2020届一轮复习人教通用版第五章物质结构 元素周期律作业
考案[5]第五章 物质结构 元素周期律
综合过关规范限时检测
(45分钟，100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1．(2019·山东名校联考)我国地质学家首次发现被誉为“矿石熊猫”的香花石，它由前20号元素中的6种主族元素组成，其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2，其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同一族，Y、Z、R、T位于同一周期，R最外层电子数是次外层的3倍，T无正价，X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法正确的是( B )
A．Y的单质不能与水反应
B．T的单质能与R的简单氢化物发生置换反应
C．T的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强
D．XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同
[解析] 根据题给信息知T无正价，则T为氟元素；Y、Z、R、T位于同一周期，则在第二周期，由R最外层电子数为次外层的3倍，知R为氧元素；Z的最外层电子数与次外层相等，则Z为铍元素；Y、Z为金属元素，Y在第二周期，则Y为锂元素；X、Z位于同一主族，则X为镁元素或钙元素；若X为镁元素，则由X与R原子序数之和是W的2倍，知W的原子序数为(12＋8)÷2＝10，推出W为氖元素，不符合题意；若X为钙元素，则W的原子序数为14，推出W为硅元素，符合题意，即X为钙元素、Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、W为硅元素、T为氟元素。Li与水能够发生反应，选项A错误；2F2＋2H2O===4HF＋O2，选项B正确；T为氟元素，没有最高价氧化物对应的水化物，选项C错误；XR2、WR2两种化合物为CaO2、SiO2，因钙元素为＋2价、硅元素为＋4价，则O的化合价分别为－1、－2，即两种化合物中O的化合价不相同，选项D错误。
2．根据下表中短周期元素的有关信息判断，下列说法错误的是( B )
元素
编号
E
F
G
H
I
J
K
L
原子半
径/nm
0.037
0.074
0.082
0.099
0.102
0.143
0.160
0.186
最高化合
价或最低
化合价
＋1
－2
＋3
－1
－2
＋3
＋2
＋1
A.最高价氧化物对应水化物的酸性：H>I
B．简单离子半径：K>F
C．同温下，形状、大小相同的单质与等浓度稀硫酸反应的速率：L>K>J
D．相同条件下，等物质的量的单质与氢气化合放出的能量：F>I
[解析] F、I的最低负化合价都为－2，应该为第ⅥA族元素，根据原子半径可知F为O，I为S；E、L的最高正化合价为＋1，结合原子半径大小可知E为H，L为Na；K的最高正化合价为＋2，结合原子半径可知K为Mg；G、J的最高正化合价为＋3，结合原子半径可知G为B，J为Al；H的最低化合价为－1，为ⅦA族元素，其原子半径大于F，则H为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，S的最高价氧化物对应的水化物为硫酸，由于非金属性：Cl>S，则高氯酸的酸性强于硫酸，选项A正确；Mg2＋、O2－电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：Mg2＋
Mg>Al，选项C正确；非金属性：O>S，H2O的热稳定性比H2S高，氧气与氢气化合时放出的能量更多，D正确。
3．(2019·江西赣州模拟)如图是部分短周期元素的单质及其化合物(或溶液)的转化关系，已知单质B2、C2、D2、E2在常温常压下都是气体，化合物G在焰色反应中显黄色；化合物I、J、K通常状况下呈气态。下列说法正确的是( A )
A．B的氢化物的沸点高于其同主族其他元素氢化物的沸点
B．原子半径：A>C>B>E>D
C．F中既含有离子键又含有极性共价键
D．G中的阴离子能抑制水的电离
[解析] I与J反应生成铵盐，结合I的生成条件可知I、J分别是NH3与HCl，则C2、D2、E2是Cl2、H2、N2。G在焰色反应中显黄色，说明G是钠的化合物，与HCl反应生成气体K，则K为CO2(或SO2)，由钠的另一种化合物F能够与CO2(或SO2)反应生成G和气体B2，可知A是Na单质，B2是O2，F是Na2O2，K是CO2，G是Na2CO3。结合上述分析，B的氢化物是H2O，液态时水分子间存在氢键，而同主族其他元素氢化物分子之间只存在分子间作用力，所以水的沸点比同主族其他元素氢化物沸点高，A正确；A、B、C、D、E五种元素依次为Na、O、Cl、H、N，则原子半径：Na>Cl>N>O>H，B错误；F为Na2O2，电子式是，既含有离子键又含有非极性共价键，C错误；G为Na2CO3，CO在水溶液中发生水解促进水的电离，D错误。
4．(2019·河南郑州二模)X、Y、Z是三种短周期元素，原子半径的大小为：r(Y)>r(X)>r(Z)
三种元素的原子序数之和为15；X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图转化关系，其中R为10电子分子，是一种常见的无机溶剂。下列说法中不正确的是( C )
A．X元素位于周期表中第16列
B．X、Y、Z元素两两之间均能形成原子个数比为1：1的化合物
C．X、Y、Z元素形成的单质均具有强还原性
D．R的沸点高于M的沸点
[解析] 本题考查元素周期表及元素周期律的相关知识。根据“R为10电子分子，是一种常见的无机溶剂”这一信息，可以初步判断出R是H2O，然后根据X、Y、Z“三种元素的原子序数之和为15”即可推断出Y元素。根据题意可推出X、Y、Z依次是O、C、H。氧元素是ⅥA族元素，位于元素周期表的第16列，A项正确。O、C、H两两之间能形成CO、H2O2、C6H6等多种原子个数比为11的化合物，B项正确。O2、O3具有强氧化性，C项错误。M是CO(或CO2)，R是H2O，常温下H2O是液体，CO(或CO2)是气体，H2O的沸点明显高于CO(或CO2)的沸点，D项正确。
5．(2019·山东文登模拟)A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A的最高正价与最低负价的代数和等于0，B、E是同一主族元素，C元素的原子半径大于所在同周期中其他主族元素的原子半径，D元素的最外层电子数等于其电子层数，E元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，则下列说法正确的是( D )
A．B、C、D形成的简单离子，半径最小的是B
B．E形成的简单氢化物稳定性比B的强
C．A、C、D形成的最高价氧化物的水化物两两间可相互反应
D．A、B形成的化合物与B、E形成的化合物化学键类型相同
[解析] 根据题意知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，E元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，则E为硫元素；B、E是同一主族元素，则B为氧元素；A的最高正价与最低负价的代数和等于0，则A为碳元素；C元素的原子半径大于所在同周期中其他主族元素的原子半径，则C为钠元素；D元素的最外层电子数等于其电子层数，则D为铝元素。A项，B、C、D形成的简单离子O2－、Na＋、Al3＋电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径最小的是D(Al3＋)，A项错误；B项，同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，H2S的稳定性比H2O的弱，B项错误；C项，A的最高价氧化物对应水化物(H2CO3)与D的最高价氧化物对应水化物[Al(OH)3]不反应，C项错误；D项，A、B形成的化合物CO和CO2
中的化学键均为共价键，B、E形成的化合物SO2和SO3中的化学键也为共价键，化学键类型相同，D项正确。本题在推断元素A时容易出现问题。错因：不能理解元素“最高正价与最低负价的代数和”的意义。纠错方法：元素“最高正价与最低负价的代数和”即元素的最高正价和最低负价直接加和，如Cl元素的最高正价为十7价，最低负价为－1价，则最高正价与最低负价的代数和为＋7＋(－1)＝6。
6．(2018·课标Ⅱ)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素，W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( A )
A．X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B．Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D．W的氧化物对应的水化物均为强酸
[解析] 本题考查原子结构、化学键。由题意可推知W为N、X为O、Y为Na、Z为Cl。X与W可形成NO、NO2、N2O4等，与Y可形成Na2O、Na2O2，与Z可形成ClO2、Cl2O7等，A正确；Na2O2、NaN3中均含有离子键与非极性共价键，B不正确；N3－、O2－、Na＋的电子层结构相同，Cl－与N3－、O2－、Na＋的电子层结构不同，C不正确；HNO2为弱酸，D不正确。
7．(2019·广东五校协作体第一次联考)如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图，下列说法中正确的是( A )
A．M的最高价氧化物对应水化物能分别与Z、R的最高价氧化物对应的水化物反应
B．Y的单质能从含R简单离子的水溶液中置换出R单质
C．X、N两种元素组成的化合物熔点很低
D．简单离子的半径：ZNa＋>Al3＋，D项错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题：本题包括4小题，共58分
8．(10分)(2019·江西联考)A、B、C、D、E、F、G都是短周期元素，原子序数依次增大，A原子半径是短周期中最小的，B、C处于同一周期，D、E、F同处另一周期。D、C可按原子个数比21和11分别形成两种离子化合物甲和乙。B原子的最外层电子数比次外层电子数多3个。F是地壳中含量最高的金属元素。C、G同主族。
根据以上信息回答下列问题：
(1)B元素在周期表中的位置是__第二周期第ⅤA族___；乙物质的电子式是 。
(2)B、C、D、E、F、G六种元素的原子半径由小到大的顺序是__OCl－>Na＋___；X、W、Q的最高价氧化物对应的水化物酸性从强到弱的顺序是__HClO4>H2SO4>H2CO3___。
(3)Y和Z形成的一种化合物中含有离子键和共价键，请用电子式表示该化合物中化学键的形成过程： 。
(4)Z与Q组成的化合物属于__离子___化合物；电解该化合物的饱和溶液，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；电解一段时间后，将阳极产物和阴极溶液混合，反应的化学方程式是 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 。
(5)由X、Y和氢三种元素组成的化合物X6H12Y6，已知：9 g该化合物燃烧放出140 kJ的热，写出表示该化合物燃烧热的热化学方程式： C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2800 kJ·mol－1 。
[解析] 短周期元素X、Y、Z、W、Q的核电荷数依次增大，由题图可知，X、Y位于第二周期，W位于第三周期，W的单质是淡黄色固体，W是S元素；在同周期中，Z的金属性最强，Q的非金属性最强，Z是Na元素、Q是Cl元素；根据X、Y、W在元素周期表中的相对位置关系，X、Y分别是C、O元素。
(1)五种元素形成的单质，其中固态时可能属于原子晶体的是C元素；元素非金属性越强，其单质氧化性越强，常用作强氧化剂的是O2、Cl2。
(2)电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子半径依次减小，这五种元素中，原子半径最大的是Na；电子层数越多，离子半径越大，核外电子层结构相同的离子，核电荷数越多，离子半径越小，故由Z、W、Q形成的简单离子半径由大到小的顺序是S2－>Cl－>Na＋；元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，X、W、Q的最高价氧化物对应的水化物酸性从强到弱的顺序是HClO4>H2SO4>H2CO3。
(3)Y和Z形成的一种含有离子键和共价键的化合物是过氧化钠，用电子式表示的Na2O2中化学键的形成过程是。
(4)活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物为离子化合物，Na与Cl组成的化合物氯化钠属于离子化合物；电解氯化钠的饱和溶液，阳极生成氯气，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极生成氢气和氢氧化钠溶液；电解一段时间后，将阳极产物和阴极溶液混合，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(5)由X、Y和氢三种元素组成的化合物X6H12Y6是葡萄糖(C6H12O6)，9
g该化合物燃烧放出140 kJ的热，则1 mol C6H12O6燃烧放热2800 kJ，表示C6H12O6燃烧热的热化学方程式：C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2800 kJ·mol－1。
11．(16分)(2019·吉林省实验中学模拟)V、W、X、Y、Z是由四种短周期元素中的2种或3种组成的5种化合物，其中W、X、Z均由2种元素组成，X是导致温室效应的主要气体，Z是天然气的主要成分，Y、W都既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。上述5种化合物涉及的四种元素的原子序数之和等于28；V由一种金属元素A和两种非金属元素B与C组成，其化学式为A(BC3)3。它们之间的反应关系如下图：
(1)写出物质W的一种用途：__作高温耐火材料或冶炼金属铝___。
(2)写出V与足量NaOH溶液反应的化学方程式：
Al(CH3)3＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3CH4↑ 。
(3)将少量的X通入某种物质的水溶液中可以生成Y，该反应的离子方程式为 CO2＋2AlO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO 。
(4)写出气体X的结构式： O===C===O 。
(5)以Z为燃料，活性炭为电极，在熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下制成的燃料电池的负极反应式为 CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O 。
[解析] X是导致温室效应的主要气体，应为CO2；Z是天然气的主要成分，应为CH4；四种元素原子序数之和为28，则分别为H、C、O、Al，Y、W都既能与酸反应，又能与强碱溶液反应，应为两性化合物，W由2种元素组成，为白色固体，则W为Al2O3，Y为白色胶状不溶物，则为Al(OH)3，V应为Al(CH3)3。
(1)物质W为氧化铝，可用作高温耐火材料或冶炼金属铝。
(2)V[Al(CH3)3]与足量NaOH溶液反应的化学方程式为Al(CH3)3＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3CH4↑。
(3)将少量的X(CO2)通入某种物质的水溶液中可以生成Y[Al(OH)3]，反应的离子方程式为CO2＋2AlO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。
(4)气体X(CO2)的结构式为O===C===O。
(5)Z(CH4)在负极上失去电子，与碳酸根离子结合生成二氧化碳和水，电池的负极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O。
