2020届高考化学二轮复习原子结构　元素周期律(表)作业 练习

专题四　原子结构　元素周期律(表)

一、选择题

1.(2019山东济南期末)2016年11月30日,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了118号元素符号为Og,至此元素周期表的七个周期均已填满。下列关于Og的说法错误的是(　　)

A.原子序数为118

B.中子数为179

C.核外电子数为118

D.Og的相对原子质量为297

答案　D　Og的质子数是118,质量数是297,所以中子数为297-118=179,B项正确;原子核内质子数等于原子核外电子数等于原子序数,所以该原子核外电子数为118,A、C项正确;该元素有几种同位素原子不清楚,每种原子在该元素中所占比例也不知道,因此不能确定该元素的相对原子质量,D项错误。

2.(2019湖南长沙雅礼中学二模)2018年7月12日,我国科学家姜雪峰教授被评为“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”,他是目前为止第一位入选的中国学者。硫元素在元素周期表中的位置如图所示,下列说法或推测正确的是(　　)

A.单质S不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳

B.含氧酸的酸性:Cl>S>P

C.沸点:H2O<H2S<PH3

D.由H和S形成共价键的过程:

答案　A　A项,单质硫为非极性分子,依据相似相溶原理可知,硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳;B项,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,元素非金属性:Cl>S>P,最高价氧化物对应水化物的酸性:Cl>S>P,但含氧酸的酸性不一定,如次氯酸为弱酸,酸性小于硫酸;C项,水分子间能够形成氢键,而硫化氢和磷化氢分子间不能形成氢键,故水的沸点高于硫化氢和磷化氢;D项,硫化氢为共价化合物,用电子式表示硫化氢的形成过程为。

3.(2019山东聊城二模)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,X、W在同一主族,工业上通过电解熔融Z的氧化物来制备Z单质,Y的单质在空气中含量最高。下列说法错误的是(　　)

A.原子半径的大小顺序:Z>W>X>Y

B.简单气态氢化物的热稳定性:W>X

C.X的单质与W的氧化物反应可以制备W的单质

D.Y、Z的最高价氧化物对应的水化物反应可以生成盐和水

答案　B　X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,则X为C;X、W在同一主族,W为Si;工业上通过电解熔融Z的氧化物来制备Z单质,Z为Al;Y的单质在空气中含量最高,Y为N。电子层越多,原子半径越大,同周期主族元素从左向右原子半径减小,则原子半径的大小顺序:Z>W>X>Y,A项正确;非金属性:X>W,则气态氢化物的热稳定性:X>W,B项错误;X的单质为C,W的氧化物为二氧化硅,高温下反应生成Si、CO,C项正确;Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、氢氧化铝,二者反应生成硝酸铝和水,D项正确。

4.(2019江西师大附中高三测试)X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,X、Y在周期表中的相对位置如图所示,Xn-、Yn+、Z+具有相同的电子层结构,W的最内层电子数与最外层电子数之和等于次外层电子数。下列说法正确的是　(　　)

A.原子半径:r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)

B.X形成的氧化物的种类最多为4种

C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z<Y

D.Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间能够两两相互反应

答案　D　X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,W的最内层电子数与最外层电子数之和等于次外层电子数,则W是S。根据X与Y在周期表中的相对位置可知,X位于第二周期,Y位于第三周期,Xn-、Yn+、Z+具有相同的电子层结构,因此Z是Na,Y是Al,X是N。A项,原子半径:r(Z)>r(Y)>r(W)>r(X),错误;B项,N的氧化物多于4种,错误;C项,金属性:Z>Y,则最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>Y,错误;D项,Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间能够两两相互反应,正确。

5.(2019河北衡水一模)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素X与Y形成的最简单化合物m为常见液体,常温下将Z的单质加入由X、Y、W形成的常见化合物浓溶液中,没有明显现象,再将上述混合物加入盛有m的烧杯中,剧烈反应并产生X的单质气体。下列说法正确的是(　　)

A.原子半径大小为X<Y<Z<W

B.W的氧化物对应的水化物为强酸

C.W、Y的简单氢化物的沸点:Y<W

D.Z与X形成的二元化合物具有强还原性

答案　D　分析题意知m为H2O,常温下Al单质遇浓硫酸发生钝化,没有明显现象,将该混合物加入水中,浓硫酸被稀释后与铝剧烈反应产生H2,则推出X、Y、Z、W分别为H、O、Al、S元素。A项,原子半径:H<O<S<Al,错误;B项,S的氧化物SO2对应的水化物为亚硫酸,不是强酸,错误;C项,H2O分子间形成氢键,使H2O的沸点大于H2S的沸点,错误;D项,AlH3为离子化合物,H-具有强还原性,正确。

6.(2019安徽池州高三期末)元素a、b、c、d的原子序数依次增大,且均不大于20。c的单质在常温下为有色气体,在工业上常与d的最高价氧化物对应的水化物反应生产漂白粉,同时该气体与a、b形成的一种化合物反应生成两种酸。下列说法正确的是(　　)

A.原子半径:a<b<d<c

B.a与b、c、d形成的二元化合物均为共价化合物

C.向漂白粉中加入稀硫酸,能产生c的单质

D.最简单氢化物水溶液的pH:d<c

答案　C　c的单质在常温下为有色气体,在工业上常与d的最高价氧化物对应的水化物反应生产漂白粉,则c为氯元素,d为钙元素;Cl2与a、b形成的一种化合物反应生成两种酸,则a为氢元素,b为氧元素。A项,原子半径:Ca>Cl,错误;B项,CaH2为离子化合物,错误;C项,在酸性条件下,氯化钙和次氯酸钙能够反应生成氯气,正确;D项,氢化钙与水反应会生成氢氧化钙,溶液呈碱性,氯化氢的水溶液呈酸性,错误。

7.(2017课标Ⅰ,12,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是(　　)

A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强

B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构

C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红

D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期

答案　C　本题考查元素周期表、元素周期律和盐类水解知识。根据W的简单氢化物可用作制冷剂可知W为N元素;短周期元素中原子半径最大的为Na元素,则Y为Na元素;X、Na、Z三种元素形成的一种盐与盐酸反应生成黄色沉淀以及有刺激性气味的气体,可知黄色沉淀为S,气体为SO2,根据原子序数的大小关系可知X为O元素,Z为S元素。O的非金属性比N强,则H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S水解使溶液显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝,C项错误;S与O同主族,S与Na同周期,D项正确。

8.(2019闽粤赣三省十校高三下学期联考)短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,A和B形成的气态化合物的水溶液呈碱性,A和D同主族,B和C相邻,F的最高价氧化物对应的水化物为无机含氧酸中的最强酸,E与B可组成化合物E3B2。下列说法正确的是(　　)

A.E与B的简单离子的电子层结构相同,且简单离子半径:B<E

B.E3B2与足量盐酸反应可以生成两种盐

C.若D与E的氧化物对应的水化物消耗盐酸的量:E>D,则金属性:E>D

D.由A、B、C三种元素组成的化合物只能为共价化合物

答案　B　A和B形成的气态化合物的水溶液呈碱性,则A和B形成的气态化合物为NH3,短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,故A为H,B为N;A和D同主族,B和C相邻,则D为Na,C为O;F的最高价氧化物对应的水化物为无机含氧酸中的最强酸,可知F为Cl;E与B可组成化合物E3B2,则E为Mg。E与B的简单离子的电子层结构相同,原子序数越大,离子半径越小,简单离子半径:B>E,A项错误;E3B2与足量盐酸反应的化学方程式为Mg3N2+8HCl 3MgCl2+2NH4Cl,B项正确;D与E的氧化物对应的水化物分别为NaOH和Mg(OH)2,不能根据两者消耗盐酸的量来判断其金属性的强弱,C项错误;由A、B、C三种元素组成的化合物有NH4NO3,为离子化合物,D项错误。

9.(2019黑龙江大庆一中四模)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,是可燃冰的主要成分,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的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的氢化物的沸点一定低于X的氢化物的沸点

答案　A　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主要成分,即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。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,A正确;F的非金属性最强,则HF最稳定,B错误;Y与Z形成的化合物YZ3为AlCl3,氯化铝溶于水能够导电,属于电解质,C错误;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河南平顶山第二次调研)短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,a、b能组成常温下呈液态的两种常见化合物,b和d位于同主族。已知:a2b和c2d3混合发生剧烈反应生成白色沉淀和无色气体。下列说法正确的是(　　)

A.简单气态氢化物的稳定性:d>b

B.原子半径:d>c>b>a

C.a2db3化合物能促进水的电离

D.工业上电解熔融c2b3冶炼c单质

答案　D　H2O、H2O2是常见的组成元素相同的液态化合物,且a、b、c、d的原子序数依次增大,则a为氢元素,b为氧元素;b与d位于同主族,则d为硫元素;Al2S3与水剧烈反应生成氢氧化铝和硫化氢,则c为铝元素。H2O比H2S稳定,A项错误;原子半径:Al>S>O>H,B项错误;H2SO3抑制水的电离,C项错误;工业上,电解熔融的氧化铝制备铝单质,D项正确。

11.(2019广东深圳中学5月适应性考试)短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,由以上四种元素组成的一种化合物m在加热时完全分解为三种产物,其中一种产物n是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,另一种产物q是无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体。下列说法正确的是(　　)

A.a、c、d三种元素形成的化合物一定会抑制水的电离

B.原子半径:a<b<c<d

C.b、c、d的简单氢化物的热稳定性依次增强

D.m、n、q三种物质均为共价化合物

答案　C　根据题意知n为NH3,q为CO2,进而推知a为H,b为C,c为N,d为O。A项,a、c、d三种元素形成的化合物若为硝酸铵,则其水解会促进水的电离;B项,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子核外电子层数越多,半径越大,则原子半径:b>c>d>a;C项,元素的非金属性:b<c<d,非金属性越强,对应的简单氢化物的热稳定性越强;D项,m为碳酸铵或碳酸氢铵,为离子化合物。

二、非选择题

12.(2019四川南充期中)下表是元素周期表的一部分。

根据A~H元素在周期表中的位置,回答下列问题。

(1)氧化性最强的单质是　　　　,还原性最强的单质是　　　　,化学性质最不活泼的单质是　　　　(填相应的化学式)。 

(2)最稳定的氢化物是　　　　(填相应的化学式)。 

(3)一个E原子的核外电子总共有　　　　种运动状态。 

(4)按碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强的顺序,将B、C、E、G四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式排列成序是　　　　　　　　　　　　　(填相应的化学式)。 

答案　(1)F2　Na　Ne　(2)HF　(3)15　(4) NaOH、Al(OH)3、H3PO4、HClO4

解析　根据A~H元素在周期表中的位置可知:A是H,B是Na,C是Al,D是N,E是P,F是F,G是Cl,H是Ne。

(1)氟是最活泼的非金属元素,则氧化性最强的单质是F2,所给元素中钠的金属性最强,则还原性最强的单质是Na,化学性质最不活泼的单质是稀有气体Ne。

(2)元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,则最稳定的氢化物是HF。

(3)P原子的核外电子数是15,因此一个P原子的核外电子总共有15种运动状态。

(4)元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,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,则按碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强的顺序,将B、C、E、G四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式排列成序为NaOH、Al(OH)3、H3PO4、HClO4。

13.已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种元素,A元素核内只有质子;B元素的某种核素可用于考古;D原子核外电子排布为nsnnpn+2;E是第四周期单电子最多的元素。请回答下列问题:

(1)元素B、C、D的基态原子的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　(用元素符号表示)。化合物CA3的沸点比化合物BA4的高,其主要原因是　　　　　　　　　　。 

(2)现有以下三种物质:①C与硼元素按原子个数比为1∶1形成的空间网状结构化合物,②B的氯化物,③D的双原子物质。按熔点由高到低的顺序排列:　　　　　　　　　　(用化学式表示)。 

(3)A、B、D三种元素组成的一种四原子化合物是新装修居室中常含有的一种有害气体。则B原子的杂化形式为　　　　。 

(4)各取1 mol配合物[ E(NH3)x(H2O)2]Cly,一份加入过量的NaOH溶液,加热煮沸,测得NH3的体积为89.6 L(标准状况);另一份加入AgNO3溶液至恰好反应完全,消耗3 mol AgNO3。该配合物的化学式为　　　　　　　　,中心元素的化合价为　　　　,配体中提供孤电子对的原子是　　　　。 

(5)C2A4与A2D2在一定条件下反应,生成的产物对环境友好。该反应的化学方程式可表示为　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　(1)O>N>C　NH3分子间存在氢键　(2)BN>CCl4>O2　(3)sp2　(4)[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3　+3　N、O　(5)N2H4+2H2O2 N2+4H2O

解析　根据题意可知A、B、C、D、E分别是H、C、N、O、Cr。

(1)元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>N>C,所以元素B、C、D的基态原子的电负性由大到小的顺序为O>N>C。化合物CA3的沸点比化合物BA4的高,其主要原因是NH3分子间存在氢键。

(2)①C与硼元素形成的BN属于共价晶体,②B的氯化物CCl4属于分子晶体,③D的双原子物质O2属于分子晶体。共价晶体熔点高,分子晶体熔点低,而且在常温常压下CCl4呈液态,O2呈气态,所以熔点由高到低的顺序为BN>CCl4>O2。

(3)该气体是甲醛,形成一个双键的碳原子采用sp2杂化。

(4)各取1 mol配合物[E(NH3)x(H2O)2]Cly,一份加入过量的NaOH溶液,加热煮沸,测得NH3的体积为89.6 L(标准状况),即物质的量为4 mol,另一份加入AgNO3溶液至恰好反应完全,消耗3 mol AgNO3,说明含有3 mol Cl-,该配合物的化学式为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3,中心元素Cr的化合价为+3,配体中提供孤电子对的原子是N、O。

(5)C2A4与A2D2分别为N2H4和H2O2,二者在一定条件下反应,生成的产物对环境友好。该反应的化学方程式可表示为N2H4+2H2O2 N2+4H2O。

命题拓展预测

1.2019年是“国际化学元素周期表年”。下列有关说法不正确的是(　　)

A.制冷剂氟利昂-12(CCl2F2)的研发利用,充分体现了元素周期表的指导作用

B.通过测定物质中12C的含量可以推断文物的年代

C.门捷列夫预言的“类铝”——镓(Ga)元素的发现,证实了元素周期律的科学性

D.过渡元素Ti、Mo、W等的单质有耐高温、耐腐蚀的特点,其合金可以制造火箭、导弹、宇宙飞船等

答案　B　测定文物年代是利用14C,B项错误。

2.如图是某另类元素周期表的一部分,下列说法正确的是(　　)

A.简单阴离子的半径大小:X>Y>Z

B.单质的氧化性:X>Y>Z

C.Y的氢化物只有一种

D.X的最高价氧化物对应的水化物为强酸

答案　A　根据该周期表中元素的排列规律可知,X为P元素,Y为N元素,Z为O元素。A项,一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,离子半径的大小顺序:X>Y>Z;B项,元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,单质的氧化性:X<Y<Z;C项,N的氢化物不止一种,可以是氨气、联氨等氢化物;D项,P的最高价氧化物对应的水化物为磷酸,属于中强酸。

3.化合物YX2、ZX2中,X、Y、Z的核电荷数均小于18;X原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子,Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数,且X和Y具有相同的电子层数;Z与X在周期表中位于同一主族。回答下列问题:

(1)X的基态原子的电子排布式为　　　　　　　,Y的基态原子的价电子轨道表达式为　　　　　　　。 

(2)ZX2的分子式是　　　　,YX2的电子式是　　　　。 

(3)Z形成的简单阴离子的结构示意图是　　　　。 

(4)Y和Z在一定条件下形成简单分子的结构式是　　　　。 

答案　(1)1s22s22p4　

 (2)SO2　

(3)　(4)

解析　X、Y、Z的核电荷数均小于18,Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数,因此Y原子价电子排布式为2s22p2,Y是碳元素;X原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子,且X和Y具有相同的电子层数,所以X是氧元素;Z与X在周期表中位于同一主族,所以Z是硫元素。

(1)X是O,氧的基态原子的电子排布式为1s22s22p4;Y是碳元素,则碳的基态原子的价电子轨道表达式为。

(2)ZX2的分子式是SO2;YX2的分子式是CO2,其电子式是····××C××····。

(3)Z形成的简单阴离子是S2-,其结构示意图是。

(4)Y和Z在一定条件下形成的简单分子是CS2,其结构式是。