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课时检测训练17 元素周期表 元素周期律
➢ 对应学生用书P303
1.(2024·开封二十五中质检)镓、锗是战略性物质,主要应用于光电子、通信等。下列说法错误的是( )
A.镓、锗单质均能导电
B.镓、锗均属于副族元素
C.镓、锗处于同一周期
D.镓、锗单质均能被氧化
解析 A.镓、锗属于金属,具有导电性,A项正确;B.镓、锗分别为第ⅢA族、第ⅣA族元素,均属于主族元素,B项错误;C.镓、锗均在第四周期,C项正确;D.镓、锗均能与氧气反应生成相应氧化物,D项正确。
答案 B
2.(2025·八省联考陕西、山西、宁夏、青海卷)一种新型微孔材料由X、Y、Z三种短周期元素组成。X、Y的质子数之和等于Z的质子数,X与Y同周期,X的第一电离能比同周期相邻两原子小,基态Y原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸
C.Y的氢化物既具有氧化性又具有还原性
D.Z的氯化物属于离子化合物
解析 X、Y、Z三种短周期元素,X与Y同周期,Y原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则Y可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为氧或镁,X、Y的质子数之和等于Z的质子数,则Y为氧,X的第一电离能比同周期相邻两原子小,X为硼,那么Z为铝。A.电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小;原子半径:Al>B>O,A错误;B.X的最高价氧化物对应的水化物为硼酸,是一种弱酸,B错误;C.Y的氢化物为过氧化氢或水,其中氢化合价能降低、氧化合价能升高,则既具有氧化性又具有还原性,C正确;D.Z的氯化物为氯化铝,属于共价化合物,D错误。故选C。
答案 C
3.(2023·四川成都新都一中校联考开学考试)X、Y、Z、W均为第三周期主族元素,且原子序数依次增大。X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能发生反应,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )
A.电解熔融的XW可以制得X单质
B.第三周期元素的简单离子中Y的离子半径最小
C.足量的Z的低价氧化物通入X2Z溶液中会产生淡黄色固体物质
D.W的氧化物对应水化物的酸性一定强于Z的氧化物对应水化物的酸性
解析 Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,且Z为第三周期主族元素,则Z为S;W原子序数比Z大,且为第三周期主族元素,则W为Cl;X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能发生反应,则Y为Al,X为Na。A.由分析知,X为Na,W为Cl,电解熔融的NaCl可冶炼钠,A正确;B.由分析知,X为Na,Y为Al,Z为S,W为Cl,第三周期元素的简单离子中Al3+的离子半径最小,B正确;C.由分析知,X为Na,Z为S,足量的SO2通入Na2S水溶液中会产生淡黄色的硫单质,C正确;D.由分析知,Z为S,W为Cl,未指明S、Cl的价态,无法比较两者的氧化物对应的水化物的酸性强弱,D错误。故选D。
答案 D
4.(2025·辽宁高三期末五校联考)X、Y、Z、W、Q为前20号元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。基态Y原子的价电子排布式为nsnnpn,Z和W同族,Z的原子序数是W的一半,Q元素的焰色试验呈砖红色。下列说法错误的是( )
A.简单氢化物的键角:Y>Z
B.电负性大小顺序为Z>W>Y
C.原子半径的大小顺序为Z>Y>X
D.Z和Q组成的化合物能与水反应
解析 X、Y、Z、W、Q为前20号元素,原子序数依次增大,基态Y原子的价电子排布式为nsnnpn,n=2,Y为C;Z和W同族,Z的原子序数是W的一半,Z为O,W为S;Q元素的焰色试验呈砖红色,Q为Ca;X、Y、Z、W、Q为前20号元素,最外层电子数之和为19,X为H或Li。A.Y的简单氢化物为CH4,正四面体结构,Z的简单氢化物为H2O,V形结构,由于孤对电子的斥力较大,则CH4的键角大于H2O的键角,A项正确;B.C与O同周期,电负性逐渐增大,O>C;O和S同主族,电负性逐渐减小,O>S,S的非金属性比C强,电负性:C<S,故电负性:O>S>C,即Z>W>Y,B项正确;C.C与O同周期,原子半径逐渐减小,X原子半径最小,故原子半径:C>O>H(Li),即Y>Z>X,C项错误;D.Z和Q形成的化合物为CaO或CaO2,二者均可与水反应,D项正确。故选C。
答案 C
5.(2025·八省联考河南卷)某化合物分子式为YWZX2,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X与Z同主族,W与X质子数之和等于Z的质子数,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是( )
A.电负性:W<Y
B.WX2的空间结构为直线形
C.最简单氢化物的沸点:X<Z
D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
解析 W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半且之前还有两个元素,则Y为P;因为X与Z同主族,则X与Z分别可能是O与S或F与Cl,又因为W与X质子数之和等于Z的质子数,则X与Z分别是F与Cl,则W是O,W、X、Y、Z依次是O、F、P、Cl由此解答。A.同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性逐渐减小,P电负性小于N,N电负性小于O,故电负性:W>Y,A错误;B.WX2的空间结构为V形,OF2中中心原子为O,F为配位原子,价层电子对数=(6+1×2)/2=4,成键电子对数为2,孤电子对数为4-2=2,VSEPR为四面体,孤电子对越多,排斥力越大,所以OF2空间结构为V形,B错误;C.HF之间可以形成氢键,而HCl无氢键,则最简单氢化物的沸点:X>Z,C错误;D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素,第ⅤA族的第一电离能比相邻元素高,D正确。故选D。
答案 D
6.根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息,下列叙述正确的是 ( )
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.186
0.143
0.089
0.104
0.074
主要化合价
+1
+3
+2
+6、-2
-2
A.E2-与B3+的核外电子数不可能相等
B.离子半径:A+<D2-
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:A<C
D.简单氢化物的稳定性:D>E
解析 由表中数据可知,A为钠,B为铝,C为铍,D为硫,E为氧。O2-与Al3+的核外电子数都为10,A错误;离子半径Na+<S2-,B正确;钠比铍的金属性强,故最高价氧化物对应水化物的碱性:Be(OH)2<NaOH,C错误;元素的非金属性越强,其对应简单氢化物越稳定,故稳定性H2O>H2S,D错误。故选B。
答案 B
7.(2023·辽宁省丹东市高三总复习阶段测试)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,这四种元素的原子半径与主要化合价关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:Y<Z<W
B.在同主族元素中Y的最简单气态氢化物的稳定性最强
C.Z元素与其他三种元素分别形成的化合物中都只含离子键
D.W元素氧化物对应的水化物均为强酸
解析 根据半径与主要化合价关系图可知X、Y、W、Z原子分别为H、O、Cl、Na。A项,Y、Z、W的离子为O2-、Cl-、Na+,简单离子半径Na+<O2-<Cl-,故A错误;B项,Y为O元素,同主族元素从上到下非金属性依次减弱,非金属性越强简单氢化物越稳定,在同主族元素中Y的最简单气态氢化物的稳定性最强,故B正确;C项,Z为Na,与其他三种元素分别形成的化合物为NaH、Na2O、Na2O2、NaCl,其中过氧化钠中含有共价键,故C错误;D项,W为Cl,其氧化物对应的水化物可能为HClO,次氯酸为弱酸,故D错误。故选B。
答案 B
8.(2025·八省联考内蒙古卷)电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Z>X>Y
B.该离子中Z、W、Z三原子共线
C.第一电离能:M<X<W
D.简单氢化物沸点:X>Y>M
解析 M原子序数最小,且形成4键,则M为C;X形成2个共价键,Z形成6个共价键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1个共价键,则Y为F;因此M、W、X、Y、Z依次为C、N、O、F、S,据此分析回答问题。A.电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,因此原子半径:S>O>F,A正确;B.根据该阴离子的结构示意图可知N原子采取sp3杂化,因此该离子中S、N、S三原子不可能共线,B错误;C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA异常,故第一电离能:C<O<N,C正确;D.由于H2O、HF分子间存在氢键,H2O常温下为液态,HF常温下为气态,故简单氢化物沸点:H2O>HF>CH4,D正确。故选B。
答案 B
9.(1)写出基态As原子的核外电子排布式:________________;根据元素周期律,原子半径Ga________ (填“大于”或“小于”,下同) As,第一电离能Ga________As。
(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__________;H、O、S电负性由大到小的顺序是____________。B和N相比,电负性较大的是________;BN中B元素的化合价为________;从电负性角度分析,C、Si、O的非金属活泼性由强至弱的顺序为__________。
(3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1 958 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是___________________________________________________________________________。
(4)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________(填元素符号),其中P原子的核外电子排布式为________________。
(5)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价层电子中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是________(填元素符号),e的价层电子排布图为____________________________________。
(6)①N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下,则该元素是________(填写元素符号)。
电离能
I1
I2
I3
I4
……
In/(kJ·mol-1)
578
1 817
2 745
11 578
……
②Ge的最高价氯化物的分子式是________。
③Ge元素可能的性质或应用有________。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
解析 (5)由原子序数最小且核外电子总数与其周期数相同,确定a为H元素,由价层电子中的未成对电子有3个,确定b为N元素,由最外层电子数为其内层电子数的3倍,确定c为O元素,由d与c同主族,确定d为S元素,由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子,确定e为Cu元素。(6)③Ge位于金属元素和非金属元素的分界线上,故其单质可作半导体材料;其氯化物和溴化物均为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) 大于 小于
(2)N>O>C O>S>H N +3 O>C>Si
(3)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
(4)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(5)N
(6)①Al ②GeCl4 ③CD
10.已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是_______________________。
(2)通过分析电负性值变化规律,确定镁元素电负性值的最小范围是________。
(3)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物:
A.Li3N B.BeCl2
C.AlCl3 D.SiC
属于离子化合物的是________,属于共价化合物的是________;请设计一个实验方案证明上述所得到的结论: ___________________________________________________________。
(4)在P与Cl组成的化合物中,Cl元素显________(填“正”或“负”)价,理由是______
____________________________________________________________________________。
解析 (2)根据电负性的递变规律:同周期元素从左到右,元素电负性逐渐变大,同族元素从上到下,元素电负性逐渐变小,可知在同周期中电负性:Na<Mg<Al,同主族:Be>Mg>Ca,则Mg的电负性最小范围应为0.9~1.5。(3)根据已知条件及表中数值:Li3N中元素的电负性差值为2.0,大于1.7,形成离子键,为离子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC中元素的电负性差值分别为1.5、1.5、0.7,均小于1.7,形成共价键,为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,但共价化合物却不能。
答案 (1)随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化 (2)0.9~1.5 (3)A BCD 测定各物质在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物 (4)负 Cl的电负性大于P,Cl对键合电子的吸引能力强
11.(2024·黑龙江省大庆第一中学高三上学期期中考试)一种新型漂白剂(结构如图所示)可用于漂白羊毛等,其中W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素,Z原子的核外电子排布式为1s1,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,基态X原子核外有两个单电子,W、X对应的简单离子的核外电子排布相同。下列叙述错误的是( )
A.Z为氢元素
B.W、X、Z的第一电离能:X>Z>W
C.Y元素基态原子的核外电子的运动状态有4种
D.电负性:X>Y>W
解析 W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素,说明有一种元素为H,由图中结构可知,W形成+2价阳离子,X形成2个共价键,Y可以形成4个单键,Z形成1个共价键,Z原子的核外电子排布为1s1,则Z为H元素,W位于ⅡA族,X位于ⅥA族;W、X对应的简单离子核外电子排布相同,X基态原子核外有两个单电子,核外电子排布式为1s22s22p4,则X为O元素、W为Mg元素;W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,Y的最外层电子数为6-2-1=3,Y与H、Mg不同周期,则Y为B元素。A.由分析,Z为氢元素,A正确;B.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大;镁为金属元素,第一电离能最小,氧第一电离能大于氢,则W、X、Z的第一电离能:O>H>Mg,B正确;C.B为5号元素,则基态原子的核外电子的运动状态有5种,C错误;D.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性增强,元素的电负性增强;同主族由上而下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱,电负性大小:O>B>Mg,D正确。故选C。
答案 C
12.(2022·高考河北卷)两种化合物的结构如下,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是( )
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
解析 X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,结合它们在两种化合物中形成的化学键数目可知,X、Y、Z、R、Q分别是C、N、O、F、P。A项,P形成5个化学键,最外层不满足8电子稳定结构,错误;B项,五种元素中,F的非金属性最强,其简单氢化物的稳定性也最强,正确;C项,YZ2是NO2,存在平衡2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,降温时平衡正向移动,气体颜色变浅,正确;D项,O3在大气中的含量与环境污染密切相关,正确。故选A。
答案 A
13.(2025·吉林白城一中高三期末)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期元素,A是短周期元素中金属性最强的元素,B是地壳中含量最高的金属元素,C单质的晶体是良好的半导体材料,D的最外层电子数与内层电子数之比为3∶5。
(1)C的原子结构示意图为________,D在元素周期表中的位置为____________________。
(2)含B元素的化合物常用作净水剂,用文字和化学用语解释其净水原理:___________________________________________________。
(3)E元素的非金属性强于D元素,用原子结构解释原因:同周期元素随着原子序数的递增,____________________________,非金属性增强。
(4)工业上将干燥的E单质通入D熔融的单质中可制得化合物D2E2,该物质可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体,2 mol该物质参加反应时转移3 mol电子,其中只有一种元素化合价发生改变,该反应的化学方程式为__________________________。
解析 A是短周期中金属性最强的元素,则A是Na;B是地壳中含量最高的金属元素,则B是Al;C单质的晶体是良好的半导体材料,C是Si;D的最外层电子数与内层电子数之比为3∶5,D的内层电子数是10,最外层有6个电子,所以D是S;则E是Cl。(1)Si的原子结构示意图是,硫元素位于元素周期表中的第三周期第ⅥA族。(2)含Al的化合物常用作净水剂,是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附作用,离子方程式是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。(3)同周期元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强,所以得电子的能力逐渐增强,则元素的非金属性逐渐增强,Cl的非金属性强于S。(4)根据题意,S2Cl2与水反应生成二氧化硫,硫元素的化合价升高,则氯元素的化合价未变化,根据氧化还原反应规律,反应中部分硫元素的化合价应降低,S2Cl2中硫元素的化合价是+1价,所以产物中有单质硫生成,根据元素守恒,化学方程式是2S2Cl2+2H2O===3S↓+SO2↑+4HCl。
答案 (1) 第三周期第ⅥA族
(2)Al3+水解产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮物使之凝聚沉降达到净水目的,
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
(3)原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强
(4)2S2Cl2+2H2O===3S↓+SO2↑+4HCl
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