2.2 微专题2 元素推断与元素周期律的综合应用-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （苏教版2019，闽苏桂蒙陕冀）

微专题2　元素推断与元素周期律的综合应用 1．元素推断的一般思路 2．推断元素的常用方法 (1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 (2)利用常见元素及化合物的特征性质。 3．由基态原子的外围电子排布确定元素在周期表中的位置 (1)周期序数＝电子层数。 (2)主族元素的族序数＝外围电子数。 (3)ⅢB族～ⅦB族的外围电子排布为(n－1)d1～5ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝外围电子数。如锰的外围电子排布为3d54s2，它位于元素周期表中第4周期ⅦB族。 (4)ⅠB族和ⅡB族的外围电子排布为(n－1)d10ns1～2，族序数＝ns能级上的电子数。 1．如表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J代表6种元素，J为0族元素。 X Y Z R W J 下列说法正确的是(　　) A．基态R原子的轨道表示式为 B．Y2－与Na＋的半径大小关系为Y2－＞Na＋ C．Y的第一电离能大于X的第一电离能 D．电负性最大的元素为J 答案　B 解析　J为0族元素，由元素在周期表的位置可知，X、Y、Z位于第2周期，R位于第3周期，W位于第4周期，J为第5周期的Xe，则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br。基态R原子3p轨道上的电子轨道表示式应为，A项错误；O2－与Na＋具有相同的电子层结构，原子序数越小其离子半径越大，故O2－的半径大于Na＋的半径，B项正确；N原子的2p能级处于半充满状态，所以N的第一电离能大于O的第一电离能，C项错误；电负性最大的元素为F元素，D项错误。 2．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是(　　) A．31d和33d属于同种核素 B．第一电离能：d>e，电负性：d<e C．气态氢化物的稳定性：a>d>e D．a和b形成的化合物不可能含共价键 答案　B 解析　短周期元素中，a有－2价，e有＋6价，均处于ⅥA族，可推知a为O，e为S，b有＋1价，原子序数大于O，则b为Na，由原子序数可知d处于第3周期，常见化合价为＋5，则d为P。31P和33P质子数相同，中子数不同，是不同的核素，互为同位素，A错误；同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但是P原子3p轨道电子为半充满稳定状态，第一电离能较大，则第一电离能：P>S，电负性：P<S，B正确；元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，则稳定性：H2O>H2S>PH3，C错误；O和Na形成的化合物Na2O2中含有共价键，D错误。 3．(2021·山东，4)X、Y为第3周期元素，Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列说法错误的是(　　) A．原子半径：X>Y B．简单氢化物的还原性：X>Y C．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强 D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种 答案　D 解析　由题意分析可知，X为P元素，Y为Cl元素。P与Cl在同一周期，则P原子半径大，即原子半径：X>Y，A项不符合题意；两者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl，半径：P3－>Cl－，所以PH3的失电子能力强，还原性强，即简单氢化物的还原性：X>Y，B项不符合题意；同周期元素从左往右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，各元素对应的金属单质的还原性逐渐减弱，非金属单质的氧化性逐渐增强，所以Cl2的氧化性最强，C项不符合题意；同一周期元素，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能，所以第3周期中主族元素第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以同周期中第一电离能小于P的元素有5种，D项符合题意。 4．有A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中电负性最大。 (1)试推断A、B、C、D四种元素的符号： A________，B______，C______，D________。 (2)写出A元素原子的核外电子排布式：________；用轨道表示式表示C原子的核外电子排布情况：____________________________。 (3)比较四种元素的第一电离能和电负性的大小(写元素符号)：第一电离能：______________；电负性：______________。 答案　(1)O　Ca　Na　Cl　(2)1s22s22p4　 (3)Na＜Ca＜Cl＜O　Na＜Ca＜Cl＜O 解析　由题意分析可知，A是氧元素，B的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，是钙元素，C是钠元素，D是氯元素。 5．(2023·山东日照高二期末)前四周期元素X、Y、Z、W、Q、R、T的原子序数依次增大，X元素原子的L层上s电子数等于p电子数，Y元素原子核外的L层有3个未成对电子，W单质暗处遇H2发生爆炸，Q元素单质常温、常压下是气体，Q原子的M层上有1个未成对的p电子，R元素外围电子所在各能级处于半充满状态，T元素的正三价离子的3d轨道为半充满。 回答下列问题： (1)基态R原子的外围电子排布式为________，基态T原子中，两种自旋状态的电子数之比为________________________________________________________________________。 (2)基态X原子核外共有________种不同运动状态的电子，基态Z原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。 (3)Y、Z、Q原子半径由大到小的顺序是______(填元素符号)。 (4)同周期中第一电离能小于Y元素的有______种，上述七种元素中电负性最大的为________(填元素符号)。 答案　(1)3d54s1　11∶15(或15∶11)　(2)6　纺锤　(3)Cl>N>O　(4)5　F 解析　由题意可知，X为C元素，Y为N元素，Z为O元素，W为F元素，Q为Cl元素，R为Cr元素，T为Fe元素。(1)R为24号元素Cr，基态R原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则外围电子排布式为3d54s1，基态T原子为26号元素Fe，其外围电子的轨道表示式为，两种自旋状态的电子数相差4，则两种自旋状态的电子数之比为11∶15或15∶11。(2)基态Z原子的电子排布式为1s22s22p4，占据最高能级(2p)的电子云轮廓图为纺锤形。(3)Y、Z、Q分别为N、O、Cl，N、O原子核外有2个电子层，Cl原子核外有3个电子层，且N在O的左边，所以原子半径由大到小的顺序是Cl>N>O。(4)Y为N元素，其同周期中第一电离能小于N元素的有Li、Be、B、C、O，共5种。 学科网（北京）股份有限公司 $$