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【难点突破】04 元素周期表和元素周期律推断
1.(2022·全国·)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黃色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间构型为正四面体
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
【答案】B
【解析】X原子的最外层电子数是核外电子总数的一半,由于最外层电子数不超过8个,因此X只能是第二周期的Be;Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零,位于第ⅣA族,Y是C或Si;Z单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近,因此Z是S;Q是同周期元素中原子半径最小,且Z和Q位于同一周期,因此Q是Cl,据此解答。
根据以上分析可知X是Be,Y是C或Si,Z是S,Q是Cl。则
A.Be的金属性弱于Mg,常温时镁和冷水不反应,因此Be单质不能与水发生剧烈反应,A错误;
B.Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子,空间构型均为正四面体,B正确;
C.Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,C错误;
D.第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘,在常温常压下呈固态,D错误;
答案选B。
2.(2022·浙江·)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
【答案】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、Y为Na、Z为S、Q为Cl、R为K。
A.C的电负性比Cl的小,故A错误;
B.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,故B正确;
C.同周期元素,原子序数越大非金属性越强,则简单氢化物更稳定,则Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的弱,故C错误;
D.同主族元素,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,故D错误;
故选B。
3.(2022·全国·)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是
A.原子半径:
B.W与X只能形成一种化合物
C.Y的氧化物为碱性氧化物,不与强碱反应
D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
【答案】D
【解析】W.X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍,则分析知,Z的最外层电子数为偶数,W和X的单质常温下均为气体,则推知W和X为非金属元素,所以可判断W为H元素,X为N元素,Z的最外层电子数为1+5=6,Y的最外层电子数为=3,则Y为Al元素,Z为S元素,据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知,W为H元素,X为N元素,Y为Al元素,Z为S元素,则
A.电子层数越多的元素原子半径越大,同周期元素原子半径依次减弱,则原子半径:Y(Al)>Z(S)>X(N)>W(H),A错误;
B.W为H元素,X为N元素,两者可形成NH3和N2H4,B错误;
C.Y为Al元素,其氧化物为两性氧化物,可与强酸、强碱反应,C错误;
D.W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS,两者既含有离子键又含有共价键,D正确。
故选D。
4.(2019北京卷)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.11549In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
【答案】D
【解析】A.根据原子核外电子排布规则,该原子结构示意图为,因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族,故A不符合题意;
B.质量数=质子数+中子数,元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数,因此该原子的质子数=电子数=49,中子数为115-49=66,所以中子数与电子数之差为66-49=17,故