2020届高考化学专题三第9讲物质结构元素周期律课时作业（含解析）

第9讲 物质结构 元素周期律

1．为了庆祝元素周期表诞生150周年，联合国宣布将2019年定为国际化学元素周期表年。下列关于元素周期表的叙述正确的是(　　)

A．在元素周期表中共有18个纵行，18个族

B．同族元素的最外层电子数一定相同

C．同周期元素的电子层数相同

D．每一周期的元素都是从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束

解析：C

2．下列物质中，只含共价键的是(　　)

A．NaCl　　　　　　　 B．Na2O

C．HCl  D．NaOH

解析：C　[NaCl、Na2O只含离子键，A、B错误；HCl只含共价键，C正确；NaOH含离子键和共价键，D错误。]

3．(2018·北京理综)下列化学用语对事实的表述不正确的是(　　)

A．硬脂酸与乙醇的酯化反应：C17H35COOH＋C2HOHC17H35COOC2H5＋HO

B．常温时，0.1 mol·L－1氨水的pH＝11.1：NH3·H2ONH＋OH－

C．由Na和Cl形成离子键的过程：

D．电解精炼铜的阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu

解析：A　[A项，酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”，硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH＋C2HOHC17H35CO18OC2H5＋H2O，A项错误；B项，常温下0.1 mol·L－1氨水的pH＝11.1，溶液中c(OH－)＝10－2.9mol·L－1＜0.1 mol·L－1，氨水为弱碱水溶液，电离方程式为NH3·H2ONH＋OH－，B项正确；C项，Na原子最外层有1个电子，Na易失电子形成Na＋，Cl原子最外层有7个电子，Cl易得电子形成Cl－，Na将最外层的1个电子转移给Cl，Na＋与Cl－间形成离子键，C项正确；D项，电解精炼铜时，精铜为阴极，粗铜为阳极，阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，D项正确；故选A。]

4．短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，a原子的最外层电子数是其质子数的，b原子的核电荷数等于d原子的最外层电子数，元素c的最高正化合价为＋2价。下列说法正确的是(　　)

A．单质的沸点：a＜b

B．简单离子半径：d＞c

C．b、d的氧化物对应的水化物均为强酸

D．b、c可形成离子化合物b2c2

解析：B　[由题意知，a为C、b为N、c为Mg、d为Cl。C的单质中，金刚石为原子晶体，沸点高于N2，A项错误；电子层数越多，离子半径越大，故简单离子半径：Cl－＞Mg2＋，B项正确；HNO2、HClO为弱酸，C项错误；N元素和Mg元素可形成离子化合物Mg3N2，D项错误。]

5．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的常见短周期元素，X的某种氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。Y的一种核素质量数为18，中子数为10。在同周期元素中Z的简单离子半径最小，W的单质是良好的半导体材料。下列说法中正确的是(　　)

A．简单气态氢化物的稳定性：W＞X

B．Y元素的相对原子质量为18

C．X2H4分子中极性键和非极性键的数目比为4∶1

D．电解Z的熔融氯化物可以冶炼单质Z

解析：C　[由题意知，X为N，Y为O，Z为Al，W为Si。非金属性：N＞Si，故简单气态氢化物的稳定性：SiH4＜NH3，A项错误；氧元素存在同位素，其相对原子质量不是18，B项错误；N2H4分子中极性键和非极性键的数目比为4∶1，C项正确；熔融的氯化铝不导电，电解熔融的氧化铝可以冶炼单质Al，D项错误。]

6．短周期主族元素X、Y、Z、W、N的原子序数依次增大，X的原子半径在元素周期表中最小，Y的次外层电子数是其电子总数的，离子化合物ZX2是一种储氢材料，W与Y属于同一主族，NY2是医学上常用的水消毒剂、漂白剂。下列叙述正确的是(　　)

A．热稳定性：X2Y＞X2W

B．离子半径：Y2－＜Z2＋＜N－＜W2－

C．ZX2和NY2中化学键相同，且微粒个数之比均为1∶2

D．将盐酸加入硫化钠中生成有臭鸡蛋气味的气体，可证明非金属性：N＞W

解析：A　[由题意知，X、Y、Z、W、N分别为H、O、Mg、S、Cl。非金属性：O＞S，故热稳定性：H2O＞H2S，A项正确；电子层数越多，离子半径越大，核外电子数相同时，原子序数越大，离子半径越小，故离子半径：Mg2＋＜O2－＜Cl－＜S2－，B项错误；MgH2和ClO2 中化学键分别为离子键和共价键，C项错误；证明非金属性强弱要利用最高价氧化物对应的水化物酸性强弱，D项错误。]

7．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且X、Z原子序数之和是Y、W原子序数之和的。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，M是某种元素对应的单质，乙和丁的组成元素相同，且乙是一种“绿色氧化剂”，化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如下图所示(部分反应物和生成物省略)。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：r(Y)＞r(Z)＞r(W)

B．化合物N、乙烯使溴水褪色的原理相同

C．含W元素的盐溶液可能显酸性、中性或碱性

D．Z与X、Y、W形成的化合物中，各元素均满足8电子结构

解析：C　[乙是一种“绿色氧化剂”，乙是过氧化氢，M是单质，所以M是氧气；乙和丁的组成元素相同，丁是水；化合物N是具有漂白性的气体，N是SO2，丙是H2S，甲是硫化物；X、Z原子序数之和是Y、W原子序数之和的1/2，Z是Na元素；X、Y、Z、W分别是H、O、Na、S。原子半径：r(Na)＞r(S)＞r(O)，A错误；SO2使溴水褪色发生氧化还原反应、乙烯使溴水褪色发生加成反应，B错误；含S元素的盐溶液，硫酸氢钠溶液显酸性、硫酸钠溶液显中性、亚硫酸钠溶液呈碱性，C正确；O与H、Na、S形成的化合物中，H2O中H元素不满足8电子结构，D错误。]

8．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大，X是短周期元素中原子半径最小的，Z、W同主族，且Z、W的原子序数之差与Y的原子序数相同，X、Y、Z、W的最外层电子数之和为15。下列说法正确的是(　　)

A．Z单质与WY2在高温条件下反应生成W单质，说明非金属性：Z＞W

B．向无色的X2Z2Y4溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，溶液仍为无色，体现了X2Z2Y4的还原性

C．Y、Z、W的简单氢化物的稳定性依次增强

D．由X、Y两种元素形成的所有化合物中所含化学键的类型完全相同

解析：B　[根据题意可知，X是短周期元素中原子半径最小的，为H元素。Z、W同主族，且Z、W的原子序数之差与Y的原子序数相同，短周期同主族相邻周期元素原子序数差一般为2或8个，但X为H元素，相差的不是2，Z、W同主族，其原子序数差为8，可知Y为O元素，X、Y、Z、W的最外层电子数之和为15，H最外层为1，O最外层为6，则Z和W的最外层电子数为4。可知X、Y、Z、W分別为H、O、C、Si。A.C与SiO2在高温条件下发生反应2C＋SiO2Si＋2CO ↑，说明还原性C＞Si，A错误；B.X2Z2Y4溶液为草酸溶液，草酸可以与高锰酸钾反应，草酸具有还原性，B正确；C.O、C、Si的非金属性依次减弱，对应的简单氢化物的稳定性依次减弱，C错误；D.由H、O两种元素形成的化合物为H2O和H2O2，H2O中含有极性共价键，H2O2中含有极性共价键和非极性共价键，D错误。]

9．A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素且B、C相邻，A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物。D元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知：甲＋E2===丙＋B2，甲＋丙===丁，下列说法正确的是(　　)

A．离子半径：D＞C＞B

B．A与C两种元素共同形成的10电子粒子有3种

C．D元素在周期表中的位置可以是第二周期第ⅡA族

D．丁物质均由非金属元素构成，只含共价键

解析：B　[A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素。A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物，则A为氢元素，10电子化合物可能为甲烷、氨气、水、HF；已知甲＋E2===丙＋B2，甲＋丙===丁，则E的分子为双原子分子，故E为Cl元素，则B为氮元素，且B、C相邻，则C为氧元素，故甲为NH3、乙为H2O、丙为HCl、丁为NH4Cl；D元素的最外层电子数与核外电子层数相等，原子序数大于氧元素，处于第三周期，最外层电子数为3，故D为Al元素。A.N3－、O2－、Al3＋电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径N3－＞O2－＞Al3＋，故A错误；B.H与N两种元素共同形成的10电子粒子有NH3、NH、NH三种，故B正确；C.Al元素在周期表中的位置可以是第三周期第ⅢA族，故C错误；D.丁为NH4Cl，含有离子键、共价键，故D错误；故选B。]

10．短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，由这些元素组成的物质之间的转化关系如图所示，其中c、d为单质，a、b、g为二元化合物。b是10电子分子，g是18电子分子。下列说法正确的是(　　)

A．同温同浓度的e和f溶液，后者pH较大

B．含X、R、Z三种元素的化合物只有一种

C．0.1 mol的d与足量的e溶液反应转移电子数约为1.204×1023

D．e和f含化学键类型相同

解析：D　[由上述转化关系和条件可知，b是10电子分子，则为H2O，a应为氯化钠，题中通电过程实际是电解饱和氯化钠溶液生成H2、Cl2和NaOH，c、d为单质，且两者能反应生成18电子的g物质，应为HCl，d还可以与e反应，由此推出d应是Cl2，c是H2，g为HCl，Cl2可与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，所以f为NaClO，短周期主族元素R、X、Y、Z分别是H、O、Na、Cl，据此作答。A.e为NaOH，其水溶液为强碱，而f为NaClO，水解显碱性，则同温同浓度的两种溶液中，前者pH大，A项错误；B.含O、H、Cl三种元素的化合物有很多，如HClO、HClO3、HClO4等，B项错误；C.Cl2可与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，则0.1 mol的Cl2参加反应时，转移电子数为0.1NA，即6.02×1023个，C项错误；D.e为NaOH, f为NaClO，两者所含化学键均为离子键与极性键，D项正确。]

11．分别由短周期元素m、n、p、q组成的单质依次为甲、乙、丙、丁，有关反应关系如图所示(部分产物省略)。其中甲为黄绿色气体，M、N均为10电子分子且M的水溶液呈碱性，Q为离子化合物，下列说法中正确的是(　　)

A．原子半径的大小m＞q＞n＞p

B．元素非金属性q＞n＞p

C．Q的溶液可以保存在细口玻璃试剂瓶

D．n的氧化物的水化物一定为强酸

解析：B　[甲为黄绿色气体应为Cl2，M、N均为10电子分子且M的水溶液呈碱性，则M为NH3，Q为离子化合物，N为HF，由此可知m、n、p、q依次为Cl、N、H、F；A.N、F同周期，核电荷数大原子半径小，F、Cl同主族，核电荷数大原子半径大，H是原子半径最小的元素， 原子半径的大小Cl＞N＞F＞H，故A错误；B.F的非金属性最强，N的非金属性比H强，元素非金属性F＞N＞H，故B正确；C.HF能腐蚀玻璃，不能保存在细口玻璃试剂瓶，故C错误；D.N的氧化物的水化物可以是HNO3，也可能是HNO2，HNO2是弱酸，故D错误。]

12．短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，R的最简单气态氢化物分子的空间结构为正四面体，X的＋1价阳离子的电子层结构与氖原子相同。元素X和Z形成化合物G，G中X和Z元素的质量之比为23∶16，有两种含Y元素的可溶性化合物E和F，在10 mL1.0 mol·L－1 E溶液中滴加1.0 mol·L－1 F溶液，产生沉淀的物质的量(n)与F溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法一定正确的是(　　)

A．原子半径：X＞Y＞R

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y＞R

C．X和Y的单质组成的混合物不能完全溶于水

D．工业上，通过电解熔融氯化物制备Y的单质

解析：A　[从题干叙述可知，X的＋1价阳离子的电子层结构与氖原子相同，推得X为钠；R的最简单气态氢化物分子的空间结构为正四面体，R为碳族元素，结合原子序数关系，R为碳；元素X和Z形成化合物G，G中X和Z元素的质量之比为23∶16，Z应为硫；通过图像可知E∶F∶沉淀＝1∶3∶4，可推得Y为铝。A.钠与铝同周期，推得钠原子半径大于铝，碳位于钠和铝的上一周期，所以半径小，故A正确；B.碳的最高价氧化物对应水化物为碳酸，为弱酸；硫的最高价氧化物对应水化物为硫酸，为强酸；铝的最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，酸性最弱，故B错误；C.钠单质与铝单质投入水中，若钠过量，与水反应可生成大量氢氧化钠，可以将铝全部溶解，故C错误；D.工业上采用电解熔融氧化铝来制备铝单质，而铝的氯化物为共价化合物，熔融不导电，不能被电解，故D错误。]

13．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y和氢(H)位于同一主族，X和W的质子数之和是Z的2倍，a、c、e、f是由这些元素及氢元素组成的二元化合物，a的摩尔质量为100 g·mol－1，b为不溶于水的碱，c气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，d和e都是84消毒液的化学成分，c和d按2∶1反应生成等物质的量的e、f。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：X＜Y＜Z＜W

B．c和f的共价键类型相同

C．单质与水或等浓度酸的反应速率：Y＜Z

D．b可作为阻燃剂、酸性废水处理剂

解析：D　[由题意知，X、Y、Z、W分别是N、Na、Mg、Cl。a是Mg3N2，b是Mg(OH)2，c是NH3，d是NaClO，e是NaCl，f是N2H4。原子半径：Na＞Mg＞Cl＞N，A项错误；NH3中只含有极性共价键，N2H4既含有极性共价键又含有非极性共价键，B项错误；Na比Mg活泼，Na与水或等浓度酸的反应速率比Mg快，C项错误；Mg(OH)2受热易分解，属于吸热反应，可作阻燃剂，Mg(OH)2也能与酸反应，可作酸性废水处理剂，D项正确。]

14．W、M、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素。W与Y同主族；M为地壳中含量最多的金属元素；X与Z为非金属元素，与W结合生成WX和WZ，且均为共价化合物，室温下，X的单质为气态，Z的单质为液体。下列叙述正确的是(　　)

A．原子半径：r(W)＜r(X)＜r(M)＜r(Y)＜r(Z)

B．M、X、Y三种元素的简单离子具有相同的电子层结构

C．X分别与M、Y形成的两种化合物中所含化学键均为离子键

D．若W与Z形成的二元化合物的溶液物质的量浓度为0.01 mol·L－1，则溶液pH＝2

解析：D　[由题意可知：W、M、X、Y、Z分别为H、Al、Cl、K、Br。原子半径：r(W)＜r(X)＜r(M)＜r(Z)＜r(Y)，A项错误；Al3＋比Cl－、K＋少一层电子层，B项错误；X与M形成的化合物为AlCl3，所含化学键为共价键，X与Y形成的化合物为KCl，所含化学键为离子键，C项错误；W与Z形成的二元化合物HBr为强酸，物质的量浓度为0.01 mol·L－1的HBr溶液c(H＋)＝0.01 mol·L－1，溶液pH＝2，D项正确。]

15．短周期元素W、X、Y、Z、M原子序数依次增大，元素W的一种核素的中子数为0，X的原子最外层电子数是次外层的2倍，Z与M同主族，Z2－电子层结构与氖原子相同。

(1)M在元素周期表中的位置是____________________________________________。

(2)化合物p由W、X、Y、M四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液，溶液变血红色；向p溶液中加入NaOH溶液并加热可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。p的化学式为_____________________________________________________________________。

(3)由X、Y、Z三种元素可组成摩尔质量为84 g·mol－1的物质q，且q分子中三种元素的原子个数之比为1∶1∶1。已知q分子中各原子均达到8电子稳定结构，且分子中不含双键，但含极性键和非极性键，q分子的结构式为_____________________________________。

(4)(XY)2的性质与Cl2相似，(XY)2与NaOH溶液常温下反应的离子方程式为_________________________________________________________________。

(5)常温下，1 mol Z3能与Y的最简单氢化物反应，生成一种常见的盐和1 mol Z2，该反应的化学方程式为________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：元素W的一种核素的中子数为0，W是H元素；X的原子最外层电子数是次外层的2倍，X是C元素；Z2－电子层结构与氖相同，Z是O元素；M是S元素。W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Y是N元素。(1)S位于元素周期表中第三周期ⅥA族；(2)化合物p由W、X、Y、M四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液，溶液变血红色，P中含有SCN－；向p溶液中加入NaOH溶液并加热可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，P中含有NH。p的化学式为NH4SCN。(3)由X、Y、Z三种元素可组成摩尔质量为84 g·mol－1的物质q，且q分子中三种元素的原子个数之比为1∶1∶1。已知q分子中各原子均达到8电子稳定结构，且分子中不含双键，但含极性键和非极性键，q分子的结构式为N≡C—O—O—C≡N。(4)(CN)2的性质与Cl2相似，根据氯气与氢氧化钠反应，(CN)2与NaOH溶液反应的离子方程式为(CN)2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O。(5)常温下，1 mol O3能与氨气反应，生成一种常见的盐NH4NO3和1 mol O2，该反应的化学方程式为2NH3＋4O3===NH4NO3＋4O2＋H2O。

答案：(1)第三周期　第ⅥA族

(2)NH4SCN

(3)N≡C—O—O—C≡N

(4)(CN)2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O

(5)2NH3＋4O3===NH4NO3＋4O2＋H2O