专题15 元素周期表、元素周期律-【学考一次过】2025年高中化学学业水平考试复习系列资料(考点梳理+真题回顾+模拟预测)
2024-11-19
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内容正文:
本讲义包含:考点梳理→真题回顾→模拟预测
专题15 元素周期表、元素周期律
一、元素周期表
1.编排原则
(1)原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号。
(2)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(3)周期:把电子层数目相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行,共有7个横行。
(4)族:把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵列,共有18个纵列,但是只有16个族。
2.结构
元素周期表的列数与族序数的关系
【温馨提示】元素周期表的特殊位置
①过渡元素:元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素,都是金属元素。
②镧系:元素周期表第六周期第ⅢB族中,从57号元素到71号元素共15种元素。
③锕系:元素周期表第七周期第ⅢB族中,从89号元素到103号元素共15种元素。
(1)周期(7个横行→7个周期)
周期分类
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
周期序数与原子结构的关系
周期序数=原子电子层数
(2)族(18个纵行→16个族→7主7副1零1Ⅷ族)
族
主族
0族
副族
Ⅷ族
构成周期
由长周期元素和短周期元素共同构成
仅由长周期元素构成
列序
1,2,13~17
18
3~7,11,12
8,9,10
族序数
ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA
0
ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB,ⅠB,ⅡB
Ⅷ
族序数与原子结构关系
主族序数=原子最外层电子数
常见族的别称
第ⅠA族(除氢):碱金属元素;第ⅦA族:卤族元素;0族:稀有气体元素
(3)同周期相邻主族元素的原子序数之差。
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n+1
4、5
n
n+11
6、7
n
n+25
(4)元素的原子序数差的关系
二.元素周期律及应用
1.元素周期律
(1)元素周期律的定义:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。
(2)元素周期律的实质:元素原子核外电子排布的周期性变化的结果。
2.主族元素的周期性变化规律
内容
同周期从左到右(0族除外)
原子结构
电子层数相同,最外层电子数1个→7个
(第一周期除外),原子半径逐渐减小
元素性质
原子得失电子能力
失电子能力减弱,得电子能力增强
金属性和非金属性
金属性减弱,非金属性增强
单质性质
还原性减弱,氧化性增强
离子性质
阳离子氧化性增强,阴离子还原性减弱
主要化合价
最高正价:+1→+7(O、F除外)
最低负价:-4→-1
非金属气态氢化物的形成与性质
生成由难到易,稳定性增强,还原性减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
酸性增强,碱性减弱
(1)原子最外层电子排布变化规律
周期序号
原子序数
电子层数
最外层电子数
结论
第一周期
1→2
1
1→2
同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8)
第二周期
3→10
2
1→8
第三周期
11→18
3
1→8
规律:随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布呈现周期性变化
(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)
周期序号
原子序数
原子半径(nm)
结论
第一周期
1→2
……
同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体)
第二周期
3→9
0.152→0.071大→小
第三周期
11→17
0.186→0.099大→小
规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现周期性变化
(3)元素的主要化合价
最高正价=主族的序号=最外层电子数(O、F除外)。
最低负价=最高正价-8(H、O、F除外)。
H最高价为+1,最低价为-1;O最低价为-2;F无正化合价,最低价为-1。
周期序号
原子序数
主要化合价
结论
第一周期
1→2
+1→0
①同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高(+1→+7,O和F无最高正价);
②元素的最低负价由ⅣA族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价;
③最高正价+|最低负价|=8
第二周期
3→9
最高价+1→+5
(不含O、F)
最低价-4→-1
规律:随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现周期性变化
(4)氢化物及其最高价含氧酸的关系
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
氢化物
RH4
RH3
H2R
HR
最高价氧化物对应的水化物
H2RO3或H4RO4
H3RO4或HRO3
H2RO4
HRO4
三、同周期金属性和非金属性的递变规律
1.Na、Mg、Al的比较
Na
Mg
Al
变化规律(同
周期:左→右)
单质与水(或酸)反应
与冷水剧
烈反应,生成H2
与冷水几乎不反应,与沸水缓慢反应,生成H2;与酸反应剧烈,生成H2
与酸反应较快,生成H2
从水或酸中置换H2能力逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
两性氢氧化物
最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱
2.Si、P、S、Cl的比较
Si
P
S
Cl
变化规律(同周期:左→右)
单质与氢气反应的条件
高温
较高温度
加热
光照或点燃
与H2化合能力逐渐增强
气态氢化物的热稳定性
SiH4
很不稳定
PH3
不稳定
H2S
受热分解
HCl
稳定
氢化物稳定性逐渐增强
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
H2SiO3
弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
强酸
(比H2SO4强)
最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强
3.结论:随着原子序数的递增,同周期主族元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强,呈现周期性的变化。在同一周期中,各元素的原子核外电子层数虽然相同,但从左到右,核电荷数依次增多,原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,因此元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强。
四、元素周期表与元素周期律的应用
1、元素非金属性强弱的判断方法
本质
非金属性:元素的原子得到电子能力。
规律:原子越易得电子,非金属性越强。
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强。
如:F2与H2在黑暗中就可反应,Br2与H2在加热条件下才能反应,则非金属性:F>Br
如:稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强。
如:还原性:S2->Cl-,则非金属性:Cl>S
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
如:酸性:HClO4(最强酸)>H2SO4 (强酸)>H3PO4 (中强酸)>H2SiO3(弱酸),则非金属性:Cl>S>P>Si
④若An-+B→Bm-+A,则B的非金属性比A强。
如:2KI+Cl2===2KCl+I2,则非金属性:Cl>I
⑤依据与同一种金属反应,生成化合物中金属元素的化合价的高低进来比较:化合价越高,则非金属性越强。
如:Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S,则非金属性:Cl>S
2、元素金属性强弱的判断方法
本质
金属性:指金属元素的原子失去电子能力。
规律:原子越易失电子,金属性越强。
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强。
如:Fe排在Cu的前面,则金属性:Fe>Cu
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。
如:Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更容易,则金属性:Zn>Fe
③单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱,金属性越强。
如:氧化性:Mg2+>Na+,则金属性:Mg<Na
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
如:碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,则金属性:Na>Mg>Al
⑤若Xn++Y→X+Ym+,则Y的金属性比X强。
如:Cu2++Zn===Cu+Zn2+,则金属性:Zn>Cu
3.预测元素及其化合物的性质
元素名称及符号
溴(Br)
原子序数
35
是金属还是非金属
非金属
原子结构示意图
最高正价
+7
最低负价
-1
中间价
+1、+3、+5
预测依据
氯元素有+1、+3、+5的化合物
最高价氧化物
Br2O7
最高价氧化物的水化物
HBrO4
酸性
HClO4>HBrO4> H2SeO4
稳定性
H2Se<HBr<HCl
还原性
Se2->Br->Cl-
4.元素周期表的应用
(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产
地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对探矿、研制新品种的农药等有指导意义。
1.(2022高一下·天津·学业考试)下列关于钠、钾及其化合物的叙述中,正确的是
A.都可以保存在水中
B.原子最外层都有1个电子
C.碱性:NaOH>KOH
D.Na2O可在潜水艇中作为O2的来源
2.(2022高一下·吉林·学业考试)下列选项中不属于金属元素的是
A.Ca B.Fe C.Cu D.Si
3.(2023高一下·吉林·学业考试)下列元素中金属性最强的是
A. B. C. D.
4.(2023高一上·北京·学业考试)下列元素的原子半径最大的是
A.钾(K) B.钠() C.锂() D.氢(H)
5.(2024高一下·山东济南·学业考试)优氯净()是常用的杀菌消毒剂。下列与优氯净组成元素有关的说法正确的是
A.非金属性:O>N>C
B.原子半径:Cl>Na>O
C.O在元素周期表中的位置是第2周期IVA族
D.热稳定性:
6.(2024高二下·天津南开·学业考试)在周期表中,下列各组元素位于同一主族的是
A.N、Si B.Mg、Al C.H、Na D.O、Cl
7.(2024高二下·江苏·学业考试)尿素[]是第一种由无机物人工合成的有机物。下列说法正确的是
A.原子半径: B.非金属性:
C.沸点: D.酸性:
8.(2022高一下·天津·学业考试)元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料,它们是
A.过渡元素 B.稀有气体元素
C.右上方区域的非金属元素 D.金属与非金属元素分界线附近的元素
9.(2024高二下·北京·学业考试)某元素的原子结构示意图为,下列关于该元素的说法不正确的是
A.元素符号是S B.属于短周期元素
C.非金属性比氧的强 D.加热条件下,其单质能与铁反应
10.(2024高二下·天津南开·学业考试)下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较正确的是
A.随核电荷数的增加,原子半径减小
B.随核电荷数的增加,元素金属性增强
C.随核电荷数的增加,原子核外电子层数减少
D.随核电荷数的增加,单质与水反应的剧烈程度减弱
11.(2024高一下·天津红桥·学业考试)某元素R的原子结构示意图为,下列关于该原子的说法正确的是
A.原子在化学反应中易得到7个电子
B.元素位于周期表中第三周期
C.属于金属元素
D.最高价氧化物化学式为R7O2
12.(2024高二上·福建·学业考试)元素周期表是学习和研究化学科学的重要工具。下表是元素周期表的一部分(a、b表示两种元素),按要求作答。
族周期
2
a
C
N
O
F
3
b
S
4
K
(1)a位于周期表中第 周期 族。
(2)b的元素符号是 ,其最高化合价是 。
(3)有机化合物中一定含有的元素是 。
(4)钙原子最外层电子数为 。
(5)O与S中,原子半径较小的是 。
(6)氮的原子结构示意图为 。
(7)非金属性最强的元素是 ;氢氧化物呈两性的元素是 。
(8)与中,酸性较强的是 。
(9)钠、钾分别与水反应,反应更剧烈的是 。
(10)已知溴与氯同主族,且位于第4周期。根据溴元素在元素周期表中的位置推测,下列结论正确的是 (填标号)。
A.热稳定性:
B.氧化性:
C.能与溶液发生反应
13.(2022高一下·吉林·学业考试)下表是元素周期表的部分内容,请根据表中信息回答下列问题:
(1)①的元素符号是 。
(2)元素周期表中第二周期共有 种元素。
(3)元素④的氢化物的水溶液是 (“强”或“弱”)酸,
(4)元素③的原子最外层电子数是 。
(5)元素②与元素④比较,原子半径较小的是 (填元素号)。
14.(2024高一下·广西玉林·学业考试)元素在元素周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,如下图所示是短周期元素在周期表中的位置。
周期
ⅠA
0
1
H
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
He
2
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
3
Na
Mg
……
Al
Si
P
S
Cl
Ar
请回答以下问题:
(1)碳元素在元素周期表中的位置为 ,第三周期ⅥA族的元素是 (写元素名称)。
(2)根据元素周期律,请判断下列关系:
①酸性强弱:H3PO4 (填“>”或“<”)HNO3;
②稳定性强弱:H2O (填“>”或“<”)H2S;
③离子半径大小关系:O2- (填“>”或“<”)Mg2+。
(3)元素甲的原子是第三周期中半径最大的,该元素的核外电子排布示意图为 ,甲的单质与水反应的离子方程式 。
(4)标准状况下,22.4 LCl2的物质的量为 mol,质量为 g,含有的原子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的数值)。
15.(2022高一下·天津·学业考试)元素周期表和元素周期律对认识元素的结构与性质有着重要作用。结合Cl、S、Br等元素在周期表中的位置及其结构特点,请按要求回答下列问题。
(1)氯元素的原子结构示意图为 ,在元素周期表中的位置为第三周期第 族。
(2)Cl、S的原子半径较大的是 (填元素符号);二者最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是 (填化学式)。
(3)Cl2、Br2分别与H2反应生成的氢化物中稳定性较强的是 (填化学式)。
(4)使用点滴板进行同主族、同周期元素性质递变规律的实验,如下图所示。
①以孔穴1中溶液为参照,通过观察孔穴 (填编号)中溶液颜色变化,可得出氧化性:Cl2>Br2的结论。
②孔穴4中反应的离子方程式为 。
③观察到孔穴6中溶液出现淡黄色浑浊,写出其中反应的化学方程式: 。
(5)Cl2和CH4光照条件下反应的装置如图所示。
①可观察到试管内的现象为 (任写一个)。
②写出其中生成CH3Cl的化学方程式: ;其反应类型为 反应。
16.(2024高二下·北京·学业考试)盐湖是巨大的资源宝库,蕴含着丰富的氯、钠、镁、钾、锂等元素。
(1)钾元素在元素周期表中的位置是第4周期第 族。
(2)含氯元素的物质应用广泛。二氧化氯()是一种高效的自来水消毒剂,其中氯元素的化合价是 价。
(3)与水的反应比与水的反应更容易发生,用原子结构解释原因:和位于同一周期,原子核外电子层数相同,核电荷数小于,原子半径大于,失电子能力 ,金属性强于。
(4)锂元素在新能源领域有重要的应用。下列关于锂元素的说法正确的是 (填字母)。
a.原子的最外层电子数为1
b.原子半径:
c.最高价氧化物对应的水化物的碱性:
17.(2024高一下·天津·学业考试)我国空间站“天和”核心舱太阳翼电池采用自主研发的砷化镓器件,能量转化效率大大提高。
已知:砷(As)与镓(Ga)同位于第四周期;Ga与Al同主族,As与P同主族。
(1)铝元素的原子结构示意图为 。
(2)P在元素周期表中的位置是 。
(3)P的非金属性弱于S的,用原子结构解释原因:P和S在同一周期,原子核外电子层数相同, ,得电子能力P弱于S。
(4)下列关于Ga的推断正确的是 (填字母)。
a.最外层电子数为5
b.原子半径:
c.元素的金属性:
(5)氮的简单氢化物的电子式 ,,,的酸性由强到弱的关系是 。
(6)三价砷有剧毒,五价砷毒性减弱。含的污水可被次氯酸钠碱性溶液转化为而降低毒性。该反应的离子方程式是 。
18.(2024高一下·湖南·学业考试)下表为元素周期表中的一部分,表中列出10种元素在周期表中的位置,按要求回答下列各题。
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
④
⑥
⑦
3
①
②
③
⑤
⑧
⑨
⑩
(1)这10种元素中,化学性质最稳定的元素是 (写元素符号)。
(2)地壳中含量最丰富的元素是 (写元素名称)。
(3)元素①②③最高价氧化物对应的水化物,碱性最强的物质名称是
(4)元素⑥的氢化物的化学式是 (写一种)。
(5)④⑥⑦中原子半径由大到小的顺序是 (写元素名称)
19.(2024高二下·天津南开·学业考试)下表列出了①~⑧八种元素在周期表中的位置。
回答下列问题:
(1)元素①的原子结构示意图: 。
(2)元素③与⑥组成的化合物的电子式: 。
(3)元素②、③的离子中,半径较大的是 (填化学式)。
(4)元素④的单质与盐酸反应的离子方程式: 。
(5)元素⑤的最高价氧化物是 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
(6)元素⑦、⑧形成单质的氧化性较弱的是 (填化学式),从实验证据的角度列举能证明其氧化性强弱关系的反应: (填化学方程式)。
(7)已知硒()与⑥同主族,请根据硒元素在元素周期表中的位置,推测硒及其化合物可能具有的性质: (填序号)。
a.Se的最低负化合价为-2价 b.既有氧化性又有还原性
c.Se的气态氢化物的稳定性比⑥的强 d.最高价氧化物对应的水化物为
20.(2024高一下·天津和平·学业考试)表列出了①~⑨九种元素在周期表中的位置:
族周期
IA
0
1
①
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2
②
③
④
⑤
3
⑥
⑦
⑧
⑨
(1)①~⑨九种元素中原子半径最大的是 (填元素符号)。
(2)元素③的原子结构示意图为 ;元素①与⑨组成的化合物的电子式: ;由⑤、⑥两种元素组成的化合物的化学键类型为 (“离子键”或“共价键”)。
(3)元素③、④的简单氢化物的稳定性较弱的是 (填化学式);元素⑧、⑨的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的是 (填化学式)。
(4)元素①与②所形成的最简单有机物的空间结构是 ,该物质与⑨的单质在光照下发生反应,该反应的产物是 (填“纯净物”或“混合物”)。元素①与②所形成的最简单烯烃为M,写出M与元素⑨的单质在一定条件下反应的化学方程式: ,该反应类型为 。
(5)元素⑥的单质在空气中燃烧生成 色固体,此固体与二氧化碳反应的化学方程式为 。
1.(2021高一下·湖北·学业考试)1869年,第一张比较完整的元素周期表问世,编制该表的科学家是
A.门捷列夫 B.道尔顿 C.拉瓦锡 D.舍勒
2.(2022高三·河北·学业考试)下列粒子的最外层电子数为8的是
A.H+ B.Na C.F- D.S
3.(2024高一下·北京·学业考试)某元素原子的结构示意图为,由此得到的结论不正确的是
A.该原子有3个电子层 B.该元素属于金属元素
C.该元素属于短周期元素 D.该元素的最高正化合价为+6
4.(23-24高一下·天津·期中)下列属于短周期元素的是
A.Mn B.P C.Ag D.I
5.(2022高三·河北·学业考试)下列不属于主族元素的是
A.Li B.Si C.Zn D.Cl
6.(2024高一下·浙江温州·学业考试)短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如图所示,已知Y的原子序数是X的2倍。下列说法正确的是
X
M
Y
Z
A.元素的最高正价:X>M B.氢化物的稳定性:Y>X
C.离子半径:Z>Y D.M的最高价氧化物的水化物是中强酸
7.(2023高二下·上海·学业考试)能用于比较与S非金属性强弱的依据是
A.熔沸点:硫单质>氯单质 B.酸性:
C.热稳定性: D.氧化性:
8.(2024高一下·湖南株洲·学业考试)下图为元素周期表的一部分。请回答下列问题:
C
N
F
Cl
(1)C的最简单氢化物的分子式为 ;
(2)N的简单氢化物溶于水,所得溶液显 (填“酸性”或“碱性”);
(3)F和Cl的非金属性强弱:F Cl(填“>”或“<”);
(4)Cl的氢化物的水溶液与溶液反应的离子方程式为 。
9.(2023高一下·山东·学业考试)X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子的L层电子数为5,Z单质与在暗处能剧烈化合并发生爆炸,W与Y同主族。回答下列问题:
(1)元素X为 (填名称),Y在元素周期表中的位置为 。
(2)X、Z简单气态氢化物之间反应的化学方程式为 。
(3)Y、W非金属性较强的是 (填元素符号);W简单气态氢化物的电子式为 。
(4)Q的最高价氧化物对应水化物属于 (填“共价化合物”或“离子化合物”)。
10.(2024高三下·陕西·学业考试)如图是元素周期表中的一部分。
根据A~J在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)化学性质最不活泼的元素是 ,氧化性最强的单质是 。
(2)最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是 ,呈两性的是 。
(3)在B、C、D、G、I中,原子半径最大的是 ,它们的离子半径最大是 (填离子符号)。
(4)B的最高价氧化物的水化物与G的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为 。
11.(2024高二上·福建泉州·学业考试)化学元素周期表(Periodictableofelements)是根据元素原子核电荷数从小至大排序的化学元素列表。如表是元素周期表的一部分,根据表中给出的10种元素(其中X、Y、Z分别表示某种化学元素),按要求作答。
族周期
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
2
X
N
O
F
Y
3
Na
Z
Al
Si
S
Cl
(1)Z元素符号是 。
(2)表中元素化学性质最稳定的是 (填元素符号)。
(3)地壳中含量最多的元素在元素周期表中的位置是 。
(4)写出Na的原子结构示意图 。
(5)主要用来制作高纯半导体、耐高温材料、光导纤维通信材料的元素名称是 。
(6)卤族元素之一,属周期系VIIA族,在元素周期表中位于第二周期的元素是 。
(7)O2与S单质相比,更难与H2化合的是 。
(8)写出N元素的气态氢化物的化学式 ,该物质与水反应的化学方程式: 。
(9)Cl2与水反应的生成物中具有漂白作用的是 (填化学式),写出Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
12.(2024高一下·湖南·学业考试)如图所示为元素周期表前三周期的一部分,①②③④各代表一种元素,其中②的单质约占空气体积的21%。
请回答下列问题:
(1)①的元素符号是 。
(2)②和③的原子半径大小关系为:② ③(填“>”或“<”)。
(3)③和④的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系为:③ ④(填“>”或“<”)。
(4)①的简单氢化物和④的氢化物反应的化学方程式为 。
13.(2023高一下·吉林·学业考试)下表是元素周期表的部分内容,请根据表中信息回答下列问题:
(1)元素周期表中第三周期共有 种元素。
(2)①-④的四种元素中非金属性最强的是 (填序号)。
(3)元素②和元素④的原子中半径较大的是 (填元素符号)。
(4)元素④的最高价氧化物对应的水化物是 (填“强”或“弱”)酸。
(5)元素③的单质 (填“能”或“不能”)与水反应。
14.(2024高一下·湖南郴州·学业考试)下表是元素周期表的一部分,除标出的元素外,表中的每个编号代表一种元素。根据题意回答下列问题:
族
周期
IA
0
1
ⅡA
ⅢA
ⅣA
VA
VIA
ⅦA
2
①
②
3
③
④
⑤
Ar
(1)①的元素符号是 ;
(2)③、④的原子半径大小是:③ ④(填“>”或“<”);
(3)②、⑤的非金属性从强到弱的顺序是: (填元素符号);
(4)③的最高价氧化物的水化物和④的最高价氧化物的水化物在溶液中反应的离子方程式为 。
15.(2024高一下·北京·学业考试)硒(Se)是动物和人体所必需的微量元素,硒单质是一种重要的工业原料。
(1)Se与S同一主族,Se在元素周期表的位置为:第4周期, 。
(2)工业制备Se常用的原料含有硒化铜(CuSe),其中硒元素的化合价为 。
(3)非金属性Br强于Se,用原子结构解释:Se和Br位于周期表中同一周期,原子核外电子层数相同, , ,得电子能力Br大于Se.
(4)依据元素周期律,下列推断正确的是 (填字母)。
a.浓H2SeO4具有氧化性,可能有脱水性
b.热稳定性:H2S<H2Se<HCl
c.CuSe制备Se的过程会产生SeO2烟气,可用NaOH吸收
d.H2Se能与O2或Cl2反应生成Se单质
16.(2023高一下·广西·学业考试)N、Mg及有关物质在生产、科研中有重要应用。回答下列问题:
(1)原子的质量数等于质子数与中子数之和。能用于研究古人类食物结构的的质子数为 。中子数为 ;N位于元素周期表第 周期第ⅤA族。
(2)与同主族的Be相比,Mg的原子半径比Be的 (填“大”或“小”)。
(3)N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ,其酸性比同周期的C的最高价氧化物对应的水化物的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)Mg与水反应时,很缓慢地放出气泡,并生成使酚酞溶液变红的物质,该物质的化学式为 。而Na与水的反应比Mg与水的反应更 (填“剧烈”或“缓慢”),因此,Mg的金属性比Na的 (填“强”或“弱”)。
(5)工业上合成的原料为和。的结构式为 ;属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
17.(2024高二下·湖南娄底·学业考试)根据表中9种元素及由这些元素形成的单质和化合物,完成下列问题:
(1)⑦的原子序数是 。
(2)①②③非金属性最强的是 (填元素符号)。
(3)④的单质与水反应的离子方程式为 。
(4)③和④的简单离子半径大小:③ (填“”或“”)④。
18.(2021高一·广东肇庆·学业考试)下表是元素周期表的一部分,根据所给的10种元素,完成以下各小题。
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
H
2
C
N
F
Ne
3
Na
Mg
Al
S
Cl
(1)金属性最强的元素是 (填元素符号)。最不活泼元素的原子结构示意图为 。
(2)第3周期元素中,其最高价氧化物对应的水化物具有两性的元素是 (填元素名称)。Na、Mg两种元素中,原子半径较大的是 。
(3)第3周期元素中,其元素的一种氧化物是形成酸雨的主要物质,该氧化物的化学式为 。
(4)工业上可以用Cl2和H2来制取盐酸,该反应的化学方程式为 。
(5)由碳与氢元素形成的最简单有机物的化学式为 ,该物质中碳元素与氢元素的质量比为 ,其分子立体构型为 。
19.(2023高二下·福建·学业考试)元素周期表是学习和研究化学科学的主要工具。下表是元素周期表的一部分,按要求作答。
族周期
A
A
A
A
A
A
A
2
Li
C
O
a
3
b
Al
Si
P
S
Cl
4
K
Ca
(1)元素a位于周期表中第 周期 族。
(2)元素b属于 (填“金属”或“非金属”)元素,它的最高化合价是 。
(3)碳的原子结构示意图为 。
(4)地壳中含量最多的元素是 。
(5)O与S中,原子半径较大的是 。
(6)与中,热稳定性较弱的是 。
(7)与中,酸性较弱的是 。
(8)LiOH、和KOH中,碱性最强的是 ,呈两性的是 。
(9)元素Ca和Cl形成化合物的化学式是 ,化学键类型是 。
(10)元素硒(Se)与硫位于同一主族,预测硒及其化合物具有的性质___________(填标号)。
A.只具有氧化性 B.Se的非金属性比S强
C.其单质在常温下呈气态 D.能与NaOH溶液发生反应
20.(2023高一下·内蒙古·学业考试)元素周期表揭示了元素间的内在联系,是学习元素单质及其化合物的重要工具。下表中列出了①~⑧八种短周期元素在周期表中的位置。按要求回答问题:
族
周期
IA
0
1
①
IIA
ⅢA
IVA
VA
VIA
VIIA
②
2
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)由上述八种元素所形成的单质中,化学性质最不活泼的是 (填元素符号)。
(2)⑥、⑦两种元素都是制造飞机和宇宙飞船的主要材料,其中原子半径较小的是 (填元素符号)。
(3)③、④、⑧分别与①形成的最简单化合物中,热稳定性最强的是 (填分子式)。
(4)⑤、⑧两种元素形成的化合物是生理盐水的主要成分,该化合物中所含化学键类型为 (填“离子键”或“共价键”),灼烧该化合物时,火焰呈 色。
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专题15 元素周期表、元素周期律
一、元素周期表
1.编排原则
(1)原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号。
(2)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(3)周期:把电子层数目相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行,共有7个横行。
(4)族:把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵列,共有18个纵列,但是只有16个族。
2.结构
元素周期表的列数与族序数的关系
【温馨提示】元素周期表的特殊位置
①过渡元素:元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素,都是金属元素。
②镧系:元素周期表第六周期第ⅢB族中,从57号元素到71号元素共15种元素。
③锕系:元素周期表第七周期第ⅢB族中,从89号元素到103号元素共15种元素。
(1)周期(7个横行→7个周期)
周期分类
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
周期序数与原子结构的关系
周期序数=原子电子层数
(2)族(18个纵行→16个族→7主7副1零1Ⅷ族)
族
主族
0族
副族
Ⅷ族
构成周期
由长周期元素和短周期元素共同构成
仅由长周期元素构成
列序
1,2,13~17
18
3~7,11,12
8,9,10
族序数
ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA
0
ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB,ⅠB,ⅡB
Ⅷ
族序数与原子结构关系
主族序数=原子最外层电子数
常见族的别称
第ⅠA族(除氢):碱金属元素;第ⅦA族:卤族元素;0族:稀有气体元素
(3)同周期相邻主族元素的原子序数之差。
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n+1
4、5
n
n+11
6、7
n
n+25
(4)元素的原子序数差的关系
二.元素周期律及应用
1.元素周期律
(1)元素周期律的定义:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。
(2)元素周期律的实质:元素原子核外电子排布的周期性变化的结果。
2.主族元素的周期性变化规律
内容
同周期从左到右(0族除外)
原子结构
电子层数相同,最外层电子数1个→7个
(第一周期除外),原子半径逐渐减小
元素性质
原子得失电子能力
失电子能力减弱,得电子能力增强
金属性和非金属性
金属性减弱,非金属性增强
单质性质
还原性减弱,氧化性增强
离子性质
阳离子氧化性增强,阴离子还原性减弱
主要化合价
最高正价:+1→+7(O、F除外)
最低负价:-4→-1
非金属气态氢化物的形成与性质
生成由难到易,稳定性增强,还原性减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
酸性增强,碱性减弱
(1)原子最外层电子排布变化规律
周期序号
原子序数
电子层数
最外层电子数
结论
第一周期
1→2
1
1→2
同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8)
第二周期
3→10
2
1→8
第三周期
11→18
3
1→8
规律:随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布呈现周期性变化
(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)
周期序号
原子序数
原子半径(nm)
结论
第一周期
1→2
……
同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体)
第二周期
3→9
0.152→0.071大→小
第三周期
11→17
0.186→0.099大→小
规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现周期性变化
(3)元素的主要化合价
最高正价=主族的序号=最外层电子数(O、F除外)。
最低负价=最高正价-8(H、O、F除外)。
H最高价为+1,最低价为-1;O最低价为-2;F无正化合价,最低价为-1。
周期序号
原子序数
主要化合价
结论
第一周期
1→2
+1→0
①同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高(+1→+7,O和F无最高正价);
②元素的最低负价由ⅣA族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价;
③最高正价+|最低负价|=8
第二周期
3→9
最高价+1→+5
(不含O、F)
最低价-4→-1
规律:随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现周期性变化
(4)氢化物及其最高价含氧酸的关系
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
氢化物
RH4
RH3
H2R
HR
最高价氧化物对应的水化物
H2RO3或H4RO4
H3RO4或HRO3
H2RO4
HRO4
三、同周期金属性和非金属性的递变规律
1.Na、Mg、Al的比较
Na
Mg
Al
变化规律(同
周期:左→右)
单质与水(或酸)反应
与冷水剧
烈反应,生成H2
与冷水几乎不反应,与沸水缓慢反应,生成H2;与酸反应剧烈,生成H2
与酸反应较快,生成H2
从水或酸中置换H2能力逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
两性氢氧化物
最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱
2.Si、P、S、Cl的比较
Si
P
S
Cl
变化规律(同周期:左→右)
单质与氢气反应的条件
高温
较高温度
加热
光照或点燃
与H2化合能力逐渐增强
气态氢化物的热稳定性
SiH4
很不稳定
PH3
不稳定
H2S
受热分解
HCl
稳定
氢化物稳定性逐渐增强
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
H2SiO3
弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
强酸
(比H2SO4强)
最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强
3.结论:随着原子序数的递增,同周期主族元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强,呈现周期性的变化。在同一周期中,各元素的原子核外电子层数虽然相同,但从左到右,核电荷数依次增多,原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,因此元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强。
四、元素周期表与元素周期律的应用
1、元素非金属性强弱的判断方法
本质
非金属性:元素的原子得到电子能力。
规律:原子越易得电子,非金属性越强。
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强。
如:F2与H2在黑暗中就可反应,Br2与H2在加热条件下才能反应,则非金属性:F>Br
如:稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强。
如:还原性:S2->Cl-,则非金属性:Cl>S
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
如:酸性:HClO4(最强酸)>H2SO4 (强酸)>H3PO4 (中强酸)>H2SiO3(弱酸),则非金属性:Cl>S>P>Si
④若An-+B→Bm-+A,则B的非金属性比A强。
如:2KI+Cl2===2KCl+I2,则非金属性:Cl>I
⑤依据与同一种金属反应,生成化合物中金属元素的化合价的高低进来比较:化合价越高,则非金属性越强。
如:Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S,则非金属性:Cl>S
2、元素金属性强弱的判断方法
本质
金属性:指金属元素的原子失去电子能力。
规律:原子越易失电子,金属性越强。
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强。
如:Fe排在Cu的前面,则金属性:Fe>Cu
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。
如:Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更容易,则金属性:Zn>Fe
③单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱,金属性越强。
如:氧化性:Mg2+>Na+,则金属性:Mg<Na
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
如:碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,则金属性:Na>Mg>Al
⑤若Xn++Y→X+Ym+,则Y的金属性比X强。
如:Cu2++Zn===Cu+Zn2+,则金属性:Zn>Cu
3.预测元素及其化合物的性质
元素名称及符号
溴(Br)
原子序数
35
是金属还是非金属
非金属
原子结构示意图
最高正价
+7
最低负价
-1
中间价
+1、+3、+5
预测依据
氯元素有+1、+3、+5的化合物
最高价氧化物
Br2O7
最高价氧化物的水化物
HBrO4
酸性
HClO4>HBrO4> H2SeO4
稳定性
H2Se<HBr<HCl
还原性
Se2->Br->Cl-
4.元素周期表的应用
(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产
地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对探矿、研制新品种的农药等有指导意义。
1.(2022高一下·天津·学业考试)下列关于钠、钾及其化合物的叙述中,正确的是
A.都可以保存在水中
B.原子最外层都有1个电子
C.碱性:NaOH>KOH
D.Na2O可在潜水艇中作为O2的来源
【答案】B
【详解】A.钠、钾都能与水反应,不能保存在水中,A错误;
B.钠、钾都是第一主族元素,最外层只有1个电子,B正确;
C.同一主族从上到下金属性增强,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性:NaOH<KOH,C错误;
D.Na2O不能与水、二氧化碳等反应产生氧气,不可在潜水艇中作为O2的来源;在潜水艇中作为O2来源的是过氧化钠,D错误;
故选B。
2.(2022高一下·吉林·学业考试)下列选项中不属于金属元素的是
A.Ca B.Fe C.Cu D.Si
【答案】D
【详解】A.Ca是钙的元素符号,属于金属元素,故A不选;
B.Fe是铁的元素符号,属于金属元素,故B不选;
C.Cu是铜的元素符号,属于金属元素,故C不选;
D.Si是硅的元素符号,属于非金属元素,故D选;
故选D。
3.(2023高一下·吉林·学业考试)下列元素中金属性最强的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据金属活动顺序表,选项中最活泼,金属性最强,故选C。
4.(2023高一上·北京·学业考试)下列元素的原子半径最大的是
A.钾(K) B.钠() C.锂() D.氢(H)
【答案】A
【详解】H、Li、Na、K为同一主族元素,同一主族元素原子半径从上到下因原子核外电子层数的增加而逐渐增大,K元素的原子核外电子层数最多,故其原子半径最大,故答案选A。
5.(2024高一下·山东济南·学业考试)优氯净()是常用的杀菌消毒剂。下列与优氯净组成元素有关的说法正确的是
A.非金属性:O>N>C
B.原子半径:Cl>Na>O
C.O在元素周期表中的位置是第2周期IVA族
D.热稳定性:
【答案】A
【详解】A.同周期元素从左到右,非金属性逐渐增大,所以非金属性:O>N>C,A项正确;
B.同周期主族元素自左至右,原子半径逐渐减小,所以原子半径:Na>Cl,B项错误;
C.O是8号元素,有两个电子层,最外层的电子数为6,则O位于元素周期表中第二周期第ⅥA族,故C错误;
D.元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,则热稳定性:,则D错误;
故选A。
6.(2024高二下·天津南开·学业考试)在周期表中,下列各组元素位于同一主族的是
A.N、Si B.Mg、Al C.H、Na D.O、Cl
【答案】C
【详解】A.N、Si分别是第VA元素和IVA元素,所以不属于同一主族,故A错误;
B.Mg、Al分别属于第三周期ⅡA和ⅢA元素,不属于同一主族,故B错误;
C.H、Na都是第ⅠA族,属于同一主族,故C正确;
D.O、Cl分别是VIA和VIIA元素,所以不属于同一主族,故D错误;
故选:C。
7.(2024高二下·江苏·学业考试)尿素[]是第一种由无机物人工合成的有机物。下列说法正确的是
A.原子半径: B.非金属性:
C.沸点: D.酸性:
【答案】A
【详解】A.同周期从左到右主族元素的原子半径逐渐减小,则原子半径r(N) >r(O),A项正确;
B.同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强,则非金属性:N<O,B项错误;
C.CH4分子间没有氢键,H2O分子间存在氢键,则沸点:CH4<H2O,C项错误;
D.同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,则酸性:H2CO3<HNO3,D项错误;
答案选A。
8.(2022高一下·天津·学业考试)元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料,它们是
A.过渡元素 B.稀有气体元素
C.右上方区域的非金属元素 D.金属与非金属元素分界线附近的元素
【答案】D
【详解】A.过渡元素中均为金属元素,不能用于制造半导体材料,A错误;
B.稀有气体元素的单质为气体,性质不活泼,不能用于制造半导体材料,B错误;
C.右上方区域的非金属元素的非金属性很强,不具有金属性,C错误;
D.金属元素和非金属分界线附近的元素,既具有金属性又具有非金属性,则可用于制造半导体材料,D正确;
故选D。
9.(2024高二下·北京·学业考试)某元素的原子结构示意图为,下列关于该元素的说法不正确的是
A.元素符号是S B.属于短周期元素
C.非金属性比氧的强 D.加热条件下,其单质能与铁反应
【答案】C
【详解】A.该原子核电荷数为16,为S元素,A正确;
B.该元素为硫元素,属于短周期元素,B正确;
C.硫和氧同主族,同主族元素从上到下,非金属性依次减弱,则非金属性S<O,C错误;
D.加热条件下,S单质能与Fe反应生成FeS,D正确;
故答案选C。
10.(2024高二下·天津南开·学业考试)下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较正确的是
A.随核电荷数的增加,原子半径减小
B.随核电荷数的增加,元素金属性增强
C.随核电荷数的增加,原子核外电子层数减少
D.随核电荷数的增加,单质与水反应的剧烈程度减弱
【答案】B
【详解】A.Li、Na、K、Rb、Cs位于同一主族,同主族元素随核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,A错误;
B.同主族元素随核电荷数的增加,电子层数增多,失去电子的能力即元素金属性增强,B正确;
C.同主族元素随核电荷数的增加,电子层数增多,C错误;
D.同主族元素随核电荷数的增加,电子层数增多,失去电子的能力即元素金属性增强,单质与水反应的剧烈程度增大,D错误;
故选B。
11.(2024高一下·天津红桥·学业考试)某元素R的原子结构示意图为,下列关于该原子的说法正确的是
A.原子在化学反应中易得到7个电子
B.元素位于周期表中第三周期
C.属于金属元素
D.最高价氧化物化学式为R7O2
【答案】B
【详解】A.该原子最外层有7个电子,在化学反应过程中容易得到1个电子,A错误;
B.该元素原子有3个电子层,说明位于元素周期表第三周期,B正确;
C.质子数为17,第17号元素为氯元素,属于非金属元素,C错误;
D.最外层电子数是7,则最高正价为+7价,其最高价氧化物化学式为Cl2O7,D错误;
答案选B。
12.(2024高二上·福建·学业考试)元素周期表是学习和研究化学科学的重要工具。下表是元素周期表的一部分(a、b表示两种元素),按要求作答。
族周期
2
a
C
N
O
F
3
b
S
4
K
(1)a位于周期表中第 周期 族。
(2)b的元素符号是 ,其最高化合价是 。
(3)有机化合物中一定含有的元素是 。
(4)钙原子最外层电子数为 。
(5)O与S中,原子半径较小的是 。
(6)氮的原子结构示意图为 。
(7)非金属性最强的元素是 ;氢氧化物呈两性的元素是 。
(8)与中,酸性较强的是 。
(9)钠、钾分别与水反应,反应更剧烈的是 。
(10)已知溴与氯同主族,且位于第4周期。根据溴元素在元素周期表中的位置推测,下列结论正确的是 (填标号)。
A.热稳定性:
B.氧化性:
C.能与溶液发生反应
【答案】
(1)二 IA
(2)P +5
(3)碳元素
(4)2
(5)O
(6)
(7)氟元素 铝元素
(8)
(9)K
(10)C
【详解】(1)由表可知,a位于周期表中第二周期IA族,故答案为:二;IA;
(2)b位于周期表中第三周期VA族为P元素,其最高正价与主族序数一致,为+5价,故答案为:P;+5;
(3)有机化合物的骨架元素是C,故答案为:碳元素:
(4)Ca为第四周期,第ⅡA族元素,其最外层电子数为2,故答案为:2;
(5)O与S同主族,电子层数越多,原子半径越大,故答案为:O;
(6)N原子核外有7个电子,其原子结构示意图为,故答案为:;
(7)同周期从左到右,非金属性逐渐增强,,同主族从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性最强的元素是F;Al的氢氧化物具有两性,故答案为:氟元素;铝元素;
(8)元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性Cl>S,则酸性较强的是,故答案为:;
(9)同主族从上到下金属性逐渐增强,则金属性K>Na,则K与水反应更剧烈,故答案为K;
(10)Br与Cl同主族,同主族从上到下非金属性逐渐减弱,则气态氢化物稳定性HCl>HBr;氧化性Cl2>Br2;HBr溶液呈酸性,可以和NaOH发生酸碱中和反应,故答案为C。
13.(2022高一下·吉林·学业考试)下表是元素周期表的部分内容,请根据表中信息回答下列问题:
(1)①的元素符号是 。
(2)元素周期表中第二周期共有 种元素。
(3)元素④的氢化物的水溶液是 (“强”或“弱”)酸,
(4)元素③的原子最外层电子数是 。
(5)元素②与元素④比较,原子半径较小的是 (填元素号)。
【答案】(1)N (2)8 (3)强 (4)2 (5)F
【详解】(1)①氮元素,元素符号是N;
(2)元素周期表中第二周期共有8种元素;
(3)元素④是Cl元素,氢化物为HCl,HCl水溶液是盐酸,属于强酸;
(4)元素③是Mg元素,属于第IIA族元素,最外层有2个电子;
(5)元素②是F元素,元素④是Cl元素,二者属于同一主族元素,同主族元素从上到下电子层依次增加,原子半径依次增大,二者原子半径较小的是F元素。
14.(2024高一下·广西玉林·学业考试)元素在元素周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,如下图所示是短周期元素在周期表中的位置。
周期
ⅠA
0
1
H
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
He
2
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
3
Na
Mg
……
Al
Si
P
S
Cl
Ar
请回答以下问题:
(1)碳元素在元素周期表中的位置为 ,第三周期ⅥA族的元素是 (写元素名称)。
(2)根据元素周期律,请判断下列关系:
①酸性强弱:H3PO4 (填“>”或“<”)HNO3;
②稳定性强弱:H2O (填“>”或“<”)H2S;
③离子半径大小关系:O2- (填“>”或“<”)Mg2+。
(3)元素甲的原子是第三周期中半径最大的,该元素的核外电子排布示意图为 ,甲的单质与水反应的离子方程式 。
(4)标准状况下,22.4 LCl2的物质的量为 mol,质量为 g,含有的原子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的数值)。
【答案】
(1)第二周期第ⅣA族 硫
(2)< > >
(3) 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
(4)1 71 2NA
【详解】(1)由周期表结构可知,碳元素在周期表中的位置为第二周期第ⅣA族;第三周期ⅥA族的元素是硫;
(2)同一主族从上到下,非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,酸性H3PO4< HNO3;简单氢化物的稳定性减弱,故稳定性H2O>H2S;当核外电子层数相同时,序大径小,故半径O2->Mg2+;
(3)
同一周期从左到右,半径逐渐变小,故第三周期原子半径最大的是Na,核外电子排布示意图为,Na与水反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;
(4)标准状况下,22.4 LCl2的物质的量为,质量为,一个氯气分子含有2个氯原子,故氯原子物质的量为2mol,个数为2NA。
15.(2022高一下·天津·学业考试)元素周期表和元素周期律对认识元素的结构与性质有着重要作用。结合Cl、S、Br等元素在周期表中的位置及其结构特点,请按要求回答下列问题。
(1)氯元素的原子结构示意图为 ,在元素周期表中的位置为第三周期第 族。
(2)Cl、S的原子半径较大的是 (填元素符号);二者最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是 (填化学式)。
(3)Cl2、Br2分别与H2反应生成的氢化物中稳定性较强的是 (填化学式)。
(4)使用点滴板进行同主族、同周期元素性质递变规律的实验,如下图所示。
①以孔穴1中溶液为参照,通过观察孔穴 (填编号)中溶液颜色变化,可得出氧化性:Cl2>Br2的结论。
②孔穴4中反应的离子方程式为 。
③观察到孔穴6中溶液出现淡黄色浑浊,写出其中反应的化学方程式: 。
(5)Cl2和CH4光照条件下反应的装置如图所示。
①可观察到试管内的现象为 (任写一个)。
②写出其中生成CH3Cl的化学方程式: ;其反应类型为 反应。
【答案】
(1) VIIA
(2)S HClO4
(3)HCl
(4)2 Br2+2I-=2Br-+I2 Cl2+Na2S=2NaCl+S↓
(5)试管内气体颜色逐渐变浅(试管壁出现油状液滴或试管内水面上升等) CH4+Cl2CH3Cl+HCl 取代
【详解】(1)氯元素的原子序数为17,位于元素周期表第三周期VIIA族;氯原子的核电荷数为17,核外有3个电子层,最外层电子数为7,原子的结构示意图为,故答案为:;VIIA;
(2)同周期元素,从左到右原子半径依次减小,非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则硫原子的原子半径大于氯原子,高氯酸的酸性强于硫酸,故答案为:S;HClO4;
(3)同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,氢化物的稳定性依次减弱,所以氯化氢的稳定性强于溴化氢,故答案为:HCl;
(4)①新制氯水与溴化钠溶液反应生成氯化钠和溴,反应中溶液会由无色变为橙色,所以以孔穴1中溶液为参照,通过观察孔穴2中溶液颜色变化,可得出氯气氧化性强于溴的实验结论,故答案为:2;
②孔穴4中发生的反应为溴水与碘化钠溶液反应生成溴化钠和碘沉淀,反应的离子方程式为Br2+2I-=2Br-+I2,故答案为:Br2+2I-=2Br-+I2;
③观察到孔穴6中发生的反应为新制氯水与硫化钠溶液反应生成氯化钠和硫沉淀,反应的化学方程式为Cl2+Na2S=2NaCl+S↓,故答案为:Cl2+Na2S=2NaCl+S↓;
(5)氯气和甲烷光照条件下发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢,氯化氢极易溶于水,所以实验中可以观察到的实验现象为试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁出现油状液滴,试管内水面上升;
①由分析可知,实验中可观察到试管内的现象为试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁出现油状液滴,试管内水面上升,故答案为:试管内气体颜色逐渐变浅(试管壁出现油状液滴或试管内水面上升等);
②生成一氯甲烷的反应为氯气和甲烷光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,反应的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl,故答案为:CH4+Cl2CH3Cl+HCl;取代。
16.(2024高二下·北京·学业考试)盐湖是巨大的资源宝库,蕴含着丰富的氯、钠、镁、钾、锂等元素。
(1)钾元素在元素周期表中的位置是第4周期第 族。
(2)含氯元素的物质应用广泛。二氧化氯()是一种高效的自来水消毒剂,其中氯元素的化合价是 价。
(3)与水的反应比与水的反应更容易发生,用原子结构解释原因:和位于同一周期,原子核外电子层数相同,核电荷数小于,原子半径大于,失电子能力 ,金属性强于。
(4)锂元素在新能源领域有重要的应用。下列关于锂元素的说法正确的是 (填字母)。
a.原子的最外层电子数为1
b.原子半径:
c.最高价氧化物对应的水化物的碱性:
【答案】(1)IA (2) (3)强于 (4)ab
【详解】(1)钾是39号元素,属于碱金属,在元素周期表中的位置是第4周期第IA族。
(2)中O为-2价,由化合价代数和为零可知,氯元素的化合价是+4价。
(3)金属性Na强于Mg,用原子结构解释原因:Na和Mg位于同一周期,原子核外电子层数相同,Na的核电荷数小于Mg的,原子半径Na大于Mg,导致Mg的原子核对最外层电子的束缚能量比Na的强,失电子能力Na强于Mg。
(4)a.锂元素属于碱金属,位于第IA族,原子的最外层电子数为1,a正确;
b.同主族元素,从上往下原子半径以此增大,则原子半径:,b正确;
c.元素金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,金属性:Na>Li,最高价氧化物对应的水化物的碱性:,c错误;
故选ab。
17.(2024高一下·天津·学业考试)我国空间站“天和”核心舱太阳翼电池采用自主研发的砷化镓器件,能量转化效率大大提高。
已知:砷(As)与镓(Ga)同位于第四周期;Ga与Al同主族,As与P同主族。
(1)铝元素的原子结构示意图为 。
(2)P在元素周期表中的位置是 。
(3)P的非金属性弱于S的,用原子结构解释原因:P和S在同一周期,原子核外电子层数相同, ,得电子能力P弱于S。
(4)下列关于Ga的推断正确的是 (填字母)。
a.最外层电子数为5
b.原子半径:
c.元素的金属性:
(5)氮的简单氢化物的电子式 ,,,的酸性由强到弱的关系是 。
(6)三价砷有剧毒,五价砷毒性减弱。含的污水可被次氯酸钠碱性溶液转化为而降低毒性。该反应的离子方程式是 。
【答案】
(1)
(2)第三周期ⅤA族
(3)核电荷数P小于S,原子半径P大于S,因此P对最外层电子的吸引能力比S弱
(4)b
(5)
(6)
【详解】(1)铝为第13号元素,原子结构示意图为;
(2)P原子序数为15,在元素周期表中的位置是第三周期VA族;
(3)P的非金属性弱于S的,用原子结构解释原因:P和S在同一周期,原子核外电子层数相同,核电荷数P小于S,原子半径P大于S,因此P对最外层电子的吸引能力比S弱,得电子能力P弱于S;
(4))a.Ga与Al同族,位于第ⅢA族,原子的最外层电子数为3,a错误;
b.As与Ga均位于第四周期,As位于ⅤA,Ga位于第ⅢA,故原子半径:Ga>As,b正确;
c.K与Ga均位于第四周期,该周期中K金属性最强,c错误;
故选b;
(5)氮的简单氢化物NH3,的电子式;N、P、As三种非金属元素位于同主族,最外层电子数相同,随着原子序数逐渐增大,原子半径也逐渐增大,非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,所以HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性由强到弱的关系是:HNO3>H3PO4>H3AsO4;
(6)As2O3被次氯酸钠碱性溶液转化为AsO,同时结合化合价升降可知,次氯酸钠转化为Cl-,结合电荷守恒书写离子方程式为:As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO+2Cl-+3H2O。
18.(2024高一下·湖南·学业考试)下表为元素周期表中的一部分,表中列出10种元素在周期表中的位置,按要求回答下列各题。
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
④
⑥
⑦
3
①
②
③
⑤
⑧
⑨
⑩
(1)这10种元素中,化学性质最稳定的元素是 (写元素符号)。
(2)地壳中含量最丰富的元素是 (写元素名称)。
(3)元素①②③最高价氧化物对应的水化物,碱性最强的物质名称是
(4)元素⑥的氢化物的化学式是 (写一种)。
(5)④⑥⑦中原子半径由大到小的顺序是 (写元素名称)
【答案】(1) (2)氧 (3)氢氧化钠 (4) (5)碳>氮>氧
【详解】(1)⑩是Ar元素,属于惰性气体,其化学性质最稳定。
(2)地壳中含量最丰富的元素是氧元素,元素名称是:氧。
(3)元素①②③分别是钠、镁、铝,根据元素周期律,最高价氧化物对应的水化物,碱性最强的物质名称是氢氧化钠。
(4)元素⑥是氮,其氢化物有等。
(5)④⑥⑦分别是碳、氮、氧,根据同一周期,从左到右原子半径减小得它们的原子半径大小顺序为:碳>氮>氧。
19.(2024高二下·天津南开·学业考试)下表列出了①~⑧八种元素在周期表中的位置。
回答下列问题:
(1)元素①的原子结构示意图: 。
(2)元素③与⑥组成的化合物的电子式: 。
(3)元素②、③的离子中,半径较大的是 (填化学式)。
(4)元素④的单质与盐酸反应的离子方程式: 。
(5)元素⑤的最高价氧化物是 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
(6)元素⑦、⑧形成单质的氧化性较弱的是 (填化学式),从实验证据的角度列举能证明其氧化性强弱关系的反应: (填化学方程式)。
(7)已知硒()与⑥同主族,请根据硒元素在元素周期表中的位置,推测硒及其化合物可能具有的性质: (填序号)。
a.Se的最低负化合价为-2价 b.既有氧化性又有还原性
c.Se的气态氢化物的稳定性比⑥的强 d.最高价氧化物对应的水化物为
【答案】
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)两性
(6)
(7)ab
【详解】(1)①是N,故N的原子结构示意图为:;
(2)元素③是Na,元素⑥是S,这两种元素组成的化合物是Na2S2,故电子式为:;
(3)元素②的离子是F-,③的离子是Na+;它们电子层数相同,核电荷数越大则半径越小,故半径大的是:F-;
(4)元素④是Mg,故Mg与盐酸反应的离子方程式为:;
(5)元素⑤是Al,Al的最高价氧化物为Al2O3,Al2O3既可以与酸反应又可以与碱反应,故其最高价氧化物是:两性氧化物;
(6)元素⑦的单质是Cl2,元素⑧形成的单质是Br2,同一主族从上至下,元素的非金属性减弱,其单质的氧化性减弱。故氧化性较弱的是:Br2;从实验证据的角度可将Cl2通入溴化钠溶液中,溶液变为橙色,故答案为:(填化学方程式);
(7)由分析可知,⑥为硫,已知硒(34Se)与⑥同主族即位于第四周期第ⅥA族,据此分析解题:
a.根据元素最高正价等于主族序数,元素最高正价和最低负价的绝对值之和等于8可知,Se的最低负化合价为-2价,a正确;
b.SeO2中元素化合价为+4价,处于Se元素的中间价态,故既有氧化性又有还原性,b正确;
c.根据同一主族从上往下元素的非金属性减弱,其气态氢化物的稳定性减弱可知,Se的气态氢化物即H2Se的稳定性比⑥的即H2S弱,c错误;
d.已知元素最高正价等于主族序数,Se的最高正价为+6价,则最高价氧化物对应的水化物为H2SeO4,d错误;
故选ab。
20.(2024高一下·天津和平·学业考试)表列出了①~⑨九种元素在周期表中的位置:
族周期
IA
0
1
①
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2
②
③
④
⑤
3
⑥
⑦
⑧
⑨
(1)①~⑨九种元素中原子半径最大的是 (填元素符号)。
(2)元素③的原子结构示意图为 ;元素①与⑨组成的化合物的电子式: ;由⑤、⑥两种元素组成的化合物的化学键类型为 (“离子键”或“共价键”)。
(3)元素③、④的简单氢化物的稳定性较弱的是 (填化学式);元素⑧、⑨的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的是 (填化学式)。
(4)元素①与②所形成的最简单有机物的空间结构是 ,该物质与⑨的单质在光照下发生反应,该反应的产物是 (填“纯净物”或“混合物”)。元素①与②所形成的最简单烯烃为M,写出M与元素⑨的单质在一定条件下反应的化学方程式: ,该反应类型为 。
(5)元素⑥的单质在空气中燃烧生成 色固体,此固体与二氧化碳反应的化学方程式为 。
【答案】(1)Na
(2) 离子键
(3)NH3 HClO4
(4)正四面体形 混合物 CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl 加成反应
(5)淡黄色 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【详解】(1)九种元素中原子半径最大的是Na;
(2)
N的原子结构示意图为:;元素①与⑨组成的化合物是HCl,电子式:;由⑤、⑥两种元素组成的化合物是NaF,化学键类型是离子键;
(3)元素③、④的简单氢化物分别是NH3和H2O,稳定性较弱的是NH3;元素⑧、⑨的最高价氧化物对应的水化物分别是H2SO4和HClO4,酸性较强的是HClO4;
(4)元素①与②所形成的最简单有机物是CH4,空间结构是正四面体形;甲烷与氯气光照条件下反应生成物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,是混合物;元素①与②所形成的最简单烯烃为乙烯,乙烯与Cl2在一定条件下反应的化学方程式:CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl;反应类型是加成反应;
(5)Na在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠固体,与二氧化碳反应的华夏方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
1.(2021高一下·湖北·学业考试)1869年,第一张比较完整的元素周期表问世,编制该表的科学家是
A.门捷列夫 B.道尔顿 C.拉瓦锡 D.舍勒
【答案】A
【详解】1869年,编制第一张比较完整的元素周期的科学家是门捷列夫,选A。
2.(2022高三·河北·学业考试)下列粒子的最外层电子数为8的是
A.H+ B.Na C.F- D.S
【答案】C
【详解】A.H+核外没有电子,A不合题意;
B.Na是11号元素,其最外层电子数为1,B不合题意;
C.F是9号元素,故F-最外层电子数为8,C符合题意;
D.S是16号元素,其最外层电子数为6,D不合题意;
故答案为:C。
3.(2024高一下·北京·学业考试)某元素原子的结构示意图为,由此得到的结论不正确的是
A.该原子有3个电子层 B.该元素属于金属元素
C.该元素属于短周期元素 D.该元素的最高正化合价为+6
【答案】B
【详解】A.由某元素的原子结构示意图可知:该原子核外有3个电子层,选项A正确;
B.由某元素的原子结构示意图可知:最外层电子数是6,为S元素,是非金属元素,选项B不正确;
C.该元素为第16号元素,位于第三周期ⅥA族,属于短周期元素,选项C正确;
D.由某元素的原子结构示意图可知:最外层电子数是6,最高正化合价为+6,选项D正确;
故选B。
4.(23-24高一下·天津·期中)下列属于短周期元素的是
A.Mn B.P C.Ag D.I
【答案】B
【详解】短周期元素是指第一至第三周期的前18种元素包括H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar,只有P属于短周期元素,故选:B。
5.(2022高三·河北·学业考试)下列不属于主族元素的是
A.Li B.Si C.Zn D.Cl
【答案】C
【详解】主族元素是指元素周期表中s区和p区的元素,即第1、2、13-17纵行的元素。Li(锂)属于第ⅠA族,Si(硅)属于第ⅣA族,Cl(氯)属于第ⅦA族,均为主族元素。而Zn(锌)属于第ⅡB族,是过渡金属元素,不属于主族元素,答案选C。
6.(2024高一下·浙江温州·学业考试)短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如图所示,已知Y的原子序数是X的2倍。下列说法正确的是
X
M
Y
Z
A.元素的最高正价:X>M B.氢化物的稳定性:Y>X
C.离子半径:Z>Y D.M的最高价氧化物的水化物是中强酸
【答案】D
【详解】短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如图所示,已知Y的原子序数是X的2倍,则Y是硫元素,X是氧元素,M是P元素,Z是Cl元素。
A.O元素没有最高正价,A错误;
B.简单气态氢化物的稳定性H2S<H2O,B错误;
C.Cl-半径小于S2-的半径,C错误;
D.M是P元素,最高价氧化物的水化物为H3PO4,是中强酸,D正确;
答案选D。
7.(2023高二下·上海·学业考试)能用于比较与S非金属性强弱的依据是
A.熔沸点:硫单质>氯单质 B.酸性:
C.热稳定性: D.氧化性:
【答案】D
【详解】A.熔沸点不能判断比较元素的非金属性,A不符合题意;
B.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,两者不是对应元素最高价氧化物对应水化物,B不符合题意;
C.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,两者不是简单氢化物,C不符合题意;
D.氧化性:,说明氯元素得到电子能力更强,非金属性更强,D符合题意;
故选D。
8.(2024高一下·湖南株洲·学业考试)下图为元素周期表的一部分。请回答下列问题:
C
N
F
Cl
(1)C的最简单氢化物的分子式为 ;
(2)N的简单氢化物溶于水,所得溶液显 (填“酸性”或“碱性”);
(3)F和Cl的非金属性强弱:F Cl(填“>”或“<”);
(4)Cl的氢化物的水溶液与溶液反应的离子方程式为 。
【答案】(1) (2)碱性 (3)> (4)
【详解】(1)C的最简单氢化物为甲烷,分子式为;
(2)N的简单氢化物为氨气,氨气溶于水和水反应生成弱碱一水合氨,使得所得溶液显碱性;
(3)同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;F和Cl的非金属性强弱:F>Cl;
(4)Cl的氢化物的水溶液为盐酸,盐酸与溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸,离子方程式为。
9.(2023高一下·山东·学业考试)X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子的L层电子数为5,Z单质与在暗处能剧烈化合并发生爆炸,W与Y同主族。回答下列问题:
(1)元素X为 (填名称),Y在元素周期表中的位置为 。
(2)X、Z简单气态氢化物之间反应的化学方程式为 。
(3)Y、W非金属性较强的是 (填元素符号);W简单气态氢化物的电子式为 。
(4)Q的最高价氧化物对应水化物属于 (填“共价化合物”或“离子化合物”)。
【答案】
(1)氮 第二周期第ⅥA族
(2)
(3)O
(4)共价化合物
【详解】X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子的L层电子数为5,可知X为N,Z 单质与在暗处能剧烈化合并发生爆炸,推测Z是F,W与Y同主族,可知W是O,Y是S,Q是Cl,据此解答;
(1)元素X为氮,Y在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族,答案:氮、第二周期第ⅥA族;
(2)X气态氢化物NH3,Z气态氢化物HF,方程式,答案:;
(3)
W是O,Y是S,同主族元素,从上到下,非金属性减弱,非金属性较强的是O,W简单气态氢化物的电子式为,答案:O、;
(4)Q的最高价氧化物对应水化物HClO4,属于共价化合物,答案:共价化合物。
10.(2024高三下·陕西·学业考试)如图是元素周期表中的一部分。
根据A~J在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)化学性质最不活泼的元素是 ,氧化性最强的单质是 。
(2)最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是 ,呈两性的是 。
(3)在B、C、D、G、I中,原子半径最大的是 ,它们的离子半径最大是 (填离子符号)。
(4)B的最高价氧化物的水化物与G的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)Ne F2
(2)NaOH Al(OH)3
(3)Na S2-
(4)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
【详解】由元素在周期表中的位置可知:A为H、B为Na、C为Mg、D为Al、E为C、F为N、G为S、H为F、I为Cl、J为Ne。以此分析解答。
(1)①根据上述分析可知:化学性质最不活泼的元素是稀有气体Ne,故答案:Ne;
②氧化性最强的是非金属单质F2,故答案:F2;
(2)①根据上述分析:同周期元素自左而右非金属性逐渐增强,同主族元素自上而下金属性逐渐增大。Na的金属性最强,则其最高价氧化物对应的水化物NaOH的碱性最强,故答案为:NaOH;
②Al元素中的最高价氧化物对应的水化物中只有Al(OH)3呈两性。故答案:Al(OH)3;
(3)①同周期元素自左而右原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,所以B、C、D、G、I 的原子半径从大到小的顺序为:Na>Mg>Al>S>Cl,故答案为:Na;
②离子半径比较,核外电子层数越多,离子半径越大;核外电子结构相同时,核电荷数越大,半径越小,离子半径:S2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+,故答案为:S2-;
(4)根据上述分析可知:D为Al,Al元素中的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3呈两性,B为Na,其最高价氧化物对应的水化物为NaOH,Al(OH)3与NaOH两者反应的化学方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,故答案:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
11.(2024高二上·福建泉州·学业考试)化学元素周期表(Periodictableofelements)是根据元素原子核电荷数从小至大排序的化学元素列表。如表是元素周期表的一部分,根据表中给出的10种元素(其中X、Y、Z分别表示某种化学元素),按要求作答。
族周期
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
2
X
N
O
F
Y
3
Na
Z
Al
Si
S
Cl
(1)Z元素符号是 。
(2)表中元素化学性质最稳定的是 (填元素符号)。
(3)地壳中含量最多的元素在元素周期表中的位置是 。
(4)写出Na的原子结构示意图 。
(5)主要用来制作高纯半导体、耐高温材料、光导纤维通信材料的元素名称是 。
(6)卤族元素之一,属周期系VIIA族,在元素周期表中位于第二周期的元素是 。
(7)O2与S单质相比,更难与H2化合的是 。
(8)写出N元素的气态氢化物的化学式 ,该物质与水反应的化学方程式: 。
(9)Cl2与水反应的生成物中具有漂白作用的是 (填化学式),写出Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
【答案】
(1)Mg
(2)Ne
(3)第二周期VIA族
(4)
(5)硅
(6)F
(7)S单质
(8)NH3 NH3 + H2O⇌NH3·H2O
(9)HClO Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
【分析】结合周期表结构分析可知,X、Y、Z分别表示Li、Ne、Mg。结合题意具体分析即可。
(1)Z元素符号是Mg。
(2)表中元素化学性质最稳定的是稀有气体Ne。
(3)地壳中含量最多的元素氧元素在元素周期表中的位置是:第二周期VIA族。
(4)
Na的原子结构示意图:。
(5)主要用来制作高纯半导体、耐高温材料、光导纤维通信材料的元素名称是:硅。
(6)卤族元素之一,属周期系VIIA族,在元素周期表中位于第二周期的元素是:F。
(7)O2与S单质相比,更难与H2化合的是S单质,其氧化性更弱。
(8)写出N元素的气态氢化物的化学式:NH3;该物质与水反应的化学方程式:NH3 + H2O⇌NH3·H2O。
(9)Cl2与水反应的生成物中具有漂白作用的是:HClO;写出Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式:Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O。
12.(2024高一下·湖南·学业考试)如图所示为元素周期表前三周期的一部分,①②③④各代表一种元素,其中②的单质约占空气体积的21%。
请回答下列问题:
(1)①的元素符号是 。
(2)②和③的原子半径大小关系为:② ③(填“>”或“<”)。
(3)③和④的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系为:③ ④(填“>”或“<”)。
(4)①的简单氢化物和④的氢化物反应的化学方程式为 。
【答案】(1)N (2)< (3)< (4)
【分析】按周期表结构可知,元素周期表前三周期的第二,第三周期,①②③④各代表一种元素,其中②的单质约占空气体积的21%。②是O元素,则①为N,②为O,③为S,④为Cl,据此分析;
(1)①的元素符号是N;
(2)同族元素,从上到下,半径增大,②和③的原子半径大小关系为:②<③;
(3)同周期元素从左到右,非金属性增强,高价氧化物对应水化物的酸性增强,③和④的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系为:③<④;
(4)①的简单氢化物()和④的氢化物()反应的化学方程式为;
13.(2023高一下·吉林·学业考试)下表是元素周期表的部分内容,请根据表中信息回答下列问题:
(1)元素周期表中第三周期共有 种元素。
(2)①-④的四种元素中非金属性最强的是 (填序号)。
(3)元素②和元素④的原子中半径较大的是 (填元素符号)。
(4)元素④的最高价氧化物对应的水化物是 (填“强”或“弱”)酸。
(5)元素③的单质 (填“能”或“不能”)与水反应。
【答案】(1)8 (2)② (3)Cl (4)强 (5)能
【详解】(1)元素周期表中第三周期从11到18号元素,共有8种元素,答案:8;
(2)同一周期主族元素从左至右非金属性增强,同一主族从下往上,非金属性增强,所以最强的是②,答案:②;
(3)依据同一主族从上往下半径逐渐增大,所以半径较大的是Cl,答案:Cl;
(4)氯元素非金属性较强,Cl元素的最高价氧化物对应的水化物是HClO4,属于强酸,答案:强;
(5)单质Na能与水反应生成氢氧化钠和氢气,答案:能。
14.(2024高一下·湖南郴州·学业考试)下表是元素周期表的一部分,除标出的元素外,表中的每个编号代表一种元素。根据题意回答下列问题:
族
周期
IA
0
1
ⅡA
ⅢA
ⅣA
VA
VIA
ⅦA
2
①
②
3
③
④
⑤
Ar
(1)①的元素符号是 ;
(2)③、④的原子半径大小是:③ ④(填“>”或“<”);
(3)②、⑤的非金属性从强到弱的顺序是: (填元素符号);
(4)③的最高价氧化物的水化物和④的最高价氧化物的水化物在溶液中反应的离子方程式为 。
【答案】(1)C (2)> (3)F、Cl或者F>Cl (4)
【详解】(1)①在第二周期第IVA族,是6号元素,元素符号是C;
(2)同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径大小是:Na>Al;
(3)同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性从强到弱的顺序是:F>Cl;
(4)③的最高价氧化物的水化物即NaOH和④的最高价氧化物的水化物Al(OH)3在溶液中反应生成Na[Al(OH)4],反应的离子方程式为。
15.(2024高一下·北京·学业考试)硒(Se)是动物和人体所必需的微量元素,硒单质是一种重要的工业原料。
(1)Se与S同一主族,Se在元素周期表的位置为:第4周期, 。
(2)工业制备Se常用的原料含有硒化铜(CuSe),其中硒元素的化合价为 。
(3)非金属性Br强于Se,用原子结构解释:Se和Br位于周期表中同一周期,原子核外电子层数相同, , ,得电子能力Br大于Se.
(4)依据元素周期律,下列推断正确的是 (填字母)。
a.浓H2SeO4具有氧化性,可能有脱水性
b.热稳定性:H2S<H2Se<HCl
c.CuSe制备Se的过程会产生SeO2烟气,可用NaOH吸收
d.H2Se能与O2或Cl2反应生成Se单质
【答案】
(1)第VIA族
(2)-2
(3)核电荷数Br>Se 原子半径Br<Se
(4)a c d
【详解】(1)Se与S同一主族,S原子序数16,位于元素周期表弟三周期第VIA族,则Se也位于第VIA族;
(2)硒化铜(CuSe)中Cu元素为+2价,根据化合物各元素化合价代数和为0,则Se元素为-2价;
(3)由于Se和Br位于周期表中同一周期,原子核外电子层数相同,核电荷数Br>Se,原子半径Br<Se,得电子能力Br大于Se,所以非金属性Br强于Se;
(4)a.S与Se位于同族,类比浓硫酸,浓H2SeO4具有氧化性,可能有脱水性,a正确;
b.元素非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,则热稳定性:H2Se <H2S <HCl,b错误;
c.S与Se位于同族,化学性质相似,二氧化硫可与NaOH反应被其吸收,则CuSe制备Se的过程会产生SeO2烟气,可用NaOH吸收,c正确;
d.O和Cl元素氧化性强于Se元素,则H2Se能与O2或Cl2反应生成Se单质,d正确。
16.(2023高一下·广西·学业考试)N、Mg及有关物质在生产、科研中有重要应用。回答下列问题:
(1)原子的质量数等于质子数与中子数之和。能用于研究古人类食物结构的的质子数为 。中子数为 ;N位于元素周期表第 周期第ⅤA族。
(2)与同主族的Be相比,Mg的原子半径比Be的 (填“大”或“小”)。
(3)N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ,其酸性比同周期的C的最高价氧化物对应的水化物的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)Mg与水反应时,很缓慢地放出气泡,并生成使酚酞溶液变红的物质,该物质的化学式为 。而Na与水的反应比Mg与水的反应更 (填“剧烈”或“缓慢”),因此,Mg的金属性比Na的 (填“强”或“弱”)。
(5)工业上合成的原料为和。的结构式为 ;属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
【答案】
(1)7 8 二
(2)大
(3)HNO3 强
(4)Mg(OH)2 剧烈 弱
(5)H-H 共价
【详解】(1)的质子数为7,中子数为15-7=8,N位于元素周期表第二周期第ⅤA族。
(2)与同主族的Be相比,Mg的电子层数大于Be,原子半径比Be的大。
(3)N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HNO3,非金属性N>C,元素非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,则HNO3比同周期的C的最高价氧化物对应的水化物H2CO3的酸性强。
(4)Mg与水反应时,很缓慢地放出气泡,并生成使酚酞溶液变红的物质,说明该物质是碱性的,化学式为Mg(OH)2,Na与水的反应比Mg与水的反应更剧烈,元素的金属性越强,与水反应更加距离,则Mg的金属性比Na的弱。
(5)的结构式为H-H,中只含有N-H共价键,属于共价化合物。
17.(2024高二下·湖南娄底·学业考试)根据表中9种元素及由这些元素形成的单质和化合物,完成下列问题:
(1)⑦的原子序数是 。
(2)①②③非金属性最强的是 (填元素符号)。
(3)④的单质与水反应的离子方程式为 。
(4)③和④的简单离子半径大小:③ (填“”或“”)④。
【答案】(1)14 (2)F (3) (4)
【分析】由各元素在周期表中的相对位置可知,①为C元素、②为N元素、③为F元素、④为Na元素、⑤为Mg元素、⑥为Al元素、⑦为Si元素、⑧为S元素、⑨为Cl元素。
(1)硅元素的原子序数为14,故答案为:14;
(2)同周期元素,从左到右非金属性依次增强,则三种元素中非金属性最强的是氟元素,故答案为:F;
(3)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)电子层结构相同的离子核电荷数越大,离子半径越小,则氟离子的离子半径大于钠离子,故答案为:。
18.(2021高一·广东肇庆·学业考试)下表是元素周期表的一部分,根据所给的10种元素,完成以下各小题。
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
H
2
C
N
F
Ne
3
Na
Mg
Al
S
Cl
(1)金属性最强的元素是 (填元素符号)。最不活泼元素的原子结构示意图为 。
(2)第3周期元素中,其最高价氧化物对应的水化物具有两性的元素是 (填元素名称)。Na、Mg两种元素中,原子半径较大的是 。
(3)第3周期元素中,其元素的一种氧化物是形成酸雨的主要物质,该氧化物的化学式为 。
(4)工业上可以用Cl2和H2来制取盐酸,该反应的化学方程式为 。
(5)由碳与氢元素形成的最简单有机物的化学式为 ,该物质中碳元素与氢元素的质量比为 ,其分子立体构型为 。
【答案】
(1)Na
(2)铝 Na
(3)SO2
(4)Cl2+H22HCl
(5)CH4 3∶1 正四面体形
【详解】(1)金属性最强的元素位于周期表的左下方,因此是在所给出的元素中金属性最强的是Na。最不活泼元素是稀有气体元素,在所给出的元素中Ne是稀有气体元素,原子结构示意图为。
(2)第3周期元素中,其最高价氧化物对应的水化物具有两性的是氢氧化铝,对应的元素是铝。同周期自左向右原子半径逐渐减小,则Na、Mg两种元素中原子半径较大的是Na。
(3)第3周期元素中,其元素的一种氧化物是形成酸雨的主要物质,该物质是二氧化硫,该氧化物的化学式为SO2。
(4)氢气和氯气反应的化学方程式为Cl2+H22HCl。
(5)由碳与氢元素形成的最简单有机物是甲烷,化学式为CH4,该物质中碳元素与氢元素的质量比为12∶4=3∶1,其分子空间构型为正四面体。
19.(2023高二下·福建·学业考试)元素周期表是学习和研究化学科学的主要工具。下表是元素周期表的一部分,按要求作答。
族周期
A
A
A
A
A
A
A
2
Li
C
O
a
3
b
Al
Si
P
S
Cl
4
K
Ca
(1)元素a位于周期表中第 周期 族。
(2)元素b属于 (填“金属”或“非金属”)元素,它的最高化合价是 。
(3)碳的原子结构示意图为 。
(4)地壳中含量最多的元素是 。
(5)O与S中,原子半径较大的是 。
(6)与中,热稳定性较弱的是 。
(7)与中,酸性较弱的是 。
(8)LiOH、和KOH中,碱性最强的是 ,呈两性的是 。
(9)元素Ca和Cl形成化合物的化学式是 ,化学键类型是 。
(10)元素硒(Se)与硫位于同一主族,预测硒及其化合物具有的性质___________(填标号)。
A.只具有氧化性 B.Se的非金属性比S强
C.其单质在常温下呈气态 D.能与NaOH溶液发生反应
【答案】
(1)二 VIIA
(2)金属 +2
(3)
(4)O
(5)S
(6)
(7)
(8)KOH
(9)CaCl2 离子键
(10)D
【详解】(1)元素a为F元素,位于周期表中第二周期ⅦA族;
(2)元素b为Mg元素,属于金属元素,位于IIA族,它的最高化合价是+2价;
(3)
碳原子中的质子数、电子数都是6,第一层排2个电子、第二层排4个电子,故碳原子的结构示意图为;
(4)地壳中含量最多的元素是O元素或氧元素;
(5)同主族从上而下原子半径增大,故O与S中,原子半径较大的是S;
(6)元素非金属性越强其简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性:C>Si,则与中,热稳定性较弱的是;
(7)元素非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,同周期主族元素从左到右非金属性增强,非金属性:P<S,故与中,酸性较弱的是;
(8)金属性越强其最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性K>Li>Al,则LiOH、和KOH中,碱性最强的是KOH,呈两性的是;
(9)元素Ca和Cl形成化合物的化学式是CaCl2,钙离子和氯离子间存在化学键类型是离子键;
(10)A.元素硒(Se)与硫位于同一主族,最高正价为+6,最低负极是-2,中Se化合价为+4价,处于中间价态,则具有氧化性、还原性,故A错误;
B.元素硒(Se)与硫位于同一主族,同主族元素从上到下非金属性减弱,则Se的非金属性比S弱,故B错误;
C.氧族元素从上到下,单质状态从气体→固态,Se位于S的下一周期,S为固态,则Se单质也为固态,故C错误;
D.H2SO3属于酸类,能与NaOH反应,则也能与NaOH溶液发生反应,故D正确;
故选D。
20.(2023高一下·内蒙古·学业考试)元素周期表揭示了元素间的内在联系,是学习元素单质及其化合物的重要工具。下表中列出了①~⑧八种短周期元素在周期表中的位置。按要求回答问题:
族
周期
IA
0
1
①
IIA
ⅢA
IVA
VA
VIA
VIIA
②
2
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)由上述八种元素所形成的单质中,化学性质最不活泼的是 (填元素符号)。
(2)⑥、⑦两种元素都是制造飞机和宇宙飞船的主要材料,其中原子半径较小的是 (填元素符号)。
(3)③、④、⑧分别与①形成的最简单化合物中,热稳定性最强的是 (填分子式)。
(4)⑤、⑧两种元素形成的化合物是生理盐水的主要成分,该化合物中所含化学键类型为 (填“离子键”或“共价键”),灼烧该化合物时,火焰呈 色。
【答案】(1)He (2)Al (3)HF (4)离子键 黄
【详解】(1)0族元素很稳定,不容易和发生反应,所以化学性质最不活泼的是He,答案:He;
(2)⑥、⑦两种元素分别是Mg、Al,同一周期,从左到右,半径逐渐减小,原子半径较小的是Al,答案:Al;
(3)③、④、⑧分别是C、F、Cl,和H形成的最简单化合物,同一周期,从左到右,热稳定性增强,同一主族,从上到下,热稳定性减弱,又因为HF存在分子间氢键,所以HF热稳定性最强,答案:HF;
(4)⑤、⑧两种元素形成的化合物是NaCl,化学键类型为离子键,因为含有钠元素,所以灼烧该化合物时,火焰呈黄色,答案:离子键、黄。
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