第四章 物质结构　元素周期律 综合练习 （含解析）

物质结构　元素周期律 综合练习
1. 我国在砷化镓太阳能电池研究方面国际领先。砷(As)和镓(Ga)都是第四周期元素,分别属于第ⅤA族和第ⅢA族。下列说法中,不正确的是 (　)
A.原子半径:Ga>As>P
B.热稳定性:NH3>PH3>AsH3
C.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
D.Ga(OH)3可能是两性氢氧化物
2.四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图J4-1所示,其中Y的气态氢化物的水溶液呈碱性,下列说法正确的是 (　)
图J4-1
A.元素W位于第三周期第ⅤA族
B.非金属性:X>Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
D.Z的最高化合价为+5价
3.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且主族序数满足Y=W+X;Z的最外层电子数比K层电子数多一个,W与Y可形成原子数之比为1∶1的18e-分子。下列说法错误的是 (　)
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.W与X能形成含有非极性键的化合物
C.受到氢键的影响,气态氢化物的稳定性:Y>X
D.W、X、Y三种元素组成的化合物溶于水可能显碱性
4. 短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图J4-2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 (　)
图J4-2
A.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:QC.原子半径:T>Q>R
D.单质T与NaOH溶液不反应
5.现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素 相关信息
X 最外层电子数是核外电子总数的一半
Y 最高化合价和最低化合价之和为零
Z 能形成原子个数比为1∶2和1∶3的两种氧化物
Q 同周期主族元素中原子半径最小
下列说法正确的是 (　)
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间结构为正四面体形
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第五周期且与Q同主族的元素的单质在常温常压下呈液态
6.元素X、Y、Z和Q在元素周期表中的位置如图J4-3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。下列说法不正确的是 (　)
图J4-3
A.原子半径:r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有-4价、+2价、+4价等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物对应的水化物
7.部分短周期主族元素的原子半径与原子序数的关系如图J4-4所示,则下列说法正确的是 (　)
图J4-4
A.M在周期表中的位置:第三周期第ⅤA族
B.Y和N形成的化合物为离子化合物
C.X、N两种元素的气态氢化物的沸点前者较低
D.Y元素和X元素可以形成Y2X2型化合物,阴、阳离子的数目之比为1∶1
8.一种麻醉剂的分子结构如图J4-5所示,其中,X的原子核内只有1个质子,元素Y、Z、W的原子序数依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是 (　)
图J4-5
A.原子半径:Y>W>X
B.气态氢化物的稳定性:Z>Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>E
D.气态氢化物的沸点:Z>E
9.[2022·山东聊城期末] 如图J4-6是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,原子序数a、b、c、d、e所对应的元素分别为A、B、C、D、E,则下列说法正确的是 (　)
图J4-6
A.31D和33D属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性:A>D>E
C.B和C的最高价氧化物对应的水化物不发生反应
D.A和B可形成两种化合物
10.短周期元素W、X、Z、Y、N原子序数依次增大,W与Y原子最外层电子数之和等于X原子最外层电子数,五种元素能组成如图J4-7所示物质,下列说法正确的是 (　)
图J4-7
A.原子半径:WB.含氧酸酸性:N>Y
C.Z、N都能与X形成有漂白性的物质,且漂白原理相似
D.该化合物中所有原子都满足最外层8e-结构
11.下表是元素周期表的一部分,列出了十种元素在周期表中的位置:
　　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
三 ① ③ ④ ⑨
四 ② ⑩
请回答下列问题:
(1)在上述元素中,非金属性最强的是　　　　(填元素名称),原子半径最大的是　　　　(填元素符号),⑧与⑩两者的核电荷数之差是　　　　　　。
(2)①~⑨中元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是　　　　(填物质化学式)。
(3)⑤和⑦可以形成一种温室气体,用电子式表示其形成过程:　 。
(4)表中①和⑦可以形成一种淡黄色物质X,写出X的电子式:　　　　　　　　　　　　,该物质所含化学键类型为　　　　　　　　　,写出X与水反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,0.1 mol X与水反应转移电子数为　　　　。
(5)表中⑥和⑧可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y,Y分子中各原子均达到8电子稳定结构,Y的结构式为　　　　　　　　　。
12.四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y同族,且Y的原子序数是W的2倍;X的原子核外电子层数是其最外层电子数的3倍。回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置为　 。
(2)W、X、Y的简单离子半径由大到小的顺序为　　　　　　　　(用离子符号表示)。
(3)W、X形成的两种化合物的化学式为　　　　　　　　　,其中摩尔质量较大的化合物的电子式为
　　　　　　　　　,该化合物中所含有的化学键的类型为　　　　　　　　　　。
(4)元素Y、Z中非金属性较强的是　　　(用元素符号表示),下列说法能说明这一事实的是　　　。
a.常温时两种元素的单质状态不同
b.气态氢化物的稳定性:Z>Y
c.氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
d.简单离子的还原性:Y>Z
物质结构　元素周期律
1.C　[解析] 同周期主族元素自左而右,原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,所以原子半径Ga>As>P,A正确;同主族元素自上而下非金属性减弱,非金属性N>P>As,非金属性越强,气态氢化物越稳定,则热稳定性:NH3>PH3>AsH3,B正确;同周期主族元素自左而右,非金属性增强,同主族元素自上而下非金属性减弱,则非金属性S>P>As,酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4,C错误;镓(Ga)是第四周期第ⅢA族元素,与Al同族,与Al具有相似性质,氢氧化铝是两性氢氧化物,Ga的金属性虽然比Al强,但Ga(OH)3可能具有两性,D正确。
2.D　[解析] Y的气态氢化物的水溶液呈碱性,则该溶液是氨水,Y是N,结合四种元素在周期表中的相对位置关系推知,X、Z、W分别为C、P、S。W(S)位于第三周期第ⅥA族,A错误;同周期主族元素,从左到右元素的非金属性逐渐增强,则非金属性:C3.C　[解析] W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数比K层电子数多一个,故Z可能为B或Al,W与Y可形成原子数之比为1∶1的18e-分子即H2O2,故W为H,Y为O,Z为Al,主族序数满足Y=W+X,故X 为N 。简单离子半径:X(N3-)>Y(O2-)>Z(Al3+),A正确;W与X能形成H2NNH2,其为含有非极性键的化合物,B正确;氢键影响熔沸点,不影响气态氢化物的稳定性,气态氢化物的稳定性与元素非金属性有关,C错误;W(H)、X(N)、Y(O)三种元素组成的化合物NH3·H2O,溶于水显碱性,D正确。
4.D　[解析] 短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al,根据T在周期表中的相对位置可知,它只能是第三周期的Al,据此可以判断出其他元素如表所示:
R(N)
T(Al) Q(Si) W(S)
氮元素的非金属性比硅元素的强,所以NH3比SiH4稳定,A正确;硫元素的非金属性比硅元素的强,所以H2SO4比H2SiO3的酸性强,B正确;同一周期随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以原子半径:Al>Si>P,同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,则原子半径:P>N,即Al>Si>P>N,C正确;Al既能与酸反应,又能与NaOH溶液反应,D错误。
5.B　[解析] 由题给信息推知,X、Y、Z和Q分别代表Be、C、S、Cl。Be的金属性比Mg弱,常温下Mg与水缓慢反应,故Be不可能与水剧烈反应,A错误;YQ4为CCl4,其空间结构类似于CH4,为正四面体形,B正确;最高价氧化物对应水化物的酸性:H2CO36.C　[解析] 元素Q位于第四周期,则X位于第二周期,Y、Z位于第三周期,设X原子最外层电子数为x,则Y、Z最外层电子数分别为x+2、x+3,又知X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,则有x+x+2+x+3=17,解得x=4,从而推知X是C,Y是S,Z是Cl,Q是As。原子半径:As>S>Cl,A正确;碳元素处于第ⅣA族,有-4价、+2价、+4价等多种价态,B正确;S、Cl的最高价氧化物对应的水化物均是强酸,C错误;H3QO4是H3AsO4,As元素显+5价,则H3AsO4是As的最高价氧化物对应的水化物,D正确。
7.B　[解析] 由题给信息推知,X、Y、Z、M、N分别为O、Na、Al、Si、Cl。M是Si元素,位于周期表中第三周期第ⅣA族,A错误;Na元素和Cl元素形成的化合物是NaCl,属于离子化合物,B正确;H2O形成分子间氢键,HCl只存在范德华力,故沸点:H2O>HCl,C错误;Y2X2是Na2O2,由Na+和构成,阴、阳离子的数目之比为1∶2,D错误。
8.C　[解析] X的原子核内只有1个质子,则X是H;元素Y、Z、W的原子序数依次增大,且均位于X的下一周期,则均位于第二周期,由分子结构可知,Y、Z、W形成共价键数目分别为4个、2个、1个,则Y是C ,Z是O,W是F。元素E的原子比W原子多8个电子,则E是Cl。原子半径:C>F>H,A正确;非金属性:O>C,则稳定性:H2O>CH4,B正确;非金属性:F>Cl,F的非金属性最强,但无最高价含氧酸,C错误;H2O形成分子间氢键,HCl只存在范德华力,故沸点:H2O>HCl,D正确。
9.D　[解析] 由部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图分析可知,A为氧元素,E为硫元素,B为钠元素,C为铝元素,D为磷元素。31D和33D的质子数相同,中子数不同,不是同种核素,二者互为同位素,A错误;A、E、D的非金属性依次减弱,它们的气态氢化物的稳定性也依次减弱,即A>E>D,B错误;B和C的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和Al(OH)3,二者可以反应,C错误;A和B可形成Na2O和Na2O2,D正确。
10.C　[解析] 短周期元素W、X、Z、Y、N原子序数依次增大,题给结构式中Z形成带一个单位正电荷的离子,Z位于第ⅠA族,X可形成2个共价键,位于第ⅥA族,因此X是O,Z是Na;W形成1个共价键,则W为H;由题意可知,Y的最外层电子数是6-1=5,Y是P;N形成一个单键,且原子序数大于P,所以N是Cl。同周期主族元素自左向右原子半径逐渐减小,电子层数越多,原子半径越大,则原子半径:W11.(1)氟　K　26　(2)HClO4
(3)··+··+··:::C:::
(4)Na+[:::]2-Na+　离子键和共价键
2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
6.02×1022
(5)F—NN—F
[解析] 由元素在周期表中的位置,可知①为Na、②为K、③为Mg、④为Al、⑤为C、⑥为N、⑦为O、⑧为F、⑨为Cl、⑩为Br。
(1)元素周期表中,同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,非金属性依次增大;同主族中,从上到下元素原子半径依次增大,非金属性依次减弱,则在上述元素中,非金属性最强的是氟;原子半径最大的是K;⑧为F,⑩为Br,两者同族,相差两个周期,F的原子序数为9,Br的原子序数为35,则两者核电荷数之差为35-9=26。
(2)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,其中F元素与O元素因无最高价,所以无对应的含氧酸,则①~⑨中元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4。
(3)⑤和⑦可以形成一种温室气体为CO2,是分子内含2个碳氧双键的共价化合物,用电子式表示其形成过程为··+··+··:::C:::。
(4)表中①和⑦形成的一种淡黄色物质X为过氧化钠,化合物中既含离子键又含共价键,其电子式为
Na+[:::]2-Na+;过氧化钠与水发生氧化还原反应生成氢氧化钠与氧气,其离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑,该反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,根据关系式2Na2O2~2e-可知,0.1 mol Na2O2与水反应时,转移电子数为6.02×1022。
(5)⑥为N,⑧为F,可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y,Y分子中各原子均达到8电子稳定结构,则该化合物Y为N2F2,根据8电子稳定结构的特点,其结构式应为F—NN—F。
12.(1)第二周期第ⅥA族
(2)S2->O2->Na+
(3)Na2O2、Na2O　 Na+[:::]2-Na+　离子键、共价键
(4)Cl　bd
[解析] 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与Y同族,且Y的原子序数是W的2倍,则W是O,Y是S;X的原子核外电子层数是其最外层电子数的3倍,则X是Na。短周期主族元素Z的原子序数大于Y,则Z是Cl。(2)电子层数越多,离子半径越大;电子层结构相同时,核电荷数越小,离子半径越大,故离子半径:S2->O2->Na+。(3)Na和O形成两种化合物Na2O2、Na2O,Na2O2的摩尔质量较大,含有离子键和共价键。(4)常温下两种元素单质的存在状态与非金属性无关,a错误;气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强,b正确;最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素的非金属性越强,低价氧化物对应水化物则不一定,c错误;简单离子的还原性越强,对应元素的非金属性越弱,d正确。