人教版高中化学必修第一册第四章物质结构元素周期律章末综合提升学案
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| 名称 | 人教版高中化学必修第一册第四章物质结构元素周期律章末综合提升学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 668.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-12 17:23:28 | ||
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文档简介
章末综合提升
一、元素金属性、非金属性强弱的判断方法
1．元素金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断
①同主族元素：电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强。
②同周期元素：核电荷数越多，越难失电子，金属性越弱。
(2)根据金属活动性顺序表判断：一般来说，同周期元素，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。
(3)从元素单质及其化合物的相关性质判断
①金属单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，元素金属性越强。
②最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。
(4)根据离子的氧化性强弱判断：离子的氧化性越强，则对应元素的金属性越弱。
2．非金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断
①同主族元素，核电荷数越多，非金属性越弱。
②同周期元素，核电荷数越多，非金属性越强。
(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断
①单质越易与H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。
②最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4，说明S的非金属性比P强。
③非金属单质间的置换反应，例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘强。
(3)元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，如S2－的还原性比Cl－强，说明Cl的非金属性比S强。
针对练1.下列关于铯及其化合物的说法不正确的是( )
A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强
B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气
C．Cs的还原性比Na强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D．Cs2CO3不易溶于水
答案：D
解析：Cs的最外层电子数是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，A项正确；Cs与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na＋得电子的能力比Cs＋强，C项正确；因为Na2CO3、K2CO3均易溶于水，所以Cs2CO3也易溶于水，D项错误。
针对练2.某小组设计如图装置，证明元素的金属性或非金属性强弱。下列选项中所提供的试剂、现象及结论有错误的是( )
选项 ① ② ③ ④ 现象及结论
A 浓盐酸 高锰酸钾 NaOH溶液 湿润的淀粉-KI试纸 试纸变蓝；非金属性：Cl＞I
B NaOH溶液 AlCl3溶液 － － 生成白色胶状沉淀而后沉淀消失；金属性：Na＞Al
C 氯水 Na2S溶液 － － 生成淡黄色沉淀；非金属性：Cl＞S
D 稀盐酸 碳酸钙 Na2SiO3溶液 － 产生气泡；生成白色沉淀；非金属性：Cl＞C＞Si
答案：D
解析：元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气，氯气和KI反应生成碘，氯气是氧化剂、碘是氧化产物，则氧化性：Cl2>I2，非金属性：Cl＞I，故A正确；氢氧化钠和氯化铝反应生成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，NaOH溶液和Al(OH)3反应生成Na[Al(OH)4]，NaOH能溶解Al(OH)3，说明碱性：NaOH＞Al(OH)3，则金属性：Na＞Al，故B正确；氯气和Na2S反应生成S，氯气为氧化剂、S为氧化产物，则氧化性：Cl2>S，所以非金属性：Cl＞S，故C正确；盐酸不是Cl元素的最高价氧化物对应的水化物，且挥发出的HCl干扰二氧化碳和硅酸钠溶液的反应，所以不能比较非金属性强弱，故D错误。
二、元素“位—构—性”关系与元素推断
1．元素的结构、位置与性质之间的关系
元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，而根据元素的原子结构又可推测它在元素周期表中的位置和性质，三者之间的关系如图所示。
2．解答元素推断题的一般思路
(1)由元素原子或离子的核外电子排布推断
(2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断
(3)由元素在周期表中的位置推断
3．短周期主族元素的某些特殊性质
(1)原子半径最小的元素是氢元素，最大的是钠元素。
(2)气体单质密度最小的元素是氢元素。
(3)元素原子的原子核中只有质子没有中子的元素是氢元素。
(4)原子序数、电子层数、最外层电子数都相等的元素是氢元素。
(5)与水反应最剧烈的金属单质是Na，非金属单质是F2。
(6)气态氢化物最稳定的元素是F。
(7)只有负价而无正价的元素是F。
(8)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl，碱性最强的元素是Na。
针对练3.(2023·江西高安高一期末)Q、X、Y和Z为短周期元素，它们在周期表中的位置如下所示，这4种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X Y
Q Z
A.Q的单质具有半导体的性质，Q与Z可形成化合物QZ4
B．Q的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
C．X、Y和氢3种元素形成的化合物中都只有共价键
D．Y的原子半径比X的大
答案：A
解析：由题中信息可知Q为硅、X为氮、Y为氧、Z为氯。H2SiO3的酸性比HClO4的弱，B项错误；X、Y和氢3种元素形成的化合物可为HNO3、NH4NO3，其中NH4NO3中含有离子键，C项错误；O的原子半径比N的小，D项错误。
针对练4.(2023·湖南茶陵高一联考)a、b、c、d、e、f为六种短周期元素，a、b、e、f位于同一周期，c、d也是同一周期，且d、e同一主族，原子半径d＜e，a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则下列说法中正确的是( )
A．e的非金属性比f强
B．d元素可能是第一周期元素
C．六种元素中，a元素最高价氧化物对应水化物碱性最强
D．a、b、c、d的原子序数逐渐增大
答案：C
解析：a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则d的最外层电子数≥4，故e的最外层电子数大于等于4，且小于f的最外层电子数，因e、f位于同一周期，同周期从左到右非金属性逐渐增强，所以f的非金属性比e强，故A错误；a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则d的最外层电子数≥4，d、e同一主族，原子半径d＜e，则d处于第二周期，故B错误；c、d处于第二周期，a、b、e、f处于第三周期，a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，所以金属性a最强，a元素最高价氧化物对应水化物碱性最强，故C正确；由上述分析可知，c在d的左侧，a、b、e、f处于第三周期，所以原子序数大小顺序是c＜d＜a＜b，故D错误。
针对练5.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W在大气中有两种同素异形体且均能支持燃烧，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，非金属元素Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍。下列叙述不正确的是( )
A．Y、Z的氢化物稳定性：Y>Z
B．Y单质熔化要克服非极性共价键
C．X、W、Z能形成具有强氧化性的XZW
D．中W和Y都满足8电子稳定结构
答案：A
解析：短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W在大气中有两种同素异形体且均能支持燃烧，说明W为O，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，说明X为Na，非金属元素Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，说明Y为Si，Z为Cl。Y、Z的氢化物稳定性：HCl > SiH4，故A错误；Si单质是由非极性共价键构成，熔化时要克服Si—Si非极性共价键，故B正确；X、W、Z能形成具有强氧化性的NaClO，故C正确；利用价态绝对值加最外层电子数是否等于8来判断得出SiO中Si和O都满足8电子稳定结构，故D正确。
针对练6.X、Y、Z、W、M 为原子序数依次增加的五种短周期元素，A、B、C、D、E 是由这些元素组成的常见化合物，A 为厨房中的食用碱，C 是一种无色无味的气体，C、D 都是只有两种元素组成。上述物质之间的转化关系为 ABC (部分反应物或生成物省略)。下列说法错误的是( )
A．原子半径大小顺序：W＞Y＞Z＞X
B．对应最简单氢化物的沸点：Z＞M
C．上述变化过程中，发生的均为非氧化还原反应
D．Z 和 W 形成的化合物中一定只含离子键
答案：D
解析：由题目可推断出 X、Y、Z、W、M分别是H、C、O、Na、Cl 这五元素。原子半径大小顺序为 Na>C>O>H，故A正确；Z对应的简单氢化物为H2O，M对应的简单氢化物为HCl，水分子形成分子间氢键，沸点反常高，故B正确；题述变化过程均为复分解反应，故C正确；O和Na可形成Na2O2，既有离子键又有共价键，故D错误。
针对练7.X、Y、Z三种短周期元素，原子序数依次增大，其中Z的单质溶于水所得的溶液具有漂白性，X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应。则X、Y、Z的元素名称分别为________、________、________。
答案：钠 铝 氯
解析：由于Z单质的水溶液有漂白性，可知Z为Cl，X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间可以反应，则Y为Al，X为Na。
1．(2023·全国甲卷)W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是( )
A．原子半径：X>W B．简单氢化物的沸点：XC．Y与X可形成离子化合物 D．Z的最高价含氧酸是弱酸
答案：C
解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S。X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C正确；Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误。
2．(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( )
A．X的常见化合价有－1、－2
B．原子半径大小为Y>X>W
C．YX的水合物具有两性
D．W单质只有4种同素异形体
答案：A
解析：W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒， X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。X为O，氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为Y＞W＞X，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误。
3．(2022·广东卷)甲～戊均为短周期元素，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。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
答案：C
解析：甲～戊是短周期元素，戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸，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。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，故A正确；根据同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：戊＞丁＞丙，故B正确；甲的氢化物可能为氨气，也可能为甲烷、乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生，若是甲烷、乙烷等，则遇氯化氢不反应，没有白烟生成，故C错误；丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸，也可能是磷酸，都能与强碱反应，故D正确。
4．(2021·北京卷)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是( )
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D．非金属性：F＞O＞N
答案：A
解析：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就越强，由于S元素最高价含氧酸是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A错误；同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。元素的金属性：K＞Na＞Li，所以碱性：KOH＞NaOH＞LiOH，B正确；同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强；同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱。元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞S＞P，所以氢化物的热稳定性：H2O＞H2S＞PH3，C正确；同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强，所以元素的非金属性：F＞O＞N，D正确。
5．(2021·福建卷)某种食品膨松剂由原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种主族元素组成。五种元素分别处于三个短周期，X、Z同主族，R、W、X的原子序数之和与Z的原子序数相等，Y原子的最外层电子数是Z原子的最外层电子数的一半。下列说法正确的是( )
A．简单氢化物的稳定性：W>X>Z B．Y的氧化物是两性氧化物
C．R、W、X只能组成共价化合物 D．最高正价：Y答案：B
解析：由题意知，R为H元素，X元素原子序数应比Z小8，则W为N元素，X为O元素，Z为S元素；Y原子的最外层电子数是Z原子的一半，则Y为Al元素。元素非金属性：O>N>S，故简单氢化物的稳定性：H2O>NH3>H2S，A错误；Y的氧化物Al2O3是两性氧化物，B正确；R、W、X能组成离子化合物NH4NO3，C错误；最高正价：Y为＋3价，W为＋5价，X一般没有正价，D错误。
6．(1)(2022·浙江6月选考，节选)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强，原因是_____________________________________________________。
(2)(2020·浙江7月选考，节选)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是____________________________________________。
答案：(1)Na＋半径小于K＋，Na＋与H－的离子键作用强，H－更难失电子，还原性更弱
(2)Ca2＋
单元检测卷(四) 物质结构 元素周期律
时间：75分钟 满分：100分
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题：本题共14小题。每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1．下列微粒中半径最小的是( )
A．Na B．F－
C．Al3＋ D．Cl－
答案：C
解析：Na、Cl－均有3个电子层，F－、Al3＋均有2个电子层，因此微粒半径最小的在F－、Al3＋中。又因为F－、Al3＋的核外电子排布相同，微粒半径随原子序数的增大而减小，则微粒中半径最小的是Al3＋。
2．一种原子的核内有6个质子和6个中子，另一种原子的核内有6个质子和7个中子，则它们不同的是( )
A．核电荷数 B．核外电子数
C．原子的质量数 D．元素的种类
答案：C
解析：一种原子的核内有6个质子和6个中子，另一种原子的核内有6个质子和7个中子，可知二者质子数相同，中子数不同。由于质子数等于核电荷数等于原子核外电子数。质子数相同的原子属于同一元素。由于原子的质量主要集中在原子核上，二者的质子数相同，中子数不同，因此二者的原子质量数不相同。
3．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，“元素大厦”尚未客满。若发现119号元素，请在“元素大厦”中安排好它的“房间”( )
A．第七周期0族 B．第六周期第ⅡA族
C．第八周期第ⅠA族 D．第七周期第ⅦA族
答案：C
解析：按目前元素周期表的编排原则，第七周期应有32种元素，则前七个周期共有118种元素，119号元素应位于第八周期第ⅠA族。
4．下列有关化学用语表示正确的是( )
A．H2O2的电子式：H＋H＋
B．S2－的结构示意图：
C．含10个中子的氧离子：8O2－
D．HClO的结构式：H—Cl—O
答案：C
解析：H2O2是共价化合物，A项错误；S2－的核电荷数仍为16，B项错误；HClO的结构式为H—O—Cl，D项错误。
5．核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一，氘(H)是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是( )
A．H的中子数为2 B．H的核电荷数为1
C．H是自然界中最轻的原子 D．H是氢元素的一种同素异形体
答案：B
解析：H的中子数为2－1＝1，故A错误；H的质子数为1，则核电荷数为1，故B正确；自然界中最轻的原子是H，不是H，故C错误；H是氢元素的一种同位素，故D错误。
6．氯、溴、碘单质的化学性质相似，主要原因是( )
A．单质均有颜色 B．均为双原子分子
C．原子最外层电子数均为7 D．均为非金属元素
答案：C
解析：单质均有颜色，属于物质的物理性质，故A不符合题意；均为双原子分子，属于物质的组成，故B不符合题意；原子最外层电子数均为7，属于物质结构，结构上有相似，决定了氯、溴、碘单质的化学性质相似，故C符合题意；均为非金属元素，属于物质的组成，故D不符合题意。
7．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的电子层结构，电子式如图所示：[··H]－，下列说法正确的是( )
A．NH5属于离子化合物 B．NH5属于共价化合物
C．NH5只含有离子键 D．NH5只含有共价键
答案：A
解析：因为固体A中存在阴、阳离子，所以为离子化合物，A正确、 B错误；固体A中H－与NH之间存在离子键，NH内部存在共价键，C、 D错误。
8．(2023·福建厦门高一联考)下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A．碱性：Mg(OH)2>Be(OH)2 B．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
C．酸性：HClO4>H2SO4 D．气态氢化物的稳定性：NH3>PH3
答案：B
解析：元素最高价氧化物对应水化物的碱性与其金属性强弱一致，故碱性：Mg2>Be2，能用元素周期律解释，A不符合题意；热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，是碳酸盐和碳酸氢盐的稳定性，与元素的金属性和非金属性无关，不能用元素周期律解释，B符合题意；元素最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性强弱一致，酸性：HClO4>H2SO4，能用元素周期律解释，C不符合题意；非金属元素的简单气态氢化物的稳定性与其非金属性强弱一致，气态氢化物的稳定性：NH3>PH3，能用元素周期律解释，D不符合题意。
9．(2023·山东安丘高一检测)我国航天器“天问一号”已于2021年5月到达火星，实现中国在深空探测领域的技术跨越。此次探测由核素96Cm提供能量。下列说法错误的是( )
A.96Cm原子核内中子数与核外电子数之差为55
B.96Cm、96Cm、96Cm互为同位素
C．已知Cm属于过渡元素，推测其可用作半导体材料
D．在元素周期表中，第3纵列至第12纵列均为金属元素
答案：C
解析：96Cm原子核内中子数＝247－96＝151，核外电子数＝96，核内中子数与核外电子数之差＝151－96＝55，故A正确；96Cm、96Cm、96Cm是质子数相等，中子数不等的原子，互为同位素，故B正确；Cm属于过渡元素，属于金属元素，离金属与非金属的分界线较远，一般不会用作半导体材料，故C错误；在元素周期表中，第3纵列至第12纵列为过渡元素，均为金属元素，故D正确。
10．下列叙述正确的是( )
A．同周期元素中，第ⅠA族元素的原子半径最小
B．第ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子
C．室温时，0族元素的单质都是气体
D．所有主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等
答案：C
解析：同周期元素中，第ⅦA族的原子半径是最小的，故A错误；第ⅥA族元素的原子半径越大，说明非金属性越弱，越不容易得到电子，故B错误；0族元素俗称稀有气体，室温下呈气态，故C正确；氯原子形成的单原子离子是Cl－，化合价是－1价，与其族序数不相等，氟只能形成－1价离子，而氟位于第ⅦA族，故D错误。
11.如表为元素周期表的一部分。下列事实不能说明X元素、Y元素、硫元素之间的非金属性强弱关系的是( )
A．X2单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
B．H2X和H2S分别受热分解，前者的分解温度高
C．酸性：HYO4>H2SO4
D．Na2SO3可与HY反应生成H2SO3
答案：D
解析：元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，X单质可以把硫从H2S溶液中置换出来，说明X单质的氧化性大于硫单质，元素的非金属性X大于硫，不选A；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，不选B；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，酸性：HYO4>H2SO4，可说明Y的非金属性较强，不选C；Na2SO3可与HY反应生成H2SO3，只能说明酸性的强弱，但不能证明非金属性的强弱，选D。
12．下列说法不正确的是( )
A．沸点：H2O＞HF
B．热稳定性：HF＞H2O
C．NCl3、SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构
D．仅由N、H、O三种元素形成的化合物中不可能含离子键
答案：D
解析：常温下，水为液体，HF为气体，所以沸点：H2O＞HF，A项正确；F的非金属性大于O的，所以热稳定性：HF＞H2O，B项正确；NCl3中N原子最外层有5个电子，3个Cl原子提供3个电子，使N原子最外层达到8电子稳定结构，N原子也提供3个电子给3个Cl原子，使每个Cl原子最外层达到8电子的稳定结构，同理，SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构，C项正确；NH4NO3中既含有离子键又含有共价键，D项错误。
13．某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98，且X的氢化物的分子式不是H2X，则下列说法正确的是( )
A．X的最高价含氧酸的分子式可表示为H2XO4
B．X是第二周期第ⅤA族元素
C．X是第二周期第ⅥA族元素
D．X的最高正化合价为＋5
答案：D
解析：最高价含氧酸的相对分子质量为98的是硫酸和磷酸，且磷元素的氢化物的分子式不是H2X，而是PH3，故X应为磷，最高正化合价为＋5价，在第三周期第ⅤA族。
14．已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4＞H2YO4＞H3XO4，下列判断正确的是( )
A．原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小
B．单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
C．三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强
D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱
答案：A
解析：同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4＞H2YO4＞H3XO4，可知X、Y、Z的原子序数为X＜Y＜Z。同周期元素从左到右单质的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱，原子半径逐渐减小，气态氢化物的稳定性逐渐增强，可知正确选项为A。
二、非选择题：本题共4小题，共58分。
15．(12分)下列几种物质：
①MgCl2 ②H2O ③Al ④H2O2 ⑤K2O2 ⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He。
(1)只含有离子键的是________(填序号，下同)；
(2)含有共价键的离子化合物是________；
(3)共价化合物是________；
(4)熔融状态时和固态时，都能导电的是________；
(5)HClO的结构式是____________，I2的电子式是________。
答案：(1)① (2)⑤⑥ (3)②④⑦ (4)③
(5)H—O—Cl
解析：只含离子键的是MgCl2 ，含有共价键的离子化合物是K2O2 、Ca(OH)2，共价化合物是H2O、H2O2 、HClO，熔融状态时和固态时，都能导电的是Al，HClO的结构式是H—O—Cl ，I2的电子式是·。
16．(10分)现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm)：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径/nm 0.074 0.160 0.152 0.110 0.099 0.186 0.075 0.082
最高正化合价 ＋2 ＋1 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋3
最低负化合价 －2 －3 －1 －3
(1)元素⑧在元素周期表中的位置是__________；上述元素处于同一主族的有____________(用元素符号表示)。
(2)元素①和⑥能形成两种化合物，写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)含锂材料在社会中应用广泛，如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题：
①Li和Li可作核反应堆最佳热载体，LiH和LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是________(填字母，下同)。
A.Li和Li互为同位素 B.Li和Li属于同种核素
C.LiH和LiD的化学性质不同 D.LiH和LiD是同种物质
②下列说法不正确的是________。
A．碱性：Be(OH)2＜LiOH＜NaOH＜KOH B．半径：K＞Na＞Li＞Li＋
C．氧化性：Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋ D．金属性：Cs＞Rb＞K＞Na＞Li＞Be
答案：(1)第二周期第ⅢA族 Li和Na、N和P
(2)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
(3)①AD ②C
解析：由题中及表中数据可知，①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧分别位于第ⅥA、ⅡA、ⅠA、ⅤA、ⅦA、ⅠA、ⅤA、ⅢA族。Be的原子半径为0.089 nm，Be的最高价为＋2，②的最高价也是＋2、半径比Be大，则②为Mg；③的最高价为＋1、半径比Mg小，则③是Li；⑥的最高价为＋1、半径比Mg大，则⑥为Na；④和⑦的最高价都是＋5、最低价都是－3，则它们为第ⅤA族元素，因为④的半径较大，故④为P、⑦为N；根据同周期元素从左到右的原子半径逐渐减小，可知⑧为B、①为O、⑤为Cl。
17．(18分)几种主族元素在周期表中的相对位置如下。
根据上表回答下列问题：
(1)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是________________(用元素符号表示)。
(2)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为________，该元素在周期表中的位置是____________。
(3)①②③三种元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________(填化学式)。
(4)⑦的非金属性强于⑧，从原子结构的角度解释其原因： __________________。
下列表述中能证明这一事实的是________(填字母，下同)。
a．⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定
b．⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价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
(5)④与⑤元素形成的分子可能是______________________________________。
答案：(1)Na>Al>Cl (2) 第三周期第ⅠA族 (3)KOH (4)Cl、Br处于同一主族(ⅦA族)，易得1个电子，Cl的原子半径比Br小，原子核对最外层电子的吸引能力强，Cl的得电子能力强，非金属性强 abc (5)C
解析：根据元素在周期表中的相对位置可知各元素是：①Na、②K、③Al、④H、⑤C、⑥N、⑦Cl、⑧Br。(1)①③⑦三种元素处于第三周期，从左到右原子半径逐渐减小，原子半径由大到小的顺序是Na＞Al＞Cl。(2)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为，该元素在周期表中的位置是第三周期第ⅠA族。(3)①②③三种元素的金属性：K＞Na＞Al，①②③三种元素最高价氧化物对应水化物碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)3，最强的是KOH。(4)a项，⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定，证明非金属性：Cl＞Br，故正确；b项，⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性，证明非金属性：Cl＞Br，故正确；c项，⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来，氯能将溴离子氧化，证明非金属性：Cl＞Br，故正确。(5)④H元素与⑤C元素形成的分子可能是甲烷。
18．(18分)(2023·南昌高一检测)Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)将Na、K、Mg、Al各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________(填元素符号，下同)与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为____________。
(4)实验室中现有药品：①稀盐酸、②稀硝酸、③Na2SiO3溶液、④Na2CO3固体，请选择合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律；装置A、B中所装药品分别为________、________。(填序号)但有同学认为该装置有缺陷，如何改进？
________________________________________________________________________。
Ⅲ.完成下列问题。
(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN，C为＋2价)，经以下反应实现：KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑(已配平)。试指出A的化学式： __________________________，
如此反应中有6.72 L(标准状况)气体生成，转移电子数目为________。
答案：(1)K Al
(2)S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓
(3)分液漏斗
(4)② ④ 在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3
(5)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(6)KHCO3 0.6NA(或3.612×1023)
解析：(1)金属性由强到弱的顺序：钾＞钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1 mol氢气需要得到2 mol电子，1 mol钾、钠都失去1 mol电子，1 mol镁失去2 mol电子，而1 mol铝失去3 mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝。(2)氯气能够与硫离子反应生成硫，所以氯气的氧化性强于硫单质，反应的离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－。(4)要证明非金属性：N＞C＞Si，则利用此装置证明最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，要证明非金属性：C＞Si，可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明，由于B中加Na2CO3，故A中可以加硝酸，通过硝酸和碳酸钠的反应来制取CO2，证明酸性：HNO3＞H2CO3，故非金属性：N＞C，然后将CO2通入C中的Na2SiO3溶液中，可以发生反应：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3，产生白色胶状沉淀，从而可以证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，故非金属性：C＞Si，所以装置A、B中所装药品分别为②稀硝酸、④Na2CO3固体；因硝酸有挥发性，生成的CO2气体中混有硝酸蒸气，需要除去，否则会干扰碳酸与硅酸的强弱比较，需在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3。(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。(6)H2O2具有氧化性，将KCN中的C氧化为＋4价，再根据原子守恒判断A的化学式为KHCO3；n(NH3)＝＝0.3 mol，则转移的电子数为0.6NA。
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一、元素金属性、非金属性强弱的判断方法
1．元素金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断
①同主族元素：电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强。
②同周期元素：核电荷数越多，越难失电子，金属性越弱。
(2)根据金属活动性顺序表判断：一般来说，同周期元素，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。
(3)从元素单质及其化合物的相关性质判断
①金属单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，元素金属性越强。
②最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。
(4)根据离子的氧化性强弱判断：离子的氧化性越强，则对应元素的金属性越弱。
2．非金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断
①同主族元素，核电荷数越多，非金属性越弱。
②同周期元素，核电荷数越多，非金属性越强。
(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断
①单质越易与H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。
②最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4，说明S的非金属性比P强。
③非金属单质间的置换反应，例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘强。
(3)元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，如S2－的还原性比Cl－强，说明Cl的非金属性比S强。
针对练1.下列关于铯及其化合物的说法不正确的是( )
A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强
B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气
C．Cs的还原性比Na强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D．Cs2CO3不易溶于水
答案：D
解析：Cs的最外层电子数是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，A项正确；Cs与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na＋得电子的能力比Cs＋强，C项正确；因为Na2CO3、K2CO3均易溶于水，所以Cs2CO3也易溶于水，D项错误。
针对练2.某小组设计如图装置，证明元素的金属性或非金属性强弱。下列选项中所提供的试剂、现象及结论有错误的是( )
选项 ① ② ③ ④ 现象及结论
A 浓盐酸 高锰酸钾 NaOH溶液 湿润的淀粉-KI试纸 试纸变蓝；非金属性：Cl＞I
B NaOH溶液 AlCl3溶液 － － 生成白色胶状沉淀而后沉淀消失；金属性：Na＞Al
C 氯水 Na2S溶液 － － 生成淡黄色沉淀；非金属性：Cl＞S
D 稀盐酸 碳酸钙 Na2SiO3溶液 － 产生气泡；生成白色沉淀；非金属性：Cl＞C＞Si
答案：D
解析：元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气，氯气和KI反应生成碘，氯气是氧化剂、碘是氧化产物，则氧化性：Cl2>I2，非金属性：Cl＞I，故A正确；氢氧化钠和氯化铝反应生成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，NaOH溶液和Al(OH)3反应生成Na[Al(OH)4]，NaOH能溶解Al(OH)3，说明碱性：NaOH＞Al(OH)3，则金属性：Na＞Al，故B正确；氯气和Na2S反应生成S，氯气为氧化剂、S为氧化产物，则氧化性：Cl2>S，所以非金属性：Cl＞S，故C正确；盐酸不是Cl元素的最高价氧化物对应的水化物，且挥发出的HCl干扰二氧化碳和硅酸钠溶液的反应，所以不能比较非金属性强弱，故D错误。
二、元素“位—构—性”关系与元素推断
1．元素的结构、位置与性质之间的关系
元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，而根据元素的原子结构又可推测它在元素周期表中的位置和性质，三者之间的关系如图所示。
2．解答元素推断题的一般思路
(1)由元素原子或离子的核外电子排布推断
(2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断
(3)由元素在周期表中的位置推断
3．短周期主族元素的某些特殊性质
(1)原子半径最小的元素是氢元素，最大的是钠元素。
(2)气体单质密度最小的元素是氢元素。
(3)元素原子的原子核中只有质子没有中子的元素是氢元素。
(4)原子序数、电子层数、最外层电子数都相等的元素是氢元素。
(5)与水反应最剧烈的金属单质是Na，非金属单质是F2。
(6)气态氢化物最稳定的元素是F。
(7)只有负价而无正价的元素是F。
(8)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl，碱性最强的元素是Na。
针对练3.(2023·江西高安高一期末)Q、X、Y和Z为短周期元素，它们在周期表中的位置如下所示，这4种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X Y
Q Z
A.Q的单质具有半导体的性质，Q与Z可形成化合物QZ4
B．Q的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
C．X、Y和氢3种元素形成的化合物中都只有共价键
D．Y的原子半径比X的大
答案：A
解析：由题中信息可知Q为硅、X为氮、Y为氧、Z为氯。H2SiO3的酸性比HClO4的弱，B项错误；X、Y和氢3种元素形成的化合物可为HNO3、NH4NO3，其中NH4NO3中含有离子键，C项错误；O的原子半径比N的小，D项错误。
针对练4.(2023·湖南茶陵高一联考)a、b、c、d、e、f为六种短周期元素，a、b、e、f位于同一周期，c、d也是同一周期，且d、e同一主族，原子半径d＜e，a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则下列说法中正确的是( )
A．e的非金属性比f强
B．d元素可能是第一周期元素
C．六种元素中，a元素最高价氧化物对应水化物碱性最强
D．a、b、c、d的原子序数逐渐增大
答案：C
解析：a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则d的最外层电子数≥4，故e的最外层电子数大于等于4，且小于f的最外层电子数，因e、f位于同一周期，同周期从左到右非金属性逐渐增强，所以f的非金属性比e强，故A错误；a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则d的最外层电子数≥4，d、e同一主族，原子半径d＜e，则d处于第二周期，故B错误；c、d处于第二周期，a、b、e、f处于第三周期，a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，所以金属性a最强，a元素最高价氧化物对应水化物碱性最强，故C正确；由上述分析可知，c在d的左侧，a、b、e、f处于第三周期，所以原子序数大小顺序是c＜d＜a＜b，故D错误。
针对练5.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W在大气中有两种同素异形体且均能支持燃烧，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，非金属元素Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍。下列叙述不正确的是( )
A．Y、Z的氢化物稳定性：Y>Z
B．Y单质熔化要克服非极性共价键
C．X、W、Z能形成具有强氧化性的XZW
D．中W和Y都满足8电子稳定结构
答案：A
解析：短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W在大气中有两种同素异形体且均能支持燃烧，说明W为O，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，说明X为Na，非金属元素Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，说明Y为Si，Z为Cl。Y、Z的氢化物稳定性：HCl > SiH4，故A错误；Si单质是由非极性共价键构成，熔化时要克服Si—Si非极性共价键，故B正确；X、W、Z能形成具有强氧化性的NaClO，故C正确；利用价态绝对值加最外层电子数是否等于8来判断得出SiO中Si和O都满足8电子稳定结构，故D正确。
针对练6.X、Y、Z、W、M 为原子序数依次增加的五种短周期元素，A、B、C、D、E 是由这些元素组成的常见化合物，A 为厨房中的食用碱，C 是一种无色无味的气体，C、D 都是只有两种元素组成。上述物质之间的转化关系为 ABC (部分反应物或生成物省略)。下列说法错误的是( )
A．原子半径大小顺序：W＞Y＞Z＞X
B．对应最简单氢化物的沸点：Z＞M
C．上述变化过程中，发生的均为非氧化还原反应
D．Z 和 W 形成的化合物中一定只含离子键
答案：D
解析：由题目可推断出 X、Y、Z、W、M分别是H、C、O、Na、Cl 这五元素。原子半径大小顺序为 Na>C>O>H，故A正确；Z对应的简单氢化物为H2O，M对应的简单氢化物为HCl，水分子形成分子间氢键，沸点反常高，故B正确；题述变化过程均为复分解反应，故C正确；O和Na可形成Na2O2，既有离子键又有共价键，故D错误。
针对练7.X、Y、Z三种短周期元素，原子序数依次增大，其中Z的单质溶于水所得的溶液具有漂白性，X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应。则X、Y、Z的元素名称分别为________、________、________。
答案：钠 铝 氯
解析：由于Z单质的水溶液有漂白性，可知Z为Cl，X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间可以反应，则Y为Al，X为Na。
1．(2023·全国甲卷)W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是( )
A．原子半径：X>W B．简单氢化物的沸点：X
答案：C
解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S。X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C正确；Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误。
2．(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( )
A．X的常见化合价有－1、－2
B．原子半径大小为Y>X>W
C．YX的水合物具有两性
D．W单质只有4种同素异形体
答案：A
解析：W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒， X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。X为O，氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为Y＞W＞X，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误。
3．(2022·广东卷)甲～戊均为短周期元素，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。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
答案：C
解析：甲～戊是短周期元素，戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸，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。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，故A正确；根据同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：戊＞丁＞丙，故B正确；甲的氢化物可能为氨气，也可能为甲烷、乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生，若是甲烷、乙烷等，则遇氯化氢不反应，没有白烟生成，故C错误；丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸，也可能是磷酸，都能与强碱反应，故D正确。
4．(2021·北京卷)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是( )
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D．非金属性：F＞O＞N
答案：A
解析：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就越强，由于S元素最高价含氧酸是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A错误；同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。元素的金属性：K＞Na＞Li，所以碱性：KOH＞NaOH＞LiOH，B正确；同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强；同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱。元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞S＞P，所以氢化物的热稳定性：H2O＞H2S＞PH3，C正确；同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强，所以元素的非金属性：F＞O＞N，D正确。
5．(2021·福建卷)某种食品膨松剂由原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种主族元素组成。五种元素分别处于三个短周期，X、Z同主族，R、W、X的原子序数之和与Z的原子序数相等，Y原子的最外层电子数是Z原子的最外层电子数的一半。下列说法正确的是( )
A．简单氢化物的稳定性：W>X>Z B．Y的氧化物是两性氧化物
C．R、W、X只能组成共价化合物 D．最高正价：Y
解析：由题意知，R为H元素，X元素原子序数应比Z小8，则W为N元素，X为O元素，Z为S元素；Y原子的最外层电子数是Z原子的一半，则Y为Al元素。元素非金属性：O>N>S，故简单氢化物的稳定性：H2O>NH3>H2S，A错误；Y的氧化物Al2O3是两性氧化物，B正确；R、W、X能组成离子化合物NH4NO3，C错误；最高正价：Y为＋3价，W为＋5价，X一般没有正价，D错误。
6．(1)(2022·浙江6月选考，节选)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强，原因是_____________________________________________________。
(2)(2020·浙江7月选考，节选)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是____________________________________________。
答案：(1)Na＋半径小于K＋，Na＋与H－的离子键作用强，H－更难失电子，还原性更弱
(2)Ca2＋
单元检测卷(四) 物质结构 元素周期律
时间：75分钟 满分：100分
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题：本题共14小题。每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1．下列微粒中半径最小的是( )
A．Na B．F－
C．Al3＋ D．Cl－
答案：C
解析：Na、Cl－均有3个电子层，F－、Al3＋均有2个电子层，因此微粒半径最小的在F－、Al3＋中。又因为F－、Al3＋的核外电子排布相同，微粒半径随原子序数的增大而减小，则微粒中半径最小的是Al3＋。
2．一种原子的核内有6个质子和6个中子，另一种原子的核内有6个质子和7个中子，则它们不同的是( )
A．核电荷数 B．核外电子数
C．原子的质量数 D．元素的种类
答案：C
解析：一种原子的核内有6个质子和6个中子，另一种原子的核内有6个质子和7个中子，可知二者质子数相同，中子数不同。由于质子数等于核电荷数等于原子核外电子数。质子数相同的原子属于同一元素。由于原子的质量主要集中在原子核上，二者的质子数相同，中子数不同，因此二者的原子质量数不相同。
3．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，“元素大厦”尚未客满。若发现119号元素，请在“元素大厦”中安排好它的“房间”( )
A．第七周期0族 B．第六周期第ⅡA族
C．第八周期第ⅠA族 D．第七周期第ⅦA族
答案：C
解析：按目前元素周期表的编排原则，第七周期应有32种元素，则前七个周期共有118种元素，119号元素应位于第八周期第ⅠA族。
4．下列有关化学用语表示正确的是( )
A．H2O2的电子式：H＋H＋
B．S2－的结构示意图：
C．含10个中子的氧离子：8O2－
D．HClO的结构式：H—Cl—O
答案：C
解析：H2O2是共价化合物，A项错误；S2－的核电荷数仍为16，B项错误；HClO的结构式为H—O—Cl，D项错误。
5．核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一，氘(H)是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是( )
A．H的中子数为2 B．H的核电荷数为1
C．H是自然界中最轻的原子 D．H是氢元素的一种同素异形体
答案：B
解析：H的中子数为2－1＝1，故A错误；H的质子数为1，则核电荷数为1，故B正确；自然界中最轻的原子是H，不是H，故C错误；H是氢元素的一种同位素，故D错误。
6．氯、溴、碘单质的化学性质相似，主要原因是( )
A．单质均有颜色 B．均为双原子分子
C．原子最外层电子数均为7 D．均为非金属元素
答案：C
解析：单质均有颜色，属于物质的物理性质，故A不符合题意；均为双原子分子，属于物质的组成，故B不符合题意；原子最外层电子数均为7，属于物质结构，结构上有相似，决定了氯、溴、碘单质的化学性质相似，故C符合题意；均为非金属元素，属于物质的组成，故D不符合题意。
7．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的电子层结构，电子式如图所示：[··H]－，下列说法正确的是( )
A．NH5属于离子化合物 B．NH5属于共价化合物
C．NH5只含有离子键 D．NH5只含有共价键
答案：A
解析：因为固体A中存在阴、阳离子，所以为离子化合物，A正确、 B错误；固体A中H－与NH之间存在离子键，NH内部存在共价键，C、 D错误。
8．(2023·福建厦门高一联考)下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A．碱性：Mg(OH)2>Be(OH)2 B．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
C．酸性：HClO4>H2SO4 D．气态氢化物的稳定性：NH3>PH3
答案：B
解析：元素最高价氧化物对应水化物的碱性与其金属性强弱一致，故碱性：Mg2>Be2，能用元素周期律解释，A不符合题意；热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，是碳酸盐和碳酸氢盐的稳定性，与元素的金属性和非金属性无关，不能用元素周期律解释，B符合题意；元素最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性强弱一致，酸性：HClO4>H2SO4，能用元素周期律解释，C不符合题意；非金属元素的简单气态氢化物的稳定性与其非金属性强弱一致，气态氢化物的稳定性：NH3>PH3，能用元素周期律解释，D不符合题意。
9．(2023·山东安丘高一检测)我国航天器“天问一号”已于2021年5月到达火星，实现中国在深空探测领域的技术跨越。此次探测由核素96Cm提供能量。下列说法错误的是( )
A.96Cm原子核内中子数与核外电子数之差为55
B.96Cm、96Cm、96Cm互为同位素
C．已知Cm属于过渡元素，推测其可用作半导体材料
D．在元素周期表中，第3纵列至第12纵列均为金属元素
答案：C
解析：96Cm原子核内中子数＝247－96＝151，核外电子数＝96，核内中子数与核外电子数之差＝151－96＝55，故A正确；96Cm、96Cm、96Cm是质子数相等，中子数不等的原子，互为同位素，故B正确；Cm属于过渡元素，属于金属元素，离金属与非金属的分界线较远，一般不会用作半导体材料，故C错误；在元素周期表中，第3纵列至第12纵列为过渡元素，均为金属元素，故D正确。
10．下列叙述正确的是( )
A．同周期元素中，第ⅠA族元素的原子半径最小
B．第ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子
C．室温时，0族元素的单质都是气体
D．所有主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等
答案：C
解析：同周期元素中，第ⅦA族的原子半径是最小的，故A错误；第ⅥA族元素的原子半径越大，说明非金属性越弱，越不容易得到电子，故B错误；0族元素俗称稀有气体，室温下呈气态，故C正确；氯原子形成的单原子离子是Cl－，化合价是－1价，与其族序数不相等，氟只能形成－1价离子，而氟位于第ⅦA族，故D错误。
11.如表为元素周期表的一部分。下列事实不能说明X元素、Y元素、硫元素之间的非金属性强弱关系的是( )
A．X2单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
B．H2X和H2S分别受热分解，前者的分解温度高
C．酸性：HYO4>H2SO4
D．Na2SO3可与HY反应生成H2SO3
答案：D
解析：元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，X单质可以把硫从H2S溶液中置换出来，说明X单质的氧化性大于硫单质，元素的非金属性X大于硫，不选A；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，不选B；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，酸性：HYO4>H2SO4，可说明Y的非金属性较强，不选C；Na2SO3可与HY反应生成H2SO3，只能说明酸性的强弱，但不能证明非金属性的强弱，选D。
12．下列说法不正确的是( )
A．沸点：H2O＞HF
B．热稳定性：HF＞H2O
C．NCl3、SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构
D．仅由N、H、O三种元素形成的化合物中不可能含离子键
答案：D
解析：常温下，水为液体，HF为气体，所以沸点：H2O＞HF，A项正确；F的非金属性大于O的，所以热稳定性：HF＞H2O，B项正确；NCl3中N原子最外层有5个电子，3个Cl原子提供3个电子，使N原子最外层达到8电子稳定结构，N原子也提供3个电子给3个Cl原子，使每个Cl原子最外层达到8电子的稳定结构，同理，SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构，C项正确；NH4NO3中既含有离子键又含有共价键，D项错误。
13．某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98，且X的氢化物的分子式不是H2X，则下列说法正确的是( )
A．X的最高价含氧酸的分子式可表示为H2XO4
B．X是第二周期第ⅤA族元素
C．X是第二周期第ⅥA族元素
D．X的最高正化合价为＋5
答案：D
解析：最高价含氧酸的相对分子质量为98的是硫酸和磷酸，且磷元素的氢化物的分子式不是H2X，而是PH3，故X应为磷，最高正化合价为＋5价，在第三周期第ⅤA族。
14．已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4＞H2YO4＞H3XO4，下列判断正确的是( )
A．原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小
B．单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
C．三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强
D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱
答案：A
解析：同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4＞H2YO4＞H3XO4，可知X、Y、Z的原子序数为X＜Y＜Z。同周期元素从左到右单质的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱，原子半径逐渐减小，气态氢化物的稳定性逐渐增强，可知正确选项为A。
二、非选择题：本题共4小题，共58分。
15．(12分)下列几种物质：
①MgCl2 ②H2O ③Al ④H2O2 ⑤K2O2 ⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He。
(1)只含有离子键的是________(填序号，下同)；
(2)含有共价键的离子化合物是________；
(3)共价化合物是________；
(4)熔融状态时和固态时，都能导电的是________；
(5)HClO的结构式是____________，I2的电子式是________。
答案：(1)① (2)⑤⑥ (3)②④⑦ (4)③
(5)H—O—Cl
解析：只含离子键的是MgCl2 ，含有共价键的离子化合物是K2O2 、Ca(OH)2，共价化合物是H2O、H2O2 、HClO，熔融状态时和固态时，都能导电的是Al，HClO的结构式是H—O—Cl ，I2的电子式是·。
16．(10分)现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm)：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径/nm 0.074 0.160 0.152 0.110 0.099 0.186 0.075 0.082
最高正化合价 ＋2 ＋1 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋3
最低负化合价 －2 －3 －1 －3
(1)元素⑧在元素周期表中的位置是__________；上述元素处于同一主族的有____________(用元素符号表示)。
(2)元素①和⑥能形成两种化合物，写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)含锂材料在社会中应用广泛，如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题：
①Li和Li可作核反应堆最佳热载体，LiH和LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是________(填字母，下同)。
A.Li和Li互为同位素 B.Li和Li属于同种核素
C.LiH和LiD的化学性质不同 D.LiH和LiD是同种物质
②下列说法不正确的是________。
A．碱性：Be(OH)2＜LiOH＜NaOH＜KOH B．半径：K＞Na＞Li＞Li＋
C．氧化性：Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋ D．金属性：Cs＞Rb＞K＞Na＞Li＞Be
答案：(1)第二周期第ⅢA族 Li和Na、N和P
(2)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
(3)①AD ②C
解析：由题中及表中数据可知，①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧分别位于第ⅥA、ⅡA、ⅠA、ⅤA、ⅦA、ⅠA、ⅤA、ⅢA族。Be的原子半径为0.089 nm，Be的最高价为＋2，②的最高价也是＋2、半径比Be大，则②为Mg；③的最高价为＋1、半径比Mg小，则③是Li；⑥的最高价为＋1、半径比Mg大，则⑥为Na；④和⑦的最高价都是＋5、最低价都是－3，则它们为第ⅤA族元素，因为④的半径较大，故④为P、⑦为N；根据同周期元素从左到右的原子半径逐渐减小，可知⑧为B、①为O、⑤为Cl。
17．(18分)几种主族元素在周期表中的相对位置如下。
根据上表回答下列问题：
(1)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是________________(用元素符号表示)。
(2)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为________，该元素在周期表中的位置是____________。
(3)①②③三种元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________(填化学式)。
(4)⑦的非金属性强于⑧，从原子结构的角度解释其原因： __________________。
下列表述中能证明这一事实的是________(填字母，下同)。
a．⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定
b．⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价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
(5)④与⑤元素形成的分子可能是______________________________________。
答案：(1)Na>Al>Cl (2) 第三周期第ⅠA族 (3)KOH (4)Cl、Br处于同一主族(ⅦA族)，易得1个电子，Cl的原子半径比Br小，原子核对最外层电子的吸引能力强，Cl的得电子能力强，非金属性强 abc (5)C
解析：根据元素在周期表中的相对位置可知各元素是：①Na、②K、③Al、④H、⑤C、⑥N、⑦Cl、⑧Br。(1)①③⑦三种元素处于第三周期，从左到右原子半径逐渐减小，原子半径由大到小的顺序是Na＞Al＞Cl。(2)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为，该元素在周期表中的位置是第三周期第ⅠA族。(3)①②③三种元素的金属性：K＞Na＞Al，①②③三种元素最高价氧化物对应水化物碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)3，最强的是KOH。(4)a项，⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定，证明非金属性：Cl＞Br，故正确；b项，⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性，证明非金属性：Cl＞Br，故正确；c项，⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来，氯能将溴离子氧化，证明非金属性：Cl＞Br，故正确。(5)④H元素与⑤C元素形成的分子可能是甲烷。
18．(18分)(2023·南昌高一检测)Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)将Na、K、Mg、Al各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________(填元素符号，下同)与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为____________。
(4)实验室中现有药品：①稀盐酸、②稀硝酸、③Na2SiO3溶液、④Na2CO3固体，请选择合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律；装置A、B中所装药品分别为________、________。(填序号)但有同学认为该装置有缺陷，如何改进？
________________________________________________________________________。
Ⅲ.完成下列问题。
(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN，C为＋2价)，经以下反应实现：KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑(已配平)。试指出A的化学式： __________________________，
如此反应中有6.72 L(标准状况)气体生成，转移电子数目为________。
答案：(1)K Al
(2)S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓
(3)分液漏斗
(4)② ④ 在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3
(5)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(6)KHCO3 0.6NA(或3.612×1023)
解析：(1)金属性由强到弱的顺序：钾＞钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1 mol氢气需要得到2 mol电子，1 mol钾、钠都失去1 mol电子，1 mol镁失去2 mol电子，而1 mol铝失去3 mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝。(2)氯气能够与硫离子反应生成硫，所以氯气的氧化性强于硫单质，反应的离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－。(4)要证明非金属性：N＞C＞Si，则利用此装置证明最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，要证明非金属性：C＞Si，可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明，由于B中加Na2CO3，故A中可以加硝酸，通过硝酸和碳酸钠的反应来制取CO2，证明酸性：HNO3＞H2CO3，故非金属性：N＞C，然后将CO2通入C中的Na2SiO3溶液中，可以发生反应：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3，产生白色胶状沉淀，从而可以证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，故非金属性：C＞Si，所以装置A、B中所装药品分别为②稀硝酸、④Na2CO3固体；因硝酸有挥发性，生成的CO2气体中混有硝酸蒸气，需要除去，否则会干扰碳酸与硅酸的强弱比较，需在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3。(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。(6)H2O2具有氧化性，将KCN中的C氧化为＋4价，再根据原子守恒判断A的化学式为KHCO3；n(NH3)＝＝0.3 mol，则转移的电子数为0.6NA。
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