内容正文:
专题01 原子结构 元素周期表
题型一 质子数、中子数、电子数的相关计算
题型二 核素、同位素与同素异形体
题型三 元素周期表及其应用
题型四 周期表与元素推断
题型五 元素周期律及其应用
题型六 周期律与元素推断
题型七 元素周期表的应用
题型八 同主族元素递变规律
题型九 同周期元素递变规律
题型十 元素综合推断
题型一 质子数、中子数、电子数的相关计算
【例1-1】(24-25高一下·北京·期中)钇的一种核素可用于癌症的靶向放射治疗。下列关于的说法正确的是
A.原子序数为39 B.中子数为90 C.核外电子数为51 D.质量数为129
【例1-2】(23-24高一上·贵州黔东南·期末)、具有放射性,在医药上用于治疗肿瘤。下列关于、的说法正确的是
A.、互为同素异形体 B.的质量数是53
C.的中子数是82 D.的电子数是188
【变式1-1】(24-25高一上·福建泉州·期中)在离子中原子的质量数为A,中子数为N,则含有的核外电子数为
A. B.
C. D.
【变式1-2】(24-25高一上·福建福州·期中)下列有关的叙述正确的是
A.是铯的一种同素异形体 B.的质子数为137
C.的核外电子数为55 D.核内的中子数与质子数之差为82
【变式1-3】(24-25高一下·北京丰台·期中)某原子X的核内中子数为N,质量数为A,它与原子构成分子。所含质子的物质的量是
A. B.
C. D.
题型二 核素、同位素与同素异形体
【例2-1】(24-25高一上·广西梧州·期中)已知微粒、、、,下列说法错误的是
A.和互为同位素 B.和含有相同的质子数
C.和是N的两种核素 D.与所含中子数相同
【例2-2】(24-25高一上·河北唐山·期中)下列说法错误的是
A.、是两种不同的核素 B.与的质量数相同
C.与互为同位素 D.与的中子数相同
【变式2-1】(24-25高一下·湖北·期中)下列说法不正确的是
A.和石墨互为同素异形体 B.H、D、T是同一元素的三种核素
C.与中含有相同的中子数 D.、、互为同位素
【变式2-2】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列说法不正确的是
A.和互为同素异形体
B.和是两种不同的核素
C.和互为同位素
D.等物质的量和含有相同的电子数
【变式2-3】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列说法不正确的是
A.和互为同素异形体 B.和是两种不同的核素
C.和互为同位素 D.和含有相同的电子数
题型三 元素周期表及其应用
【例3-1】(24-25高一下·福建莆田·期中)若把元素周期表原先的主副族及族号取消,由左至右改为18列,如氢元素和碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按此规定,下列说法错误的是
A.同一横行的第13列和第2列的元素原子序数相差可能等于1、11或26
B.第2列的元素均为金属元素
C.第3列元素种类最多
D.第18列元素形成的单质中不存在化学键
【例3-2】(24-25高一下·河南南阳·期中)下列关于元素周期表说法错误的是
A.元素周期表中有7个周期,周期序数等于该元素原子的核外电子层数
B.周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
C.元素周期表有18个族,族序数等于该元素原子的最外层电子数
D.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
【变式3-1】(23-24高一下·辽宁大连·期末)关于元素周期表的说法正确的是
A.元素周期表中有8个副族
B.元素周期表中的短周期是指第一、二周期
C.最外层电子数为2的元素一定位于第ⅡA族
D.同周期相邻主族的元素原子序数不一定相差1
【变式3-2】(24-25高一上·甘肃·期末)下列关于元素周期表的叙述,正确的是
A.元素周期表共有7个横行,称为周期;共有16个纵行,称为族
B.前20号元素称为短周期元素
C.在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
D.第IA族的元素都被称作碱金属元素
【变式3-3】(23-24高一上·黑龙江大庆·期末)有关元素周期表,下列说法正确的是
A.第一主族的元素都是碱金属元素
B.最外层电子数为2的元素一定位于第IIA族
C.在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到过渡元素
D.元素周期表中含有元素种类最多的族是第IIIB族
题型四 周期表与元素推断
【例4-1】(24-25高一下·广西柳州·期中)如图所示是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,X的最外层电子数等于电子层数,下列说法错误的是
A.非金属性:Y<W
B.简单氢化物热稳定性:Z<W
C.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
D.X的离子半径在同周期元素的简单离子半径中最小
【例4-2】(24-25高一下·北京·期中)A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如下图。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
下列说法正确的是
A.A和C原子半径的大小关系是:r(A) < r(C)
B.A元素的原子序数为7
C.B元素在周期表中的位置是第二周期第VIA族
D.C元素的最高正价为+7,最低负价为–1
【变式4-1】(24-25高一下·上海·期中)W、X、Y和Z为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,其中W的质子数是X的2倍。下列说法错误的是
A.X的原子半径比Y的大
B.Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强
C.Z元素的气态氧化物的热稳定性比Y的高
D.X元素的单质能从H₂W溶液中置换出W元素的单质
【变式4-2】(24-25高一下·浙江·期中)下图为元素周期表中短周期的一部分,下列关于Y、Z、M的说法正确的是
A.非金属性:
B.原子半径:
C.Z单质难溶于水
D.三种元素中,Y的最高价氧化物对应的水化物酸性最强
【变式4-3】(24-25高一上·云南大理·期末)如图是元素周期表中短周期的一部分,若A原子最外层电子数比次外层电子数少3,则下列说法正确的是
A.四种元素都是非金属元素
B.B元素在元素周期表中位于第ⅣA族
C.A与C的原子序数之和跟B与D的原子序数之和相等
D.四种元素形成的单质在常温下都是气体
题型五 元素周期律及其应用
【例5-1】(24-25高一下·北京丰台·期中)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A.酸性: B.碱性:
C.热稳定性: D.非金属性:
【例5-2】(24-25高一下·北京·期中)下列各组中,微粒按得电子能力由弱到强、半径由大到小的顺序排列的是
A.O、Cl、S、P B.K+、Al3+、Ca2+、Ba2+
C.Rb、K、Na、Li D.K+、Mg2+、Al3+、H+
【变式5-1】(24-25高一下·河南南阳·期中)下列有关元素金属性或非金属性比较的说法不正确的是
A.将打磨过的镁带和铝片分别与热水反应,并滴入酚酞溶液,可以比较镁和铝的金属性强弱
B.依据非金属单质与氢气反应的难易程度能判断氧和氟的非金属性强弱
C.依据制取钾的反应,可以说明钠的金属性比钾强
D.依据反应,可以说明的非金属性比强
【变式5-2】(24-25高一下·山东枣庄·期中)下列推断正确的是
A.由酸性,推断非金属性
B.由氧化性,推断投入中发生
C.由金属性,推断投入溶液中发生
D.由稳定性,推断非金属性
【变式5-3】(24-25高一上·广东广州·期末)硫酸钡(BaSO4)是一种用于胃肠道造影检查的辅助用药。钡(56Ba)与镁(12Mg)是同族元素,关于钡的性质的判断正确的是
A.Ba是第五周期第ⅡA族元素 B.碱性:Ba(OH)2 < Mg(OH)2
C.金属性:Ca > Ba D.原子半径:Cs > Ba
题型六 周期律与元素推断
【例6-1】(24-25高一下·浙江·期中)W、X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,W只有一个质子,Z的最外层电子数是内层电子数的3倍,W、X、Z三种元素的原子最外层电子数之和为11,Q在地壳中含量居第三,R的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:X<R
B.离子半径:Z<Q
C.氢化物的稳定性:X<Y
D.由W、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【例6-2】(24-25高一下·湖南·期中)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,已知:只有Z为金属元素,Z、W处于同周期的相邻主族,且Z、W的原子序数之和是Y的3倍,X、Z的质子数之和是20,W与R原子的M层电子数之比为2∶3。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.的最高价氧化物对应的水化物为强碱
C.R的氧化物难溶于水
D.最简单气态氢化物的稳定性:
【变式6-1】(24-25高一下·山东济南·期中)X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的5种短周期元素。X的质子数与电子层数相同,Y、Z、M同周期且相邻,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,Z和与其同主族的短周期元素可组成常见气体。下列说法不正确的是
A.原子半径:W>Y>Z>M>X B.X、Y、Z三种元素可组成盐
C.、均可与水发生反应 D.Y、W的最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>W
【变式6-2】(24-25高一下·四川达州·期中)短周期X、Y、Z、W原子序数依次增大,X最外层电子数是内层电子数的3倍,且X、W最外层电子数相等;Y、Z和W最高价氧化物的水化物可以两两相互反应。下列说法正确的是
A.原子半径:Y>Z>W>X
B.Y的最高价氧化物的水化物和W的氧化物反应生成的是最高价含氧酸盐
C.简单离子半径:Y>Z>W>X
D.X分别与Y、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
【变式6-3】(24-25高一上·江苏苏州·期中)六种短周期元素(a、b、c、d、e、f)的原子序数依次增大。其中a与e同主族,b与f同主族,e与f同周期;常温下a、e的单质状态不同;d的核电荷数是b的最外层电子数的2倍;单质f是一种重要的半导体材料。由此可推知
A.c、d、e形成的简单离子半径:
B.b、c、d分别与a形成的简单化合物,稳定性由高到低依次为:
C.原子半径由大到小的顺序是
D.元素的非金属性由强到弱的顺序是
题型七 元素周期表的应用
【例7-1】(24-25高一·河北衡水·期中)元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是
A.元素的性质总在不断地发生明显的变化
B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.可在虚线的右上方寻找耐高温材料
【例7-2】(23-24高一下·陕西渭南·期中)由于周期表中位置靠近的元素性质相似,在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法,下列说法错误的是
A.在周期表中金属与非金属交界处寻找其他半导体材料
B.研究右上角非金属元素区域,制造新品种的农药
C.在过渡元素区域寻找制造催化剂的元素
D.在IA族寻找制造耐高温,耐腐蚀合金的元素
【变式7-1】(23-24高一下·上海·期末)元素周期表中位于金属和非金属的交界处,容易找到的元素是
A.制备农药的元素 B.用于制作半导体材料的元素
C.耐高温的合金元素 D.制备催化剂的元素
【变式7-2】(23-24高一下·福建三明·期中)元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应用错误的是
A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B.可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C.可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等
D.可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质
【变式7-3】(23-24高一下·陕西渭南·期末)下列关于元素周期表知识的说法正确的是
A.过渡元素全部都是金属元素
B.共有18个族,ⅢB族含元素种类最多
C.在金属元素与非金属元素的交界处寻找可作催化剂的合金材料
D.某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素一定是ⅡA族元素
题型八 同主族元素递变规律
【例8-1】(23-24高一下·河南南阳·期中)在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是
A.、、、、单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大
B.、、、的稳定性逐渐增强
C.ⅥA族元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和均为4
D.若存在119号元素,则该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈
【例8-2】(23-24高一上·河南开封·期末)下列有关的相关性质比较中,错误的是
A.离子半径: B.酸性:
C.还原性: D.沸点:
【变式8-1】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列关于卤族元素性质的变化规律,描述不正确的是
A.颜色深浅:I2>Br2>Cl2>F2 B.氧化性:I2<Br2<Cl2<F2
C.稳定性:HI<HBr<HCl<HF D.酸性:HI<HBr<HCl<HF
【变式8-2】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A.碱金属单质均能在空气中燃烧生成过氧化物
B.碱金属元素原子半径越大,失电子能力越强
C.卤素单质的颜色随着核电荷数的增加而加深
D.卤素单质与氢气化合越容易,说明该卤素单质的非金属性越强
【变式8-3】(24-25高一上·湖南长沙·期末)下列有关卤族元素及其化合物的说法不正确的是
A.与在暗处能剧烈化合并发生爆炸,生成的很稳定
B.湿润的淀粉试纸遇氯气变蓝,说明非金属性:
C.是深红棕色液体,是紫黑色固体
D.氯、溴、碘元素氧化物的水化物酸性逐渐减弱
题型九 同周期元素递变规律
【例9-1】(24-25高一下·河南南阳·期中)下列说法不正确的是
A.每一周期的元素都从碱金属开始,最后以稀有气体结束
B.同一周期中,从左到右,各主族元素的非金属性逐渐增强
C.第二、三周期上下相邻元素的原子核外电子数都相差8
D.周期表中元素种类最多的是第ⅢB族
【例9-2】(24-25高一上·天津河西·期末)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是
A.金属性: B.酸性:
C.碱性: D.热稳定性:
【变式9-1】(23-24高一下·安徽六安·期末)下列判断错误的是
A.非金属性: B.酸性:
C.还原性: D.碱性:
【变式9-2】(24-25高一上·山东青岛·期中)下列有关元素周期表中第三周期主族元素的说法,正确的是
A.从左到右,原子半径逐渐增大
B.从左到右,金属性减弱,非金属性增强
C.从左到右,氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
D.从左到右,简单离子的半径减小
【变式9-3】(23-24高一上·河北石家庄·期末)根据元素周期律的变化规律,下列比较和结论均正确的是
A.同周期原子最外层电子数:Al>Mg>Na,则碱性:
B.同主族非金属性O>S,则简单氢化物的沸点:
C.同周期非金属性F>O,则氟气通入水中能发生反应:
D.同周期非金属性Cl>S,则发生反应
题型十 元素综合推断
【例10-1】(24-25高一下·浙江衢州·期中)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,其中Z的原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A.简单离子半径大小顺序为:
B.简单氢化物的沸点:,可说明非金属性:
C.W的氧化物的水化物酸性一定比Z的强
D.可用于自来水的杀菌消毒
【例10-2】(24-25高一下·山东济南·期中)W、X、Y和Z为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,其中W的质子数是X的2倍。
下列说法错误的是
A.X的原子半径比Y的大
B.Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强
C.Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高
D.X元素的单质能从H2W溶液中置换出W元素的单质
【变式10-1】(24-25高一下·湖南·期中)短周期主族元素W、X、Y的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,由W、X、Y三种元素组成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.X与W形成的化合物溶于水时一定只破坏离子键
B.Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强于H3PO4
C.Y的氧化物可以用来制作太阳能电池板
D.化合物M中所有W都满足8电子稳定结构
【变式10-2】(24-25高一下·湖南·期中)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,M是短周期中金属性最强的元素,Z与Y、Q相邻,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是
A.沸点:X2Z>X2Q
B.M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2
C.简单离子半径:Q>M>Z>Y
D.简单氢化物的稳定性:Z>Y
【变式10-3】(23-24高一上·陕西西安·期末)已知X、Y、Z、W、M、N为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,六种元素的原子序数与原子半径的关系如图。Y是空气中含量最多的元素;M元素原子最外层电子数为最内层电子数的一半;N的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是
A.X形成的氧化物只有一种
B.简单离子半径:N>Z>W
C.最简单氢化物的稳定性:Y>Z>N
D.N的氧化物随意排放会造成温室效应
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专题01 原子结构 元素周期表
题型一 质子数、中子数、电子数的相关计算
题型二 核素、同位素与同素异形体
题型三 元素周期表及其应用
题型四 周期表与元素推断
题型五 元素周期律及其应用
题型六 周期律与元素推断
题型七 元素周期表的应用
题型八 同主族元素递变规律
题型九 同周期元素递变规律
题型十 元素综合推断
题型一 质子数、中子数、电子数的相关计算
【例1-1】(24-25高一下·北京·期中)钇的一种核素可用于癌症的靶向放射治疗。下列关于的说法正确的是
A.原子序数为39 B.中子数为90 C.核外电子数为51 D.质量数为129
【答案】A
【解析】由钇的一种核素可知其原子序数为39,A正确;的中子数为90-39=51,B错误;的核外电子数等于质子数为39,C错误;的质量数为90,D错误;故选A。
【例1-2】(23-24高一上·贵州黔东南·期末)、具有放射性,在医药上用于治疗肿瘤。下列关于、的说法正确的是
A.、互为同素异形体 B.的质量数是53
C.的中子数是82 D.的电子数是188
【答案】C
【解析】同种元素的不同种原子之间互称为同位素,、是碘元素的不同核素,互为同位素,A错误;的质量数是131,质子数为53,B错误;的质量数为135,质子数为53,中子数为135-53=82,C正确;的质子数为53,原子中质子数等于电子数,则电子数是53,D错误;故选C。
【变式1-1】(24-25高一上·福建泉州·期中)在离子中原子的质量数为A,中子数为N,则含有的核外电子数为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】R原子的质子数为A-N,则该复杂阴离子的电子数:A-N+3×8+n,则含有的核外电子数为;故选B。
【变式1-2】(24-25高一上·福建福州·期中)下列有关的叙述正确的是
A.是铯的一种同素异形体 B.的质子数为137
C.的核外电子数为55 D.核内的中子数与质子数之差为82
【答案】C
【解析】是铯的一种核素,A错误;的质子数为55,质量数为137,B错误;的质子数为55,则核外电子数为55,C正确;原子核内中子数为137-55=82,则中子数与质子数之差为82-55=27,D错误;故选C。
【变式1-3】(24-25高一下·北京丰台·期中)某原子X的核内中子数为N,质量数为A,它与原子构成分子。所含质子的物质的量是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】某元素的一种原子X的质量数为A,含N个中子,则质子数为(A-N),则每个分子含有质子数为(A- N+m),ag的物质的量为:,则ag含质子的物质的量是,故选A。
题型二 核素、同位素与同素异形体
【例2-1】(24-25高一上·广西梧州·期中)已知微粒、、、,下列说法错误的是
A.和互为同位素 B.和含有相同的质子数
C.和是N的两种核素 D.与所含中子数相同
【答案】A
【解析】和质子数不同,不属于同位素,A错误;和均为碳元素,质子数均为6,B正确;和质子数均为7,中子数不同,是N的两种核素,C正确;中子数为14-6=8;中子数为15-7=8,中子数相同,D正确;故选A。
【例2-2】(24-25高一上·河北唐山·期中)下列说法错误的是
A.、是两种不同的核素 B.与的质量数相同
C.与互为同位素 D.与的中子数相同
【答案】C
【解析】、是碳元素的两种不同核素,互为同位素,A正确;与的质量数相同,均为14,B正确;与是由质量数不同的氢原子构成的氢气单质,不是原子,不互为同位素,C错误;与的中子数相同,均为12,D正确;故选C。
【变式2-1】(24-25高一下·湖北·期中)下列说法不正确的是
A.和石墨互为同素异形体 B.H、D、T是同一元素的三种核素
C.与中含有相同的中子数 D.、、互为同位素
【答案】D
【解析】和石墨是同种元素组成的不同的单质,互为同素异形体,A正确;H、D、T质子数相同,中子数不同,是同一元素的三种不同的核素,B正确;含有的中子数是7,含有的中子数是7,C正确;质子数相同,中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素,D错误;故选D。
【变式2-2】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列说法不正确的是
A.和互为同素异形体
B.和是两种不同的核素
C.和互为同位素
D.等物质的量和含有相同的电子数
【答案】C
【解析】和同种元素形成的结构不一样的单质,互为同素异形体,A正确;和质子数、中子数都不一样,是两种不同的核素,B正确;和是单质,同位素指的是元素,C错误;等物质的量和含有相同的O原子数,故电子数也相等,D正确;故选C。
【变式2-3】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列说法不正确的是
A.和互为同素异形体 B.和是两种不同的核素
C.和互为同位素 D.和含有相同的电子数
【答案】C
【解析】和是氧元素组成的两种不同单质,符合同素异形体的定义,A正确;(质子数7,中子数7)和(质子数6,中子数8)的质子数不同,属于不同元素的核素,B正确;同位素是同一元素的不同原子(如和)。和是不同同位素构成的分子,分子之间不互为同位素,C错误;和的原子序数均为8,电子数均为8,因此和的电子总数均为16,D正确;故选C。
题型三 元素周期表及其应用
【例3-1】(24-25高一下·福建莆田·期中)若把元素周期表原先的主副族及族号取消,由左至右改为18列,如氢元素和碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按此规定,下列说法错误的是
A.同一横行的第13列和第2列的元素原子序数相差可能等于1、11或26
B.第2列的元素均为金属元素
C.第3列元素种类最多
D.第18列元素形成的单质中不存在化学键
【答案】A
【解析】若为第2、3周期,第2列(IIA族)与第13列(IIIA族)的原子序数差:如Be→B、Mg→Al差1,第4、5周期(如Ca→Ga、Sr→In)差11,第6、7周期(如Ba→Tl)差25,A错误;第2列(IIA族)均为碱土金属(如Be、Mg、Ca),均为金属元素,B正确;第3列对应IIIB族,包含镧系(15种)和锕系(15种),元素种类最多,C正确;第18列为稀有气体元素,其单质在常态下为单原子分子(如He、Ne),分子间仅存在范德华力,而分子内无化学键,D正确;故选A。
【例3-2】(24-25高一下·河南南阳·期中)下列关于元素周期表说法错误的是
A.元素周期表中有7个周期,周期序数等于该元素原子的核外电子层数
B.周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
C.元素周期表有18个族,族序数等于该元素原子的最外层电子数
D.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
【答案】C
【解析】根据元素周期表结构,元素周期表中有7个周期,原子核外电子层数等于其周期序数, A正确;周期表中金属与非金属的分界处的元素一般具有优良的半导体性能,可以找到半导体材料,B正确;周期表有18个纵列(16个族:7个主族、7个副族、Ⅷ族和0族),但并非所有族的序数都等于最外层电子数。主族(如IA、IIA、VA-VIIA)的族序数等于最外层电子数,但副族(如IB、IIB)和Ⅷ族的元素不符合此规律最外层电子数不等于族序数,C错误;元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素均为过渡元素,都是金属元素,D正确;故选C。
【变式3-1】(23-24高一下·辽宁大连·期末)关于元素周期表的说法正确的是
A.元素周期表中有8个副族
B.元素周期表中的短周期是指第一、二周期
C.最外层电子数为2的元素一定位于第ⅡA族
D.同周期相邻主族的元素原子序数不一定相差1
【答案】D
【解析】元素周期表中有7个副族,A错误;元素周期表中的短周期是指第一、二、三周期,B错误;最外层电子数为2的元素不一定位于第ⅡA族,例如氦最外层有2个电子,是稀有气体,位于0族,C错误;同周期相邻主族的元素原子序数不一定相差1,例如同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数可能相差1、11、25等,D正确;故选D。
【变式3-2】(24-25高一上·甘肃·期末)下列关于元素周期表的叙述,正确的是
A.元素周期表共有7个横行,称为周期;共有16个纵行,称为族
B.前20号元素称为短周期元素
C.在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
D.第IA族的元素都被称作碱金属元素
【答案】C
【解析】元素周期表共有7个横行,称为周期,共有18个纵行,16个族,A错误;前18号元素称为短周期元素,B错误;由于周期表中位置靠近的元素性质相近,所以在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料,C正确;第IA族中氢元素不是碱金属元素,D错误;故选C。
【变式3-3】(23-24高一上·黑龙江大庆·期末)有关元素周期表,下列说法正确的是
A.第一主族的元素都是碱金属元素
B.最外层电子数为2的元素一定位于第IIA族
C.在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到过渡元素
D.元素周期表中含有元素种类最多的族是第IIIB族
【答案】D
【解析】元素周期表中第一纵列的元素中H元素是非金属元素,其余元素是碱金属元素,A错误;第ⅡA族元素原子最外层电子数为2,但He核外只有2个电子,He处于0族,过渡元素中也存在最外层电子数为2的元素,如Zn、Fe等,B错误;在周期表中金属与非金属的分界处不存在过渡元素,C错误;ⅢB族中含有镧系和锕系,则含有元素种类最多的族是ⅢB族,D正确;故选D。
题型四 周期表与元素推断
【例4-1】(24-25高一下·广西柳州·期中)如图所示是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,X的最外层电子数等于电子层数,下列说法错误的是
A.非金属性:Y<W
B.简单氢化物热稳定性:Z<W
C.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
D.X的离子半径在同周期元素的简单离子半径中最小
【答案】C
【分析】X原子的最外层电子数等于其电子层数,则X为Al,由它们在元素周期表中的相对位置如图所示,则X为Al,Y为Si,Z为P,W为N。
【解析】同周期从左到右非金属性增强,同主族从上到下非金属性减弱,则非金属性:Y<W,A正确;非金属性P<N,故简单氢化物热稳定性PH3<NH3,B正确;Z为P,最高价氧化物对应的水化物是磷酸,是弱酸,C错误;X为Al,一般来说,电子层越多,半径越大,核外电子数相同时,原子序数越大,半径越小,铝离子有两个电子层,且同周期离子中,有两个电子层的元素中,其原子序数最大,故铝离子半径最小,D正确;故选C。
【例4-2】(24-25高一下·北京·期中)A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如下图。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
下列说法正确的是
A.A和C原子半径的大小关系是:r(A) < r(C)
B.A元素的原子序数为7
C.B元素在周期表中的位置是第二周期第VIA族
D.C元素的最高正价为+7,最低负价为–1
【答案】B
【分析】A、B、C为短周期元素,由图可知,A、C处在第二周期,B处在第三周期。第二、三周期上下相邻元素的原子序数相差8。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数,表明B是16号元素硫,相应地A、C分别是氮、氟。
【解析】同周期元素,从左到右半径逐渐减小,A和C原子半径的大小关系是:r(A) >r(C),故A错误;A为N,元素的原子序数为7,故B正确;B元素为S,在周期表中的位置是第三周期第VIA族,故C错误;氟元素只有-1价,故D错误;故选B。
【变式4-1】(24-25高一下·上海·期中)W、X、Y和Z为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,其中W的质子数是X的2倍。下列说法错误的是
A.X的原子半径比Y的大
B.Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强
C.Z元素的气态氧化物的热稳定性比Y的高
D.X元素的单质能从H₂W溶液中置换出W元素的单质
【答案】C
【分析】根据各元素在周期表中的位置,且W的质子数是X的2倍,可知W为S,故X为O,Y为F,Z为Cl;
【解析】同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,故X的原子半径大于Y,A正确;元素非金属性越强,最高价氧化物水化物酸性越强,非金属性Z>W,故Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强,B正确;气态氧化物热稳定性和元素非金属性没有必然联系,C错误;O2与H2S反应可以生成H2O和S,即X元素的单质能从H2W溶液中置换出W元素的单质,D正确;故选C。
【变式4-2】(24-25高一下·浙江·期中)下图为元素周期表中短周期的一部分,下列关于Y、Z、M的说法正确的是
A.非金属性:
B.原子半径:
C.Z单质难溶于水
D.三种元素中,Y的最高价氧化物对应的水化物酸性最强
【答案】C
【分析】图示为元素周期表中短周期的一部分,则Y是F元素、M是Cl元素、Z是S元素。
【解析】同周期元素从左到右非金属性增强,同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性:,故A错误;电子层数越多半径越大,同周期元素从左到右半径依次减小,原子半径:,故B错误;S单质难溶于水、微溶于酒精、易溶于CCl4,故C正确;三种元素中,F的非金属性最强,F元素没有正价,F元素没有含氧酸,故D错误;故选C。
【变式4-3】(24-25高一上·云南大理·期末)如图是元素周期表中短周期的一部分,若A原子最外层电子数比次外层电子数少3,则下列说法正确的是
A.四种元素都是非金属元素
B.B元素在元素周期表中位于第ⅣA族
C.A与C的原子序数之和跟B与D的原子序数之和相等
D.四种元素形成的单质在常温下都是气体
【答案】A
【分析】由元素在短周期中的位置可知,D处于第二周期,A、B、C处于第三周期,A原子最外层的电子数比次外层的电子数少3,最外层电子数为5,则A为P元素,可推知B为S、C为Cl、D为O,据此解答。
【解析】由以上推断可知四种元素都为非金属元素,故A正确;S元素在元素周期表中位于第ⅥA族,故B错误;P和Cl的原子序数之和为32,S和O的原子序数之和为24,不相等,故C错误;P、S形成的单质磷和硫是固体,故D错误;故选A。
题型五 元素周期律及其应用
【例5-1】(24-25高一下·北京丰台·期中)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A.酸性: B.碱性:
C.热稳定性: D.非金属性:
【答案】A
【解析】元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,由于Cl元素最高价含氧酸是HClO4,不是HCl,因此不能根据元素周期律判断酸性:,A符合;同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强,元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强,元素的金属性:K>Na>Li,所以碱性:KOH>NaOH>LiOH,B不符合;同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱,元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性:O>S>P,所以氢化物的热稳定性:,C不符合;同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强,所以元素的非金属性:F>O>N,D不符合;故选A。
【例5-2】(24-25高一下·北京·期中)下列各组中,微粒按得电子能力由弱到强、半径由大到小的顺序排列的是
A.O、Cl、S、P B.K+、Al3+、Ca2+、Ba2+
C.Rb、K、Na、Li D.K+、Mg2+、Al3+、H+
【答案】D
【分析】同周期元素从左到右,金属性依次减弱,阳离子的氧化性依次增强,非金属性依次增强,单质的氧化性依次增强;原子半径依次减小;同主族元素从上到下,金属性依次增强,阳离子的氧化性依次减弱,非金属性依次减弱,单质的氧化性依次减弱,原子半径依次增大;
【解析】非金属性越强,则原子的氧化性越强,非金属性:O>Cl>S>P,则得电子能力:O>Cl>S>P,原子半径:O<Cl<S<P,故A不选;金属性越强,则阳离子的氧化性越弱,金属性:K>Ba>Ca>Al,则得电子能力K+<Ba2+<Ca2+<Al3+;离子半径:Al3+<Ca2+<K+<Ba2+,故B不选;Li、Na、K、Rb均为金属没有氧化性,原子半径:Rb>K>Na>Li,故C不选;金属性:K>Mg>Al,H为非金属,则得电子能力:K+<Mg2+<Al3+<H+,离子半径:K+>Mg2+>Al3+>H+,符合题意,故D选;故选D。
【变式5-1】(24-25高一下·河南南阳·期中)下列有关元素金属性或非金属性比较的说法不正确的是
A.将打磨过的镁带和铝片分别与热水反应,并滴入酚酞溶液,可以比较镁和铝的金属性强弱
B.依据非金属单质与氢气反应的难易程度能判断氧和氟的非金属性强弱
C.依据制取钾的反应,可以说明钠的金属性比钾强
D.依据反应,可以说明的非金属性比强
【答案】C
【解析】镁易和热水反应生成氢氧化镁和氢气,滴入酚酞溶液会变红,铝和热水几乎不反应,可以比较镁和铝金属性的强弱,A正确;氟气和氢气在冷暗处就能剧烈反应生成氟化氢,氧气和氢气在点燃条件下生成水,氟气比氧气和氢气反应容易,所以氟的非金属性比氧强,B正确;在该反应中,由于钾的沸点比较低,在反应温度下为气体,钾不断离开反应体系,从而使反应不断向右进行,不是因为钠的金属性比钾强,C错误;反应中氟气氧化水生成氧气,氧化性氟气大于氧气,可以说明的非金属性比强,D正确;故选C。
【变式5-2】(24-25高一下·山东枣庄·期中)下列推断正确的是
A.由酸性,推断非金属性
B.由氧化性,推断投入中发生
C.由金属性,推断投入溶液中发生
D.由稳定性,推断非金属性
【答案】B
【解析】应比较最高价含氧酸的酸性强弱来判断中心元素的非金属性,HCl不是氯的最高价含氧酸,A错误;由氧化性:,根据“氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性”规律可推断通入水中可以发生反应:,B正确;K比Na更活泼,在溶液中会先和水反应,C错误;应该通过简单氢化物的稳定性来比较非金属性强弱,过氧化氢不是氧的简单氢化物,D错误;故选B。
【变式5-3】(24-25高一上·广东广州·期末)硫酸钡(BaSO4)是一种用于胃肠道造影检查的辅助用药。钡(56Ba)与镁(12Mg)是同族元素,关于钡的性质的判断正确的是
A.Ba是第五周期第ⅡA族元素 B.碱性:Ba(OH)2 < Mg(OH)2
C.金属性:Ca > Ba D.原子半径:Cs > Ba
【答案】D
【解析】Ba是第56号元素,位于第六周期第ⅡA族,A错误;同主族从上到下,金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,则碱性:Ba(OH)2 > Mg(OH)2,B错误;同主族从上到下,金属性依次增强,则金属性:Ca< Ba,C错误;Cs与Ba同周期,Cs、Ba的电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小,Cs > Ba,D正确;故选D。
题型六 周期律与元素推断
【例6-1】(24-25高一下·浙江·期中)W、X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,W只有一个质子,Z的最外层电子数是内层电子数的3倍,W、X、Z三种元素的原子最外层电子数之和为11,Q在地壳中含量居第三,R的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:X<R
B.离子半径:Z<Q
C.氢化物的稳定性:X<Y
D.由W、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】A
【分析】W只有一个质子,W是H,Z的最外层电子数是内层电子数的3倍,Z是O,W、X、Z三种元素的原子最外层电子数之和为11,则X最外层为4个电子,W、X、Y、Z原子序数依次增大,则X是C,Q在地壳中含量居第三,Q是Al,R的原子序数是Z的两倍,R是S,X是C,Z是O,X、Y、Z为原子序数依次增大,Y是N,则W是H,X是C,Y是N,Z是O,Q是Al,R是S,以此解题。
【解析】非金属性越强,则其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性C<S,则最高价氧化物对应水化物的酸性:X<R,A正确;核外电子排布相同时,原子序数越小,离子半径越大,则离子半径:Z>Q,B错误;非金属性越强,其简单氢化物越稳定,非金属性C<N,但是这里没说是简单氢化物,C错误;W是H,Y是N,Z是O,三者形成的一水合氨的溶液显碱性,D错误;故选A。
【例6-2】(24-25高一下·湖南·期中)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,已知:只有Z为金属元素,Z、W处于同周期的相邻主族,且Z、W的原子序数之和是Y的3倍,X、Z的质子数之和是20,W与R原子的M层电子数之比为2∶3。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.的最高价氧化物对应的水化物为强碱
C.R的氧化物难溶于水
D.最简单气态氢化物的稳定性:
【答案】D
【分析】W与R原子的M层电子数之比为2∶3,且只有Z为金属,则W为Si,R为S,Z、W处于同周期的相邻主族,Z为Al,Z、W的原子序数之和是Y的3倍,Y为F,X、Z的质子数之和是20,X为N。
【解析】电子层越多,离子半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,简单离子半径:S2->N3->Al3+,A错误;Z为Al,最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,不属于强碱,B错误;R的氧化物有SO2和SO3,都能溶于水且与水反应,C错误;非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,最简单气态氢化物的稳定性:HF>NH3>SiH4,D正确;故选D。
【变式6-1】(24-25高一下·山东济南·期中)X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的5种短周期元素。X的质子数与电子层数相同,Y、Z、M同周期且相邻,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,Z和与其同主族的短周期元素可组成常见气体。下列说法不正确的是
A.原子半径:W>Y>Z>M>X B.X、Y、Z三种元素可组成盐
C.、均可与水发生反应 D.Y、W的最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>W
【答案】C
【分析】X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的5种短周期元素。X的质子数与电子层数相同,则X为H元素;Z和与其同主族的短周期元素可组成常见气体,则Z为O元素;Y、Z、M同周期且相邻,则Y、Z、M分别为N、O、F元素;W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,则W为14号元素Si。由此可得出,X、Y、Z、M、W分别为H、N、O、F、Si。
【解析】电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:Si>N>O>F>H,A正确;X、Y、Z分别为H、N、O,三种元素可组成盐NH4NO3等,B正确;NO2可与水发生反应,但SiO2不溶于水,与水不能发生反应,C错误;N和Si的最高价氧化物对应的水化物的酸性:HNO3>H2SiO3,D正确;故选C。
【变式6-2】(24-25高一下·四川达州·期中)短周期X、Y、Z、W原子序数依次增大,X最外层电子数是内层电子数的3倍,且X、W最外层电子数相等;Y、Z和W最高价氧化物的水化物可以两两相互反应。下列说法正确的是
A.原子半径:Y>Z>W>X
B.Y的最高价氧化物的水化物和W的氧化物反应生成的是最高价含氧酸盐
C.简单离子半径:Y>Z>W>X
D.X分别与Y、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
【答案】A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的最外层电子数是内层电子数的3倍,则X为O元素;W与X位于同一主族,则W为S;Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物两两之间可以反应,则Y为Na,Z为Al元素;由上述分析可知,X为O元素,W为S元素,Y为Na元素,Z为Al元素。
【解析】同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径Na > Al >S> O,故A正确;Na的最高价氧化物的水化物是NaOH,与S的氧化物可能生成Na2SO3,不是最高价含氧酸盐,故B错误;S2-的电子层数为3,半径最大,O2-、Na+、Al3+的电子层数为2,核电荷数越小半径越大,故离子半径:S2-> O2->Na+>Al3+,故C错误;X为氧元素,与S元素形成SO2,与Na可以形成Na2O2,两者都有漂白性,但是SO2是化合漂白,Na2O2是氧化漂白,原理不同,故D错误;故选A。
【变式6-3】(24-25高一上·江苏苏州·期中)六种短周期元素(a、b、c、d、e、f)的原子序数依次增大。其中a与e同主族,b与f同主族,e与f同周期;常温下a、e的单质状态不同;d的核电荷数是b的最外层电子数的2倍;单质f是一种重要的半导体材料。由此可推知
A.c、d、e形成的简单离子半径:
B.b、c、d分别与a形成的简单化合物,稳定性由高到低依次为:
C.原子半径由大到小的顺序是
D.元素的非金属性由强到弱的顺序是
【答案】B
【分析】六种短周期元素,原子序数依次增大,单质f为一种重要的半导体材料,则为硅元素,b与f同主族,则b为碳元素,d原子的核电荷数是b原子最外层电子数的2倍,则d的质子数为8,为氧元素,c的原子序数介于碳和氧之间,为氮元素,ef同周期,处于第三周期,原子序数小于硅元素,a与e同主族,常温下单质a与e的状态不同,则a为氢元素,e为钠元素,据此回答。
【解析】c、d、e形成的简单离子分别为、、 ,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,所以离子半径:>>,即c > d > e,A错误;元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定。非金属性O > N > C ,即d > c > b,所以b、c、d分别与a(H)形成的简单化合物稳定性:,即d > c > b,B正确;同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大。所以原子半径Na > Si > C > N > H,即e > f > b > c > a,C错误;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。所以非金属性O > N > C > Si,即d > c > b > f ,D错误;故选B。
题型七 元素周期表的应用
【例7-1】(24-25高一·河北衡水·期中)元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是
A.元素的性质总在不断地发生明显的变化
B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.可在虚线的右上方寻找耐高温材料
【答案】C
【解析】同族元素的性质是相似的,同周期元素的性质是递变的,A项错误;紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性,但没有两性金属元素这一说法,B项错误;虚线附近是金属与非金属的分界线,可以寻找半导体材料,C项正确;耐高温材料应该在过渡元素中寻找,D项错误;故选C。
【例7-2】(23-24高一下·陕西渭南·期中)由于周期表中位置靠近的元素性质相似,在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法,下列说法错误的是
A.在周期表中金属与非金属交界处寻找其他半导体材料
B.研究右上角非金属元素区域,制造新品种的农药
C.在过渡元素区域寻找制造催化剂的元素
D.在IA族寻找制造耐高温,耐腐蚀合金的元素
【答案】D
【解析】在周期表中金属与非金属的分界处可以找到制造半导体材料的元素,比如Si,A正确;研究右上角非金属元素区域,比如对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究,有助于制造出新品种的农药,B正确;在过渡元素区域寻找制造催化剂的元素和耐高温、耐腐蚀合金的元素,C正确;可在过渡元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素,IA元素熔点低、活泼,不能寻找耐高温、耐腐蚀合金元素,D错误;故选D。
【变式7-1】(23-24高一下·上海·期末)元素周期表中位于金属和非金属的交界处,容易找到的元素是
A.制备农药的元素 B.用于制作半导体材料的元素
C.耐高温的合金元素 D.制备催化剂的元素
【答案】B
【解析】非金属元素位于右上方,部分非金属可以用来做制农药的材料,A错误;在金属元素和非金属元素交接区域的元素通常既具有金属性又具有非金属性,可以用来做良好的半导体材料,如硅等,B正确;耐高温的合金材料为金属材料,一般具有较强的金属性,大多属于过渡金属元素,C错误;可以用于做催化剂的元素种类较多,一般为过渡金属元素,D错误;故选B。
【变式7-2】(23-24高一下·福建三明·期中)元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应用错误的是
A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B.可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C.可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等
D.可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质
【答案】B
【解析】在金属元素与非金属元素的交界处的元素具有金属性、非金属性,可作半导体材料,故可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料,A正确;在过渡元素区域寻找优良的催化剂和耐高温耐腐蚀的合金材料,可以在非金属区域寻找制农药和药物的元素,B错误;可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等,如Fe3O4等磁性材料,C正确;利用“元素周期表”,同一族的元素具有相似的化学性质,可以预测新元素的原子结构和性质,可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质,D正确;故选B。
【变式7-3】(23-24高一下·陕西渭南·期末)下列关于元素周期表知识的说法正确的是
A.过渡元素全部都是金属元素
B.共有18个族,ⅢB族含元素种类最多
C.在金属元素与非金属元素的交界处寻找可作催化剂的合金材料
D.某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素一定是ⅡA族元素
【答案】A
【解析】过渡元素包含副族元素、第Ⅷ族元素,全部都是金属元素,它们位于周期表第3纵行至第12纵行,故A正确;元素周期表共有18列,其中第8、9、10三列合称Ⅷ族,共有16个族,另外ⅢB族含锕系和镧系,元素种类最多,故B错误;
C.在金属元素与非金属元素的交界处可寻找半导体,故C错误;某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素可能是第ⅡA族元素,也可能是0族元素(氦),故D错误;故选A。
题型八 同主族元素递变规律
【例8-1】(23-24高一下·河南南阳·期中)在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是
A.、、、、单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大
B.、、、的稳定性逐渐增强
C.ⅥA族元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和均为4
D.若存在119号元素,则该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈
【答案】D
【解析】按照、、、、的顺序,单质的熔、沸点逐渐降低,密度逐渐增大(反常),A错误;、、、的非金属性逐渐减弱,元素非金属性越弱,气态氢化物的稳定性越弱,B错误;氧元素的最高正价不为+6,氧元素最高正价与最低负价代数和不为4,C错误;若存在119号元素,根据元素周期表结构及元素周期律判断该元素位于第8周期ⅠA族,同主族元素随着原子序数的递增,元素原子失电子能力越强,单质与水反应越剧烈,故该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈,D正确;故选D。
【例8-2】(23-24高一上·河南开封·期末)下列有关的相关性质比较中,错误的是
A.离子半径: B.酸性:
C.还原性: D.沸点:
【答案】D
【解析】电子层数增多,离子半径增大,则离子半径: Cl−<Br−<I−,正确;同一主族从上到下,非金属逐渐减弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,则酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,正确;氧化性:Cl2>Br2>I2,,氧化性越强,对应的阴离子(气态氢化物)还原性越弱,则还原性: HCl < HBr < HI,正确;常温常压下,分别为气态、液态、固态,则沸点:,D错误;故选D。
【变式8-1】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列关于卤族元素性质的变化规律,描述不正确的是
A.颜色深浅:I2>Br2>Cl2>F2 B.氧化性:I2<Br2<Cl2<F2
C.稳定性:HI<HBr<HCl<HF D.酸性:HI<HBr<HCl<HF
【答案】D
【分析】第ⅦA族元素中,随着原子序数的增大,单质颜色逐渐加深,原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱、氢化物的酸性逐渐增强、单质的沸点逐渐增大、单质的氧化性逐渐减弱、氢化物的还原性逐渐增强、单质与氢气化合逐渐困难、氢化物的沸点逐渐增大(HF除外)、氢化物的稳定性逐渐减弱,最高价含氧酸酸性逐渐减弱(F除外),据此回答即可。
【解析】第ⅦA族元素中,随着原子序数的增大,单质颜色逐渐加深,颜色深浅:I2>Br2>Cl2>F2,A正确;随着原子序数的增大,元素的非金属性依次减弱,则单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性:I2<Br2<Cl2<F2,B正确;随着原子序数的增大,元素的非金属性依次减弱,简单氢化物的稳定性减弱,稳定性:HI<HBr<HCl<HF,C正确;氢化物酸性:HI>HBr>HCl>HF,D错误;故选D。
【变式8-2】(24-25高一上·浙江杭州·期末)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A.碱金属单质均能在空气中燃烧生成过氧化物
B.碱金属元素原子半径越大,失电子能力越强
C.卤素单质的颜色随着核电荷数的增加而加深
D.卤素单质与氢气化合越容易,说明该卤素单质的非金属性越强
【答案】A
【解析】碱金属中,锂在空气中燃烧生成氧化锂,而非过氧化物。钠燃烧生成过氧化钠,钾、铷等可能生成更复杂的氧化物(如超氧化物)。因此并非所有碱金属单质燃烧都生成过氧化物,A错误;碱金属从上到下原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,失电子能力增强,B正确;卤素单质颜色随核电荷数增加逐渐加深(如氟浅黄、氯黄绿、溴深红棕、碘紫黑),C正确;卤素非金属性越强,与氢气化合越容易(如氟与氢气剧烈反应,碘需高温且反应可逆),D正确;故选A。
【变式8-3】(24-25高一上·湖南长沙·期末)下列有关卤族元素及其化合物的说法不正确的是
A.与在暗处能剧烈化合并发生爆炸,生成的很稳定
B.湿润的淀粉试纸遇氯气变蓝,说明非金属性:
C.是深红棕色液体,是紫黑色固体
D.氯、溴、碘元素氧化物的水化物酸性逐渐减弱
【答案】D
【解析】元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,与在暗处能剧烈化合并发生爆炸,生成的HF很稳定,A项正确;湿润的淀粉试纸遇氯气变蓝,说明反应中有生成,则氧化性:,从而说明非金属性:,B项正确;是深红棕色液体,是紫黑色固体,C项正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,卤族元素从到I,其非金属性减弱,最高价氧化物的水化物的酸性减弱,但氧化物的水化物对应的酸有多种,比如Cl对应的酸有高氯酸、氯酸、次氯酸等,有的为强酸,有的为弱酸,因此无法进行比较,D项错误;故选D。
题型九 同周期元素递变规律
【例9-1】(24-25高一下·河南南阳·期中)下列说法不正确的是
A.每一周期的元素都从碱金属开始,最后以稀有气体结束
B.同一周期中,从左到右,各主族元素的非金属性逐渐增强
C.第二、三周期上下相邻元素的原子核外电子数都相差8
D.周期表中元素种类最多的是第ⅢB族
【答案】A
【解析】第一周期的元素是从H开始到稀有气体元素He结束,H不是碱金属元素,A错误; 同一周期中,从左到右,各主族元素原子半径减小、最外层电子数增多,得到电子能力增强,非金属性逐渐增强,B正确;第二周期、第三周期均有8种元素,第二、三周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8个,C正确;ⅢB族中存在镧系、锕系,元素种类最多,D正确;故选A。
【例9-2】(24-25高一上·天津河西·期末)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是
A.金属性: B.酸性:
C.碱性: D.热稳定性:
【答案】B
【解析】同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,金属性:,A不符题意;利用元素周期律比较酸性,需要是该元素的最高价含氧酸,HCl和HClO都不是Cl的最高价含氧酸,不能用元素周期律解释,B符合题意;同族元素从上到下,元素金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物碱性增强,同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物碱性减弱,碱性:,C不符题意;元素非金属性越弱,简单氢化物热稳定性越弱,热稳定性:,D不符题意;故选B。
【变式9-1】(23-24高一下·安徽六安·期末)下列判断错误的是
A.非金属性: B.酸性:
C.还原性: D.碱性:
【答案】C
【解析】同一周期从左到右元素的非金属性增强,非金属性:,非金属性:;同一主族从上到下元素的非金属性减弱,非金属性:,故非金属性:,A正确; 同一周期从左到右元素的非金属性增强,非金属性:,酸性:,B正确;同一主族从上到下元素的非金属性减弱,非金属性:,还原性:,C错误;同一周期从左到右元素的非金属性增强,金属性减弱,金属性:;同一主族从上到下元素的非金属性减弱,金属性增强,金属性:,所以金属性,碱性:,D正确;故选C。
【变式9-2】(24-25高一上·山东青岛·期中)下列有关元素周期表中第三周期主族元素的说法,正确的是
A.从左到右,原子半径逐渐增大
B.从左到右,金属性减弱,非金属性增强
C.从左到右,氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
D.从左到右,简单离子的半径减小
【答案】B
【解析】同一周期主族元素电子层数相同,原子核对核外电子吸引力增大导致原子半径随着原子序数增大而减小,A错误;同一周期主族元素随着原子序数增大,其金属性减弱,非金属性增强,B正确;同一周期主族元素随着原子序数增大,其最高价氧化物对应的水化物的碱性减弱,酸性增强,C错误;第三周期主族元素,简单阴离子的半径大于阳离子,D错误;故选B。
【变式9-3】(23-24高一上·河北石家庄·期末)根据元素周期律的变化规律,下列比较和结论均正确的是
A.同周期原子最外层电子数:Al>Mg>Na,则碱性:
B.同主族非金属性O>S,则简单氢化物的沸点:
C.同周期非金属性F>O,则氟气通入水中能发生反应:
D.同周期非金属性Cl>S,则发生反应
【答案】C
【解析】同周期自左向右,最外层电子数逐渐增多,原子半径减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,故金属的最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱,因此碱性:,A错误;同主族从上到下非金属性逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱,则气态氢化物的稳定性,氢化物的沸点与元素的非金属性无关,与分子间的作用力有关,分子间存在氢键,因此沸点高,B错误;同周期非金属性F>O,即单质的氧化性,因此可以从水中置换出,C正确;同周期自左向右非金属性增强,即非金属性Cl>S,则元素对应的最高价氧化物的水化物的酸性,可以用强酸制相对较弱的酸,反应中生成的不是硫元素的最高价含氧酸,HCl也不是氯的最高价含氧酸,所以不能用这样的规律解释,D错误;故选C。
题型十 元素综合推断
【例10-1】(24-25高一下·浙江衢州·期中)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,其中Z的原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A.简单离子半径大小顺序为:
B.简单氢化物的沸点:,可说明非金属性:
C.W的氧化物的水化物酸性一定比Z的强
D.可用于自来水的杀菌消毒
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如表所示X、Y位于第二周期,Z、W位于第三周期,Z的原子序数是Y的2倍,则Y为O,Z为S;结合各元素的相对位置可知,X为N元素,W为Cl元素,据此解答。
【解析】电子层数越多,离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小。、电子层数为2层,、电子层数为3层,所以简单离子半径大小顺序为>>>,即Z>W>X>Y,A错误;简单氢化物的沸点Y>Z,是因为H2O分子间存在氢键,而比较非金属性强弱可根据氢化物的稳定性等,沸点不能说明非金属性强弱,B错误;W(Cl)的氧化物的水化物酸性不一定比Z(S)的强,例如HClO酸性比H2SO4弱,应比较最高价氧化物对应水化物的酸性,HClO4酸性比H2SO4强,C错误;WY2即ClO2,具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,D正确;故选D。
【例10-2】(24-25高一下·山东济南·期中)W、X、Y和Z为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,其中W的质子数是X的2倍。
下列说法错误的是
A.X的原子半径比Y的大
B.Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强
C.Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高
D.X元素的单质能从H2W溶液中置换出W元素的单质
【答案】C
【分析】W、X、Y和Z为短周期元素,根据各元素在周期表中的位置可知,为第二、三周期的元素,其中W的质子数是X的2倍,设X的质子数为x,即W的质子数x+8,则有:,解得,所以X为O,Y为F,Z为Cl,W为S,据此解答。
【解析】X为O,Y为F,同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,则X的原子半径比Y的大,A正确;Z为Cl,W为S,元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,因非金属性:Z>W,则Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强,B正确;Y为F,Z为Cl,因非金属性:Y>Z,则Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的低,C错误;O2与H2S反应可以生成H2O和S,则X元素的单质能从H2W溶液中置换出W元素的单质,D正确;故选C。
【变式10-1】(24-25高一下·湖南·期中)短周期主族元素W、X、Y的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,由W、X、Y三种元素组成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.X与W形成的化合物溶于水时一定只破坏离子键
B.Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强于H3PO4
C.Y的氧化物可以用来制作太阳能电池板
D.化合物M中所有W都满足8电子稳定结构
【答案】D
【分析】短周期主族元素W、X、Y的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,X为钠;W形成2个共价键,为氧;结合M结构,Y形成4个共价键,氧和Y形成带2个单位负电荷的阴离子,则Y为能显+4价的硅;
【解析】X与W形成的化合物过氧化钠溶于水时,和水反应生成氢氧化钠和氧气,破坏离子键,同时破坏了过氧根离子中的共价键,A错误; 非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,硅非金属性小于磷,则Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性弱于H3PO4,B错误;硅单质可以用来制作太阳能电池板,C错误;由结构,化合物M中所有O都满足8电子稳定结构,D正确;故选D。
【变式10-2】(24-25高一下·湖南·期中)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,M是短周期中金属性最强的元素,Z与Y、Q相邻,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是
A.沸点:X2Z>X2Q
B.M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2
C.简单离子半径:Q>M>Z>Y
D.简单氢化物的稳定性:Z>Y
【答案】C
【分析】已知X原子半径最小,因为H原子是所有原 子中半径最小的,所以X为H元素。 M是短周期中金属性最强的元素,短周期中金属性最强的是Na元素,所以M为Na元 素。 Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍,Z为O元素;Z与Y、Q相邻,且五种主族元素原子序数依次增大,Z为O元素,所以Y为N元素,Q为F元素不符合原子数依次增大,Q只能为S元素。
【解析】X2Z为H2O,X2Q为H2S。H2O分子间存在氢键,而H2S分子间不存在氢键,氢键的存在会使物质的沸点升高,所以沸点 H2O>H2S,该选项正确;Na与S可以形成Na2S和Na2S2,该选项正确;电子层数越多,半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径大小为S2->N3->O2->Na+,该选项错误;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强。Z为O元素,Y为N元素,同一周期从左到右元素的非金属性逐渐增强,所以O的非金属性强于N,则简单氢化物的稳定性H2O>NH3,即简单氢化物的稳定性 Z>Y,该选项正确;故选C。
【变式10-3】(23-24高一上·陕西西安·期末)已知X、Y、Z、W、M、N为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,六种元素的原子序数与原子半径的关系如图。Y是空气中含量最多的元素;M元素原子最外层电子数为最内层电子数的一半;N的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是
A.X形成的氧化物只有一种
B.简单离子半径:N>Z>W
C.最简单氢化物的稳定性:Y>Z>N
D.N的氧化物随意排放会造成温室效应
【答案】B
【分析】由题干信息可知,已知X、Y、Z、W、M、N为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是空气中含量最多的元素,则Y为N,M元素原子最外层电子数为最内层电子数的一半,M的原子半径最大,故M为Na,N的原子序数是Z的两倍,N的原子半径比Z的大,故Z为O,N为S,Z和M之间的主族元素只有F,则W为F,X的原子序数比Y小,原子半径比Y小,故X为H。由此可知,X、Y、Z、W、M、N分别为H、N、O、F、Na、S,据此分析解题。
【解析】由分析可知,X为H,则X形成的氧化物有H2O、H2O2两种,A错误;由分析可知,Z为O、W为F、N为S,简单离子半径大小顺序为:S2->O2->F-即N>Z>W,B正确;由分析可知,Y为N,Z为O,N为S,非金属性为:O>N>S,故最简单氢化物的稳定性H2O>NH3>H2S即Z>Y>N,C错误;由分析可知,N为S,N的氧化物即SO2、SO3随意排放不会造成温室效应,而是会造成酸雨,D错误;故选B。
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