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第二十讲 元素周期表与元素周期律
【基础巩固】
1.2020 年我国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，其中“铷(Rb)原子钟”被誉为卫星的“心脏”，下列
有关说法错误的是( )
A.铷元素位于ⅠA 族
B.Rb 的金属性比钠的弱
C.Rb 的中子数为48
D.Rb 和Rb 具有相同的电子数
【答案】B
【解析】同主族元素，从上到下，元素的金属性逐渐增强，故铷的金属性比钠强，B 错误。
2.(2023·四川遂宁模拟)X、Y、Z、W 属于短周期主族元素，其中X、Y、Z 在元素周期表中的相对位置关系
如图，Y 原子的最外层电子数是其次外层电子数的，W 的焰色反应呈现黄色火焰。下列说法错误的是(
)
A．原子半径：W＞Y＞Z＞X
B．W 和X 形成的化合物可能含共价键
C．气态氢化物的稳定性：X＞Z＞Y
D．Z2X5可以用作食品干燥剂
【答案】D
【解析】Y 原子的最外层电子数是其次外层电子数的，则Y 为Si；由元素在周期表中的相对位置关系可知，
Z 为P、X 为O；W 的焰色反应呈现黄色火焰，则W 为Na。一般电子层数越多原子半径越大，同周期元素
核电荷数越大原子半径越小，故原子半径由大到小为Na＞Si＞P＞O，故A 正确；Na 和O 形成的Na2O2中
既含有离子键又含有共价键，故B 正确；元素非金属性越强其气态氢化物越稳定，故稳定性：H2O＞PH3＞
SiH4，故C 正确；P2O5有毒，不能用作食品干燥剂，故D 错误。
3．(2022·全国甲卷，12)Q、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为
19。Q 与X、Y、Z 位于不同周期，X、Y 相邻，Y 原子最外层电子数是Q 原子内层电子数的2 倍。下列说
法正确的是( )
A．非金属性：X>Q
B．单质的熔点：X>Y
C．简单氢化物的沸点：Z>Q
D．最高价含氧酸的酸性：Z>Y
【答案】D
【解析】由题干信息可知Q 应为第二周期元素，X、Y、Z 位于第三周期，Y 为Si 元素，X 为Al 元素，Q
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可能为N 或O 或F，Z 可能为Cl 或S 或P，N 或O 或F 元素非金属性均比Al 强，故非金属性：Q>X，A 错
误；X 为Al，属于金属晶体，Y 为Si，属于原子晶体，故单质熔点：Si>Al，即Y>X，B 错误；Q 的简单
氢化物为NH3或H2O 或HF，Z 的简单氢化物为HCl 或H2S 或PH3，由于前者物质中存在分子间氢键，而后
者物质中不存在，故沸点：Q>Z，C 错误；P、S、Cl 的非金属性均强于Si，因此最高价含氧酸的酸性：
Z>Y，D 正确。
4．(2023·四川绵阳模拟)短周期元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 的单质是空气中含量最高的气
体，Y 原子最外层电子数是内层电子数的3 倍，短周期主族元素中Z 原子的半径最大，W 原子的最外层电
子数等于X、Y、Z 原子的最外层电子数的平均值。下列推断错误的是( )
A．X、Y、Z、W 四种元素最多组成两种正盐
B．Z 对应的氢化物中存在离子键
C．简单离子半径：X＞Z
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W
【答案】A
【解析】由题干信息可知，X、Y、Z、W 分别为N、O、Na、Si，则四种元素可组成NaNO2、NaNO3、
Na2SiO3等正盐，A 错误；NaH 中存在离子键，B 正确；N3－和Na＋具有相同的核外电子排布，核电荷数越
大微粒半径越小，则简单离子半径：N3－＞Na＋，即X＞Z，C 正确；已知N 的非金属性比Si 的强，酸性：
HNO3＞H2SiO3，D 正确。
5.(2023·广东六校联考)由四种短周期元素X、Y、Z、R 构成的分子结构如图所示，其中所有原子均达到8
电子稳定结构。四种元素位于不同主族，R 的内层电子数比其最外层电子数多3；X、Y、Z 同周期，Z 的
原子半径在三者中最小，Y 的非金属性在三者中最弱。下列有关叙述正确的是( )
A.四种元素的氢化物均可能含非极性键
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞Y
C.简单氢化物的稳定性：X＞Z＞R
D.简单离子半径：Z＜R＜X
【答案】B
【解析】R 的内层电子数比其最外层电子数多3，则R 为Cl 元素；X 形成3 个共价键，则其最外层有5 个
电子，Y 形成4 个共价键，则其最外层有4 个电子，Z 形成2 个共价键，则其最外层有6 个电子，结合X、
Y、Z 同周期，Z 的原子半径在三者中最小，Y 的非金属性在三者中最弱，知X 为N 元素，Y 为C 元素，Z
为O 元素。HCl 中不含非极性键，A 项错误；非金属性N＞C，故酸性HNO3＞H2CO3，B 项正确；非金属
性N＜O，故稳定性NH3＜H2O，C 项错误；电子层数越多，离子半径越大，具有相同电子层结构的离子，
核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径Cl－＞N3－＞O2－，D 项错误。
6.(2023·重庆联考)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，且
B、C、D 原子最外层电子数之和等于D 的质子数，D 的简单离子半径在同周期元素中最小，只有C 与E 同
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主族。下列说法错误的是( )
A.简单氢化物的沸点：C＞E
B.简单离子的半径：D＞C
C.A、B 可形成多种二元化合物
D.电解熔融C、D 形成的化合物冶炼D 的单质
【答案】B
【解析】由A、B、C、D、E 是五种短周期主族元素和题图可知，A 为H、B 和C 位于第二周期、D 和E
位于第三周期，D 的简单离子半径在同周期元素中最小，则D 为Al，B、C、D 原子最外层电子数之和等
于D 的质子数，只有C 与E 同主族，则B、C、E 分别为C、O、S。H2O 分子间能形成氢键，故沸点H2O
＞H2S，A 项正确；具有相同核外电子排布的离子，原子序数小的半径大，故r(O2－)＞r(Al3＋)，B 项错误；
H、C 可形成CH4、C2H4、C2H2等多种二元化合物，C 项正确；工业上电解熔融的Al2O3冶炼Al 单质，D 项
正确。
7.(2023·哈尔滨质检)已知X、Y、Z、W、M 是同一短周期的五种主族元素。单质W3具有强氧化性，可用
于杀菌消毒。五种元素组成的盐是一种新型电池的电解质，结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径：Y＞Z＞W＞X＞M
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞Z
C.简单气态氢化物的稳定性：W＞X
D.阴离子中四种元素的原子均满足8 电子稳定结构
【答案】D
【解析】X、Y、Z、W、M 是同一短周期的五种主族元素，单质W3具有强氧化性，可用于杀菌消毒，则
W 为O 元素；由图可知，M 形成＋1 价阳离子，则M 为Li 元素；阴离子带一个单位负电荷，X、Y、Z 形
成的共价键数目分别为1、4、4，则X 为F 元素、Y 为B 元素、Z 为C 元素。同周期主族元素从左向右原
子半径逐渐减小，故锂原子的原子半径在五种元素中最大，A 项错误；同周期主族元素，从左向右元素的
非金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，故硼酸的酸性弱于碳酸，B 项错误；元素
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的非金属性越强，形成的简单气态氢化物越稳定，非金属性O＜F，故简单气态氢化物的稳定性H2O＜
HF，C 项错误；由阴离子的结构可知，阴离子中硼、碳、氧、氟四种元素的原子均满足8 电子稳定结构，
D 项正确。
8.（2023·全国·统考高考真题）一种矿物由短周期元素W、X、Y 组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。
W、X、Y 原子序数依次增大。简单离子
与
具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A．X 的常见化合价有
、
B．原子半径大小为
C．YX 的水合物具有两性
D．W 单质只有4 种同素异形体
【答案】A
【解析】W、X、Y 为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们
均为10 电子微粒， X 为O，Y 为Mg，W、X、Y 组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W
为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。A．X 为O，氧的常见价态有-1 价和-2 价，如H2O2和H2O，A
正确；B．W 为C，X 为O，Y 为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序
数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B 错误；C．Y 为Mg，X 为O，他们可形成
MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX 的水合物没有两
性，C 错误；D．W 为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止
四种，D 错误；故选A。
9．（2023·全国·统考高考真题）W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和
为19。Y 的最外层电子数与其K 层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．简单氢化物的沸点：
C．
与
可形成离子化合物
D．
的最高价含氧酸是弱酸
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序
数的规律，则W 为N，X 为O，Y 的最外层电子数与其K 层电子数相等，又因为Y 的原子序数大于氧的，
则Y 电子层为3 层，最外层电子数为2，所以Y 为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z 的最外层
电子数为6，Z 为S，据此解答。A．X 为O，W 为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大
小为W＞X，A 错误；B．X 为O，Z 为S，X 的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z 的简单氢化物为
H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B 错误；C．Y 为Mg，X 为O，他们可形成MgO，为离
子化合物，C 正确；D．Z 为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D 错误；故选C。
10．（2023·陕西西安·统考一模）W、X、Y、Z 是元素周期表中前四周期元素，其中X 是组成人体血红蛋
白的核心金属元素，Y 的一种单质可以作为工业润滑剂，Z 的单质中含有共价三键，W 是前四周期主族元
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素中原子半径最大的。下列说法错误的是
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：W＞X，最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y
B．一定条件下，W、X、Y 元素的单质均能与水发生反应，且有1 种共同的产物
C．和同主族下一周期的元素相比，Z 元素简单氢化物的沸点较高
D．和同主族上一周期的元素相比，W 单质的熔、沸点更低，密度更大
【答案】 D
【解析】 W、X、Y、Z 是元素周期表中前四周期元素，其中X 是组成人体血红蛋白的核心金属元素，则
X 是Fe 元素；Y 的一种单质可以作为工业润滑剂，则Y 是C 元素；Z 的单质中含有共价三键，则Z 是N 元
素；W 是前四周期主族元素中原子半径最大的，则W 是K 元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析
解答。根据上述元素分析可知X 是Fe，Y 是C，Z 是N，W 是K 元素。A．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。元素的金属性：K＞Fe，则最高价氧化物对应水化物的碱性：K＞Fe，即
W＞X；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，元素的非金属性：N＞C，则最高
价氧化物对应水化物的酸性：N＞C，即Z＞Y，A 正确；B．W 是K，X 是Fe，Y 是C，K 与H2O 在常温
下剧烈反应产生KOH、H2，炽热的Fe 与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4和H2；C 与H2O 在高温下反应产
生CO、H2，因此W、X、Y 元素的单质均能与水发生反应且均有H2生成，B 正确；C．由分析知，Z 为N
元素，其简单氢化物NH3能形成分子间氢键，沸点较高，C 正确；D．W 是K，K 属于碱金属元素，对于
碱金属元素，由于从上到下原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，因此物质的熔沸点逐渐降低，碱金属的
密度呈增大趋势，但K 的密度反常，比Na 的小，因此和同主族上一周期的元素相比，W 单质的熔、沸点
更低，密度更小，D 错误；故合理选项是D。
11．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Y 为相
邻元素，X、W 为同主族元素，X、Y 的最外层电子数之差等于Z 的最外层电子数，在地壳中W 的含量仅
次于氧元素。下列说法正确的是
A．Y 的最简单氢化物的水溶液呈酸性
B．原子半径：Z> Y> W
C．W 位于元素周期表第三周期第VIA 族
D．X、Y 的氧化物均不止一种
【答案】 D
【分析】 地壳中元素的含量O、Si、Al、Fe、Ca，则W 为Si，X、W 为同主族短周期元素，X 为C，
X、Y 为相邻元素，X、Y 的最外层电子数之差等于1，为Z 的最外层电子数，Z 为Na，Y 为N，以此分析；
A．Y 的简单氢化物为氨气，水溶液呈碱性，A 错误；B．Z 为Na，Y 为N，W 为Si，则原子半径，Na＞Si
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＞N，B 错误；C．W 为Si 位于第三周期ⅣA 族，C 错误；D．C 的氧化物为CO、CO2，N 的氧化物为
NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4等，D 正确；故答案为：D。
12．（2023 秋·黑龙江齐齐哈尔·高三校联考期末）A、B、C、D、E、F、G 均为常见短周期元素，原子序
数依次递增。已知A、B、C 能分别与D 组成二元化合物K、L、M，甲、乙分别是B、D 的单质，常温下
分别是常见的固体和气体，化合物M 是产生光化学烟雾的主要气体之一，丙是C 的最高价氧化物对应的水
化物，它们之间有如图所示转化关系。E 是短周期中金属性最强的元素，F 与G 位置相邻，G 是同周期元
素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题：
(1)C 在元素周期表中的位置为 。
(2)甲与丙的浓溶液反应的化学方程式为 。
(3)化合物L 的电子式为 ，M 与水发生反应的化学方程式是 ，该反应的还原产物是 。
(4)E、F、G 形成的简单离子，半径由大到小顺序是 (用离子符号表示)。B、F、G 元素的非金属性
由强到弱的顺序 (用元素符号表示)。
【答案】(1)第二周期VA 族
(2)
(3)
NO
(4)
【解析】A、B、C、D、E、F、G 均为常见短周期元素，原子序数依次递增，E 是短周期中金属性最强的
元素，则E 为Na，故F、G 处于第三周期，F 与G 位置相邻，G 是同周期元素中原子半径最小的主族元素，
则F 为硫元素、G 为Cl。甲是常见的固体单质，甲与丙的浓溶液反应得到K、M、L，化合物M 是产生光
化学烟雾的主要气体之一，可推知甲为碳、丙为HNO3、M 为NO2，而K 与M、气体单质乙又得到硝酸，
故乙为O2、M 为NO2、L 为CO2，则A 为氢元素、B 为碳元素、C 为氮元素、D 为氧元素。
（1）C 为氮元素，在元素周期表中的位置为：第二周期ⅤA 族，故答案为：第二周期ⅤA 族。（2）C 和
浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化氮和二氧化碳，化学方程式为：
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，故答案为：
。（3）化
合物L 为CO2，电子式为：
；M 为NO2，NO2和水反应生成硝酸和NO，化学方程式为：
，该反应N 元素化合价既上升又下降，还原产物是NO。（4）E、F、G 形成的
简单离子分别为Na+、S2−、Cl−，电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大,故
半径由大到小顺序是：S2−>Cl−>Na+，由于酸性：高氯酸>硫酸>碳酸，故B、F、G 元素的非金属性由强到
弱的顺序：Cl>S>C。
13.X、Y、Z、W、R 是短周期元素，原子序数依次增大。X 原子核外各层电子数之比为1 2∶，Y 原子和Z 原
子的核外电子数之和为20，W 和R 是同周期相邻元素，Y 的氧化物和R 的氧化物均能形成酸雨。请回答下
列问题：
(1) 元素X 的最高价氧化物的电子式为________________ ；元素Z 的离子结构示意图为
____________________。
(2)单质铜和元素Y 的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为________________。
(3) 元素W 位于周期表的第________ 族，其非金属性比R 弱，用原子结构的知识解释原因；
_____________________________________________________________。
(4)R 的一种氧化物能使品红溶液褪色，工业上用Y 的气态氢化物的水溶液做该氧化物的吸收剂，写出吸收
剂与足量该氧化物反应的离子方程式：_________________________________________________。
(5)Y 和Z 组成的化合物ZY，被大量用于制造电子元件。工业上用Z 的氧化物、X 单质和Y 单质在高温下
制备ZY ，其中Z 的氧化物和X 单质的物质的量之比为1 3∶，则该反应的化学方程式为
____________________________。
【答案】(1)
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)ⅤA P 原子和S 原子的电子层数相同，P 原子半径较大，得电子能力较弱
(4)SO2＋NH3·H2O===HSO＋NH
(5)Al2O3＋3C＋N2=====2AlN＋3CO
【解析】由X 原子核外各层电子数之比为1 2∶，推出X 为C；由Y 的氧化物和R 的氧化物均能形成酸雨且
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R 的原子序数大于Y，推出Y 和R 分别为N 和S；由W 和R 是同周期相邻元素且R 的原子序数大于W，
推出W 为P；由Y 原子和Z 原子的核外电子数之和为20，推出Z 为Al。(4)氨水与足量SO2 反应生成
NH4HSO3。
【拔高练习】
1.(2022·全国乙卷)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z 为短周期元素，
原子序数依次增加，且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图
所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )
A.W、X、Y、Z 的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物酸性：Y<X
C.100～200 ℃阶段热分解失去4 个W2Z
D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
【答案】D
【解析】该化合物在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，即W 为H，Z 为O，
YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则为NO2，由W、X、Y、Z 为短周期元素，原子序数依次增
加，且加和为21 推断，则Y 为N，X 为B。X(B)的单质常温下为固体，故A 错误；根据非金属性越强，其
最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，故B 错误；若
100～200 ℃阶段热分解失去4 个H2O，则质量保留百分数应为×100%≈73.6%，对比图中信息，则说明100
～200 ℃不是失去4 个H2O，故C 错误；化合物(NH4B5O8·4H2O)在500 ℃热分解后若生成固体化合物
X2Z3(B2O3)，根据硼元素守恒，则得到关系式：2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3的质量分数为
×100%≈64.1%，对比图中信息，说明假设正确，故D 正确。
2.(2023·咸阳模拟)2021 年，英国剑桥大学Dominic S．Wright 课题组设计了一种新型电池中电解质(结构如
图所示)的合成路线。已知X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，三者的核外电子数之和等于
35，Y 与Z 位于同一周期，则下列说法正确的是( )
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A．简单离子的半径：X＞Y
B．Z 的最高价氧化物对应的水化物是强酸
C．工业上常采用电解Y 的氧化物冶炼单质Y
D．该化合物阴离子中各原子均满足8 电子稳定结构
【答案】A
【解析】由结构图可知，Z 形成6 个共价键，X 形成1 个共价键，若X 为H，Y 为Li，Z 为31 号元素，不
合理，若X 为H，Y 为Na，Z 为23 号元素，不合理，若X 为F，Y 为Na，Z 为15 号元素P，合理。F－、
Na＋电子层结构相同，核电荷数大的半径小，简单离子的半径：F－＞Na＋，故A 正确；Z 的最高价氧化物
对应的水化物为H3PO4，是中强酸，故B 错误；工业上常采用电解熔融氯化钠冶炼单质钠，故C 错误；该
化合物的阴离子中F 原子满足8 电子稳定结构，但P 最外层有12 个电子，故D 错误。
3.(2021·全国乙卷)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg 的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土
壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z 为同周期
相邻元素，且均不与W 同族。下列结论正确的是( )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW 中的化学键为离子键
C.Y 单质的导电性能弱于Z 单质的
D.Z 的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】由于X、Y、Z 为同周期相邻元素，因此它们的最外层电子数之和必然是3 的倍数并且小于15。
假设是12，则X、Y、Z 最外层电子数依次为3、4、5，W 的最外层电子数为3，则W 与X 同族，与题意
不符；假设是9，则X、Y、Z 最外层电子数依次为2、3、4，W 的最外层电子数为6，符合题意。由W、
X、Y、Z 的原子序数依次增大可知，W、X、Y、Z 分别是O、Mg、Al、Si。原子半径：Mg>Al>Si>O，即
X>Y>Z>W，A 错误；MgO 是由离子键构成的化合物，B 正确；Al 是导体，而Si 是半导体，Al 的导电性大
于Si，C 错误；Si 的氧化物的水化物为H2SiO3，其酸性弱于碳酸，D 错误。
4．（2021·全国·统考高考真题）我国嫦娥五号探测器带回
的月球土壤，经分析发现其构成与地球
土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z
为同周期相邻元素，且均不与W 同族，下列结论正确的是
A．原子半径大小顺序为
B．化合物XW 中的化学键为离子键
C．Y 单质的导电性能弱于Z 单质的
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D．Z 的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】 B
【解析】 由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， X、Y、Z 为同周
期相邻元素，可知W 所在主族可能为第ⅢA 族或第ⅥA 族元素，又因X、Y、Z 为同周期相邻元素，且均
不与W 同族，故W 一定不是第ⅢA 族元素，即W 一定是第ⅥA 族元素，进一步结合已知可推知W、X、
Y、Z 依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。A．O 原子有两层，Mg、Al、Si 均有三层且原子序数依次增大，
故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即
，A 错误；B．化合物XW 即MgO 为离子化合
物，其中的化学键为离子键，B 正确；C．Y 单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z 单质为硅，为半
导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y 单质的导电性能强于Z 单质的，C 错误；D．Z 的氧化
物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D 错误；故选B。
5．（2021·全国·高考真题）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 的最外层电子数是W
和X 的最外层电子数之和，也是Y 的最外层电子数的2 倍。W 和X 的单质常温下均为气体。下列叙述正确
的是
A．原子半径：
B．W 与X 只能形成一种化合物
C．Y 的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X 和Z 可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
【答案】D
【解析】W．X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 的最外层电子数是W 和X 的最外层电
子数之和，也是Y 的最外层电子数的2 倍，则分析知，Z 的最外层电子数为偶数，W 和X 的单质常温下均
为气体，则推知W 和X 为非金属元素，所以可判断W 为H 元素，X 为N 元素，Z 的最外层电子数为
1+5=6，Y 的最外层电子数为
=3，则Y 为Al 元素，Z 为S 元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质
分析解答。根据上述分析可知，W 为H 元素，X 为N 元素，Y 为Al 元素，Z 为S 元素，则A．电子层数越
多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减小，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A 错
误；B．W 为H 元素，X 为N 元素，两者可形成NH3和N2H4，B 错误；C．Y 为Al 元素，其氧化物为两性
氧化物，可与强酸、强碱反应，C 错误；D．W、X 和Z 可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含
有共价键，D 正确。故选D。
6．（2023·河南新乡·统考二模）几种短周期主族元素在元素周期表中的相对位置如图所示。已知：(XY)2
具有卤素单质相似的性质且分子中每个原子最外层都达到了8 电子稳定结构。下列叙述正确的是
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X
Y
Z
W
A．简单离子半径：Z＞W＞ Y
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞ Z＞ X
C．最简单氢化物的熔沸点：Y＞W＞X
D．工业上采用电解Z 的熔融盐酸盐的方法冶炼单质Z
【答案】 C
【解析】 (XY)2具有卤素单质相似的性质且分子中每个原子最外层都达到了8 电子稳定结构，结合这几种
短周期主族元素在元素周期表中的相对位置关系，可知X 为C，Y 为N，Z 为Al，W 为S，(XY)2为
(CN)2；A．同主族从上到下离子半径增大，具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则简单
离子半径：W (S2-)＞ Y (N3-)＞Z (Al3+)，A 错误；B．氢氧化铝是两性氢氧化物，酸性比碳酸弱，最高价氧
化物对应水化物的酸性：W(H2SO4) ＞ X(H2CO3)＞ Z[Al(OH) 3]，B 错误；C．组成与结构相似的共价分子
构成的晶体熔沸点规律：分子间有氢键的＞没有氢键的，没有氢键时：若相对分子质量越大，分子间作用
力越大、熔沸点越高。氨气分子间有氢键，H2S 分子间作用力大于CH4，则最简单氢化物的熔沸点：
Y(NH3)＞W(H2S)＞X(CH4)，C 正确；D．Z 为Al，工业上采用电解氧化铝的方法冶炼单质Al，D 错误；答
案选C。
7．（2023 秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末）X、Y、Z、W、M 五种短周期主族元素
在元素周期表中的位置如图所示，Z 的最外层电子数比内层电子数多3。以下说法错误的是
A．非金属性：W>Z>Y
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：M>Y
C．通过电解熔融的X2W3可制得X 单质
D．气态Z2W4的体系为无色
【答案】 D
【分析】 已知Z 是短周期元素即电子层数不超过3 层，Z 的最外层电子数比内层电子数多3，结合Z 的位
置可判断位于第二周期，则Z 的电子排布为2、5，Z 为N 元素，则Y 为C 元素，W 为O 元素，X 为Al 元
素，M 为S 元素；【详解】A．由分析可知，W 为O，Z 为N，Y 为C 元素，同周期元素从左到右非金属
性增强，则非金属性：W>Z>Y，A 正确；B． M 为S 元素，Y 为C 元素，M、Y 的最高价氧化物对应水化
物分别为H2SO4、H2CO3，硫酸是强酸，碳酸是弱酸，则最高价氧化物对应水化物的酸性：M>Y，B 正确；
C．X 为Al，W 为O 元素，通过电解熔融的Al2O3可制得Al 单质，C 正确；D．Z 为N，W 为O 元素，气
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态N2O4的体系中存在平衡：N2O4(g)⇌2NO2(g)，NO2为红棕色气体，D 错误；故选：D。
8．（2023 秋·河南商丘·高三商丘市回民中学校考期末）一种对新冠肺炎病毒有抑制作用的化学药物M 由
原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、R 形成，已知M 中除X 外全部满足最外层8 个电子的
稳定结构，且五种元素位于元素周期表中相邻的2 个周期。M 的结构式如下。下列有关说法错误的是
A．Y、Z、R 的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是R
B．X、Z 可以形成同时含有极性键与非极性键的化合物
C．X、Y、W 形成的阴离子在水中可能促进水的电离也可能抑制水的电离
D．X、Y、Z、W 形成的某化合物既能与盐酸反应又能与
反应
【答案】 A
【解析】 根据题意，M 中除X 外全部满足最外层8 个电子的稳定结构，且五种元素位于元素周期表中相
邻的2 个周期，在短周期主族元素中，除了H 元素、Be 元素、Li 元素、B 元素外均能满足最外层8 电子结
构，第三周期元素均能满足8 电子稳定结构，根据五种元素位于相邻的两个周期，所以五种元素只能是第
一周期和第二周期的元素，X 为H 元素；再根据成键规律，C 原子可以连4 根键、N 可以连3 根键、O 可
以连2 根键、F 可以连1 根键，所以Y、Z、W、R 分别是C 元素、N 元素、O 元素、F 元素，以此作答；
A． F 元素不存在正价，没有最高价氧化物对应水化物，C 和N 的最高价氧化物的水化物的酸性最强的为
NHO3，选项A 错误；B．H、N 可以形成N2H4，其分子内含有的N-H 与N-N 分别为极性键与非极性键，
选项B 正确；C．H、C、O 形成的阴离子可能为CH3CO-或HC2O4
-，前者水解消耗水电离产生的氢离子促
进水的电离，后者自身电离产生的氢离子抑制水的电离，选项C 正确；D．H、C、N、O 可形成氨基酸或
NH4HCO3等，既能与盐酸反应又能与NaOH 反应，选项D 正确；答案选A。
9．（2023 春·山东·高三山东省实验中学校考开学考试）一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物结构如
图，其中Q、W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，Q 为元素周期表中原子半径最小的，Y 原子最外层电子
数是Z 原子电子层数的三倍。下列说法正确的是
A．第一电离能：X>Y>W
B．Y 的氢化物只含有极性键
C．Q、X、Y 只能形成共价化合物
D．W、X、Y、Z 四种元素形成的简单氢化物中Z 的沸点最高
【答案】 A
【解析】 Q 为元素周期表中原子半径最小的，故Q 为H，由图示可知，W 为ⅣA 族，X 为ⅤA 族，Y 为
ⅥA 族，Z 为ⅦA 族，且Y 原子最外层电子数是Z 原子电子层数的三倍，故W 是C，X 是N，Y 是O，Z
是F，据此分析回答问题。A．同一周期，从左到右，第一电离能增大，但N 的电子为半充满状态，故
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N>O，所以X>Y>W，A 正确；B．Y 的氢化物H2O2中有非极性键，B 错误；C．Q、X、Y 课形成
NH4NO3，为离子化合物，C 错误；D．H2O、NH3中含有氢键，H2O 沸点最高，D 错误；故选A。
10．（2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测）Y、Z、W、X、M 为原子序数依次增大的五种短周期元素，
其在元素周期表中的位置如表所示，Z 或M 元素的气态氢化物和其气态氧化物可反应生成该元素的单质和
水，W 元素是生物体中含量最多的元素。下列说法错误的是
Y
Z
W
X
M
A．简单离子半径：M>Z>W
B．含有气态
的体系为无色
C．通过电解熔融的X 的常见氧化物可制备X 单质
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：M>Y
【答案】 B
【解析】由Z 或M 元素的气态氢化物和其气态氧化物可反应生成该元素的单质和水可知，Z 和M 为N 或
S，结合题表可知Z 为N，M 为S；由W 元素是生物体中含量最多的元素可知，W 为O；结合题表可知Y
为C、X 为Al。A．S2-的半径最大，N3-、O2-的电子层数相等，由“序大径小”规律可知N3-的半径大于
O2-，即简单离子半径M>Z>W，A 正确；B．N2O4 转化为NO2 的反应为可逆反应，故N2O4 体系中存在
NO2，所以该体系有颜色，B 错误；C．工业上可通过电解熔融的氧化铝制备铝单质，C 正确；D．M 与Y
的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4和H2CO3，故酸性M>Y，D 正确；故选：B。
11．（2023·河北邯郸·统考三模）2022 年诺贝尔化学奖授予对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科
学家。我国科学家合成了一种点击化学试剂
，X 可分别与Y、M、Z 形成原子个数为3、4、6 的
分子，
衰变方程：
。下列说法正确的是
A．X 的简单离子半径一定是元素周期表中最小的
B．
和
互为同素异形体
C．同一周期中，第一电离能小于Z 的有5 种元素
D．Y、M 形成简单氢化物的还原性：Y<M
【答案】C
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【解析】X 分别与Y、Z、M 形成原子个数为3、6、4 的18e-分子，则X 为H 元素；M 的质量数16，则M
为O 元素、Y 为S 元素、Z 为N 元素，根据
19Q 衰变方程，可知Q 的质子数为9，则Q 是F 元素。A．X 为
H 元素，H-的半径大于Li+，故H 元素的简单离子半径不一定是元素周期表中最小的，A 错误；B．同素异
形体是同种元素形成的不同单质，
16O2和
18O2是同种物质，B 错误；C．同一周期中，第一电离能小于N 的
元素有Li、Be、B、C、O，一共5 种元素，C 正确；D．S 的非金属性小于O，故还原性：H2S＞H2O，D
错误.
12.(2022·石嘴山一模)科学家利用原子序数依次递增的W、X、Y、Z 四种短周期元素，“组合”成一种具
有高效催化性能的超分子，其分子结构示意图如图所示(短线代表共价键)。其中W、X、Z 分别位于不同周
期，Z 是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径：Z＞Y＞W
B.Y 与W、X、Z 均能形成至少两种化合物
C.氢化物的沸点： Y＞X
D.1 mol ZW 与水发生反应生成1 mol W2，转移电子2 mol
【答案】B
【解析】W、X、Y、Z 为短周期元素，原子序数依次递增，Z 是同周期中金属性最强的元素，且W、X、
Z 分别位于不同周期，可知，Z 为Na，W 为H；X、Y 位于第二周期，由超分子的结构示意图知，X 连四
条键、Y 连两条键，则X 为C，Y 为O。H＋核外没有电子，半径最小，Na＋、O2－的核外电子排布相同，核
电荷数越大，半径越小，则简单离子半径：O2－＞Na＋＞H＋，故A 错误；O 与H 可形成H2O、H2O2，O 与
C 可形成CO、CO2，O 与Na 可形成Na2O、Na2O2，故B 正确；C 的氢化物为烃，含C 原子数少的烃为气态
或液态，含C 原子数多的烃为固态，O 的氢化物为H2O、H2O2，呈液态，则C 的氢化物的沸点不一定比O
的氢化物的沸点低，故C 错误； 1 mol NaH 和H2O 发生反应生成1 mol H2，NaH＋H2O=== H2↑＋
NaOH，1 mol NaH 反应转移1 mol 电子，故D 错误。
13.有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f 随着原子序数的递增，其原子半径的
相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1 所示。z、e、g、h 的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为
0.01 mol/L)的pH 与原子序数的关系如图2 所示。
根据上述信息回答下列问题：
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(1)g 在元素周期表中的位置是_______________________________。
(2)比较d、e、f 的简单离子半径大小为____________<____________<____________(用离子符号表示)；y、
h 的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是____________(用化学式表示)。
(3)下列可作为比较e 和f 金属性强弱的依据是____________(填字母)。
A.测等浓度相应氯化物水溶液的pH
B.测两种元素单质的硬度和熔、沸点
C.比较单质作还原剂时失去的电子数目的多少
D.比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度
(4)由元素y、z、e 组成的剧毒化合物eyz 不慎泄露时，通常用过氧化氢溶液处理，以减少污染，反应生成
一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程式为____________________________。
【答案】(1)第三周期第ⅥA 族
(2)Al3＋ Na＋ O2－ HClO4 (3)AD
(4)NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑
【解析】根据x、y、d、f 随着原子序数的递增，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化，可
知x、y、d、f 元素分别是H、C、O、Al；根据z、e、g、h 的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01
mol/L)的pH 与原子序数的关系，可知z、e、g、h 元素分别是N、Na、S、Cl。(1)g 是S 元素，在元素周期
表中的位置是第三周期第ⅥA 族；(2)电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径大小为Al3＋<Na
＋<O2－；非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性Cl>C，HClO4、H2CO3中酸性较强
的是HClO4；(3)氯化铝溶液的pH 小于等浓度氯化钠溶液的pH，说明氢氧化铝的碱性比氢氧化钠弱，证明
钠的金属性大于铝，故选A；单质的硬度和熔、沸点与金属性强弱无关，故不选B；金属单质作还原剂时
失去的电子数目的多少与金属性强弱无关，故不选C；金属性越强，与酸反应的速率越快，根据单质与同
浓度盐酸反应的剧烈程度，可判断金属性强弱，故选D。(4)由元素C、N、Na 组成的剧毒化合物NaCN 不
慎泄露时，通常用过氧化氢溶液处理，反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，则反应生
成碳酸氢钠和氨气，该反应的化学方程式为NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑。
14．（2023·重庆九龙坡·高三重庆市育才中学校考开学考试）现有金属单质A、B、C 和气体甲、乙、丙以
及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标
出)。
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请根据以上信息完成下列各题：
(1)写出下列物质的化学式：B ，丙 ，H 。
(2)金属C 在元素周期表中的位置为 ，属于 区，C 元素的核外电子的空间运动状态
一共有 种。
(3)反应③中的离子方程式是 。
(4)反应⑤的离子方程式是 。
(5)熔点：金属A 金属B 的(填“大于”或“小于”)，理由是 。
【答案】(1)Al HCl Fe(OH)3
(2) 第四周期第Ⅷ族 d 15
(3) 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2
-+3H2↑
(4)2Fe2++Cl2=2Fe3+
+2Cl-
(4) 小于 铝原子半径小于钠原子且价电子数大于钠，故金属键键能更大
【解析】金属单质A、B、C 和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图；
A 焰色反应为黄色，为钠；钠和水生成氢氧化钠和氢气，甲为氢气、D 为氢氧化钠；氢氧化钠和铝生成氢
气，B 为铝；氢气和黄绿色气体氯气生成氯化氢，则乙为氯气、丙为氯化氢；氯化氢溶于水得到盐酸，E 为
盐酸；氢氧化钠和氯化铁生成红褐色沉淀氢氧化铁，氯气和氯化亚铁生成氯化铁，铁和盐酸生成氯化亚铁，
则C 为铁、F 为氯化亚铁、G 为氯化铁、H 为氢氧化铁；氯化亚铁和氢氧化钠生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁
在空气中被氧气氧化为氢氧化铁；（1）由分析可知，B：Al，丙：HCl，H：Fe(OH)3。（2）金属C 为铁，
为26 号元素，在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族，属于d 区；把电子在原子核外的一个空间运动状
态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数，铁元素的核外电子的空间运动状态一共有15 种；
（3）反应③为铝和氢氧化钠生成氢气和偏铝酸钠，离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；（4）反
应⑤为氯气和氯化亚铁生成氯化铁，离子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl-；（5）熔点：金属A 小于金属
B，理由是铝原子半径小于钠原子且价电子数大于钠，故金属键键能更大，熔点更高。
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