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陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21元素周期表，元素周期律
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这是一份陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21元素周期表，元素周期律，共15页。试卷主要包含了单选题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。
陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21元素周期表，元素周期律
一、单选题
1．（2023·陕西榆林·统考二模）短周期主族元素Y、Z、R、X的原子半径依次减小，四种元素的原子序数均不超过10，我国科学家利用M制备的有机一金属框架(MO)可以高效快速分离CO2和N2，M的结构式如图所示。下列说法正确的是
A．最简单氢化物的沸点：R > Z> Y
B．R的单质与X2Z不发生反应
C．简单离子半径：Z > R
D．YX3YX2ZX不溶于水
2．（2023·陕西渭南·统考一模）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一种安全、高效合成化合物，其结构简式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素。下列说法正确的是
A．简单离子半径：
B．最简单氢化物的沸点：
C．最高价含氧酸的酸性：
D．常温下可以用铁制容器盛装X的最高价氧化物对应水化物的浓溶液
3．（2023·陕西渭南·统考一模）部分含及物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是
A．对应含氧酸的酸性强弱为： B．工业上通过 来制备
C．久置的水溶液会变小 D．利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染
4．（2023·陕西宝鸡·统考一模）X、Y、Z为原子序数依次增大的主族元素，Y与Z同主族。W为第四周期元素，最外层电子数为1，价层电子数为11，四种元素组成的某蓝色晶体基本结构单元的结构简式如下图所示。下列说法不正确的是
A．原子半径Z>Y>X
B．Y的第一电离能比同周期相邻元素小
C．单质W和Z在加热条件下生成化合物WZ
D．Y的简单氢化物的热稳定性强于Z的简单氢化物
5．（2023·陕西铜川·统考二模）中国科学院研究员研究双层电容器中储能行为时，运用到某种离子化合物结构如图所示。其中X、Y、Z、M、L、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。M、Q同族且两种元素组成的某种阴离子在强酸性溶液环境下可以产生淡黄色沉淀;Y是有机物的基本骨架元素。下列结论正确的是
A．Y的氢化物沸点一定高于Z的氢化物
B．Z的含氧酸不一定属于强酸
C．简单离子半径大小的顺序为： Q>X>M>L
D．L的铵盐溶液能存放在玻璃试剂瓶中
6．（2022·陕西榆林·统考三模）材料是社会进步的阶梯。下列对我国最新科技成果解读错误的是
选项
科技成果
化学解读
A
合成CrCoNi材料
Cr、Co、Ni都是过渡元素
B
开发高效催化剂Ag/SiO2，实现CO2还原制备C1、C2高附加值产品
Ag/SiO2能提高CO2的平衡转化率
C
开发光催化剂，实现水和空气转化为H2O2
该反应的原子利用率为100%
D
北京冬奥会采用绿氢“微火”主火炬，电解水制绿氢
电解水制绿氢时，电能转化为化学能
A．A B．B C．C D．D
7．（2022·陕西西安·模拟预测）石棉属于硅酸盐，一种石棉的组成为XY3Z4W12，组成元素X、Y、Z、W的原子序数≤20，X是构成人体骨骼的重要成分，Y与X同主族；W的一种单质是大气污染物。下列说法错误的是
A．X与Z的氧化物晶体类型相同 B．化合物XW2中含有非极性共价键
C．石棉属于天然纤维 D．最高价氧化物水化物的碱性：X＞Y
8．（2022·陕西咸阳·统考一模）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的。下列说法正确的是
A．0.1mol的YX-中含有0.9NA个电子
B．最高价氧化物对应的水化物碱性：M>Z
C．简单离子半径：Z>M>Y
D．室温下，M可溶于浓NaOH溶液并产生气泡
9．（2022·陕西渭南·统考二模） M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Z的一种单质具有漂白性，X和Y二者原子的最外层电子数之和等于W原子的最外层电子数。由这五种元素组成的化合物结构如图所示(箭头表示共用电子对由W提供)。下列说法正确的是
A．最高价氧化物对应的水化物酸性：
B．M的单质与氧气反应能生成
C．W的氢化物的沸点低于Z的氢化物的沸点
D．X和W组成的化合物，所有原子都满足8电子稳定结构
10．（2021·陕西宝鸡·统考一模）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，的原子核只有1个质子；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期；元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是
A．是一种强酸
B．非金属性：
C．原子半径：
D．中，的化合价为+2价
11．（2021·陕西咸阳·统考三模）MDI广泛应用于聚氨酯弹性体，其结构简式如图，其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，且均小于10。
设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关叙述正确的是
A．元素非金属性：X>Y>Z
B．W、X、Z形成的化合物一定是二元弱酸
C．W与X、Y、Z均可形成至少2种10电子微粒
D．1molMDI中所含X—W键为2NA
12．（2021·陕西安康·统考一模）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的最外层电子数之和为12，Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等，Y是短周期主族元素中原子半径最大的元素。下列说法不正确的是
A．非金属性：W＞X＞Z
B．YW3中既含离子键又含共价键
C．YX、Y2Z的水溶液均呈碱性
D．WX3中各原子均满足8电子稳定结构
13．（2021·陕西商洛·校考一模）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
14．（2021·陕西商洛·校考一模）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物的电子总数为18个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是
A．原子半径：
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．易溶于水，其水溶液呈碱性
D．X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
二、元素或物质推断题
15．（2022·陕西咸阳·统考一模）已知X、Y、Z、M、N、A均为短周期元素形成的常见单质或化合物，其转化关系如图所示(部分产物及条件略去)。
请回答下列问题：
(1)若A、X、Y均为单质，且A元素的主族序数是其周期数的两倍，则A原子的结构示意图为 ，由X生成Y的化学方程式为 。
(2)若X为淡黄色固体，N为空气的成分之一，M为易溶于水的物质，且X与Z的摩尔质量相同，则N的电子式为 ；若X与水反应转移的电子物质的量为3 mol，则得到Z的物质的量为 mol。
(3)若X为二元化合物，所含金属元素原子的最内层电子数等于最外层电子数，常温下M为红棕色气体，则Y+A→Z的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，实验室检验Y气体的常用方法是 。
参考答案：
1．C
【分析】短周期主族元素Y、Z、R、X的原子半径依次减小，四种元素的原子序数均不超过10，通过分析M的结构式可知，Y能形成4个键，即Y为C；Z能形成2个键，即Z为O；R、X均形成1个键，且R、X的原子半径依次减小，说明R为F、X为H；
【详解】A．H2O和HF能形成分子间氢键，使沸点升高且H2O分子形成的氢键数目较多，因此最简单氢化物沸点的顺序为H2O > HF > CH4，A错误；
B．F2能与H2O发生氧化还原反应生成HF和O2，B错误；
C．核外电子排布相同，核电荷数越小，半径越大，简单离子半径顺序为：r(O2-) > r(F-)，C正确；
D．CH3CH2OH能与水以任意比例互溶，D错误；
故选C。
2．D
【分析】X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，Y能形成2个共价键，则Y是O元素、W是S元素；X能形成3个共价键，X是N元素；Z形成1个共价键，Z是F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，简单离子半径，故A错误；
B．H2O分子间形成氢键，所以最简单氢化物的沸点：，故B错误；
C．F元素没有正价，F元素没有含氧酸，故C错误；
D．常温下，铁在浓硝酸中钝化，所以常温下可以用铁制容器盛装浓硝酸，故D正确；
选D。
3．B
【分析】根据元素的化合价和物质类别可推出a、b、c、d、e分别为NH3、N2、NO、NO2和HNO3或硝酸盐；a＇、b＇、c＇、d＇、e＇分别为HCl、Cl2、HClO或次氯酸盐、HClO3或氯酸盐、HClO4或高氯酸盐。
【详解】A．硝酸和高氯酸都是相应元素的最高价酸，最高价酸的酸性和非金属性相关，非金属性越强，最高价酸的酸性越强，非金属性Cl＞N，所以酸性：HClO4＞HNO3，故A合理；
B．工业上制备硝酸，首先发生的是氨的催化氧化，即氨被氧气氧化为NO，然后NO再被氧化为NO2，最后NO2和水反应生成HNO3和NO，NO可以循环使用，即工业上是通过制备硝酸，不经过氮气这一步，故B不合理；
C．氯水中的HClO光照下会分解为强酸盐酸和氧气，所以久置的氯水pH会变小，故C合理；
D．NH3中N为-3价，NO和NO2中N的化合价为正价，NH3和NO或NO2反应时，都可以发生归中反应生成氮气和水，可以用氨还原NO或NO2消除氮氧化物的污染，故D合理；
故选B。
4．C
【详解】根据W为第四周期元素，最外层电子数为1，价层电子数为11，四种元素组成的某蓝色晶体基本结构单元，故W为Cu，X2Y间可形成氢键，结合X2Y结构式X-Y-X，故X为H，Y为O；Z周围有6个共价键，故Z为S。四种元素分别为、、、。
A．电子层越多原子半径越大，S电子层为3，O为2，H为1，故原子半径S>O>H，选项A正确；
B．同周期从左到右第一电离能逐渐增大，但ⅡA与ⅤA族反常，第一电离能ⅡA大于ⅢA，ⅤA大于ⅥA，O相邻元素为N、F，而O位于ⅥA族，故它的第一电离能既比ⅤA族的N小也比ⅦA族的F小，选项B正确；
C．与反应生成的是，选项C不正确；
D．非金属性O>S，Y的简单氢化物H2O的热稳定性强于Z的简单氢化物H2S，选项D正确；
答案选C。
5．B
【分析】X、Y、Z、M、L、Q均为短周期主族元素且原子序数依次增大，其中Y是有机物的基本骨架元素，则Y为C元素；化合物结构中X形成+1价阴离子，且原子序数小于Y(碳)，故X为Li；M、Q同族且化合物结构中M形成2个共价键、Q形成6个共价键，两种元素组成的某种阴离子在强酸性溶液环境下可以产生淡黄色沉淀，该阴离子为S2O，故M为O元素、Q为S元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，故Z为N元素；化合物结构中Y(碳)形成4个共价键，即L形成1个共价键，L的原子序数大于氧、小于硫，故L为F元素。
【详解】A．Y的氢化物为烃类物质，有气态、液态、固态三种状态，固态、液态烃的沸点比NH3高，故A错误；
B．Z为N元素，N的含氧酸有HNO3、HNO2，HNO3是强酸，HNO2是弱酸，故B正确；
C．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，而离子的电子层越多，离子半径越大，故离子半径： S2->O2->F->Li+，故C错误；
D．L的铵盐为NH4F，溶液中F-水解生成HF，HF能与玻璃中的SiO2反应而腐蚀玻璃，故D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．合成CrCoNi材料中涉及的金属元素Cr、Co、Ni属于第四周期的副族元素，因此它们都是过渡元素，A正确；
B．催化剂只能加快化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使化学平衡发生移动，因此催化剂Ag/SiO2不能提高CO2的平衡转化率，B错误；
C．H2O、O2在光催化下发生化合反应产生H2O2，反应物的原子全部变为生成物，因此该反应的原子利用率为100%，C正确；
D．水在电解时产生H2、O2，此时的能量转化形式是电能转化为化学能，D正确；
故合理选项是B。
7．A
【分析】X是构成人体骨骼的重要成分，因此X是Ca，Y与X同主族，且原子序数≤20，Y是Mg，W的一种单质是大气污染物，XY3Z4W12是一种石棉(硅酸盐)，因此W是O，Z是Si，以此解题。
【详解】A．X的氧化物，氧化钙或过氧化钙都是离子晶体，Z的氧化物二氧化硅是原子晶体，A错误；
B．XW2是过氧化钙，其中两个氧原子之间存在非极性共价键，B正确；
C．石棉是天然纤维状的硅质矿物的泛称，属于天然纤维，C正确；
D．X、Y最高价氧化物水化物分别为氢氧化钙和强氧化镁，其碱性是氢氧化钙的碱性大于氢氧化镁的碱性，D正确；
故选A。
8．D
【分析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数，所以X为H，M为Al，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的，所以Y为O，根据化合价代数和为0可知Z为Mg。
【详解】A．YX-为OH-，一个OH-含有十个电子，所以0.1mol的YX-中含有NA个电子，A错误；
B．Mg的金属性比Al强，所以最高价氧化物对应的水化物碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3，即Z> M，B错误；
C．一般而言，电子层数越多，微粒半径越大，电子层数相同时，质子数越多，微粒半径越小，所以简单离子半径：O2->Mg2+>Al3+，即Y>Z>M，C错误；
D．室温下，Al可溶于浓NaOH溶液并产生氢气，有气泡产生，D正确；
答案选D。
9．C
【分析】M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Z为短周期元素，其一种单质具有漂白性，则Z为O；Y的原子序数小于O，且含有4条共价键，则Y为C；X的原子序数小于C，且能形成配位键，则X为B；M原子序数小于B，且能形成阳离子，则M为Li；X和Y二者原子的最外层电子数之和为7，则W原子的最外层电子数为7，则W为F。
【详解】A．X、Y分别为B、C，非金属的非金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物酸性越强，酸性：H2CO3＞H3BO3，A项错误；
B．M的单质为Li，Li与氧气反应能生成Li2O，B项错误；
C．W为F，氢化物为HF，沸点低于水的沸点，C项正确；
D．X和W组成的化合物为BF3，B原子不满足8电子稳定结构，D项错误；
答案选C。
10．C
【分析】题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。
的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素的原子比原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。
据此分析解答。
【详解】A．氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；
B．同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；
C．同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误；
D．OF2中，F为-1价，则O的化合价为+2价，故D正确；
答案选C。
11．C
【分析】根据结构简式中原子成键特点：W形成1个化学键，且是原子序数最小的原子，故推测W为H元素，X形成4个化学键，推测X是C元素，Y形成三个化学键且物质用于聚氨酯故应该是N元素，Z形成2个化学键推测Z元素是O元素，故W、X、Y、Z分别为：H、C、N、O元素。
【详解】A．元素非金属性强弱顺序根据元素所在周期表中的位置进行判断，强弱顺序为；C
C．H与C、N、O可以形成CH4、NH3、H2O三种10电子微粒，故C正确；
D．1molMDI中所含H—C键为10NA，因苯环有8个H—C键，故D不正确；
故选答案C。
【点睛】原子形成共价键一般是达到8电子的稳定结构，根据元素原子最外层电子判断形成的化学键个数，反之可以根据形成的化学键个数判断元素最外层电子数，最外层电子数=8-形成的共价键数。
12．A
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的最外层电子数之和为12，Y是短周期主族元素中原子半径最大的元素。则Y是Na元素，结合原子序数W、X小于Y，及W、X的最外层电子数之和为12，可知W是N元素，X是F元素；Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等，则Z最外层有6个电子，核外电子排布是2、8、6，则Z是S元素。然后结合元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知：W是N，X是F，Y是Na，Z是S元素。
A．同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强；原子核外电子层数越小，元素的非金属性越强，则元素的非金属性F＞N＞S，即非金属性：X＞W＞Z，A错误；
B．W是N，Y是Na，则YW3是NaN3，该化合物是离子化合物，含有离子键；在阴离子中含有共价键，故NaN3中既含离子键又含共价键，B正确；
C．NaF、Na2S都是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，C正确；
D．WX3是NF3，N原子最外层有5个电子，F原子最外层有7个电子，N原子与3个F原子形成3个共价键，使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，D正确；
故合理选项是A。
13．D
【分析】A．根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，据此判断该元素在周期表中的位置；
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，原子的质子数=电子数；
C．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；
D．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；
【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；
综上所述，本题应选D。
【点睛】本题考查原子结构与元素性质，题目难度不大，明确原子结构与元素周期律的关系为解答关键，注意掌握原子构成及表示方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
14．D
【分析】X、Y、Z、M、Q为五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价，则证明该元素为第IVA族元素，又知Y元素与Z、M元素相邻，且与M同族，则在元素周期表位置应为
IVA族
VA族
Y
Z
M
,故推知Y为C元素，Z为N元素，M为Si元素；化合物Z2X4的电子总数为18，则推知，X为H，该化合物为N2H4；Q元素的原子最外层电子总数比次外层电子数少一个电子，推出Q为Cl元素，据此结合元素周期律与物质的结构与性质分析作答。
【详解】根据上述分析可知，X为H、Y为C元素、Z为N元素、M为Si元素、Q为Cl元素，则
A. 同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下原子半径依次增大，则原子半径比较：Z(N)
C. N2H4的结构简式可表示为H2N-NH2，分子中含两个氨基，可与酸反应，具有碱性，且该分子具有极性，与水分子间也存在氢键，根据相似原理可知，N2H4易溶于水，故C正确；
D. X、Z和Q三种元素组成的化合物有很多，不一定都是共价化合物，如氯化铵属于铵盐，为离子化合物，故D错误；
答案选D。
15．(1) 2F2+2H2O=4HF+O2
(2) 3
(3) 5∶4 用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，证明有氨气(或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟，证明有氨气)
【分析】(1)若A、X、Y均为单质，且A元素的主族序数是其周期数的两倍，则A是C，能够与C单质反应的单质是O2，逆推能够与H2O反应产生O2的单质是F2，F2与H2O反应产生HF、O2，O2与C点燃反应产生CO2，CO2与C在加热时反应产生CO，因此X是F2，Y是O2，Z是CO2，M是CO，N是HF，A是C。
(2)若X为淡黄色固体，X能够与水反应，则X是Na2O2，其摩尔质量是78g /mol；Na2O2与H2O反应产生NaOH、O2，由于N为空气的成分之一，所以N是O2，Y是NaOH；NaOH能够连续与A反应，反应产物Z的摩尔质量与Na2O2相同，则Z是Na2S，A是H2S，NaOH与少量H2S反应产生Na2S，Na2S与H2S反应产生易溶于水的NaHS，故X是Na2O2，Y是NaOH，Z是Na2S，M是NaHS，N是O2，A是H2S。
(3)若Y是二元化合物，其所含金属元素原子的最内层电子数与原子的最外层电子数相等，则该金属元素是第IIA元素，在常温下M是红棕色气体，则M是NO2，逆推Z是NO，Y是NH3，A是O2，二元化合物与水反应产生NH3，金属元素是第II主族元素，可知X是Mg3N2，因此X是Mg3N2，Y是NH3，Z是NO，M是NO2，N是Mg(OH)2，A是O2。
（1）
A是C 单质，C原子核外电子排布是2、4，所以C原子结构示意图为：；F2与H2O反应产生HF、O2，该反应的化学方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2；
（2）
N是O2，在O2分子中两个O原子形成2对共用电子对，使分子中各原子都达到最外层8个电子的稳定结构，故O2的电子式为：；
X是Na2O2，Na2O2与H2O反应方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，根据方程式可知：每反应转移1 mol电子，反应产生2 mol NaOH，若反应转移3 mol电子，就会同时反应产生6 mol NaOH，根据方程式：2NaOH+H2S=Na2S+H2O可知：6 mol NaOH发生上述反应，产生3 mol Na2S；
（3）
Y是NH3，A是O2，Z是NO，NH3与O2在催化剂存在条件下加热，发生氧化还原反应，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，在该反应中O2作氧化剂，NH3作还原剂，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量的比是5:4；
Y是NH3，在实验室中一般是用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，将湿润的红色石蕊试纸靠近气体，若试纸变为蓝色，则证明有氨气产生(或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟，该白色固体是NH4Cl或NH4NO3，则证明有氨气)。
陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21元素周期表，元素周期律
一、单选题
1．（2023·陕西榆林·统考二模）短周期主族元素Y、Z、R、X的原子半径依次减小，四种元素的原子序数均不超过10，我国科学家利用M制备的有机一金属框架(MO)可以高效快速分离CO2和N2，M的结构式如图所示。下列说法正确的是
A．最简单氢化物的沸点：R > Z> Y
B．R的单质与X2Z不发生反应
C．简单离子半径：Z > R
D．YX3YX2ZX不溶于水
2．（2023·陕西渭南·统考一模）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一种安全、高效合成化合物，其结构简式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素。下列说法正确的是
A．简单离子半径：
B．最简单氢化物的沸点：
C．最高价含氧酸的酸性：
D．常温下可以用铁制容器盛装X的最高价氧化物对应水化物的浓溶液
3．（2023·陕西渭南·统考一模）部分含及物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是
A．对应含氧酸的酸性强弱为： B．工业上通过 来制备
C．久置的水溶液会变小 D．利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染
4．（2023·陕西宝鸡·统考一模）X、Y、Z为原子序数依次增大的主族元素，Y与Z同主族。W为第四周期元素，最外层电子数为1，价层电子数为11，四种元素组成的某蓝色晶体基本结构单元的结构简式如下图所示。下列说法不正确的是
A．原子半径Z>Y>X
B．Y的第一电离能比同周期相邻元素小
C．单质W和Z在加热条件下生成化合物WZ
D．Y的简单氢化物的热稳定性强于Z的简单氢化物
5．（2023·陕西铜川·统考二模）中国科学院研究员研究双层电容器中储能行为时，运用到某种离子化合物结构如图所示。其中X、Y、Z、M、L、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。M、Q同族且两种元素组成的某种阴离子在强酸性溶液环境下可以产生淡黄色沉淀;Y是有机物的基本骨架元素。下列结论正确的是
A．Y的氢化物沸点一定高于Z的氢化物
B．Z的含氧酸不一定属于强酸
C．简单离子半径大小的顺序为： Q>X>M>L
D．L的铵盐溶液能存放在玻璃试剂瓶中
6．（2022·陕西榆林·统考三模）材料是社会进步的阶梯。下列对我国最新科技成果解读错误的是
选项
科技成果
化学解读
A
合成CrCoNi材料
Cr、Co、Ni都是过渡元素
B
开发高效催化剂Ag/SiO2，实现CO2还原制备C1、C2高附加值产品
Ag/SiO2能提高CO2的平衡转化率
C
开发光催化剂，实现水和空气转化为H2O2
该反应的原子利用率为100%
D
北京冬奥会采用绿氢“微火”主火炬，电解水制绿氢
电解水制绿氢时，电能转化为化学能
A．A B．B C．C D．D
7．（2022·陕西西安·模拟预测）石棉属于硅酸盐，一种石棉的组成为XY3Z4W12，组成元素X、Y、Z、W的原子序数≤20，X是构成人体骨骼的重要成分，Y与X同主族；W的一种单质是大气污染物。下列说法错误的是
A．X与Z的氧化物晶体类型相同 B．化合物XW2中含有非极性共价键
C．石棉属于天然纤维 D．最高价氧化物水化物的碱性：X＞Y
8．（2022·陕西咸阳·统考一模）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的。下列说法正确的是
A．0.1mol的YX-中含有0.9NA个电子
B．最高价氧化物对应的水化物碱性：M>Z
C．简单离子半径：Z>M>Y
D．室温下，M可溶于浓NaOH溶液并产生气泡
9．（2022·陕西渭南·统考二模） M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Z的一种单质具有漂白性，X和Y二者原子的最外层电子数之和等于W原子的最外层电子数。由这五种元素组成的化合物结构如图所示(箭头表示共用电子对由W提供)。下列说法正确的是
A．最高价氧化物对应的水化物酸性：
B．M的单质与氧气反应能生成
C．W的氢化物的沸点低于Z的氢化物的沸点
D．X和W组成的化合物，所有原子都满足8电子稳定结构
10．（2021·陕西宝鸡·统考一模）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，的原子核只有1个质子；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期；元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是
A．是一种强酸
B．非金属性：
C．原子半径：
D．中，的化合价为+2价
11．（2021·陕西咸阳·统考三模）MDI广泛应用于聚氨酯弹性体，其结构简式如图，其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，且均小于10。
设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关叙述正确的是
A．元素非金属性：X>Y>Z
B．W、X、Z形成的化合物一定是二元弱酸
C．W与X、Y、Z均可形成至少2种10电子微粒
D．1molMDI中所含X—W键为2NA
12．（2021·陕西安康·统考一模）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的最外层电子数之和为12，Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等，Y是短周期主族元素中原子半径最大的元素。下列说法不正确的是
A．非金属性：W＞X＞Z
B．YW3中既含离子键又含共价键
C．YX、Y2Z的水溶液均呈碱性
D．WX3中各原子均满足8电子稳定结构
13．（2021·陕西商洛·校考一模）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
14．（2021·陕西商洛·校考一模）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物的电子总数为18个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是
A．原子半径：
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．易溶于水，其水溶液呈碱性
D．X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
二、元素或物质推断题
15．（2022·陕西咸阳·统考一模）已知X、Y、Z、M、N、A均为短周期元素形成的常见单质或化合物，其转化关系如图所示(部分产物及条件略去)。
请回答下列问题：
(1)若A、X、Y均为单质，且A元素的主族序数是其周期数的两倍，则A原子的结构示意图为 ，由X生成Y的化学方程式为 。
(2)若X为淡黄色固体，N为空气的成分之一，M为易溶于水的物质，且X与Z的摩尔质量相同，则N的电子式为 ；若X与水反应转移的电子物质的量为3 mol，则得到Z的物质的量为 mol。
(3)若X为二元化合物，所含金属元素原子的最内层电子数等于最外层电子数，常温下M为红棕色气体，则Y+A→Z的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，实验室检验Y气体的常用方法是 。
参考答案：
1．C
【分析】短周期主族元素Y、Z、R、X的原子半径依次减小，四种元素的原子序数均不超过10，通过分析M的结构式可知，Y能形成4个键，即Y为C；Z能形成2个键，即Z为O；R、X均形成1个键，且R、X的原子半径依次减小，说明R为F、X为H；
【详解】A．H2O和HF能形成分子间氢键，使沸点升高且H2O分子形成的氢键数目较多，因此最简单氢化物沸点的顺序为H2O > HF > CH4，A错误；
B．F2能与H2O发生氧化还原反应生成HF和O2，B错误；
C．核外电子排布相同，核电荷数越小，半径越大，简单离子半径顺序为：r(O2-) > r(F-)，C正确；
D．CH3CH2OH能与水以任意比例互溶，D错误；
故选C。
2．D
【分析】X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，Y能形成2个共价键，则Y是O元素、W是S元素；X能形成3个共价键，X是N元素；Z形成1个共价键，Z是F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，简单离子半径，故A错误；
B．H2O分子间形成氢键，所以最简单氢化物的沸点：，故B错误；
C．F元素没有正价，F元素没有含氧酸，故C错误；
D．常温下，铁在浓硝酸中钝化，所以常温下可以用铁制容器盛装浓硝酸，故D正确；
选D。
3．B
【分析】根据元素的化合价和物质类别可推出a、b、c、d、e分别为NH3、N2、NO、NO2和HNO3或硝酸盐；a＇、b＇、c＇、d＇、e＇分别为HCl、Cl2、HClO或次氯酸盐、HClO3或氯酸盐、HClO4或高氯酸盐。
【详解】A．硝酸和高氯酸都是相应元素的最高价酸，最高价酸的酸性和非金属性相关，非金属性越强，最高价酸的酸性越强，非金属性Cl＞N，所以酸性：HClO4＞HNO3，故A合理；
B．工业上制备硝酸，首先发生的是氨的催化氧化，即氨被氧气氧化为NO，然后NO再被氧化为NO2，最后NO2和水反应生成HNO3和NO，NO可以循环使用，即工业上是通过制备硝酸，不经过氮气这一步，故B不合理；
C．氯水中的HClO光照下会分解为强酸盐酸和氧气，所以久置的氯水pH会变小，故C合理；
D．NH3中N为-3价，NO和NO2中N的化合价为正价，NH3和NO或NO2反应时，都可以发生归中反应生成氮气和水，可以用氨还原NO或NO2消除氮氧化物的污染，故D合理；
故选B。
4．C
【详解】根据W为第四周期元素，最外层电子数为1，价层电子数为11，四种元素组成的某蓝色晶体基本结构单元，故W为Cu，X2Y间可形成氢键，结合X2Y结构式X-Y-X，故X为H，Y为O；Z周围有6个共价键，故Z为S。四种元素分别为、、、。
A．电子层越多原子半径越大，S电子层为3，O为2，H为1，故原子半径S>O>H，选项A正确；
B．同周期从左到右第一电离能逐渐增大，但ⅡA与ⅤA族反常，第一电离能ⅡA大于ⅢA，ⅤA大于ⅥA，O相邻元素为N、F，而O位于ⅥA族，故它的第一电离能既比ⅤA族的N小也比ⅦA族的F小，选项B正确；
C．与反应生成的是，选项C不正确；
D．非金属性O>S，Y的简单氢化物H2O的热稳定性强于Z的简单氢化物H2S，选项D正确；
答案选C。
5．B
【分析】X、Y、Z、M、L、Q均为短周期主族元素且原子序数依次增大，其中Y是有机物的基本骨架元素，则Y为C元素；化合物结构中X形成+1价阴离子，且原子序数小于Y(碳)，故X为Li；M、Q同族且化合物结构中M形成2个共价键、Q形成6个共价键，两种元素组成的某种阴离子在强酸性溶液环境下可以产生淡黄色沉淀，该阴离子为S2O，故M为O元素、Q为S元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，故Z为N元素；化合物结构中Y(碳)形成4个共价键，即L形成1个共价键，L的原子序数大于氧、小于硫，故L为F元素。
【详解】A．Y的氢化物为烃类物质，有气态、液态、固态三种状态，固态、液态烃的沸点比NH3高，故A错误；
B．Z为N元素，N的含氧酸有HNO3、HNO2，HNO3是强酸，HNO2是弱酸，故B正确；
C．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，而离子的电子层越多，离子半径越大，故离子半径： S2->O2->F->Li+，故C错误；
D．L的铵盐为NH4F，溶液中F-水解生成HF，HF能与玻璃中的SiO2反应而腐蚀玻璃，故D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．合成CrCoNi材料中涉及的金属元素Cr、Co、Ni属于第四周期的副族元素，因此它们都是过渡元素，A正确；
B．催化剂只能加快化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使化学平衡发生移动，因此催化剂Ag/SiO2不能提高CO2的平衡转化率，B错误；
C．H2O、O2在光催化下发生化合反应产生H2O2，反应物的原子全部变为生成物，因此该反应的原子利用率为100%，C正确；
D．水在电解时产生H2、O2，此时的能量转化形式是电能转化为化学能，D正确；
故合理选项是B。
7．A
【分析】X是构成人体骨骼的重要成分，因此X是Ca，Y与X同主族，且原子序数≤20，Y是Mg，W的一种单质是大气污染物，XY3Z4W12是一种石棉(硅酸盐)，因此W是O，Z是Si，以此解题。
【详解】A．X的氧化物，氧化钙或过氧化钙都是离子晶体，Z的氧化物二氧化硅是原子晶体，A错误；
B．XW2是过氧化钙，其中两个氧原子之间存在非极性共价键，B正确；
C．石棉是天然纤维状的硅质矿物的泛称，属于天然纤维，C正确；
D．X、Y最高价氧化物水化物分别为氢氧化钙和强氧化镁，其碱性是氢氧化钙的碱性大于氢氧化镁的碱性，D正确；
故选A。
8．D
【分析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数，所以X为H，M为Al，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的，所以Y为O，根据化合价代数和为0可知Z为Mg。
【详解】A．YX-为OH-，一个OH-含有十个电子，所以0.1mol的YX-中含有NA个电子，A错误；
B．Mg的金属性比Al强，所以最高价氧化物对应的水化物碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3，即Z> M，B错误；
C．一般而言，电子层数越多，微粒半径越大，电子层数相同时，质子数越多，微粒半径越小，所以简单离子半径：O2->Mg2+>Al3+，即Y>Z>M，C错误；
D．室温下，Al可溶于浓NaOH溶液并产生氢气，有气泡产生，D正确；
答案选D。
9．C
【分析】M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Z为短周期元素，其一种单质具有漂白性，则Z为O；Y的原子序数小于O，且含有4条共价键，则Y为C；X的原子序数小于C，且能形成配位键，则X为B；M原子序数小于B，且能形成阳离子，则M为Li；X和Y二者原子的最外层电子数之和为7，则W原子的最外层电子数为7，则W为F。
【详解】A．X、Y分别为B、C，非金属的非金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物酸性越强，酸性：H2CO3＞H3BO3，A项错误；
B．M的单质为Li，Li与氧气反应能生成Li2O，B项错误；
C．W为F，氢化物为HF，沸点低于水的沸点，C项正确；
D．X和W组成的化合物为BF3，B原子不满足8电子稳定结构，D项错误；
答案选C。
10．C
【分析】题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。
的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素的原子比原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。
据此分析解答。
【详解】A．氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；
B．同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；
C．同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误；
D．OF2中，F为-1价，则O的化合价为+2价，故D正确；
答案选C。
11．C
【分析】根据结构简式中原子成键特点：W形成1个化学键，且是原子序数最小的原子，故推测W为H元素，X形成4个化学键，推测X是C元素，Y形成三个化学键且物质用于聚氨酯故应该是N元素，Z形成2个化学键推测Z元素是O元素，故W、X、Y、Z分别为：H、C、N、O元素。
【详解】A．元素非金属性强弱顺序根据元素所在周期表中的位置进行判断，强弱顺序为；C
C．H与C、N、O可以形成CH4、NH3、H2O三种10电子微粒，故C正确；
D．1molMDI中所含H—C键为10NA，因苯环有8个H—C键，故D不正确；
故选答案C。
【点睛】原子形成共价键一般是达到8电子的稳定结构，根据元素原子最外层电子判断形成的化学键个数，反之可以根据形成的化学键个数判断元素最外层电子数，最外层电子数=8-形成的共价键数。
12．A
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的最外层电子数之和为12，Y是短周期主族元素中原子半径最大的元素。则Y是Na元素，结合原子序数W、X小于Y，及W、X的最外层电子数之和为12，可知W是N元素，X是F元素；Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等，则Z最外层有6个电子，核外电子排布是2、8、6，则Z是S元素。然后结合元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知：W是N，X是F，Y是Na，Z是S元素。
A．同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强；原子核外电子层数越小，元素的非金属性越强，则元素的非金属性F＞N＞S，即非金属性：X＞W＞Z，A错误；
B．W是N，Y是Na，则YW3是NaN3，该化合物是离子化合物，含有离子键；在阴离子中含有共价键，故NaN3中既含离子键又含共价键，B正确；
C．NaF、Na2S都是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，C正确；
D．WX3是NF3，N原子最外层有5个电子，F原子最外层有7个电子，N原子与3个F原子形成3个共价键，使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，D正确；
故合理选项是A。
13．D
【分析】A．根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，据此判断该元素在周期表中的位置；
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，原子的质子数=电子数；
C．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；
D．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；
【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；
综上所述，本题应选D。
【点睛】本题考查原子结构与元素性质，题目难度不大，明确原子结构与元素周期律的关系为解答关键，注意掌握原子构成及表示方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
14．D
【分析】X、Y、Z、M、Q为五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价，则证明该元素为第IVA族元素，又知Y元素与Z、M元素相邻，且与M同族，则在元素周期表位置应为
IVA族
VA族
Y
Z
M
,故推知Y为C元素，Z为N元素，M为Si元素；化合物Z2X4的电子总数为18，则推知，X为H，该化合物为N2H4；Q元素的原子最外层电子总数比次外层电子数少一个电子，推出Q为Cl元素，据此结合元素周期律与物质的结构与性质分析作答。
【详解】根据上述分析可知，X为H、Y为C元素、Z为N元素、M为Si元素、Q为Cl元素，则
A. 同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下原子半径依次增大，则原子半径比较：Z(N)
C. N2H4的结构简式可表示为H2N-NH2，分子中含两个氨基，可与酸反应，具有碱性，且该分子具有极性，与水分子间也存在氢键，根据相似原理可知，N2H4易溶于水，故C正确；
D. X、Z和Q三种元素组成的化合物有很多，不一定都是共价化合物，如氯化铵属于铵盐，为离子化合物，故D错误；
答案选D。
15．(1) 2F2+2H2O=4HF+O2
(2) 3
(3) 5∶4 用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，证明有氨气(或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟，证明有氨气)
【分析】(1)若A、X、Y均为单质，且A元素的主族序数是其周期数的两倍，则A是C，能够与C单质反应的单质是O2，逆推能够与H2O反应产生O2的单质是F2，F2与H2O反应产生HF、O2，O2与C点燃反应产生CO2，CO2与C在加热时反应产生CO，因此X是F2，Y是O2，Z是CO2，M是CO，N是HF，A是C。
(2)若X为淡黄色固体，X能够与水反应，则X是Na2O2，其摩尔质量是78g /mol；Na2O2与H2O反应产生NaOH、O2，由于N为空气的成分之一，所以N是O2，Y是NaOH；NaOH能够连续与A反应，反应产物Z的摩尔质量与Na2O2相同，则Z是Na2S，A是H2S，NaOH与少量H2S反应产生Na2S，Na2S与H2S反应产生易溶于水的NaHS，故X是Na2O2，Y是NaOH，Z是Na2S，M是NaHS，N是O2，A是H2S。
(3)若Y是二元化合物，其所含金属元素原子的最内层电子数与原子的最外层电子数相等，则该金属元素是第IIA元素，在常温下M是红棕色气体，则M是NO2，逆推Z是NO，Y是NH3，A是O2，二元化合物与水反应产生NH3，金属元素是第II主族元素，可知X是Mg3N2，因此X是Mg3N2，Y是NH3，Z是NO，M是NO2，N是Mg(OH)2，A是O2。
（1）
A是C 单质，C原子核外电子排布是2、4，所以C原子结构示意图为：；F2与H2O反应产生HF、O2，该反应的化学方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2；
（2）
N是O2，在O2分子中两个O原子形成2对共用电子对，使分子中各原子都达到最外层8个电子的稳定结构，故O2的电子式为：；
X是Na2O2，Na2O2与H2O反应方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，根据方程式可知：每反应转移1 mol电子，反应产生2 mol NaOH，若反应转移3 mol电子，就会同时反应产生6 mol NaOH，根据方程式：2NaOH+H2S=Na2S+H2O可知：6 mol NaOH发生上述反应，产生3 mol Na2S；
（3）
Y是NH3，A是O2，Z是NO，NH3与O2在催化剂存在条件下加热，发生氧化还原反应，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，在该反应中O2作氧化剂，NH3作还原剂，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量的比是5:4；
Y是NH3，在实验室中一般是用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，将湿润的红色石蕊试纸靠近气体，若试纸变为蓝色，则证明有氨气产生(或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟，该白色固体是NH4Cl或NH4NO3，则证明有氨气)。
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