内容正文:
课下巩固精练卷(二十七) 元素周期表 元素周期律
一、选择题
1.(2025·广东中山模拟)13Al、12Mg、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A.键角:H2O>NH3
B.第一电离能:I1(Al)<I1(Mg)<I1(S)
C.碱性:Mg(OH)2<Al(OH)3
D.半径:r(Mg2+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl-)
答案:B
2.(2023·湖南高考)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
解析:选C。根据荧光粉的主要成分和基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等,且基态X原子含未成对电子,可知X的电子排布式为1s22s22p4,为O元素,基态O原子的未成对电子数为2,则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na、Al元素,Z为P元素,W、Y可形成WY2,Y不可能为金属元素,则Y为F元素,则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WF2,结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为+2价,又其原子序数最大,故W为Ca元素。元素电负性:F>O>P>Ca,A项错误;原子半径:F<O<P<Ca,B项错误;F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2,C项正确;P元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性,D项错误。
3.(2025·黑龙江大庆模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大,W原子核外电子空间运动状态只有1种,X原子的价层电子数是电子层数的2倍,Z的基态原子s能级与p能级电子数相等,Q是短周期主族元素中原子半径最大的元素,下列说法错误的是( )
A.电负性:W<X<Y
B.简单氢化物沸点:X<Y
C.第一电离能:X<Y<Z
D.简单离子半径:Z>Q
解析:选C。短周期主族元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大,W原子核外电子空间运动状态只有1种,说明W核外含有1个电子,W为H元素,Q是短周期主族元素中原子半径最大的元素,Q为Na元素,X原子的价层电子数是电子层数的2倍,则X的电子排布式为1s22s22p2,X为C元素,Z的基态原子s能级与p能级电子数相等,且原子序数<11,则其电子排布为1s22s22p4,Z为O元素,Y为N元素。
4.(人教选择性必修2 P28T4)下列曲线表示卤族元素或其单质性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( )
解析:选A。同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,A项正确;氟元素没有正化合价,B项错误;卤族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,C项错误;卤族元素单质的熔点从上到下逐渐升高,D项错误。
5.下表为某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2、I3、I4、I5……表示,单位kJ·mol-1)。下列关于元素R的判断不正确的是( )
I1
I2
I3
I4
I5
……
738
1 451
7 733
10 540
13 630
……
A.R元素位于元素周期表的第ⅡA族
B.R元素同周期相邻元素的第一电离能均小于738 kJ/mol
C.R元素位于元素周期表的s区
D.R元素基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p2
解析:选D。R第一和第二电离能相差不大,第三电离能明显增大,位于元素周期表的第ⅡA族,其可以失去至少5个电子,则其为Mg元素。
6.(2025·吉林长春模拟)某种化学品的结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期,基态M原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2∶1。下列说法错误的是( )
A.简单气态氢化物稳定性:X>W>Z
B.Y与W可以形成只含极性键的非极性分子
C.同一周期中,第一电离能处在Z和M之间的元素有1种
D.简单离子半径:Z>X>M
解析:选C。W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期,基态M原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2∶1,M能形成+3价阳离子,Z能形成6个共价键,M为Al元素,Z是S元素;X形成1个共价键,X是F元素;Y形成4个共价键,Y是C元素;W形成2个共价键,W是O元素。
7.现有三种元素基态原子的电子排布式:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;
③1s22s22p63s23p5,下列排序正确的是( )
A.最高价含氧酸的酸性:③>①>②
B.原子半径:③>②>①
C.第一电离能:①>②>③
D.电负性:③>②>①
解析:选A。已知①1s22s22p63s23p4为S、②1s22s22p63s23p3为P、③1s22s22p63s23p5为Cl。同一周期从左往右元素的非金属性依次增强,其最高价含氧酸的酸性也依次增强,即HClO4>H2SO4>H3PO4,③>①>②,A正确;同一周期从左往右元素的原子半径依次减小,原子半径P>S>Cl,即②>①>③,B错误;第一电离能Cl>P>S,即③>②>①,C错误;同一周期从左往右元素的电负性依次增强,故电负性Cl>S>P,即③>①>②,D错误。
8.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4
B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C.X元素位于元素周期表的p区
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
答案:A
9.(2025·河北模拟预测)常温下,W、X、Y、Z四种短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH(浓度均为0.01 mol·L-1)和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Y>X>W
B.第一电离能:Z>Y>W
C.Z的单质具有强氧化性和漂白性
D.W、Y、Z都可能形成18e-的氢化物分子
解析:选D。根据溶液的浓度和对应的pH可知X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,W、Z的最高价氧化物对应的水化物是一元强酸,W的原子序数小于X,Z的原子序数大于X,则X是Na元素,W是N元素,Z是Cl元素;同浓度Y的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH比HNO3的pH小,结合原子序数:X<Y<Z,说明Y的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4,Y是S元素。一般地,电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同的离子,质子数越多,离子半径越小,则简单离子半径:S2->Cl->N3->Na+,A项错误;第一电离能:N>S,B项错误;氯气没有漂白性,氯气与水生成的次氯酸才具有漂白性,C项错误;N2H4、H2S、HCl都是含18e-的氢化物,D项正确。
10.(2025·安徽江淮十校一模)元素W、Q、X、Y、Z位于不同主族且原子序数依次增大,Z的价电子所在能层有9个轨道。灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间,一种制备晶体Y的路线如图所示,通常状态下YW4呈气态。
YQ2X2YYW4Y
下列说法不正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Q>X
B.元素的电负性:Q>Z>W
C.酸性:W2YQ3>WZQ4
D.简单氢化物的稳定性:Q>Z>Y
解析:选C。Z的价电子所在能层有9个轨道,说明Z有三个能层。根据“灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间”可判断Y是硅元素,硅元素的常见化合价为+4价,则“YQ2”中的Q元素显-2价,结合Q的原子序数小于硅可判断Q是氧元素;硅元素还可以显-4价,则“X2Y”中X元素显+2价,结合X的原子序数介于氧和硅之间可判断X是镁元素;由“通常状态下YW4呈气态”和W的原子序数小于氧,判断W是氢元素;结合“WZ溶液”和Z的原子序数大于硅判断Z是氯元素。
11.(2025·四川广元模拟)在光照下,螺吡喃因发生开、闭环转换而变色的过程如下,下列说法错误的是( )
A.闭环螺吡喃有手性碳原子,开环螺吡喃没有
B.第二电离能:N<O
C.二者采取sp2杂化的碳原子数相同
D.闭环螺吡喃所含元素的原子未成对电子最多的是N
解析:选C。闭环螺吡喃有手性碳原子:(数字1为手性碳原子),开环螺吡喃没有,A正确;N+的核外价电子排布为2s22p2,O+的核外价电子排布为2s22p3,半满,较稳定,故O的第二电离能大,B正确;闭环螺吡喃中苯环和碳碳双键碳原子均为sp2杂化,共14个,开环螺吡喃中苯环、碳碳双键、碳氮双键中碳原子均为sp2杂化,共15个,sp2杂化的碳原子数目不同,C错误;闭环螺吡喃所含元素为C、H、O、N,未成对电子数分别为2、1、2、3,未成对电子最多的是N,D正确。
二、非选择题
12.(1)镍元素基态原子的电子排布式为________________________________________________________________________,
3d能级上的未成对电子数为________;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和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为________________。
(2)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________________。
(3)元素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的价层电子轨道表示式为__________________。
(4)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
(5)下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是________(填字母)。
(6)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是________。
(7)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。
①基态硒原子的价层电子排布式为________________________________________________________________________。
②锗、砷、硒的第一电离能大小排序为____________________(填元素符号)。
解析:(3)由原子序数最小且核外电子总数与其同期数相同,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。N、O同周期,第一电离能N>O,O、S同主族,第一电离能O>S,即N、O、S中第一电离能最大的是N元素;Cu的价层电子排布式为3d104s1,其价层电子轨道表示式为。(4)①由电离能数据可知,该元素最外层有3个电子。②Ge的最高正价为+4价。③Ge位于金属和非金属的分界线上,故其可作半导体材料,其氯化物和溴化物均为分子晶体,相对分子质量越大,其沸点越高。(5)P原子价电子排布式为3s23p3,当P原子失去3个电子后,形成一个较稳定的3s2全充满结构,再失去一个电子需要的能量较多,即第四电离能较大,符合此情况的曲线为b。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) 2 N>O>C O>S>H N +3 O>C>Si
(2)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(3)N
(4)①Al ②GeCl4 ③CD (5)b (6)C
(7)①4s24p4 ②As>Se>Ge
13.下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题:
(1)请写出n元素基态原子的电子排布式:__________________。
(2)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
电离能/(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是______(填图中的序号)。
(4)上述周期表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是________(填元素符号)。
(5)基态i原子核外电子云有______种不同的伸展方向,共有______种不同能级的电子,有______种不同运动状态的电子。
(6)第四周期元素中基态原子最外层仅有1个电子的有______________,第四周期中,3d轨道半充满的元素符号是__________。
解析:(3)第三周期8种元素单质只有氯气、氩气常温下为气体,且氩气熔点更低,故2为氯气,同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,故电负性最大的是2。
(4)由图可知,该主族元素的最外层有3个电子,且电子数应该大于5,位于第ⅢA族,则为铝元素。
(5)由图可知,i为铝元素,基态Al原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1,s轨道为球形、p轨道有3种伸展方向,则基态铝原子核外电子云有4种不同的伸展方向,共有5种不同能级的电子,原子核外有13个电子则有13种不同运动状态的电子。
答案:(1)1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) (2)Mn2+的3d能级为半充满状态,比较稳定 (3)2 (4)Al (5)4 5 13 (6)K、Cr、Cu Cr、Mn
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课下巩固精练卷(二十七) 元素周期表 元素周期律
一、选择题
1.(2025·广东中山模拟)13Al、12Mg、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A.键角:H2O>NH3
B.第一电离能:I1(Al)<I1(Mg)<I1(S)
C.碱性:Mg(OH)2<Al(OH)3
D.半径:r(Mg2+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl-)
2.(2023·湖南高考)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
3.(2025·黑龙江大庆模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大,W原子核外电子空间运动状态只有1种,X原子的价层电子数是电子层数的2倍,Z的基态原子s能级与p能级电子数相等,Q是短周期主族元素中原子半径最大的元素,下列说法错误的是( )
A.电负性:W<X<Y
B.简单氢化物沸点:X<Y
C.第一电离能:X<Y<Z
D.简单离子半径:Z>Q
4.(人教选择性必修2 P28T4)下列曲线表示卤族元素或其单质性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( )
5.下表为某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2、I3、I4、I5……表示,单位kJ·mol-1)。下列关于元素R的判断不正确的是( )
I1
I2
I3
I4
I5
……
738
1 451
7 733
10 540
13 630
……
A.R元素位于元素周期表的第ⅡA族
B.R元素同周期相邻元素的第一电离能均小于738 kJ/mol
C.R元素位于元素周期表的s区
D.R元素基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p2
6.(2025·吉林长春模拟)某种化学品的结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期,基态M原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2∶1。下列说法错误的是( )
A.简单气态氢化物稳定性:X>W>Z
B.Y与W可以形成只含极性键的非极性分子
C.同一周期中,第一电离能处在Z和M之间的元素有1种
D.简单离子半径:Z>X>M
7.现有三种元素基态原子的电子排布式:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;
③1s22s22p63s23p5,下列排序正确的是( )
A.最高价含氧酸的酸性:③>①>②
B.原子半径:③>②>①
C.第一电离能:①>②>③
D.电负性:③>②>①
8.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4
B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C.X元素位于元素周期表的p区
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
9.(2025·河北模拟预测)常温下,W、X、Y、Z四种短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH(浓度均为0.01 mol·L-1)和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Y>X>W
B.第一电离能:Z>Y>W
C.Z的单质具有强氧化性和漂白性
D.W、Y、Z都可能形成18e-的氢化物分子
10.(2025·安徽江淮十校一模)元素W、Q、X、Y、Z位于不同主族且原子序数依次增大,Z的价电子所在能层有9个轨道。灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间,一种制备晶体Y的路线如图所示,通常状态下YW4呈气态。
YQ2X2YYW4Y
下列说法不正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Q>X
B.元素的电负性:Q>Z>W
C.酸性:W2YQ3>WZQ4
D.简单氢化物的稳定性:Q>Z>Y
11.(2025·四川广元模拟)在光照下,螺吡喃因发生开、闭环转换而变色的过程如下,下列说法错误的是( )
A.闭环螺吡喃有手性碳原子,开环螺吡喃没有
B.第二电离能:N<O
C.二者采取sp2杂化的碳原子数相同
D.闭环螺吡喃所含元素的原子未成对电子最多的是N
二、非选择题
12.(1)镍元素基态原子的电子排布式为________________________________________________________________________,
3d能级上的未成对电子数为________;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和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为________________。
(2)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________________。
(3)元素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的价层电子轨道表示式为__________________。
(4)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
(5)下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是________(填字母)。
(6)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是________。
(7)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。
①基态硒原子的价层电子排布式为________________________________________________________________________。
②锗、砷、硒的第一电离能大小排序为____________________(填元素符号)。
13.下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题:
(1)请写出n元素基态原子的电子排布式:__________________。
(2)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
电离能/(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是______(填图中的序号)。
(4)上述周期表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是________(填元素符号)。
(5)基态i原子核外电子云有______种不同的伸展方向,共有______种不同能级的电子,有______种不同运动状态的电子。
(6)第四周期元素中基态原子最外层仅有1个电子的有______________,第四周期中,3d轨道半充满的元素符号是__________。
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