专题2 第2单元 第3课时 元素推断与元素周期律的综合应用(课件PPT+Word教案)-【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修第二册教师用书（苏教版2019）

专题2　第二单元　元素性质的递变规律 <<< 第3课时 元素推断与元素周期律的综合应用 1.能根据构造原理推断元素种类，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 2.能根据元素种类及其在元素周期表中的位置关系，形成“位—构—性”的推导模型，强化证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 核心素养 发展目标 2 一、元素推断 二、元素性质递变规律 课时对点练 内容索引 3 元素推断 > < 一 1.根据构造原理推断元素种类及其在周期表中的位置 (1)周期序数= 。 (2)主族元素的族序数= 数。 (3)ⅢB族~ⅦB族的外围电子排布为 (镧系、锕系除外)，族序数= 。如锰的外围电子排布为 ，它位于元素周期表中第 周期 族。 (4)ⅠB族和ⅡB族的外围电子排布为 ，族序数=_________ 。 一、元素推断 电子层数 外围电子 (n-1)d1~5ns1~2 外围电子数 3d54s2 4 ⅦB (n-1)d10ns1~2 ns能级上 的电子数 (5)基态原子中未成对电子(单电子)的判断 未成对电子的含义：一个原子轨道中只有1个电子时，该电子即为未成对电子。一个原子轨道中有2个自旋状态不同的电子，这2个电子称为成对电子。 写出符合下列条件的1~36号元素的元素符号： ①有1个未成对电子： 。 ②有2个未成对电子： 。 ③有3个未成对电子： 。 ④有4个未成对电子： 。 ⑤有5个未成对电子： 。 ⑥有6个未成对电子： 。 H、Li、Na、K、B、Al、Ga、F、Cl、Br、Sc、Cu C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni N、P、As、V、Co Fe Mn Cr 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)利用常见元素及其化合物的特征性质。 3.元素推断的一般思路 1.具有下列电子层结构的原子：①3p轨道上只有一对成对电子的原子；②外围电子排布为2s22p5的原子；③3p轨道为半充满的原子；④正三价的阳离子结构与氖相同的原子。下列有关比较正确的是 A.第一电离能：②>③>①>④ B.原子半径：④>③>②>① C.电负性：②>③>①>④ D.最高正化合价：②>③>①>④ √ 应用体验 ①3p轨道上只有一对成对电子的原子为S原子，②外围电子排布为2s22p5的原子为F原子，③3p轨道为半充满的原子为P原子，④正三价的阳离子结构与氖相同的原子，即失去3个电子后还有10个电子，所以原子中含有13个电子，为Al原子。电子层数越多，一般半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，所以原子半径：Al>P>S>F，B错误； 元素的非金属性越强，电负性越强，所以电负性：F>S>P>Al，C错误； S最高正化合价为+6，P最高正化合价为+5，Al最高正化合价为+3，而F没有正化合价，故D错误。 2.在短周期元素中，元素的基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有a种，元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种，则a∶b的值为 A.1 B.2 C.3 D.4 √ 在短周期元素中，基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有第1周期的H元素，第2周期的C元素、O元素，第3周期的P元素，共4种，即a=4。在短周期元素中，基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有C元素、Si元素，共2种，即b=2。 3.(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为　　，第3周期中有两个单电子的元素为　　　　(填元素符号，一种即可)，M电子层上有2对成对电子的原子最外层共有　 种不同运动状态的电子。  2 Si(或S) 6 O原子核外有8个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，故其未成对电子数是2。第3周期中有两个未成对电子(单电子)的元素的外围电子排布式为3s23p2或3s23p4，核外电子数为14或16，元素符号为Si或S。M层上有2对成对电子的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，最外层有6个电子，每个电子的运动状态都不相同，所以最外层共有6种不同运动状态的电子。 (2)1~36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及外围电子排布式： _____________________________________________________________________________________________。  (3)某元素的原子序数为33，该元素原子的外围电子排布式为　　　 ，该元素原子核外有　　个电子层，有　　个能级，有　　个原子轨道，有　　个单电子。  C：2s22p2、Si：3s23p2、Ge：4s24p2、O：2s22p4、S：3s23p4、 Se：4s24p4、Ti：3d24s2、Ni：3d84s2 4s24p3 4 8 18 3 先写出其电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3，外围电子排布式为4s24p3，得出该元素原子核外有8个能级，共有1+1+3+1+3+5+1+3=18个原子轨道(s：1个轨道；p：3个轨道；d：5个轨道)，有3个单电子。 返回 > < 二 元素性质递变规律 二、元素性质递变规律 同周期、同主族元素的结构与性质递变规律 结构与性质 同周期主族元素(从左到右) 同主族(从上到下) 最外层电子数 从1递增到7(第1周期除外) 相同 金属性 __________ __________ 非金属性 __________ __________ 主要化合价 最高正价=族序数(O、F除外)，非金属元素最低负价=-(8-族序数)(H除外) 原子半径 __________ __________ 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐减小 逐渐增大 结构与性质 同周期主族元素(从左到右) 同主族(从上到下) 简单气态氢化物的稳定性 __________ __________ 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐 ，酸性逐渐______ 碱性逐渐 ，酸性逐渐_____ 第一电离能 ________________ __________ 电负性 __________ __________ 逐渐增强 逐渐减弱 减弱 增强 增强 减弱 总体呈增大趋势 逐渐减小 逐渐增大 逐渐减小 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。 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 X Y Z     R         W         J √ 应用体验 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.现有四种元素基态原子的电子排布式如下。则下列有关比较中正确的是 ①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5 A.第一电离能：④>③>②>① B.原子半径：①>②>③>④ C.未成对电子数：④>③=②>① D.电负性：④>③>②>① √ ②的3p轨道为半充满状态，故第一电离能②>①，故第一电离能：④>③>②>①，故A正确； ①和②电子层数相同，③和④电子层数相同，电子层数越多，半径越大，电子层数相同的，核电荷数越大，半径越小，故原子半径：②>①>③>④，故B错误； ①中未成对电子数为2，②中未成对电子数为3，③中未成对电子数为3，④中未成对电子数为1，则未成对电子数：③=②>①>④，故C错误； ①和②同周期，③和④同周期，从左往右，电负性逐渐增大，故①>②，③<④，②和③处于同主族，从上往下，电负性逐渐减小，故②<③，故D错误。 3.(2024·山东济宁高二期末)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元素为副族元素且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　　　　　　　 。  3d54s1 11∶15(或15∶11) 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。 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。  6 纺锤 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原子半径由大到小的顺序是　　 　(填元素符号)。  Cl>N>O 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)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)。  5 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。 F 返回 课时对点练 1.已知周期表中短周期的一部分如图所示，若a原子最外层电子数比次外层电子数少3，下列说法不正确的是 A.原子半径大小顺序是c>b>d>a B.d的简单氢化物比a的简单氢化物稳定 C.a和d的原子结合可以形成带3个负电荷的阴离子 D.a、b、c最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是c>b>a √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由元素在周期表中的相对位置可知d位于第2周期，a、b、 c位于第3周期，a原子最外层电子数比次外层电子数少3， 故a原子最外层电子数为5，故a为P元素，则b为S元素，c为Cl元素，d为O元素。同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，电子层数越多原子半径越大，原子半径：P>S>Cl>O，即a>b>c>d，故A错误； 非金属性：O>P，非金属性越强其对应的简单氢化物越稳定，故B正确； 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P元素和O元素可以形成P，故C正确； 非金属性：a<b<c，最高价氧化物对应水化物的酸性：c>b>a，故D正确。 对点训练 2.(2023·浙江宁波高二检测)某原子核外共有15个不同运动状态的电子，以下说法正确的是 A.该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p23d1 B.原子中所有的电子占有3个能级，9个轨道 C.该元素的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物 D.基态原子中能量最高的电子的电子云轮廓图为纺锤形 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该原子核外有15个电子，为P元素，基态P原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，故A错误； 该原子中所有的电子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，1+1+3+1+3=9个轨道，故B错误； 该元素的最高价氧化物对应的水化物是磷酸，为中强酸，故C错误； 基态原子中能量最高的为3p能级上的电子，电子云轮廓图为纺锤形，故D正确。 对点训练 3.下列元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是 A.L电子层p轨道只填了2个电子的元素 B.外围电子排布式为3s23p2的元素 C.第3周期有7个外围电子的元素 D.3p轨道电子半充满的元素 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ A项中元素为C，B项中元素为Si，C项中元素为Cl，D项中元素为P。酸性：HClO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3。 对点训练 4.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.简单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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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； 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 元素的非金属性越强，其简单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。 对点训练 5.m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，p、q元素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误的是 A.m、n、p元素的第一电离能依次增大 B.n元素基态原子的轨道表示式： C.w元素原子的外围电子排布式为3d104s1 D.w单质分别与p、q单质反应，产物中w的化合价不同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，则原子核外电子排布式为1s22s22p2，故m为C元素；w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，则原子核外电子数为2+8+18+1=29，故w为Cu元素；p、q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小于Cu，且两者核电荷数之和为24，可推知p为O元素、q为S元素；n的原子序数介于C、O之间，故n为N元素。 对点训练 6.(2023·江苏南通期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X是地壳中含量最高的元素，Y是金属元素且第一电离能比同周期相邻元素大，Z与X同主族。下列有关说法不正确的是 A.电负性：X>Z B.简单离子半径：X<Y C.Y位于元素周期表第3周期ⅡA族 D.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最高的元素，则X为O，Y是金属元素且第一电离能比同周期相邻元素大说明Y为第3周期元素Mg，Z与X同主族，Z为S，则W为Cl。电负性：O>S，A正确； 离子半径：O2->Mg2+，B不正确； Mg位于元素周期表第3周期ⅡA族，C正确； S的最高价氧化物对应水化物H2SO4的酸性比HClO4的弱，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 7.(2024·浙江台州月考)X、Y、Z、W是前四周期的元素，原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍；在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种；Z是金属性最强的短周期元素；W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满电子。下列说法正确的是 A.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y强 B.Y在周期表中位于第2周期ⅥA族 C.电负性大小：Z<X<Y D.W元素在元素周期表中的s区 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍，则X的电子排布为1s22s1或1s22s22p2，X为Li或C。Z是金属性最强的短周期元素，Z为Na。在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种，Y为N。W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满，W为Mg或Zn。Y位于第2周期ⅤA族，B项错误； 同周期元素从左往右电负性逐渐增大，同主族元素从上往下电负性逐渐减小，则电负性：Z<X<Y，C项正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 同周期元素从左往右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，即X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的弱，A项错误； 若W为Zn，则属于ds区元素，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 8.(2021·浙江6月选考，15)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示，其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是 A.还原性：ZQ2<ZR4 B.X能从ZO2中置换出Z C.Y能与Fe2O3反应得到Fe D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 ZQ2为CS2，ZR4为CCl4，CS2中硫元素的 还原性强于CCl4中的氯元素，A错误； Mg和CO2发生反应：2Mg+CO2 2MgO+C，B正确； Al和Fe2O3发生铝热反应：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，C正确； M为N，N的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，最低价氢化物为NH3，二者发生反应：HNO3+NH3===NH4NO3，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 9.短周期元素R、X、Y、Z、L、M原子序数依次递增，R和Z位于同一主族，最外层电子数：L+M=X+Y，其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法错误的是 A.简单氢化物的稳定性：Y>X B.简单离子半径：M>Y>Z>L C.Z、L和M的最高价氧化物对应水化物能 相互反应 D.Z分别与R、Y、M形成的化合物中均只含离子键 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 短周期元素R、X、Y、Z、L、M原子序 数依次递增，由图知R、X、Y、M形成 共用电子对数分别为1、4、2、1，则R、 X、Y、M分别为H、C、O、Cl，再根据最外层电子数：L+M=X+Y，可知Z、L分别为Na、Al元素，以此解答。非金属性：O>C，简单氢化物的稳定性：H2O>CH4，故A正确； 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 M为Cl元素，Cl-有三个电子层，O2-、 Na+和Al3+都有两个电子层且结构相同， 核电荷数越大，半径越小，则简单离子 半径：M>Y>Z>L，故B正确； Z、L和M的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3和HClO4，其中Al(OH)3是两性氢氧化物，既可以和强酸反应也可以和强碱反应，三者之间能相互反应，故C正确； Z(Na)与Y(O)形成的过氧化钠中含有离子键和共价键，D错误。 对点训练 10.短周期元素X、Y、Z、W形成化合物甲，其原子组成比为N(X)∶N(Y)∶ N(Z)∶N(W)=8∶1∶2∶3。已知X为短周期中原子半径最小的元素，Y、Z、W处于同一周期且原子半径逐渐减小。下列说法错误的是 A.Y、Z、W的第一电离能：Y<W<Z B.Y、Z、W的电负性：Y<Z<W C.化合物甲为共价化合物 D.YW、ZW在催化剂作用下发生反应，可以减小对环境的污染 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 X为短周期中原子半径最小的元素，则X为H元素，结合Y、Z、W在周期表中的位置关系和化合物甲中各原子的个数比可知，Y、Z、W分别为C元素、N元素、O元素。C、N、O的第一电离能：N>O>C，故A正确； 同周期元素的电负性随着核电荷数的增加而增大，则C、N、O的电负性：C<N<O，故B正确； 化合物甲为(NH4)2CO3，为离子化合物，故C错误； CO、NO在催化剂作用下发生反应，生成氮气和二氧化碳，可以减小对环境的污染，故D正确。 对点训练 11.(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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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； 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； 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 综合强化 12.(2021·全国乙卷，11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似，土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是 A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z B.化合物XW中的化学键为离子键 C.Y单质的导电性能弱于Z单质的 D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 由题可设W元素的最外层电子数为x，X元素的最外层电子数为y，则Y、Z的最外层电子数分别为y+1、y+2，则x+y+y+1+y+2=15，即x+3y=12，且x≠y，x≠y+1，x≠y+2，可得x=6，y=2符合要求；所以W为O元素，X为Mg元素、Y为Al元素、Z为Si元素。原子半径大小顺序为Mg>Al>Si> O，即X>Y>Z>W，A错误； 化合物XW即MgO，为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的导电性能，C错误； Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸的酸性弱于碳酸，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 13.(2023·山东烟台高二质检)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数目的2倍，Y与X能形成一种以 形式存在的阴离子，Z与X的最外层电子数目相同。下列说法错误的是 A.原子半径：Y>Z>X B.简单离子的还原性：Z>W>X C.四种元素中，Y的电负性最小 D.同周期元素中，W的第一电离能最大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 综合强化 同一周期，从左到右元素的原子半径逐渐减小，同一主族，自上而下元素的原子半径依次增大，原子半径：Si>S>O，A项正确； 元素的非金属性越强，其简单离子还原性越弱，非金属性：O>Cl>S，故简单离子还原性：S2->Cl->O2-，B项正确； 电负性：Si<S<Cl<O，C项正确； 0族元素具有全满电子结构，十分稳定，同周期元素中，0族元素的第一电离能最大，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 14.X、Y、Z、M、W、Q、R是分布在周期表中三个短周期的主族元素，已知其原子半径及主要化合价如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 元素代号 X Y Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化合价 +1 +3 +6，-2 +7，-1 +5，-3 -2 +1 (1)X在周期表中的位置是　　　　　　　；X、Y、Q各自形成的简单离子中，离子半径由大到小的顺序是　　　　　 　(填离子符号)。W和R按原子个数比1∶3构成的粒子中所含的化学键类型为　　　　。  第3周期ⅠA族 O2->Na+>Al3+ 共价键 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 依据题表可得，X是钠元素，Y是铝元素，Z是硫元素，M是氯元素，W是氮元素，Q是氧元素，R是氢元素。 Na在周期表中的位置是第3周期ⅠA族；在电子层结构相同的情况下，核电荷数越大，半径越小，X、Y、Q各自形成的简单离子电子层结构相同，离子半径由大到小的顺序是O2->Na+>Al3+；氮和氢按原子个数比1∶3构成的粒子(氨)中所含的化学键类型为共价键。 综合强化 (2)X与Y相比，金属性较强的是　　(填元素名称)，两元素最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是　　　　(填化学式)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 钠 NaOH 同一周期元素从左到右，金属性越来越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱，钠与铝相比，金属性较强的是钠，两元素最高价氧化物的水化物中，碱性较强的是NaOH。 综合强化 (3)写出X元素的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物反应的化学方程式：　　 　　　　　　　　　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O 钠元素的最高价氧化物对应的水化物(氢氧化钠)与铝的最高价氧化物(氧化铝)反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O。 综合强化 (4)下列事实能说明M元素的非金属性比Z元素的非金属性强的是　　(填字母)。  a.M单质与H2Z溶液反应，溶液变浑浊 b.在氧化还原反应中，1 mol M单质比1 mol Z得电子多 c.M和Z两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ac 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Cl2与H2S溶液反应，溶液变浑浊，生成了S单质：Cl2+H2S===2HCl+S↓，氧化剂的氧化性大于氧化产物，氧化性：Cl2>S，单质的氧化性越强，元素非金属性越强，故a正确； 非金属性的强弱与得电子的能力有关，跟数目没有关系，故b错误； 氯和硫两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高，说明前者的稳定性高，气态氢化物的稳定性越高，元素非金属性越强，故c正确。 综合强化 15.(2024·山东枣庄检测)Ⅰ.回答下列问题： (1)Cd与Zn同族且相邻，写出基态Cd原子的外围电子排布式：　　 　。  (2)基态C原子中电子占据最高能级的符号是　　，核外电子的空间运动状态有　 种，成对电子数与未成对电子数之比为　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4d105s2 2p 2∶1 4 基态C原子中电子占据最高能级的符号是2p；核外电子排布式为1s22s22p2，核外电子的空间运动状态有4种；成对电子数与未成对电子数之比为2∶1。 综合强化 (3)Mn在周期表中的位置为　　 　　　　，其基态原子外围电子轨道表 示式为　　　　　　 。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 第4周期ⅦB族 综合强化 Ⅱ.有六种前四周期元素U、V、W、X、Y、Z，其原子序数依次增大，部分信息如表所示。请用相应的化学用语回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 U 原子核外电子只存在一种运动状态 V 简单氢化物能与最高价氧化物对应的水化物反应生成盐 W 基态原子的外围电子排布为nsnnp2n X 有同素异形体，其中白色单质需要保存在水中 Y 主族金属元素；各电子层s能级上电子总数与各电子层p能级上电子总数之比为2∶3 Z 前四周期的基态原子中核外未成对电子数最多 综合强化 (4)V、X分别与U形成的简单氢化物的稳定性较强的是　　　(填化学式)；基态Z原子的电子排布式为　　　 　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 NH3 1s22s22p63s23p63d54s1 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 U、V、W、X、Y、Z为前四周期元素，其原子序数依次增大，U的原子核外电子只存在一种运动状态，则U为H；V的简单氢化物能与最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则V为N；W的基态原子的外围电子排布为nsnnp2n，而n=2，故W为O；X单质有同素异形体，其中白色单质需要保存在水中，即白磷，则X为P；Y是主族金属元素，原子序数大于氯，故Y处于第4周期，各电子层s能级上电子总数与各电子层p能级上电子总数之比为2∶3，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故Y为Ca；Z是前四周期的基态原子中核外未成对电子数最多的元素，则外围电子排布式为3d54s1，故Z为Cr。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 元素非金属性越强，其简单氢化物越稳定，N、P分别与H形成的简单氢化物的稳定性较强的是NH3； 基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 综合强化 (5)U、V、W三种元素中第一电离能最大的是　　(填元素名称)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 氮 N原子2p能级半充满更稳定，第一电离能大于O，H、N、O三种元素中第一电离能最大的是氮。 综合强化 (6)U、V、W、X、Y、Z六种元素位于周期表中d区的是　　(填元素符号，下同)；Y(VW3)2中各元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Cr U、V、W、X、Y、Z六种元素分别为H、N、O、P、Ca、Cr，故位于周期表中d区的元素是Cr；Y(VW3)2中各元素即Ca、N、O，根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大，同一主族从上往下元素的电负性依次减小可知，其电负性由大到小的顺序为O>N>Ca。 O>N>Ca 返回 综合强化 $$ 第3课时　元素推断与元素周期律的综合应用 ［核心素养发展目标］　1.能根据构造原理推断元素种类，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.能根据元素种类及其在元素周期表中的位置关系，形成“位—构—性”的推导模型，强化证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 一、元素推断 1.根据构造原理推断元素种类及其在周期表中的位置 （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。 （5）基态原子中未成对电子（单电子）的判断 未成对电子的含义：一个原子轨道中只有1个电子时，该电子即为未成对电子。一个原子轨道中有2个自旋状态不同的电子，这2个电子称为成对电子。 写出符合下列条件的1~36号元素的元素符号： ①有1个未成对电子：H、Li、Na、K、B、Al、Ga、F、Cl、Br、Sc、Cu。 ②有2个未成对电子：C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni。 ③有3个未成对电子：N、P、As、V、Co。 ④有4个未成对电子：Fe。 ⑤有5个未成对电子：Mn。 ⑥有6个未成对电子：Cr。 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）利用常见元素及其化合物的特征性质。 3.元素推断的一般思路 1.具有下列电子层结构的原子：①3p轨道上只有一对成对电子的原子；②外围电子排布为2s22p5的原子；③3p轨道为半充满的原子；④正三价的阳离子结构与氖相同的原子。下列有关比较正确的是 （　　） A.第一电离能：②>③>①>④ B.原子半径：④>③>②>① C.电负性：②>③>①>④ D.最高正化合价：②>③>①>④ 答案　A 解析　①3p轨道上只有一对成对电子的原子为S原子，②外围电子排布为2s22p5的原子为F原子，③3p轨道为半充满的原子为P原子，④正三价的阳离子结构与氖相同的原子，即失去3个电子后还有10个电子，所以原子中含有13个电子，为Al原子。电子层数越多，一般半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，所以原子半径：Al>P>S>F，B错误；元素的非金属性越强，电负性越强，所以电负性：F>S>P>Al，C错误；S最高正化合价为+6，P最高正化合价为+5，Al最高正化合价为+3，而F没有正化合价，故D错误。 2.在短周期元素中，元素的基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有a种，元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种，则a∶b的值为 （　　） A.1 B.2 C.3 D.4 答案　B 解析　在短周期元素中，基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有第1周期的H元素，第2周期的C元素、O元素，第3周期的P元素，共4种，即a=4。在短周期元素中，基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有C元素、Si元素，共2种，即b=2。 3.（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为　　　　，第3周期中有两个单电子的元素为　　　　　　（填元素符号，一种即可），M电子层上有2对成对电子的原子最外层共有　　　种不同运动状态的电子。  （2）1~36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及外围电子排布式：　　　 　　　　。  （3）某元素的原子序数为33，该元素原子的外围电子排布式为　　　　　　　　，该元素原子核外有　　　　个电子层，有　　　个能级，有　　　　个原子轨道，有　　　　个单电子。  答案　（1）2　Si（或S）　6 （2）C：2s22p2、Si：3s23p2、Ge：4s24p2、O：2s22p4、S：3s23p4、Se：4s24p4、Ti：3d24s2、Ni：3d84s2 （3）4s24p3　4　8　18　3 解析　（1）O原子核外有8个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，故其未成对电子数是2。第3周期中有两个未成对电子（单电子）的元素的外围电子排布式为3s23p2或3s23p4，核外电子数为14或16，元素符号为Si或S。M层上有2对成对电子的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，最外层有6个电子，每个电子的运动状态都不相同，所以最外层共有6种不同运动状态的电子。 （3）先写出其电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3，外围电子排布式为4s24p3，得出该元素原子核外有8个能级，共有1+1+3+1+3+5+1+3=18个原子轨道（s：1个轨道；p：3个轨道；d：5个轨道），有3个单电子。 二、元素性质递变规律 同周期、同主族元素的结构与性质递变规律 结构与性质 同周期主族元素（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 从1递增到7（第1周期除外） 相同 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 主要化合价 最高正价=族序数（O、F除外），非金属元素最低负价=-（8-族序数）（H除外） 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 简单气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱 第一电离能 总体呈增大趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 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.现有四种元素基态原子的电子排布式如下。则下列有关比较中正确的是 （　　） ①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5 A.第一电离能：④>③>②>① B.原子半径：①>②>③>④ C.未成对电子数：④>③=②>① D.电负性：④>③>②>① 答案　A 解析　②的3p轨道为半充满状态，故第一电离能②>①，故第一电离能：④>③>②>①，故A正确；①和②电子层数相同，③和④电子层数相同，电子层数越多，半径越大，电子层数相同的，核电荷数越大，半径越小，故原子半径：②>①>③>④，故B错误；①中未成对电子数为2，②中未成对电子数为3，③中未成对电子数为3，④中未成对电子数为1，则未成对电子数：③=②>①>④，故C错误；①和②同周期，③和④同周期，从左往右，电负性逐渐增大，故①>②，③<④，②和③处于同主族，从上往下，电负性逐渐减小，故②<③，故D错误。 3.（2024·山东济宁高二期末）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元素为副族元素且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。 课时对点练　［分值：100分］ （选择题1~13题，每小题5分，共65分） 1.已知周期表中短周期的一部分如图所示，若a原子最外层电子数比次外层电子数少3，下列说法不正确的是 （　　） A.原子半径大小顺序是c>b>d>a B.d的简单氢化物比a的简单氢化物稳定 C.a和d的原子结合可以形成带3个负电荷的阴离子 D.a、b、c最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是c>b>a 答案　A 解析　由元素在周期表中的相对位置可知d位于第2周期，a、b、c位于第3周期，a原子最外层电子数比次外层电子数少3，故a原子最外层电子数为5，故a为P元素，则b为S元素，c为Cl元素，d为O元素。同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，电子层数越多原子半径越大，原子半径：P>S>Cl>O，即a>b>c>d，故A错误；非金属性：O>P，非金属性越强其对应的简单氢化物越稳定，故B正确；P元素和O元素可以形成P，故C正确；非金属性：a<b<c，最高价氧化物对应水化物的酸性：c>b>a，故D正确。 2.（2023·浙江宁波高二检测）某原子核外共有15个不同运动状态的电子，以下说法正确的是 （　　） A.该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p23d1 B.原子中所有的电子占有3个能级，9个轨道 C.该元素的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物 D.基态原子中能量最高的电子的电子云轮廓图为纺锤形 答案　D 解析　该原子核外有15个电子，为P元素，基态P原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，故A错误；该原子中所有的电子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，1+1+3+1+3=9个轨道，故B错误；该元素的最高价氧化物对应的水化物是磷酸，为中强酸，故C错误；基态原子中能量最高的为3p能级上的电子，电子云轮廓图为纺锤形，故D正确。 3.下列元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是 （　　） A.L电子层p轨道只填了2个电子的元素 B.外围电子排布式为3s23p2的元素 C.第3周期有7个外围电子的元素 D.3p轨道电子半充满的元素 答案　C 解析　A项中元素为C，B项中元素为Si，C项中元素为Cl，D项中元素为P。酸性：HClO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3。 4.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.简单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，其简单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。 5.m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，p、q元素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误的是 （　　） A.m、n、p元素的第一电离能依次增大 B.n元素基态原子的轨道表示式： C.w元素原子的外围电子排布式为3d104s1 D.w单质分别与p、q单质反应，产物中w的化合价不同 答案　A 解析　m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，则原子核外电子排布式为1s22s22p2，故m为C元素；w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，则原子核外电子数为2+8+18+1=29，故w为Cu元素；p、q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小于Cu，且两者核电荷数之和为24，可推知p为O元素、q为S元素；n的原子序数介于C、O之间，故n为N元素。 6.（2023·江苏南通期末）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X是地壳中含量最高的元素，Y是金属元素且第一电离能比同周期相邻元素大，Z与X同主族。下列有关说法不正确的是 （　　） A.电负性：X>Z B.简单离子半径：X<Y C.Y位于元素周期表第3周期ⅡA族 D.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱 答案　B 解析　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最高的元素，则X为O，Y是金属元素且第一电离能比同周期相邻元素大说明Y为第3周期元素Mg，Z与X同主族，Z为S，则W为Cl。电负性：O>S，A正确；离子半径：O2->Mg2+，B不正确；Mg位于元素周期表第3周期ⅡA族，C正确；S的最高价氧化物对应水化物H2SO4的酸性比HClO4的弱，D正确。 7.（2024·浙江台州月考）X、Y、Z、W是前四周期的元素，原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍；在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种；Z是金属性最强的短周期元素；W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满电子。下列说法正确的是 （　　） A.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y强 B.Y在周期表中位于第2周期ⅥA族 C.电负性大小：Z<X<Y D.W元素在元素周期表中的s区 答案　C 解析　基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍，则X的电子排布为1s22s1或1s22s22p2，X为Li或C。Z是金属性最强的短周期元素，Z为Na。在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种，Y为N。W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满，W为Mg或Zn。Y位于第2周期ⅤA族，B项错误；同周期元素从左往右电负性逐渐增大，同主族元素从上往下电负性逐渐减小，则电负性：Z<X<Y，C项正确；同周期元素从左往右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，即X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的弱，A项错误；若W为Zn，则属于ds区元素，D项错误。 8.（2021·浙江6月选考，15）已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示，其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是 （　　） A.还原性：ZQ2<ZR4 B.X能从ZO2中置换出Z C.Y能与Fe2O3反应得到Fe D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应 答案　A 解析　ZQ2为CS2，ZR4为CCl4，CS2中硫元素的还原性强于CCl4中的氯元素，A错误；Mg和CO2发生反应：2Mg+CO22MgO+C，B正确；Al和Fe2O3发生铝热反应：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，C正确；M为N，N的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，最低价氢化物为NH3，二者发生反应：HNO3+NH3===NH4NO3，D正确。 9.短周期元素R、X、Y、Z、L、M原子序数依次递增，R和Z位于同一主族，最外层电子数：L+M=X+Y，其中元素R、X、Y、M形成的化合物（结构式）具有如图所示转化关系。下列说法错误的是 （　　） A.简单氢化物的稳定性：Y>X B.简单离子半径：M>Y>Z>L C.Z、L和M的最高价氧化物对应水化物能相互反应 D.Z分别与R、Y、M形成的化合物中均只含离子键 答案　D 解析　短周期元素R、X、Y、Z、L、M原子序数依次递增，由图知R、X、Y、M形成共用电子对数分别为1、4、2、1，则R、X、Y、M分别为H、C、O、Cl，再根据最外层电子数：L+M=X+Y，可知Z、L分别为Na、Al元素，以此解答。非金属性：O>C，简单氢化物的稳定性：H2O>CH4，故A正确；M为Cl元素，Cl-有三个电子层，O2-、Na+和Al3+都有两个电子层且结构相同，核电荷数越大，半径越小，则简单离子半径：M>Y>Z>L，故B正确；Z、L和M的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al（OH）3和HClO4，其中Al（OH）3是两性氢氧化物，既可以和强酸反应也可以和强碱反应，三者之间能相互反应，故C正确；Z（Na）与Y（O）形成的过氧化钠中含有离子键和共价键，D错误。 10.短周期元素X、Y、Z、W形成化合物甲，其原子组成比为N（X）∶N（Y）∶N（Z）∶N（W）=8∶1∶2∶3。已知X为短周期中原子半径最小的元素，Y、Z、W处于同一周期且原子半径逐渐减小。下列说法错误的是 （　　） A.Y、Z、W的第一电离能：Y<W<Z B.Y、Z、W的电负性：Y<Z<W C.化合物甲为共价化合物 D.YW、ZW在催化剂作用下发生反应，可以减小对环境的污染 答案　C 解析　X为短周期中原子半径最小的元素，则X为H元素，结合Y、Z、W在周期表中的位置关系和化合物甲中各原子的个数比可知，Y、Z、W分别为C元素、N元素、O元素。C、N、O的第一电离能：N>O>C，故A正确；同周期元素的电负性随着核电荷数的增加而增大，则C、N、O的电负性：C<N<O，故B正确；化合物甲为（NH4）2CO3，为离子化合物，故C错误；CO、NO在催化剂作用下发生反应，生成氮气和二氧化碳，可以减小对环境的污染，故D正确。 11.（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；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。 12.（2021·全国乙卷，11）我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似，土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是 （　　） A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z B.化合物XW中的化学键为离子键 C.Y单质的导电性能弱于Z单质的 D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸 答案　B 解析　由题可设W元素的最外层电子数为x，X元素的最外层电子数为y，则Y、Z的最外层电子数分别为y+1、y+2，则x+y+y+1+y+2=15，即x+3y=12，且x≠y，x≠y+1，x≠y+2，可得x=6，y=2符合要求；所以W为O元素，X为Mg元素、Y为Al元素、Z为Si元素。原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O，即X>Y>Z>W，A错误；化合物XW即MgO，为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的导电性能，C错误；Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸的酸性弱于碳酸，D错误。 13.（2023·山东烟台高二质检）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数目的2倍，Y与X能形成一种以形式存在的阴离子，Z与X的最外层电子数目相同。下列说法错误的是 （　　） A.原子半径：Y>Z>X B.简单离子的还原性：Z>W>X C.四种元素中，Y的电负性最小 D.同周期元素中，W的第一电离能最大 答案　D 解析　同一周期，从左到右元素的原子半径逐渐减小，同一主族，自上而下元素的原子半径依次增大，原子半径：Si>S>O，A项正确；元素的非金属性越强，其简单离子还原性越弱，非金属性：O>Cl>S，故简单离子还原性：S2->Cl->O2-，B项正确；电负性：Si<S<Cl<O，C项正确；0族元素具有全满电子结构，十分稳定，同周期元素中，0族元素的第一电离能最大，D项错误。 14.（13分）X、Y、Z、M、W、Q、R是分布在周期表中三个短周期的主族元素，已知其原子半径及主要化合价如下： 元素代号 X Y Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化合价 +1 +3 +6，-2 +7，-1 +5，-3 -2 +1 （1）X在周期表中的位置是　　　　　　　　；X、Y、Q各自形成的简单离子中，离子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　（填离子符号）。W和R按原子个数比1∶3构成的粒子中所含的化学键类型为　　　　。  （2）X与Y相比，金属性较强的是　　　　（填元素名称），两元素最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是　　　　　（填化学式）。  （3）写出X元素的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。  （4）下列事实能说明M元素的非金属性比Z元素的非金属性强的是　　　　　（填字母）。  a.M单质与H2Z溶液反应，溶液变浑浊 b.在氧化还原反应中，1 mol M单质比1 mol Z得电子多 c.M和Z两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高 答案　（1）第3周期ⅠA族　O2->Na+>Al3+　共价键　（2）钠　NaOH （3）Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O　（4）ac 解析　依据题表可得，X是钠元素，Y是铝元素，Z是硫元素，M是氯元素，W是氮元素，Q是氧元素，R是氢元素。（1）Na在周期表中的位置是第3周期ⅠA族；在电子层结构相同的情况下，核电荷数越大，半径越小，X、Y、Q各自形成的简单离子电子层结构相同，离子半径由大到小的顺序是O2->Na+>Al3+；氮和氢按原子个数比1∶3构成的粒子（氨）中所含的化学键类型为共价键。（2）同一周期元素从左到右，金属性越来越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱，钠与铝相比，金属性较强的是钠，两元素最高价氧化物的水化物中，碱性较强的是NaOH。（3）钠元素的最高价氧化物对应的水化物（氢氧化钠）与铝的最高价氧化物（氧化铝）反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O。（4）Cl2与H2S溶液反应，溶液变浑浊，生成了S单质：Cl2+H2S===2HCl+S↓，氧化剂的氧化性大于氧化产物，氧化性：Cl2>S，单质的氧化性越强，元素非金属性越强，故a正确；非金属性的强弱与得电子的能力有关，跟数目没有关系，故b错误；氯和硫两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高，说明前者的稳定性高，气态氢化物的稳定性越高，元素非金属性越强，故c正确。 15.（22分）（2024·山东枣庄检测）Ⅰ.回答下列问题： （1）Cd与Zn同族且相邻，写出基态Cd原子的外围电子排布式：　　　　　　。  （2）基态C原子中电子占据最高能级的符号是　　　，核外电子的空间运动状态有　　　　　种，成对电子数与未成对电子数之比为　　　　　。  （3）Mn在周期表中的位置为　　　　　　，其基态原子外围电子轨道表示式为　　　　　　。  Ⅱ.有六种前四周期元素U、V、W、X、Y、Z，其原子序数依次增大，部分信息如表所示。请用相应的化学用语回答下列问题： U 原子核外电子只存在一种运动状态 V 简单氢化物能与最高价氧化物对应的水化物反应生成盐 W 基态原子的外围电子排布为nsnnp2n X 有同素异形体，其中白色单质需要保存在水中 Y 主族金属元素；各电子层s能级上电子总数与各电子层p能级上电子总数之比为2∶3 Z 前四周期的基态原子中核外未成对电子数最多 （4）V、X分别与U形成的简单氢化物的稳定性较强的是　　　　　（填化学式）；基态Z原子的电子排布式为　　　　　　。  （5）U、V、W三种元素中第一电离能最大的是　　　　　（填元素名称）。  （6）U、V、W、X、Y、Z六种元素位于周期表中d区的是　　　　　　（填元素符号，下同）；Y（VW3）2中各元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　。  答案　（1）4d105s2　（2）2p　4　2∶1　（3）第4周期ⅦB族　 　（4）NH3　1s22s22p63s23p63d54s1　（5）氮　（6）Cr　O>N>Ca 解析　Ⅰ.（2）基态C原子中电子占据最高能级的符号是2p；核外电子排布式为1s22s22p2，核外电子的空间运动状态有4种；成对电子数与未成对电子数之比为2∶1。Ⅱ.U、V、W、X、Y、Z为前四周期元素，其原子序数依次增大，U的原子核外电子只存在一种运动状态，则U为H；V的简单氢化物能与最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则V为N；W的基态原子的外围电子排布为nsnnp2n，而n=2，故W为O；X单质有同素异形体，其中白色单质需要保存在水中，即白磷，则X为P；Y是主族金属元素，原子序数大于氯，故Y处于第4周期，各电子层s能级上电子总数与各电子层p能级上电子总数之比为2∶3，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故Y为Ca；Z是前四周期的基态原子中核外未成对电子数最多的元素，则外围电子排布式为3d54s1，故Z为Cr。（4）元素非金属性越强，其简单氢化物越稳定，N、P分别与H形成的简单氢化物的稳定性较强的是NH3；基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。（5）N原子2p能级半充满更稳定，第一电离能大于O，H、N、O三种元素中第一电离能最大的是氮。（6）U、V、W、X、Y、Z六种元素分别为H、N、O、P、Ca、Cr，故位于周期表中d区的元素是Cr；Y（VW3）2中各元素即Ca、N、O，根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大，同一主族从上往下元素的电负性依次减小可知，其电负性由大到小的顺序为O>N>Ca。 学科网（北京）股份有限公司 $$