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1、第二講 元素周期律和元素周期表
一、選擇題(本題共7個小題,每題6分,共42分。每個小題只有一個選項符意)
1.元素周期律和元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列說法不正確的是( )。
A.同周期的主族元素中,ⅦA族元素的原子半徑最小
B.元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族十個縱列的元素都是金屬元素
C.ⅥA族元素的原子,其半徑越大,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定
D.室溫下,0族元素的單質(zhì)都是氣體
解析 C項,ⅥA族元素的原子,從上到下,原子半徑逐漸增大,元素的非金屬性逐漸減弱,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,故不正確。
答案 C
2.(2012·廣東理綜,22改編)如圖是部分短周期元素化合價與原
2、子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是( )。
A.原子半徑:Z>Y>X
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:RAl>O(或Y>Z>X);B項,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HCl>H2S;C項,SO3(WX3)和水反應(yīng)生成的H2SO4為共價化合物。
答案 D
3.(2012·浙江理綜,9)X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的短周期元素,3種元素的原子核外電子數(shù)之和與Ca2+的核外電子數(shù)相等,X、Z分別得到一個電子
3、后均形成稀有氣體原子的穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是( )。
A.原子半徑:Z>Y>X
B.Z與X形成化合物的沸點高于Z的同族元素與X形成化合物的沸點
C.CaY2與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,CaY2只作氧化劑
D.CaX2、CaY2和CaZ2等3種化合物中,陽離子與陰離子個數(shù)比均為 1∶2
解析 本題應(yīng)首先對元素作出準(zhǔn)確的推斷,然后再解答問題。Ca2+為18電子微粒,則X-和Z-的核外電子數(shù)只能分別為2和10,故X為H,Z為F,Y的核外電子數(shù)應(yīng)為18-1-9=8,故Y為O。
A項,原子半徑O>F>H,故A錯;B項,在HF、HCl、HBr和HI中,因HF中存在氫鍵,故沸點最高,B正
4、確;C項,2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑,CaO2中-1價的氧,一部分降低為-2價,一部分升高為0價,CaO2既作氧化劑,又作還原劑,故C錯;D項,在CaH2、CaO2和CaF2中,CaO2的電子式為Ca2+[]2-,所以陽離子與陰離子個數(shù)之比為1∶1,故D錯。
答案 B
4.(2012·馬鞍山聯(lián)考)X、Y、Z、W均為短周期元素,它們在元素周期表中的相對位置如圖所示。若Z原子的最外層電子數(shù)是第一層電子數(shù)的3倍,下列說法中正確的是( )。
A.X的最常見氣態(tài)氫化物的水溶液顯酸性
B.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性W比Z強
C.Z的單質(zhì)與氫氣反應(yīng)比Y單質(zhì)與氫氣反應(yīng)
5、劇烈
D.X的原子半徑小于Y
解析 根據(jù)圖示元素的位置關(guān)系,結(jié)合Z原子的最外層電子數(shù)是第一層電子數(shù)的3倍,可以推出Z為S,從而可以確定X為N,Y為O,W為Cl。N的最常見氣態(tài)氫化物NH3的水溶液顯堿性,A項錯誤;非金屬性Cl強于S,因此最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:HClO4>H2SO4,B項正確;非金屬性O(shè)強于S,因此O2與H2反應(yīng)較S與H2反應(yīng)劇烈,C項錯誤;同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,因此N的原子半徑大于O,D項錯誤。
答案 B
5.(2013·成都質(zhì)檢)現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:
①1s22s2 2p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;
6、③1s22s2 2p3;④1s22s22p5。
則下列有關(guān)比較中正確的是( )。
A.第一電離能:④>③>②>①
B.原子半徑:④>③>②>①
C.電負性:④>③>②>①
D.最高正化合價:④>③=②>①
解析 根據(jù)核外電子排布式可確定①②③④分別是S、P、N、F,選項A正確;原子半徑最大的是P,選項B錯誤;電負性強弱的正確順序應(yīng)為④>③>①>②,選項C錯誤;由于F元素?zé)o正價,選項D錯誤。
答案 A
6.(2011·江蘇,5)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對位置如下圖所示。下列說法正確的是
( )。
A.元素X與元素Z的最高正化合價之和的數(shù)值等于8
7、
B.原子半徑的大小順序為rX>rY>rZ>rW>rQ
C.離子Y2-和Z3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同
D.元素W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性比Q的強
解析 由元素在元素周期表中的位置可推知X、Y、Z、W、Q分別為N、O、Al、S、Cl。元素X(N)的最高正價+5與元素Z(Al)的最高正價+3的數(shù)值之和為8;原子半徑的大小順序為rZ>rW>rQ>rX>rY;Y2-和Z3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)均相同;非金屬性:W(S)
8、有下列電子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p3?、?s22s22p2?、?s22s22p63s23p4 原子半徑最大的是①
B.具有下列價電子排布式的原子中,①3s23p1?、?s23p2
③3s23p3?、?s23p4第一電離能最大的是③
C.①Na、K、Rb?、贜、P、As?、跲、S、Se ?、躈a、P、Cl,元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④
D.某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能(kJ·mol-1)分別為738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時可能生成的陽離子是X3+
解析 A項
9、,①為Si,②為N,③為C,④為S,原子半徑最大的為Si,正確;B項,①為Al,②為Si,③為P,④為S,第一電離能最大的為P,正確;C項,同一主族元素,第一電離能從上到下逐漸減??;同一周期,第一電離能從左到右呈增大趨勢,正確;D項,根據(jù)電離能變化趨勢,最外層應(yīng)有2個電子,所以與Cl2反應(yīng)時應(yīng)呈+2價,D錯。
答案 D
二、非選擇題(本題共4個小題,共58分)
8.(9分)請完成下列各題:
(1)前四周期元素中,基態(tài)原子中未成對電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。
(2)第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與單
10、晶硅相似。Ga原子的電子排布式為________。
(3)CH4中共用電子對偏向C,SiH4中共用電子對偏向H,則C、Si、H的電負性由大到小的順序為___________________________________。
解析 (1)第一周期中,有1個未成對電子的是氫原子,其電子排布式為1s1;第二周期中,未成對電子是2個的有兩種——C:1s22s22p2和O:1s22s22p4;第三周期中,未成對電子是3個的是P:1s22s22p63s23p3;第四周期中未成對電子是4個的是Fe:1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)Ga在元素周期表中是第四周期、第ⅢA族,原子序數(shù)是3
11、1,即其原子的核外電子數(shù)是31,根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可以寫出該原子的電子排布式為:
1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。
(3) 共用電子對偏向電負性大的原子,故電負性:C>H>Si。
答案 (1)5
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或([Ar]3d104s24p1)
(3)C>H>Si
9.(17分) (2013·資陽聯(lián)考)下表為長式周期表的一部分,其中的編號代表對應(yīng)的元素。
請回答下列問題:
(1)表中屬于d區(qū)元素的是________(填元素符號)。
(2)表中元素①的6個原子與元素③的6個原子形
12、成的某種環(huán)狀分子名稱為________;③和⑦形成的一種常見溶劑的化學(xué)式為________。
(3)某元素原子的外圍電子排布式為nsnnpn+1,該元素原子的最外電子層上孤電子對數(shù)為________;該元素與元素①形成的最簡單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。
(4)元素④的第一電離能________元素⑤(選填“>”、“=”或“<”)的第一電離能;元素⑥的電負性________元素⑦(選填“>”、“=”或“<”)的電負性。
(5)元素⑦和⑧形成的化合物的電子式為________。
(6)元素⑩的基態(tài)原子核外電子排布式是________。
(7)某些不同族元素
13、的性質(zhì)也有一定的相似性,如上表中元素②與元素⑤的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請寫出元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:
________________________________________________________________________。
解析 根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系,可知①~號元素分別對應(yīng)元素為:H、Be、C、Mg、Al、P、Cl、Ca、Ti、Cu。(3)外圍電子排布式為nsnnpn+1可知n為2,即2s22p3為N元素。(7)Be、Al兩元素及其化合物具有相似性,即Be(OH)2類似Al(OH)3可與NaOH溶液反應(yīng),生成對應(yīng)鹽和水。
答案
14、(1)Ti (2)苯 CCl4 (3)1 極性
(4)> < (5)[]-Ca2+[]-
(6)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(7)Be(OH)2+2NaOH===Na2BeO2+2H2O
10.(16分)W、X、Y、Z是周期表前36號元素中的四種常見元素,其原子序數(shù)依次增大。W、Y的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì),X的基態(tài)原子的核外有7個原子軌道填充了電子,Z能形成紅色(或磚紅色)的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。
(1)W位于元素周期表第________周期第________族。W的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性比H2O(g)________(填“強”或“弱”
15、)。
(2)Y的基態(tài)原子的核外電子排布式是________,Y的第一電離能比X的________(填“大”或“小”)。
(3)Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的濃溶液與Z的單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式是
________________________________________________________________________。
解析 首先注意題目信息中的“前36號”“常見元素”“原子序數(shù)依次增大”。W、Y的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì),應(yīng)該是NO2和SO2,再依據(jù)“原子序數(shù)依次增大”的信息,可知W為N元素,Y為S元素。X的基態(tài)原子核外有7個原子軌道填充了電子,其核外電子排布式應(yīng)為
16、1s22s22p63s23p1。該元素應(yīng)為Al。Z能形成紅色(或磚紅色)Z2O和黑色的ZO兩種氧化物,可知Z為Cu。
(1)W(N)位于元素周期表第二周期第VA族。W的氣態(tài)氫化物為NH3,因N的非金屬性比O弱,故NH3穩(wěn)定性比H2O弱。(2)Y的基態(tài)原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p4;Y(S)的原子半徑小于X(Al),所以Y(S)的原子核對外層電子的吸引力強于X(Al)的原子核,故Y的第一電離能比X的大。(3)Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物為H2SO4,其濃溶液(即濃硫酸)與Z的單質(zhì)(Cu)反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。
答案 (
17、1)二 ⅤA 弱
(2)1s22s22p63s23p4 大
(3)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
11.(16分) (2013·達州第一模)X、Y、Z、W、Q、R均為前4周期元素,且原子序數(shù)依次增大。其相關(guān)信息如表所示:
X元素的基態(tài)原子中電子分布在三個不同的能級中,且每個能級中的電子總數(shù)相同
Y原子的2p軌道中有3個未成對電子
Z元素的族序數(shù)是其周期數(shù)的3倍
W原子的第一至第六電離能分別為:
I1=578 kJ·mol-1 I2=1 817 kJ·mol-1
I3=2 745 kJ·mol-1 I4=11 575 kJ·mol-1
I5=14 83
18、0 kJ·mol-1 I6=18 376 kJ·mol-1
Q為前4周期中電負性最小的元素
元素R位于周期表的第11列
請回答下列問題:
(1)Y元素的基態(tài)原子的電子排布式為________;X、Y、Z中第一電離能最大的是________(填元素符號),原因是
________________________________________________________________________。
(2)W在周期表中的位置是________,W和Q的最高價氧化物對應(yīng)水化物________(填“能”或“不能”)發(fā)生反應(yīng),如果能反應(yīng),其離子方程式是_______________
19、_(不能則不填)。
(3)Z的氫化物在同族元素所形成的氫化物中沸點最高的原因是________________________________________________________________________。
(4)R的基態(tài)原子核外電子排布式為________,R的氯化物的水溶液與Q單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
________________________________________________________________________。
解析 本題通過元素推斷考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),著重考查考生對構(gòu)造原理、電離能和電負性的認知能力。
(1)根據(jù)構(gòu)造原理
20、可知電子的排布順序是1s、2s、2p、3s等,s能級最多排布2個電子,則X為C(碳);Y原子的2p軌道中有3個未成對電子,因此Y是N;族序數(shù)是周期數(shù)的3倍的元素一定是O;N原子2p軌道電子半充滿,第一電離能最大。
(2)W的I3和I4相差較大,表明W最外層有3個電子,前4周期中電負性最小的元素是K,即Q為K,結(jié)合原子序數(shù)依次增大可知,W是Al。氫氧化鋁具有兩性,能與氫氧化鉀發(fā)生反應(yīng)。
(3)由于H2O分子中存在氫鍵,分子間的作用力大,因此H2O的沸點在同族元素所形成的氫化物中最高。
(4)位于周期表第11列的元素是Cu,Cu原子中3d能級電子全充滿時,體系能量較低,CuCl2溶液與K反應(yīng)時,K先與H2O反應(yīng),產(chǎn)物氫氧化鉀再與氯化銅反應(yīng)。
答案 (1)1s22s22p3 N 同周期元素的第一電離能呈增大的趨勢,但N的2p能級半充滿,因此其第一電離能比O的大
(2)第三周期ⅢA族 能 Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
(3)水分子間存在氫鍵,分子間的作用力大
(4)1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1} 2K+Cu2++2H2O===2K++Cu(OH)2↓+H2↑