第四章 物质结构元素周期律（章末综合检测）-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）

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第四章　物质结构　元素周期律章末综合检测
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共14×3=42分）
1．（2022·山东高三三模）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子核外电子仅占据5个原子轨道且有3个未成对电子，Y在周期表中位于ⅢA族，Z与X属于同一主族，基态W原子的核外有1个未成对电子。下列说法错误的是
A．原子半径：Y＞Z＞W
B．最高价含氧酸的酸性：W＞X＞Z
C．简单氢化物的还原性：X＞Z
D．X、Y、Z均可与W形成共价化合物
【答案】C
【解析】基态X原子核外电子仅占据5个原子轨道且有3个未成对电子，则其核外电子排布式为1s22s22p3，为N元素；Z与X属于同一主族，则Z为P元素；Y在周期表中位于ⅢA族，且原子序数大于N，则Y为Al元素；基态W原子的核外有1个未成对电子，且原子序数大于P，则W为Cl元素。
A项：同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以半径Al＞P＞Cl，即Y＞Z＞W，A正确；
B项：非金属性越强最高价含氧酸的酸性酸性越强，非金属性：Cl(W)＞N(X)＞P(Z)，所以最高价含氧酸的酸性：W＞X＞Z，B正确；
C项：非金属性越强单质的氧化性越强，简单氢化物的还原性越弱，非金属性：N(X)＞P(Z)，则简单氢化物的还原性：Z＞X，C错误；
D项：N可以和Cl形成共价化学物NCl3，Al可以和Cl形成共价化合物AlCl3，P可以和Cl形成共价化合物PCl3、PCl5，D正确；
综上所述答案为C。
2．（2021·河北高考试题）用中子轰击X原子产生α粒子(即氦核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液
B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物
D．6Y和7Y互为同素异形体
【答案】A
【解析】根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素，据此分析解答。
A项：为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹，以中和碱液，A正确；
B项：Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；
C项：X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；
D项：和两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；
故选A。
3．（2022·四川高三三模）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素；Z的原子序数为X的2倍；X、Y、Z形成化合物Y2Z2X3，它与稀硫酸反应为Y2Z2X3＋H2SO4=Y2SO4＋ZX2↑＋Z↓＋H2O。下列叙述正确的是
A．X、Y、Z的简单离子半径：Z＞Y＞X B．X、Y的氢化物沸点：Y＞X
C．Z、W氧化物的水化物酸性：W＞Z D．Y2Z2X3为只含离子键的化合物
【答案】B
【解析】
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素；Z的原子序数为X的2倍，X为O元素，Z为S元素，W原子序数比S大，W为Cl元素；X、Y、Z形成化合物Y2Z2X3，Y介于O和S之间，显+1价，Y为Na元素，它与稀硫酸反应为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。
A项： 电子层结构相同的离子，核电荷大的半径小，O2-＞Na+，X、Y、Z的简单离子半径：Z＞X＞Y，故A错误；
B项： 水是分子晶体，NaH是离子晶体，X、Y的氢化物沸点：Y＞X，故B正确；
C项： Z、W最高价氧化物的水化物酸性：W＞Z，HClO4 ＞H2SO4，故C错误；
D项： Na2S2O3中含有离子键和共价键，故D错误；
故选B。
4．（2022·四川高三三模）W、X、Y、Z为原子序数依次增大，且分属于三个不同周期的短周期元素，X、Y同周期。X、Y、Z可形成一种无色剧毒气体(结构如图所示)，下列说法错误的是

A．X、Y、Z形成的简单氢化物中Y的氢化物熔沸点最高
B．Z元素形成的含氧酸均为强酸
C．W与X、Y均能形成至少2种二元化合物
D．原子半径X大于Y
【答案】B
【解析】
四种元素分属于三个不同周期的短周期元素，且W的原子序数最小，所以W为H元素，X、Y同周期，X可以和Y形成双键，X共可以形成4个共价键，则X为C元素，Y为O元素，Z可以形成一个共价键，且为第三周期元素，则Z为Cl元素。
A项：X、Y、Z形成的简单氢化物分别为CH4、H2O、HCl，H2O分子间存在氢键，熔沸点最高，A正确；
B项：Cl元素形成的含氧酸不一定为强酸，如HClO为一元弱酸，B错误；
C项：H与C元素可以形成甲烷、乙烷等多种烃类，H与O可以形成H2O、H2O2等二元化合物，C正确；
D项：同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以原子半径C＞O，D正确；
综上所述答案为B。
5．（2022·山西晋中市·高三三模）寿山石是中华瑰宝，传统“四大印章石”之一，品种达数＋种之多。某地采掘的寿山石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，化学式为X2Y4Z10(ZW)2。已知X、Y、Z、W均为短周期元素，X元素原子的最外层电子数等于其电子层数，且其单质能与强碱反应生成W2，YW4与W2Z2含有相同的电子数。下列说法错误的是
A．原子半径：X＞Y＞Z＞W B．X的氧化物可用作冶炼单质X的原料
C．Y元素主要以游离态存在于自然界 D．常温、常压下，Z和W形成的常见化合物均为液体
【答案】C
【解析】
某地采掘的寿山石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，化学式为X2Y4Z10(ZW)2。已知X、Y、Z、W均为短周期元素，X元素原子的最外层电子数等于其电子层数，则X为Al，且其单质能与强碱反应生成W2，则W为H，YW4与W2Z2含有相同的电子数，根据Y、Z在化合物中的成键可推出Y、Z分别是Si、O。
A项： 同周期从左到右原子半径减小，同主族从上而下原子半径依次增大，故原子半径：X＞Y＞Z＞W，选项A正确；
B项：X的氧化物Al2O3可用作冶炼单质X的原料，电解熔融氧化铝制取铝，选项B正确 ；
C项：Si元素在自然界主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，选项C错误；
D项：常温、常压下，Z和W形成的常见化合物H2O、H2O2均为液体，选项D正确；
答案选C。
6．（2021·江苏扬州市·高三模拟）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中X、W同主族，元素X的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素W基态原子的3p轨道上有4个电子，Y是短周期中金属性最强的元素，Z是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)
B．元素Z、W的最高价氧化物对应的水化物能发生反应
C．元素Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的强
D．元素W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【答案】B
【解析】
元素X的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，则X为O元素，元素W基态原子的3p轨道上有4个电子，则其核外电子排布为[Ne]3s23p4，为S元素；Y是短周期中金属性最强的元素，则为Na元素；Z是地壳中含量最多的金属元素，则为Al元素。
A项：电子层数越多原子半径越大，电子层数相同核电荷数越小半径越大，所以原子半径Na＞Al＞S＞O，即r(Y)＞r(Z)＞r(W)＞r(X)，A错误；
B项：元素Z、W的最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3和H2SO4，二者能发生中和反应，B正确；
C项：金属性Na(Y)＞Al(Z)，所以Na的最高价氧化物对应水化物的碱性比Al强，C错误；
D项：非金属性O(X)＞S(W)，则简单气态氢化物的稳定性H2O＞H2S，D错误；
综上所述答案为B。
7．（2021·全国高考甲卷试题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是
A．原子半径：
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
【答案】D
【解析】W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A项：电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减弱，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B项：W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C项：Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D项：W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
8．（2022·江西南昌市·高三二模）是原子序数依次增大的短周期元素，它们组成的化合物结构如图所示．其中只有位于同一周期，下列说法正确的是

A．最高正价： B．由三种元素能组成多种化合物
C．Y的氧化物对应的水化物均为强酸 D．可以用来检验
【答案】B
【解析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，它们组成的化合物结构如图所示，W有一根价键，说明W为H，X有四根价键，说明X为C，Y有三根价键，说明Y为N，其中只有X、Y位于同一周期，Z有两根价键，说明Z为S。
A项：短周期元素中，主族序数=原子最外层电子数，最高正价等于主族序数（氧、氟除外），所以最高正价：Z＞Y＞X＞W，故A错误；
B项：由H、C、N三种元素能组成多种化合物，比如HCN、CH3NH2、CH3CH2NH2等，故B正确；
C项：Y(N)的最高价氧化物对应的水化物为强酸，而其他氧化物对应的水化物可能为弱酸，比如亚硝酸，故C错误；
D项：ZXY－(SCN－)可以用来检验Fe3+，不能用于检验Fe2+，故D错误。
综上所述，答案为B。
9．（2022·山东高三二模）四种元素中，基态X原子核外电子的M层中只有两对成对电子，基态Y原子核外电子的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，T在元素周期表各元素中电负性最大。下列说法错误的是
A．元素的原子半径：
B．T的氢化物的水溶液中存在的氢键类型有2种
C．的最简单气态氢化物的沸点逐渐降低
D．分子的空间构型为平面三角形
【答案】B
【解析】
基态X原子核外电子的M层中只有两对成对电子，则其M层电子排布应为3s23p4，为S元素；基态Y原子核外电子的L层电子数是K层的两倍，则其核外电子层排布为2、4，为C元素；Z是地壳内含量最高的元素，即O元素；T在元素周期表各元素中电负性最大，则为F元素。
A项：电子层数越多原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小半径越大，所以原子半径S＞C＞O＞F，即X＞Y＞Z＞T，A正确；
B项：T为F元素，其氢化物为HF，水溶液中存在氟－水中的氢、氟－氟化氢中的氢、氧－水中的氢、氧－氟化氢中的氢，共4种氢键，B错误；
C项：Z、X、Y的最简单气态氢化物分别为H2O、H2S、CH4，H2O分子间存在氢键，沸点最高，H2S的相对分子质量大于CH4，且为极性分子，所以沸点高于CH4，C正确；
D项：XZ3即SO3，中心原子价层电子对数为=3，不含孤对电子，所以空间构型为平面三角形，D正确；
综上所述答案为B。
10．（2022·江西新余市·高三二模）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W同主族，X和Z的质子数之和为Y和W的质子数之和的一半。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，甲和丁的组成元素相同且常温下均为液体，其中含甲3%的溶液是医院常用的一种消毒剂，化合物N是具有漂白性的气体。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物及部分反应条件省略)。下列说法错误的是

A．图中催化剂在一定条件下与铝粉混合可能发生铝热反应
B．由Y与Z元素形成的某常见化合物中，阴、阳离子个数比为1:2
C．沸点：丁>丙，是因为丁分子间存在氢键
D．丙与N能发生氧化还原反应，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】D
【解析】
甲和丁的组成元素相同且常温下均为液体，其中含甲3%的溶液是医院常用的一种消毒剂，可推测甲是H2O2,丁是H2O，化合物N是具有漂白性的气体，可推测其是SO2，根据物质间的转化关系则可推测M是氧气，丙是H2S，则乙是硫化物。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，故X、Y、Z、W四种元素中，由于X的原子序数最小，则X是H元素，Y与W同主族，则Y是氧元素，W是S元素，X和Z的质子数之和为Y和W的质子数之和的一半，则Z是Na元素，则乙是Na2S，据此分析解答。
A项：经分析甲是H2O2，能使H2O2分解的催化剂种类很多，MnO2就是其中之一，MnO2在一定条件下与铝粉混合就能发生铝热反应，故A正确；
B项：经分析Y是O元素，Z是Na，Y与Z元素形成的某常见化合物是Na2O， 其阴、阳离子个数比为1:2，故B正确；
C项：经分析丁是H2O，丙是H2S，沸点：H2O>H2S，是因为H2O分子间存在氢键，故C正确；
D项：经分析丙H2S， N是SO2，H2S与SO2反应的化学方程式是2H2S+ SO2=3S↓+2H2O，根据化学方程式中元素化合价变化情况，可知H2S是还原剂，SO2是氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2，故D错误；
本题答案D。
11．（202·山东高三三模）短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大；X的氢化物种类繁多，其中含氢量最高的为25%；Z和W的基态原子均满足s轨道电子总数和p轨道上的电子总数相等；M是同周期中电负性最大的元素。下列说法错误的是
A．第一电离能：X＜Z＜Y
B．Y的简单氢化物可用作制冷剂
C．X和Z、X和M均可以形成含有极性键的非极性分子
D．W和M的化合物的水溶液中，阳离子与阴离子数目之比等于1：2
【答案】D
【解析】
X的氢化物种类繁多，则X为C元素，其中含氢量最高的为甲烷，甲烷中氢元素质量分数为×100%=25%，Z和W的基态原子均满足s轨道电子总数和p轨道上的电子总数相等，且原子序数大于C元素，而Z和W均是短周期元素，因此Z和W的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p4、1s22s22p63s2，因此Z为O元素，W为Mg元素，Y的原子序数大于C小于O，则Y为N，M原子序数大于Mg且为短周期主族元素，M是同周期中电负性最大的元素，同周期主族元素从左至右电负性逐渐增大，所以M为Cl元素。
由上述分析可知，X为C、Y为N、Z为O、W为Mg、M为Cl。
A项：C、N、O元素位于同一周期，从左至右基态原子的第一电离能有逐渐增大的趋势，而N元素最外层电子中2p轨道半充满，相较于O原子更难失去第一个电子，因此第一电离能：N＞O＞C，故A正确；
B项：NH3的沸点较低而容易汽化，汽化过程会吸收能量，因此液氨可用作制冷剂，故B正确；
C项：C元素和O元素形成的CO2分子中均含有极性共价键(C-O)，C元素与Cl元素形成的CCl4分子中含有极性共价键(C-Cl)，二氧化碳和四氯化碳均为非极性分子，故C正确；
D项：MgCl2为易溶强酸弱碱盐，在水中完全电离，电离出的Mg2+会发生水解而被消耗，1个Mg2+水解会生成2个H+，因此溶液中阳离子与阴离子数目之比大于1：2，故D错误；
故答案为D。
12．（2022·江西萍乡市·高三二模）已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图1，且A、B、C、D可形成化合物X如图2，C与E同主族。下列说法错误的是

A．化合物X高温下有较强稳定性
B．A、B、E均可与C形成常见的两种二元化合物
C．简单离子的半径：E>C>D>A
D．简单氢化物的沸点：C>E
【答案】A
【解析】
已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图1，则A位于第一周期，为H元素，B、C位于第二周期，D、E位于第三周期；A、B、C、D可形成化合物X如图2，C与E同主族，D形成+1价阳离子，其原子半径最大，则D为Na；C形成2个共价键，位于ⅥA族，则C为O，E为S元素；B形成4个共价键，则B为C元素。
A项： 化合物X为Na2CO3∙H2O2，高温下易分解，稳定性差，故A错误；
B项： A、B、E均可与C形成常见的两种二元化合物，分别是H2O、H2O2、CO、CO2、SO2、SO3，故B正确；
C项： 电子层越多离子半径越大，则简单离子的半径越大S2->O2-，Na+>H+，电子层结构相同的离子，核电荷越大，半径越小，O2->Na+，所以简单离子的半径：S2->O2->Na+>H+，故C正确；
D项： 水分子间形成氢键，硫化氢分子间不能形成氢键，分子间作用力小，简单氢化物的沸点：C>E，故D正确；故选A。
13．（2022·海南海口市·高三三模）五种主族元素在周期表中的位置如图所示。L的单质在常温常压下呈液态，且保存时需要用水液封。下列推断正确的是
X
Y

Z
T




L
A．原子半径：XS；钠能与冷水反应，Mg与热水反应，因此Na的金属性强于Mg，Mg与盐酸反应剧烈，Al与盐酸反应不剧烈，说明Mg的金属性强于Al，因此Na、Mg、Al的金属性依次减弱；非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性增强，即非金属性：S>Si，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，即Cl的非金属性强于S，因此Si、S、Cl的非金属性依次增强。
18．（2022·上海高三二模）（20分）氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子，它们的离子半径最小的是___________(填离子符号)，硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物，常温下CO2为气体，SiO2为高熔点固体。请分析原因：___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“”或“=”，下同)；酸性：HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱：___________。
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化，这利用了SO2 的___________性。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。

已知NaHSO3溶液呈酸性，而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO)(选填“”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水，写该反应方程式________________。
【答案】（每空2分）(1)F- 第三周期第ⅣA族 CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，共价键的强度大于分子间作用力
(2)＜ ＞ Cl2+S2-=S↓+2Cl- 还原
(3)③ ＜
(4)5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O
【解析】(1)O2-、F-、N3-的核外电子层数相同，F-的核电荷数最小，半径最小；Si为14号元素，位于第三周期第ⅣA族；CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，共价键的强度远大于分子间作用力，常温下CO2为气体，SiO2为高熔点固体；
(2)同周期主族元素自左至右非金属性增强，所以非金属性S＜Cl，则热稳定性H2S＜HCl，酸性HClO4＞H2SO4；非金属性越强，单质的氧化性更强，根据反应Cl2+S2-=S↓+2Cl-可知氧化性Cl2＞S，则非金属性Cl＞S；
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化，利用了SO2的还原性；
H2S水溶液中存在H2S的电离而显酸性，起始pH＜7，将SO2气体通入H2S水溶液中时先发生2H2S+SO2= S↓+H2O，该过程中H2S的浓度不断减小，酸性减弱，pH增大，当完全反应发生SO2+H2O=H2SO3，H2SO3电离使溶液酸性增强，pH减小，当SO2不再溶解后，pH不变，H2SO3的酸性强于H2S的，所以最终pH要比初始小，所以图③符合；
HSO的电离使溶液显酸性，HSO的水解使溶液显碱性，而NaHSO3溶液呈酸性，说明电离程度更大，H2SO3由水解产生，SO由水解产生，则c(H2SO3)＜c(SO)；
(4)根据所给反应物和生成物可知该过程中Na2SO3被KIO3氧化生成Na2SO4，KIO3被还原生成I2，根据电子守恒可知Na2SO3和KIO3的系数比应为5:2，再结合元素守恒可得化学方程式为5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O。