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第18讲　原子结构　化学键
考纲要求　1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。4.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。5.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。
考点一　原子结构、核素
1．原子构成
(1)构成原子的微粒及作用
原子(X)
(2)微粒之间的关系
①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
(3)微粒符号周围数字的含义
(4)两种相对原子质量
①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大；
②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
(3)氢元素的三种核素
H：名称为氕，不含中子；
H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子(√)
(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√)
(3)核聚变如H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×)
(4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×)
(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(×)
(6)Cl与Cl得电子能力几乎相同(√)
现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：
(1)H、H、H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______________________。
(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。
答案　(1)核素　同位素　(2)O2和O3　(3)30　24(4)7　5
原子结构与同位素的认识误区
(1)原子不一定都有中子，如H。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH与OH－等。
(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。
(5)同位素的物理性质不同但化学性质几乎相同。
(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
1．(2018·北京海淀区练习)铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是(　　)
A．铁元素的质量数为60
B.Fe的核内质子数比中子数多8
C.Fe与Fe的核外电子数相同，属于同一种核素
D.Fe与Fe的化学性质相似，互为同位素
答案　D
解析　Fe这种铁原子的质量数为60，而不是铁元素的质量数，A错误；Fe的核内质子数(26)比中子数(34)少，B错误；Fe与Fe的质子数相同但中子数不同，是两种不同的核素，C错误；Fe与Fe是同种元素的不同核素，互为同位素，化学性质相似，D正确。
2．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子，在agHmX中所含原子的物质的量为________，所含中子的物质的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。
答案　 (m＋1) mol　Nmol　×(m＋A－N)NA　(m＋A－N)NA
求一定质量的某物质中微粒数的答题模板
物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数
考点二　核外电子排布规律
1．核外电子排布规律
2．原子结构示意图
3．核外电子排布与元素性质的关系
(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。
(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。
(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
(1)硫离子的结构示意图：(×)
(2)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子(×)
(3)非金属元素原子的核外电子数一般大于或等于4(√)
(4)核外电子首先占据能量较高的电子层(×)
(5)某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍(×)
(6)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同(×)
(7)NH与Na＋的质子数与电子数均相同(√)
(8)16O与18O是氧元素的两种核素，16O与18O核外电子排布方式相同(√)
下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。
(1)属于阴离子结构的粒子是________(填编号，下同)。
(2)形成物质种数最多的元素的原子是________。
(3)对应单质常温下能与水发生反应的微粒是________。
(4)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。
答案　(1)②　(2)①　(3)②③⑦　(4)⑤⑧
1．在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素有(　　)
A．1种B．2种C．3种 D．4种
答案　C
解析　第一周期H；第二周期Be；第三周期Al。
2．(2017·厦门第一中学高三模拟)某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是(　　)
A．X可能是金属元素
B．由X形成的含氧酸均为强酸
C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水
答案　D
解析　由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意，A错误；HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。
3．已知某离子的结构示意图为。
试回答：
(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、_________________________、________、________、________。
(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)原子
(2)氩原子　氯离子　硫离子　钾离子　钙离子(答案合理即可)
(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
解析　(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y＝3时为铝原子，y＝7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
考点三　化学键、物质构成
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．离子键、共价键的比较
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对不偏向任何一方
共用电子对偏向一方原子
形成条件
活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键
同种元素原子之间成键
不同种元素原子之间成键
形成的物质
离子化合物
非金属单质；某些共价化合物或离子化合物
共价化合物或离子化合物
3.化学键与物质类别的关系
(1)
(2)判断离子化合物和共价化合物的三种方法
4．微粒电子式的书写
概念
在元素符号周围，用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子
书写
粒子的种类
电子式的表示方法
注意事项
举例
原子
元素符号周围标有价电子
价电子数少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布
阳
离
子
单核
离子符号
右上方标明电荷
Na＋
多核
元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布
用“[]”，右上方标明电荷
阴
离子
单核
元素符号周围合理分布价电子及所得电子
用“[]”，右上方标明电荷
多核
元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子
相同原子不得加和，用“[]”，右上方标明电荷
单质及化合物
离子化合物
由阳离子电子式和阴离子电子式组成
同性不相邻，离子合理分布
单质及共价化合物
各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况
原子不加和，无“[]”，不标明电荷
(1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力(√)
(2)所有物质中都存在化学键(×)
解析　惰性气体单原子分子中不存在化学键。
(3)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键(×)
解析　AlCl3中Al与Cl形成共价键。
(4)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键(×)
解析　卤化氢都是共价化合物，分子内都是共价键。
(5)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键(√)
1．有以下8种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
(1)不存在化学键的是__________________________________________________。
(2)只存在极性共价键的是____________________________________________________。
(3)只存在非极性共价键的是___________________________________________________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_____________________________________。
(5)只存在离子键的是_________________________________________________________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________________________________________________。
(7)属于离子化合物的是______________________________________________________。
答案　(1)①　(2)②　(3)③　(4)④　(5)⑤(6)⑥⑦⑧　(7)⑤⑥⑦⑧
2．请写出下列微粒的电子式
(1)原子：Na________________，Cl____________________________________。
(2)简单离子：Na＋______________，F－___________________________________。
(3)复杂离子：NH______________，OH－___________________________________。
(4)离子化合物：MgCl2____________，Na2O____________，Na2O2__________________。
(5)非金属单质及共价化合物：N2_________________________________________________，
H2O____________________________________________，H2O2_________________________。
答案　(1)　(2)(3)
(4)
(5)　
题组一　对比书写电子式
1．(1)—OH________________，OH－__________________________________，
H3O＋__________________，NH________________________________________，
N2H__________________。
(2)HClO_______________，CCl4___________________________________________________，
CO2____________________，CS2__________________________________________________，
COS____________________，HCHO________________________________________________，
C2H4__________________，(CN)2___________________________________________________，
(SCN)2________________，COCl2__________________________________________________，
N2H4__________________。
(3)Na2S________________，NaH___________________________________________________，
NH4H__________________，NaCN________________________________________________，
NaSCN________________，NaBH4_______________________________________________。
答案　(1)
(2)　　　　　
(3)　　
　
电子式书写常见的四大误区
题组二　物质变化与化学键
2．下列关于NaHSO4的说法中正确的是(　　)
A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电
B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1
C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键
D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
答案　D
解析　虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自由移动的阴、阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子和阴离子(HSO)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，而溶于水时电离出Na＋、H＋和SO，破坏的是离子键和共价键。
3．(2017·大同高三月考)化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程，下列关于化学反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2的叙述正确的是(　　)
A．反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂
B．反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成
C．反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂，又涉及离子键和非极性共价键的形成
D．反应过程中既涉及及离子键、极性和非极性共价键的断裂，又涉及离子键、极性和非极性共价键的形成
答案　D
解析　Na2O2中存在离子键和非极性共价键，CO2中存在极性共价键，Na2CO3中存在离子键和极性共价键，O2中存在非极性共价键，D项符合题意。
化学键断裂或形成与物质变化理解中的易错点
(1)化学变化中一定有化学键的断裂和形成。
(2)有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如NaCl熔化、HCl溶于水等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成；从溶液中析出晶体时，无化学键的断裂但有化学键的形成，均未发生化学变化。
题组三　“8”电子稳定结构的判断
4．下列分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是(　　)
A．C6H6 B．HCN
C．CO2 D．N2
答案　C
解析　氢原子不满足8电子稳定结构，A、B项错误；N2是单质，不是化合物，D项错误。
5．(2018·贵阳模拟)下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是(　　)
A．PCl5 B．P4
C．CCl4 D．NH3
答案　C
解析　判断原子满足最外层8电子结构的方法为最外层电子数＋所成价键数＝8，A、D项错误；P4为单质，而非化合物，B项错误；C项中5原子最外层均为8电子稳定结构，C项正确。
6．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是(　　)
A．CH4 B．CH2==CH2
C．CO2 D．O2
答案　C
解析　A、B两项中的氢原子都只满足2电子稳定结构；D项，O2是单质而不是化合物。
8电子结构的判断方法
(1)经验规律法
凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。
(2)试写结构法
判断某化合物中的某原子最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如①H2O中O最外层有8个电子，而H最外层只有2个电子，②N2中N原子最外层有5个电子，N与N之间形成3个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。
微专题　寻找“等电子”微粒的思维方法及应用
1．寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法
(1)“10电子”微粒
(2)“18电子”微粒
　　　　　　　　　　　　　　↓(9电子微粒×2(—F、—OH、—NH2、—CH3
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……
2．记忆其他等电子微粒
(1)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C。
(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。
3．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
(1)可以是两种原子，如同位素原子
(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等
(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O＋
(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－
专题训练
1．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
请回答：
(1)C－的电子式是________________。
(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：___________________________、
________________________________________________________________________。
(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：________________。
(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：________。
答案　(1)　(2)NH＋H2O((NH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O　(3)CH4、HF(答案合理即可)　(4)Na＋、Mg2＋(答案合理即可)
解析　本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NH，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NH、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。
2．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答：
(1)A元素是______________、B元素是____________________________________________、
C元素是________(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式为__________________________________。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式为________。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式为____________________________________。
(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________。
(6)H分子中含有8个原子，其分子式是________。
答案　(1)K　Cl　S　(2)HCl　(3)F2　(4)H2S(5)H2O2(或PH3)　(6)C2H6
解析　(1)因A＋、B－、C2－都含有18个电子，故A为钾(K)、B为氯(Cl)、C为硫(S)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，则其分子式应为HCl。
(3)因为E是所有含18个电子微粒中氧化能力最强的分子，根据元素周期律知识知E应是氟气(F2)。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式为H2S。
(5)G分子中含有4个原子，其分子式为PH3或H2O2。
(6)H分子中含有8个原子，其分子式为C2H6。
3．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去)：
(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：A____________；D____________。
(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：
①A与B在溶液中反应的离子方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是______________________________________________________(用化学式或离子符号表示)。
答案　(1)
(2)①HS－＋OH－===S2－＋H2O　②OH－>S2－
1．电子式的书写与判断
(1)[2016·全国卷Ⅱ，26(1)]联氨分子的电子式为____________________________________，其中氮的化合价为________。
答案　　－2价
(2)[2017·天津理综，7(1)]NaOH的电子式为___________________________________________。
答案　
2．(2017·海南，3)下列分子中，其中子总数为24的是(　　)
A．18O3B．2H217O2C．14N16O2D．14C16O2
答案　D
解析　A项，1 mol 18O中含有中子的物质的量为(18－8) mol＝10 mol，即1 mol 18O3中含有中子的物质的量为3×10 mol＝30 mol，错误；B项，1 mol 2H217O2中含有中子的物质的量为(2×1＋2×9) mol＝20 mol，错误；C项，1 mol 14N16O2中含有中子的物质的量为(7＋2×8) mol＝23 mol，错误；D项，1 mol 14C16O2中含有中子物质的量为(8＋2×8) mol＝24 mol，正确。
3．(2013·新课标全国卷Ⅰ，9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是(　　)
A．W2－、X＋B．X＋、Y3＋C．Y3＋、Z2－D．X＋、Z2－
答案　C
解析　根据题意及选项中W、X、Y、Z所形成的简单离子，可确定W、X、Y、Z分别为O、Na、Al、S四种元素，能发生水解的离子为Al3＋、S2－，故C项正确。
1．(2018·内蒙古杭锦后旗奋斗中学高三月考)下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A．过氧化钠的电子式：
B．次氯酸的结构式：H—Cl—O
C．硫原子的结构示意图：
D．NH4Cl的电子式：
答案　C
解析　A项，过氧化钠是离子化合物，电子式中需要标出电荷，其正确电子式为，错误；B项，次氯酸的结构式为H—O—Cl，错误；C项，硫原子核外有16个电子、最外层有6个电子，其原子结构示意图为，正确；D项，氯化铵是离子化合物，由氨根离子与氯离子构成，电子式为，错误。
2.U是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。U的浓缩一直为国际社会关注。下列有关U说法正确的是(　　)
A.U原子核中含有92个中子
B.U原子核外有143个电子
C.U与U互为同位素
D.U与U互为同素异形体
答案　C
解析　质子数相同，中子数不同的核素之间互为同位素关系；U有92个质子和电子，143个中子。
3．(2017·湖北老河口市江山中学高三10月月考)下列有关C、C、C说法错误的是(　　)
A．是碳元素的三种同位素
B．是不同的核素
C．化学性质完全不同
D．其中的14C和14N所含的质量数相等
答案　C
解析　A项，同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同核素，因此三者为同位素，正确；B项，是三种不同的核素，正确；C项，核外电子排布相同，即最外层电子相同，化学性质相同，错误；D项，根据原子表示，左上角是质量数，两者质量数相等，正确。
4.Co是γ放射源，可用于农作物诱变育种，我国用该方法培养出了许多农作物新品种。下列对Co原子的叙述中不正确的是(　　)
A．质量数是60 B．质子数是60
C．中子数是33 D．电子数是27
答案　B
解析　根据Co原子可知质量数为60，质子数＝核外电子数＝27，中子数＝60－27＝33，只有选项B错误。
5．(2018·内蒙古杭锦后旗奋斗中学高三月考)下列物质属于离子化合物的是(　　)
A．醋酸 B．氯化铵
C．乙醇 D．氨气
答案　B
解析　A项，醋酸分子中只含共价键，为共价化合物，错误；B项，氯化铵中铵根离子和氯离子之间存在离子键，氮原子和氢原子之间存在共价键，为离子化合物，正确；C项，乙醇中只含共价键，为共价化合物，错误；D项，氨气分子中只含共价键，为共价化合物，错误。
6．(2017·湖南师范大学附属中学高三月考)下列说法正确的是(　　)
A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，沸点却依次升高
B．熔融状态下能导电的化合物一定含离子键；金属与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
C．NCl3分子中所有的原子均为8电子稳定结构
D．NaHSO4晶体中阴、阳离子的个数比是1∶2且熔化时破坏的是离子键和共价键
答案　C
解析　A项，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱；而相对分子质量大的沸点高，但HF分子之间含氢键，则沸点为HF、HI、HBr、HCl依次减弱，错误；B项，熔融状态下能导电的化合物一定含离子键，属于离子化合物，而金属与非金属元素形成的化合物可能为共价化合物，如氯化铝，错误；C项，NCl3分子中N元素的族序数＋成键数＝8，则分子中所有的原子均为8电子稳定结构，正确；D项，NaHSO4晶体中及熔化状态下电离，均存在钠离子和硫酸氢根离子，阴、阳离子个数比为1∶1，熔化只破坏离子键，错误。
7．(2018·焦作市博爱县第一中学高三收心考试)实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是(　　)
A．纯碱和烧碱的熔化 B．食盐和冰醋酸熔化
C．液溴和液汞的气化 D．金刚石和干冰的熔化
答案　A
解析　纯碱和烧碱两种物质都是离子晶体，熔化时破坏离子键，A项正确；食盐为离子晶体，熔化时破坏离子键，冰醋酸为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，B项错误；金刚石属于原子晶体，熔化时克服共价键，干冰属于分子晶体，熔化时克服分子间作用力，D项错误。
8．(2017·北京市昌平区临川育人学校高三月考)北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是(　　)
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
答案　C
解析　C60中两个碳原子之间还有共价键，A、B项错误；C项，该晶体属于离子化合物，熔融状态下能够导电，正确；D项，同素异形体研究对象是单质，12C是原子，故错误。
9．(2017·宁夏银川一中高三考前适应性训练)下列各项表达中正确的是(　　)
A．用酸性KMnO4溶液可以检验绿矾(FeSO4·7H2O)是否变质
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．在共价化合物分子内，可能存在离子键
D．在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7
答案　D
解析　A项，绿矾变质后，仍有部分Fe2＋，绿矾不变质，绿矾中也含有Fe2＋，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验绿矾是否变质，应用KSCN溶液检验，如果溶液变红，说明绿矾变质，错误；B项，非极性键也存在化合物中，如Na2O2和H2O2中，错误；C项，共价化合物中一定不含离子键，错误；D项，氮原子中质子数为7，但中子数不一定为7，正确。
10．月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为ag，一个He原子的质量为bg，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.He比He多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3
C.He的相对原子质量为
D.He的摩尔质量为2bNA
答案　C
解析　He比He少一个中子，A错误；地球上氦元素主要以He的形式存在，所以氦元素的近似相对原子质量更接近4，B错误；He的相对原子质量为＝12b/a，C正确；He的摩尔质量为bNA g·mol－1，D错误。
11．X元素的离子X2－，核外电子数为m，中子数为n，wgX的氢化物中的电子的物质的量为(　　)
A.·mmol B.·mmol
C.·(m＋2) mol D.·(m－2) mol
答案　A
解析　X2－的质子数是m－2，质量数是m＋n－2，w g X的氢化物的物质的量是＝ mol，所以电子的物质的量是 mol。
12．(2017·甘肃省天水市秦安县第一中学高三期末)假设R元素无同位素，元素R原子的质量数为A，Rm－的核外电子数为x，则WgRm－所含中子的物质的量为(　　)
A．(A－x＋m) mol B．(A－x－m) mol
C.(A－x＋m) mol D.(A－x－m) mol
答案　C
解析　Rm－的核外电子数为x，则R原子核外电子数是x－m，由于其质量数是A，所以该原子中的中子数是A－(x－m)，W g Rm－所含中子的物质的量为W g÷A g·mol－1×[A－(x－m)]＝(A－x＋m) mol，故选项C正确。
13．在一定的条件下，完全分解下列某化合物2g，产生氧气1.6g，此化合物是(　　)
A．1H216O B．2H216O
C．1H218O D．2H218O
答案　B
解析　A项，m(16O2)＝×16g·mol－1≈1.78g；B项，m(16O2)＝×16g·mol－1＝1.6g；C项，m(18O2)＝×18g·mol－1＝1.8g；D项，m(18O2)＝×18g·mol－1≈1.64g。
14．“神舟六号”所用动力燃料之一为氢化锂三兄弟：LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7，有关下列叙述中正确的是(　　)
A．等物质的量的三种物质质子数之比为1∶2∶3
B．等物质的量的三种物质中子数之比为1∶1∶1
C．等物质的量的三种物质的摩尔质量之比为8∶9∶10
D．三种物质的化学性质不相同
答案　C
解析　等物质的量的三种物质质子数之比为1∶1∶1，中子数之比为4∶5∶6，质量数之比为8∶9∶10，A、B错，C正确；化学性质与原子的核外电子排布有关，三种物质的化学性质相同，D错。
15．已知A、B、D为中学常见的单质，甲、乙、丙、丁、戊为短周期元素组成的化合物。其中，丙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体；丁是一种高能燃料，其组成元素与丙相同，1mol丁分子中不同原子的数目比为1∶2，且含有18mol电子；戊是一种难溶于水的白色胶状物质，既能与强酸反应，也能与强碱反应，具有净水作用。各物质间的转化关系如下图所示(某些条件已略去)。
请回答：
(1)写出B单质的电子式____________。写出丙的结构式________________________。
(2)戊与强碱反应的离子方程式：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丁中所包含的化学键类型有________(填字母)。
a．离子键
b．极性共价键
c．非极性共价键
(4)反应②中，0.5molNaClO参加反应时，转移1mol电子，其化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)　
(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)bc
(4)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O
解析　根据信息，丙是NH3，丁是N2H4，戊是Al(OH)3，D是H2，B是N2，A是Al，甲是AlN，乙是Al2O3。(4)NH3与0.5 mol NaClO反应，转移1 mol电子，所以ClO－被还原为Cl－。
16．(2018·西安质检)在我国南方遭遇的冰雪灾害中，使用了一种融雪剂，其主要成分的化学式为XY2，X、Y为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1molXY2含有54mol电子。
(1)该融雪剂的化学式是______________；X与氢元素形成的化合物的电子式是______________。
(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，D与Y相邻，则D的离子结构示意图是____________；D与E能形成一种非极性分子，该分子的结构式为______________；D所在族元素的氢化物中，沸点最低的是_______________。
(3)元素W与Y同周期，其单质是原子晶体；元素Z的单质分子Z2中有3个共价键；W与Z能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是____________________________________。
(4)元素R与Y同主族，其氢化物能用于刻蚀玻璃，R2与NaOH溶液反应的产物之一是OR2，该反应的离子方程式为________________________________________________________。
答案　(1)CaCl2　
(2)　S==C==S　H2S　(3)Si3N4
(4)2F2＋2OH－===2F－＋OF2＋H2O
解析　X、Y组成的化学式为XY2，且为离子化合物，所以X为＋2价，Y为－1价，设Y的电子数为a，则X为a＋3，所以2a＋a＋3＝54，a＝17，Y为Cl，X为Ca。D与Cl相邻，D、E的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以D为S，E为C。W与Cl同周期，其单质是原子晶体，所以W为Si，元素Z的单质Z2有3个共价键，Si与Z能形成一种新型无机非金属材料，所以Z为N。
17．元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN在常温下为气体。据此回答下列问题：
(1)写出Z与N形成的化合物的电子式：________________________________。
(2)X与Y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________(分解反应)。
(3)下图表示由上述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，请写出该转化过程的化学方程式：__________________________________________。
(4)A、B均为由上述五种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比为1∶1∶1。若在各自的水溶液中，A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为__________，B的化学式为___________________________________________________。
答案　(1)
(2)2H2O22H2O＋O2↑
(3)2SO2＋O22SO3
(4)NaOH　NaClO(或NaHS)
解析　由题意可知Y是氧元素，M是硫元素，N是氯元素，X是氢元素，Z是钠元素。(1)Na与Cl形成的化合物是NaCl，其电子式为。(2)H与O形成的10电子分子是H2O，形成的18电子分子是H2O2，二者之间的转化为2H2O22H2O＋O2↑。(3)由图示可知图中表示的是SO2与O2反应生成SO3，即2SO2＋O22SO3。(4)A能抑制水的电离，且三种元素的原子个数比为1∶1∶1，则A是NaOH；B能促进水的电离，则是能水解的盐，且组成元素的原子个数比也为1∶1∶1，则B是NaClO或NaHS。
第19讲　元素周期律和元素周期表
考纲要求　1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
考点一　元素周期表的结构
1．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．编排原则
(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。
(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。
3．元素周期表的结构
4．元素周期表中的特殊位置
(1)分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。
(2)分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
(3)过渡元素：元素周期表中部从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
(1)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素(×)
(2)第ⅠA族全部是金属元素(×)
(3)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素(×)
(4)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1(√)
(5)某元素原子的核电荷数为53，则该元素位于第五周期ⅦA族(√)
(6)铁元素属于主族元素(×)
(7)0族元素原子的最外层均有8个电子(×)
请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：
(1)标出族序数。
(2)画出金属与非金属的分界线，并用阴影表示出过渡元素的位置。
(3)标出镧系、锕系的位置。
(4)写出各周期元素的种类。
(5)写出稀有气体元素的原子序数。
(6)标出113号～118号元素的位置。
答案
题组一　元素周期表的结构应用
1.在元素周期表中，铂元素如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B．Pt和Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第五周期元素
答案　B
解析　铂为金属元素，A项错误；Pt和Pt的质子数相同，中子数不同，是两种不同核素，二者互为同位素，B项正确；“195.1”是铂元素的相对原子质量，C项错误；由78推出Pt为第六周期元素，D项错误。
2．(1)56号元素位于第________周期________族。
(2)114号元素位于第________周期________族。
(3)25号元素位于第________周期________族。
答案　(1)六　ⅡA　(2)七　ⅣA　(3)四　ⅦB
题组二　周期表的片段在元素推断题中的应用
3.(2018·大连模拟)A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为(　　)
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
答案　C
解析　设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1，(x＋8－1)＋(x＋8＋1)＝4x，解得x＝8，所以A为O元素，B为P元素，C为Cl元素，故选C。
4.(2017·柳州模拟)X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中位置如图所示，已知W原子的最外层电子数比内层电子数少3个，下列说法正确的是(　　)
A．氧化物对应水化物酸性W比Z强
B．Y单质与Z的氢化物水溶液反应，有沉淀生成
C．X单质氧化性强于Y单质
D．简单离子的半径：Z＜W
答案　B
解析　X、Y、Z、W均为短周期元素，W原子的最外层电子数比内层电子数少3个，则W为Cl元素，结合元素在周期表中相对位置可知，Z为S，Y为O，X为N。HClO为Cl的一种氧化物对应的水化物，其为弱酸，酸性比H2SO3、H2SO4都弱，A项错误；氧气和硫化氢溶液反应生成硫单质，溶液变浑浊，B项正确；非金属性：N＜O，元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，C项错误；S2－、Cl－具有相同的核外电子排布，则核电荷数越大离子半径越小，D项错误。
考点二　元素周期律及应用
1．元素周期律
2．主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子
结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐增大
性质
　化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)
相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
3．元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性
比较
本质
原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断
方法
①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属
性比较
本质
原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断
方法
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
4.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如：金属性Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。
②推测未知元素的某些性质
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
(1)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小(×)
(2)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7(×)
解析　氧元素没有最高正化合价(＋6)，氟元素没有正化合价。
(3)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强(×)
(4)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强(×)
(5)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱(×)
(6)第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性(×)
(7)电子层结构相同的离子，其半径随原子序数的增大而减小(√)
1．根据元素周期律比较下列各组性质
(1)金属性：K________Na________Mg，
非金属性：F________O________S。
(2)碱性：Mg(OH)2________Ca(OH)2________KOH。
(3)酸性：HClO4________H2SO4________HClO。
(4)热稳定性：CH4________NH3________H2O。
(5)还原性：HBr________HCl，I－________S2－。
(6)氧化性：Fe3＋________Cu2＋________Fe2＋。
答案　(1)＞　＞　＞　＞　(2)＜　＜　(3)＞　＞　(4)＜　＜　(5)＞　＜　(6)＞　＞
2．比较下列微粒半径大小，用“＞”或“＜”填空：
(1)Na________Mg________Cl
(2)Li________Na________K
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋
(4)F－________Cl－________Br－
(5)Cl－________O2－________Na＋________Mg2＋
(6)Fe2＋________Fe3＋
答案　(1)＞　＞　(2)＜　＜　(3)＞　＞　(4)＜　＜(5)＞　＞　＞　(6)＞
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
题组一　根据元素周期律和周期表判断物质的性质
1．运用元素周期律分析下面的推断，其中错误的是(　　)
A．已知Ra是第七周期ⅡA族的元素，故Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强
B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应比Na与水反应更剧烈
D．已知Cl的非金属性比S的强，故HClO的酸性比H2SO3的强
答案　D
解析　HClO、H2SO3均不是最高价含氧酸，其酸性与非金属性没有直接关系。
2．(2017·山东部分重点中学联考)四种短周期主族元素在周期表中的位置如图，则下列说法错误的是(　　)
A．若Y的最简单氢化物的沸点比M的低，则X单质可与强碱溶液反应
B．简单阴离子半径：M＞Z＞Y
C．若Y的氢化物的水溶液呈碱性，则X的氧化物不与任何酸反应
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞M
答案　C
解析　若Y的最简单氢化物的沸点比M的低，则Y为C，从而推知X为Al，Al能与强碱溶液反应，A项正确；M、Z的简单阴离子电子层结构相同，则核电荷数越小，半径越大，所以简单阴离子半径：M＞Z，M、Z的简单阴离子比Y的多一个电子层，故简单阴离子半径：M＞Z＞Y，B项正确；若Y的氢化物的水溶液呈碱性，则Y为N，从而推知X为Si，SiO2能与氢氟酸反应，C项错误；非金属性：Z＞M，故最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞M，D项正确。
题组二　元素的金属性或非金属性与实验探究的融合
3．下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　)
选项
事实
结论
A
与冷水反应，Na比Mg强烈
金属性：Na＞Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性：Ca＞Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性：S＞C
D
t℃时，Br2＋H2((2HBr
K＝5.6×107
I2＋H2((2HI　K＝43
非金属性：Br＞I
答案　C
解析　C项，根据事实可知，H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是最高价含氧酸，故不能说明非金属性：S＞C。
4．某同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了如图装置以验证硫、碳、硅元素的非金属性强弱。该同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸；B是粉末固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。
(1)写出所选用物质的化学式：
A：________；B：________；C：________。
(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)H2SO4　Na2CO3　Na2SiO3(或K2SiO3)
(2)CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO(或2CO2＋SiO＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO)
解析　该同学设计的实验是利用强酸制弱酸的原理。非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。由题意可推测，A为H2SO4，B为Na2CO3，C为Na2SiO3或K2SiO3。
规避金属性和非金属性判断中的易错点
(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，但是氧无最高正价，氟无正价，一般为零价或负价。
(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据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的水化物。
微专题　“位—构—性”综合推断题的解题方法
考情分析　元素周期表和元素周期律是高考考查的热点和重点，主要以选择题的形式考查元素在周期表中的位置、结构与性质的关系。如2017年全国卷Ⅰ第12题，卷Ⅱ第9题；2016年全国卷Ⅰ第13题，卷Ⅱ第9题；2015年全国卷Ⅰ第12题、卷Ⅱ第9题等，都是结合原子结构、元素周期表、元素及化合物知识的综合考查。
1．结构与位置互推是解题的核心
(1)掌握四个关系式：①电子层数＝周期数；②质子数＝原子序数；③最外层电子数＝主族序数；④主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，最低负价＝主族序数－8。
(2)熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律：①“凹”型结构的“三短三长一不全，七主七副八零完”；②各周期元素种类；③稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；④同主族上下相邻元素原子序数的关系。
2．性质与位置互推是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：(1)元素的金属性、非金属性；(2)气态氢化物的稳定性；(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性；(4)金属与水或酸反应置换H2的难易程度。
3．结构和性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性；(2)同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似；(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点；(4)判断元素金属性和非金属性的强弱。
专题训练
题组一　根据元素化合物的转化关系推断
1．(2016·全国卷Ⅰ，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径的大小WB．元素的非金属性Z>X>Y
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸
答案　C
解析　由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl2，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01mol·L－1r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y分别为H、C、O。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：H2．(2018·山东淄博市高三仿真模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。在如图所示的物质转化关系中，p、q、m、n分别是元素W、X、Y、Z的气体单质，p和s均为有色气体，v的水溶液呈碱性。常温下，0.1mol·L－1t溶液与0.1mol·L－1u溶液的pH均为1。下列说法不正确的是(　　)
A．Y、W的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
B．元素的非金属性：Z＞Y＞X，原子半径：X＜Z＜Y
C．s溶于水的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D．v的电子式可表示为
答案　D
解析　根据流程可知m、n放电条件下反应生成r，r与n反应生成有色气体s，结合题意知m为氮气，n为氧气，r为一氧化氮，s为二氧化氮，t为硝酸；另一有色气体单质p是氯气，q是氢气，v为氨气，u为氯化氢。则X、Y、Z、W分别为氢、氮、氧、氯。A项，Y、W的最高价氧化物对应的水化物HNO3、HClO4均为强酸，正确；B项，元素的非金属性：O＞N＞H，即Z＞Y＞X，原子半径：H＜O＜N，即X＜Z＜Y，正确；C项，s溶于水的反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，正确；D项，v为氨气，其电子式可表示为，错误。
题组二　根据元素化合物的特性推断
3．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．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z
B．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X
C．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X、Y
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W
答案　A
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。A项，Y、X、W、Z的原子最外层电子数分别为7、6、4、3，正确；B项，原子半径由大到小的顺序为Al、Si、O、F，错误；C项，非金属性由强到弱的顺序为F、O、Si、Al，错误；D项，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：F、O、Si，错误。
4．(2017·甘肃省兰州第一中学高三冲刺模拟考试)短周期原子序数依次增大的主族元素R、T、Q、W、Y、Z具有如下信息：①R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同；②Q是地壳中含量最高的元素，R与T的核电荷数之和等于Q的核电荷数；③W与R同主族，Z与Q同主族。下列说法正确的是(　　)
A．Q与Y组成的常见物质是一种两性物质，能与氨水反应
B．已知WRZQ3溶液呈酸性，若将WRZQ3固体溶于水，能促进水的电离
C．元素Q与W形成的两种常见化合物中含有相同比例的阴、阳离子
D．元素T、Q、W、Y的原子半径大小为T答案　C
解析　R、T、Q、W、Y、Z是短周期原子序数依次增大的主族元素，①R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同，可知R是H元素；由②知Q是O元素；则T是N元素；③W与R同主族，则W是Na元素；Y原子的最外层电子数与电子层数相同，且原子序数比W大的短周期元素是Al，所以Y是Al元素；Z与Q同主族，则Z是S元素。A项，O与Al组成的常见物质Al2O3是一种两性氧化物，能与强碱溶液反应，不能与氨水等弱碱反应，错误；B项，NaHSO3水溶液显酸性，HSO的电离大于水解，抑制了水的电离，错误；C项，Na2O和Na2O2中，阳离子和阴离子个数比均为2∶1，正确；D项，N(T)和O(Q)同在第二周期，Na(W)和Al(Y)同在第三周期，因为电子层数越大半径越大，同周期原子序数越大，原子半径越小，故原子半径：Q常考短周期元素的主要化合物的特性
(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
(4)等物质的量的单质最轻的元素：H；等物质的量的最轻的金属单质：Li。
(5)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。
(6)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
(7)具有漂白性的物质：氯水、二氧化硫、过氧化钠，双氧水(H2O2)。
题组三　根据原子(或离子)结构特点推断
5．(2017·湖北省武昌区高三5月调研)m、n、p、q为原子序数依次增大的短周期主族元素。四种原子最外层电子数之和为17，n3－与p2＋具有相同的电子层结构。下列叙述中错误的是(　　)
A．m、n、q一定是非金属元素
B．氢化物的沸点：q＞n＞m
C．离子半径的大小：q＞n＞p
D．m与q形成的二元化合物一定是共价化合物
答案　B
6．(2017·湖南省高考冲刺预测卷)W、X、Y、Z是四种短周期非金属元素，原子序数依次增大，X、Y原子核外L电子层的电子数之比为3∶4，且Y的原子半径大于X的原子半径，X、Y、Z的最外层电子数之和为16，W的简单离子W－能与水反应生成单质W2。下列说法正确的是(　　)
A．单质的沸点：X>Z
B．X与W形成的化合物中只有极性键
C．阴离子的还原性：W>X
D．W、X、Y可形成三元离子化合物
答案　C
解析　W、X、Y、Z 是四种短周期非金属元素，原子序数依次增大，W的简单离子W－能与水反应生成单质W2，则W应该是H；X、Y原子核外L电子层的电子数之比为3∶4，且Y的原子半径大于X的原子半径，这说明Y位于X的下一周期，因此X一定是O。X、Y、Z的最外层电子数之和为16，因此Y、Z的最外层电子数之和为10，二者一定位于第三周期，且都是非金属，所以满足条件的是Si和S。A项，S单质常温下是固体，氧气的沸点低于硫的沸点，错误；B项，O与H形成的化合物H2O2中含有极性键和非极性键，错误；C项，非金属性H小于O，则阴离子的还原性：H>O，正确；D项，H、O、Si三种元素不能形成三元离子化合物，错误。
题组四　依据残缺的周期表判断
7．a、b、c、d、e五种元素在周期表前四周期的位置如下图所示，下列说法正确的是(　　)
A．元素b位于第ⅥA族，有＋6、－2两种常见化合价
B．元素c的气态氢化物的稳定性比元素b的强
C．元素b、c、d的原子半径大小顺序：r(d)>r(c)>r(b)
D．元素e的单质可能是一种半导体材料
答案　D
解析　A项，氧元素没有最高正价，错误；B项，氧元素非金属性强于磷，元素c的气态氢化物的稳定性比元素b的弱，错误；C项，同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则元素b、c、d的原子半径大小顺序：r(c)>r(d)>r(b)，错误；D项，元素e位于金属和非金属的分界线附近，其单质可能是一种半导体材料，正确。
8．(2018·辽阳质检)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法不正确的是(　　)
X
Y
Z
W
T
A.Y的位置是第三周期ⅣA族
B．Z、W、X的原子半径依次减小，非金属性依次降低
C．W的氢化物和X单质在一定条件下可发生置换反应
D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性
答案　B
解析　W元素的核电荷数为X元素的2倍，X是O元素，W是S元素；根据X、Y、Z、W、T在元素周期表中的位置，Y、Z、T分别是Si、P、As元素。Si的位置是第三周期ⅣA族，故A正确；Z、W、X的原子半径依次减小，非金属性O>S，故B错误；H2S和O2在一定条件下可发生置换反应生成水和硫，故C正确；As位于金属和非金属的分界线附近，As具有半导体特性，故D正确。
1．(2017·全国卷Ⅲ，12)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是(　　)
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点：W＜Z
B．氧化物对应水化物的酸性：Y＞W
C．化合物熔点：Y2X3＜YZ3
D．简单离子的半径：Y＜X
答案　D
解析　根据短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置可知四种元素位于第二、三周期，又知这四种元素原子的最外层电子数之和为21，可设Y的最外层电子数为x，则有x＋(x＋2)＋(x＋3)＋(x＋4)＝21，x＝3，所以W、X、Y、Z依次为N、O、Al、Cl。A项，NH3分子之间存在氢键，故沸点：NH3>HCl，错误；B项，Y的氧化物对应水化物为Al(OH)3，W的氧化物对应水化物若为HNO3，则HNO3酸性强于Al(OH)3，错误；C项，Al2O3为离子晶体，而AlCl3为分子晶体，离子键要比分子间作用力强得多，故一般离子晶体的熔、沸点高于分子晶体，错误；D项，O2－与Al3＋的电子层结构相同，但O2－的核电荷数少，故其半径较大，正确。
2．(2017·全国卷Ⅱ，9)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族，下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案　B
解析　a、b、c、d分别为O、Na(或Mg)、Al、S。A项，原子半径b＞c＞d＞a，错误；B正确；C项，c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，错误；D项，S的氧化性比氧气的氧化性弱，错误。
3．(2017·全国卷Ⅰ，12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用于制冷剂，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
解析　W为氮元素，Y为钠元素，X、Y、Z形成的盐，加入盐酸生成黄色沉淀及刺激性气体，结合四种元素均是短周期元素，说明是Na2S2O3与盐酸反应生成S和SO2：Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，X为氧元素，Z为硫元素。A项，O的非金属性强于N的，稳定性：H2O>NH3，正确；B项，O2－、Na＋均具有Ne的电子层结构，正确；C项，Na2S溶液因S2－水解呈碱性，蓝色石蕊试纸不变色，错误；D项，S和O同属于第ⅥA族，S与Na同属于第三周期，正确。
4．(2017·天津理综，5)根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是(　　)
A．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4
B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C．如图所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si
D．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案　C
解析　A项，因O、N、Si元素的非金属性逐渐减弱，所以气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4，正确；B项，氢元素与其他元素可形成共价化合物如H2O、NH3、SiH4、H2S等，也可形成离子化合物如NaH等，正确；C项，HCl的酸性比碳酸强，不能证明元素的非金属性，应用最高价含氧酸的酸性比较，错误；D项，根据元素的原子序数与元素在周期表中位置的规律，可推出第118号元素在周期表中位于第七周期0族，正确。
5．(2017·江苏，5)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)
B．W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱
C．Y的单质的氧化性比Z的强
D．X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
答案　D
解析　Z为氧元素，Y与Z同一周期且相邻，原子序数比Z小，为氮元素。X原子序数小且与Y、Z不在同一周期，X为氢元素，W为钠元素。A项，原子半径：r(H)N2，错误；D项，H、N、O可以形成共价化合物：HNO3、HNO2、NH3·H2O，离子化合物：NH4NO3，正确。
6．(2017·北京理综，7)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是(　　)
A．Ts是第七周期第ⅦA族元素
B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C．Ts在同族元素中非金属性最弱
D．中子数为176的Ts核素符号是Ts
答案　D
解析　A项，117号元素Ts的原子核外最外层电子数是7，可知Ts是第七周期ⅦA族元素，正确；B项，同位素是同种元素不同原子之间的互称，因此Ts的同位素原子具有相同的电子数，正确；C项，根据元素周期律可知，同一主族元素从上往下非金属性依次减弱，所以Ts在同族元素中非金属性最弱，正确；D项，中子数为176的Ts核素符号是Ts，错误。
7．(2017·海南，13)X、Y、L、M为核电荷数依次增大的前20号主族元素。X2是最轻的气体，Y、L与M三种元素的质子数均为5的倍数。回答下列问题：
(1)X与L组成的最简单化合物的电子式为______________________________________。
(2)X与M组成的物质为________(填“共价”或“离子”)化合物，该物质可作为野外工作的应急燃料，其与水反应的化学方程式为______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Y在周期表中的位置是________________，其含氧酸的化学式为________。
(4)L与M形成的化合物中L的化合价是________。
答案　(1)
(2)离子　CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑
(3)第二周期ⅢA族　H3BO3
(4)－3
解析　X2为最轻的气体，即X为H，Y、L、M三种元素的质子数均为5的倍数，质子数等于原子序数，质子数可能为5、10、15、20中的三个，四种元素均为主族元素，因此质子数为10舍去，即三种元素分别为B、P、Ca。(1)形成的简单化合物是PH3，其电子式为。(2)形成的化合物是CaH2，属于离子化合物，与水发生的反应是CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。(3)Y为B，属于第二周期ⅢA族元素，其含氧酸为H3BO3。(4)形成的化合物是Ca3P2，其中P显－3价。
1．(2018·阜阳高三检测)甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是(　　)
A．x＋2 B．x＋4
C．x＋8 D．x＋18
答案　B
解析　元素周期表有7个周期，16个族，主族是长短周期共同组成的族，同一主族的两元素原子序数差值是有规律的。同主族相邻两周期原子序数差值可能为2、8、18、32等，很显然上下两周期两元素的原子序数的差值不可能为4，即正确答案为B。
2．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　　)
A．酸性：H2SO4＞H3PO4
B．非金属性：Cl>Br
C．碱性：NaOH>Mg(OH)2
D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
答案　D
解析　A项，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，可以用元素周期律解释；C项，金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，可以用元素周期律解释；D项，碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性不能用元素周期律解释。
3．(2017·太原市第五中学高三模拟)下列说法正确的是(　　)
A．I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强
B．P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强
C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D．SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
答案　B
解析　A项，I和Br是同一主族的元素，由于I的原子半径大于Br，所以元素的非金属性Br>I，则HI比HBr的热稳定性弱，错误；B项，P与Si是同一周期的元素，由于P的非金属性强于Si，所以H3PO4比H2SiO3的酸性强，正确；C项，Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应，而MgO是典型的碱性氧化物，不可与NaOH溶液反应，错误；D项，在酸性条件下，NO具有氧化性，会将SO2氧化为硫酸，所以SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO4沉淀，错误。
4．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是(　　)
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，离子半径：X2－＞Y2＋
答案　C
解析　根据最高价含氧酸酸性推断元素非金属性，故A正确；短周期元素正化合价数值和其族序数相同(O、F除外)，故C错误；核外电子排布相同时，质子数越多半径越小，故D正确。
5．(2017·海南中学高三检测)X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(　　)
A．原子最外层电子数：X＞Y＞Z
B．单质沸点：X＞Y＞Z
C．离子半径：X2－＞Y＋＞Z－
D．原子序数：X＞Y＞Z
答案　D
解析　Y＋和Z－具有相同的电子层结构，说明Y为Na元素、Z为F元素；X的最低价离子为X2－，X为第ⅥA族元素，X、Y处于同一周期，所以X是S元素。原子最外层电子数：F>S>Na，故A错误；钠的沸点大于硫，故B错误；离子半径：S2－>F－>Na＋，故C错误；原子序数：S>Na>F，故D正确。
6．下列实验不能达到实验目的的是(　　)
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
答案　B
解析　越易与氢气反应，元素非金属性越强，故A正确；MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，都生成白色沉淀，故B错误；碳酸钠溶液水解呈碱性说明碳酸是弱酸，硫酸钠溶液呈中性，说明硫酸是强酸，故C正确；铁与盐酸反应放出氢气，铜与盐酸不反应，故D正确。
7．(2017·云南省昆明市第一中学月考)随原子序数递增，x、y、z、……等八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．x元素在周期表中的位置是第二周期ⅠA族
B．离子半径：g2－>h－>d2－>e＋>f3＋
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：y>z
D．气态氢化物的热稳定性：g>h
答案　B
解析　从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数可知：x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。A项，x元素在周期表中的位置是第一周期ⅠA族，错误；B项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，所以离子半径：S2－＞Cl－＞O2－＞Na＋＞Al3＋，正确；C项，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以HNO3＞H2CO3，错误；D项，非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越强，所以HCl＞H2S，错误。
8.X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法正确的是(　　)
A．在三种元素形成的气态氢化物中，Y的气态氢化物最稳定
B．Z元素的氧化物对应的水化物一定是一种强酸
C．三种元素原子半径的大小顺序：X>Y>Z
D．Z的单质与Fe反应生成的化合物中，铁元素显＋3价
答案　A
解析　Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，所以Y是O。则根据元素的相对位置可知，X是N，Z是S。非金属性越强，氢化物的稳定性越强，非金属性是O＞S，故A正确；亚硫酸是弱酸，故B错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，所以三种元素原子半径的大小顺序：Z＞X＞Y，故C错误； S和Fe化合生成的是FeS，铁元素显＋2价，故D错误。
9．元素周期表中短周期的一部分如下图，关于X、Y、Z、W、Q说法正确的是(　　)
A．元素Y与元素Z的最高正化合价之和的数值等于9
B．原子半径的大小顺序为W>Z>Y
C．离子半径的大小顺序为W2－>Y2－>Z3＋
D．W的气态氢化物的热稳定性和还原性均比Q强
答案　C
解析　根据元素在周期表中的相对位置可知X、Y、Z、W、Q分别是N、O、Al、S、Cl。氧元素没有最高价＋6价，故A错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径的大小顺序：Z＞W＞Y，故B错误；离子核外电子层数越多离子半径越大，核外电子排布相同的离子，离子半径随原子序数的增大而减小，则离子半径的大小顺序为W2－＞Y2－＞Z3＋，故C正确；非金属性越弱氢化物的稳定性越弱，则W的气态氢化物的热稳定性比Q弱，故D错误。
10．(2017·淮北市第一中学高三最后一卷)短周期主族元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大，m、p、r是这些元素组成的二元化合物，n、q、s是这些元素组成的三元化合物且属于离子化合物。其中s的水溶液俗称水玻璃。常温下，0.1mol·L－1n溶液的pH为13，m可制作耐火管且属于两性物质。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．简单气态氢化物的稳定性：R>Y
B．离子半径大小：Y>Z>W
C．W的最高价氧化物对应的水化物碱性比Z的强
D．单质的熔点：Z>R>X
答案　B
解析　s的水溶液俗称水玻璃，则s为Na2SiO3；m可制作耐火管且属于两性物质，则m为Al2O3；常温下，0.1 mol·L－1 n溶液的pH为13，则n为一元强碱溶液，应该为NaOH；结合短周期主族元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大可知，X为H、Y为O、Z为Na、W为Al、R为Si元素；n(NaOH)与m(Al2O3)反应生成r和q，且r是这些元素组成的二元化合物、q是这些元素组成的三元化合物，则r为H2O，q为NaAlO2；p是这些元素组成的二元化合物，p与n(NaOH)反应生成s(Na2SiO3)和r(H2O)，则p为SiO2。A项，Y为O、R为Si元素，非金属性越强，氢化物稳定性越强，则对应氢化物的稳定性：Y＞R，错误；B项，Y为O、Z为Na、W为Al，三种元素的离子具有相同的电子层，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径Y＞Z＞W，正确；C项，Z为Na、W为Al，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性Na＞Al，则W的最高价氧化物对应的水化物碱性比Z的弱，错误；D项，X为H、Z为Na、R为Si，其单质分别为氢气、金属钠和硅，对应晶体分别为分子晶体、金属晶体和原子晶体，Si的沸点最高，氢气沸点最低，即单质沸点：R＞Z＞X，错误。
11．已知A、B、C、D是短周期中原子序数依次增大的四种主族元素，A单质在常温下呈气态，B原子最外层电子数是其电子层数的2倍，C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是(　　)
A．A、C的氧化物均含离子键
B．C离子的半径小于D离子的半径
C．A、B可形成多种原子个数比为1∶1的化合物
D．含D元素的盐溶液只能显酸性
答案　C
解析　A、B、C、D是短周期中原子序数依次增大的四种主族元素。元素D是地壳中含量最多的金属元素，则D为Al元素；B原子最外层电子数是其电子层数的2倍，B为C元素；C在同周期的主族元素中原子半径最大，C为Na元素；A单质在常温下呈气态，则A为H元素，由上述分析可知，A为H，B为C，C为Na，D为Al。A项，A的氧化物为水或过氧化氢，不含离子键，错误；B项，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则C离子的半径大于D离子的半径，错误；C项，A、B可形成多种原子个数比为1∶1的化合物，如乙炔、苯等，正确；D项，氯化铝溶液显酸性，偏铝酸钠溶液显碱性，错误。
12．(2017·北京市大兴区高三下学期统一检测)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径在短周期主族元素原子中最大，Y的核外电子数是W的2倍且同主族。下列说法不正确的是(　　)
A．简单离子半径：XB．W、X、Y元素形成的盐溶于水，溶液一定呈中性
C．W与X形成的常见化合物中阴、阳离子个数比均为1∶2
D．1molZ的单质与足量的NaOH溶液反应，转移电子数为NA
答案　B
解析　X的原子半径在短周期主族元素原子中最大，X是Na元素；Y的核外电子数是W的2倍且同主族，则W是O元素、Y是S元素；W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Z是Cl元素。简单离子半径： Na＋13．(2017·天津市红桥区重点中学八校高三4月联考)Ⅰ.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：已知X是短周期中最活泼的金属，且与R同周期。(请用化学用语答题)
元素代号
X
Y
Z
M
R
原子半径/nm
0.186
0.102
0.075
0.074
0.143
主要化合价
＋1
＋6　－2
＋5　－3
－2
＋3
(1)R的元素符号为________；M在元素周期表中的位置为________________。
(2)X与Y按原子个数比1∶1构成的物质的电子式为________________；所含化学键类型________________________________________________________________________。
(3)X＋、Y2－、M2－离子半径大小顺序为_____________________________________________。
(4)将YM2通入FeCl3溶液中的离子方程式：_________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.如下图转化关系
(1)若B为白色胶状不溶物，则A与C反应的离子方程式为_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)若向B溶液中滴加铁氰化钾溶液会产生特征蓝色沉淀，则A与C反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　Ⅰ.(1)Al　第二周期ⅥA族
(2)　离子键、共价键
(3)S2－>O2－>Na＋
(4)SO2＋2Fe3＋＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
Ⅱ.(1)Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓　
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
解析　Ⅰ.主族元素中，元素最高正价与其族序数相等(O、F除外)，最低负价＝族序数－8，根据元素化合价知，X属于第ⅠA族、Y属于第ⅥA族、Z属于第ⅤA族、M属于第ⅥA族、R属于第ⅢA族，这几种元素都是短周期元素，M没有正化合价，所以M为O元素，则Y为S元素，X是短周期中最活泼的金属元素，则X是Na元素，X与R同周期，且R属于第ⅢA族，则R为Al元素，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，Z原子半径大于M，且相差较小，所以Z为N元素。(2)Na与S按原子个数比1∶1构成类似Na2O2的物质Na2S2，其电子式为；所含化学键类型为离子键和非极性共价键。Ⅱ.(1)B是白色胶状不溶物，则B为Al(OH)3，X可能为强酸或强碱，如X为强酸，则A含有AlO，C含有Al3＋，如X为强碱，则A含有Al3＋，C含有AlO，A和C混合，溶液中AlO和Al3＋发生互促水解，离子方程式为Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓；(2)若向B溶液中滴加铁氰化钾溶液会产生特征蓝色沉淀，即说明B溶液中含有Fe2＋，则X为强氧化性酸，A为过量Fe与少量强氧化性酸(如HNO3)反应生成Fe2＋，Fe2＋再被强氧化性酸(如HNO3)氧化为Fe3＋，故A和C溶液反应的离子方程式为 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
14．(2018·北京市中央民族大学附中高三月考)X、Y、Z、M是4种短周期主族元素，在周期表中的相对位置如下：
X
Y
Z
M
Z的单质既可以与盐酸反应也可以与氢氧化钠溶液反应，室温下M的单质为淡黄色固体，回答下列问题：
(1)M元素在周期表中的位置是________________，X、Y元素的气态氢化物稳定性较强的是____________(填化学式)。
(2)Z元素的氧化物具有两性，请写出其氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Y元素的原子结构示意图：________________，其氢化物在工业上有重要的应用，请写出其电子式__________________________________________________________。
(4)X元素形成的单质有石墨、金刚石等，二者互为________________(填“同素异形体”“同位素”或“同分异构体”)。
答案　(1)第三周期ⅥA族　NH3(2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(3)　　(4)同素异形体
解析　Z的单质既可以与盐酸反应也可以与氢氧化钠溶液反应，Z是Al元素；室温下M单质为淡黄色固体，M是S元素；根据X、Y、Z、M在元素周期表中的相对位置可知，X、Y分别是C、N。
15．(2017·天津市十二重点中学高三毕业班联考)A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的短周期主族元素。B、C、D均能与A形成10电子分子，E单质可用于焊接钢轨，F与D同主族，F与G同周期。
(1)F的离子结构示意图为________________。
(2)D、E、F的离子半径由大到小的顺序为_________________________________(填离子符号)。
(3)写出能证明G比F非金属性强的一个化学方程式：______________________________。
(4)F和G的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，该化合物与水反应生成F单质、F的最高价含氧酸和G的氢化物，三种产物的物质的量之比为2∶1∶6，甲的电子式为________________________________________________________________________，该反应的化学方程式为________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)C能分别与A和D按原子个数比1∶2形成化合物乙和丙，乙的结构式为________________________________________________________________________。
答案　(1)　(2)S2－>O2－>Al3＋(3)Cl2＋H2S===2HCl＋S↓(或Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓)(4)　3SCl2＋4H2O===2S↓＋H2SO4＋6HCl　(5)
解析　B、C、D均能与A形成10电子分子，A是H元素，B、C、D 为第二周期C、N、O、F四种元素中的三种，E单质可用于焊接钢轨，E是Al元素，F与D同主族，F与G同周期，G是Cl元素， B、C、D 分别为C、N、O元素，F是S元素。
(3)元素的非金属性越强氧化性越强，氯气把硫化钠溶液中的硫置换出来，证明Cl2的氧化性大于S的氧化性，化学方程式Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓。
(4)S和Cl的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，化合物甲是SCl2，与水反应生成S单质、硫酸和氯化氢，三种产物的物质的量之比为2∶1∶6，SCl2的电子式为，该反应的化学方程式为3SCl2＋4H2O===2S↓＋H2SO4＋6HCl。
(5)N能分别与H和O按原子个数比1∶2形成化合物N2H4和NO2(或N2O4)，N2H4的结构式为。

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