第四章 物质结构 元素周期律 单元同步训练
一、单选题
1.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号 X Y Z W
原子半径/pm 186 143 99 66
主要化合价 +1 +3 +7、-1 -2
下列叙述正确的是
A.X、Y元素的金属性:XB.X与W只能形成一种化合物
C.Z的单质与X的最高价氧化物的水化物反应的产物之一具有漂白性
D.四种元素形成的简单离子半径:Z->X+>Y3+>W2-
2.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,广泛用于火箭、飞机制造业等。工业上利用钛铁矿制备金属钛的工艺流程示意图如下:
下列说法正确的是
A.①反应釜中生成物X的电子式为
B.FeCl3和TiCl4的沸点相差大,实验室可以使用分液法进行分离
C.②是原子利用率100%的反应,则每得到1mol甲醇转移电子数4NA
D.③反应类型为置换反应,其中Ar作保护气,也可以换为N2
3.工业中有着广泛的应用。近年来,我国科学家在分子筛研究领域不断取得新的突破。这些研究中涉及的部分元素在周期表中位置如下:
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1 H
2 C N O
3 Na Al Si
4 K Ca
传统的分子筛主要含有O、Na、Al和Si元素,通过调控这 4种元素的比例,可获得不同性能的分子筛产品。这4种元素中
A.非金属性最强的是O B.核外电子数最少的是 Na
C.金属性最强的是Al D.原子半径最大的是Si
4.Mc(馍)是一种人工合成放射性金属元素,可由反应器得到,下列叙述正确的是
A.元素的原子核质子数比中子数多58
B.Mc位于第7周期,ⅢA族
C.与的化学性质和物理性质几乎完全相同
D.中含有的中子总数为
5.碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物是一种新型光催化剂,可用于光分解水的反应,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.C3N4是无机非金属材料
B.总反应属于吸热反应
C.阶段Ⅰ和阶段Ⅱ均有非极性键的断裂与形成
D.此过程实现了太阳能向化学能的转化
6.已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20。E为地壳中含量最高的过渡元素。甲、乙分别为元素E、A的单质,丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,它们之间的转化关系如图(反应条件已略去)。下列说法错误的是
A.A、B形成的一种化合物具有漂白性
B.D的离子半径小于C的离子半径
C.C的单质能与丙反应置换出B的单质
D.将反应后的固体混合物溶于稀盐酸中,再滴加KSCN溶液,溶液一定呈红色
7.根据下列短周期元素性质的数据判断,下列说法正确的是
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 1.43
最高价或最低价 2 +2 +1 +5、 3 +7、 1 +1 +5、 3 +3
A.元素⑤⑧形成的化合物是离子化合物
B.元素②和⑦的单质在一定条件下会发生反应
C.加热条件下,元素①⑧形成的化合物能和CO2反应,也能和Na2O反应
D.元素④的最高价含氧酸是强酸
8.短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子半径与最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.R元素的最高正价为价
B.由W、Y组成的最简单化合物能使酸性高锰酸钾褪色
C.R和Z的简单氢化物的沸点:
D.由X和Z组成的化合物既能和强酸反应又能和强碱反应
9.氮是粮食作物生长必需的元素,20世纪初德国化学家哈伯在实验室首次利用氮气和氢气合成了氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ mol-1。从此人类进入了新的农业时代,化肥的使用大大提高了粮食产量。双催化剂“TM-LiH(TM表示过渡金属)”催化合成氨反应的原理示意如图:
下列说法正确的是
A.过程①中,N2分子断键变成N原子会释放能量
B.当1molN2参与反应,过程②中生成lmolLiNH
C.过程③中,没有化学键的断裂,只有化学键的形成
D.合成NH3总反应的原子利用率为100%,即反应物所有原子均被利用
10.短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如图所示,已知X的最高化合价为。下列说法正确的是
A.元素Z的主要化合价:
B.最低价气态氢化物的稳定性:
C.原子半径:
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
11.短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,有一种W原子,其核内无中子,R是地壳中含量最多的元素,X与W同主族,Y的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A.原子半径:R<Y<Z
B.X与Y能形成多种化合物
C.R与W形成的化合物氧化性都很强
D.氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
12.一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A.该化合物中,W、X、Y之间均为极性共价键
B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C.Y的最高价氧化物的水化物与Y的氢化物可发生反应
D.X的氟化物XF3中X原子不是8电子稳定结构
13.1869年,俄国化学家门捷列夫制作了第一张元素周期表,揭示了化学元素间的内在联系,成为化学史上的重要里程碑。下列关于元素周期表的说法正确的是
A.原子最外层电子数相同的元素一定在同一主族
B.IA族的元素称为碱金属元素,VIIA族的元素称为卤族元素
C.原子序数相差11的两元素不可能是同一周期相邻两主族元素
D.含元素种类最多的族是IIIB族
二、多选题
14.工业中有着广泛的应用。近年来,我国科学家在分子筛研究领域不断取得新的突破。这些研究中涉及的部分元素在周期表中位置如下:
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1 H
2 C N O
3 Na Al Si
4 K Ca
某些分子筛可以选择性吸附Ar。Ar位于元素周期表的
A.第二周期 B.Ⅷ族 C.第三周期 D.0族
三、非选择题
15.某些简单原子的原子结构可用如图形象地表示:
其中“●”表示质子或电子,“○”表示中子
(1)下列有关叙述正确的是_____(填序号)。
A.①②③是不同元素的原子 B.①②③是三种化学性质不同的粒子
C.①②③互为同位素 D.①②③具有相同的质量数
(2)科学家已经发现一种新型氢分子,其化学式为H3,在相同条件下,等质量的H3和H2具有相同的_____(填序号)。
A.原子数 B.分子数 C.体积 D.电子数
(3)由②和O组成的11克水中,含有中子数的物质的量为_____;含有电子数目为_____。
(4)某元素的核素X,1.11g该核素的氯化物XCl2配成的溶液需用20mL1mol L-1的AgNO3溶液才能把Cl-完全沉淀下来,已知此核素中质子数与中子数相等。则:X的质量数A是_____。
(5)碲被誉为工业领域的“维生素”,碲在元素周期表中表示如图,写出Te、S、Cl三种元素对应简单氢化物的还原性由强到弱的顺序_____(用化学式表示)。
16.元素周期表和元素周期律是指导学生学好元素及其化合物知识的重要工具,回答下列问题。
(1)最活泼的非金属元素是_______(填元素符号);短周期元素中共有_______种金属元素。
(2)硫元素在元素周期表中的位置为_______。
(3)用X形式表示出中子数为10的氧原子_______。
(4)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在元素周期表中的位置,用化学用语回答下列问题:
a.则①②⑥的原子半径由大到小的顺序是_______(用化学式表示),④形成的简单氢化物的结构式为_______,⑧的最高价氧化物的化学式为_______,⑤⑥两种元素的金属性强弱关系为_______(用化学式表示)。
b.②、③、⑦所形成的氢化物中,最不稳定的是_______;④和⑤以1:1组合的化合物中所含化学键的类型是_______;①、④按1∶1组成的常见液态化合物的电子式_______;②、③、⑦的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是_______;
c.①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的化学式:_______。将⑧形成的单质充入①、④、⑤形成的化合物的水溶液中,写出反应的离子方程式_______。
17.硒是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光效应以来,在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子IV的合成路线如下:
(1)与S同族,在元素周期表中的位置为_______。
(2)是一种有恶臭的气体,常作半导体用料。与相比,沸点_______(填“>”或“<”,下同),原因是_______;热稳定性:_______。
(3)研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠可减轻重金属铊引起的中毒。形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_______。
(4)反应物III的部分结构与肼十分相似,的电子式为_______。以为原料合成的液体火箭燃料偏二甲肼与液态氧化剂接触时立刻反应,产生大量无害气体,放出巨大能量,把火箭送上天空,偏二甲肼与反应的化学方程式为_______。
18.几种主族元素在周期表中的位置如表:
根据表回答下列问题:
(1)⑤元素的简单氢化物的电子式是_____、⑤的最高价氧化物结构式_____。
(2)①②③三种元素原子半径由大到小的顺序是____(用元素符号表示)。
(3)表中8种元素中,最高价氧化物有两性的元素的原子结构示意图为_____,该元素在周期表中的位置是____。
(4)⑤⑥⑦三种元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_____(填化学式),②与③最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为_____。
(5)非金属性强弱比较⑦_____⑧(填写“大于”或“小于”)下列表述中能证明这一事实的是_____(填字母)。
a.⑦的氢化物比⑧的氢化物水溶液酸性弱
b.⑦氧化物对应的水化物的酸性强于⑧氧化物对应的水化物的酸性
c.⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来
d.⑦的简单阴离子的还原性比⑧的简单阴离子的还原性弱
(6)③与⑦形成的化合物是_____(填“离子”或“共价”)化合物。
参考答案:
1.C
【分析】由短周期元素Z的主要化合价为+7、-1可知,Z为Cl元素;由同周期元素,从左到右原子半径依次减小可知,W为O元素、X为Na元素、Y为Al元素。
【详解】A.由同周期元素,从左到右元素的金属性依次减弱,则钠元素的金属性强于铝元素,故A错误;
B.钠元素与氧元素可以形成氧化钠和过氧化钠两种化合物,故B错误;
C.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,次氯酸钠具有强氧化性而表现漂白性,故C正确;
D.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则氧离子、钠离子、铝离子的离子半径依次减小,故D错误;
故选C。
2.C
【分析】钛铁矿和过量的焦炭、氯气反应生成氯化铁、四氯化钛、一氧化碳X,一氧化碳和氢气合成甲醇,镁和四氯化钛高温生成氯化镁和钛;
【详解】A.由分析可知,X为一氧化碳, 为二氧化碳的电子式,A错误;
B.FeCl3和TiCl4的沸点相差大,实验室可以使用蒸馏法,而不是分液法进行分离,B错误;
C.②为一氧化碳和氢气合成甲醇,是原子利用率100%的反应,则反应为,反应中电子转移为,每得到1mol甲醇转移电子数4NA,C正确;
D.③反应为单质和化合物生成另一种单质和化合物的反应,属于置换反应,其中Ar作保护气,但是镁能和氮气反应,不可以换为N2,D错误;
故选C。
3.A
【详解】A.根据同周期从左到右非金属性逐渐增强,同主族从上到下非金属性逐渐减弱,因此非金属性最强的是O,故A正确;
B.O、Na、Al和Si核外电子数分别为8、11、13、14,因此核外电子数最少的是 O,故B错误;
C.根据同周期从左到右金属性逐渐减弱,因此金属性最强的是Na,故C错误;
D.根据层多径大,同电子层结构核多径小,则原子半径最大的是Na,故D错误;
综上所述,答案为:A。
4.D
【详解】A.元素的原子核内质子数为115,中子数为288-115=173,质子数比中子数少58,A不正确;
B.118号元素为第七周期0族元素,则115号元素Mc位于第7周期第ⅤA族,B不正确;
C.与互为同位素,二者的化学性质相同,物理性质有一定的差异,C不正确;
D.的物质的量为0.5mol,每个中含有28个中子,则含有的中子总数为0.5mol×28NA=,D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.C3N4属于新型无机非金属材料,A项正确;
B.其总反应为水分解为氢气和氧气,属于吸热反应,B项正确;
C.阶段Ⅰ为O-H键(极性共价键)的断裂,H-H键和O-O键(非极性共价键)的形成,没有非极性共价键的断裂,C项错误;
D.该过程利用太阳能光解水,实现了太阳能向化学能的转化,D项正确;
故选C。
6.D
【分析】已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素,E为地壳中含量最高的过渡金属元素,则E为Fe; A与D同主族,B与C同周期,可知A、B、C、D分属三个不同的短周期,则A为H,D为Na,C与D的原子序数之和为20,可知C为F;甲、乙分别为元素E、A的单质, 丙、丁为A、E分别与B形成的二元化合物,结合图示转化关系,由Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁可知可知丙为H2O,丁为Fe3O4,则B为O元素;综上:A为H,B为O,C为F,D为Na,E为Fe元素;甲为Fe,乙为H2,丙为H2O,丁为Fe3O4;
【详解】A.H、O两元素组成的H2O2有强氧化性,具有漂白性,故A正确;
B.具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则粒子半径Na+ <F-,故B正确;
C.F2和水发生置换反应生成HF和O2,故C正确;
D.丁为Fe3O4,将反应后的固体混合物溶于稀盐酸中,铁过量时所得为氯化亚铁溶液,再滴加KSCN溶液,溶液不呈红色,故D错误;
故选D。
7.B
【分析】短周期元素中,①只有最低价-2,处于ⅥA族,则①为O;③、⑥都最高正价+1,处于ⅠA族,⑥的原子半径较大,③原子半径不是所有元素中最小的,则③为Li、⑥为Na元素;⑤有+7、-1价,则⑤为Cl元素;④、⑦都有最高价+5、最低价-3,处于ⅤA族,④的原子半径较大,则④为P、⑦为N元素;②有最高价+2,处于ⅡA族,原子半径大于Li,则②为Mg;⑧有最高价+3,处于ⅢA族,原子半径大于P,则⑧为Al,据此解答。
【详解】A.元素⑤⑧形成的化合物是氯化铝,属于共价化合物,故A错误;
B.②为Mg,⑦为N元素,二者的单质在一定条件下会发生反应生成氮化镁,故B正确;
C.加热条件下,元素①⑧形成的化合物氧化铝,能和Na2O反应,但不能和CO2反应,故C错误;
D.④为P,最高价含氧酸磷酸是中强酸,故D错误;
故选B。
8.C
【分析】同周期元素原子序数越大半径越小,同主族元素原子序数越大原子半径越大,根据图中规律不难得出W、X、Y、Z、R分别为H、Al、C、Cl、F,据此分析解答。
【详解】A.R为F元素,F没有正价,A错误;
B.W元素为H元素,Y元素为C元素,由H、C组成的最简单化合物为,不能使酸性高锰酸钾褪色,B错误;
C.HR是HF,HZ是HCl,而HF分子间含有氢键,所以HF的沸点大于HCl,C正确;
D.由X和Z组成的化合物是能和强碱反应生成偏铝酸盐,但是不能与强酸反应,D错误;
故选:C。
9.D
【详解】A.N2分子断键变成N原子会吸收能量,A项错误;
B.双催化剂“TM—LiH(TM表示过渡金属)”吸收氮气,将LiH转化为LiNH,化学方程式为:N2+2LiH=2LiNH,即1molN2参与反应,过程②中生成2molLiNH,B项错误;
C.过程③中,LiNH与氢气反应,生成LiH与NH3,则存在化学键的断裂和形成,C项错误;
D.合成氨时,属于化合反应,则合成NH3总反应的原子利用率为100%,即反应物所有原子均被利用,D项正确;
答案选D。
10.B
【分析】由于X、Y、Z、W均为短周期元素,且X的最高化合价为,X应为C,则Y为N,Z为O,W为S。
【详解】A.O元素的主要化合价为-2,不存在+6,A错误;
B.O的电负性强于S,所以气态氢化物的稳定性H2O>H2S,B正确;
C.S为第三周期元素,电子层数为3,同周期元素从左到右,随着核外电子数增大,半径逐渐减小,所以原子半径应为,C错误;
D.碳酸的酸性弱于硝酸,D错误;
故选B。
11.B
【分析】有一种W原子,其核内无中子,应为H元素;R是地壳中含量最多的元素,则R为O元素,X与W同主族,且原子序数大于O,应为Na元素;Y是最外层电子数是最内层电子数的3倍,原子序数大于O,则Y为S元素;短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,则Z为Cl元素,W为H元素,R为O元素,X为Na元素,Y为S元素,Z为Cl元素,结合元素周期律分析解答。
【详解】A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族自上而下,原子半径逐渐增大,则原子半径O<Cl<S,即R<Z<Y,A错误;
B.由分析可知X为Na元素,Y为S元素,硫和钠的化合物有硫化钠、多硫化钠Na2Sx,B正确;
C.由分析可知,W为H元素,R为O元素,两者形成的化合物水,氧化性较弱,C错误;
D.没有指明是最高价氧化物对应水化物,则无法比较其酸性的强弱,D错误;
故选B。
12.A
【分析】根据结构可得,Z可能为Li或Na,W为H或F或Cl,Y为N或P,W、X、Y、Z的原子序数依次增大,故W为H,Y为N,Z为Na,结合题给信息“W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24”可推知,X为B,综上,W为H,X为B,Y为N,Z为Na,以此分析;
【详解】A.Y与Y之间形成的化学键均为非极性共价键,A错误;
B.Na既可以与水反应,也可以和甲醇反应,B正确;
C.N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,氢化物是NH3,C正确;
D.三氟化硼中硼原子最外层有3个电子,与氟原子之间形成3个共价键,即最外层共6个电子,不满足8电子稳定结构,D正确;
故答案为:A。
13.D
【详解】A.He最外层电子数为2,属于0族,Mg外层电子数为2,属于ⅡA族,A项错误;
B.IA族的元素中除H外称为碱金属元素,B项错误;
C.第四或五周期中第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差为11,C项错误;
D..在所有族中含元素种类最多的族是第Ⅲ B族,D项正确;
故选D。
14.CD
【详解】Ar为18号元素,位于元素周期表的第三周期,0族。故选CD。
15.(1)C
(2)AD
(3) 6mol 5NA
(4)40
(5)H2Te>H2S>HCl
【分析】①有一个质子和一个电子,为 ,②有一个质子和一个中子一个电子,为,③有一个质子和两个中子,一个电子,为。
【详解】(1)A.①②③是氢原子的不同的原子;
B.①②③电子数相同,是三种化学性质几乎相同的粒子;
C.①②③是质子数相同,而中子数不同的同种元素的原子,互为同位素;
D.①②③的质量数不相同,分别为1、2、3。
故选C。
(2)在相同条件下,等质量的H3和H2其相对分子质量不同,故物质的量不同,分子数不同,体积不同,但原子数相同,电子数相同,故选AD。
(3)由②和O组成的11克水中,每个水分子中含有中子数为12个,含有10个电子,水的摩尔质量为22g/mol,故11克水为0.5mol,含有中子数的物质的量为6mol;含有电子数目为5NA。
(4)某元素的核素X,1.11g该核素的氯化物XCl2配成的溶液需用20mL1mol L-1的AgNO3溶液才能把Cl-完全沉淀下来,硝酸银的物质的量为0.02mol,故该核素的氯化物的物质的量为0.01mol,则其摩尔质量为 ,则X的相对原子质量为111-71=40,已知此核素中质子数与中子数相等,则其质子数为20,为该元素,则X的质量数A是40。
(5)根据碲在周期表中的信息分析,该元素与硫元素同主族,且在硫元素的下面,氯元素和硫元素同周期,根据同周期元素,从左到右非金属性增强,同主族元素,从下到上,非金属性增强,且非金属性越强,气态氢化物还原性越弱分析,Te、S、Cl三种元素对应简单氢化物的还原性由强到弱的顺序为H2Te>H2S>HCl。
16.(1) F 5
(2)第三周期ⅥA族
(3)
(4) Al>C>H H-O-H Cl2O7 Na>Al SiH4 离子键、非极性共价键 HNO3>H2CO3>H2SiO3 NaOH、NaClO 2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
【详解】(1)同周期元素从左到右非金属性增强,同主族元素从上到下非金属性减弱,最活泼的非金属元素是F;短周期元素中,Li、Be、Na、Mg、Al,共有5种金属元素。
(2)硫是16号元素,硫元素在元素周期表中的位置为第三周期ⅥA族。
(3)氧原子中质子数为8,中子数为10的氧原子的质量数为18,该原子表示为;
(4)a.电子层数越多半径越大,H、C、Al的原子半径由大到小的顺序是Al>C>H;④是O元素,形成的简单氢化物是H2O,结构式为H-O-H;⑧是Cl元素,最高价为+7,最高价氧化物的化学式为Cl2O7;同周期元素从左到右金属性减弱,Na、Al两种元素的金属性强弱关系为Na>Al。
b.②、③、⑦分别是C、N、Si,同周期元素从左到右非金属性增强,同主族元素从上到下非金属性减弱,元素非金属性N>C>Si,元素非金属性越弱,气态氢化物越不稳定,所形成的氢化物中,最不稳定的是SiH4;Na和O以1:1组合的化合物是Na2O2,所含化学键的类型是离子键、非极性共价键;H、O按1∶1组成的常见液态化合物是H2O2,H2O2是共价化合物,电子式为;元素非金属性N>C>Si,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HNO3>H2CO3>H2SiO3;
c.H、O、Na、Cl中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,如NaOH、NaClO等。将⑧形成的单质Cl2充入①、④、⑤形成的化合物NaOH的水溶液中,反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,反应的离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O。
17.(1)第四周期VIA族
(2) < 水存在分子间氢键,沸点更高 <
(3)
(4)
【详解】(1)Se与S同族,在S的下一周期,即在周期表位置为第四周期ⅥA族,故答案为第四周期ⅥA族;
(2)H2O分子间存在氢键,H2Se分子间不存在氢键,因此H2O的沸点高于H2Se;O的非金属性强于Se,则H2O的稳定性强于H2Se;故答案为<;水存在分子间氢键,沸点更高;<;
(3)三种元素的简单离子是Na+、Se2-、O2-,Na+、O2-核外电子排布相同,均有2个电子层,一般核外电子排布相同,离子半径随着原子序数递增而减小,Se2-核外有4个电子层,因此离子半径由大到小的顺序是Se2->O2->Na+;故答案为Se2->O2->Na+;
(4)N2H4结构式为,其电子式为;偏二甲肼与四氧化二氮反应生成无害气体,即产生二氧化碳、氮气和水,其反应方程方式为C2H8N2+N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O;故答案为;C2H8N2+N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O。
18.(1) O=C=O
(2)K>Na>Al
(3) 第三周期第ⅢA族
(4) HClO4 OH-+Al(OH)3=AlO+2H2O
(5) > cd
(6)共价
【分析】根据主族元素在周期表中的位置可判断①~⑧分别是Na、K、Al、H、C、N、Cl、Br,结合元素周期律分析解答。
【详解】(1)⑤是C,碳元素的简单氢化物是甲烷,电子式是,碳的最高价氧化物是二氧化碳,结构式为O=C=O。
(2)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①②③三种元素原子半径由大到小的顺序是K>Na>Al。
(3)表中8种元素中,最高价氧化物有两性的元素是Al,其原子结构示意图为,该元素在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族。
(4)非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,⑤⑥⑦三种元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4,②与③最高价氧化物对应水化物氢氧化钾和氢氧化铝反应的化学方程式为OH-+Al(OH)3=AlO+2H2O。
(5)同主族从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性强弱比较Cl>Br;
a.氢化物水溶液酸性强弱与非金属性没有关系,a不符合;
b.非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,因此氯的氧化物对应的水化物的酸性强于溴的氧化物对应的水化物的酸性不能说明二者非金属性强弱,b不符合;
c.⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来,说明非金属性氯强于溴,c符合;
d.非金属性越强,简单阴离子的还原性越弱,属于氯的简单阴离子的还原性比溴的简单阴离子的还原性弱,说明非金属性氯强于溴,d符合;
答案选cd;
(6)③与⑦形成的化合物是氯化铝,属于共价化合物。