内容正文:
4.2 元素周期律
题型01 原子结构和元素的化合价的周期性变化
题型02 简单粒子半径的大小比较
题型03 元素的金属性和非金属性的比较
题型04 元素周期律
题型05 元素周期表的分区
题型06 元素“位—构—性”关系推断
题型01 原子结构和元素的化合价的周期性变化
1.原子核外电子排布的周期性变化
(1)随着原子序数的递增,原子最外层电子数呈现从1到8的周期性变化(除H、He外)。
2.元素化合价的规律性变化
①同周期:最高正化合价+1到+7(氧、氟除外)、最低负化合价-4到-1。
②主族最高正价=最外层电子数(O、F除外) 、最高正价+ |最低负价|=8(H、O、F除外)
【典例1】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)X、Y、Z、M、N、Q皆为短周期主族元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示,下列说法正确的是
A.金属性:N>Q B.最高价氧化物对应水化物的酸性:M<Y
C.简单离子半径:Q>N>X D.原子序数:Z>M>X>Y
【变式1-1】(25-26高一上·辽宁鞍山·阶段练习)某元素的气态氢化物化学式为HR,此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为
A.HRO B.HRO2 C.HRO3 D.HRO4
【变式1-2】(25-26高一上·内蒙古通辽·阶段练习)如图是部分短周期元素原子序数与主要化合价的关系图,X、Y、Z、W、R是其中的五种元素。下列说法不正确的是
A.离子半径:
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C.Z的最高价氧化物对应的水化物具有两性
D.单质与水反应的剧烈程度:
【变式1-3】(25-26高一上·吉林白城·阶段练习)硒()元素位于元素周期表第四周期,与硫同族。以下对于硒()的相关说法不正确的是
A.Se的原子序数是34 B.Se的原子半径大于S
C.Se的最高化合价为+6价 D.的还原性比弱
题型02 简单粒子半径的大小比较
半径比较:“三看”法
“首看”层:一般层数越多,半径越大;
“二看”序数:层数相同时,“序大径小”。
“三看”核外电子数:层数、序数都相同时,电子数越多,半径越大。
【典例2】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息,下列叙述正确的是
元素代号
原子半径
主要化合价
、
A.与的核外电子数相等 B.与形成的化合物具有两性
C.气态氢化物的稳定性为 D.和的失电子能力强弱顺序:
【变式2-1】(25-26高一上·黑龙江鹤岗·阶段练习)下列各选项对应关系错误的是
A.图①可以表示F-、Na+、Mg2+、Al3+四种半径的大小关系
B.图②可以表示ⅡA族元素原子的最外层电子数
C.图③可以表示第三周期各主族元素的最高化合价
D.图④可以表示第三周期中各主族元素的最高化合价与最低化合价之和
【变式2-2】(25-26高一上·辽宁沈阳·阶段练习)已知下列原子的半径:
原子
N
S
O
半径
0.70
1.06
0.66
1.17
根据以上数据,P原子的半径可能是
A. B.
C. D.
【变式2-3】(25-26高一上·辽宁大连·阶段练习)有A、B、C、D四种元素,A、B的正离子与C、D的负离子具有相同的电子层结构,Am+、Bn+中m<n,Cx-、Dy-中x>y。则四种元素离子半径大小关系是
A.Am+>Bn+>Cx->Dy- B.Dy->Cx->Bn+>Am+
C.Cx->Dy->Am+>Bn+ D.Cx->Dy->Bn+>Am+
题型03 元素的金属性和非金属性的比较
1.金属性强弱
(1)在表中
同主族:从上到下,金属性增强;
同周期:从左到右,金属性减弱;即周期表靠左、靠下的金属性强(左下铯最强)。
(2)实验依据
a.单质与水(或酸)置换出氢气的难易。
b.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。
c.金属间的置换(若A置换出B,则A金属性强于B,不能置换,无结论)。
2.非金属性强弱
(1)在表中
同主族:从上到下,非金属性逐渐减弱;
同周期:从左到右,非金属性增强。即周期表靠右、靠上的非金属性强(右上氟最强)。
(2).实验依据
A.单质与氢气化合生成气态氢化物的难易及气态氢化物的稳定性。
B.最高价氧化物对应水化物的酸性。
C.非金属间的置换(若A能置换出B,则A的非金属性强于B,不能置换,无结论)。
【典例3】(25-26高一上·内蒙古包头·阶段练习)根据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是
A.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
B.第VA族元素的非金属性自上而下依次减弱
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构
D.第三周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
【变式3-1】(25-26高一上·吉林长春·阶段练习)锶(Sr)是人体不可缺少的一种微量元素,位于元素周期表中第五周期第族。下列关于的说法不正确的是
A.原子最外层有2个电子
B.中子数为52的Sr的核素符号为
C.最高价氧化物对应的水化物的碱性:
D.与同周期的的原子半径:
【变式3-2】(25-26高一上·吉林松原·阶段练习)下表中的事实与推论不符的是
序号
事实
推论
A
与冷水反应,Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
HCl热稳定性比H2S强
非金属性:Cl>S
A.A B.B C.C D.D
【变式3-3】(25-26高一上·辽宁沈阳·)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的有
①气态比气态稳定 ②溶液的酸性比溶液强
③沸点: ④的还原性比强
⑤转化为得电子的数目比S转化为得电子的数目多
⑥铁与反应生成,铁与S反应生成 ⑦可以和反应生成S
⑧根据S和化合生成中元素化合价判断 ⑨的氧化性比强
A.3项 B.4项 C.5项 D.6项
题型04 元素周期律
1.概念:元素的性质随着核电荷数的递增呈周期性变化的规律。
2.内容:原子半径(稀有气体除外)、金属性和非金属性、化合价都呈现周期性变化。
3.实质:元素原子核外电子排布发生周期性变化的必然结果。
【典例4】(25-26高一上·黑龙江佳木斯·阶段练习)已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是 ,烧瓶中加入的试剂是 。
(2)画出虚线框内的实验装置图,并注明所加试剂,说明装置的作用 。
(3)装置B中盛放的试剂是 (选填下列所给试剂的字母),实验现象为 ,化学反应方程式是 。
A.Na2S溶液 B.Na2SO3溶液 C.Na2SO4溶液
(4)从原子结构的角度简要分析氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的原因。 。
(5)已知:①硫酸比次氯酸稳定;②高氯酸比硫酸酸性强;③S2-比Cl-易被氧化;④HCl比H2S稳定;⑤铜与盐酸不反应,但能与浓硫酸反应;⑥铁与氯气加热生成三氯化铁,铁与硫加热生成硫化亚铁。可说明氯比硫非金属性强的是 。
A.全部 B.②③④⑥ C.①②④⑤⑥ D.除①以外
(6)装置C中盛放烧碱溶液,目的是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气。在该反应中,Cl元素的化合价既有升高又有降低,即在反应中Cl元素的原子既能获得电子也能失去电子,能否说氯元素既具有金属性又具有非金属性?简述你的理由 。
【变式4-1】(25--26高一上·辽宁本溪·阶段练习)下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是
A.原子序数为15的元素的最高化合价为+3
B.第ⅦA族元素是同周期元素中非金属性最强的元素
C.Li、Na、K、Rb、Cs的得电子能力逐渐增强
D.原子序数为16的元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族
【变式4-2】(25-26高一上·辽宁丹东·阶段练习)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,有关含量前六位元素如图所示。回答下列问题:
(1)铝元素在周期表中的位置:第 周期第 族。
(2)二氧化硅属于酸性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(3)钙、镁的最高价氧化物对应的水化物碱性更强的是 (填化学式)。元素M与钙同主族,为长周期元素,下列有关M的单质及化合物性质的推测错误的是 (填序号)。
a.单质熔点:M>Ca
b.单质M暴露在空气中,最终产物为
c.可与水反应,产生氢气
(4)实验小组通过卤素单质间的置换反应,探究同主族元素非金属性的递变规律,设计相关实验如下:(已知:氯水为浅黄绿色,稀溴水呈黄色,碘水呈棕黄色。)
实验Ⅰ
实验Ⅱ
取a中的黄色溶液少许,加入KI溶液,再加入淀粉溶液。
①b中反应的离子方程式是 。
②实验I中得出单质氧化性强弱的顺序为 。
③甲同学认为:实验Ⅱ加入淀粉后, (填现象),得出氧化性。
④乙同学对上述实验进行反思,认为实验Ⅱ不能充分证明氧化性,他补做了实验Ⅲ,另取a中溶液少许,加入足量NaBr固体,振荡,然后加入KI溶液和淀粉溶液,溶液变蓝色。补做实验Ⅲ的目的是 。
⑤实验结论:在元素周期表中,同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多, , ,非金属性减弱。
【变式4-3】(25-26高一上·内蒙古呼和浩特·阶段练习)主族元素X、Y形成的简单离子的核外电子排布与Ar相同,下列有关说法错误的是
A.若X的简单离子的半径小于的半径,则X元素可能为Ca
B.已知X、Y形成的简单离子分别为、,则
C.若X、Y形成的简单离子分别为、,则的还原性一定大于
D.若X、Y原子序数依次增大,则X、Y元素的简单离子半径:
题型05 元素周期表的分区
1.金属与非金属属分界线:第三周期第IIIA族--第四周期第IVA族--...简记为:33-44-55-66-76
在分界线附近的元素,既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。
2.指导作用:
【典例5】(25-26高一上·辽宁营口·阶段练习)元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法中正确的是
A.虚线的左侧全部是金属元素
B.非金属性最强的元素是氟,其最高价氧化物对应水化物酸性最强
C.第ⅠA族元素的金属性一定强于第ⅡA族元素
D.Si是半导体材料,Ge也可能是半导体材料
【变式5-1】(25-26高一上·黑龙江鸡西·阶段练习)在半导体的发展史中金属锗(Ge)是第一个被广泛使用的半导体材料,它在硅的下一周期,且与硅同主族。下列叙述不正确的是
A.锗位于金属区与非金属区的交界处 B.锗的最高价含氧酸是强酸
C.锗的单质具有半导体的性能 D.热稳定性:
【变式5-2】(25-26高一上·吉林延边·阶段练习)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。下列说法不正确的是
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
第二周期
第三周期
第四周期
第五周期
第六周期
A.元素在地壳上的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系
B.在元素周期表左下角可以寻找制备新型农药材料的元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如、等)
D.可在过渡元素中寻找耐高温材料
【变式5-3】(25-26高一上·辽宁阜新·阶段练习)下列关于现代元素周期表的说法错误的是
A.是元素周期律的具体表现形式
B.按照元素相对原子质量由小到大顺序排列的
C.对与化学相关的工农业生产有一定的指导作用
D.可在元素周期表中Si附近寻找新的半导体材料
题型06 元素“位—构—性”关系推断
“位—构—性”关系
【典例6】(25-26高一上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q在周期表中的相对位置如图所示,W的原子序数是Z的两倍。下列叙述正确的是
A.简单离子半径:
B.氢化物的稳定性一定有:
C.化合物为四面体结构且只有一种结构
D.与的水溶液反应并使其褪色,体现了的漂白性
【变式6-1】(25-26高一上·吉林长春·阶段练习)依据已知信息,下列预测或推理不合理的是
选项
已知信息
预测或推理
A
Na和Fe分别加入冷水中,Na反应剧烈,Fe无现象
元素Na的金属性比Fe强
B
与化合比与更容易
元素F的非金属性比Cl强
C
Mg与Ba是同主族元素,且为沉淀
也是沉淀
D
Ga与Al是同主族元素
碱性:
A.A B.B C.C D.D
【变式6-2】(25-26高一上·辽宁盘锦·阶段练习)已知:三角锥形分子E和直线形分子G反应生成两种直线形分子L和M(组成分子的元素原子序数均小于10),微观反应示意图如图所示,下列判断错误的是
A.自然界中存在单质G B.G与在暗处剧烈化合生成L
C.E和L均为10电子分子 D.该转化可证明G和M中两元素非金属性强弱
【变式6-3】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)X、Y、Z、W均为前18号元素,原子序数依次增大。X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,Y在化合物中通常显+1价,Z元素电子层数等于其最外层电子数,W的原子核内有17个质子。下列说法不正确的是
A.Y形成的单质活泼性低于Z B.Z与X形成的化合物可与反应
C.W与X形成的化合物是非电解质 D.X、Y、Z形成的简单离子的电子数相同
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4.2 元素周期律
题型01 原子结构和元素的化合价的周期性变化
题型02 简单粒子半径的大小比较
题型03 元素的金属性和非金属性的比较
题型04 元素周期律
题型05 元素周期表的分区
题型06 元素“位—构—性”关系推断
题型01 原子结构和元素的化合价的周期性变化
1.原子核外电子排布的周期性变化
(1)随着原子序数的递增,原子最外层电子数呈现从1到8的周期性变化(除H、He外)。
2.元素化合价的规律性变化
①同周期:最高正化合价+1到+7(氧、氟除外)、最低负化合价-4到-1。
②主族最高正价=最外层电子数(O、F除外) 、最高正价+ |最低负价|=8(H、O、F除外)
【典例1】(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)X、Y、Z、M、N、Q皆为短周期主族元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示,下列说法正确的是
A.金属性:N>Q B.最高价氧化物对应水化物的酸性:M<Y
C.简单离子半径:Q>N>X D.原子序数:Z>M>X>Y
【答案】D
【详解】A.金属性:Al<Na,故A错误;
B.非金属性越强,最高价氧化物水化物的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物酸性:H2SO4>H2CO3,故B错误;
C.核外电子排布相同的微粒,其离子半径随原子序数的增大而减小,则简单离子半径:O2->Na+>Al3+,故C错误;
D.原子序数:Cl>S>O>C,即Z>M >X>Y,D正确;
答案选D。
【变式1-1】(25-26高一上·辽宁鞍山·阶段练习)某元素的气态氢化物化学式为HR,此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为
A.HRO B.HRO2 C.HRO3 D.HRO4
【答案】D
【详解】某元素的气态氢化物化学式为HR,则R的最低负价为-1价,R元素位于第VIIA族,第VIIA族元素除F元素外其他元素最高正价为+7价,最高价氧化物对应水化物的化学式为HRO4,故选D。
【变式1-2】(25-26高一上·内蒙古通辽·阶段练习)如图是部分短周期元素原子序数与主要化合价的关系图,X、Y、Z、W、R是其中的五种元素。下列说法不正确的是
A.离子半径:
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C.Z的最高价氧化物对应的水化物具有两性
D.单质与水反应的剧烈程度:
【答案】D
【分析】短周期主族元素中,X只有-2价,没有正化合价,则X为O元素;Y为+1价,没有负化合价,原子序数大于氧,则Y为Na;Z为+3价,没有负化合价,原子序数大于Na,故Z为Al;W有+6、-2价,则W为S元素;R有+7、-1价,则R为Cl;
【详解】A.X为O,Y为Na,离子都是10电子结构,核电荷数越大的,离子半径越小,则,故A正确;
B.R为Cl,W为S,同周期从左到右非金属性增强,非金属性Cl>S,故最高价含氧酸的酸性:Cl>S,故B正确;
C.Z为Al,最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3,既能与强酸反应,也能与强碱反应,具有两性,故C正确;
D.Y为Na,Z为Al,同周期从左到右金属性减弱,则金属性Na>Al,故与水反应的剧烈程度:Na>Al,故D错误,
故选:D。
【变式1-3】(25-26高一上·吉林白城·阶段练习)硒()元素位于元素周期表第四周期,与硫同族。以下对于硒()的相关说法不正确的是
A.Se的原子序数是34 B.Se的原子半径大于S
C.Se的最高化合价为+6价 D.的还原性比弱
【答案】D
【详解】A.硒()元素位于元素周期表第四周期,与硫同族,Se的原子序数是16+18=34,故A正确;
B.同主族元素,原子序数越大,半径越大,则Se的原子半径大于S,故B正确;
C.硒()元素位于元素周期表第四周期,与硫同族,位于第VIA族,最高化合价为+6价,故C正确;
D.硒()元素位于元素周期表第四周期,与硫同族,同主族元素核电荷数越大,单质氧化性减弱,对应离子还原性增强,的还原性比强,故D错误;
故选D。
题型02 简单粒子半径的大小比较
半径比较:“三看”法
“首看”层:一般层数越多,半径越大;
“二看”序数:层数相同时,“序大径小”。
“三看”核外电子数:层数、序数都相同时,电子数越多,半径越大。
【典例2】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息,下列叙述正确的是
元素代号
原子半径
主要化合价
、
A.与的核外电子数相等 B.与形成的化合物具有两性
C.气态氢化物的稳定性为 D.和的失电子能力强弱顺序:
【答案】B
【分析】根据元素的主要化合价和原子半径可知,L是镁,M是Al,R是硫,T是氧元素,据此分析解题。
【详解】A.Mg2+的核外电子数为10,S2-核外电子数为18,A错误;
B.与形成的化合物为氧化铝,氧化铝是两性氧化物,B正确;
C.非金属性越强,相应氢化物的稳定性越强,氧元素的非金属性强于硫元素的,气态氢化物的稳定性为,C错误;
D.同一周期从左到右金属性减弱,失电子能力减弱,因此L 和 M 的失电子能力强弱顺序: M<L,故D错误;
答案选B。
【变式2-1】(25-26高一上·黑龙江鹤岗·阶段练习)下列各选项对应关系错误的是
A.图①可以表示F-、Na+、Mg2+、Al3+四种半径的大小关系
B.图②可以表示ⅡA族元素原子的最外层电子数
C.图③可以表示第三周期各主族元素的最高化合价
D.图④可以表示第三周期中各主族元素的最高化合价与最低化合价之和
【答案】D
【详解】A.F-、Na+、Mg2+、Al3+具有相同电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,A正确,不选;
B.ⅡA族元素原子的最外层电子数为2,相等,B正确,不选;
C.第三周期各主族元素的最外层电子数逐渐增大,最高化合价依次升高,C正确,不选;
D.第三周期中各主族元素的最高化合价与最低化合价之和分别为1、2、3、0、2、4、6,与图象不符,D错误,符合题意。
答案选D。
【变式2-2】(25-26高一上·辽宁沈阳·阶段练习)已知下列原子的半径:
原子
N
S
O
半径
0.70
1.06
0.66
1.17
根据以上数据,P原子的半径可能是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】P是第三周期元素,位于硅与硫元素之间,根据元素周期律可知,磷原子的半径应在原子和S原子之间。
故答案选A。
【变式2-3】(25-26高一上·辽宁大连·阶段练习)有A、B、C、D四种元素,A、B的正离子与C、D的负离子具有相同的电子层结构,Am+、Bn+中m<n,Cx-、Dy-中x>y。则四种元素离子半径大小关系是
A.Am+>Bn+>Cx->Dy- B.Dy->Cx->Bn+>Am+
C.Cx->Dy->Am+>Bn+ D.Cx->Dy->Bn+>Am+
【答案】C
【详解】一般而言,电子层数越多的离子半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越大,原子核对外层电子的吸引力越强,离子半径越小。A、B的正离子与C、D的负离子具有相同的电子层结构,说明A、B与C、D在相邻周期,且C、D在上一周期而A、B在下一周期,Am+和Bn+中m < n,故B的核电荷数更大,离子半径更小;Cx-和Dy-中x > y,故C的核电荷数更小,离子半径更大,则四种元素离子半径大小关系为:;
故选C。
题型03 元素的金属性和非金属性的比较
1.金属性强弱
(1)在表中
同主族:从上到下,金属性增强;
同周期:从左到右,金属性减弱;即周期表靠左、靠下的金属性强(左下铯最强)。
(2)实验依据
a.单质与水(或酸)置换出氢气的难易。
b.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。
c.金属间的置换(若A置换出B,则A金属性强于B,不能置换,无结论)。
2.非金属性强弱
(1)在表中
同主族:从上到下,非金属性逐渐减弱;
同周期:从左到右,非金属性增强。即周期表靠右、靠上的非金属性强(右上氟最强)。
(2).实验依据
A.单质与氢气化合生成气态氢化物的难易及气态氢化物的稳定性。
B.最高价氧化物对应水化物的酸性。
C.非金属间的置换(若A能置换出B,则A的非金属性强于B,不能置换,无结论)。
【典例3】(25-26高一上·内蒙古包头·阶段练习)根据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是
A.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
B.第VA族元素的非金属性自上而下依次减弱
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构
D.第三周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
【答案】B
【详解】A.位于金属和非金属分界线附近的元素,表现一定的金属性与非金属性,而过渡元素包括副族元素与第Ⅷ族元素,A错误;
B.同一主族元素,随着原子序数增大,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,导致其非金属性减弱,所以同一主族元素的非金属性随着原子序数增大而减弱,则第VA族元素的非金属性自上而下依次减弱,B正确;
C.H、Li元素形成离子后达到2电子结构和氦相同,不是8电子稳定结构,C错误;
D.同周期金属元素的化合价越高,越难失去电子,如第三周期中,Na比Al容易失去电子,D错误。
答案选B。
【变式3-1】(25-26高一上·吉林长春·阶段练习)锶(Sr)是人体不可缺少的一种微量元素,位于元素周期表中第五周期第族。下列关于的说法不正确的是
A.原子最外层有2个电子
B.中子数为52的Sr的核素符号为
C.最高价氧化物对应的水化物的碱性:
D.与同周期的的原子半径:
【答案】D
【详解】A.IIA族元素最外层电子数为2,Sr位于第五周期IIA族,最外层有2个电子,A正确;
B.中子数=质量数-质子数,质量数=38+52=90,核素符号为为,B正确;
C.同主族金属性从上到下增强,Sr在Ca下方,Sr的金属性更强,因此碱性比强,C正确;
D.同周期主族元素原子半径从左到右递减,Sr(IIA族)原子序数小于I(VIIA族),故Sr原子半径>I,D错误;
故答案选D。
【变式3-2】(25-26高一上·吉林松原·阶段练习)下表中的事实与推论不符的是
序号
事实
推论
A
与冷水反应,Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
HCl热稳定性比H2S强
非金属性:Cl>S
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】试题分析:A、判断金属性强弱:与水反应剧烈程度,越剧烈,说明金属性越强,即金属性:Na>Mg,故说法正确;B、最高价氧化物对应水化物碱性越强,金属性越强,因此金属性:Ca>Mg,故说法正确;C、最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性越强,但SO2中S不是最高价,故说法错误;D、非金属性越强,其氢化物越稳定,因此非金属性Cl>S,故说法正确。
考点:考查金属性、非金属性强弱的比较等知识。
【变式3-3】(25-26高一上·辽宁沈阳·)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的有
①气态比气态稳定 ②溶液的酸性比溶液强
③沸点: ④的还原性比强
⑤转化为得电子的数目比S转化为得电子的数目多
⑥铁与反应生成,铁与S反应生成 ⑦可以和反应生成S
⑧根据S和化合生成中元素化合价判断 ⑨的氧化性比强
A.3项 B.4项 C.5项 D.6项
【答案】B
【详解】①同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,根据非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,气态HCl比气态H2S稳定,能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
②应该比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,HCl溶液的酸性比H2S溶液强,不能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
③沸点大小取决于分子间作用力的大小,不能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
④两者为简单氢化物,H2S的还原性比HCl强,说明硫离子的还原性强,则硫单质的氧化性弱,能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
⑤得电子的数目不是判断非金属性强弱得方法,应该是判断得电子难易程度,故不能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
⑥铁与Cl2反应生成FeCl3,铁与S反应生成FeS,说明氯得电子能力更强,能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
⑦Cl2可以和Na2S反应生成S,说明氯气的氧化性大于硫,得电子能力大于硫,能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
⑧根据S和Cl2化合生成SCl2中元素化合价判断,该化合物中氯显负价,说明得电子能力更强,能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
⑨HClO中氯元素不是最高价态,HClO的氧化性比H2SO4强,不能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
综上所述②③⑤⑨共4项不能说明氯元素的非金属性比硫元素强;
故选B。
题型04 元素周期律
1.概念:元素的性质随着核电荷数的递增呈周期性变化的规律。
2.内容:原子半径(稀有气体除外)、金属性和非金属性、化合价都呈现周期性变化。
3.实质:元素原子核外电子排布发生周期性变化的必然结果。
【典例4】(25-26高一上·黑龙江佳木斯·阶段练习)已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是 ,烧瓶中加入的试剂是 。
(2)画出虚线框内的实验装置图,并注明所加试剂,说明装置的作用 。
(3)装置B中盛放的试剂是 (选填下列所给试剂的字母),实验现象为 ,化学反应方程式是 。
A.Na2S溶液 B.Na2SO3溶液 C.Na2SO4溶液
(4)从原子结构的角度简要分析氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的原因。 。
(5)已知:①硫酸比次氯酸稳定;②高氯酸比硫酸酸性强;③S2-比Cl-易被氧化;④HCl比H2S稳定;⑤铜与盐酸不反应,但能与浓硫酸反应;⑥铁与氯气加热生成三氯化铁,铁与硫加热生成硫化亚铁。可说明氯比硫非金属性强的是 。
A.全部 B.②③④⑥ C.①②④⑤⑥ D.除①以外
(6)装置C中盛放烧碱溶液,目的是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气。在该反应中,Cl元素的化合价既有升高又有降低,即在反应中Cl元素的原子既能获得电子也能失去电子,能否说氯元素既具有金属性又具有非金属性?简述你的理由 。
【答案】(1) 浓盐酸 MnO2
(2) 除去Cl2中的HCl气体
(3) A 有淡黄色沉淀生成 Na2S+Cl2=2NaCl+S↓
(4)Cl原子、S原子的电子层数相同,但最外层电子数Cl原子是7,S原子是6,且原子半径Cl<S,因此,在反应中Cl原子比S原子更容易获得电子达稳定结构,故氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强
(5)B
(6)不能,金属性强弱的判断以元素的单质与水(或酸)反应置换氢的难易程度,以及它的最高价氧化物的水化物的碱性强弱为依据,非金属性的强弱以它与氢气生成氢化物的稳定性或它的最高价氧化物的水化物的酸性强弱来判断
【详解】(1)为验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,需要用氯气置换出硫,则必须用装置A制备氯气,反应需要加热,实验室通常用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,则A装置中A的分液漏斗中盛装的试剂是浓盐酸,烧瓶中加入的试剂是MnO2,故答案为:浓盐酸;MnO2;
(2)由于用浓盐酸制取氯气,且需要加热,实验过程中要挥发出HCl气体,因此虚线框部分应是除去HCl气体的装置,可以使用洗气瓶,瓶内盛装饱和食盐水,既除去HCl,又降低氯气在水中的溶解度,所用装置为,故答案为: 除去Cl2中的HCl气体;
(3)要在B中发生氯气置换出硫的反应,在给定试剂中只能选取Na2S溶液;发生的是置换反应,化学方程式为Na2S+Cl2=2NaCl+S↓,因此实验现象为有淡黄色沉淀生成,故答案为:A;有淡黄色沉淀生成;Na2S+Cl2=2NaCl+S↓;
(4)Cl原子、S原子的电子层数相同,但最外层电子数Cl原子是7,S原子是6,且原子半径Cl<S,因此,在反应中Cl原子比S原子更容易获得电子达稳定结构,故氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,故答案为:Cl原子、S原子的电子层数相同,但最外层电子数Cl原子是7,S原子是6,且原子半径Cl<S,因此,在反应中Cl原子比S原子更容易获得电子达稳定结构,故氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强;
(5)可从最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、与氢气反应的难以程度、气态氢化物的稳定性等来判断元素非金属性的强弱,对Cl和S来说,具体为:HClO4的酸性比H2SO4的酸性强;氯气的氧化性强于单质S的氧化性,或是S2-比Cl-易被氧化;还可以根据单质将变价金属氧化到的价态高低来确定单质的氧化性,进而确定元素得非金属性强弱,因此可说明氯比硫非金属性强的是②③④⑥,故答案为:B;
(6)金属性强弱的判断以元素的单质与水(或酸)反应置换氢的难易程度,以及它的最高价氧化物的水化物的碱性强弱为依据,非金属性的强弱以它与氢气生成氢化物的稳定性或它的最高价氧化物的水化物的酸性强弱来判断,所以不能据此说明氯元素既具有金属性又具有非金属性,故答案为:不能,金属性强弱的判断以元素的单质与水(或酸)反应置换氢的难易程度,以及它的最高价氧化物的水化物的碱性强弱为依据,非金属性的强弱以它与氢气生成氢化物的稳定性或它的最高价氧化物的水化物的酸性强弱来判断。
【变式4-1】(25--26高一上·辽宁本溪·阶段练习)下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是
A.原子序数为15的元素的最高化合价为+3
B.第ⅦA族元素是同周期元素中非金属性最强的元素
C.Li、Na、K、Rb、Cs的得电子能力逐渐增强
D.原子序数为16的元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族
【答案】B
【详解】A.原子序数为15的元素为P,其最高化合价为+5,A错误;
B.第ⅦA族元素是同周期中最靠右的元素(不考虑稀有气体),同周期从左向右非金属性逐渐增强,B正确;
C.Li、Na、K、Rb、Cs的原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,所以失电子能力逐渐增强,C错误;
D.原子序数为16的元素为S,处于周期表的第三周期的ⅥA族,D错误;
答案选B。
【变式4-2】(25-26高一上·辽宁丹东·阶段练习)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,有关含量前六位元素如图所示。回答下列问题:
(1)铝元素在周期表中的位置:第 周期第 族。
(2)二氧化硅属于酸性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(3)钙、镁的最高价氧化物对应的水化物碱性更强的是 (填化学式)。元素M与钙同主族,为长周期元素,下列有关M的单质及化合物性质的推测错误的是 (填序号)。
a.单质熔点:M>Ca
b.单质M暴露在空气中,最终产物为
c.可与水反应,产生氢气
(4)实验小组通过卤素单质间的置换反应,探究同主族元素非金属性的递变规律,设计相关实验如下:(已知:氯水为浅黄绿色,稀溴水呈黄色,碘水呈棕黄色。)
实验Ⅰ
实验Ⅱ
取a中的黄色溶液少许,加入KI溶液,再加入淀粉溶液。
①b中反应的离子方程式是 。
②实验I中得出单质氧化性强弱的顺序为 。
③甲同学认为:实验Ⅱ加入淀粉后, (填现象),得出氧化性。
④乙同学对上述实验进行反思,认为实验Ⅱ不能充分证明氧化性,他补做了实验Ⅲ,另取a中溶液少许,加入足量NaBr固体,振荡,然后加入KI溶液和淀粉溶液,溶液变蓝色。补做实验Ⅲ的目的是 。
⑤实验结论:在元素周期表中,同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多, , ,非金属性减弱。
【答案】(1) 三 ⅢA
(2)
(3) ab
(4) 、Cl2>I2 溶液变蓝色 排除过量的氧化带来的干扰 原子半径逐渐增大 得电子能力逐渐减弱
【分析】氯水滴入溴化钠溶液中,氯气与溴化钠反应生成溴单质,使溶液呈黄色;氯水滴入KI溶液中,氯气与KI反应生成碘单质,使溶液呈棕黄色,通过两实验可知氯气的氧化性大于溴单质,氯气的氧化性大于碘单质;实验Ⅱ中将生成的溴单质溶液滴入碘化钾中,滴加淀粉,可证明溴的氧化性大于碘单质。
【详解】(1)Al原子序数为13,位于元素周期表第三周期第IIIA族;
(2)二氧化硅与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式:;
(3)元素金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性:Ca>Mg,则碱性较强的为;
a.第ⅡA族元素从上到下,单质熔点逐渐较小,单质熔点:M<Ca,错误;
b.单质M与Ca同族,暴露在空气中,先生成,与水反应生成,可与空气中二氧化碳反应,最终产物为,错误;
c.可以水反应生成氢气,则也可与水反应,产生氢气,正确;
答案选ab;
(4)①b中氯气可将碘离子氧化为碘单质,反应的离子方程式:;
②实验I的a中氯气可将溴离子氧化为溴单质,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,得出单质氧化性强弱的顺序:,b中氯气将碘离子氧化为碘单质,则氧化性:Cl2>I2;
③实验Ⅱ若产生碘单质,则淀粉溶液会变蓝色,通过观察溶液变蓝可确定溴单质的氧化性大于碘单质;
④通过以上实验现象无法确定实验I中是否有氯气残留,因此补做实验Ⅲ可排除过量的Cl2氧化I-带来的干扰;
⑤在元素周期表中,同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。
【变式4-3】(25-26高一上·内蒙古呼和浩特·阶段练习)主族元素X、Y形成的简单离子的核外电子排布与Ar相同,下列有关说法错误的是
A.若X的简单离子的半径小于的半径,则X元素可能为Ca
B.已知X、Y形成的简单离子分别为、,则
C.若X、Y形成的简单离子分别为、,则的还原性一定大于
D.若X、Y原子序数依次增大,则X、Y元素的简单离子半径:
【答案】B
【详解】A.若X的简单离子半径小于Cl-,则X可能为Ca2+。同一电子层结构的离子,核电荷数越大半径越小,Ca2+半径确实小于Cl-,A正确;
B.对于离子、,其电子数均为18,故a = 18 + m,b = 18 - n,得a-m=b+n,B错误。
C.若X2-和Y-为同周期非金属离子,非金属性越弱,对应阴离子还原性越强,如硫的非金属性小于氯的非金属性,S2-还原性强于Cl-,C正确;
D.若X、Y原子序数依次增大且离子为Ar型,核电荷数越大,离子半径越小,因此原子序数X<Y时,离子半径X>Y,D正确;
故选B。
题型05 元素周期表的分区
1.金属与非金属属分界线:第三周期第IIIA族--第四周期第IVA族--...简记为:33-44-55-66-76
在分界线附近的元素,既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。
2.指导作用:
【典例5】(25-26高一上·辽宁营口·阶段练习)元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法中正确的是
A.虚线的左侧全部是金属元素
B.非金属性最强的元素是氟,其最高价氧化物对应水化物酸性最强
C.第ⅠA族元素的金属性一定强于第ⅡA族元素
D.Si是半导体材料,Ge也可能是半导体材料
【答案】D
【详解】A.虚线的左侧除了氢元素以外,其他全部都是金属元素,A错误;
B.非金属性最强的元素是氟,但氟没有正价,B错误;
C.同周期第ⅠA族元素的金属性强于第ⅡA元素,且第ⅠA族中的氢元素的金属性弱于第ⅡA元素,C错误;
D.Si和Ge都位于金属元素与非金属元素的分界线处附近,Si是半导体,Ge也可能是半导体,D正确;
故选D。
【变式5-1】(25-26高一上·黑龙江鸡西·阶段练习)在半导体的发展史中金属锗(Ge)是第一个被广泛使用的半导体材料,它在硅的下一周期,且与硅同主族。下列叙述不正确的是
A.锗位于金属区与非金属区的交界处 B.锗的最高价含氧酸是强酸
C.锗的单质具有半导体的性能 D.热稳定性:
【答案】B
【详解】A.锗是半导体材料,位于金属区和非金属区的交界处,A正确;
B.同一主族从上向下非金属性逐渐减弱,非金属性越弱,其最高价氧化物对应的水化物酸性越弱,锗的非金属性比碳弱,碳酸是弱酸,则锗的最高价含氧酸也是弱酸,B错误;
C.锗是半导体材料,其单质具有半导体的性能,C正确;
D.非金属性越弱,其氢化物越不稳定,锗的非金属性比硅弱,,D正确;
答案选B。
【变式5-2】(25-26高一上·吉林延边·阶段练习)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。下列说法不正确的是
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
第二周期
第三周期
第四周期
第五周期
第六周期
A.元素在地壳上的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系
B.在元素周期表左下角可以寻找制备新型农药材料的元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如、等)
D.可在过渡元素中寻找耐高温材料
【答案】B
【详解】A.元素在地壳上的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系,如科学实验发现如下规律:相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多,相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少等,A正确;
B.农药中常含有氟、氯、硫、磷、砷等元素,它们都位于元素周期表右上角,B不正确;
C.在金属与非金属元素的分界线附近的元素,既具有某些金属的性质,又具有某些非金属元素的性质,可在虚线附近寻找半导体材料(如、等),C正确;
D.耐高温材料的熔点高,它们通常为过滤元素构成的合金,所以可在过渡元素中寻找耐高温材料,D正确;
故选B。
【变式5-3】(25-26高一上·辽宁阜新·阶段练习)下列关于现代元素周期表的说法错误的是
A.是元素周期律的具体表现形式
B.按照元素相对原子质量由小到大顺序排列的
C.对与化学相关的工农业生产有一定的指导作用
D.可在元素周期表中Si附近寻找新的半导体材料
【答案】B
【详解】A.元素周期表是元素周期律的具体表现形式,正确反映了元素性质的周期性变化,A正确;
B.现代元素周期表按原子序数(即质子数)由小到大排列,而非相对原子质量,早期门捷列夫周期表曾按相对原子质量排列,但现代已修正,B错误;
C.元素周期表能指导工农业生产,例如预测元素性质、寻找催化剂或材料等,C正确;
D.半导体材料(如Si、Ge)位于金属与非金属分界线附近,在Si附近寻找半导体材料合理,D正确;
答案选B。
题型06 元素“位—构—性”关系推断
“位—构—性”关系
【典例6】(25-26高一上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q在周期表中的相对位置如图所示,W的原子序数是Z的两倍。下列叙述正确的是
A.简单离子半径:
B.氢化物的稳定性一定有:
C.化合物为四面体结构且只有一种结构
D.与的水溶液反应并使其褪色,体现了的漂白性
【答案】C
【分析】短周期主族元素W的原子序数是Z的两倍,W为S,Z为O,X为C,Y为N,Q为Cl。
【详解】A.W为S,Q为Cl,简单离子核外共18个电子,核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故简单离子半径:,A错误;
B.C、N、O的氢化物都不唯一,无法比较其稳定性,B错误;
C.为正四面体,则化合物为四面体结构且只有一种结构,C正确;
D.与氯水反应并使其褪色:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,S元素由+4价升高为+6价,体现了的还原性,D错误;
故选C。
【变式6-1】(25-26高一上·吉林长春·阶段练习)依据已知信息,下列预测或推理不合理的是
选项
已知信息
预测或推理
A
Na和Fe分别加入冷水中,Na反应剧烈,Fe无现象
元素Na的金属性比Fe强
B
与化合比与更容易
元素F的非金属性比Cl强
C
Mg与Ba是同主族元素,且为沉淀
也是沉淀
D
Ga与Al是同主族元素
碱性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.金属活动性可通过与水反应的剧烈程度判断,Na反应剧烈说明金属性更强,A正确;
B.F2与H2更易化合说明F的非金属性更强,B正确;
C.ⅡA族中,从上到下氢氧化物溶解度增大,Ba(OH)2应易溶而非沉淀,C错误;
D.同主族中金属性随原子半径增大而增强,Ga(OH)3碱性应强于Al(OH)3,D正确;
故答案为C。
【变式6-2】(25-26高一上·辽宁盘锦·阶段练习)已知:三角锥形分子E和直线形分子G反应生成两种直线形分子L和M(组成分子的元素原子序数均小于10),微观反应示意图如图所示,下列判断错误的是
A.自然界中存在单质G B.G与在暗处剧烈化合生成L
C.E和L均为10电子分子 D.该转化可证明G和M中两元素非金属性强弱
【答案】A
【分析】分子的元素原子序数均小于10,E是三角锥形分子,M是双原子分子且原子间形成三对共用电子,E和M必定是NH3和N2,G和L都是双原子分子且G是单质,则G是F2(不可能是O2,因为NH3与O2反应生成NO和H2O,不符合上述生成物的结构要求),L是HF;图示反应为:2NH3+3F2=6HF+N2;
【详解】A.G是F2,氟气非常活泼,其在自然界中不存在,A错误;
B.氟气非常活泼,与在暗处剧烈化合生成HF,B正确;
C.氨分子和氟化氢分子均为10电子分子,C正确;
D.氟气氧化氨气得到氮气,说明氟非金属性大于氮,D正确;
故选A。
【变式6-3】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)X、Y、Z、W均为前18号元素,原子序数依次增大。X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,Y在化合物中通常显+1价,Z元素电子层数等于其最外层电子数,W的原子核内有17个质子。下列说法不正确的是
A.Y形成的单质活泼性低于Z B.Z与X形成的化合物可与反应
C.W与X形成的化合物是非电解质 D.X、Y、Z形成的简单离子的电子数相同
【答案】A
【分析】X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,X为O;Y 在化合物中通常显+1价,且原子序数比X大,Y 为Na;Z元素电子层数等于其最外层电子数,原子序数比Y大,Z为Al;W 的原子核内有17个质子,质子数等于原子序数,所以W为Cl。
【详解】A.Y(Na)的单质活泼性高于Z(Al),金属活动性顺序中Na在Al之前,A错误;
B.Z与X形成的Al2O3是两性氧化物,可与NaOH反应生成,化学方程式:,B正确;
C.WX2为ClO2,属于非电解质(熔融态或水溶液中不导电),C正确;
D.O2-、Na+、Al3+的电子数均为10,D正确;
故选A。
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