专题2 第二单元 专题探究2 元素推断与元素周期律的综合应用-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（苏教版2019)

专题探究2元素推断与元素周期律的综合应用 1.(2024·江苏南通高三月考)2022年9月4.(2024·陕西安康高二联考)如图 9日，国家航天局、国家原子能机构联合发布： 为周期表的一小部分，A、B、C、D 讲解 我国科学家在嫦娥五号月壤样品中发现一种 E的位置关系如图所示。其中B元素最高化 新矿物，命名为“嫦娥石”，英文名称为 合价是最低化合价绝对值的3倍，它的最高 Changesite--(Y)。嫦娥石是一种磷酸盐矿，属 价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是 于陨磷钠镁钙石(Merrillite)族。Merrillite的 () 理想组成为Ca,NaMg(PO,),下列说法正确 的是 ( A.电负性大小：X(P)<X(0)】 B.第一电离能大小：I1(Mg)<I1(Na) A.电负性：D>B>E C.碱性强弱：Ca(OH)2<Mg(OH)2 B.第一电离能：A<B<C D.半径大小：r(02)<r(Mg2) C.简单离子半径：D<B<E 2.(2024·黑龙江大庆高二期末)XY是由电负 D.E元素最高价氧化物对应的水化物为强酸 5.(2024·山东青岛高二期末改编) 性相差最大的两种主族元素所形成的化合物 已知W、X、Y、Z均为短周期元素， (放射性元素除外)，下列有关XY及其组 常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶 成元素的说法中不正确的是 ( A.X元素的第一电离能远大于其第二电 液（浓度均为0.01mol·L)的pH和原子半 径、原子序数的关系如图所示。下列说法正 离能 确的是 ( B.Y元素的单质中含有共价键 C.Y元素位于元素周期表的右上角 D.XY一定是离子化合物 3.(2023·河北秦皇岛高二期末)短周期主族元 原子半径 素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与Y形 成的某一化合物易生成二聚体，且X、Y两基 态原子的核外电子的空间运动状态相同，Z的 A.电负性：X<W<Z<Y 基态原子的最高能级的电子数是Y的基态原 B.简单气态氢化物的热稳定性：Y<Z 子的最低能级电子数的一半，W的周期数与 C.离子半径：Z>Y>W>X 族序数相等。下列说法正确的是 ( D.第一电离能大小：W<X<Y<Z A.X、Y、Z、W四种元素中，X的非金属性最强 6.(2024·河北石家庄高二月考)离子液体被广 B.简单离子的半径：X>Y>Z>W 泛应用于化工生产的分离过程，也是许多反 C.电负性大小：X>Y>W>Z 应的优良溶剂。某离子液体结构如图所示。 D.第一电离能：Y>X>W>Z W、X、Y、Z为原子序数依次增大的主族元素， 专题2学霸029 W、X和Y的原子序数之和为14，Z是第4周 A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种周体 期元素。下列说法错误的是 ( 单质工业上常用作切割工具 WX=XW B元素原子的核外p电子数比s电子数少1 W,Y一XW XW,一YW C元素基态原子p轨道有两个未成对电子 D原子的第一至第四电离能分别是I1 A.X、Z的简单氢化物均可溶于水 B.最高价氧化物的水化物酸性：Y>X 738kJ·mol;2=1451kJ·mol;13= C.第一电离能：Y>X 7733kJ·mol;l4=10540kJ·mol D.X、Y、Z都位于元素周期表p区 E原子核外所有p轨道全满或半满 7.(2024·北京高二月考)如图是部分元素的第 F在周期表的第8纵列 一电离能随原子序数变化的曲线（其中12~ (1)写出对应的元素符号：A ,B 17号元素的有关数据缺失)。下列说法中 C ,D ,E 不正确的是 F //kJ·m (2)某同学根据上述信息，推断A基态原子的 2500He 1s2 2 2000 核外电子轨道表示式为四四☐，该同 F 学所画的电子轨道表示式违背了 1500 Kr (3)B元素的电负性 (填“大于”“小 1000 N 于”或“等于”，下同)C元素的电负性。B元 500 N Ca Ga 素的第一电离能 C元素的第一电 Rb 原子 离能。 024681012i416182013243638序数 (4)E基态原子中能量最高的电子，其电子云 A.分析图中同周期元素第一电离能的变化规 在空间有 个方向。 律，可推断在Na~Ar元素中，Al的第一电 (5)下列关于F原子的价层电子轨道表示 离能的最小范围为Na<Al<Mg 式正确的是 (填字母)。 B.从上图分析可知，同一主族元素原子的第 3 一电离能1，变化规律是：随核电荷数增加 A.t▣ 第一电离能逐渐减小 3d 4s B.四□ C.图中第一电离能最小的元素在周期表中的 4 位置是第6周期IA族 C.四1tD D.根据周期表对角线规则，BeCL2溶液 3 4 D.四W1 和MgCL,溶液可用NaOH溶液加以鉴别 (6)与F同周期，原子序数为24的元素M,其 8.(2023·湖北武汉高二期中)现有 基态原子的核外电子排布式为 六种元素，其中A、B、C、D、E为短 周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原 (7)元素铜与镍的第二电离能分别为I= 子序数依次增大。请根据下列相关信息，回 1959kJ·mol,1=1753k·mol,1.>l 答问题。 原因是 选择性必修第二册·SJ学霸030第一电离能最大：由于Ga比S原子半径大，核电荷数小，所以第 (4)3 [Ar]3d104s4p 一电离能Ga比Se小，故Ga.Se与As三种元素第一电离能由大到 解析：由元素在周期表的位置可知，为下，b为Ne,e为Si,d为 小的颗序为A>S>G。(4)元素非金属性越强其电负性越强，则 P,e为S,f为K,g为Fe,h为Cu,i为Gm。(I)非金属性越强，电 CICS含有的四种元素中电负性最强的是Se:根据化合物中各元素 负性越大，所以电负性最大的是F,元素的金属性越强，越容易失 化合价代数和为0，Culnas Gans Se1中In,Ga的化合价均为+3 去电子，最容易失去最外层一个电子的元素，其第一电离能最小。 价，Se的化合价为-2价，则C的化合价为+1价 则第一电离能最小的是K,稀有气体化学性质稳定，最不活泼的 第2关（练准确乘）】 是Ne。(2)原子最外层电子排布是4s'的元素.可能为Cm元素， 8.A解析：由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22.22p3 也可能是K元素。(3)同周期元素从左到右原子半径逐渐减 3p是5元素，21.22,22p323p3是P元素，③12222p3是N 小，e为Si,d为P,e为S,则三种元素的原子半径由大到小的顺序 元素，④182222印3是F元素。同周撕自左而右第一电离能呈增 是Si>P>S:同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势.VA 大趋势，由于P的3即电子为半充满状态，较稳定，所以第一电离 族3p能级为半满稳定状态.能量较低.第一电离能高于同周期相 能：S<P,N<F,同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离 邻元素，则第一电离能：P>S>S:同周期自左面右电负性增大，则 能：N>P,因此第一电离能：F>N>P>S,即④>3>②2>①D,A正确：同 电负性：S>P>S。(4)d为P元素，核外电子排布式为 一周期主族元索从左住右原子半径依次或小，同一主族元素从上 12222p323p,未成对电子数为3,1为Ga元素，是31号元素， 往下原子半径依次增大.故原子半径：P>S>N>F,即②>①>③>④ 基态原子电子排布式为[Ar]3424p B错误：S,P,N,F未成对电子数分别为2,3、3,1.故3=②>①>④ C错误：同一周期从左往右元索电负性依次增大，同一主族从上往 15.(1)第4周期W族(2)5(3)0>N>C>H]1t☐ 25 下元素电负性依次减小，故电负性：F>N>S>P,即④>③>①>2 吸收(4)ds钢的价层电子提布式为3d4s',锌的价层电子 D错误。 排布式为3"42，铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构， 9.B解析：基态Na原子的电子排布式为1s22s22p3s',故量高能层 因此铜的，小于锌的1，也由于3d全满结构稳定，C再失去 为M,A错误：金属键由自由电子及排列成品格状的金属离子之间 的静电作用力组合而成，过程①是由Na(s),Na(g)因此破坏了金 一个电子较闲难.因此铜的2大于锌的 解析：(1)Ni元素的原子序数为28，位于第4周期围族。(2)基态 同键，B正确：过程②所吸收的能量为Na的第一电离能，C错误： 氧原子的核外电子排布式为1.22,22印4，空间运动状态等于轨道 电子空间运动状态数就是电子占据的轨道数，基态N:原子的电子 数，即基态氧原子的核外电子的空间运动状态有5种。(3)沙及 空阿运动状态有1+1+3+1=6种，D错误。 10.B解析：第3周期11~17号元素，即第3周期主族元素。同周期 元索有H,C,N、0,电负性山大到小的顺序是O>N>C>H:基态刚 主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但Mg、P特殊，Mg的 的核外电子排布式为1222印'.成键时.能将一个2电子激发进 3电子全满为稳定结构，P的3p电子半满为稳定结构，则第一电 人2p能级，即激发态的电予排布式为1s22'2p2,价电予轨道表 离能大于相邻的元素，即第一电离能不是随若原子序数的递增面而 示式为十1☐：基态转化成激发态，殿收能量.形成原 增大，A错误：同周期随原子序数的增大，元素的非金属性增强 2 2 侧元素的电负性增强，B正确：同周期随原子序数的增大，原子半 子光谱为吸收光谱。(4)铜的价电子排布式为34s',锌的价电 径减小，与图像不符，C错误：形成基态离子转移的电子数依次 子排布式为342，这两种元素位于元素周期表的ds区：铜的价 是：Nm为1.Mg为2.A1为3，S不易形成离子，P为3，S为2，C1为 电子排布式为3d4s,锌的价电子排布式为34.2，铜失去一个 1,与图像不符.D错误。 电子可以达到稳定的3d全满结构，因此铜的/小于锌的/1，也由 11.C解析：根据电子排布式可知，①为16号元素S,2为15号元素 于3d全满结构稳定，C,再失去一个电子较闲难，因此铜的/2大 P,③为7号元素N,④为9号元素F。同周期元素从左到右第 于锌的12 电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小 第3关（练思雏宽度） ④的第一电离能大于③，②因为3p轨道半充满较稳定，第一电离 16.(1)D(2)E(3)D(4)C(5)D(6)A 能大于相邻元素，故第一电离能大小顺序为④>③>②>①，A正 解析：根据元素的电离能可知，Q的第一电离能最大，很可能是稀 确：原子电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子 有气体元素。R和U的第二电离能均远远大于第一电离能，因此 半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为2②>①>3>④，B正确：同 最外层电子数都是1，最有可能处于同一主族。S的第三电离能 周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负 远远大于第二电离能，所以S的最外层有2个电子。同理分析T 性逐渐减小，则电负性大小顺序为④>③>①>②，C错误：F没 的最外层电子数是3。(1)由以上分析可知，R和U的第一电离 有正化合价，S最高化合价为+6价，P最高化合价为+5价，N最 能较小，最外层电子数为1，二者位于同一族，故选D。(2)金属 高化合价为+5价，最高正化合价大小顺序为①>3=2，D正确 性越强，相应阳离子的氧化性就越弱，所以阴极放电反应最可 12.A解析：根据短周期元素在周期表的位置可知：X是He,Y是F 能正确的是选项E。(3)由分析可知R,S,T,U最高化合价为 元素，Z是S元素，M是C1元素。元素的非金属性越强，其电负性 1,+2,+3,+I,所以各氯化物分别是RC1.SCl2,TC1,UC.故选D 越大，由于元素的非金属性：F>C1>5,所以元素的电负性：F> (4)S的第一，第二电离能较小，最外层电子数为2.可能为。区元 C>S,A正确：离子核外电子层数越多，半径越大：当离子核外电 素。(5)Q的电离能很大，可能为0族元素，化学性质和物理性质 子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，所以离子半径：S> 最像Q元素的是氮。(6)根据元素的电离能可知，Q的第一电离 C>F,B错误：同周期元素，从左到右元素第一电离能逐渐增 能最大很可能是稀有气体，所以化学性质最稳定的是Q 大，同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小，但ⅡA族元素 专题探究2元素推断与元素 ⅢA族的元素，VA族元素>TA族元素，则第一电离能：F>C1>S C错误：基态S原子的价层电子排布式为323p,未成对电子数 周期律的综合应用 为2，同周期未成对电子数最多的是P,为3个，D错误 13.C解析：X,Y,Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，W 2.A解析：除放射性元素外，周期表中元素电负性差别最大的两种 原子的最外层电子数等于其电子总数的{，W为P元素，X能形 主族元素分别为Cs和F,即X为Cs,Y为F,CF为离子化合物，以 此解答。C。原子最高能级上有1个电子，电离能的突跃式增大发 成4个共价键.X是C元素：Y能形成2个共价键.Y是0元素：Z 生在第一个电子和第二个电子之间，第二电离能远远大于第一电 形成1个共价键.乙是下元素。电子层数越多半径越大，电子层 离能，故A铅误。 数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径：P一>0>F”,A错 3.B解析：由“X与Y形成的某一化合物易生成二聚体”知该化合 误：W为P元素，基态原子有9个轨道填充了电子，所以电子有9 物为NO,则X为N元素，Y为0元素，“T的周期数与族序数相 种空间运动状态，B错误：W为P元素，与P同周期的元素中，第 等”且W为短周期元素，则W为第3周期ⅢA族，是A元素，Y的 -电离能小于P的有Na,Mg、A1.Si,S,共5种，C正确：Z为F元 核外电子排布式为12222p,最低能级电子数为2，则Z的最高能 索素.氯元素没有正价态，没有含氧酸，D错误 级电子数为1，且Z的原子序数比Y大，所以Z有三个电子层，☑ 14.(1)F K Ne (2)K,Cu (3)Si>P>S P>S>Si S>P>Si 为Na元素。据此分析解答，B项正确 选择性必修第二册·SJ学霸08 4.D解析：B元素的最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，则最 第二单元 高化合价为+6价，它的最高价氧化物为B01,其中含氧60%，设B 阶段综合 的相对原子质量为A,则有 +48×100%=40%,解得A=32.期B 1.C2.A 3.C解析：由表中数据可知，B元素的第三电离能与第二电离能的 为S元素，可推知A为0元素，D为P元素，E为C1元素，C为Se 整距很大，故最外层有2个电子，最高正价为+2，A错误：由表中数 元素。A.电负性：D<B<E,A错误：B.问一主族从上到下第一电离 据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大，故最外层 能逐渐减小：A>B>C,B错误：C.简单离子半径：D>B>E,C错误： 有2个电子，位于ⅡA族.B错误：ⅡA族(ns2)的元素.因s轨道处 D.C☒元素最高价氧化物对应的水化物为强酸，D正确 于全满状态，比较稳定，故其第一电离能大于同周期相邻主族元 5.B解析：由图可知，常温下，W和Z的最高价氧化物对应的水化物 素，C正确：由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能 溶液（浓度均为0.01ml·L1)的pH为2，则W和7的最高价氧 的差距很大，故最外层有2个电子，位于ⅡA族，可能为Be或Mg 化物对应的水化物为一元强酸，W原子序数小于乙，则W为N,Z 元素.电子排布式为1s222或12222p32,D错误 为C:常温下，Y的最高价氧化物对应的水化物溶液（求度均为 4.B解析：根据八角形元素周期表的规律，可知①为N,②为P 0.01l·L1)的pH小于2，则Y的最高价氧化物对应的水化物 3为A1.④为S.原子半径大小顺序应是③>②>④>①，A错误：S 为二元强酸，侧Y为S:常温下，X的最高价氧化物对应的水化物溶 的氢化物中硫元素的化合价为-2价，其氧化物对应的水化物中硫 元素的化合价为+4或+6，能反应生成0价的单质，B正确：只有显 液（浓度均为0.01md·1.)的pH为12，则X的最高价氧化物对 简单氢化物可以通过元素周期律比较氢化物稳定性，C错误：图中 应的水化物溶液为一元强戴，则X为Na。同一周期主族元素，从 虚线八角形对应元素同于现行元素周期表的第4周期，D错误 左至右，电负性增大，电负性：$<C,A错误：非金属性：S<C1,简单 5.D解析：短周期元素X,Y,Z原子序数依次增大，Z失去一个电子 气态氢化物的热稳定性：H,S<HC,B正确：W,X,Y,Z分别为 后，可以形成3个共价键，说明乙原子最外层为6个电子，由于Z N,Na,S,Cl,N3,Na核外有两层电子，S2C核外三层电子，电子 位于第3周期，所以Z为S元素，Z与Y2可以形成分子Y。,阴离 层数越多，半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小， 侧简单离子半径大小为S2>C>N>Na,C错误：同周阿内第 电离能随原子序数增大而增大，C>S>Na,但是同族内第一电离能 子结构为 ,Y形成一个共价键，且Y的原子序数大 随周期数增大而降低，N>P>Na,D错误。 6.A解析：X,Z的简单氢化物分别为CH,和HBr,HBr易溶于水，但 CH4难溶于水，A错误：X、Y分别为C,N,最高价氧化物的水化物 于X,应为F元素：X得到一一个电子形成4个共价键.说明其最外层 分别为H2CO,、HNO3,C的非金屈性小于N,则酸性：HNO3> 为3个电子，为B元素，据此分析解答。离子半径：F<S,A HCO,B正确：X,Y分别为C,N,N的非金属性大于C,且N原子 选项错误：非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性：F>B,则 的2p轨道半充满.所以第一电离能：N>C.C正确：X、Y、Z分别为 有稳定性：BH1<HF,B选项错误：非金属性越强，最高价氧化物对 C,N.Br,价电子排布式分别为2s22p2,2.22p3.4s24p3,都位于元素 应水化物的酸性越强，非金属性：S>B,则酸性：H:O<H,S0,,C 周期表p区，D正确 选项错误：根据上述分析可知.化合物A中X、Y,乙最外层都达到8 7.C解析：根据元素周期律分析，同周期元素随着金属性减弱，第 电子稳定结构.D选项正确 电离能逐渐增大，但Mg原子价层电子排布为32，为全满状态.所 2p 以第一电离能大于AI,所以A1的第一电离能的最小范用为 6.(1)C.Sp(2)D<F<E<C<B<A(3)3.23p Na<A<Mg,枚A正确：同一主族元素原子随核电荷数增大，半径增 仰tt个 大，失去电予能力增强.则第一电离能1变化规律是：随核电荷数 1s22s22p323p3d4.'(我[Ar]3d4s)(4)第4周期Ⅲ族 增加第一电离能逐渐诚小，B正确：金属性越强，越容易失去电子， 解析：A、B、C,D、E、F、G,H八种前四周期元素，G的原子序数最 所以第一电离能越小，图中第一电离能最小的元素是脚，在第5周 大：C的气态单质在标准状况下每升的质量为3.175，其摩尔质 期A族，C错误：根据周期表对角线规期，氯化皱与氯化铝性质 量=3.17g·L×22.4L=71g·mm'.为C元素：A.BC三种元 相似，能和氢氧化钠反应生成沉淀，后沉淀消失，面M:C,和氨氧化 素的原子次外层电子排布都是(n-1)s2(n-1)p,n=3,A,B,C都 钠反应生成沉淀，且沉淀不消失，则BCl2溶液和MgC:溶液可 属于第3周期元素：A与C能形成离子化合物AC,A离子比C离 用NaOH溶液加以鉴别，D正确。 子少个能层，则A是Na元素：E原子的最外电子层中p能级的 8.(1)CN0 Mg P Fe(2)洪特规则(3)小于大于 电子数等于前一能层的电子总数，则E是C元素：DE.F三种元素 (4)3(5)C(6)1s22s22p3s23p3°4s(7)Cu*核外价层电子 的原子序数分别等于A,B、C的最外层电子数，则B原子最外层电 排布为3“，3全充满，比N的34s'稳定，更难失去电子 子数为6.为S元素，D是H元素，F是N元煮：G元素原子的最外 解析：(1)A,B.C,D、E为短周期主族元素，F为第4周期元素，它 层电子数和A相同.内层电子排布均符合2n2,为C元素：H元素 们的原子序数依次增大，A元素形成的物质种类繁多，其形成的一 的正三价离子的3d能级为半充满，则H为Fe元素，所以A.B,C 种固体单质工业上常用作切割工具，A为C:B元素原子的核外P DEF,G,H八种元素分别是Na,S,Cl、H,C,N、Cu,Fe元素，据此 电子数比s电子数少1.电子排布式为12222p,B为N:C元素基 解答 态原子p轨道有两个未成对电子，电子排布式为1s222印，C为 7.(1)+6价 (2)1.22.2203.23知 31f4w2(3)ed(4)be 解析：根据元素在周期表中的相对位置可知A是C,B是N,C是 0:由D原子的第一至第四电离能可知，D易失去2个电子，结合原 子序数可知D为Mg:E原子核外所有p轨道全满或半满，E为主族 O,D是F,E是Ne,F是Mg,G是Al,H是Si,I是Cr,J是Fe,K是 Cu,Q是Ga,L是Rb,M是Au,N是At,P是H,O是M,据此解答 元索，E的电子排布式应为122s22p323p3.E为P:F在周期表的 8.(1）第3周期1A族(2)151.22.22p3.23p3d4s'(戏 第8纵列.F为F:,以此米解容。(2)A的原子序数为6,2p能级上 3 4格 2个电予的自旋状态相同，该同学所画的电子轨道表示式违背了 [3d'4')(3)1TT团] C的价电子排布 洪特规则。(3)B为N、C为0，元素非金属性越强，电负性越大 则N元素的电负性小于0元素的电负性：N元素的2印轨道处于半 式为3d,C2+的价电子排布式为3°，Cu的3d轨道全充满，更稳 定(4)2H,S+0, 满状态，比较稳定，所以N元素的第一电离能大于0元素的第一电 =2S1+2H20(5)N>0>5>Na 解析：前四周期元素A、B,C,D,E,F原子序数依次增大，A的2印能 离能。(4)E原子核外所有p轨道全满或半满，且E为主族元素， 则E为磷，E基态原子中能量最高的电子为3p轨道上的电子，其 级电子半充满，其电了排布式为Is222印3，A为N:B与A同周期 且原子核外有2个未成对电子，B的电子排布式为1s22s22p,B为 电子云在空间有3个方向。(5)由以上分析知F为铁元素，F:原 0:C基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有一个未成对 3d 子的价层电子轨道表示式为11日回 电子，其电子排布式为122,22p3,C为Na:在前四周期元素中E 元索基态原子未成对电子数最多，电子排布式为1 (6)与F同周期.原子序数为24的元素M为Cr元素.其基态原子 222p3s23p3dP4',E为Cr:D的基态原子价电子排布式为 的核外电子排布式为12222p3、23p34 ms"mp2,n=2,D为1A族元素，结合原子序数可知D为S元素 参考答案学霸09