（课标版）高考化学一轮复习 核心突破练案（15）元素周期表 元素周期律（含解析）新人教版-新人教版高三化学试题

第15讲元素周期表元素周期律A组基础必做题1．(2019·北京理综，6分)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(D)A．In是第五周期第ⅢA族元素B.eq\o\al(115,49)In的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：In>AlD．碱性：In(OH)3>RbOH[解析]本题考查原子结构、元素周期表和元素周期律，考查的核心素养是证据推理与模型认知。Rb为碱金属，属于第五周期元素，故In亦为第五周期元素，In与Al同主族，即为第ⅢA族元素，A项正确；eq\o\al(115,49)In的中子数为115－49＝66，质子数为49，质子数等于核外电子数，故中子数与电子数之差为17，B项正确；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：In>Al，C项正确；同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，故其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，即碱性In(OH)3<RbOH，D项错误。2．(2020·福建厦门外国语学校月考)由德国重离子研究中心人工合成的第112号元素的正式名称为“CoperniClum”，相应的元素符号为“Cn”，该元素的名称是为了纪念天文学家哥白尼。该中心人工合成Cn的过程可表示为70Zn＋208Pb=277Cn＋1n。下列叙述中正确的是(D)A．上述合成过程属于化学变化B．Cn元素的相对原子质量为277C．Cn元素位于元素周期表的第六周期，是副族元素D.eq\o\al(277,112)Cn的原子核内中子数比质子数多53[解析]本题考查化学变化和相对原子质量的定义、元素在周期表中的位置等。化学变化中的最小粒子为原子，该过程中的原子核发生了变化，不属于化学变化，A错误；该核素的近似相对原子质量为277，元素的相对原子质量与各种核素的相对原子质量及自然界中各核素的丰度有关，B错误；第112号元素位于元素周期表中第七周期第ⅡB族，C错误；该原子的中子数＝277－112＝165，中子数比质子数多165－112＝53，D正确。3．(2020·北京朝阳区一模)2019年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列，准确预留了甲、乙两种未知元素的位置，并预测了二者的相对原子质量，部分原始记录如下。下列说法不正确的是(C)A．元素甲位于现行元素周期表第四周期第ⅢA族B．原子半径比较：甲>乙>SiC．元素乙的简单气态氢化物的稳定性强于CH4D．推测乙可以用作半导体材料[解析]本题通过元素推断，考查元素在周期表中的位置、原子半径比较、简单氢化物稳定性比较等。从示意图可以看出同一行的元素在同一主族，同一列的元素在同一周期，甲元素与B和Al在同一主族，与As在同一周期，则甲位于元素周期表中第四周期第ⅢA族为Ga元素，同理，乙元素位于第四周期第ⅣA族为Ge元素，A项正确；同周期元素从右到左，原子半径逐渐增大，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，所以原子半径：Ga>Ge>Si，B项正确；同主族元素的非金属性从上到下越来越弱，则简单气态氢化物的稳定性越来越弱，元素乙的简单气态氢化物的稳定性弱于CH4，C项错误；乙为Ge元素，其处于非金属和金属元素的交界处，可用作半导体材料，D项正确。4．(2020·湖北襄阳一模)随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。下列有关说法中正确的是(B)A．元素f位于第三周期Ⅲ族B．离子的半径大小为r(d2－)>r(e＋)C．元素h的氧化物对应水化物的酸性比g的强D．由x、z组成的一种四原子化合物的电子式为x﹕zeq\o(,\s\up6(x)),﹕x[解析]本题考查物质结构与元素周期律。根据题意可推知，x、y、z、d、e、f、g、h分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。Al位于第三周期ⅢA族，A项错误；O2－、Na＋具有相同的电子层结构，原子序数越小，离子半径越大，故r(O2－)>r(Na＋)，B项正确；Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性比S的强，C项错误；由H、N组成的四原子化合物为NH3，其电子式为Heq\o\al(·,·)Neq\o(··,\s\up6(H)),··eq\o\al(·,·)H，D项错误。5．(2020·山东泰安模拟)下列叙述中，可以说明金属M的活泼性肯定比金属N活泼性强的是(B)A．M原子的最外层电子数比N原子的最外层电子数少B．常温时，M能从水中置换出氢，而N不能C．1molM从酸中置换H＋生成的H2比1molN从酸中置换H＋生成的H2多D．M的氧化物对应水化物的碱性比N的氧化物对应水化物的碱性强[解析]最外层电子数的多少以及从酸中置换出H2的多少与金属元素的金属性强弱无关，A、C两项错误；金属的活泼性越强，越易与水反应，常温时，M能从水中置换出氢，而N不能，说明金属的活泼性M比N强，B项正确；可由元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断金属性的强弱，D项所述不是最高价氧化物对应水化物，D项错误。[易错警示](1)对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但要注意氟没有正价，氧一般不显正价。(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据的是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。(3)根据元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物对应水化物。6．(2019·山东临沂模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是(A)A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、ZB．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、XC．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、XD．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W[解析]由于Y是非金属性最强的元素，则Y为氟元素；X原子最外层有6个电子，属于第ⅥA族元素，且原子序数小于9，则X为氧元素；由于Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，且其原子序数大于9，则Z为铝元素；由于W的单质广泛用作半导体材料，则W为硅元素。Y、X、W、Z的原子最外层电子数分别为7、6、4、3，A项正确；原子半径由大到小的顺序为Al、Si、O、F，B项错误；非金属性由强到弱的顺序为F、O、Si、Al，C项错误；简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：HF、H2O、SiH4，D项错误。7．(2020·山东普通高中学业水平等级考试模拟卷)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物。已知A的相对分子质量为28，B分子中含有18个电子，五种化合物间的转化关系如右图所示。下列说法错误的是(A)A．X、Y组成化合物的沸点一定比X、Z组成化合物的沸点低B．Y的最高价氧化物的水化物为弱酸C．Y、Z组成的分子可能为非极性分子D．W是所在周期中原子半径最小的元素[解析]由转化关系并借助A的相对分子质量为28和B是18电子的分子推知：A为乙烯、B为氯化氢、C为氯乙烷、D为水、E为乙醇；X、Y、Z、W分别对应元素为H、C、O、Cl。X、Y组成的化合物为烃类物质，沸点可能高于X、Z组成的化合物H2O，A错误；Y的最高价氧化物的水化物为H2CO3属于弱酸，B正确；Y、Z组成的分子可能为非极性分子CO2，C正确；W是Cl，是所在周期中原子半径最小的元素，D正确。8．(2020·新题选粹)X、Y、Z、L、M、N六种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是短周期原子半径最大的元素，N是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题：(1)M在元素周期表中的位置为第3周期第ⅠA族；六种元素的原子半径从大到小的顺序是Na>Al>C>N>O>H。(2)X、L两元素按原子数目比1﹕1构成分子B，B的电子式为eq\a\vs4\al(H\o(O,\s\up6(),\s\do4())\o(O,\s\up6(),\s\do4())H)。(3)硒(Se)是人体必需的微量元素，已知非金属性：Se<L。请结合原子结构解释原因O和Se同主族，从上到下，原子半径依次增大，得电子能力减弱，所以非金属性减弱。(4)用石墨作电极，NCl3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出电解熔融Q制取N的电极反应式。阳极：2O2－－4e－=O2↑；阴极：Al3＋＋3e－=Al。B组能力提升题9．(2020·云南昆明一中月考)最新发现的第113号、115号、117号和118号元素已正式写入元素周期表。根据物质结构、元素周期律的知识，下列说法正确的是(C)原子序数英文名称中文名称符号汉语拼音113NihoniumNhnǐ115Moscovium镆Mcmò117TennesseeTstián118OganessonOgàoA.Nh(OH)3具有两性B．Mc位于元素周期表中第七周期第ⅤA族，其原子半径小于TsC．已知Og是一种人工合成的稀有气体元素，其在元素周期表中位于第七周期0族D．若制得Ts的最高价氧化物对应的水化物，其酸性强于HClO4[解析]本题考查元素周期表、周期律、原子半径、元素化合物性质等。Nh是113号元素，在周期表中位于第七周期第ⅢA族，和Al位于同一主族，同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，所以Nh(OH)3具有碱性，A错误；Mc是115号元素，位于元素周期表中第七周期第ⅤA族，Ts是117号元素，位于元素周期表中第七周期第ⅦA族，同一周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，Mc原子半径大于Ts，B错误；Og是118号元素，位于元素周期表中第七周期0族，C正确，Ts是117号元素，位于元素周期表中第七周期第ⅦA族，与Cl位于同一主族，同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，所以若制得Ts的最高价氧化物对应的水化物，其酸性弱于HClO4，D错误。10．(2020·山东淄博实验中学开学考试)短周期主族元素W、X，Y、Z的原子序数依次增大，它们的原子最外层电子数总和等于Z的原子序数，由这四种元素组成的一种化合物M具有如下性质。下列推断正确的是(B)A．原子半径：Z>Y>X>WB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>XC．简单阴离子的还原性：W<ZD．W、Y、Z组成的化合物只含共价键[解析]本题考查通过物质的转化关系推断元素，侧重于考查原子半径比较、最高价含氧酸的酸性比较、简单阴离子还原性强弱判断以及化学键类型判断。根据题图中信息可知，M与氯化铁溶液反应得红色溶液，说明M含有SCN－，所得溶液与氢氧化钠溶液共热后得到能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则气体为氨气，M中含有NHeq\o\al(＋,4)，SCN－与氢氧化钠不反应，继续加入氯化铁溶液，溶液又变红；短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，它们的原子最外层电子数总和等于Z的原子序数，则W、X、Y、Z分别为H、C、N、S元素。原子半径Z(S)>X(C)>Y(N)>W(H)，A错误；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故最高价氧化物对应的水化物酸性Y>X，B正确；元素非金属性越弱，其简单阴离子的还原性越强，故简单阴离子的还原性：Z<W，C错误；W、Y、Z组成的化合物NH4HS、(NH4)2S中既含共价键也含离子键，D错误。[点拨]非金属元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强、简单阴离子的还原性越弱。11．(2020·河北衡水模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，A、B、C、D、F是由其中的两种或三种元素组成的化合物，E是由Z元素形成的单质，0.1mol·L－1D溶液的pH为13(25℃)。它们满足如图所示转化关系，则下列说法正确的是(B)A．由X、Y、Z、W四种元素组成的盐溶液pH小于7B．化合物F中含有共价键和离子键C．0.1molB与足量C完全反应转移电子数为0.2NAD．Z元素的最高正化合价为＋6[解析]X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，A、B、C、D、F是由其中的两种或三种元素组成的化合物，E是由Z元素形成的单质，0.1mol·L－1D溶液的pH为13(25℃)，则D溶液为一元强碱溶液，且其中的金属元素在短周期，则金属元素为Na元素，所以D是NaOH，A和B反应生成NaOH和E，且A和B都是化合物，E是单质，则该反应是过氧化钠和水的反应，所以E是O2，则Z元素是O元素，W的原子序数大于Z，所以W是Na元素；B和C反应生成氧气，两种化合物反应生成氧气的还有过氧化钠和二氧化碳的反应，所以B是Na2O2，则A是H2O，C是CO2，F是Na2CO3，X的原子序数小于Y，则X是H元素，Y是C元素。由X、Y、Z、W四种元素组成的盐可以是NaHCO3，其溶液pH大于7，A错误；化合物F是Na2CO3，碳酸钠中Na＋和COeq\o\al(2－,3)之间存在离子键、C原子和O原子之间存在共价键，所以碳酸钠中含有共价键和离子键，B正确；B是Na2O2，C是CO2，在B和C的反应中，氧化剂和还原剂都是Na2O2,0.1molNa2O2与足量CO2完全反应转移电子数为0.1NA，C错误；Z是O元素，其没有最高正化合价，D错误。12．(2020·广东检测)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(B)A．简单离子半径：Z<YB．阴离子的还原性：Y>WC．简单气态氢化物的热稳定性：Y>XD．W2Y2中含有非极性键[解析]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，则d为Na2O2，结合图中转化关系可知，元素Y的单质气体m为O2，则Y为O，a为烃，b、c分别为CO2、H2O，e、f分别为Na2CO3、NaOH，结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na。O2－、Na＋具有相同电子层结构，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：Na＋<O2－，故A正确；由NaH＋H2O=NaOH＋H2↑，可知H－易失去电子，阴离子的还原性：O2－<H－，故B错误；元素的非金属性越强，对应简单气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的热稳定性：H2O>CH4，故C正确。H2O2中含有O—O非极性键，故D正确。13．(2020·广东广州模拟)五种短周期元素的部分性质数据如下表所示，下列叙述正确的是(C)元素TXYZW原子半径/nm0.0370.0750.0990.1020.143最高或最低化合价＋1＋5、－3＋7、－1＋6、－2＋3A.X的阴离子半径小于T的阳离子半径B．Y的氢化物的热稳定性比Z的氢化物的小C．Y单质与Fe反应生成的化合物中，铁元素显＋3价D．Z元素的氧化物对应的水化物一定为强酸[解析]由题中信息可知，T为H，X为N，Y为Cl，Z为S，W为Al。离子半径N3－大于H＋，A错误；非金属性Cl>S，故氢化物稳定性HCl>H2S，B错误；氯气与Fe反应生成氯化铁，氯化铁中铁元素显＋3价，C正确；亚硫酸为中强酸，D错误。14．(2020·辽宁锦州期末)如图是元素周期表的一部分，下列说法正确的是(B)A．离子半径：W－>X＋>Y3－B．可在灰色区域“甲”中寻找催化剂C．气态氢化物的稳定性：Z>WD．工业上电解X和W化合物的水溶液制备X[解析]由元素的位置可知，X为Na，Y为N，Z为Si，W为Cl。离子半径：W－>Y3－>X＋，故A错误；非金属性越强，对应氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：W>Z，故C错误；电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，应电解熔融NaCl制备Na，故D错误。15．(2020·江西重点中学协作体联考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。m、p、q、r、s是由这些元素组成的二元化合物，常温常压下r为液体，其余均为无色气体。m的摩尔质量为p的2倍，n是元素Y的单质，是绿色植物光合作用产生的无色气体，p物质能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，q能使品红溶液褪色。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(D)A．q与s均为酸性氧化物B．Z的含氧酸是一种强酸C．Y的氢化物比Z的氢化物稳定是因为Y的氢化物之间存在氢键D．原子半径：W<Y<X[解析]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，m、p、q、r、s是由这些元素组成的二元化合物，常温常压下r为液体，r为水，其余均为无色气体；n是元素Y的单质，是绿色植物光合作用产生的无色气体，Y为氧元素、n是氧气；P物质能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，p为氨气，所以W为氢元素，X为氮元素；根据转化关系：氨气和氧气发生催化氧化生成水和一氧化氮，所以s为一氧化氮；m的摩尔质量为p的2倍，m应为硫化氢；q能使品红溶液褪色，q应为二氧化硫，所以Z应为硫元素，硫化氢在氧气中燃烧生成二氧化硫和水，符合转化关系。二氧化硫(q)为酸性氧化物，一氧化氮(s)不是酸性氧化物，A错误；硫的含氧酸中亚硫酸为弱酸，硫酸为强酸，B错误；Y的氢化物为水，Z的氢化物为硫化氢，水比硫化氢稳定是因为氢氧键比氢硫键的键能大，氢键主要影响沸点等物理性质，C错误；同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小，氢原子半径是所有原子中最小的，所以原子半径：H<O<N，D正确。16．(2020·经典习题选粹)研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1所示的装置来一次性完成同主族元素碳与硅的非金属性强弱比较的实验。乙同学设计了如图2所示的装置来验证卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红色试纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾反应能够生成氯气。可供选择的试剂有：大理石、碳酸钠粉末、浓盐酸、稀硝酸、硅酸钠溶液。根据图1回答：(1)甲同学设计实验的依据是较强酸制较弱酸。从所给试剂中选出最合适的物质：AHNO3，BCaCO3，CNa2SiO3。(写化学式)(2)烧瓶中发生反应的离子