH4NO3中NH4+与NO3-之间存在离子键，C不符合题意；
D.氧元素形成的简单离子为O2-，核外有10个电子，钠元素形成的简单离子为Na+，核外也有10个电子，电子层结构相同时核电荷数越大离子半径越小，所以离子半径O2->Na+，D符合题意；
故答案为；D
【分析】X、Y、Z、W是三个连续短周期中且原子序数依次增大的主族元素，可确定X是氢元素，因X和W同主族，所以W是钠元素。Y、Z应该在第二周期，因Y和Z相邻，它们最外层电子数相差1个电子且最外层电子数之和为11（钠元素的质子数），则Y、Z最外层电子数分别为5、6，由此推知Y是氮元素，Z是氧元素；据此结合元素周期律分析选项。
13．【答案】A
【解析】【解答】A．还原性强弱：Br-＞Cl-＞F-，A符合题意；
B．非金属性：Cl＞S＞P＞Si酸性强弱：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3，B不符合题意；
C．原子半径大小：K＞Na＞S＞O，C不符合题意；
D．非金属性：F＞O＞N稳定性：HF＞H2O＞NH3，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.同主族从上到下非金属性逐渐减弱，相应阴离子的还原性逐渐增强
B.同周期自左向右非金属性逐渐增强，最高价含氧酸的酸性逐渐增强
C.同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大
D.同周期自左向右非金属性逐渐增强，简单氢化物稳定性逐渐增强
14．【答案】B
【解析】【解答】甲~戊是短周期元素，戊的最高价氧化物对应水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，则戊为Cl，甲为N，乙为F，丙为P，丁为S；若是硫酸，则戊为S，甲为C，乙为O，丙为Si，丁为P；
A．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：丁>戊>乙，A项不符合题意；
B．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，含氧酸不一定是最高价氧化物对应水化物的酸，酸性无法比较，B项符合题意；
C．甲的氢化物可能为氨气，可能为甲烷，乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生，因此可能有白烟生成，C项不符合题意；
D．丙的最高价氧化物可能是二氧化硅，也可能是五氧化二磷，都属于酸性氧化物，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则；
B．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，含氧酸不一定是最高价氧化物对应水化物的酸；
C．甲的氢化物可能为氨气，可能为甲烷，乙烷等；
D．二氧化硅和五氧化二磷都属于酸性氧化物。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．Y为O，其氢化物可能是H2O，也可能是H2O2，故A不符合题意；
B．W为Cl，其氧化物对应的水化物有HClO、HClO2、HClO3、HClO4等，其中HClO、HClO2均为弱酸，故B不符合题意；
C．原子半径的大小比较应先比较电子层数，再比较核电荷数，层数多半径大，层数相同时核电荷数小半径大， 因此四种元素的原子半径由小到大的顺序为：YD．X、Y、Z分别为N、O、S，均为非金属元素，两两结合都能形成共价化合物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】四种元素均为短周期元素，结合在表中位置可知应为2、3周期元素，X原子核外的最外层上有5个电子，则X应为N ， Y为O，Z为S，W为Cl，据此分析解答；
16．【答案】D
【解析】【解答】由上述分析可知，X为C、Y为O、Z为Na、M为S、N为Cl，
A．O2-与Na+的电子层数相同，核电荷数越大，离子半径越小，则Y>Z，故A不符合题意；
B．O和S位于同一主族，从上到下非金属性减弱，则非金属性：O>S，简单气态氢化物的热稳定性：Y>M，故B不符合题意；
C．非金属性：Cl>S，则最高价氧化物对应水化物的酸性：N>M，故C不符合题意；
D．固态CO2转变为气态，是物理变化，分子间距离变大，需克服分子间作用力，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．电子结构相同，核电荷数越大，离子半径越小；
B．同一主族，从上到下非金属性减弱，简单气态氢化物的热稳定性减弱；
C．元素非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强；
D．物质状态的变化，需克服分子间作用力。
17．【答案】（1）Mg；S
（2）Na；F；HClO4
（3）N；
【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。
18．【答案】（1）Al>S>O
（2）第二周期第ⅣA族
（3）H2O
（4）Cl；bd
（5）Cl-S-S-Cl；2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【解析】【解答】根据以上分析可知A、B、C、D、E、F分别是C、N、O、Al、S、Cl。则
(1)同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则C、D、E的原子半径由大到小的顺序为Al＞S＞O。
(2)元素A是碳，在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA族。
(3)C和E分别对应的氢化物是水和硫化氢，水分子间存在氢键，则C和E分别对应的氢化物的沸点较高的是H2O。
(4)同周期自左向右非金属性逐渐增强，则元素E与元素F相比，非金属性较强的是Cl。a.非金属性强弱与单质的状态没有关系，a错误；
b.非金属性越强，氢化物越稳定。则F的氢化物比E的氢化物稳定说明氯元素的非金属性强于硫元素，b正确；
c.一定条件下S和Cl的单质都能与钠反应不能说明二者的非金属性强弱，c错误；
d.非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强。因此E的最高价含氧酸酸性弱于F的最高价含氧酸说明氯元素非金属性强于硫元素，d正确，
故答案为：bd；
(5)E元素和F元素以原子个数比1：1形成化合物G，根据8电子稳定结构可知G的化学式是S2Cl2，结构式为Cl-S-S-Cl。已知G是一种黄色油状液体，常温下遇水易反应，产生的气体与E单质完全燃烧的产物相同，应该是SO2，且溶液出现浑浊，说明还有单质硫生成。根据原子守恒可知还有氯化氢生成，则G与水反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O＝SO2↑+3S↓+4HCl。
【分析】根据D的单质可以焊接钢轨，判断D为Al，结合元素在周期表中的位置、核外电子的关系以及元素化合价的关系进行判断各种元素。
（1）根据电子层数的多少、同周期原子半径的变化进行判断原子半径的大小；
（3）结合氢键对物质熔沸点的影响进行判断；
（4）根据判断元素非金属性强弱的方法进行分析即可。
19．【答案】（1）生物固氮；N2+3H2 2NH3
（2）化学反应的实质是先断键，后成键，N 和N 之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难进行
（3）3NO2+H2O = 2HNO3+NO
（4）；三角锥形；取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有
（5）ⅤA；N；酸性：HNO3＞H3PO4
【解析】【解答】(1)根据题意N2 NH3是生物将游离态的氮气转变为化合态的氮，称为生物固态，还有1 种是工业固氮，是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，其反应的化学方程式是N2+3H2 2NH3。
(2)在自然界中第①种循环是很少的，主要是第一步 N2→NO 的反应很难发生，请结合 N2的结构说明 N2→NO 的反应很难发生的原因化学反应的实质是先断键，后成键，氮氮之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难进行；故答案为：化学反应的实质是先断键，后成键，N 和N 之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难进行。
(3)氮循环①中 NO2→HNO3化学方程式3NO2+H2O = 2HNO3+NO；故答案为：3NO2+H2O = 2HNO3+NO。
(4)氮循环②中 NH3 的电子式 ，其空间构型是三角锥形。NH 的检验方法取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有 ；故答案为： ；三角锥形；取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有 。
(5)P 和N 属于周期表的ⅤA族，根据同主族，从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性较强的是N，通过最高价氧化物对应水化物酸性强弱证明，即酸性：HNO3＞H3PO4；故答案为：ⅤA；N；酸性：HNO3＞H3PO4。
【分析】
（1）自然界中游离态氮到化合态氮的反应叫生物固氮，工业上是利用氮气和氢气催化合成氨
（2）氮气分子中存在氮氮三键，三键很难断裂
（3）二氧化氮和水的发生氧化还原反应产生的是硝酸和一氧化氮
（4）氨气分子中氮原子是sp3杂化，有一对孤对电子形成的是三角锥形，铵根离子的检验一般是利用强碱溶液利用湿润的红色石蕊试纸检验
（5）找出最外层电子数即可判断主族数，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，比较最高价氧化物的水合物的酸性强弱即可比较元素非金属性
20．【答案】（1）1s22s22p63s23p2；大于
（2）O＞C＞Si；SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)△H=+638.4 kJ mol-1；蒸馏；蒸馏烧瓶；直形冷凝管
（3）溶液红色变浅至褪色；SiO+2CO2+2H2O=H2SiO3(硅胶)+2HCO；H2SiO3；H6Si2O7(或SiO2)
【解析】【解答】(1)硅是14号元素，基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2；同主族元素从上到下原子半径增大，硅原子的原子半径大于碳原子，p轨道难以相互重叠形成π键，所以硅原子间难以形成双键和三键，故答案为：1s22s22p63s23p2；大于；
(2)①步骤Ⅰ反应是C和SiO2反应生成CO和Si，元素周期表中，非金属性越强，第一电离能越大，但第IIA族和第VA族由于半满和全满结构，第一电离能偏大，故第一电离能O＞C＞Si；根据两个反应过程能量变化图像可知：Si(s)+O2(s)═SiO2(s)△H=-859.4 kJ mol-1、2C(s)+O2(s)═2CO(g)△H=-221.0 kJ mol-1，用第二个方程式减去第一个方程式得出热化学方程式：SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)△H=+638.4 kJ mol-1；
②SiHCl3(沸点33.0℃)、SiCl4(沸点57.6℃)、HCl(沸点-84.7℃)，他们的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏，所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶外还需要蒸馏烧瓶和冷凝管，故答案为：蒸馏；蒸馏烧瓶、直形冷凝管；
(3)①溶液中由于SiO发生水解而溶液呈碱性，滴有酚酞一开始溶液为红色，随着通入，硅酸钠反应生成硅酸，溶液碱性减弱，溶液由红色逐渐变无色，则液体颜色的变化：液红色变浅至褪色；弱酸的电离平衡常数越大其酸性越强，可得酸性：H2CO3>>HCO>HSiO，则溶液与过量反应生成硅酸和碳酸氢钠，反应离子方程式为：SiO+2CO2+2H2O=H2SiO3(硅胶)+2HCO；
②原硅酸()脱去一分子水得到的产物是H2SiO3，脱去两分子水得到的产物是SiO2。
【分析】（1）已知硅是14号元素，根据构造原理书写电子排布式；同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大；
（2）①同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，同主族从上到下第一电离能减小；分别写出热化学方程式，根据盖斯定律书写石英砂和焦炭制取粗硅，同时生成CO的热化学方程式；
②将步骤Ⅱ产物降至室温，各物质都为液态，提纯SiHCl3需要将混合溶液分离；
（3）①丁达尔效应是胶体特有的性质；
②原硅酸可以分子内脱水也可分子间脱水。
21．【答案】（1）第三周期ⅣA族
（2）
（3）Mg＞Si＞C
（4）CH4
（5）B；D
【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；
22．【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）abc
（7）S和Cl在同一周期，电子层数相同，核电荷数Cl>S，原子半径S>Cl，原子核对最外层电子的引力Cl>S，非金属性Cl>S
【解析】【解答】由各元素在周期表中的相对位置可知，①为氮元素、②为Na元素、③为Mg元素、④为Al元素、⑤为S元素、⑥为Cl元素、⑦为Se元素、⑧为Br元素。
(1)氮气为双原子分子，电子式为，故答案为：；
(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为，故答案为：；
(3)同周期元素，从上到下离子的离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则铝离子、硫离子和氯离子中硫离子的离子半径最大，故答案为：；
(4)氯化镁为离子化合物，用电子式表示氯化镁的形成过程为，故答案为：；
(5)元素④的单质与元素②最高价氧化物的水化物反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为，故答案为：；
(6)a．硒元素位于元素周期表ⅥA族，原子最外层有6个电子，故正确；
b．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，则溴元素的非金属性强于硒元素，故正确；
c．硒元素能形成价的氧化物SeO2，硒元素的化合价为中间价态，则SeO2既有氧化性又有还原性，故正确；
故答案为：abc；
(7)硫元素和氯元素都位于元素周期表第三周期，电子层数相同，氯元素的核电荷数大于硫元素，原子半径小于硫元素，原子核对最外层电子的引大于硫元素，则氯元素的非金属性强于硫元素，故答案为：S和Cl在同一周期，电子层数相同，核电荷数Cl>S，原子半径S>Cl，原子核对最外层电子的引力Cl>S，非金属性Cl>S。
【分析】
(1)氮气为双原子分子；
(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气；
(3)同周期元素，从上到下离子的离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小；
(4)氯化镁为离子化合物；
(5)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
(6)a．依据元素周期表的位置判断；
b．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强；
c．元素的化合价为中间价态，既有氧化性又有还原性；
(7)依据电子层数、原子半径、最外层电子数判断非金属性。