4.2 元素周期律 课堂同步练
一、单选题
1．属于短周期元素的是（ ）
A．K B．Ca C．I D．Cl
2．有五种主族元素位于元素周期表前四周期，其位置关系如图所示，乙是一种亲氧元素，在自然界中无单质形式存在，以化合物形态存在于岩石和土壤中，下列说法正确的是（ ）
丁
甲 乙 丙
戊
A．五种元素中最高价氧化物对应的水化物酸性，丁最强
B．乙的氧化物既与NaOH反应，也与HF反应，其为两性氧化物
C．丙元素位于周期表第15列
D．丁的氢化物沸点低于丙的氢化物
3．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X最高正价和最低负价的代数和为0，Y的简单氢化物常做制冷剂，Z被称为国防金属，W和Y同族。下列说法正确的是（ ）
A．简单氢化物的还原性：W＞Y
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞Y
C．Z的氧化物可溶于氢氧化钠溶液
D．最简单氢化物的沸点：X＞Y
4．W、X、Y、M为短周期元素，W与X同周期、与M同主族，Y的原子半径最大。如图是由X、W、Y形成的一种有预防血凝作用的化合物，其所有原子均达到8电子稳定结构。下列说法错误的是（ ）
A．W的氢化物的熔点不一定比X的高
B．W与M形成的某种化合物具有漂白性
C．W与Y形成的二元化合物只含有离子键
D．由Y、W、M形成的化合物水溶液可能为碱性
5．a、b、c、d、e为元素周期表前3周期中的部分元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。下列叙述正确的是（）
A．b元素除0价外，只有一种化合价
B．五种元素中，c元素的化学性质最稳定
C．d气态氢化物溶于水，溶液显碱性
D．元素原子半径大小：d＜e＜c
6．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。X和Z为同主族元素，由X、Z两种元素形成的化合物是形成酸雨的主要物质。下列说法错误的是（ ）
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．Z与Y属于同一周期
D．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20
7．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，其原子的最外层电子数之和为18，W和Y同主族，X、Y、Z同周期，X原子的电子层数与最外层电子数相等，Z元素最高正价与最低负价的代数和为6.下列说法错误的是（ ）
A．Z的氧化物的水化物酸性一定大于W
B．W的某种单质的沸点比X高
C．W与Y可形成一种硬度很大的化合物
D．W、X、Y均能与Z形成共价化合物
8．已知某元素原子的L电子层上有6个电子，则该元素在周期表中位于（）
A．第3周期IVA族 B．第2周期VIA族
C．第2周期IVA族 D．第3周期VIA族
9．已知X，Y，Z，W为短周期的主族元素，在周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是（ ）
X Y
Z W
A．若HmXOn为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性（m、n均为正整数）
B．若四种元素均为非金属，则W的最高价氧化物对应水化物一定为强酸
C．若四种元素中只有一种为金属，则Y的最高价氧化物对应水化物一定为强酸
D．若四种元素均为金属，则Z的最高价氧化物对应水化物一定为强碱
10．有关性质的比较中，不能用元素周期律解释的是（ ）
A．热稳定性：HCl＞HBr B．金属性：Mg＞Be
C．碱性：KOH＞Ca(OH)2 D．酸性：H2SO4＞HClO
11．2020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．铷的金属性比钠弱
C． Rb的中子数为48
D． Rb和 Rb具有相同的电子数
12．下列比较不正确的是（ ）
A．原子半径：N＞O＞F
B．酸性强弱：HNO3＞H3PO4＞H2SO4
C．碱性强弱：KOH ＞NaOH＞Mg(OH)2
D．氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S
13．已知33As、35Br位于同一周期．下列关系正确的是（ ）
A．原子半径：Br＞Cl＞P B．热稳定性：AsH3＞PH3
C．碱性：CsOH＞Ca（OH）2 D．酸性：H3AsO4＞H3PO4
14．有机金属氯化物由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、M、N组成，部分结构如图所示，基态原子M核外电子所占据原子轨道全充满，N元素的价层电子排布式为nsn-1np2n-1。下列说法错误的是（ ）
A．YN4为正四面体结构
B．氢化物的沸点Z>Y
C．Z元素的第一电离能比同周期相邻元素的大
D．与M同族元素的基态原子最高能级的电子云轮廓图呈球形
15．科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐)进行掺杂和改进，能显著提高锂离子电池传输电荷的能力。LiTFSI的结构如图，X、Y、Z、M为同一短周期元素，Z与W位于同一主族。下列叙述正确的是（ ）
A．元素电负性：
B．第一电离能：
C．、的VSEPR模型均为直线形
D．M的简单氢化物的沸点一定高于X的氢化物
16．W、X、Y、Z、M、N为六种短周期主族元素。W的核外电子数等于其周期数，X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期元素且W2Z是最常用的溶剂。W、X、Y、Z的最外层电子数之和与N的质子数相等。只有M是金属元素。下列说法正确的是
A．由W、Y、Z三种元素组成的化合物可能是强电解质
B．氢化物的沸点：Z>N>X
C．离子半径：N>M>Z>Y
D．W和M形成的化合物溶于水显酸性
二、综合题
17．表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
（1）④⑤⑥的简单离子半径由大到小的顺序为 （填离子符号）．
（2）②③⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 （填化学式）．
（3）④和⑤的单质常温可以反应生成化合物A，用电子式表示化合物A的形成过程
（4）①④⑤⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式 ．
（5）由①④两种元素形成常见液态化合物，该化合物可使酸性高锰酸钾溶液褪色，写出该离子方程式 ．
（6）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为 ，足量单质⑥与等物质的量的硫酸和氢氧化钠溶液反应生成氢气的物质的量之比为
18．Ⅰ.元素周期表在学习研究中有很重要的作用，如图是元素周期表的一部分。
B C N O F
Al Si P S Cl
Ga Ge As Se Br
In Sn Sb Te I
Tl Pb Bi Po At
（1）请画出该部分周期表中金属与非金属的分界线 。
（2）请写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式 。
（3）Ⅱ．镓是一种低熔点、高沸点的稀有金属，有“电子工业脊梁”的美誉，被广泛应用到光电子工业和微波通信工业。回答下列问题：
镓(Ga)在元素周期表中的位置为 。
（4）GaN是一种直接能隙(directbandgap)的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。一种镍催化法生产GaN的工艺如图。
①“热转化”时Ga转化为GaN的化学方程式是 。
②“酸浸”操作的目的是 。
（5）As与Ga同周期，与N同主族，GaAs也是一种重要的半导体材料。
①下列事实不能用元素周期律解释的 (填字母)。
a．碱性： b．非金属性：As＞Ga
c．酸性： d．热稳定性：
用原子结构理论推测，GaAs中As元素的化合价为 。
②废弃含GaAs的半导体材料可以用浓硝酸溶解，主要产物为、和，写出该反应的化学方程式 。
19．下图是元素周期表的一部分，表中所列字母a、b、c、d、e、f、g、h分别代表某种化学元素。请依据这8种元素回答下列问题。
（1）上述8种元素的单质中常温下为气态，且密度最小的是 (填化学式)。
（2）f元素的原子结构示意图为 。
（3）c的最高价氧化物对应水化物的化学式为 。
（4）hg的电子式为 。
（5）b、c、d三种元素的最简单氢化物的沸点由高到低的顺序是 (填化学式)。
（6）元素e的单质与h的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 。
（7）f元素的最简单氢化物的水溶液显 性(填“酸”或“碱”)，请写出该氢化物久置在空气中变质的化学方程式 。
（8）gd-常用作消毒剂，单质砷(As)在碱性溶液中可被gd-氧化为AsO43-，该反应的离子方程式为 。
20．A,B,C,D,E、F、G七种短周期元素，原子序数依次增大．由A、B形成的单质在一定条件下可生成气体X且X的水溶液呈碱性；D原子K层电子数是其M层电子数的2倍；E的简单阳离子与X具有相同电子数，且E的简单阳离子是同周期中简单离子半径最小的元素；F元素的原子最外层比次外层少两个电子，C和G的最外层电子数之和为13．则
（1）C在周期表中的位置为 ；
（2）写出：D在C单质中燃烧所生成淡黄色的固体的电子式
（3）A,B,D,E四种元素的原子半径由大到小的顺序为 ．（用元素符号表示 ）
（4）G的单质在反应中常作氧化剂，该单质的水溶液与F的低价氧化物反应的化学方程式为 ．
（5）写出由A,C,D,F这四种元素共同组成的2种化合物在水溶液中发生反应的离子方程式： ．
21． U，W，Y是原子序数依次增大的短周期主族元素，在周期表中的相对位置如右表；U元素与氧元素能形成两种无色气体；W是地壳中含量最多的金属元素．
U
W Y
（1）元素U的原子核外共有 种不同能级的电子．
（2）能提高W与稀硫酸反应速率的方法是
a．使用浓硫酸 b．加热 c．加压 d．使用等质量的W粉末
（3）在恒容密闭容器中进行：2YO2（g）+O2（g） 2YO3（g）△H2=﹣190kJ/mol
①该反应 450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数（填＜，＞或=）．
②下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
a.2ν（O2）正=ν（YO3）逆 b．气体的平均分子量不随时间而变化
c．反应时气体的密度不随时间而变化 d．反应时气体的分子总数不随时间而变化
③在一个固定容积为2L的密闭容器中充入0.20mol YO2和0.10molO2，半分钟后达到平衡，测得容器中含YO30.18mol，则ν（O2）= ：平衡常数为 ．若继续通入0.20molYO2和0.10molO2，再次达到平衡后，YO3物质的量约为 ．
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：选项中只有Cl为第3周期元素，为短周期元素；而K、Ca在第4周期，I在第5周期，则K、Ca、I在周期表中的长周期，
故选D．
【分析】短周期包含1、2、3周期，以此来解答．
2．【答案】C
【解析】【解答】A．同周期从左到右元素非金属性递增，同主族从上到下元素非金属性递减，则铝、磷、硅、锗四种元素中磷元素非金属性最强，非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，且磷酸酸性大于碳酸，则丙的最强，选项A不符合题意；
B．只能与酸中的氢氟酸反应，其为酸性氧化物，选项B不符合题意；
C．磷位于元素周期表第ⅤA族，第15列，选项C符合题意；
D．由于丁的氢化物为烃类，根据碳原子数不同，沸点不同，不一定低于丙的氢化物，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、最高价氧化物的水化物酸性即判断非金属性；
B、要注意氢氟酸是唯一一种能够跟二氧化硅反应的酸，因此二氧化硅不是两性氧化物，它只能跟碱发生反应，属于酸性氧化物；
C、周期表的分布比较特殊，第十五列纵行为VA族；
D、要注意这道题的突破口是乙为氢氧元素，且存在于岩石和土壤之中，无法以单质形式存在，因此是硅元素，那么丁的话就是碳元素，碳和氢形成的氢化物是属于有机物，种类非常多，沸点不同。
3．【答案】A
【解析】【解答】A. W和Y同族 ，由分析可知，同一主族，氢化物的还原性，从上到下，逐渐减弱，A正确；
B.同一周期，最高价氧化物对应水化物的酸性，从左到右逐渐增强， X
D.氨分子间存在氢键，沸点高，D错误。
故答案为：A。
【分析】本题主要考查元素周期表推断和元素周期律。
分析短周期元素： X、Y、Z、W 。原子序数依次增大。 X最高正价和最低负价的代数和为0， X可能是H，C，Si。 Y的简单氢化物常做制冷剂 ，NH3可做制冷剂，Y为N。则X为C，W为P， Z被称为国防金属， Z为Mg。
元素周期表中元素性质的递变规律
（1）电子层数：同周期元素，电子层数相同；同主族元素，电子层数依次增多（从1到7）。
（2）最外层电子数：同周期元素，第一周期从1个到2个，其他周期从1个到8个；同主族元素，最外层电子数相同。
（3）原子半径：同周期元素，原子半径逐渐减小（0族除外）；同主族元素原子半径逐渐增大。
（4）金属性：同周期元素金属性逐渐减弱；同主族元素金属性逐渐增强。
（5）非金属性：同周期元素，非金属性逐渐增强；同主族元素非金属性逐渐减弱。
（6）单质的还原性：同周期元素，单质的还原性逐渐减弱；同主族元素，单质的还原性逐渐增强。
（7）单质的氧化性：同周期元素，单质的氧化性逐渐增强；同主族元素单质的氧化性逐渐减弱
（8）气态氢化物的稳定性：同周期元素，随电荷数增大而增大；同主族元素，随电荷数的增加而减小。
除了氮氧氟，同主族元素的气态氢化物的沸点，从上到下，逐渐升高。前三者的氢化物如NH3，H2O，HF分子间存在氢键，所以沸点高。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．碳元素的氢化化物有多种，如常温下固态烃点高于水熔点，A不符合题意；
B．SO2具有漂白性，B不符合题意；
C．O与Na能移形成氧化钠和过氧化钠，过氧化钠中有离子键和共价键，C符合题意；
D．由Y、W、M形成Na2SO3溶液能水解，溶液为碱性，D不符合题意。
【分析】短周期元素，Y的原子半径最大，则Y是Na；根据结构，W的最外层电子数是6，X的最外层电子数是4，则W是O或S；X是C或Si；又因为X、W、Y可以形成药物，则W是O，X是C，M是S。
5．【答案】D
【解析】【解答】根据周期表的结构分析，a为氦；b为氧；c为硅；d为氯；e磷。A.氧元素有-2、-1两种价态，故不符合题意；
B.五种元素中氦元素的化学性质最稳定，故不符合题意；
C.氯的氢化物为氯化氢，溶液为酸性，故不符合题意；
D.原子半径关系为d＜e＜c，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.非金属元素在化合物中多可以表现为不同的化合价；
B.氦属于稀有气体元素，最外层达到稳定结构，所以化学性质最稳定；
C.氯化氢溶于水显酸性，属于强酸；
D.在同一周期中的元素，原子核电荷数越大，其半径就越小；不再同一周期的元素，核电荷数越大，其半径就越大。
6．【答案】D
【解析】【解答】根据“Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的”可知Y为Na，根据“W的简单氢化物可用作制冷剂”可知W为N，根据“X和Z为同主族元素，由X、Z两种元素形成的化合物是形成酸雨的主要物质”可知X为O、Z为S；
A.X的简单氢化物为H2O，W的简单氢化物为NH3，H2O的热稳定性比NH3强，A不符合题意；
B.Y的简单离子为Na+，X的简单离子为O2-，Na+与O2-离子结构相同，B不符合题意；
C.S与Na属于同一周期，C不符合题意；
D.N、O、Na、S原子的核外最外层电子数的总和为5＋6＋1＋6＝18，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，W为N；Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，Y为Na；X和Z为同主族元素，由X、Z两种元素形成的化合物是形成酸雨的主要物质，该物质为二氧化硫，则X为O，Z为S，以此来解答；
A.．非金属性O＞S，则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，离子中均含10个电子；
C．Z与Y均为第三周期元素；
D．根据各元素的核外电子计算。
7．【答案】A
【解析】【解答】由上述分析可以知道，W为C，X为Al，Y为Si，Z为Cl，A.非金属性Cl>C，则最高价氧化物的水化物的酸性：Z>W，若不是最高价含氧酸无此规律，如碳酸的酸性大于HClO的酸性，故A符合题意；
B.C的单质金刚石是原子晶体，Al的晶体为金属晶体，沸点金刚石大于铝，所以B不符合题意的；
C.W与Y可形成一种硬度很大的化合物为SiC，为原子晶体，所以C符合题意；
D.W、X、Y三种元素均可以与Z元素以共价键结构，均为共价化合物，所以D符合题意；
故答案为：A
【分析】原子晶体的物理特性熔沸点高、硬度大。常见的原子晶体金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅、氮化硅、氮化铝等。
8．【答案】B
【解析】【解答】某元素原子的L电子层上有6个电子，则K层电子数为2，L层电子数为6，L层最多排8个电子，则L层电子没有排满，所以共有2个电子层，最外层电子数为6，因此该元素位于第2周期第ⅥA族。
故答案为：B。
【分析】L层有6个电子，则该原子核外有8个电子是O元素，据此判断在周期表中的位置即可。
9．【答案】D
【解析】【解答】解：A．若HmXOn为强酸，由位置可知，X可能为N，X的氢化物为氨气，溶于水一定显碱性，故A错误；
B．若四种元素均为非金属，X可能为C，W可能为P，但W的最高价氧化物对应水化物为磷酸，为中强酸，故B错误；
C．若四种元素中只有一种为金属，结合位置可知，只有Z为Al，则Y为C，则Y的最高价氧化物对应水化物为碳酸，为弱酸，故C错误；
D．若四种元素均为金属，X为Li，Z为Na，则Z的最高价氧化物对应水化物为NaOH，一定为强碱，故D正确；
故选D．
【分析】A．若HmXOn为强酸，由位置可知，X可能为N；
B．若四种元素均为非金属，X可能为C，W可能为P；
C．若四种元素中只有一种为金属，结合位置可知，只有Z为Al，则Y为C；
D．若四种元素均为金属，X为Li，Z为Na．
10．【答案】D
【解析】【解答】A、元素的非金属性越强，对应的氢化物的稳定性越强，非金属性：Cl＞Br，热稳定性：HCl＞HBr，能用元素周期律解释；
B、同主族元素从上到下金属性依次增强，则金属性：Mg＞Be，能用元素周期律解释；
C、元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性：K＞Ca，则碱性：KOH＞Ca(OH)2，能用元素周期律解释；
D、元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性：Cl＞S，则酸性：HClO4＞H2SO4，而HClO不是最高价氧化物的水化物，不能用元素周期律解释；
故答案为：D。
【分析】根据元素周期律可以判断非金属气态氢化物的稳定性、金属的金属性强弱、金属对应氢氧化物的碱性强弱，比较非金属含氧酸的酸性强弱，必须是最高价含氧酸才可以。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．铷元素位于IA族，A项不符合题意；
B．铷的金属性比钠强，B项符合题意；
C．相对原子质量=质子数+中子数，中子数=85-37=48，C项不符合题意；
D． Rb和 Rb具有相同的电子数，电子数为37，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据铷的元素周期表的位置可以判断最外层电子为1个，在第一主族第五周期，金属性强于钠、钾金属且铷原子的质子数为37，核外电子数也为37
12．【答案】B
【解析】【解答】A、同周期自左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：N＞O＞F，A不符合题意；
B、非金属性是N＞S＞P，非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此酸性强弱顺序是HNO3＞H2SO4＞H3PO4，B符合题意；
C、金属性是K＞Na＞Mg，金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则碱性强弱顺序为KOH ＞NaOH＞Mg(OH)2，C不符合题意；
D、非金属是F＞Cl＞S，非金属性越强氢化物的稳定性越强，因此氢化物的稳定性是HF＞HCl＞H2S，D不符合题意，
故答案为：B。
【分析】A.同周期元素原子半径从左到右逐渐减小；
B.非金属性越强对最高价含氧酸的酸性越强；
C.金属性越强对应氢氧化物的碱性越强；
D.非金属性越强对应气态氢化物的稳定性越强。
13．【答案】C
【解析】【解答】解：A．电子层越多原子半径越大，同周期原子序数大的原子半径小，则原子半径：Br＞P＞Cl，故A错误；
B．非金属性P＞As，热稳定性：AsH3＜PH3，故B错误；
C．金属性Cs＞K＞Ca，则碱性：CsOH＞Ca（OH）2，故C正确；
D．非金属性P＞As，酸性：H3AsO4＜H3PO4，故D错误；
故选C．
【分析】33As、35Br位于同一周期，原子序数大的非金属性强，同主族原子序数大的非金属性弱，结合元素周期律来解答．
14．【答案】B
【解析】【解答】A．YN4为CCl4其价层电子对为4对，孤电子对为0，为正四面体结构，A项不符合题意；
B．没有说明简单氢化物，C的氢化物有很多如苯等，无法比较，B项符合题意；
C．Z的电子排布为1s22s22p3为半满结构稳定难失电子所以其第一电力能大于同周期相邻元素，C项不符合题意；
D．与M同族的基态原子最高能级为ns2，电子云轮廓图为球形，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 X形成一个键，Y形成4个键，Z形成4个键，则X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，基态原子M核外电子所占据原子轨道全充满，则M为Mg元素，N元素的价层电子排布式为nsn-1np2n-1，其价电子排布式为3s23p5，N为Cl元素。
15．【答案】B
【解析】【解答】A、元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性：F＞O＞S，则电负性：F＞O＞S，故A不符合题意；
B、同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，同主族自上而下第一电离能减小，则第一电离能：F＞N＞O＞S，即 ，故B符合题意；
C、二氧化碳为直线形分子，VSEPR模型均为直线形，二氧化硫的中心原子S原子的价层电子对数为3，VSEPR模型均为平面三角形，故C不符合题意；
D、M的氢化物为HF，X的氢化物为烃类物质，液态、固态烃的沸点比HF高，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，Z形成2个共价键，W形成6条单键，Z与W位于同一主族，则Z为O元素，W为S元素，X能形成4条共价键、M能形成1条共价键，可知X为C元素、M为F元素，Y元素形成2个单键同时得到1个电子使整个原子团带有1个单位负电荷，故Y为N元素。
16．【答案】A
【解析】【解答】A．由W、Y、Z三种元素组成的化合物硝酸铵，硝酸铵为强电解质，A符合题意；
B．碳可以和氢形成相对分子质量很大的高聚物，沸点能很高，B不符合题意；
C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；离子半径：N > Y>Z> M，C不符合题意；
D．若M为钠，则W和M形成的化合物氢化钠和水生成氢氧化钠，为碱性，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、铵盐为强电解质；
B、烃可以形成多种化合物，高聚物的沸点很高；
C、电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；
D、氢氧化钠为碱性。
17．【答案】（1）O2﹣＞Na+＞Al3+
（2）HNO3＞H2CO3＞H2SiO3
（3）
（4） 或
（5）2MnO4﹣+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑
（6）Al3++3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；2：3
【解析】【解答】解：由元素在周期表中的位置可知：①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为Cl．（1）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：O2﹣＞Na+＞Al3+，故答案为：O2﹣＞Na+＞Al3+；
（2.）非金属性：N＞C＞Si，元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性越强，则HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，故答案为：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；
（3.）④和⑤的单质常温反应生成化合物A为Na2O，由钠离子与氧离子构成，用电子式表示形成过程为： ，故答案为： ；
（4.）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物有NaOH、NaClO等，对应的电子式为： 、 ，故答案为： 或 ；
（5.）由①④两种元素形成常见液态化合物，该化合物可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则该化合物为H2O2，高锰酸钾具有强氧化性，与H2O2发生氧化还原反应，反应生成锰离子、氧气与水，反应离子方程式为：2MnO4﹣+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑，故答案为：2MnO4﹣+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑；
（6.）M是仅含非金属的盐，所以M一定是铵盐，Z→N→⑥的单质，⑥为Al，推断N是氧化铝，Z是氢氧化铝，根据产物结合反应：X+Y+H2O→Al（OH）3+NH4+ 可知，该反应为铝盐和一水合氨的反应，则X溶液与Y溶液反应的离子方程式为：Al3++3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，假设硫酸与氢氧化钠均为1mol，由2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，可知生成氢气体积之比为1mol：1.5mol=2：3，故答案为：Al3++3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；2：3．
【分析】由元素在周期表中的位置可知：①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为Cl．（1）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小；（2）由于同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强；（3）④和⑤的单质常温反应生成化合物A为Na2O，由钠离子与氧离子构成；（4）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物有NaOH、NaClO等；（5）由①④两种元素形成常见液态化合物，该化合物可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则该化合物为H2O2，高锰酸钾具有强氧化性，与H2O2发生氧化还原反应，反应生成锰离子、氧气与水；（6）M是仅含非金属的盐，所以M一定是铵盐，Z→N→⑥的单质，⑥为Al，推断N是氧化铝，Z是氢氧化铝，根据产物结合反应：X+Y+H2O→Al（OH）3+NH4+ 可知，该反应为铝盐和一水合氨的反应；根据2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，计算生成氢气体积之比．
18．【答案】（1）
（2）2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO ＋3H2↑
（3）第4周期第ⅢA族
（4）2Ga+2NH3 2GaN+3H2；除去GaN中混有的少量Ni
（5）c；-3价；GaAs+11HNO3=Ga(NO3)3+8NO2↑+H3AsO4+4H2O
【解析】【解答】(1) 金属元素和非金属元素分界线，虚线左下方是金属元素，虚线右上方是非金属元素；
故答案为： 第1空、 。
(2) Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
故答案为： 第1空、2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO ＋3H2↑ 。
(3) 镓的原子序数是31，为第4周期第ⅢA族。
故答案为： 第1空、第4周期第ⅢA族 。
(4)①Ga在催化剂作用下与氨气反应转化为GaN和H2 ；
②“酸浸”操作的目的是除去GaN中混有的少量Ni。
故答案为：
第1空、2Ga+2NH3 2GaN+3H2
第2空、除去GaN中混有的少量Ni
(5)①a．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，a不符合；
b．同周期自左向右非金属性逐渐增强，b不符合；
c．非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性增强，c符合；
d．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，简单氢化物稳定性逐渐减弱，d不符合；
GaAs中As元素显负价，As化合价为－3价。
②废弃含GaAs的半导体材料可以用浓硝酸溶解，生成Ga(NO3)3和NO2和H3AsO4和H2O；
故答案为：
第1空、c
第2空、-3价
第3空、GaAs+11HNO3=Ga(NO3)3+8NO2↑+H3AsO4+4H2O
【分析】(1) 金属元素和非金属元素分界线，虚线左下方是金属元素，虚线右上方是非金属元素；
(2) Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
(3) 镓的原子序数是31，为第4周期第ⅢA族。
(4)①Ga在催化剂作用下与氨气反应转化为GaN和H2 ；
②“酸浸”操作的目的是除去GaN中混有的少量Ni。
(5)①a．同主族从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，；
b．同周期自左向右非金属性逐渐增强；
c．非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性增强；
d．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，简单氢化物稳定性逐渐减弱；
废弃含GaAs的半导体材料可以用浓硝酸溶解，生成Ga(NO3)3和NO2和H3AsO4和H2O。
19．【答案】（1）H2
（2）
（3）HNO3
（4）
（5）H2O>NH3>CH4
（6）2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑
（7）酸；2H2S+O2=2S↓+2H2O
（8）5ClO-+2As+6OH-=2AsO43-+5Cl-+3H2O
【解析】【解答】根据元素周期表的结构以及各元素在周期表中的位置，a、b、c、d、e、f、g、h分别代表H、C、N、O、Al、S、Cl、K元素。
（1）上述8种元素的单质中常温下为气态，且密度最小的是H2。
（2）f为S元素，S的核电荷数为16，S原子核外有16个电子，根据原子核外电子排布规律，S的原子结构示意图为 。
（3）c为N元素，N原子最外层有5个电子，N元素的最高化合价为+5价，N的最高价氧化物为N2O5，N的最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3。
（4）hg为KCl，KCl中只含离子键，KCl的电子式为 。
（5）b、c、d三种元素的最简单氢化物依次为CH4、NH3、H2O，CH4分子间不存在氢键，NH3分子间、H2O分子间存在氢键，且H2O分子间氢键强于NH3分子间氢键，b、c、d三种元素的最简单氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O NH3 CH4。
（6）元素e的单质为Al，h为K元素，h的最高价氧化物对应的水化物为KOH，Al与KOH溶液反应的化学方程式为2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑。
（7）f为S元素，S原子的最外层有6个电子，S的最低负价为-2价，f元素的最简单氢化物为H2S，H2S的水溶液为氢硫酸，氢硫酸显酸性。H2S在空气中久置被空气中氧气氧化成S，反应的化学方程式为O2+2H2S=2S↓+2H2O。
（8）gd-为ClO-，As在碱性溶液中可被ClO-氧化成AsO43-，则ClO-被还原成Cl-，反应可写成As+ClO-→AsO43-+Cl-，在反应中As元素的化合价由0价升至+5价，Cl元素的化合价由+1价降至-1价，根据得失电子守恒可配平为2As+5ClO-→2AsO43-+5Cl-，结合碱性溶液、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为2As+5ClO-+6OH-=2AsO43-+5Cl-+3H2O。
【分析】（1）元素周期表中，密度最小的气体是H2；
（2）S为16号元素，有三个电子层，最外层6个电子；
（3）C为第五主族，最高化合价+5价，；
（4）形成的为离子化合物，阳离子以离子形式表示，阴离子要中括号括起来，标出最外层电子以及所带电荷；
（5）物质的熔沸点，要考虑氢键的存在，存在氢键的熔沸点偏高，通常N、O、F的氰化物存在氢键；
（6）Al为两性物质，可以和强碱反应，放出H2；
（7）H2S又叫氢硫酸，是一种弱酸，其水溶液显弱酸性，H2S可以被其他氧化性物质氧化，比如O2,Cl2等；
（8）氧化还原方程式的书写和配平原则：得失电子守恒，质量守恒，电荷守恒，另外要根据溶液酸碱性，加上对应的H+或者OH-。
20．【答案】（1）第二周期第VIIA族
（2）
（3）Na＞Al＞N＞H
（4）SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl
（5）H++HSO3﹣=SO2↑+2H2O
【解析】【解答】解：A,B,C,D,E,F,G七种短周期元素，原子序数依次增大，由A、B形成的单质在一定条件下可生成气体X且X的水溶液呈碱性，则X为NH3，则A为H、B为N；D原子K层电子数是其M层电子数的2倍，K层含有1个电子，则D的原子序数为11，为Na元素；E的简单阳离子与X具有相同电子数，且E的简单阳离子是同周期中简单离子半径最小的元素，氨气分子中含有10个电子，则E位于第三周期，第三周期中简单离子半径最小的元素为Al；F元素的原子最外层比次外层少两个电子，则F最外层含有6个电子，为S元素；G的原子序数大于S，且为短周期元素，则G为Cl元素；C和G的最外层电子数之和为13，则C最外层含有电子数=13﹣7=6，结合原子序数可知C为O元素，（1）根据分析可知，C为O元素，原子序数为8，位于周期表中第二周期 第VIIA族，故答案为：第二周期 第VIIA族；（2）D（Na）在C单质（O2）中燃烧所生成的淡黄色固体为过氧化钠，过氧化钠为离子化合物，其电子式为 ，故答案为： ；（3）A,B,D,E分别为H、N、Na、Al，原子的电子层越多，离子半径越小，电子层相同时核电荷数越大，原子半径越小，则四种元素的原子半径由大到小的顺序为：Na＞Al＞N＞H，故答案为：Na＞Al＞N＞H；（4）G的单质（Cl2）在反应中常作氧化剂，该单质的水溶液与F的低价氧化物（SO2）发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，故答案为：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；（5）A,C,D,F分别为H、O、Na、S元素，这四种元素共同组成的2种化合物在水溶液中发生反应，满足条件的化合物为NaHSO4和NaHSO3，反应的离子方程式为：H++HSO3﹣=SO2↑+2H2O，故答案为：H++HSO3﹣=SO2↑+2H2O．
【分析】A,B,C,D,E、F、G七种短周期元素，原子序数依次增大，由A、B形成的单质在一定条件下可生成气体X且X的水溶液呈碱性，则X为NH3，则A为H、B为N；D原子K层电子数是其M层电子数的2倍，K层含有1个电子，则D的原子序数为11，为Na元素；E的简单阳离子与X具有相同电子数，且E的简单阳离子是同周期中简单离子半径最小的元素，氨气分子中含有10个电子，则E位于第三周期，第三周期中简单离子半径最小的元素为Al；F元素的原子最外层比次外层少两个电子，则F最外层含有6个电子，为S元素；G的原子序数大于S，且为短周期元素，则G为Cl元素；C和G的最外层电子数之和为13，则C最外层含有电子数=13﹣7=6，结合原子序数可知C为O元素，据此进行解答．
21．【答案】（1）3
（2）bd
（3）＞；abd；0.09mol/（L．min）；16200；0.368mol
【解析】【解答】解：U、W、Y是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是地壳中含量最多的金属元素，W是Al元素；根据元素在周期表中的位置可知U为C元素、Y为S元素．（1）元素U为碳，原子核外电子排布式为1s22s22p2，其原子核外共有1s、2s、2p三种能级电子，
故答案为：3；（2）a．Al在浓硫酸中会发生钝化现象，使用浓硫酸不能加快反应速率，故a错误；
b．升高温度，可以加快反应速率，故b正确；
c．没有气体参加反应，加压不能加快反应速率，故c错误；
d．使用等质量的W粉末，增大接触面积，可以加快反应速率，故d正确，
故选：bd；（3）①正反应放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，即450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数，
故答案为：＞；②a.2ν（O2）正=ν（YO3）逆时，说明YO3正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故a正确；
b．反应为气体物质的量减小的反应，而气体质量不变，随反应进行平均分子量增大，容器中气体的平均分子量不随时间而变化说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．气体总质量不变，恒容密闭容器中气体的密度始终不变，故c错误；
d．反应为气体物质的量减小的反应，容器中气体的分子总数不随时间而变化说明反应达到平衡状态，故d正确，
故选：abd；③半分钟后达到平衡，测得容器中含YO30.18mol，则：
2YO2（g）+O2（g） 2YO3（g）
起始（mol）：0.2 0.1 0
变化（mol）：0.18 0.09 0.18
平衡（mol）：0.02 0.01 0.18
故ν（O2）= =0.09mol/（L．min），
平衡常数K= = =16200，
等效为开始加入0.40molYO2和0.20molO2，设平衡时YO3物质的量为x，则：
2YO2（g）+O2（g） 2YO3（g）
起始（mol）：0.4 0.2 0
变化（mol）：x 0.5x x
平衡（mol）：0.4﹣x 0.2﹣0.5x x
所以 =16200，
解得x≈0.368
故答案为：0.09mol/（L．min）；16200；0.368mol．
【分析】U、W、Y是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是地壳中含量最多的金属元素，W是Al元素；根据元素在周期表中的位置可知U为C元素、Y为S元素．（1）元素U为碳，原子核外电子排布式为1s22s22p2；（2）升高温度、增大反应物接触面积，可以加快反应速率，对有气体参加的反应，增大压强可以提高反应速率，本题中适当增大氢离子浓度可以加快反应速率，但Al在浓硫酸中会发生钝化现象；（3）①正反应放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；②可逆反应到达平衡时，同种物质的正、逆反应速率相等（不同种物质的正、逆速率之比等于其化学计量数之比），各组分的含量保持不变，物理量随反应进行由变化到不变，说明到达平衡；③利用三段式计算平衡时各组分物质的量、各组分变化量，再根据v= 计算ν（O2），根据K= 计算平衡常数．
等效为开始加入0.40molYO2和0.20molO2，结合平衡常数计算．
