第二讲元素周期律和元素周期表一、选择题1．下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )①原子序数为15的元素的最高化合价为＋3 ②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素 ③第2周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 ④原子序数为12的元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族A．①②B．①③C．②④D．③④解析 原子序数为15的元素是P，最高化合价为＋5价，①错误；在元素周期表中同一周期随原子序数递增非金属性逐渐增强，②正确；C的质子数为6，但中子数不一定为6，因C存在14C和13C等同位素，③错误；原子序数为12的元素为Mg，④正确。答案 C2．如图所示表示一些元素原子半径规律性的变化示意图。由此图不能得出下列结论的是(不考虑稀有气体元素)( )A．当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大B．当最外层电子数相同时，质子数越多，原子半径越大C．r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)D．原子电子层数越多，对应的原子半径越大解析 当电子层数相同时，核电荷数越大，核对外层电子的吸引力越大，原子半径越小；当最外层电子数相同，处于同一主族，质子数越大，电子层数越多，原子半径就越大；对于F－、Cl－、Br－、I－，电子层数依次增加，离子半径依次增大。对于K＋与Na＋、8\nMg2＋、Al3＋来说，K＋比它们多1个电子层，故半径大于Na＋、Mg2＋、Al3＋，而对于Na＋、Mg2＋、Al3＋来说，最外层电子数相同，而核电荷数依次增加，故半径大小为r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。答案 D3．短周期金属元素甲～戊在元素周期表的相对位置如表所示。下列判断正确的是( )甲乙丙丁戊A．原子半径：丙＜丁＜戊B．金属性：甲＞丙C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊D．最外层电子数：甲＞乙解析 本题考查元素周期表和元素周期律。同周期元素的原子半径从左向右依次减小，有丙＞丁＞戊，A选项错误；同主族元素的金属性至上而下依次增强，即丙＞甲，B选项错误；同周期元素从左到右金属性减弱，元素对应的最高价氧化物的水化物的碱性减弱，即有丙＞丁＞戊，C选项正确；乙位于甲的右端，故乙的族序数大，最外层电子数多，D选项错误。答案 C4．W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是( )A．金属性：Y>ZB．氢化物的沸点：X>WC．离子的还原性：X>WD．原子及离子半径：Z>Y>X解析 根据题设条件推知W为Cl、X为F、Y为Al、Z为Na。选项A，Al、Na同周期，根据同周期元素递变规律，Na的金属性大于Al；选项B，HF分子间存在氢键，其沸点高于HCl；选项C，Cl－的还原性大于F－；选项D，F－的半径大于Na＋、Al3＋。答案 B5．几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表元素代号ABDEGHIJ化合价－1－2＋4、－4－1＋5、－3＋3＋2＋10.0710.0740.0770.0990.1100.1600.1868\n原子半径/nm0.143分析判断下列说法正确的是( )A．A的单质能将E从HE的溶液中置换出来B．A、H、J的离子半径由大到小的顺序是A＞J＞HC．G元素的单质不存在同素异形体D．I在DB2中燃烧生成两种化合物解析 解答该类题目首先根据化合价确定主族序数，然后根据原子半径的变化规律确定具体元素，再结合选项作出判断。答案 B6．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是( )A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质D．化合物AE与CE含有相同类型的化学键解析 D为Al元素，符合B原子条件的为C、S，由于B的原子序数比D小，则B为碳元素，C只能为钠元素，由此确定A为H、E为Cl。A、B组成的化合物为烃，若烃中含C原子数多则常温下烃为液态或固态；NaOH＋Al(OH)3===Na[Al(OH)4]，B不正确；Na、Al的还原性强，其单质制备只能用电解法，Cl2的氧化性强，工业制备一般也用电解法；HCl含共价键，NaCl含离子键，D错误。答案 C7．下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )A．氮的非金属性比磷强，所以氮气的性质比白磷活泼B．ⅦA族元素一定是同周期中非金属性最强的元素C．第二周期元素的最高正价和负价的绝对值之和等于8D．Na＋半径大于Cl－半径解析 氮元素的非金属性比磷元素的非金属性强，但N2很稳定；同周期中ⅦA族元素的非金属性最强，第二周期中氧元素无＋6价，氟元素无正价等；r(Na＋)<r(Cl－)。答案 B8\n8．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2解析 X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，可推知X为C；元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，则Y为Al；Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，且Z的原子序数大于Al，故Z为S；元素W是制备一种高效电池的重要材料，且原子序数小于C，可推知W为Li。A项，LiCl中，锂原子是2电子的稳定结构，错；B项，C与H可形成C2H2、C6H6等多种化合物，正确；C项，Al与NaOH溶液或盐酸反应均有H2生成，正确；D项，S与C可形成共价化合物CS2，正确。答案 A二、非选择题9．五种短周期元素的部分性质数据如下：元素TXYZW原子半径(nm)0.0370.0750.0990.1020.143最高或最低化合价＋1＋5，－3＋7，－1＋6，－2＋3(1)Z离子的结构示意图为________________。(2)关于Y、Z两种元素，下列叙述正确的是________(填序号)a．简单离子的半径Y＞Zb．气态氢化物的稳定性Y比Z强c．最高价氧化物对应的水化物的酸性Z比Y强(3)甲是由T、X两种元素形成的10e－分子，乙是由Y、W两种元素形成的化合物。8\n某同学设计了如图所示装置(夹持仪器省略)进行实验，将甲的浓溶液逐滴加入到NaOH固体中，烧瓶中即有甲放出，原因是________________________。一段时间后，观察到试管中的现象是______________________________，发生反应的离子方程式是___________________________。(4)XO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。它被氢氧化钠溶液吸收的化学方程式是：2XO2＋2NaOH===M＋NaXO3＋H2O(已配平)，产物M中元素X的化合价为___________。解析 (1)先根据化合价的数值判断出各元素的主族序数，再结合原子半径的变化规律得出：T为H，X为N，Y为Cl，Z为S，W为Al。(2)因为Cl比S元素的非金属性强，故HCl比H2S稳定性强。(3)AlCl3与NH3·H2O反应只能生成Al(OH)3沉淀。(4)由元素守恒可得2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，故NaNO2中N元素化合价为＋3。答案 (1) (2)b(3)把浓氨水滴到NaOH固体上，NaOH固体可吸收水，并且溶液中OH－浓度增大，可使平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－向左移动，且过程中放热，故有利于NH3放出 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH (4)＋310．J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。JR(1)M的离子结构示意图为________________；元素T在周期表中位于第________族。(2)J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为________________。(3)M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，反应的化学方程式为____________。(4)L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，8\n其化学方程式为____________________________。解析 依据题意可知J为碳元素，M为铝元素。结合其他信息可知L为氮元素，R为硫元素，T为氯元素。(4)NH3·H2O能够清除H2O2，其原理应是发生氧化还原反应，H2O2作氧化剂，转化为H2O，NH3·H2O作还原剂转化为N2和H2O。答案 (1) ⅦA (2)CH2＝CH2(3)AlCl3＋3H2O===Al(OH)3＋3HCl↑(或其他合理答案)(4)2NH3·H2O＋3H2O2===N2↑＋8H2O或2NH3＋3H2O2===N2↑＋6H2O11．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。(1)把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中：①ⅡA族元素的价电子数____________。②第三周期元素的最高化合价__________。③F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径________。(2)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电子层数之比为4∶3；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体。据此回答：①N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为________。②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质，且两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比为1∶1∶1，A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小。则化合物A中的化学键类型为______________，B的化学式为8\n________。③工业上制取单质M的化学方程式为______________________________________。解析 本题通过图表的形式考查元素周期律及结构、性质。熟练掌握元素周期表中的递变规律可迎刃而解。推断题中常考的就是短周期元素，应熟练掌握其外层电子结构。(2)由题意可知Y为O，M为Si，由离子所带电荷可知X为H，Z为Na，N为Cl。由题意可知A为NaOH，B为NaClO，A发生电离，B发生水解。答案 (1)①b ②c ③a(2)①HClO4 ②离子键、共价键 NaClO ③SiO2＋2CSi＋2CO↑12．下表中阿拉伯数字(1、2…)是元素周期表中行或列的序号。请参照元素A～I在周期表中的位置，回答下列问题。纵行横行 121314151617181A2BCDE3FGHI(1)B、C两元素中非金属性较强的是________(写出元素名称)，请设计一个简单的实验证明这一结论________________________。(2)表中某元素能形成两性氧化物，写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式________________________________________________________________________。(3)表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与A～I中的一种元素构成原子个数比为1∶1和1∶2的两种共价化合物X和Y，该元素还能与A～I中的另一种元素构成离子个数比为1∶1和1∶2的两种离子化合物Z和M。写出Z与Y反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)I元素在周期表中的位置是第________周期、第________族。实验室中采用右图所示装置模拟工业上同时制取元素A和I的单质的过程。①写出电极C1上发生反应的电极反应式________。②当电极上产生112mL(标准状况)元素Ⅰ的单质气体时(假设气体完全逸出，溶液体积不变)，烧杯中溶液的pH＝________。(KW＝1.00×10－14)8\n解析 根据各元素在周期表中的位置，推出A是H，B是C，C是N，D是O，E是F，F是Na，G是Al，H是Si，I是Cl。(1)N元素的非金属性强于C，可通过HNO3的酸性比H2CO3的酸性强证明。(2)Al2O3是典型的两性氧化物。(3)X、Y分别是H2O2、H2O，Z、M分别是Na2O2、Na2O。(4)电解饱和食盐水可同时制取H2和Cl2，当电解生成0.005molCl2时，反应生成0.01molNaOH，c(NaOH)＝0.1mol·L－1，溶液的pH＝13。答案 (1)氮 取碳酸钠或碳酸氢钠溶液置于试管中，向其中滴加稀硝酸，观察是否有无色无味的气体产生，HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑或2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋H2O＋CO2↑(可不写化学方程式，其他合理答案也可)(2)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－(3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(4)3 ⅦA ①2Cl－===Cl2↑＋2e－ ②138
