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第五章 物质结构 元素周期律
第16讲 元素周期律和元素周期表（精练）
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2020年全国统一考试化学试题（新课标Ⅲ））W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种
元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW 与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是
3
A．非金属性：W> X>Y> Z B．原子半径：Z>Y>X>W
C．元素X的含氧酸均为强酸 D．Y的氧化物水化物为强碱
【答案】D
【解析】根据题干信息可知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，化合物XW 与WZ相遇会产生
3
白烟，则WX 为NH，WZ为HCl，所以W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，又四种元素的核外电子总数
3 3
满足X+Y=W+Z，则Y的核外电子总数为11，Y为Na元素。根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y
为Na元素，Z为Cl元素，则A．Na为金属元素，非金属性最弱，非金属性Y＜Z，A选项错误；B．同周期
元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素至上而下原子半径依次增大，则原子半径：Na＞Cl＞N＞H，
B选项错误；C．N元素的含氧酸不一定全是强酸，如HNO 为弱酸，C选项错误；D．Y的氧化物水化物为
2
NaOH，属于强碱，D选项正确；答案选D。
2．（北京市2020年普通高中学业水平等级性考试）已知： As(砷)与P为同族元素。下列说法不正确的是
33
A．As原子核外最外层有5个电子
B．AsH 的电子式是
3
C．热稳定性：AsHC>D>A
D．简单氢化物的沸点：C>E
【答案】A
【解析】已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图1，则A位于第
一周期，为H元素，B、C位于第二周期，D、E位于第三周期；A、B、C、D可形成化合物X如图2，C与E
同主族，D形成+1价阳离子，其原子半径最大，则D为Na；C形成2个共价键，位于ⅥA族，则C为O，E
为S元素；B形成4个共价键，则B为C元素。A． 化合物X为NaCO∙HO，高温下易分解，稳定性差，故
2 3 2 2
A错误；B． A、B、E均可与C形成常见的两种二元化合物，分别是HO、HO、CO、CO、SO、SO，故B正
2 2 2 2 2 3
确；C． 电子层越多离子半径越大，则简单离子的半径越大S2->O2-，Na+>H+，电子层结构相同的离子，核电
荷越大，半径越小，O2->Na+，所以简单离子的半径：S2->O2->Na+>H+，故C正确；D． 水分子间形成氢键，
硫化氢分子间不能形成氢键，分子间作用力小，简单氢化物的沸点：C>E，故D正确；故选A。
10．（2021·天津高三三模）下列排序正确的是
A．酸性： B．碱性：
C．熔点： (金刚石) D．沸点：
【答案】D
【解析】A．CHOH为非电解质，其酸性比碳酸小，正确的酸性强弱为：CHOH＜HCO＜CHCOOH，故A错误；
6 5 6 5 2 3 3
B．金属的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，金属性K＞Ba＞Ca，所以碱性正确的顺序为：
Ca(OH)＜Ba(OH)＜KOH，故B错误；C．熔点的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，SiCl 属于分
2 2 4子晶体，其熔点最小； CaBr 属于离子晶体；金刚石是原子晶体，则熔点由高到低的顺序为：金刚石＞
2
CaBr＞SiCl，故C错误；D．含有氢键的氢化物的沸点较高，分子间形成氢键数目越多，沸点越高，所以
2 4
沸点：PH＜NH＜HO，故D正确；故选：D。
3 3 2
11．（2021·黑龙江哈尔滨市·哈九中高三二模）由短周期主族元素组成的化合物(如图)，其中元素W、
X、Y、Z的原子序数依次增大。Y的最外层电子数是X的2倍。下列有关叙述正确的是
A．化合物WXY 为三元弱酸
3 3
B．Z的单质既能与水反应，也可与乙醇反应
C．W分别与X、Y、Z形成的化合物化学键类型相同
D．X的氯化物XCl 中原子均为8电子稳定结构
3
【答案】B
【解析】由题意可知，Z的原子序数最大，且能形成+1价的阳离子，可推测Z为短周期元素Na，W原子序
数最小，且只能形成一个共价键，则可推测W为H，Z失去的一个电子不可能只给4个Y中的一个，则只能
给X，结合X与其它元素形成4个共价键，可推测X元素的最外层电子数为3，Y的最外层电子数是X的2
倍，则Y是O元素，则X是B元素。A．经分析化合物WXY 为HBO，HBO 为一元弱酸，硼酸的电离实际上
3 3 3 3 3 3
是水的电离HBO +HO +H+，故A错误；B．经分析Z是Na元素，则金属钠既能与水反应，也
3 3 2
可与乙醇反应，故B正确；C．经分析W是H元素，X、Y、Z分别是B、O、Na元素，则H元素与B、O元素
形成的化学键类型是共价键，H元素与Na元素形成的是离子键，故C错误；D．经分析X是B元素，则X的
氯化物XCl 为BCl，B原子与3个Cl原子形成了3个共用电子对，则硼原子外层只有6个电子，故D错误；
3 3
本题答案B。
12．（2020·浙江高三月考）短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大， Y 在同周期主族元素中
原子半径最大，Y分别与 X、Z、W 形成二元化合物甲、乙、丙，其 0.1mol·L-1 水溶液近似 pH(常温)如
下表：甲 乙 丙
近似 pH 值 8 12 7
下列说法不正确的是
A．甲、丙的晶体类型相同，且熔点：甲＞丙
B．由 Y 和 Z 组成的二元化合物中不可能含共价键
C．原子半径：r(Y) ＞ r(Z) ＞ r(W) ＞ r(X)
D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比 W 的强
【答案】B
【解析】根据题干信息可知，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y在同周期主族元素中
原子半径最大，则Y为Na元素，Y分别与X、Z、W形成二元化合物甲、乙、丙，由其0.1mol·L-1水溶液的
近似pH可知，甲为NaF，乙为NaS，丙为NaCl，则X为F元素，Z为S元素，W为Cl元素。
2
A．根据上述分析可知，甲为NaF，丙为NaCl，两者均为离子化合物，由于离子半径：r(Cl-)＞r(F-)，因
此NaF的晶格能更大，熔点更高，A选项正确；B．由Na和S元素组成的二元化合物中，NaS 中，S2-中S
2 2
原子和S原子之间形成共价键，B选项错误；C．原子核外电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，
核电荷数越大，半径越小，因此原子半径：Na＞S＞Cl＞F，C选项正确；D．非金属性越强，简单气态氢化
物的热稳定性越强，非金属性F＞Cl，因此热稳定性：HF＞HCl，D选项正确；答案选B。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·上海高三二模）（20分）氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子，它们的离子半径最小的是___________(填离子符号)，硅元素
在元素周期表中的位置是___________。CO 和SiO 是同一主族元素的最高正价氧化物，常温下CO 为气体，
2 2 2
SiO 为高熔点固体。请分析原因：___________。
2
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性HS___________HCl(选填“<”、“>”或“=”，下同)；酸性：
2
HClO___________HSO 用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱：___________。
4 2 4。
(3)红酒中添加一定量的SO 可以防止酒液氧化，这利用了SO 的___________性。若将SO 气体通入HS水
2 2 2 2
溶液中直至过量，下列表示溶液的pH随通入SO 气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。
2已知NaHSO 溶液呈酸性，而HSO 既能电离又能水解。则在NaHSO 溶液中c(HSO)___________c(SO )(选
3 3 2 3
填“<”、“>”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水，写该反应方程式
________________。
【答案】（每空2分）(1)F- 第三周期第ⅣA族 CO 为分子晶体，SiO 为共价晶体，共价键的强度大
2 2
于分子间作用力
(2)＜ ＞ Cl+S2-=S↓+2Cl- 还原
2
(3)③ ＜
(4)5NaSO+2KIO+HSO=5NaSO+KSO+I+HO
2 3 3 2 4 2 4 2 4 2 2
【解析】(1)O2-、F-、N3-的核外电子层数相同，F-的核电荷数最小，半径最小；Si为14号元素，位于第三
周期第ⅣA族；CO 为分子晶体，SiO 为共价晶体，共价键的强度远大于分子间作用力，常温下CO 为气体，
2 2 2
SiO 为高熔点固体；
2
(2)同周期主族元素自左至右非金属性增强，所以非金属性S＜Cl，则热稳定性HS＜HCl，酸性HClO＞
2 4
HSO；非金属性越强，单质的氧化性更强，根据反应Cl+S2-=S↓+2Cl-可知氧化性Cl＞S，则非金属性Cl
2 4 2 2
＞S；
(3)红酒中添加一定量的SO 可以防止酒液氧化，利用了SO 的还原性；
2 2
HS水溶液中存在HS的电离而显酸性，起始pH＜7，将SO 气体通入HS水溶液中时先发生2HS+SO=
2 2 2 2 2 2
S↓+HO，该过程中HS的浓度不断减小，酸性减弱，pH增大，当完全反应发生SO+HO=HSO，HSO 电离使
2 2 2 2 2 3 2 3
溶液酸性增强，pH减小，当SO 不再溶解后，pH不变，HSO 的酸性强于HS的，所以最终pH要比初始小，
2 2 3 2
所以图③符合；
HSO 的电离使溶液显酸性，HSO 的水解使溶液显碱性，而NaHSO 溶液呈酸性，说明电离程度更大，HSO
3 2 3
由水解产生，SO 由水解产生，则c(HSO)＜c(SO )；
2 3
(4)根据所给反应物和生成物可知该过程中NaSO 被KIO 氧化生成NaSO，KIO 被还原生成I，根据电子守
2 3 3 2 4 3 2恒可知NaSO 和KIO 的系数比应为5:2，再结合元素守恒可得化学方程式为
2 3 3
5NaSO+2KIO+HSO=5NaSO+KSO+I+HO。
2 3 3 2 4 2 4 2 4 2 2
14．（2021·北京高三一模）（8分）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯及其化合物既是
重要化工原料，又是广泛使用的高效灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)用氯气制备漂白液的离子方程式是______。
(2)TCCA是一种高效含氯消毒漂白剂，贮运稳定，在水中释放有效氯时间长，应用于游泳池等公共场合，
其分子结构如图所示：
已知：X、Y、Z、W属于原子序数递增的短周期元素，Z核外最外层电子数是电子层数的3倍。
①TCCA的分子式是______。
②X、Y、Z对应简单氢化物中热稳定性最强的是______(用氢化物的化学式表示)。
(3)ClO 和NaClO 均为重要的杀菌消毒剂，将ClO 通入到NaOH和HO 混合溶液中，可制备NaClO。
2 2 2 2 2 2
资料：NaClO 晶体易溶于水，难溶于乙醇。NaClO 饱和溶液在温度低于38 ℃时析出NaClO·3HO晶体，
2 2 2 2
高于38 ℃时析出NaClO 晶体，高于60 ℃时NaClO 分解成NaClO 和NaCl。
2 2 3
① 写出由ClO 制备NaClO 的离子方程式______。
2 2
② 从上述NaClO 溶液获得干燥的NaClO 晶体的操作步骤为：将溶液在减压和55 ℃条件下蒸发至大量晶体
2 2
析出后，______，______，低于60℃干燥，得到NaClO 晶体 (补全实验步骤)。
2
【答案】（除标注外，每空1分）(1)Cl + 2OH－= Cl－+ ClO－+ HO
2 2
(2)①CNOCl（2分） ②HO
3 3 3 3 2
(3)①2ClO + HO + 2OH－ = 2ClO + O+ 2HO（2分） ② 趁热过滤(或高于38℃过滤) 乙醇洗涤
2 2 2 2 2
【解析】根据TCCA分子结构，X、Y、Z、W属于原子序数递增的短周期元素，根据结构得到X为C，Y为
N，Z核外最外层电子数是电子层数的3倍，则Z为O，W为Cl
(1)用氯气制备漂白液是氯气通入到NaOH溶液中生成NaCl、NaClO和HO，其离子方程式是Cl + 2OH－= Cl
2 2
－+ ClO－+ HO；故答案为：Cl + 2OH－= Cl－+ ClO－+ HO。
2 2 2
(2)①根据图中结构和前面分析得到TCCA的分子式是CNOCl；故答案为：CNOCl。
3 3 3 3 3 3 3 3
②根据前面分析及同周期从左到右非金属性逐渐增强，其简单气态氢化物稳定性逐渐增强，因此X、Y、Z
对应简单氢化物中热稳定性最强的是HO；故答案为：HO。
2 2(3)①将ClO 通入到NaOH和HO 混合溶液中，可制备NaClO，因此ClO 制备NaClO 的离子方程式2ClO +
2 2 2 2 2 2 2
HO + 2OH－ = 2ClO + O+ 2HO；故答案为：2ClO + HO + 2OH－ = 2ClO + O+ 2HO。
2 2 2 2 2 2 2 2 2
②根据题意，由于NaClO 饱和溶液在温度低于38 ℃时析出NaClO·3HO晶体，高于38 ℃时析出NaClO
2 2 2 2
晶体，高于60 ℃时NaClO 分解成NaClO 和NaCl，NaClO 晶体易溶于水，难溶于乙醇；因此需在温度高于
2 3 2
38℃过滤，用乙醇洗涤，低于60℃干燥，得到NaClO 晶体；故答案为：趁热过滤(或高于38℃过滤)；乙
2
醇洗涤。
15．（12分）为探究元素性质递变规律，设计如下实验。
（1）填写各实验步骤对应的实验现象（选填相应序号；不重复选）。
实验序号 实验步骤 实验现象
① 将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。
________
将磨去表面氧化膜的一小段镁条放入试管中，加入2mL
②
水，滴入2滴酚酞溶液，加热至水沸腾。 ________
将磨去表面氧化膜的一小段镁条投入2mL 1 mol/L盐
③
酸中。 ________
将磨去表面氧化膜的一小片铝投入2mL 1 mol/L盐酸
④
中。 ________
A．剧烈反应，迅速产生大量无色气体。
B．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
C．反应不十分剧烈；产生无色气体。
D．有气体产生，溶液变成浅红色。
（2）实验④：向1mL 1 mol/L AlCl 溶液中滴加2 mol/L NaOH溶液至过量，观察生成白色胶状沉淀，继
3
而沉淀消失。
请用离子方程式解释该实验现象： ________ 、 ________ 。
（3）实验⑤：在试管中加入3~5 mL NaSiO 溶液，逐滴加入稀硫酸，边加边振荡。观察试管中出现白色凝
2 3
胶。相应化学方程式： ________ ，证明酸性：________﹥ （用化学式表示）。
（4）实验⑥：向新制得的NaS溶液中滴加新制的氯水。观察试管中出现黄色沉淀。相应离子方程式：
2
________ ，证明氧化性：________﹥ （用化学式表示）。
通过以上实验和讨论，推断钠、镁、铝的金属性逐渐 ________ （选填“增强”或“减弱”），硅、硫、
氯的非金属性逐渐 ________ （选填“增强”或“减弱”）。
【答案】（每空1分）（1）B D A C（2）Al3+ + 3OH- ═Al(OH)↓ Al(OH) + OH- ═ AlO- + 2HO
3 3 2 2
（3）HSO + NaSiO ═ HSiO(胶体) + NaSiO HSO﹥HSiO （4）S2- +Cl ═ S↓+2 Cl- Cl
2 4 2 3 2 3 2 4 2 4 2 3 2 2
﹥S 减弱 增强
【解析】（1）①金属钠的密度小于水，因此金属钠浮在水面，金属钠与水反应：2Na＋2HO=2NaOH＋
2
H↑，此反应是放热反应，且金属钠的熔点较低，熔化成小球，产生的气体推动金属钠四处游动，并发出
2
嘶嘶的声音，溶液变红，因此B正确；②Mg与沸水反应：Mg＋2HO=Mg(OH)＋H↑，溶液变成浅红色，故D
2 2 2
正确；③因为镁是活泼金属，与酸反应剧烈，发生Mg＋2HCl=MgCl＋H↑，故A正确；④Al的金属性比Mg
2 2
弱，Al与酸反应剧烈程度不如镁与酸反应的剧烈程度，2Al＋6HCl=2AlCl＋3H↑，故C正确；
3 2
（2）生成白色胶状沉淀：Al3＋＋3OH－=Al(OH)↓，因为氢氧化铝表现两性，能与过量氢氧化钠反应，因此
3
离子反应式为Al(OH)＋OH－=AlO－＋2HO；
3 2 2
（3）白色凝胶是HSiO，化学反应方程式为NaSiO＋HSO=NaSO＋HSiO(胶体)，利用强酸制取弱酸的原
2 3 2 3 2 4 2 4 2 3
理，因此酸性：HSO>HSiO；
2 4 2 3
（4）黄色沉淀是S，发生HS＋Cl=2HCl＋S↓，利用氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，即氧化性：
2 2
Cl>S；钠能与冷水反应，Mg与热水反应，因此Na的金属性强于Mg，Mg与盐酸反应剧烈，Al与盐酸反应
2
不剧烈，说明Mg的金属性强于Al，因此Na、Mg、Al的金属性依次减弱；非金属性越强，其最高价氧化物
的水化物酸性增强，即非金属性：S>Si，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，即Cl的非金属性强于
S，因此Si、S、Cl的非金属性依次增强。
