2021届高考化学一轮复习课时作业15元素周期表元素周期律含解析鲁科版
课时作业15 元素周期表 元素周期律
时间：45分钟
一、选择题
1．(2020·北京朝阳区一模)2019年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列，准确预留了甲、乙两种未知元素的位置，并预测了二者的相对原子质量，部分原始记录如下。下列说法不正确的是( C )
A．元素甲位于现行元素周期表第四周期第ⅢA族
B．原子半径比较：甲>乙>Si
C．元素乙的简单气态氢化物的稳定性强于CH4
D．推测乙可以用作半导体材料
解析：本题通过元素推断，考查元素在周期表中的位置、原子半径比较、简单氢化物稳定性比较等。从示意图可以看出同一行的元素在同一主族，同一列的元素在同一周期，甲元素与B和Al在同一主族，与As在同一周期，则甲位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，为Ga元素，同理，乙元素位于第四周期第ⅣA族，为Ge元素，A项正确；同周期元素从右到左，原子半径逐渐增大，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，所以原子半径：Ga>Ge>Si，B项正确；同主族元素的非金属性从上到下越来越弱，则简单气态氢化物的稳定性越来越弱，元素乙的简单气态氢化物的稳定性弱于CH4，C项错误；乙为Ge元素，其处于非金属和金属元素的交界处，可用作半导体材料，D项正确。
2．(2020·贵州部分重点中学评测)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( D )
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
解析：
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本题考查元素周期律、原子半径、化学键、元素化合物性质等。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。b和c形成的一种化合物Z能造成温室效应，则b和c分别为碳元素和氧元素，Z为二氧化碳；a分别与b、c可形成10电子分子X和Y，则a为氢元素，X和Y分别为甲烷和水；d的氧化物W具有两性，则d为铝元素，W为氧化铝；e为单质T常温下为黄绿色气体，则e为氯元素，T为氯气；a与f同主族且f原子序数大于氯元素，则f为钾元素。同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，故原子半径：f>d>e>b>c，A错误；化合物Z为二氧化碳，只含有极性键，B错误；X与T在光照条件下反应能生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，C错误；电解熔融的W(氧化铝)可以制备d的单质(铝)，D正确。
3．(2020·河南省示范性高中联考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的单质与H2在暗处能化合并发生爆炸，X是同周期中金属性最强的元素，Y原子的最外层电子数等于其电子层数，W和Z原子的最外层电子数相同。下列说法不正确的是( B )
A．最简单氢化物的沸点：Z
X
C．W与X形成的化合物溶于水所得的溶液在常温下pH>7
D．X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应
解析：本题考查元素推断、离子半径大小比较、元素化合物性质等。W的单质与H2在暗处能化合并发生爆炸，则W为F；X是同周期中金属性最强的元素，则X是Na；Y原子的最外层电子数等于其电子层数，则Y是Al；W和Z原子的最外层电子数相同，则Z为Cl。HF分子间能形成氢键，而氯化氢不能，所以沸点：HF>HCl，A正确；Na＋、Al3＋具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：Al3＋Y>X
C．Y的一种氧化物可能与O2反应生成Y的另一种氧化物
D．W可以与某些元素形成二元离子化合物
解析：本题考查元素周期表的结构、元素推断、元素化合物性质等。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，已知W的一种氧化物常温下为液体，是与人类关系最密切的物质，则W为H元素，此氧化物为H2O；X的一种核素可用于测定文物的年代，则X为碳元素；Y位于第三周期，与Z相邻，在常温下，Z的单质是黄绿色气体，此气体为氯气，可知Z为Cl元素，Y为S元素。CH4与过量的Cl2
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在光照条件下发生取代反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、CCl4和HCl，A错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：Cl>S>C，则最高价氧化物的水化物的酸性：Z>Y>X，B正确；SO2在催化作用下，能被氧气氧化为SO3，C正确；H元素可与活泼的金属元素如Na、K、Ca等形成离子化合物，如NaH、KH、CaH2等，D正确。
5．(2020·四川成都一诊)短周期主族元素X、Y、Z、W、R、Q原子序数依次增大。常温下，由这些元素组成的化合物甲、乙、丙、丁的0.1 mol·L－1水溶液pH如下表，丙、丁为二元化合物。甲溶液逐滴滴入丙溶液中，先产生白色沉淀，后沉淀消失；乙由Y、Z、W三种元素组成，其水溶液常用于除油污。下列说法一定正确的是( A )
0.1 mol·L－1水溶液
甲
乙
丙
丁
pH
13
11
5
1
A.W和Q形成的化合物只含有离子键
B．Y和Z的氢化物沸点：Yr(R)>r(Z)
D．Y和Q的氧化物对应水化物的酸性：Q>Y
解析：本题考查元素周期律、粒子半径、氢化物的性质、化学键和元素化合物的性质等。常温下，0.1 mol·L－1甲溶液pH为13，说明甲为一元强碱，则甲为NaOH; 0.1 mol·L－1丁溶液pH为1，且丁为二元化合物，说明丁为一元强酸，则丁为HCl；乙、丙的0.1 mol·L－1水溶液pH分别为11、5，则乙为弱碱性溶液，丙为弱酸性溶液；甲溶液逐滴滴入丙溶液中，先产生白色沉淀，后沉淀消失，则丙溶液中含有铝离子，且丙为二元化合物，则丙为AlCl3；乙由Y、Z、W三种元素组成，其水溶液常用于除油污，可能为Na2CO3溶液。根据上述分析，甲为NaOH，丁为HCl，丙为AlCl3，乙为Na2CO3溶液，涉及6种元素，根据短周期主族元素X、Y、Z、W、R、Q原子序数依次增大，化合物甲、乙、丙、丁由这些元素组成，则X为H，Y为C，Z为O，W为Na，R为Al，Q为Cl。W和Q形成的化合物为氯化钠，只含有离子键，A正确；Y为C，Z为O，C的氢化物有很多种，其氢化物沸点可能高于水也可能低于水，B错误；离子的电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径：r(Q)>r(Z)>r(R)，C错误；Y和Q的氧化物对应水化物可能分别为碳酸和次氯酸，此时酸性：H2CO3>HClO，D错误。
6．(2020·湖北天门、仙桃等八市联考)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示，其中元素Q位于第四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是( A )
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A.原子半径(r)：r(Q)>r(Y)>r(Z)
B．氧化物对应的水化物的酸性：Z>Y
C．XY2和XZ4均含有非极性共价键
D．标准状况下Z的单质状态与Q的相同
解析：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为之和为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项错误。
7．(2020·江西上饶重点中学联考)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大，X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是( B )
A．元素Y、Z、W离子具有相同的电子层结构，其半径依次增大
B．元素Z、W、R的最高价氧化物对应水化物两两之间可以反应
C．元素X与元素Y可以形成两种共价化合物，且这两种化合物只有一种类型的共价键
D．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmYNa＋>Al3＋，故A错误；元素Z、W、R对应最高价氧化物的水化物分别是NaOH、Al(OH)3、H2SO4，氢氧化铝为两性氢氧化物，因此两两之间可以反应，故B正确；元素X和Y形成的化合物是H2O和H2O2；H2O中只含极性键，H2O2
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中含有极性键和非极性键，故C错误；元素Y、R和X形成的化合物分别是H2O、H2S，O的非金属性强于S，则H2O的热稳定性强于H2S，故D错误。
8．(2020·山东淄博实验中学考试)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，它们的原子最外层电子数总和等于Z的原子序数，由这四种元素组成的一种化合物M具有如下性质。下列推断正确的是( B )
A．原子半径：Z>Y>X>W
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>X
C．简单阴离子的还原性：WX(C)>Y(N)>W(H)，A错误；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故最高价氧化物对应的水化物酸性： Y>X，B正确；元素非金属性越弱，其简单阴离子的还原性越强，故简单阴离子的还原性：ZY>Z
B．氢化物的沸点：WNa＋>Mg2＋，故A正确；碳的氢化物(如各种烃)有多种，其沸点可能高于氧的氢化物，故B错误；P为Na2O2，既含有离子键又含有共价键，故C正确；W、X、Y三种元素形成的物质为Na2CO3或Na2C2O4，其水溶液均显碱性，故D正确。
10．(2020·山东济南外国语学校一模)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中Z为金属元素，X、W为同一主族元素。X、Z、W形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙。x、y2、z、w分别为X、Y、Z、W的单质，丁是化合物。其转化关系如图所示，下列判断错误的是( C )
A．反应①、②、③都属于氧化还原反应
B．X、Y、Z、W四种元素中，Y的原子半径最小
C．Na着火时，可用甲扑灭
D．一定条件下，x与甲反应生成丁
解析：本题考查元素周期表、元素周期律及物质的推断。根据题中信息可判断x为碳，丙为二氧化硅，在高温条件下碳与二氧化硅反应生成的w为硅，丁为一氧化碳；y2为氧气，碳与氧气点燃反应生成的甲为二氧化碳，z为镁，镁在二氧化碳中点燃反应生成碳和氧化镁(乙)。①二氧化碳与镁反应、②碳与氧气反应、③碳与二氧化硅反应都属于氧化还原反应，A正确；同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，故C、O、Mg、Si四种元素中，O的原子半径最小，B正确；Na着火时，不可用二氧化碳扑灭，因为过氧化钠可以和二氧化碳反应生成氧气，氧气具有助燃性，C错误；碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，D正确。
11．(2020·安徽安庆五校考试)X、Y、Z、R、W是原子序数递增的五种短周期主族元素，周期数之和为11，其中Y元素最高化合价与最低化合价代数和为2，Z和R可形成R2Z和R2Z2型化合物，R是五种元素中原子半径最大的，Z和W是同族元素。下列说法错误的是( B )
A．简单离子半径：W>Z>R
B．X2Z2的电子式为X＋[]2－X＋
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C．X2Z的沸点比X2W的沸点高
D．Y元素最高价氧化物的水化物浓溶液可以用铝制容器盛装
解析：本题考查元素周期表结构、简单离子半径比较、电子式书写、简单氢化物比较以及金属Al的性质。X、Y、Z、R、W是原子序数递增的五种短周期主族元素，周期数之和为11，其中Y元素最高化合价与最低化合价代数和为2，则Y为N元素，Z和R可形成R2Z和R2Z2型化合物，R是五种元素中原子半径最大的，可知R为Na元素，Z为O元素，Z和W是同族元素，则W为S元素，根据周期数之和为11，可知X为第一周期的H元素。O2－和Na＋的的核外电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，S2－比O2－、Na＋多一个电子层，离子半径最大，则简单离子半径大小顺序为S2－>O2－>Na＋，故A正确；H2O2是共价化合物，其电子式为HH，故B错误；H2O分子间存在氢键，其沸点比H2S的沸点高，故C正确；常温下Al遇浓硝酸发生钝化，则常温下浓硝酸可以用铝制容器盛装，故D正确。
12．X、Y、Z、W是原子序数依次递增的四种短周期元素，其中X与Z同主族，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍，由四种元素形成的某种化合物结构如下图。下列说法错误的是( A )
A．简单离子的氧化性：Z>W
B．原子半径：XNa＋，A项错误；原子半径：HSi>Cl>C(填元素符号)。
②X、Z、W最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱依次是HClO4>H2CO3>H2SiO3(填化学式)。
(3)W同族上一周期元素的单质不能把W元素从其钠盐的水溶液中置换出来，用化学方程式解释：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(4)①家用“管道通”的有效成分是烧碱和Y的单质，使用时需加入一定量的水，此时发生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，写出灭火时发生反应的离子方程式：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
(5)NW3是黄色油状液体，无漂白性，在热水中会发生水解。NW3的电子式为。若取该液体滴入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，试纸先变蓝后褪后。写出NW3在热水中发生水解的化学方程式：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，Z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。
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(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。
15．(2020·黑龙江哈尔滨师大附中月考)A、B、C、D、E、F是分属三个短周期的主族元素，且原子序数依次增大。A、D同主族，B的氢化物水溶液呈碱性，C、E同主族，形成的化合物EC2是形成酸雨的主要物质之一。请用化学用语回答下列问题：
(1)F在元素周期表中的位置为 第三周期第ⅦA族。
(2)常温下，液态的B2A4与气态的BC2发生反应生成无毒物质，16 g B2A4发生反应放热a kJ，该反应的热化学方程式为2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－4a kJ·mol－1。
(3)D2E溶液在空气中长期放置发生反应，生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色，H的电子式为。写出D2E溶液在空气中长期放置生成H的化学方程式：4Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋4Na2S2。H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和无色气体。
(4)化学家发现一种化学式为A4B4的离子化合物，一定条件下1 mol熔融A4B4电离生成两种离子各1 mol，则该物质熔融时的电离方程式为NH4N3(熔融)===NH＋N。
(5)向30 mL某浓度由A、B、C、D中三种元素形成的一元强碱溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1 mol·L－1
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盐酸，产生气体的体积V(CO2)与加入盐酸的体积V[HCl(aq)]的关系有图示两种情况(不计CO2的溶解)。则曲线Y表明M中的溶质为NaHCO3和Na2CO3；原NaOH溶液的物质的量浓度为0.25_mol·L－1；由曲线X、Y可知，两次实验通入的CO2的体积比为3∶10。
解析：本题考查元素周期律和元素周期表、化学方程式等。B的氢化物水溶液显碱性，即B为N；C、E同主族，形成的化合物EC2是形成酸雨的主要物质之一，因此EC2为SO2，E为S，C为O；这6种元素分别属于三个短周期，原子序数依次增大，则A为H；A和D属于同主族，即D为Na，F为Cl。
(1)Cl位于第三周期第ⅦA族。
(2)B2A4是N2H4，BC2是NO2，二者反应生成的无毒物质为N2和H2O,1 mol N2H4发生该反应，放出的热量是32 g× kJ＝2a kJ，因此热化学方程式为2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－4a kJ·mol－1。
(3)D2E为Na2S，生成物之一H与Na2O2的结构和性质相似，H为Na2S2，过氧化钠电子式为Na＋[]2－Na＋，Na2S2的电子式为Na＋[]2－Na＋。根据信息，生成Na2S2的化学方程式为4Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2Na2S2。Na2S2的化学性质与Na2O2相似，与硫酸反应的化学方程式为Na2S2＋H2SO4===S↓＋H2S↑＋Na2SO4，因此现象是溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和无色气体。
(4)A4B4的化学式为H4N4，属于离子化合物，应是铵盐，即NH4N3，其熔融状态下的电离方程式为NH4N3(熔融)===NH＋N。
(5)A、B、C、D中三种元素组成的一元强碱为NaOH，NaOH与CO2反应后溶液中的溶质可能为NaOH和Na2CO3或Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3或NaHCO3，碳酸钠与盐酸反应的化学方程式为Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，因此Y表示的M中含有的溶质为Na2CO3和NaHCO3，当加入75 mL的盐酸时，气体体积达到最大，此时溶液中的溶质为NaCl，根据元素守恒，n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝75×10－3 L×0.1 mol·L－1＝7.5×10－3 mol，c(NaOH)＝ mol·L－1＝0.25 mol·L－1；根据和盐酸的反应情况分析，X对应溶液M的溶质为NaOH、Na2CO3，X对应的溶液吸收CO2的物质的量为(75－60)×10－3 L×0.1 mol·L－1＝1.5×10－3 mol，Y对应的溶液吸收CO2的物质的量为(75－25)×10－3 L×0.1 mol·L－1＝5×10－3 mol，因此两者吸收的CO2的体积比为1.5×10－3∶5×10－3＝3∶10。
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