高考化学二轮复习课时作业专题突破(五) 短周期主族元素的推断及应用（含解析）

章末综合检测(五)　物质结构　元素周期律

一、选择题：本题包括12小题，每小题只有一个选项最符合题意。

1．(2021·河北衡水中学调研)反应CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑可用于实验室制备乙炔气体。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)

A．中子数为8的碳原子：C

B．Ca2＋的结构示意图：

C．OH－的电子式：

D．C2H2的结构式：H—C≡C—H

D　[中子数为8的碳原子的质量数为14，应表示为C，A项错误；Ca2＋离子的结构示意图中核电荷数为20，应为，B项错误；OH—的电子式为[ ) )H]－，C项错误。]

2．(2021·河南南阳一中检测)甲、乙两种元素原子的第2层电子数均为其他层电子总数的2倍。下列判断中正确的是(　　)

A．甲、乙分别是碳和铝元素

B．甲、乙在周期表中处于同一周期

C．甲、乙在周期表中处于同一主族

D．甲和乙的原子序数之和是偶数

D　[甲、乙两元素原子的第2层电子数都是其他层电子总数的2倍，则两种原子的核外电子排布为2、4或2、8、2，从而推知甲、乙元素是碳、镁，二者既不处于同周期，也不处于同主族，A、B、C项均错误。碳、镁的原子序数分别为6和12，二者原子序数之和为18，是偶数，D项正确。]

3．(2021·四川新津中学检测)某同学设计如下元素周期表，以下说法正确的是(　　)

A．X、Y、Z元素分别为N、P、O

B．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素

C．原子半径：Z>X>Y

D．X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物

A　[分析题给元素周期表中元素的排列可知，每一周期的前两种元素左、右对称分布，其余元素按原子序数的大小顺序先排满左侧表格，再排布右侧表格，由此可知，X、Y、Z元素分别为N、P、O，A项正确。白格中所含元素除主族元素外，还有2He、10Ne、18Ar元素等0族元素，灰格中都是副族元素，B项错误。同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，则有N原子半径大于O。同主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，则有P的原子半径大于N，故三种元素的原子半径大小关系为P>N>O，C项错误。一般来说，元素的非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强；三种元素的非金属性强弱顺序为O>N>P，则简单气态氢化物的稳定性关系为H2O>NH3>PH3，故最稳定的是H2O，D项错误。]

4．(2021·广东惠州检测)甲、乙、丙、丁都是短周期元素，其中甲、丁在周期表中的相对位置如下表，甲原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，乙单质在空气中燃烧发出黄色火焰，丙是地壳中含量最高的金属元素。下列判断正确的是(　　)

A．原子半径：丙<丁

B．甲与丁的核外电子数相差10

C．甲、乙的最高价氧化物均是共价化合物

D．氢氧化物碱性：乙＞丙

D　[甲原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，则甲是C；乙单质在空气中燃烧发出黄色火焰，则乙是Na；丙是地壳中含量最高的金属元素，则丙是Al；结合甲和丁在周期表中相对位置推知，丁是Cl。原子半径：Al>Cl，即丙>丁，A项错误；甲(C)和丁(Cl)的核外电子数相差11，B项错误；CO2是共价化合物，Na2O是离子化合物，C项错误；由于金属性：Na>Al，则氢氧化物的碱性：NaOH>Al(OH)3，D项正确。]

5．(2021·湖南长沙一中检测)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，化合物M、N均由这四种元素组成，且M的相对分子质量比N小16。分别向M和N中加入烧碱溶液并加热，二者均可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。将M溶液和N溶液混合后产生的气体通入品红溶液中，溶液变无色，加热该无色溶液，无色溶液又恢复红色。下列说法错误的是(　　)

A．简单气态氢化物的稳定性：Y＞ X

B．简单离子的半径：Z＞ Y

C．X和Z的简单气态氢化物能反应生成两种盐

D．X和Z的氧化物对应的水化物都是强酸

D　[由题给信息推知，M是NH4HSO3，N是NH4HSO4，R、X、Y、Z分别代表H、N、O、S元素。非金属性：N<O，则简单气态氢化物的稳定性：H2O>NH3，A项正确；简单离子的半径：S2－>O2－，B项正确；NH3和H2S反应可生成NH4HS和(NH4)2S两种盐，C项正确；N、S元素的氧化物对应的水化物有多种，HNO2是弱酸，H2SO3是中强酸，D项错误。]

6．(2021·浙江嘉兴教学测试)短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大，W与X能形成最简单的有机化合物，Y的最外层电子数是次外层的3倍，Z的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，化合物RY2是一种高效灭菌消毒剂。下列叙述不正确的是(　　)

A．简单离子半径：R＞Z

B．氧化物对应水化物的酸性：R＞ X

C．Y和Z可形成含共价键的离子化合物

D．分子W2XY中所有原子在同一平面上

B　[W与X能形成最简单的有机化合物，该化合物是CH4，则W是H，X是C；Y的最外层电子数是次外层的3倍，则Y是O；Z的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Z是Na；化合物RY2是一种高效灭菌消毒剂，则RY2是ClO2，R是Cl。据此分析解答简单离子半径：Cl—>Na＋，A项正确；元素的非金属性：Cl>C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>H2CO3，但低价含氧酸则不一定，如HClO的酸性比H2CO3弱，B项错误；O和Na可形成离子化合物Na2O2，含有离子键和共价键，C项正确；W2XY为HCHO(甲醛)，分子中所有原子在同一平面上，D项正确。]

7．(2021·福建莆田联考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X在元素周期表中原子半径最小，Y原子在周期表中处于族序数等于周期序数3倍的位置，Z是最外层电子数最少的金属元素，W与Y属于同一主族。下列叙述正确的是(　　)

A．原子半径：W>Z>Y

B．元素W的最高价氧化物的水化物为强酸

C．化合物X2Y、Z2Y中化学键的类型相同

D．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱

B　[由题意可知，X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S。同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，则三种原子的半径大小关系为Na>S>O，A项错误。S元素的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4，是一种强酸，B项正确。H2O含有极性键，Na2O含有离子键，C项错误。O元素的非金属性强于S，则H2O的热稳定性强于H2S，D项错误。]

8．(2021·山西运城调研测试)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＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物ZX3的电子总数为10个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法错误的是(　　)

A．原子半径：Z＜Y＜M

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y＞M

C．ZX3极易溶于水，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

D　[短周期元素X、Y、Z、M、Q的原子序数依次增大，Y元素的最高正价为＋4价，则Y可能是C或Si；又知Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族，则Y是C，M是Si, Z是N。化合物ZX3的电子总数为10个，则X是H；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子，则Q是Cl。原子半径：N＜C＜Si，A项正确；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，由于非金属性：N＞C＞Si，则酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，B项正确；ZX3是NH3，极易溶于水得到氨水，呈碱性，C项正确；H、N、Cl三种元素可能形成离子化合物，如NH4Cl，D项错误。]

9．(2021·湖北武汉联考)元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不超过20。W、X、Y最外层电子数之和为15，Z＋[Y—W≡X]－是实验室常用的一种化学试剂。下列说法正确的是(　　)

A．最简单氢化物沸点高低：W＞X

B．常见单质的氧化性强弱：W＞Y

C．简单离子半径大小顺序：Z＞Y

D．化合物Z2Y的水溶液呈碱性

D　[由题给信息推知，Z＋[Y—W≡X]－是KSCN，元素W、X、Y、Z分别为C、N、S、K。NH3能形成分子间氢键，CH4只存在范德华力，则沸点：CH4＜NH3，A项错误；非金属性：C＜S，则单质的氧化性：C＜S，B项错误；电子数相同的离子，核电荷数越小，离子半径越大，则简单离子半径大小：S2－＞K＋，C项错误；Z2Y是K2S，溶于水时S2－发生水解而使溶液呈碱性，D项正确。]

10．(2021·山西五校联考)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大，其氢化物中甲、乙、丙、丁的化合价如下表所示。下列说法中正确的是(　　)

A．元素非金属性：甲<乙

B．含氧酸的酸性：乙<丁

C．氢化物的沸点：甲>丁

D．丙所形成的单质可能互为同位素

C　[短周期元素甲、丁的化合价均为－2价，且甲的原子半径小于丁，则甲为O，丁为S。乙、丙的化合价分别为－3、－4，且原子半径介于O、S之间，则乙为N，丙为C。同周期元素的非金属性从左到右逐渐增大，则O的非金属性强于N元素，A项错误。未指明是否为最高价含氧酸，如HNO3的酸性强于H2SO3，B项错误。H2O形成分子间氢键，H2S只存在范德华力，故H2O的沸点高于H2S，C项正确。C元素形成金刚石、石墨、C60等多种同素异形体，而同位素的研究对象是同种元素的不同核素，D项错误。]

11．(2021·四川、云南等四省联考)W、X、Y、Z

是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y、Z

原子的最外层电子数之和为15，X、Y、Z三 种元素在周期表中的相对位置如图所示。W与X以原子个数比为2∶1形成的化合物常用作火箭燃料。下列说法正确的是(　　)

A．简单离子半径：Y＞X＞W

B．热稳定性：W2Y＞XW3

C．Z的最高价氧化物是酸性氧化物，不能与任何酸反应

D．ZY2的化学键类型与MgCl2相同

B　[设X原子的最外层电子数为x，则Y、Z最外层电子数分别为x＋1、x－1，又知三种原子的最外层电子数之和为15，则有：x＋x＋1＋x－1＝15，解得x＝5，从而推知X是N，Y是O，Z是Si。W与X以原子个数比为2∶1形成的化合物常用作火箭燃料，该化合物是N2H4(肼)，W是H。简单离子半径：N3－>O2－>H＋，A项错误；非金属性：N<O，则热稳定性：H2O>NH3，B项正确；SiO2是酸性氧化物，但能与氢氟酸反应生成SiF4和H2O，C项错误；ZY2是SiO2，含有共价键，MgCl2含有离子键，D项错误。]

12．(2021·四川成都七中检测)某种化合物(如图)由W、X、Y、Z四种短周期元素组成，其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍；W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法不正确的是(　　)

A．原子半径：W＜X＜Y＜Z

B．简单离子的氧化性：W＞X

C．X与Y、Y与Z均可形成具有漂白性的化合物

D．W与X的最高价氧化物的水化物可相互反应

A　[W、Y、Z分别位于三个不同短周期，由化合物结构可知，Y、Z形成共价键数目分别为2、1，则Z是H，Y是O或S；Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍，则W最外层有3个电子，W是B或Al；X能形成＋1价阳离子，W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同，则W是Al，Y是O，X是Na。原子半径：H<O<Al<Na，A项错误；金属性：Na>Al，则单质的还原性：Na>Al，根据氧化还原反应规律可知，阳离子的氧化性：Al3＋>Na＋，B项正确；O和Na形成的Na2O2，及O和H形成的H2O2都具有强氧化性，都具有漂白性，C项正确；Al、Na的最高价氧化物的水化物分别为Al(OH)3、NaOH，二者可发生反应生成NaAlO2和H2O，D项正确。]

二、非选择题：本题包括2小题。

13．(2021·安徽蚌埠质检)物质A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z组成，其中Z为地壳含量最高的金属元素，X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同，物质A的结构式如下图所示：回答下列问题：

(1)Y、Z元素的名称为徐寿确定并使用至今，Y在周期表中的位置是________，写出YX的电子式________。

(2)比较X、Y、Z简单离子的半径由大到小的顺序(用对应离子符号表示)________。

(3)在YZO2和YX的混合液中，通入足量CO2是工业制取A的一种方法，写出该反应的化学方程式________。

解析　短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Z为地壳含量最高的金属元素，则Z是Al；X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同，由物质A的结构式可知，X形成1个共价键，则X是F，Y形成＋1价阳离子Y＋，则Y是Na。

答案　(1)第三周期第ⅠA族　

(2)F－＞Na＋＞Al3＋

(3)NaAlO2＋6NaF＋4CO2＋2H2O===Na3AlF6＋4NaHCO3

14．(2019·海南卷，13题改编)自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题：

(1)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镤”。元素Mc可由反应Am＋Ca→288Mc＋3n得到。288Mc的质子数为________，287Mc与288Mc互为________。

(2)Mc位于元素周期表中VA族，同族元素N的一种氢化物为H2NNH2，写出该化合物分子的电子式____________________，该分子内存在的共价键类型有____________________。

(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价，其中＋3价氧化物的分子式为________；＋5价简单含氧酸的分子式为________，其酸性比HNO3的酸性________(填“强”或“弱”)。

解析　(1)根据质量守恒定律，由反应Am＋Ca→288Mc＋可得，288Mc的质子数为95＋20＝115。287Mc与288Mc是Mc元素形成的两种核素，二者互为同位素。

(2)根据化合物中N、H原子的成键特点可知，H2NNH2的结构式为，则其电子式为，存在的共价键类型有极性键(N—H键)和非极性键(N—N键)。

(3)元素的非金属性：N>P，则酸性：HNO3> H3PO4。

答案　(1)115　同位素　(2) 　极性键和非极性键　(3)P4O6　H3PO4　弱