【新高考】2021高考化学一轮考评特训：单元检测5 物质结构 元素周期律
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单元检测5 物质结构 元素周期律
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1．某同学设计如下元素周期表，已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍。空格中均有对应的元素填充，以下说法正确的是( )
A．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素
B．X和Z形成的化合物只有两种
C．X、Y元素最高价氧化物对应的水化物酸性：X＞Y
D．X、Y、Z的简单氢化物中最稳定的是X
2．[2019·贵州部分重点中学质量评测]a、b、c、d、e、f为原子序数依次增大的主族元素，原子序数均不大于20。已知a与f同主族，a分别与b、c可形成10电子分子X和Y，b和c形成的一种化合物Z能造成温室效应，d的氧化物W具有两性，e的单质T常温下为黄绿色气体。则下列叙述正确的是( )
A．原子半径：f＞e＞d＞c＞b
B．化合物Z中既含有极性键又含有非极性键
C．X与T在光照条件下反应只能生成两种不同的产物
D．电解熔融的W可以制备d的单质
3．如图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系。下列说法正确的是( )
A．X和R在同一周期
B．原子半径：W＞R＞X
C．简单气态氢化物的稳定性：Y＜X
D．Y－和R2－都能影响水的电离平衡
4．下列叙述不正确的是( )
①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②熔点：Al＞Na＞K
③第ⅠA、ⅡA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
⑤沸点：NH3＜PH3＜AsH3 ⑥已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1 ⑦因为常温下白磷可自燃，而氮气须在放电或高温时才与氧气反应，所以非金属性：P＞N
A．②④⑥ B．①③⑤⑦
C．②④⑥⑦ D．①⑤⑥⑦
5．[2019·湖北襄阳四中期末]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。W、X、Y简单离子的电子层结构相同，X元素在短周期主族元素中原子半径最大；W的简单氢化物常温下呈液态，Y的氧化物和氯化物熔融时都能导电，X、
Y和Z原子的最外层电子数之和为10。下列说法正确的是( )
A．离子半径：W＜Y＜Z
B．工业上采用电解Y的氧化物的方法冶炼单质Y
C．W、X元素组成的化合物一定只含离子键
D．W、X、Z三种元素组成的化合物的水溶液可能显碱性
6．[2019·山东烟台期中]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。下列说法正确的是( )
A．在过渡元素中寻找优良催化剂及耐高温和耐腐蚀的材料
B．同一元素不可能既表现金属性又表现非金属性
C．元素的最高化合价等于它所处的主族序数
D．短周期元素形成离子后最外层都达到8电子稳定结构
7．如图为元素周期表中短周期元素的一部分，下列说法正确的是( )
①
②
③
④
⑤
⑥
A.①～⑥不可能出现金属元素
B．气态氢化物的热稳定性：⑤＞③
C．六种元素中，③的最高价氧化物对应的水化物的酸性一定最强
D．六种元素，相互结合形成的二元化合物有可能都是共价化合物
8．[2019·唐山高三检测]部分短周期元素原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．离子半径的大小顺序：d＜e＜f
B．与x形成的最简单化合物的沸点：y＞z＞d
C．除去实验后试管中残留的g的单质，可用热的氢氧化钠溶液
D．g、h的氧化物对应的水化物的酸性：h＞g
9．[2020·江苏盐城一中月考]Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是金属元素，X的焰色呈黄色。五种元素核电荷数之和为54，最外层电子数之和为20。W、Z最外层电子数相同，Z的核电荷数是W的2倍。工业上一般通过电解氧化物的方法获得Y的单质。则下列说法不正确的是( )
A．原子半径：X＞Y＞Z＞W
B．QZ2分子的空间构型为直线形
C．Q和W可形成原子个数比为1:1和2:1的化合物
D．X、Z和W三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性
10．[2019·日照高三检测]短周期元素A、B、C在元素周期表中所处的位置如图所示。A、B、C三种元素原子的质子数之和为32。D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍。则下列说法正确的是( )
A．D元素的某种同位素的质量数为l4，则其中子数为6
B．四种元素形成的最简单气态氢化物中，C元素的氢化物的稳定性最强
C．B、C两种元素可形成BC6型化合物，该化合物属于离子化合物
D．A、B两种元素的气态氢化物均能与它们对应的最高价氧化物对应的水化物发生反应，且都属于氧化还原反应
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
11．[2019·河北唐山一中月考]短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，X与W、Y可分别形成常见的化合物W2X、W2X2、Y2X、Y2X2，化合物Z2Q3溶于水有大量白色胶状沉淀和臭鸡蛋气味的气体生成。下列有关叙述正确的是( )
A．简单离子半径的大小：Q＞Y＞Z＞X＞W
B．W与N元素可形成NW5化合物
C．相同条件下，等浓度的YWQ、YXW、Y2Q溶液的pH依次增大
D．Y、Z、Q的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
12．[2019·天津一中月考]X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且X、Z原子序数之和是Y、W原子序数之和的。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，M是某种元素对应的单质，乙和丁的组成元素相同，且乙是一种“绿色氧化剂”，化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物省略)。下列说法正确的是( )
A．由四种元素形成的两种盐在水溶液中反应能生成N
B．Y与Z形成的化合物中阴、阳离子个数比可为1:2
C．化合物N、乙烯使溴水褪色的原理相同
D．X与Y形成的化合物中，成键原子均满足8电子结构
13．X、Y、Z是三种短周期主族元素，在元素周期表中的位置如表所示，下列说法正确的是( )
X
Y
Z
A.原子半径：X
Z>X，故A正确；若为非金属，同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性X>Z，非金属性越强氢化物的稳定性越强，故氢化物稳定性X>Z，故B正确；X为氧或F是不表现正化合价，X元素的最高化合价不等于族序数，故C错误；Y、Z处于第三周期，第三周期中只有NaOH是强碱，氢氧化镁为中强碱，氢氧化铝为弱碱，故D错误。
14．AD 本题考查元素周期表结构、原子半径大小判断、含氧酸酸性强弱比较等。设X的最外层电子数为x，则Y的最外层电子数为x＋2，Z的最外层电子数为x＋3，由于X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17，所以3x＋5＝17，解得x＝4，已知Q在第四周期，所以X在第二周期第ⅣA族，为C元素，Y、Z分别为S元素、Cl元素，根据元素周期表结构可知Q为Br元素。同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，所以原子半径：r(Q)＞r(Y)＞r(Z)，A项正确；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，由于没有说明是最高价氧化物的水化物，并不能判断酸性的强弱，B项错误；CS2和CCl4都是含有极性键的非极性分子，不含非极性共价键，C项错误；标准状况下，氯单质为气态，溴单质为液态，D项正确。
15．A 本题考查元素周期律、元素推断、原子半径、共价化合物、化学键等。乙为红棕色气体，乙是NO2；Y为淡黄色固体，Y是Na2O2；Y与W生成甲，W是常见液体，所以甲是O2，W是H2O，O2与Z生成NO2，所以Z是NO；X与O2生成NO，所以X是NH3，因为A、B、C、D的原子序数依次增大，所以分别是H、N、O、Na。H2O分子和NH3分子都可以形成氢键，常温下H2O是液态，NH3是气态，所以沸点： H2O＞NH3，A正确；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素的原子半径从上到下逐渐增大，所以原子半径：D＞B＞C＞A，B错误；C、D两种元素组成的化合物为Na2O和Na2O2，Na2O2含有离子键和共价键，C错误；A、B、C三种元素组成的化合物有共价化合物(如HNO3)，也有离子化合物(如NH4NO3)，D错误。
16．答案：(1)第四周期第Ⅷ族
(2)分别取两种液体少量于试管中，加入少量二氧化锰，有大量气泡冒出的是H2O2(其他合理方法也可)
H2O2＋H2S===S↓＋2H2O
(3) 离子键、共价键
(4)A 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
解析：本题考查元素周期表的结构、元素推断、化学方程式、元素化合物性质等。A在第三周期中简单离子半径最小，则A是Al元素；B原子最外层电子数是内层电子总数的，则B是S元素；使用最广泛的金属元素C能形成两种氯化物，其摩尔质量之差为35.5 g·mol－1，则C是Fe元素；D与B同主族，且通常状况下D没有正化合价，则D是O元素；E在周期表中位于第ⅠA族，有人认为将其排在第ⅦA族也有一定道理，则E最外层只有1个电子，E是H元素；F与B同周期，其最高价氧化物的水化物与A或B的最高价氧化物的水化物均能反应，则F是Na元素。
(1)C元素是Fe元素，在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族；E是H元素，形成的一种简单离子能支持“将E排在第ⅦA族”这一观点，是因为H原子获得1个电子后变为K层有2个电子的稳定结构，该离子的结构示意图为。
17．答案：(1)H—O—Cl
(2)①Al＞Si＞Cl＞C ②HClO4＞H2CO3＞H2SiO3
(3)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(4)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
②Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
(5) NCl3＋3H2O===NH3＋3HClO
解析：本题考查元素周期律、原子半径、化学方程式、离子方程式等。Y元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，应为Al元素；Z原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y应为Si元素；X与Z位于同一主族，则X为C元素；Y、Z、W原子的最外层电子数之和为14，则W的最外层电子数为14－3－4＝7，且原子序数大于Si，应为Cl元素。
(1)HWO为HClO，氧原子分别与氢原子和氯原子共用一对电子，故其结构式为H—O—Cl。
(2)①同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径由大到小的顺序为Al＞Si＞Cl＞C。②元素非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性：Cl＞C＞Si，则最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱依次是HClO4＞H2CO3＞H2SiO3。
(3)W为Cl元素，W同族上一周期元素为F，F2不能从钠盐的水溶液中置换出Cl2是因为F2与溶剂水反应，反应的化学方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(4)①Y为Al元素，加入一定量的水，Al与NaOH、H2O反应生成NaAlO2和H2，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。②含Y元素的盐与小苏打溶液可用作泡沫灭火剂，该含Y元素的盐为Al2(SO4)3，Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液发生双水解反应生成Al(OH)3和CO2，反应的离子方程式为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
(5)NW3为NCl3，根据价键规则，NCl3的电子式为。滴入50 ℃左右的热水中，片刻后取该热溶液滴到干燥的红色石蕊试纸上，试纸先变蓝后褪色，说明NCl3与热水反应生成NH3和HClO，则NCl3在热水中发生水解的化学方程式是NCl3＋3H2O===NH3＋3HClO。
18．答案：(1)第三周期第ⅥA族 (2)N (3)＞ C
(4) H—S—S—H
(5)Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
解析：本题以元素推断的形式综合考查元素周期律，还涉及电子式、结构式、化学方程式等知识的考查。Z元素在地壳中含量最高，Z为O元素；J元素的焰色反应呈黄色，J为Na元素；Q的原子序数大于J，Q的最外层电子数与其电子总数之比为3:8，Q为S元素；Y的原子序数小于Z，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一，Y为N元素；X的原子序数小于Y，X能与J形成离子化合物且J＋的半径大于X－的半径，X为H元素。
(1)Q为S元素，S元素在周期表中的位置为第三周期第ⅥA族。
(2)五种元素原子半径由大到小的顺序为Na＞S＞N＞O＞H，排在第三的元素原子是N。
(3)Z为O元素，Q为S元素，O位于第二周期第ⅥA族，S位于第三周期第ⅥA族，根据“同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱”，可知非金属性：Z＞Q。A项，Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊，发生的反应为O2＋2H2S===2S↓＋2H2O，通过该反应能说明O的非金属性强于S；B项，O与S形成的化合物中，O呈负价，S呈正价，能说明O的非金属性强于S；C项，Z和Q的单质的状态属于物理性质，不能说明O和S的非金属性强弱；D项，O和S处于同主族，O在S的上一周期，根据“同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱”，Z和Q在周期表中的位置能说明O的非金属性强于S。
(4)H与N可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸碱性恰好相反，则A为NH3，B为NH，NH3的电子式为。H与S形成的极不稳定的原子个数比为1:1的化合物中既有极性键又有非极性键，该化合物为H2S2，H2S2的电子式为，结构式为H—S—S—H。
(5)由H、N、O、Na、S中的三种组成的化合物M和N均为强电解质，M和N在溶液中反应既有沉淀出现又有气体产生，M和N为H2SO4和Na2S2O3，M和N反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。
19．答案：(1)Na＞Al＞C＞O＞H (2)C2H2
(3)O===C===O Na＋[︰︰︰]2－Na＋
①NaAlO2 AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO[或2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO]
②CO＋H2OHCO＋OH－ c(Na＋)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋) NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)
解析：本题考查元素周期律、元素推断、原子半径、化学键、结构简式、电子式、离子方程式、元素化合物性质等。Z和R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，即Z为O，R为Al；X和Y两元素最高价与最低价之和为0，又因为都为短周期元素，且原子序数依次增大，因此X为H，Y为C，Q和X同主族，则Q为Na。
(1)原子半径大小顺序是Na＞Al＞C＞O＞H。
(2)C和H形成的化合物中，含有极性键和非极性键，且相对分子质量最小的物质是乙炔，分子式为C2H2。
(3)D是淡黄色固体，可能是S或AgBr或Na2O2，D由上述几种元素组成，即D为Na2O2，C是溶于水显酸性的气体，即C为CO2，CO2的结构式为O===C===O，Na2O2的电子式为Na＋[︰︰︰]2－Na＋。
①B为两性不溶物，且由三种元素组成，即B为Al(OH)3，A也是由三种元素组成，即A是NaAlO2，A生成B的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO或者AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。②A为Na2CO3，B为NaHCO3，两种物质均为强碱弱酸盐，则Na2CO3显碱性的主要原因：CO＋H2OHCO＋OH－；CO的水解程度大于HCO，因此浓度均为0.1 mol·L－1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中的离子浓度大小顺序为c(Na＋)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋)；向该溶液中滴加盐酸，发生的反应：Na2CO3＋HCl===
NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，CO2能溶于水，因为要求溶液显中性，因此溶质除了NaCl外，应还有NaHCO3、CO2(或H2CO3)。
20．答案：(1)NH4NO3(或NH4NO2)
(2)r(S2－)＞r(N3－)＞r(O2－)＞r(Mg2＋)
(3)HSO＋H＋===SO2↑＋H2O NH4HSO3
(4)N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O 增大
(5)①Mg(OH)2
②Mg3N2＋8HNO3===3Mg(NO3)2＋2NH4NO3
③3.01×1024
解析：C的单质在常温下呈气态，C原子最外层电子数是电子层数的3倍，且C和E为短周期同主族元素，可知C为O、E为S；由A、B、C、D、E的原子序数依次增大，且A、B、C的单质在常温下都呈气态，且结合题给表格数据，得3G＋T===2W，由此可知，G为H2，T为N2，W为NH3，则A为H，B为N；又由1 mol DHx与足量H2O反应生成2 mol H2，可知D为金属元素，根据反应DHx＋xH2O===D(OH)x＋xH2↑，可知x＝2，DHx中D显＋2价，且五种元素的原子序数依次增大，则D为Mg。(1)H、N、O组成的既含离子键又含共价键的化合物有NH4NO3、NH4NO2等。(2)离子半径：r(S2－)＞r(N3－)＞r(O2－)＞r(Mg2＋)。(3)“有刺激性气味的气体”为NH3或SO2，又因为是由H、N、O、S四种元素组成化合物且溶液显酸性，故气体为SO2，可以推知两种化合物是NH4HSO3和NH4HSO4，反应的离子方程式为HSO＋H＋===SO2↑＋H2O；NH4HSO3具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(4)电池放电时总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，N2H4被氧化，负极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O；正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，溶液碱性增强，即pH增大。(5)根据题图信息可知，F为NO2，K为NO；结合氨的催化氧化反应可知，W为NH3，乙为O2，甲为H2O；由题图中的物质是H、N、O、Mg、S五种元素中的四种组成的这一限制条件可知，X为Mg3N2，Y为Mg(OH)2，Z为MgO。①氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，则Y是Mg(OH)2，W为NH3，其电子式为。②氮化镁与足量HNO3溶液反应生成硝酸镁和硝酸铵，化学方程式为Mg3N2＋8HNO3===3Mg(NO3)2＋2NH4NO3。③4NH3＋5O24NO＋6H2O,1 mol NH3完全反应转移5 mol电子，转移的电子数约为5 mol×6.02×1023 mol－1＝3.01×1024。
