高考化学重点专练4 元素周期表和元素周期律解析版.docx

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高考化学重点专练4元素周期表和元素周期律解析版

重点4元素周期表和元素周期律

【命题规律】

原子结构、元素周期表和元素周期律为高考必考内容，试题往往以原子结构或元素化合物性质为突破口进行元素推断，然后综合考察元素周期律、化学键、常见物质的性质等。

试题题型主要为选择题，也有填空题中涉及到，以中等难度为主。

考查的核心素养以宏观辨识与微观探析为主。

【备考建议】

2020年高考备考重点关注利用“位、构、性”关系综合考察元素及其化合物的性质和化学反应原理的相关内容。

从近几年的高考题中可以发现，题干给出的已知条件中不再是单纯的原子结构特征，而是添加了元素化合物的性质，并多以此为突破口。

元素周期表的应用会结合原子结构特征综合考察。

【限时检测】（建议用时：

30分钟）

1.（2019·新课标Ⅰ卷）科学家合成出了一种新化合物（如图所示），其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。

下列叙述正确的是

A.WZ的水溶液呈碱性B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z

C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构

【答案】C

【分析】

由W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知，Z为Cl、X为Si，由化合价代数和为0可知，Y元素化合价为—3价，则Y为P元素；由W的电荷数可知，W为Na元素。

【详解】A项、氯化钠为强酸强碱盐，水溶液呈中性，故A错误；

B项、同周期元素从左到右，非金属性依次增强，则非金属性的强弱顺序为Cl＞S＞P，故B错误；

C项、P元素的最高价氧化物对应水化物为磷酸，磷酸是三元中强酸，故C正确；

D项、新化合物中P元素化合价为—3价，满足8电子稳定结构，故D错误。

故选C。

2.（2018·河北省衡水中学高考模拟）下表为元素周期表的一部分，其中A、C、D、E为短周期元素，最外层电子数之和为23，下列说法正确的是

A.元素A对应的氢化物，常温下一定是气态

B.元素B、E的原子序数相差19

C.与金属钠的反应中，1molC原子和1molE原子得电子数目一定相等

D.A、C、D均可形成18e-分子

【答案】D

【详解】根据周期表的结构，已知A、C、D、E为短周期元素，设C的最外层电子数为x，则这四种元素最外层电子数之和为（x-2）+x+（x+1）+x=23，x=6，所以它们分别为C、O、F、S，则B为As。

A、碳对应的氢化物即烃类，常温下有气体，也有液体和固体，所以A错误；

B、As的原子序数为33，S的原子序数为16，二者相差17，故B错误；

C、与金属钠反应时，1mol氧原子可以得到1mole-生成Na2O2，也可能得到2mole-生成Na2O，而1mol硫原子只能得到2mole-生成Na2S，故C错误；

D、碳、氧、氟可形成C2H6、H2O2和F2的18e-分子，故D正确。

3.（2019·湖北省黄冈中学高考模拟）W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。

Y是短周期中原子半径最大的元素；元素X和Z同族，Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液与W的单质反应，生成两种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体。

下列说法正确的是（）

A.简单离子半径大小为Y＜X＜Z

B.Y和Z的氢化物溶于水，所得溶液均呈酸性

C.W与Z均只有两种的含氧酸

D.工业上电解熔融Y2X制备单质Y

【答案】A

【分析】W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。

依据元素周期律可知，同周期元素中，从左到右原子半径依次减小，同主族元素中，从上到下原子半径依次增大，因Y是短周期中原子半径最大的元素，则Y为Na元素；Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液与W的单质反应，生成两种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，采用逆分析法可知，这两种气体为二氧化碳与二氧化硫酸性气体，则可知Z为S，其最高价氧化物对应的水化物的浓溶液为浓硫酸，可与W的单质（C）反应，因此推出W为C；又X和Z同族，则X为O元素，据此分析作答。

另外要注意氢元素与活泼金属作用时，形成离子化合物，H显-1价。

【详解】由上述分析可知，W、X、Y、Z分别是C、O、Na和S元素，则

A.简单离子的电子层数越多，其对应的半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小，离子半径越大，则简单离子半径大小为Y＜X＜Z，A项正确；

B.氢化钠为离子化合物，溶于水后与水发生反应：

NaH+H2O=NaOH+H2↑，使溶液呈现碱性，B项错误；

C.C元素的含氧酸有碳酸、草酸和乙二酸，S的含氧酸为亚硫酸、硫酸和硫代硫酸等，C项错误；

D.工业上采用电解熔融氯化钠来制备金属钠，而不是Na2O，D项错误；

答案选A。

4.（2019·四川省成都市石室中学高考模拟）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素，q、r、s、h 是这些元素形成的物质，其中h 是离子化合物，q是制太阳能电池的主要原料，s常温下呈气态且其水溶液显碱性，r为二元化合物,其浓溶液在空气中易形成白雾。

下列说法正确的是（）

A.Y 与X属于同一主族,与Z属于同一周期B.单质的沸点：

X>Z

C.常温常压下,W的氧化物为液态D.X的氧化物均能用向上排空气法收集

【答案】C

【解析】试题分析：

W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素，q、r、s、h 是这些元素形成的物质，q是制太阳能电池的主要原料，则q为硅；s常温下呈气态且其水溶液显碱性，则s为氨气；r为二元化合物,其浓溶液在空气中易形成白雾，则r为氯化氢。

所以，W、X、Y、Z分别是H、N、Si、Cl。

h 是离子化合物，则h为氯化铵。

A.Y 与X属于不同的主族，A不正确；

B.氯气易液化，而氮气不易液化，所以单质的沸点X

C.常温常压下，W的氧化物（水或双氧水）为液态，C正确；

D.氮的氧化物中，NO可以与氧气反应，所以不能用排空气法收集，D不正确。

5.（2019·新课标Ⅱ卷）今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。

下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。

下列说法错误的是

A.原子半径：

W

B.常温常压下，Y单质为固态

C.气态氢化物热稳定性：

Z

D.X的最高价氧化物的水化物是强碱

【答案】D

【分析】W、X、Y和Z为短周期主族元素，依据位置关系可以看出，W的族序数比X多2，因主族元素族序数在数值上等于该元素的最高价（除F与O以外），可设X的族序数为a，则W的族序数为a+2，W与X的最高化合价之和为8，则有a+（a+2）=8，解得a=3，故X位于第IIIA族，为Al元素；Y为Si元素，Z为P元素；W为N元素，据此分析作答。

【详解】根据上述分析可知W、X、Y和Z为N、Al、Si和P，则

A.同一周期从左到右元素原子半径依次减小，同一主族从上到下元素原子半径依次增大，则原子半径比较：

N＜Al，A项正确；

B.常温常压下，Si为固体，B项正确；

C.同一主族元素从上到下，元素非金属性依次减弱，气体氢化物的稳定性依次减弱，则气体氢化物的稳定性：

PH3＜NH3，C项正确；

D.X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝，即可以和强酸反应，又可以与强碱反应，属于两性氢氧化物，D项错误。

6.（2019·新课标Ⅲ卷）X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10，X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。

下列叙述正确的是

A.熔点：

X的氧化物比Y的氧化物高

B.热稳定性：

X的氢化物大于Z的氢化物

C.X与Z可形成离子化合物ZX

D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硫酸

【答案】B

【详解】Y的最外层电子数等于X次外层电子数，由于均是主族元素，所以Y的最外层电子数不可能是8个，则X只能是第二周期元素，因此Y的最外层电子数是2个，又因为Y的原子半径大于Z，则Y只能是第三周期的Mg，因此X与Z的最外层电子数是（10－2）/2＝4，则X是C，Z是Si。

A、碳的氧化物形成的分子晶体，Y的氧化物是离子化合物氧化镁，则氧化镁的熔点高于碳的氧化物熔点，A错误；

B、碳元素的非金属性强于硅元素，非金属性越强，氢化物越稳定，则碳的氢化物稳定性强于硅的氢化物稳定性，B正确；

C、C与Si形成的是共价化合物SiC，C错误；

D、单质镁能溶于浓硝酸，单质硅不溶于浓硝酸，D错误。

7.（2019·北京卷）2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。

中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。

铟与铷（37Rb）同周期。

下列说法不正确的是

A.In是第五周期第ⅢA族元素

B.11549In的中子数与电子数的差值为17

C.原子半径：

In>Al

D.碱性：

In（OH）3>RbOH

【答案】D

【详解】A.根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为

，因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族，故A不符合题意；

B.质量数＝质子数+中子数，元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数，因此该原子的质子数=电子数=49，中子数为115-49=66，所以中子数与电子数之差为66-49=17，故B不符合题意；

C.Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族元素的原子，从上到下，电子层数逐渐增多，半径逐渐增大，因此原子半径In＞Al，故C不符合题意；

D.In位于元素周期表第五周期，铷（Rb）位于元素周期表第五周期第IA族，同周期元素，核电荷数越大，金属性越越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越弱，因此碱性：

In（OH）3＜RbOH，故D符合题意。

8.（2019·安徽省六安市第一中学高考模拟）已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素，E为地壳中含量最高的过渡金属元素。

A与D同主族，B与C同周期，且C与D的原子序数之和为20，C单质能与无色无味液体m反应置换出B单质，D单质也能与m反应置换出A单质，A、B、C均能与D形成离子化合物。

下列说法错误的是（）

A.E和B两元素的形成的化合物都为黑色固体

B.B、D形成的离子化合物可能含有共价键

C.D的单质只有还原性，没有氧化性

D.工业上可以用铝热法制取金属E用于野外焊接铁轨

【答案】A

【分析】E为地壳中含量最高的过渡金属元素，E是Fe元素；无色无味液体m是水，钠与水反应生成氢气，F2与水反应生成HF和氧气，A与D同主族，B与C同周期，且C与D的原子序数之和为20，所以A是H元素、B是O元素、C是F元素、D是Na元素。

【详解】A、Fe和O两元素的形成的化合物Fe2O3为红色固体，故A错误；

B.O、Na形成的离子化合物Na2O2中含有共价键，故B正确；

C.金属Na只有还原性，没有氧化性，故C正确；

D.工业上可以用铝与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，故D正确。

9.（2019·黑龙江省大庆一中高考模拟）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W最简单的氢化物常温下为气体，是可燃冰的成分，X是同周期中原子半径最小的元素，W和Y的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，X、Z同主族。

下列有关判断正确的是（）

A.常温下，X、Z

单质与水反应均有弱酸生成

B.W、X、Z的最简单氢化物中，HZ的热稳定性最强

C.Y与Z的化合物YZ3是非电解质

D.W

氢化物的沸点一定低于X的氢化物的沸点

【答案】A

【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W最简单的氢化物是可燃冰的有效成分，即为CH4，则W为C元素；X是同周期中原子半径最小的元素，X不是F就是Cl，因原子序数依次增大，则X为F元素；W和Y的原子核外最外层电子数之和等于X的最外层电子数，则Y为Al元素；X、Z同主族，则Z为Cl元素，据此分析解答。

另外，本题的易错点为D，要注意碳的氢化物是一类物质——烃，随着碳原子数目的增多，烃的熔沸点升高，在烃中有气态、液态的烃，还有固态的烃。

【详解】根据上述分析可知，W为C元素、X为F元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。

A．常温下，X、Z的单质与水的反应分别是2F2+2H2O=4HF+O2、Cl2+H2O=HCl+HClO，HF和HClO都是弱酸，故A正确；

B．F的非金属性最强，则HF最稳定，故B错误；

C.Y与Z的化合物YZ3为AlCl3，氯化铝溶于水能够导电，属于电解质，故C错误；

D.W的氢化物为烃，其中很多为固体，沸点不一定低于HF的沸点，故D错误；

10.（2019·宁夏银川一中高考模拟）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，W的原子中只有1个电子，X2-和Y+离子的电子层结构相同，X与Z同族。

下列叙述正确的是

A.原子半径：

Z>Y>W

B.X的简单氢化物的稳定性比Z的弱

C.Y

氢化物为共价化合物

D.Z的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸

【答案】D

【分析】W的原子中只有1个电子，W是H元素；X2-和Y+离子的电子层结构相同，X是O元素、Y是Na元素；X与Z同族，Z是S元素。

【详解】A.电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小，所以原子半径：

Na＞S＞H，故A错误；

B.非金属性越强，简单氢化物越稳定，稳定性H2O＞H2S，故B错误；

C.NaH是离子化合物，故C错误；

D.S的最高价氧化物对应的水化物是硫酸，属于强酸，故D正确。

11.（2019·山东省济南外国语学校高考模拟）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

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

【答案】C

【解析】根据题中信息可判断x为碳，丙为二氧化硅，在高温条件下碳与硅反应生成w为硅、丁为一氧化碳；y2为氧气，碳与氧气点燃反应生成甲为二氧化碳，z为镁，二氧化碳在镁中点燃反应生成碳和乙为氧化镁。

A.反应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，选项A正确；

B.同周期元素原子从左到右依次减小，同主族元素原子从上而下半径增大，故C、O、Mg、Si四种元素中，O的原子半径最小，选项B正确；

C.Na着火时，不可用二氧化碳扑灭，选项C错误；

D.一定条件下，碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，选项D正确。

答案选C。

12.（2019·陕西省宝鸡市宝鸡中学高考模拟）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。

下列说法正确的是

A.X、Y、Z三种元素可形成离子化合物

B.Y单质的氧化性比Z的强

C.W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱

D.原子半径:

r（X）

【答案】A

【详解】Z是地壳中含有最多的元素，即Z为O，Y、Z处于同一周期且相邻，Y的原子序数小于Z，即Y为N，X为H，W是短周期中金属性最强的元素，依据同周期从左向右，金属性减弱，即W为Na；

A、H、N、O可以形成化合物是NH4NO3，该化合物为离子化合物，故A正确；

B、同周期从左向右非金属性增强，即O的非金属性强于N，故B错误；

C、金属性越强，其最高价氧化物对应水化物碱性越强，Na

金属性为短周期元素中最强，NaOH为强碱，故C错误；

D、原子半径大小顺序是r（Na）>r（N）>r（O）>r（H），故D错误。

13.（2019·山东省德州市高考联考模拟）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。

各元素形成的单质依次为A、B、C、D。

甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，且丙为共价化合物，丁为淡黄色固体。

上述物质的转化关系如图所示，下列说法不正确的是

A.离子半径：

W>X>Y>Z

B.甲、乙、丁均只含有离子键

C.X的简单氢化物的热稳定性比W的强

D.Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物两两皆能反应

【答案】B

【分析】丁为二元淡黄色化合物，确定为Na2O2；丁由单质A和单质B生成，构成A的元素X原子序数小于构成B的元素的原子序数Y，因此A为O2，B为Na；根据高中常涉及的电解反应，确定甲为氧化铝，乙为NaCl，因此C为Al、D为Cl2、丙为AlCl3；

总结：

X为O，Y为Na，Z为Al，W为Cl；甲为Al2O3，乙为NaCl，丙为AlCl3，丁为Na2O2。

【详解】A.电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大吸电子能力越强，则半径越小，因此离子半径：

W>X>Y>Z，故不选A；

B.丁为Na2O2，既含离子键也含共价键，故选B；

C.非金属性越强，气态氢化物越稳定，因此X（O）的简单氢化物的热稳定性比W（Cl）的强，故不选C；

D.Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物依次为NaOH、Al（OH）3、HClO4，由于Al（OH）3为两性氢氧化物，因此两两皆能反应，故不选D。

14.（2019·福建省莆田一中、四中高考模拟）a、b、c、d、e五种短周期元素的原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.简单离子半径：

b>e

B.常温常压下，a与c形成的化合物可能呈固态

C.单质沸点：

c

D.d与e不能存在于同一离子化合物中

【答案】B

【分析】a、b最外层电子数是1，a半径最小、b半径最大，所以a是H元素、b是Na元素；e最外层电子数是6，e半径大于c、d，所以e是S元素；c、d最外层电子数分别是4、5，半径大于e，所以c是C元素、d是N元素。

【详解】A.电子层数越多半径越大，简单离子半径：

S2->Na+，故A错误；

B.常温常压下，H与C形成的化合物可能呈固态，如石蜡是固体，故B正确；

C.单质沸点：

C＞N2，故C错误；

D.S与N能存在于同一离子化合物中，如：

（NH4）2SO4，故D错误。

15.（2019·山东省四校高考联考模拟）主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。

W、X、Y、Z的族序数之和为12；X与Y的电子层数相同；向过量的ZWY溶液中滴入少量硫酸铜溶液，观察到既有黑色沉淀生成又有臭鸡蛋气味的气体放出。

下列说法正确的是

A.原子半径由大到小的顺序为：

r（Z）>r（Y）>r（X）>r（W）

B.氧化物的水化物的酸性：

H2XO3

C.ZWY是离子化合物，其水溶液中只存在电离平衡

D.单质熔点：

X

【答案】B

【详解】向过量的ZWY溶液中滴入少量硫酸铜溶液，观察到既有黑色沉淀生成又有臭鸡蛋气味的气体放出，臭鸡蛋气味的气体为硫化氢，说明为硫氢化钾溶液，则W、Y、Z分别为氢、硫、钾。

W、X、Y、Z的族序数之和为12，X与Y的电子层数相同，X为硅元素。

A.原子半径由大到小的顺序为：

r（Z）>r（X）>r（Y）>r（W），故错误；

B.硅酸为弱酸，亚硫酸为弱酸，但亚硫酸的酸性比碳酸强，碳酸比硅酸强，故酸性顺序H2SiO3

C.硫氢化钾是离子化合物，其完全电离，但其电离出

硫氢根离子既能电离、也能水解，存在电离平衡和水解平衡，故错误；

D.硅形成原子晶体，硫形成分子晶体，所以硅的熔点高于硫，故错误。

16.（2019·四川省成都市石室中学高考模拟）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素，q、r、s、h 是这些元素形成的物质，其中h 是离子化合物，q是制太阳能电池的主要原料，s常温下呈气态且其水溶液显碱性，r为二元化合物,其浓溶液在空气中易形成白雾。

下列说法正确的是（）

A.Y 与X属于同一主族,与Z属于同一周期B.单质的沸点：

X>Z

C.常温常压下,W的氧化物为液态D.X的氧化物均能用向上排空气法收集

【答案】C

【解析】

试题分析：

W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素，q、r、s、h 是这些元素形成的物质，q是制太阳能电池的主要原料，则q为硅；s常温下呈气态且其水溶液显碱性，则s为氨气；r为二元化合物,其浓溶液在空气中易形成白雾，则r为氯化氢。

所以，W、X、Y、Z分别是H、N、Si、Cl。

h 是离子化合物，则h为氯化铵。

A.Y 与X属于不同的主族，A不正确；B.氯气易液化，而氮气不易液化，所以单质的沸点X

本题选C。

17.（2019·天津卷，节选）氮、磷、砷

、锑

、铋

、镆

为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。

回答下列问题：

（1）砷在元素周期表中的位置______。

的中子数为______。

已知：

（

，白磷）＝

（

，黑磷）

；

（

，白磷）＝

（

，红磷）

；由此推知，其中最稳定的磷单质是______。

（2）氮和磷氢化物性质的比较：

热稳定性：

______

（填“＞”“＜”）。

沸点：

______

（填“＞”“＜”），判断依据是______。

（3）

和

与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。

下列对

与

反应产物的推断正确的是______（填序号）。

a．不能与

反应b．含离子键、共价键c．能与水反应

【答案】

（1）第四周期第VA族173黑磷

（2）＞＞

分子间存在氢键

（3）b、c

【详解】

（1）砷元素的原子序数为33，与氮元素、磷元素均位于ⅤA族，最外层有5个电子，则砷在周期表中的位置为第四周期ⅤA族；288115Mc的质量数为288，质子数为115，由由中子数=质量数—中子数可知288115Mc的中子数为288—115=173；将已知转化关系依次编号为①②，由盖斯定律可知，①—②可得P（s，红磷）=P（s，黑磷）△H=△H1—△H2=（—39.3kJ/mol）—（—17.6kJ/mol）=—21.7kJ/mol。

由于放热反应中，反应物总能量大于生成物总能量，则白磷、红磷和黑磷三者能量的大小顺序为白磷＞红磷＞黑磷，能量越高越不稳定，则最稳定的是黑磷，故答案为：

第四周期ⅤA族；173；黑磷；

（2）元素非金属性越强，氢化物的稳定性越强，N元素非金属性强于P元素，则NH3热稳定性强于PH3；N元素非金属性强，原子半径小，N2H4分子间可以形成氢键，增大分子间作用力，而PH3分子间不能形成氢键，则N2H4的沸点高于PH3，故答案为：

＞；＞；N2H4分子间形成氢键；

（3）由题意可知，PH3与NH3性质类似，与HI反应生成反应PH4I，PH4I能与氢氧化钠溶液反应生成PH3，a错误；PH4I为离子化合物，化合物中含有离子键和共价键，b正确；PH4I与NH4I类似，可以发生水解反应，c正确，bc正确。