课时规范练16 元素周期表 元素周期律一、选择题:本题共12小题,每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2021北京卷,4)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )A.酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3B.碱性:KOH>NaOH>LiOHC.热稳定性:H2O>H2S>PH3D.非金属性:F>O>N2.(2021山东日照一模)某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法错误的是( )A.五种组成元素中有四种元素位于p区且均位于同一周期B.原子半径:A1>C>N>O>HC.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4D.基态N原子核外有7种运动状态不同的电子3.(2021北京海淀区一模)中国化学遴选了118名青年化学家作为“元素代言人”组成“中国青年化学家元素周期表”。元素Po(钋)与S同主族,其原子序数为84。下列说法正确的是( )A.Po位于元素周期表的第4周期B.原子半径:Po<SC.210Po的中子数为126D.PoO2只有还原性4.(2021江苏选择考适应练)13Al、15P、16S、17Cl是元素周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )A.元素Al在元素周期表中位于第4周期ⅢA族B.元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4C.第一电离能:I1(Al)<I1(P)<I1(S)D.最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO4<H2SO4<HClO45.(2021湖北卷,13)金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是( )A.Na-的半径比F-的大B.Na-的还原性比Na的强C.Na-的第一电离能比H-的大D.该事实说明Na也可表现出非金属性6.(2021福建厦门外国语学校适应性考试)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、Z同主族,X原子的最外层电子数是Y原子最外层电子数的6倍。甲、乙、丙分别为W、X、Z的单质,a、b、c是由W、X、Z形成的二元化合物,上述物质的转化关系如图所示(反应条件略去)。下列说法错误的是( )\nA.原子半径:Y>Z>W>XB.工业上可利用反应①制备丙C.a、b、c均能与Y的最高价氧化物的水化物反应D.X、Y、Z三种元素形成的一种化合物的水溶液可作防火剂7.(2021山东济南外国语学校月考)《Nature》杂志评选出的2019年世界十大科技进展之一是我国科研人员发现用于“点击化学”的一种新化合物(如图所示),W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,X、Z同主族。下列说法正确的是( )A.第一电离能:W>X>ZB.四种元素中,最高价含氧酸酸性最强的为YC.最简单氢化物的沸点:W>XD.最简单氢化物的稳定性:W>X>Y8.(2021天津卷,12)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )A.X的电负性比Q的大B.Q的简单离子半径比R的大C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强D.Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强9.(2021山东潍坊二模)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前四周期主族元素,X与Y同周期相邻元素,Y与W同主族,Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,R是前四周期中第一电离能最小的元素。下列有关说法正确的是( )A.电负性:X>Y>WB.原子半径:Z>W>YC.简单气态氢化物的熔、沸点:Y>W>XD.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>R10.(2021河北卷,11改编)如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是( )A.X和Z的最高化合价均为+7价\nB.HX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为C.四种元素中,Z原子半径最大,X原子半径最小D.Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物11.(2021山东泰安一模)LiY2Z4XW2能够在锂离子电池负极形成稳定低阻抗的SEI膜,帮助锂离子电池在高温环境中获得良好性能。[Y2Z4XW2]-的结构如图,图中原子最外层都达到8电子稳定结构,X、Y、Z、W位于同一短周期,元素X的最外层电子数是其内层电子数的1.5倍,W是同周期中原子半径最小的元素。下列说法正确的是( )A.该结构中,X、Y、Z之间形成的化学键均为共价键B.Y和Z形成的化合物都能和碱发生反应C.X、Y的最高价氧化物对应的水化物均是强酸D.Z、W分别形成的简单氢化物的沸点,后者高于前者12.表中元素①~⑧均为短周期元素:元素①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/nm0.0660.1600.1520.0770.0990.1860.0700.082最外层电子数623常见化合价+1-4,+4-1,+7-3、+5焰色试验黄色下列说法错误的是( )A.③单质能在①或⑦的单质中燃烧B.②和⑥元素原子的失电子能力强弱可通过单质与水反应比较C.⑤分别与⑦、⑧形成的最简单分子的空间结构相同D.第一电离能大小顺序:⑦>①>④>⑧二、非选择题:本题包括3小题。13.(2021福建三明质量检测)A、B、C、D为短周期元素,其相关信息如下表。回答下列问题。元素相关信息A原子最外层电子数是电子层数的3倍B元素最高价与最低价的代数和为6CC单质在A单质中燃烧,产物是造成酸雨的主要原因D最高价氧化物对应水化物能电离出电子数相等的阴、阳离子(1)工业上用电解法制取B单质,其反应的化学方程式为 。 (2)B、C的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为 (用化学式表示)。 (3)铁元素与B元素可组成两种化合物,下列说法正确的是 (填字母)。 a.实验室可直接用水溶解FeB3固体配制其溶液b.FeB2不能通过单质直接化合产生\nc.铜片、碳棒和FeB2溶液构成原电池,电流由铜片沿导线流向碳棒d.可用氢氧化钠溶液鉴别FeB2和FeB3溶液(4)由A、C、D组成还原性较强的化合物D2C2A3,常用于氧化还原滴定。①实验室需要480mL0.01mol·L-1D2C2A3溶液,现用D2C2A3固体配制该溶液,所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需 。 ②为了测定某废液中氯的含量(其他物质不参与氧化还原反应),现取100.00mL废液,用0.01mol·L-1D2C2A3溶液进行滴定,已知C元素被氧化为最高价。经平行实验测定,消耗D2C2A3标准溶液12.00mL,该废液中含氯量为 mg·L-1(含氯量以Cl2计算)。 14.(2021辽宁丹东期末)A、B、C、D、E、F、G是前四周期中原子序数依次增大的七种元素。A元素的价电子排布为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的;E元素+3价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。(1)A元素的第一电离能 (填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)D元素原子的价电子排布式是 。 (3)C元素原子的核外电子轨道表示式为 ;E3+的离子符号为 。 (4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。 (5)G元素可能的性质 (填字母)。 A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒(6)第一电离能:I1(Mg) (填“>”或“<”)I1(Al),其原因是 。 15.元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。已知氧族元素(不含Po)的部分知识如表所示:元素8O16S34Se52Te单质熔点/℃-218.4113450单质沸点/℃-183444.66851390元素主要化合价-2-2,+4,+6-2,+4,+6原子半径逐渐增大单质与H2反应情况点燃时易化合加热化合加热难化合不能直接化合请总结表中知识规律,并依据元素周期律回答下列问题:(1)单质硒的熔点范围可能是 。 (2)元素碲的主要化合价可能有 。 (3)硫、硒、碲的氢化物水溶液的酸性由强至弱的顺序是 (用化学式表示)。 (4)氢硒酸有较强的 (填“氧化性”或“还原性”),因此露置在空气中长期保存易变质,其\n可能发生反应的化学方程式为 。 (5)右图所示为氧族元素单质与H2反应过程中的能量变化示意图,其中a、b、c、d分别表示氧族元素中某一元素的单质,纵坐标为相同物质的量的单质与H2反应过程中的能量变化(能量变化>0表示放热,能量变化<0表示吸热)。则b代表 ,d代表 (均写单质名称)。 参考答案课时规范练16 元素周期表 元素周期律1.A 解析元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强,但硫元素最高价含氧酸是H2SO4,不是H2SO3,则A错误;同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强。元素的金属性:K>Na>Li,所以碱性:KOH>NaOH>LiOH,B正确;同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱。元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性:O>S>P,所以简单氢化物的热稳定性:H2O>H2S>PH3,C正确;同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强,则元素的非金属性:F>O>N,D正确。2.A 解析组成该物质的元素有H、C、N、O和Al,H位于s区,C、N、O、Al位于p区,其中只有Al位于第3周期,A错误;根据原子半径递变规律,电子层数越多,半径越大,同周期元素,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径A1>C>N>O>H,B正确;同周期主族元素从左往右,非金属性依次增强,C、N、O均属于第2周期元素,原子序数C<N<O,则非金属性O>N>C,气态氢化物的稳定性H2O>NH3>CH4,C正确;N的原子序数为7,核外有7个电子,每一个电子运动状态不同,即基态氮原子核外有7种运动状态不同的电子,D正确。3.C 解析元素Po(钋)与S同主族,其原子序数为84,处于第6周期ⅥA族,A错误;同主族元素原子的电子层数越多,原子半径越大,则原子半径:Po>S,B错误;210Po的质量数为210,质子数为84,则中子数为126,C正确;PoO2中Po元素显+4价,处于中间价态,故PoO2既有还原性又有氧化性,D错误。4.D 解析Al为13号元素,在元素周期表中位于第3周期ⅢA族,A错误;P位于ⅤA族,最低负价为-3价,所以简单气态氢化物的化学式为PH3,B错误;P的3p能级半满,较稳定,第一电离能大于相邻元素,即I1(P)>I1(S),C错误;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性P<S<Cl,则酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4,D正确。5.C 解析Na-核外有3个电子层,F-核外有2个电子层,则Na-的半径比F-的大,A正确;Na-的半径比Na大,Na-的原子核对最外层电子的引力小,更易失去电子,故Na-的还原性比Na的强,B正确;H-的半径小于Na-,且其1s轨道上有2个电子,为全充满的稳定状态,不易失去电子,故Na-的第一电离能比H-的小,C错误;Na可以形成Na-,\n表现出非金属性,D正确。6.C 解析X原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的6倍,根据“最外层电子数不超过8”的原则,X最外层电子数只能为6,Y最外层电子数只能为1,又X之前还有W元素,之后还有两种元素,故X只能为O元素,则Y为Na元素,则乙为O2,根据原子序数关系,W可能为Be、B、C、N,对应同族Z可能为Mg、Al、Si、P,b、c是W、O、Z三种元素形成的一种二元化合物且能与O2反应,甲与c反应生成b,可推测b为CO,则c为CO2,即W为C元素,则Z为Si元素,则甲为C,丙为Si,由反应①制得Si,联想到工业制Si反应:2C+SiO2Si+2CO,则a为SiO2,综上所述:W为C元素、X为O元素、Y为Na元素、Z为Si元素。由原子半径的递变规律可知,四种原子半径顺序为Y>Z>W>X,A正确;工业上可利用反应①制备Si(丙),B正确;Y的最高价氧化物的水化物为NaOH,a(SiO2)与c(CO2)均能与其反应,但b(CO)与NaOH溶液不反应,C错误;X、Y、Z形成的Na2SiO3溶液可作防火剂,D正确。7.A 解析W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,X、Z同主族,根据化合物中价键可知X、Z位于ⅥA族,故Z为S元素,X为O元素,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,Y形成1个价键,且原子序数大于O元素小于S元素,则Y为F元素,W为N元素。同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但ⅡA族、ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素其第一电离能随着原子序数增大而减小,则第一电离能:W>X>Z,A正确;F元素不存在最高价含氧酸,B错误;氨气和水分子之间都存在氢键,但水分子之间形成氢键更多,水的沸点更高,即最简单氢化物的沸点:W<X,C错误;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性:F>O>N,则气态氢化物的稳定性:Y>X>W,D错误。8.B 解析X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,由图像中最外层电子数和原子半径的关系可知,X为C元素、Y为Na元素、Z为S元素、Q为Cl元素、R为K元素。C元素的电负性比Cl元素的小,A错误;核外电子数相同时质子数越大半径越小,故Q的简单离子半径比R的大,B正确;同周期元素的原子序数越大,元素的非金属性越强,则简单氢化物越稳定,则Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的弱,C错误;同主族元素的原子序数越大,金属性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的弱,D错误。9.B 解析R是前四周期中第一电离能最小的元素,则R是K元素;Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,其价电子排布式应为3s23p1,Z是Al元素;Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,则Y原子最外层有6个电子,X、Y、Z、W、R原子序数依次增大,Y与W同主族且均位于前四周期,则Y是O元素。X与Y是同周期相邻元素,则X是N元素;Y与W同主族,则W是S元素。同周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大,则元素的电负性:O>N,A错误;原子半径:Al>S>O,B正确;NH3形成分子间氢键,其沸点高于H2S,C错误;元素的金属性:K>Al,则碱性:KOH>Al(OH)3,D错误。10.D 解析本题借助化合物的结构式考查原子结构与性质等知识。由成键特点及题干中信息分析,W可形成三条共价键、Y可形成五条共价键,且Y的原子序数为W原子的价电子数的3倍,则Y为P元素,W为N元素;X、Z同主族,均可形成一条共价键,且Z的原子序数大于Y的原子序数,则Z为Cl元素,X为F元素。F元素没有正价,A项错误。HF为弱酸,HCl为强酸,B项错误。结合四种元素在元素周期表中的位置关系可确定,P原子半径最大,F原子半径最小,C项错误。N、Cl、H三种元素可形成化合物NH4Cl,其中含有离子键和共价键,D项正确。\n11.A 解析元素X的最外层电子数是其内层电子数的1.5倍,则X是B元素;X、Y、Z、W位于同一短周期,均处于第2周期,W是同周期中原子半径最小的元素,则W是F元素。根据原子最外层都达到8电子稳定结构,结合题给离子中各原子的成键特点推知,Y为C元素,Z为O元素。该结构中,B、C、O形成的都是共价键,A正确;C和O可以形成CO和CO2等化合物,其中,CO不与碱反应,B错误;B和C的最高价氧化物对应的水化物分别是H3BO3、H2CO3,二者均为弱酸,C错误;H2O和HF分子间均形成氢键,但前者形成氢键的数目多,故水的沸点比HF高,D错误。12.C 解析由题给信息推知,①~⑧分别为O、Mg、Li、C、Cl、Na、N、B元素。Li在O2中燃烧生成Li2O,在N2中燃烧生成Li3N,A正确;Na与冷水剧烈反应,Mg与冷水不反应,故Na失电子能力比Mg强,B正确;NCl3中N原子含1个孤电子对,分子空间结构为三角锥形,BCl3中B原子不含孤电子对,其分子空间结构为平面三角形,C错误;N的2p轨道处于半充满稳定状态,较难失去电子,则第一电离能:N>O>C>B,D正确。13.答案(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)HClO4>H2SO4 (3)bd(4)①胶头滴管、500mL容量瓶 ②340.8解析A原子最外层电子数是电子层数的3倍,则其为氧(O)元素;B元素最高价与最低价的代数和为6,则其最外层电子数为7,B为氯(Cl)元素;C单质在A单质中燃烧,产物是造成酸雨的主要原因,则C为硫(S)元素;D的最高价氧化物对应水化物能电离出电子数相等的阴、阳离子,则其为钠(Na)元素。(1)工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2,其反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)B、C的最高价氧化物对应水化物分别为HClO4和H2SO4,因非金属性:Cl>S,所以其酸性强弱为HClO4>H2SO4。(3)铁元素与B(氯)元素可组成FeCl2、FeCl3两种化合物。为防止FeCl3水解,实验室配制FeCl3溶液时,应将其固体先溶解在浓盐酸中,再加水稀释,a不正确;Fe与Cl2反应一定生成FeCl3,所以FeCl2不能通过单质直接化合产生,b正确;铜片与FeCl2溶液不反应,所以铜片、碳棒、FeCl2溶液不能构成原电池,c不正确;FeCl2和FeCl3溶液与NaOH溶液反应分别生成白色沉淀和红褐色沉淀,所以二者可用氢氧化钠溶液鉴别,d正确。(4)①实验室需要480mL0.01mol·L-1Na2S2O3溶液,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶。②由得失电子守恒,可得出关系式:Na2S2O3~4Cl2,n(Na2S2O3)=0.01mol·L-1×0.012L=1.2×10-4mol,则该废液中含氯量为=340.8mg·L-1。14.答案(1)> N<O<F (2)3s2(3) Fe3+(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (5)A(6)> 镁原子的3s轨道处于全满状态,3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原\n子3p轨道只有一个电子,不稳定解析A元素的价电子排布为nsnnpn+1,则A是N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F元素,B是O元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的,则D是Mg元素;E元素+3价离子的3d轨道为半充满状态,则E是Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As元素。(1)由于N的最外层p轨道电子处于半充满的稳定状态,失去电子比O难,所以元素的第一电离能A>B;一般情况下同一周期的主族元素,原子序数越大,元素的电负性越大,所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为N<O<F。(4)F是Cu元素,Cu位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)G为As元素,位于金属与非金属的分界线处,其单质为半导体,其电负性小于磷,原子半径小于锗,第一电离能大于硒。(6)Mg的3s轨道处于全满状态,3p轨道处于全空状态,比较稳定,而Al的3p轨道只有一个电子,不稳定,故第一电离能I1(Mg)>I1(Al)。15.答案(1)大于113℃,小于450℃ (2)-2,+4,+6(3)H2Te>H2Se>H2S (4)还原性 2H2Se+O22H2O+2Se↓ (5)硫 碲
