2021届高考化学一轮复习元素周期表作业
考点16 元素周期表
[题组一 基础小题]
1．W、X、Y、Z是四种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数变化如右图。已知W的一种核素的质量数为16，中子数为8；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y元素的最高正价与最低负价之和为4。下列说法不正确的是( )
A．Y单质的熔点高于Z单质
B．对应简单离子半径：Y>Z>W>X
C．化合物XZW、X2W2均既含离子键，又含共价键
D．氧化物对应酸的酸性：Z>Y
答案 D
解析 根据“质量数－中子数＝质子数”得W的质子数为8，则W为O，第ⅥA族元素的最高正价和最低负价之和为4(O除外)，则Y为S，根据Z是比S原子序数大的短周期主族元素知Z为Cl，根据X的原子半径大于Y且和Ne原子序数相差1知X为Na。由S单质常温常压下为固态、Cl2为气态知S的熔点高于Cl2，A正确；根据离子电子层越多半径越大知Cl－、S2－半径大于O2－、Na＋，结合电子层相同时原子序数越大离子半径越小知离子半径大小顺序为S2－>Cl－>O2－>Na＋，B正确；NaClO、Na2O2均含共价键和离子键，C正确；最高价氧化物对应酸的酸性Z>Y，低价态氧化物对应酸的酸性不一定满足Z>Y，D错误。
2．V、W、X、Y是元素周期表中短周期元素，在周期表中的位置关系如下图所示：
Z为第四周期常见元素，该元素是人体血液中血红蛋白的组成金属元素。V的最简单氢化物为甲，W的气态氢化物为乙，甲、乙混合时有白烟生成，甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，W与Z可形成化合物ZW3。下列判断正确的是( )
A．原子半径：X>Y>V>W
B．X、W的质子数之和与最外层电子数之和的比值为2∶1
C．甲、乙混合时所生成的白烟为离子化合物，但其中含有共价键
D．向足量的沸水中滴入含有16.25 g ZW3的溶液可得到0.1 mol Z(OH)3
答案 C
解析 根据V、W的气态氢化物的性质，可以推断甲为NH3，乙为HCl，则V为N，W为Cl，从而可以确定Y为C，X为Al；根据Z是人体血红蛋白中存在的金属元素，则Z为Fe。原子半径：X>W>Y>V，A错误；Al、Cl的质子数之和为30，最外层电子数之和为10，二者之比为3∶1，B错误；白烟为NH4Cl，NH4Cl是离子化合物，其中N、H之间的化学键是共价键，C正确；向沸水中加入FeCl3溶液得到的是Fe(OH)3胶体，该反应为可逆反应，溶液中的Fe3＋不可能完全转化为Fe(OH)3胶体，D错误。
3.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R>Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q
Q>R
D．含T的盐溶液一定显酸性
答案 D
解析 根据元素所处的位置，可猜测T、Q、W为第三周期的元素，其中T所处的周期序数与族序数相等，则T为Al，Q为Si，W为S，R为N。非金属性：N>P>Si，故稳定性：NH3>SiH4，A正确；非金属性：S>Si，故酸性：H2SO4>H2SiO3，B正确；原子半径：Al>Si>N，C正确；NaAlO2溶液显碱性，D错误。
4．A、B、C、D、E是同周期的五种元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物呈碱性且碱性B>A；C和D的气态氢化物的水溶液呈酸性且酸性C>D；五种元素所形成的简单离子中，E的离子半径最小，则它们的原子序数由大到小的顺序是( )
A．CDEAB B．ECDAB C．BAEDC D．BADCE
答案 A
解析 A和B的最高价氧化物对应的水化物呈碱性，推知元素A和B属于金属元素；由于碱性B>A，得知元素B的原子失电子能力强于元素A的原子，所以B的原子序数小于A的原子序数。C和D的气态氢化物的水溶液呈酸性，推知元素C和D属于非金属元素；由于酸性C>D，所以原子序数D小于C。在元素周期表中，在形成简单离子时，金属元素原子失去最外层电子，形成阳离子，阳离子比原子少一层电子；同周期的非金属元素原子得电子形成阴离子，电子层数不变，阴离子半径大于原子半径。因此，五种元素原子所形成的简单离子中，位于该周期中间、能形成阳离子且离子半径最小的元素，其原子序数应在金属元素中的原子序数最大，比非金属元素的原子序数小。
5．根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是( )
A．周期表中第七周期完全排满共有32种元素
B．周期表中共有18列，其中形成化合物种类最多的元素在第14列
C．除过渡元素外周期表中最外层电子数相同的元素都位于同一族中
D．L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
答案 C
解析 根据元素周期表的知识可知第七周期完全排满共有32种元素，A正确；形成化合物种类最多的元素是C元素，位于第ⅣA族(即第14列)，B正确；C项忽视了0族氦元素原子最外层有2个电子，不属于第ⅡA族元素，C错误；L层电子数为奇数的元素位于第二周期第ⅠA、ⅢA、ⅤA、ⅦA族，D正确。
6．下列叙述中正确的是( )
A．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
答案 C
解析 A项中F的最高化合价为0，与族序数不相等；B项中六、七周期所含元素种数均不是18种；D项中H不属于碱金属元素。
7．如图所示原子序数为x的元素R，在周期表中位于A、B、C、D四种元素的中间，A、B、C、D四种元素的原子序数之和为下列数值，其中不可能的是( )
A．4x B．4x＋5
C．4x＋10 D．4x＋14
答案 B
解析 由元素周期表的结构可知，C与R或R与D的原子序数之差可能为8、18、32，即C、D的原子序数之和存在三种情况，2x、2x＋10或2x＋14，而A、B的原子序数之和为2x。故B符合题意。
8.X、Y、Z、W均为短周期元素，若W原子的最外层电子数是其内层电子数的，如图所示。下列说法不正确的是( )
A．X元素的氢化物分子间可以形成氢键
B．Y元素的两种同素异形体常温下都是气体
C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：W>Z
D．阴离子半径从大到小的顺序为X>Y>Z>W
答案 D
解析 X、Y、Z、W分别为N、O、S、Cl，阴离子半径从大到小的顺序是S2－>Cl－>N3－>O2－，D错误。
9．已知aX、bY是元素周期表中除稀有气体外的短周期元素，且a－b＝3，X、Y能形成化合物M，下列说法不正确的是( )
A．若X和Y处于同一周期，则X的原子半径肯定小于Y的原子半径
B．若M属于离子化合物，则该化合物中只存在离子键，且每个原子均达到8电子稳定结构
C．若最外层电子数X>Y>2，则X的非金属性一定比Y的非金属性强
D．若X和Y处于同一周期，且M属于共价化合物，则分子中原子个数比可能为1∶2
答案 B
解析 a－b＝3说明X的原子序数大于Y的原子序数，若二者处于同一周期，由于原子序数越大，原子半径越小，故原子半径：Y>X，A正确；离子化合物Na2O2中既含离子键又含共价键，B错误；若X、Y分别为第三、第二周期元素，且最外层电子数X>Y>2，则不可能存在a－b＝3，故满足最外层电子数X>Y>2且a－b＝3时X、Y只能是同周期元素，而同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，即X的非金属性比Y的强，C正确；若X为F，Y为C，则CF2===CF2分子中C和F原子个数比为1∶2，D正确。
[题组二 高考小题]
10．(2018·江苏高考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层只有一个电子，Z位于元素周期表ⅢA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)
B．由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C．Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
答案 D
解析 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中ⅢA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r(Y)＞r(Z)＞r(W)，A错误；由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B错误；金属性：Na(Y)＞Al(Z)，Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C错误；非金属性：O(X)＞S(W)，X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D正确。
11．(2018·浙江4月选考)
四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示，原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
A．原子半径(r)大小比较：r(X)>r(Y)
B．X和W可形成共价化合物XW3
C．W的非金属性比Z的强，所以W氢化物的沸点比Z的高
D．Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C
解析 同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故r(N)>r(O)，A项正确；根据N和Cl的最外层电子数可推断，N和Cl可形成共价化合物NCl3，B项正确；沸点：HClO2－，D项正确。
12．(2017·全国卷Ⅰ)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期
答案 C
解析 四种主族元素都在短周期，W的简单氢化物可用作制冷剂，则W为N元素。Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为Na元素。一种盐与稀盐酸反应既有黄色沉淀生成也有刺激性气体产生，则该盐为硫代硫酸钠，X为O元素，Z为S元素。非金属性O强于N，所以水的热稳定性强于氨气，A正确；Y的简单离子为Na＋，X的简单离子为O2－，Na＋与O2－具有相同的电子层结构，B正确；硫化钠溶液水解显碱性，不能使蓝色石蕊试纸变红，C错误；O元素与S元素属于同一主族(第ⅥA族)，S元素与Na元素都在第三周期，D正确。
13．(2017·全国卷Ⅲ)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，
这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
A．氢化物沸点：WW
C．化合物熔点：Y2X3S，热稳定性：HF>H2S，C错误；原子半径：r(F)Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
答案 A
解析 从元素周期表的局部图可知为第二、三周期元素，W为第三周期元素，其原子的质子数是其最外层电子数的三倍，故W是P元素，据此推出X、Y、Z分别是N、O、Si元素。根据四种元素在周期表中的位置关系，原子半径：Z>W>X>Y，A错误；非金属性O>N>P>Si(Y>X>W>Z)，最高价氧化物的水化物酸性HNO3>H3PO4>H2SiO3，氢化物的稳定性H2O>NH3>PH3>SiH4，B、C正确；主族元素除O、F外，最高化合价数等于主族序数，D正确。
17．(2015·广东高考)(双选)甲～庚等元素在周期表中的相对位置如右表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是( )
A．丙与戊的原子序数相差28
B．气态氢化物的稳定性：庚<己<戊
C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应
D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
答案 AD
解析 有强脱水性的物质为浓硫酸，则己为S，由周期表的结构推知，丙为B，庚为F，丁为Si，戊为As，甲、丁位于同一周期，且甲的最外层与最内层的电子数相同，则甲为Mg，乙为Ca。B的原子序数为5，戊的原子序数为33，两者原子序数相差28，A正确；非金属性：F>S>As，所以氢化物的稳定性：HF>H2S>AsH3，B错误；Mg在常温下与水几乎不反应，C错误；SiO2是光导纤维的主要成分，D正确。
18．(2015·山东高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是( )
A．原子半径：XZ
C．Z、W均可与Mg形成离子化合物
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W
答案 C
解析 设Z的原子序数为n，则Y、W的原子序数分别为n－1和n＋9，由于Y、W的原子序数之和是Z的3倍，则n－1＋n＋9＝3n，解得n＝8，则X、Y、Z、W分别为Si、N、O、Cl。元素原子半径：Si>N>O，故A错误；非金属性：O>Si，则气态氢化物的稳定性：H2O>SiH4，B错误；O、Cl分别与Mg形成MgO、MgCl2，二者均是离子化合物，C正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>HNO3，D错误。
[题组三 模拟小题]
19．(2018·福建调研)如果将前18号元素按原子序数递增的顺序排列，可形成如图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”
代表一种元素，其中①代表氢元素。下列说法不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的稳定性③比⑦弱
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性⑥比⑦弱
C．金属性②比⑤弱
D．原子半径③比④大
答案 A
解析 由题图可知①～⑦分别代表氢、铍、碳、氧、钠、铝、硅元素。根据元素周期律，碳的非金属性比硅的强，故最简单气态氢化物的稳定性CH4比SiH4强，A项错误；铝为金属元素，硅为非金属元素，故最高价氧化物对应的水化物的酸性Al(OH)3比H2SiO3弱，B项正确；钠在元素周期表中位于铍的左下角，金属性钠比铍强，C项正确；碳和氧在元素周期表中处于同一周期，碳在氧的左侧，原子半径碳大于氧，D项正确。
20．(2018·广东测评)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．X、W两种元素在自然界中都有相应的单质存在
B．Y、Q分别与活泼金属元素形成的化合物中仅含离子键
C．Y、Z分别形成的简单离子中，前者的半径较大
D．X、Z的最高价氧化物对应的水化物之间容易发生反应
答案 C
解析 由图可得X、Y、Z、W、Q对应元素分别为C、O、Al、Si、Cl。A项，自然界里碳有游离态和化合态两种，硅在自然界中无游离态，主要以含氧化合物的形式存在，错误；B项，Na2O2中既有离子键又有共价键，错误；C项，Y、Z分别形成的简单离子为O2－、Al3＋，而O2－、Al3＋均为10个电子的离子，核电荷数越多则离子半径越小，即半径：O2－>Al3＋，正确；D项，Al(OH)3为两性氢氧化物，可与强的酸或碱反应，不与碳酸反应，错误。
21．(2018·辽宁两市联考)2017年5月中国科学院等联合公布了113号、115号、117号、118号这4种新元素的中文名称，分别为 (nǐ)、镆(mò)、(tián)、(ào)。下列有关说法正确的是( )
A．115号元素在周期表中的位置是第七周期ⅤB族
B．这四种元素都是主族元素
C．118号元素在通常情况下呈气态，其余三种为固态
D．117号元素Ts位于金属非金属分界线上，可能是半导体，与它同族的上一周期元素的原子序数为99
答案 C
解析 115号元素原子结构示意图是
，在周期表中的位置是第七周期ⅤA族，故A项错误；由115号元素位置可以推断118号元素为0族，其余三种元素都是主族元素，故B项错误；结合同族元素性质递变规律可知，118号元素在通常情况下呈气态，其余三种为固态，故C项正确；因为117号元素Ts位于第ⅦA族，与它同族的上一周期元素的原子序数为85，故D项错误。
[题组一 基础大题]
22．如下图所示，虚线框中每一列、每一行分别对应元素周期表中的一列和一行，但它的列数和行数都多于元素周期表。
(1)请在下面的虚线框中用实线画出周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属元素与非金属元素的分界线。要求：左上角第一个小格是第一周期第ⅠA族元素。
(2)X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X、Y既不同主族、也不同周期。
X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高化合价与最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。请在上表中将X、Y、Z、M、N五种元素的元素符号填写在相应的位置。
(3)上题中，Y与Z相比，非金属性较强的元素是________(填元素符号)，写出一个可证明该结论的反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。
(4)化合物NY4中的化学键类型是__________，用电子式表示NY4的形成过程：_____________________________________________________________________。
答案 (1)、(2)见下图
(3)Cl S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－(或H2S＋Cl2===S↓＋2H＋＋2Cl－)
(4)共价键
解析 (2)易判断X是O，则Z是S。根据化合价判断出Y是Cl。短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素是Si，故N是Si。M与O、Cl既不同主族，也不同周期，则M为H。
(3)根据元素周期律可知Cl的非金属性强于S。可通过氯气置换出硫的反应来验证。
(4)Si与Cl都是非金属元素，二者形成的化学键属于共价键。
[题组二 高考大题]
23．(2016·天津高考节选)下表为元素周期表的一部分。
回答下列问题：
(1)Z元素在周期表中的位置为________________。
(2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号)________。
(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是________。
a．Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
b．在氧化还原反应中，1 mol Y单质比1 mol S得电子多
c．Y和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
(4)X与Z两元素的单质反应生成1 mol X的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式：__________________________________。
(5)碳与镁形成的1 mol化合物Q与水反应，生成2 mol Mg(OH)2和1 mol 烃，该烃分子中碳氢质量比为9∶1，烃的电子式为____________。Q与水反应的化学方程式为____________________________________。
答案 (1)第三周期第ⅦA族
(2)Si
(3)ac
(4)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·mol－1
Mg2C3＋4H2O===2Mg(OH)2＋C3H4↑
解析 根据各元素在周期表中的位置不难推出X为硅元素，Y为氧元素，Z为氯元素。
(3)Y单质与H2S溶液反应的化学方程式为O2＋2H2S===2S↓＋2H2O，根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，O2的氧化性大于S，故O元素的非金属性比S元素的非金属性强，a正确；氧化性的强弱与氧化剂得电子的多少无关，而与得电子的难易程度有关，b错误；H2O比H2S的热分解温度高，说明H2O比H2S的稳定性强，从而可知O元素比S元素的非金属性强，c正确。
(4)Si和Cl2反应生成SiCl4，SiCl4的熔点为－69 ℃，沸点为58 ℃，
说明室温下SiCl4为液体，生成1 mol液态SiCl4放热687 kJ，据此可写出反应的热化学方程式。
(5)m(C)∶m(H)＝9∶1，则n(C)∶n(H)＝∶＝3∶4；设化合物Q的化学式为Mg2Cx，则其与水反应的化学方程式为Mg2Cx＋4H2O===2Mg(OH)2＋(C3H4)n，由此可得n＝1，x＝3，所以烃的分子式为C3H4，为丙炔，其电子式为。
[题组三 模拟大题]
24．(2019·河南商丘联考)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
(1)元素⑦的原子结构示意图为____________。
(2)元素②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是________________(填化学式)。
(3)元素①、④、⑤、⑨中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的化合物，写出其中一种化合物的化学式：______________。
(4)写出元素③的气态氢化物与其最高价含氧酸反应的化学方程式：__________________________，写出元素②的单质与元素⑧最高价含氧酸浓溶液反应的化学方程式：__________________________________。
(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为____________________________。
答案 (1)
(2)HNO3>H2CO3>H2SiO3
(3)NaOH(或NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等)
(4)HNO3＋NH3===NH4NO3 C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(5)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
解析 由元素在周期表中的位置可知①是H，②是C，③是N，④是O，⑤是Na，⑥是Al，⑦是Si，⑧是S，⑨是Cl。
(1)元素⑦的原子序数是14，原子结构示意图为。
(2)非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性N>C>Si，则元素②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是HNO3>H2CO3>H2SiO3。
(3)元素①、④、⑤、⑨中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的化合物，例如NaOH、NaClO、NaClO2、NaClO3或NaClO4等。
(4)元素③的气态氢化物氨气与其最高价含氧酸硝酸反应的化学方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3，元素②的单质与元素⑧最高价含氧酸的浓溶液反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生如图转化的反应，其中M是仅含非金属的盐，所以一定是铵盐；Z分解得到N，N可以转化为⑥的单质；根据周期表的结构判断⑥是铝元素，可知N是氧化铝，电解生成金属铝，Z是氢氧化铝，受热分解生成氧化铝，所以X溶液与Y溶液反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
