内容正文:
专题04 元素周期表及周期律
2大高频考点概览
考点01 元素周期表
考点02 元素周期律
地 城
考点01
元素周期表
1.(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)有人认为,元素周期表中ⅠA族的氢元素也可以放在ⅦA族,下列物质支持这种观点的是
A.HF B. C. D.
【答案】C
【分析】ⅦA族元素原子在反应中易获得一个电子,化合价为-1价,若氢元素也可以放在ⅦA族则化合价也形成-1价,据此分析解答。
【详解】A.HF中氢元素为价,A不符合题意;
B.中氢元素为价,B不符合题意;
C.中氢元素为价,C符合题意;
D.中氢元素为价,D不符合题意;
故选C。
2.(24-25高一下·北京丰台区·期中)某元素原子的结构示意图为。下列关于该元素或原子的说法中,正确的是
A.元素符号是Ne B.在周期表中的位置是第三周期、IA族
C.在化学反应中易得电子 D.含该元素的物质焰色为紫色
【答案】B
【详解】A.该元素质子数为11,是钠元素,元素符号是Na,故A错误;
B.该元素是钠元素,核外有三个电子层,故在第三周期,最外层一个电子,故在IA族,故B正确;
C.该元素是钠元素,最外层一个电子,易失去电子,故C错误;
D.钠元素的焰色实验现象为黄色,故D错误;
故答案为B。
3.(24-25高一下·北京大学附属中学·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。
【详解】A.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;
B.A为N,元素的原子序数为7,故B正确;
C.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;
D.氟元素只有-1价,故D错误;
故选B。
4.(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)铯是制造光电管的主要材料,铯元素的部分信息如图所示。下列关于铯的说法中,不正确的是
A.原子序数为55 B.是族元素 C.相对原子质量是 D.失电子能力比钠强
【答案】C
【详解】A.根据信息可知,Cs的原子序数为55,A正确;
B.Cs的原子序数为55,属于碱金属元素,位于族,B正确;
C.相对原子质量是132.9,摩尔质量为,C错误;
D.同主族元素,从上到下原子半径逐渐增大,失电子能力依次增强,所以失电子能力:Cs>Na,D正确;
故选C。
5.(24-25高一下·北京房山区·期中)硒(Se)被誉为“生命的奇效元素”,其原子结构示意图为,下列说法不正确的是
A.非金属性: B.位于元素周期表第四周期第ⅥA族
C.既有氧化性又有还原性 D.稳定性:
【答案】A
【详解】A.根据周期表可知,同一周期非金属性:,同一主族非金属性:,则非金属性:,A错误;
B.根据原子结构示意图可知,Se原子核外有4个电子层、最外层有6个电子,所以Se是第四周期ⅥA族元素,B正确;
C.Se最高价为+6、最低价为-2,中显+4价,位于中间价态,所以既有氧化性又有还原性,C正确;
D.S与Se同主族,同主族元素从上到下非金属性减弱,气态氢化物的稳定性减弱,氢化物的稳定性:,D正确;
故选A。
6.(23-24高一下·北京第十九中学·期中)化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。
(1)中国科学家首次测量了嫦娥五号带回的月壤样品中的含量。开发月球的资源有望缓解人类能源短缺问题。
①原子核内中子数为________。
②下列表示的原子结构示意图中,正确的是________(填序号)。
a. b. c. d.
(2)中国科学家在月壤样品中还发现了一种磷酸盐矿物,并将其命名为“嫦娥石”。研究“嫦娥石”可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。
①P位于元素周期表第________周期第________族。
②钇是一种稀土元素。中钇元素的化合价为,则铁元素的化合价为________。
③的原子序数为20,下列说法不正确的是________(填序号)。
a.属于短周期元素 b.原子半径:
c.能与冷水反应 d.碱性:
(3)火星上含有丰富的和资源,科学家设想利用如下反应为火星电站发电、人员取暖等。
①用电子式表示的形成过程:________。
②推测能否与反应,从原子结构角度说明理由:________。
【答案】(1) 1 a
(2) 三 VA ab
(3) 与位于同一周期,电子层相同,的核电荷数比小,的原子半径比大,失电子能力比强,所以也能与反应
【详解】(1)①原子核内中子数为3-2=1;
②的原子序数是2,最外层电子数是2,则结构示意图正确的是a;
(2)①P位于元素周期表第三周期第VA族;
②钇是一种稀土元素。中钇元素的化合价为,元素的化合价为,元素的化合价为,元素的化合价为,根据化合价的代数和为0,则铁元素的化合价为;
③a.属于第四周期,长周期元素,错误;
b.同周期原子半径从左到右逐渐减小,原子半径:,错误;
c.金属性非常强,能与冷水反应,正确;
d.金属性:,碱性:,正确;
故选ab;
(3)
①用电子式表示的形成过程:;
②与位于同一周期,电子层相同,的核电荷数比小,的原子半径比大,失电子能力比强,所以也能与反应。
7.(24-25高一下·北京房山区·期中)我国科学家在“嫦娥五号”带回的月壤样本中发现了一种特殊的水合矿物—ULM-l,其化学式可表示为,该矿物中还含有Al、K、Rb、Cs等元素。
(1)Cl在元素周期表中的位置是第___________周期,第___________族。
(2)K、Rb、Cs是同主族元素。
①金属性:___>____>____,___________(填元素符号)。
②从原子结构角度解释金属性递变的原因:___________。
(3)ULM-1中可能含有的化学键类型有___________。
(4)Al的最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(5)在元素周期表中,砷(As)位于第4周期,与N同主族。利用元素周期表可以推测As及其化合物的某些性质。
①As的最外层电子数为___________。
②下列说法正确的是___________(填序号)。
a.原子半径:As>N b.非金属性:As<O
c.酸性: d.气态氢化物的稳定性:
【答案】(1) 三 ⅦA
(2) Cs;Rb;K 同周期从左至右,核电荷数增大,半径减小,失电子能力减弱,故金属性减弱;同主族从上至下,核电荷数增大,半径增大,失电子能力增强,故金属性增强
(3)离子键、共价键
(4)
(5) 5 abd
【详解】(1)Cl是17号元素,在周期表中的位置是第三周期ⅦA族;
(2)①已知同一主族从上至下金属性越来越强,故K、Rb、Cs的金属性强弱顺序为:Cs>Rb>K;
②同周期从左至右,核电荷数增大,半径减小,失电子能力减弱,故金属性减弱;同主族从上至下,核电荷数增大,半径增大,失电子能力增强,故金属性增强;
(3)中含有或Mg2+与Cl-形成的离子键,H2O、中均含有共价键,故中可能含有的化学键类型有离子键和共价键;
(4)Al的最高价氧化物对应的水化物为,与NaOH溶液反应的化学方程式为:;
(5)①砷(As)位于第四周期,与N同主族,故As的最外层电子数为5;
②a.同一主族从上至下,半径逐渐增大,故原子半径:As>N,a正确;
b.同一周期从左至右,非金属性逐渐增强,故非金属性:O>N,同一主族从上至下非金属性减弱,非金属性:N>As,故非金属性:O> As,b正确;
c.由于非金属性:N>As,故做高价含氧酸的酸性强弱为:,c错误;
d.由于非金属性:N>As,故气态氢化物的稳定性:,d正确;
故选abd。
8.(23-24高一下·北京房山区·期中)化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。
Ⅰ.中国科学家首次测量了嫦娥五号带回的月壤样品中的含量。开发月球的资源有望缓解人类能源短缺问题。
(1)与互为______(填“同位素”或“同素异形体”)。
(2)下列表示的原子结构示意图中,正确的是______(填序号)。
a. b. c. d.
Ⅱ.中国科学家在月壤样品中还发现了一种磷酸盐矿物,并将其命名为“嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7]。研究“嫦娥石”可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。
(3)P位于元素周期表第三周期、第______族。
(4)钇(Y)是一种稀土元素。[(Ca8Y)Fe(PO4)7]中钇元素的化合价为,则铁元素的化合价为______。
(5)的原子序数为20,下列说法正确的是______(填序号)。
A.属于短周期元素 B.原子半径:
C.能与冷水反应 D.碱性:
Ⅲ.火星上含有丰富的和资源,科学家设想利用如下反应为火星电站发电、人员取暖等。
(6)写出的电子式:______。
(7)推测能否与反应,从原子结构角度说明理由:______。
【答案】(1)同位素
(2)a
(3)ⅤA
(4)+2
(5)CD
(6)
(7)钠的原子半径大于镁原子,失电子能力大于镁原子,钠能与二氧化碳反应
【详解】(1)质子数相同,中子数不同的核素,互为同位素,因此与互为同位素。
(2)
的原子结构示意图中有一个电子层,核电荷数=核外电子数=2,原子结构示意图为:,故选a。
(3)P元素核电荷数=核外电子数=质子数=15,元素周期表第三周期第ⅤA族。
(4)钇(Y)是一种稀土元素。(Ca8Y)Fe(PO4)7中钇元素的化合价为+3,Ca元素化合价+2价,的化合价-3价,则铁元素的化合价为+2价。
(5)A.Ca属于第四周期元素,属于长周期元素,故a错误;
B.K、Ca为同周期元素,原子半径:Ca<K,故b错误;
C.Ca的金属性强于Na,钠能与冷水反应,因此Ca能与冷水反应,故c正确;
D.金属性Ca>Mg,最高价氧化物对应水化物碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,故d正确;
故答案为:CD。
(6)
MgO是离子化合物,电子式为。
(7)Na和Mg为同周期元素,原子半径依次减小,钠的原子半径大于镁原子,失电子能力较强,钠的金属性大于Mg,则钠和二氧化碳能反应。
9.(24-25高一下·北京八一学校·期中)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑩在表中的位置,回答问题。
(1)元素⑨在周期表中的位置是___________。
(2)元素①的单质的电子式为___________,用电子式表示⑥的氢化物的形成过程:___________,该氢化物的稳定性比⑦的氢化物稳定性弱,请从原子结构角度说明理由___________。
(3)比较元素②、③形成离子的半径大小:___________(用离子符号表示)。
(4)③的最高价氧化物对应的水化物的电子式为___________,其中含有的化学键类型为___________,③与⑤二者的最高价氧化物对应的水化物之间可以发生反应,该反应的离子方程式为___________。
(5)下列说法正确的是___________(填字母序号)。
a.⑩的单质是良好的半导体材料
b.形状和大小相同的③、④、⑤的单质与同浓度盐酸反应,③的单质更剧烈
c.①最高价氧化物对应的水化物与①的气态氢化物反应,产物是离子化合物
d.⑧的单质可与③和⑦形成的化合物的水溶液发生置换反应
(6)已知硒(34Se)与⑥同主族,请根据硒元素在元素周期表中的位置,推测硒及其化合物可能具有的性质是___________(填字母序号)。
a.的最低负化合价为-2价 b.既有氧化性又有还原性
c.的气态氢化物的稳定性比⑥的强 d.最高价氧化物对应的水化物为
e.在一定条件下可与溶液反应
【答案】(1)第二周期ⅣA族
(2) 硫的原子半径大、电负性低、键能弱,导致S—H键易断裂,使得H2S的化学稳定性远低于HCl;
(3)r(F-)>r(Na+)
(4) 离子键、共价键
(5)abc
(6)abe
【分析】结合周期表可知,①为N,②为F,③为Na,④为Mg,⑤为Al,⑥为S,⑦为Cl,⑧为Br,⑨为C,⑩为Si,以此解题。
【详解】(1)由分析可知,⑨为C,为6号元素,则其在周期表中的位置是第二周期ⅣA族;
(2)
由分析可知,①为N,其单质为氮气,电子式为:;⑥为S,其氢化物硫化氢为共价化合物,则用电子式表示⑥的氢化物的形成过程为:;硫化氢的稳定性显著弱于氯化氢,主要原因可以从原子半径、电负性、键能三个方面分析,硫的原子半径大、电负性低、键能弱,导致S—H键易断裂,使得H2S的化学稳定性远低于HCl;
(3)由分析可知,②为F,③为Na,F-和Na+的电子排布完全相同(均为10电子体系),但核电荷数不同,此时核电荷数越小半径越大,则r(F-)>r(Na+);
(4)
③为Na,其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠,属于离子化合物,电子式为:;其中钠离子和氢氧根离子之间是离子键,氢氧根中,氧和氢之间是共价键,则其中含有的化学键类型为离子键、共价键;③为Na,⑤为Al,二者的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和氢氧化铝,氢氧化铝为两性氢氧化物,两者反应的离子方程式为:;
(5)a.⑩为Si,其单质是常用的良好的半导体材料,a正确;
b.③为Na,④为Mg,⑤为Al,其中Na最活泼,则与同浓度盐酸反应,③的单质更剧烈,b正确;
c.①为N,其最高价氧化物对应的水化物是硝酸,其气态氢化物是氨气,两者反应的产物是硝酸铵,是离子化合物,c正确;
d.③为Na,⑦为Cl,⑧为Br,其中氯比溴非金属性强,单质不能置换出氯化钠中的钠,d错误;
故选abc;
(6)⑥为S,硒(34Se)与⑥同主族,则硒也是第ⅥA族元素,且硒在硫的下方,以此解题;
a.硒是第ⅥA族元素,最外层有6个电子,则的最低负化合价为-2价,a正确;
b.结合a分析可知,的最低负化合价为-2价,同时其最高正价为+6价,中Se为+4价,则既有氧化性又有还原性,b正确;
c.Se的非金属性比硫弱,则其气态氢化物的稳定性要更差一些,c错误;
d.Se的最高价为+6价,则其最高价氧化物对应的水化物为,d错误;
e.类比二氧化硫可知,在一定条件下可与溶液反应,e正确;
故选abe。
10.(23-24高一下·北京大学附属中学·期中)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)⑦的元素符号为___________,原子结构示意图为___________。
(2)元素①和③按原子个数比2:1组成的化合物的电子式为___________。元素①、③和④共同组成的物质中含有的化学键类型为___________。
(3)元素④和⑧可以形成___________化合物(填“共价”或“离子”),用电子式表示其形成过程___________。
(4)这八种元素最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是___________。(用分子式表示)
(5)④的最高价氧化物的水化物和⑤的最高价氧化物的水化物在溶液中反应的离子方程式为___________。
(6)非金属性:②___________⑥(填“>”或“<”),从原子结构的角度解释原因:___________
(7)某同学利用下图装置,设计实验证明②和⑥非金属性强弱关系。
i.A中盛放的试剂为___________。(填序号)
a.浓盐酸 b.稀硫酸
ii.B中反应的离子方程式为___________。
iii.C中盛放的是硅酸钠溶液,则现象是___________。
(8)科研人员从矿石中分离出一种氧化物,化学式可表示为X2O3。为确定X元素的种类,进行了一系列实验,结果如下:
①X的相对原子质量介于K和Br之间;
②0.03molX2O3可以和0.96g臭氧(O3)恰好反应得到X的另一种氧化物;
综合以上信息推断,X可能是___________。(填元素符号)
【答案】(1) S
(2) 离子键、共价键
(3) 离子
(4)
(5)
(6) > 同一主族从上到下原子半径变大,原子得电子能力减弱,元素非金属性减弱
(7) b 产生白色沉淀
(8)As
【分析】根据所给元素周期表信息可知①为H、②为C、③为O、④为Na、⑤为Al、⑥为Si、⑦为S、⑧为Cl,据此解答。
【详解】(1)
⑦为硫,元素符合为S,硫原子结构示意图为,故答案为:S;;
(2)
①为H、③为O、④为Na,H和O原子个数比2:1组成的化合物的电子式为;H、O、Na同组成的物质NaOH中含有离子键、共价键,故答案为:;离子键、共价键;
(3)
④为Na、⑧为Cl,两者组成NaCl是由钠离子和氯离子组成的离子化合物;电子式表示氯化钠的形成过程,故答案为:离子;;
(4)八种元素中元素非金属性最强的为Cl,最高价氧化物的水化物中酸性最强的是,故答案为:;
(5)④为Na、⑤为Al,Na的最高价氧化物的水化物NaOH和Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3在溶液中反应的离子方程式,故答案为:;
(6)②为C、⑥为Si,同一主族从上到下原子半径变大,原子得电子能力减弱,元素非金属性减弱,非金属性:②>⑥;从原子结构的角度解释原因同一主族从上到下原子半径变大,原子得电子能力减弱,元素非金属性减弱,故答案为:>;同一主族从上到下原子半径变大,原子得电子能力减弱,元素非金属性减弱;
(7)设计实验证明C和Si非金属性强弱关系,可通过实验证明碳酸酸性比硅酸的强即可。利用强酸制取弱酸原理,用稀硫酸与碳酸钠反应产生的二氧化碳通入硅酸钠溶液,产生白色沉淀硅酸,即可证明碳酸酸性比硅酸的酸性强。
i.盐酸易挥发,为了避免挥发的氯化氢混在二氧化碳中对后续实验的干扰,选择稀硫酸作为反应物,故答案为:b;
ii.B中发生反应,故答案为:;
iii.二氧化碳通入硅酸钠溶液生成硅酸,硅酸为白色不溶于水的物质,实验现象为:产生白色沉淀,故答案为:产生白色沉淀;
(8)0.96g O3物质的量为,反应前,,根据原子守恒反应后生成物中,生成物的化学式为:,元素最高价为+5价,原子最外层有5个电子,相对原子质量介于K和Br之间,应位于第四周期第VA族,故为As,故答案为:As。
地 城
考点02
元素周期律
1.(24-25高一下·北京第一零一中学·期中)下列事实或现象不能用元素周期律解释的是
A.相同温度、相同物质的量浓度时,H2S溶液的pH大于盐酸的
B.羟基的氢氧键中,氧原子显负价
C.Mg和水的反应不如Na和水的反应剧烈
D.F2与H2的反应比I2与H2的反应更容易发生
【答案】B
【详解】A.Cl的电负性远大于S,故键比键更容易电离,即溶液酸性强于溶液,能用同周期电负性增强规律解释,不符合题意,A项错误
B.羟基中O显负价是因其电负性大于H,与元素周期律无直接关联,符合题意,B项正确;
C.Na的金属性比Mg强,Na和水的反应剧烈程度大于Mg和水的反应,能用同周期金属性递减规律解释,不符合题意,C项错误;
D.F的非金属性比I强,F2更易与H2发生反应,能用同主族非金属性递减规律解释,不符合题意,D项错误;
答案选B。
2.(24-25高一下·北京第一零一中学·期中)化合物A(结构式如下图)是重要的药物中间体和分析试剂,化合物A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W组成,W是地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A.X与W组成的化合物中,W均显价
B.原子半径大小顺序为:W>Z>Y>X
C.非金属性强弱顺序为:X>W>Y>Z
D.X、Y、Z、W四种元素可形成离子化合物
【答案】D
【分析】化合物A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W可组成,W是地壳中含量最多的元素,A的结构中W形成2条共价键,故W为O元素,而Z形成3个共价键,Y形成4个共价键,X形成1个共价键,故X为H、Y为C、Z为N元素。
【详解】A.X与W组成的化合物有H2O、H2O2,H2O2中O显-1价,故A错误;
B.同周期自左而右原子半径减小,氢元素是原子半径最小的元素,因此原子半径C>N>O>H,故B错误;
C.同周期自左而右元素非金属性增强,C、N、O在它们的氢化物中均表现负价,它们的非金属性都比氢强,故非金属性O>N>C>H,故C错误;
D.H、C、N、O可以形成离子化合物,如(NH4)2CO3等,故D正确;
故选:D。
3.(24-25高一下·北京八一学校·期中)短周期中8种元素,其原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数递增的变化如图所示。下列判断不正确的是
A.a、d、f组成的化合物能溶胶碱溶液
B.和可形成离子化合物
C.单质的还原性:
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】C
【分析】由图中原子序数和最高正化合价或最低负化合价,各元素依次为a为H、b为 C、c为N、d 为 O、e为Na、f 为 Al、g为S、h 为 Cl。
【详解】A.a、d、f 组成的化合物Al(OH)3具有两性,能溶于强碱溶液,A正确;
B.a为H、c为N、h 为 Cl,可以形成离子化合物,B正确;
C.e为Na、f 为 Al,钠的还原性强于铝,C错误;
D.氧化性强弱为:,最高价氧化物对应水化物的酸性:,D正确;
故选C。
4.(24-25高一下·北京海淀区某校·期中)下列实验事实不能作为所得结论合理证据的是
实验
现象
NaBr溶液变为橙色,NaI溶液变为棕黄色
Mg条表面有气泡产生
结论
A.氧化性:Cl2>Br2>I2
B.还原性:Mg>Al
实验
现象
Na2SiO3溶液中出现白色沉淀
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
结论
C.非金属性:C>Si
D.金属性:K>Na
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.氯水滴入溴化钠溶液中,NaBr溶液变为橙色,说明氧化性Cl2>Br2;溴水滴入NaI溶液中,NaI溶液变为棕黄色,说明氧化性Br2>I2,所以氧化性: Cl2>Br2>I2,不符合题意,A错误;
B.Mg条表面有气泡产生,说明镁是正极,不能得出还原性Mg>Al的结论,符合题意,B正确;
C.饱和碳酸氢钠溶液吸收HCl气体,从饱和碳酸氢钠出来的气体为二氧化碳,把二氧化碳通入硅酸钠溶液中,有白色沉淀硅酸生成,证明碳酸的酸性强于硅酸,最高价含氧酸的酸性越强,其非金属性越强,所以非金属性C>Si,不符合题意,C错误;
D.金属性越强,金属单质越易与水反应,钾与水反应比钠与水反应更剧烈,证明金属性K>Na,不符合题意,D错误;
故选B。
5.(24-25高一下·北京东直门中学·期中)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,它们的原子序数与其某种常见化合价的关系如图所示,对应坐标分别为(a,+5)、(b,-2)、(c,+1)、(d,+3)、(e,+7)。下列说法不正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的为 B.气态氢化物的稳定性:
C.简单离子半径大小: D.的最高价氧化物对应的水化物为两性化合物
【答案】B
【分析】X原子序数最小,常见化合价为+5价,X为N,Y原子序数大于N,常见化合价为-2价,Y为O,Z原子序数大于O,常见化合价为+1价,Z为Na,M原子序数大于Na,常见化合价为+3价,M为Al,W原子序数大于Al,常见化合价为+7价,W为Cl。
【详解】A.W为Cl,最高价氧化物对应水化物的为,A正确;
B.非金属性O>Cl>N,则简单气态氢化物的稳定性H2O>HCl>NH3,B错误;
C.离子的电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径N3->O2->Na+>Al3+,C正确;
D.M为Al,最高价氧化物对应的水化物为,其属于两性化合物,D正确;
故选B。
6.(24-25高一下·北京海淀区某校·期中)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。X是原子半径最大的短周期元素,Y原子最外层电子数和电子层数相等,W、Z同主族且原子序数之和与X、Y原子序数之和相等。下列说法中,不正确的是
A.Y形成的氧化物属于两性氧化物
B.X和W形成的化合物可含非极性共价键
C.Y单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应一定产生H2
D.W的气态氢化物热稳定性强于Z的气态氢化物热稳定性
【答案】C
【分析】短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。X是原子半径最大的短周期元素,则X为Na,Y原子最外层电子数和电子层数相等,则Y是Al,W、Z同主族且原子序数之和与X、Y原子序数之和相等,均为11+13=24,则W为O、Z为S;。
【详解】A.Y是Al,其氧化物Al2O3属于两性氧化物,A正确;
B.X和W形成的化合物Na2O2含有O-O非极性共价键,B正确;
C.Y单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应,即Al与硫酸反应,当为浓H2SO4时发生钝化,不产生H2,C错误;
D.W为O、Z为S,W、Z同主族,氧元素非金属性强于硫的,故H2O的热稳定性强于H2S,D正确;
选C。
7.(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)a、b、c、d、e均为短周期主族元素,其原子半径和最外层电子数的关系如图所示。下列说法正确的是
A.d、e的最高价含氧酸均为强酸 B.c和e形成的分子为极性分子
C.a与b、e均形成共价化合物 D.单质的熔沸点:
【答案】A
【分析】由其原子半径和最外层电子数的关系图可知,c、d、e最外层电子数分别为4、5、6,同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,可知c为C,d为N,e为S;a和b最外层都为一个电子,可知a和b都位于第ⅠA主族,a原子半径最小,b原子半径最大,所以a为H,b为Na。
【详解】A.N、S的最高价含氧酸为HNO3、H2SO4均为强酸,A正确;
B.CS2为直线形分子,正负电荷中心重合,为非极性分子,B错误;
C.H与Na形成的NaH为离子化合物,C错误;
D.C的单质金刚石,为共价晶体,熔沸点很高,N的单质N2为气体,因此熔沸点C>N2,D错误;
故选A。
8.(24-25高一下·北京理工大学附属中学·期中)下列“实验结论”与“实验操作及事实”不相符的一组是
实验操作及事实
实验结论
A
用洁净的铂丝蘸取某溶液置于火焰上灼烧,火焰呈现黄色
该溶液中含有
B
将氯气通入淀粉碘化钾溶液中,溶液由无色变蓝色
氧化性:
C
将过量二氧化碳通入溶液中,产生白色胶状沉淀
非金属性:
D
向装有沉淀的两支试管中,分别滴加盐酸和溶液,振荡后,均得到无色溶液;向装有沉淀的两支试管中,分别滴加盐酸和溶液,振荡后,前者得到无色溶液,后者无明显变化
碱性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.用洁净的铂丝蘸取某溶液置于火焰上灼烧,火焰呈现黄色,则样品中含有Na元素,说明该溶液中含有Na+,故A正确;
B.氯气的氧化性强于I2,则氯气与碘化钾发生氧化还原反应生成I2,淀粉遇I2变蓝色,故B正确;
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水合物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,实验现象说明碳酸酸性大于硅酸,则非金属性C>Si,故C错误;
D.由实验现象可知,为两性氢氧化物,而只表现出碱性,故碱性:,故D正确;
答案选C。
9.(23-24高一下·北京丰台区·期中)X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示。Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4,下列叙述正确的是
X
Y
Z
W
A.原子半径:W > Z > X > Y
B.单质的氧化性:X > Y
C.W单质能与水反应,生成一种具有漂白性的物质
D.X的气态氢化物的水溶液呈酸性
【答案】C
【分析】X、Y、Z、W均为短周期元素,设Z的最高正化合价与最低负化合价分别为x、y,两者代数和为4,即x+y=4,且x-y=8,则x=+6,结合它们在元素周期表中的位置,Z为S,则Y为O、X为N、W为Cl,据此解答。
【详解】A.同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,且电子层数越多,原子半径越大,则原子半径:Z>W>X>Y,A错误;
B.同周期元素从左到右,非金属性依次增强,其单质的氧化性依次增强,则单质的氧化性:X < Y,B错误;
C.W为Cl,氯气和水反应生成具有漂白性的物质HClO,C正确;
D.X为N,X的气态氢化物为NH3,其水溶液呈碱性,D错误;
故选C。
10.(23-24高一下·北京丰台区·期中)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是
选项
事实
推测
A
Na与冷水反应剧烈,K与冷水反应更剧烈
Li与冷水反应缓慢
B
20Ca(OH)2碱性强于12Mg(OH)2
38Sr(OH)2 碱性强于20Ca(OH)2
C
F2与H2在暗处剧烈反应,Cl2与H2光照或点燃时反应
Br2与H2反应需要加热到一定温度
D
Si是半导体材料,同主族的Ge也是半导体材料
第IVA元素形成的单质都是半导体材料
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.金属的金属性越强,其单质与水或酸反应越剧烈,金属性:Li<Na<K,Na与冷水反应剧烈,K与冷水反应更剧烈,则Li与冷水反应缓慢,推测合理,故A不选;
B.金属的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性:Mg<Ca<Sr,20Ca(OH)2碱性强于12Mg(OH)2,则38Sr(OH)2碱性强于20Ca(OH)2,推测合理,故B不选;
C.非金属的非金属性越强,其单质与氢气化合越容易,非金属性:F>Cl>Br>I,F2与H2在暗处剧烈反应,Cl2与H2光照或点燃时反应,则Br2与H2反应需要加热到一定温度,推测含量,故C不选;
D.在元素周期表中,处于金属和非金属分界线处元素的单质能作半导体材料,Si、Ge位于金属和非金属分界线处,可以作半导体材料,但C、Pb属于第ⅣA元素,但其单质不能作半导体材料,推测不合理,故D选;
答案选D。
11.(23-24高一下·北京丰台区·期中)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表,下列说法正确的是
元素代号
X
Y
Z
N
M
R
Q
原子半径/nm
0.37
1.86
1.43
0.88
0.99
0.75
0.74
最高正价
+1
+1
+3
+3
+7
+5
最低负价
-1
-1
-3
-2
A.N位于第二周期,第IIIA族,属于金属元素
B.与X形成化合物的稳定性:R>Q
C.Y和Q形成的两种化合物中,阴、阳离子个数比不同
D.Y、Z、M三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间能反应
【答案】D
【分析】短周期元素中,Q只有-2价,没有最高正化合价,则Q为O元素;M有+7、-1价,则M为Cl元素;R有+5、-3价,处于VA族,原子半径小于Cl而大于O,故R为N元素;X、Y、Z、N最高正化合价分别为+1、+1、+3、+3,分别处于IA族、IA族、IIIA族、IIIA族,结合原子半径分析可知,X为H元素、Y为Na元素、Z为Al元素、N为B元素。
【详解】A.由分析可知,N为B元素,位于第二周期,第IIIA族,属于非金属元素,A错误;
B.由分析可知,R为N元素,Q为O元素,X为H元素,元素非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:O>N,则与X形成化合物的稳定性:R<Q,B错误;
C.由分析可知,Y为Na元素,Q为O元素,Y和Q形成的两种化合物分别为Na2O、Na2O2,阴、阳离子个数比均为1:2,C错误;
D.由分析可知,Y为Na元素、Z为Al元素、M为Cl元素,Y、Z、M三种元素的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3为两性氢氧化物,则两两之间均能反应,D正确;
故选D。
二、填空题
12.(23-24高一下·北京丰台区·期中)下表为元素周期表的一部分,请参照①~⑧在表中的位置,回答下列问题。
族
周期
IA
0
1
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
①
②
3
③
④
⑤
⑥
⑦
4
⑧
(1)元素①的原子结构示意图:___________。
(2)元素③和⑦可形成化合物,用电子式表示其形成过程:___________。
(3)比较元素②、③的离子半径大小:___________(用离子符号表示)。
(4)元素③、④、⑤组成的单质中,与水反应最剧烈的是___________(用元素符号表示),该反应的离子方程式:___________。
(5)③的最高价氧化物对应的水化物中含有的化学键类型为___________,形成化合物的类型:___________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(6)比较元素⑥、⑦形成的单质的氧化性强弱:___________(用化学式表示),请从原子结构的角度解释原因:___________。从实验证据的角度列举能证明其氧化性强弱关系的反应___________(写化学方程式或离子方程式)。
(7)已知硒(34Se)与⑥同主族,请根据硒元素在元素周期表中的位置,推测硒及其化合物可能具有的性质:___________。
a. Se的最低负化合价为-2价 b. SeO2既有氧化性又有还原性
c.Se的气态氢化物的稳定性比⑥的强 d.最高价氧化物对应的水化物为H2SeO3
【答案】(1)
(2)
(3)F-> Na+
(4) Na 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH-+ H2↑
(5) 离子键和(极性)共价键 离子化合物
(6) Cl2 > S S、Cl位于同一周期,从左至右,电子层数相同,核电荷数S < Cl,原子半径S > Cl,得电子能力S < Cl,故单质的氧化性Cl2 > S Cl2 + S2-= 2Cl-+ S↓ (合理答案即可)
(7)ab
【分析】由元素在周期表中的位置可知,①为N、②为F、③为Na、④为Mg、⑤为Al、⑥为S、⑦为Cl、⑧为Br。
【详解】(1)
元素①的原子结构示意图:。
(2)
③为Na、⑦为Cl,元素③和⑦可形成化合物氯化钠,用电子式表示其形成过程:。
(3)②为F、③为Na,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,比较元素②、③的离子半径大小:F-> Na+ (用离子符号表示)。
(4)③为Na、④为Mg、⑤为Al,同周期从左到右元素金属性递减,金属性越强,单质与水反应越容易,元素③、④、⑤组成的单质中,与水反应最剧烈的是Na (用元素符号表示),该反应的离子方程式:2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH-+ H2↑。
(5)③的最高价氧化物对应的水化物即氢氧化钠中含有的化学键类型为离子键和(极性)共价键,形成化合物的类型:离子化合物。
(6)⑥为S、⑦为Cl,同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,通常单质的氧化性越强,比较元素⑥、⑦形成的单质的氧化性强弱:Cl2 > S (用化学式表示),请从原子结构的角度解释原因:S、Cl位于同一周期,从左至右,电子层数相同,核电荷数S < Cl,原子半径S > Cl,得电子能力S < Cl,故单质的氧化性Cl2 > S。可以依据氧化剂的氧化性大于氧化产物,从实验证据的角度列举能证明其氧化性强弱关系,则反应可以为Cl2 + S2-= 2Cl-+ S↓ (合理答案即可) (写化学方程式或离子方程式)。
(7)已知硒(34Se)与⑥即硫同主族,由于最外层电子数相同则化学性质相似,且从上到下原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子获得电子的能力逐渐减弱,所以元素的非金属性逐渐减弱,因此S元素的非金属性比Se元素强,S2-的还原性比Se2-弱;
a. 最外层6个电子,则Se的最低负化合价为-2价,说明正确;
b. +4价的硒元素化合价既可升高又可降低,SeO2既有氧化性又有还原性,说明正确;
c.S元素的非金属性比Se元素强,Se的简单气态氢化物的稳定性比⑥即硫的弱,说明不正确;
d.最高价氧化物对应的水化物为H2SeO4而不是H2SeO3,说明不正确;
选ab。
三、解答题
13.(24-25高一下·北京第一零一中学·期中)元素周期表与元素周期律在学习、研究中有重要的作用。下表是几种短周期元素的相关信息。
元素
信息
X
最低负化合价为价,没有正化合价
Y
单质在空气中的体积分数约为21%
Z
最高正化合价为+7价
Q
原子半径最大的元素
R
原子半径最小的碱金属元素
U
最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物
(1)元素Y在周期表中的位置是_____。
(2)Y、Q对应的离子半径大小关系是:_____(填化学式,下同)
(3)Q、Z两种元素形成的化合物有重要的用途,用电子式表示它的形成过程_____。
(4)非金属性:Z_____U(填“>”或“<”),请从原子结构的角度解释其原因:_____。
(5)下列关于U及其化合物的推断中,正确的是_____(填字母)。
a.U在其化合物中的化合价为+3价
b.单质与H2O反应的难易程度:U比Q容易
c.U的单质能与Q的最高价氧化物对应的水化物反应
d.U和Z形成的化合物的水溶液可与Q的单质发生反应,从而置换出U的单质
(6)电子层数:R_____(填“>”、“<”或“=”)Z,原子半径:R>Z,请从原子结构的角度解释R的原子半径比Z大的原因_____。
【答案】(1)第二周期
(2)
(3)
(4) 氯原子其最外层电子数为7,原子半径小,容易得到电子;铝原子最外层电子数为3,原子半径大,容易失去电子,所以氯的氧化性强于铝。
(5)ac
(6) 氯原子的电子层数比锂原子多一层,但由于核电荷数的增加,其对电子的吸引力也更大,导致氯原子的半径实际上比锂原子小
【分析】X最低负化合价为价,没有正化合价,是元素;Y单质在空气中的体积分数约为,Y是元素;Z最高正化合价为价,则是元素;是前三周期原子半径最大的元素,是元素;R是原子半径最小的碱金属元素,则是元素;最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物,所以是元素。
【详解】(1)Y是元素,位于周期表第二周期。
(2)电子层结构相同,钠原子的核电荷数多于氧原子,则。
(3)Q、Z两种元素形成的化合物是,属于离子化合物,用电子式表示它的形成过程是。
(4)是元素,是元素,由于氯原子其最外层电子数为7,原子半径小,核电荷高,使其获得电子极其容易且趋势强烈,因此表现出强氧化性。铝原子因其最外层电子数为3,原子半径大,有效核电荷相对较低,使其获得电子极其困难,更容易失去电子,表现还原性,因此其氧化性非常弱,则氯的氧化性强于铝。
(5)a.铝原子容易失去最外层的3个电子,化合价为+3价,a正确;
b.同一周期原子,从左到右,还原性减弱,则钠的还原性强于铝,钠与水反应更容易,b错误;
c.铝单质能与钠的最高价氧化物对应的水化物反应,方程式为:,c正确;
d.U和Z形成的化合物是氯化铝,不可以和单质钠发生置换反应,钠单质首先是和水反应,d错误;
故选ac。
(6)是元素,是元素,锂原子只有两层电子,氯原子有三层电子,电子层数:;氯原子和锂原子分别位于第三周期和第二周期。在同一周期内,随着原子序数的增加,电子层数保持不变,但核电荷数增加,这会导致原子核对最外层电子的吸引力增强,从而使原子半径减小。以此类推,虽然氯原子的电子层数比锂原子多一层,但由于核电荷数的增加,其对电子的吸引力也更大,导致氯原子的半径实际上比锂原子小。
14.(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)学完卤族元素性质递变规律,某小组对I⁻的检验方法产生好奇并展开深入探究。
Ⅰ.选择检验试剂
(1)甲同学认为可以选用检验的试剂溶液和稀硝酸。理由是碘和氯在元素周期表中均位于第___________族,化学性质相似。从原子结构解释I和Cl化学性质相似的原因___________。
(2)乙同学认为稀硝酸可能会将氧化,理由是半径更大,还原性更___________。
Ⅱ.探究稀硝酸是否会氧化
【实验1】取1mL不同浓度的KI溶液于5支洁净试管中,向其中滴加3滴淀粉溶液,振荡。再向其中加入足量稀硝酸,振荡。实验现象如下表。
KI浓度/
0.1
0.2
0.4
0.8
1.0
实验现象
溶液由无色变为蓝色
溶液由无色变为紫黑色
(3)写出实验1中稀硝酸氧化I⁻的离子方程式___________。
(4)丙同学认为酸性条件下,空气中的(会对实验1产生干扰,干扰反应的离子方程式为___________。丙同学设计对照实验排除了的干扰:对照实验中其余试剂、用量均与实验1相同,只是将稀硝酸用___________替代,实验现象为:___________。
Ⅲ.探究能否用溶液和稀硝酸检验
【实验2】向实验1反应后的5支试管中继续滴加等量溶液,试管中均产生黄色沉淀。
【实验3】分别取1mL与实验1浓度相同的KI溶液于5支洁净试管中,向其中滴加3滴淀粉溶液,然后分别加入足量溶液,均产生黄色沉淀;再向各支试管均加入足量稀硝酸,黄色沉淀均不溶解。
(5)由实验1、2和3可得出结论:___________(写出2点)。
【答案】(1) ⅦA 最外层均为7个电子
(2)强
(3)
(4) 稀硫酸或稀盐酸 溶液不变蓝
(5)稀硝酸能氧化;可以用溶液和稀硝酸检验,且与加入顺序无关
【详解】(1)碘和氯在元素周期表中均位于第ⅦA族,化学性质相似;原子结构上属于同族元素,最外层均为7个电子化学性质相似;
(2)半径更大,失电子能力更强,还原性更强;
(3)稀硝酸氧化I⁻生成碘单质和一氧化氮,离子方程式;
(4)干扰反应为氧气氧化生成碘单质,离子方程式为;将稀硝酸改成非氧化性酸,故用稀硫酸或稀盐酸替代,实验现象为:溶液不变蓝;
(5)实验1可得结论,稀硝酸能氧化;可以用溶液和稀硝酸检验,实验3可知与加入顺序无关。
15.(23-24高一下·北京丰台区·期中)某同学在探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计系列实验。
Ⅰ.同周期元素金属性递变规律(表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验步骤
实验现象
①将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液
A. 浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色
B. 有气体产生,溶液变成浅红色
C. 生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失
D. 反应不十分剧烈,产生无色气体
E. 剧烈反应,迅速产生大量无色气体
F. 生成白色沉淀
②将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中
③将镁条投入稀盐酸中
④将铝条投入稀盐酸中
⑤向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
(1)请在下表中填写与实验步骤对应的实验现象的编号
实验内容
①
②
③
④
⑤
⑥
实验现象(填A~E)
_____
_____
_____
_____
_____
_____
等质量的镁、铝分别与足量同浓度盐酸反应,放出氢气较多的是___________,该反应中转移0.4 mol电子时,生成气体的体积为___________L(标准状况)。
(2)上述实验比较金属性强弱的方法有___________。
(3)实验⑤、⑥说明Mg金属性强于Al的理由是___________。
(4)此实验的结论是___________。
Ⅱ.同主族元素非金属性递变规律。
(5)硅是常温下化学性质稳定的半导体材料,其在周期表中的位置为___________。
(6)利用如图装置可验证非金属性C > Si,请回答下列问题:
① 仪器A的名称为___________。
② C中试剂为___________。
③ 有同学认为该方案不严谨,请说明理由___________。
【答案】(1) B A E D F C Al(铝) 4.48
(2)元素单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度、元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱
(3)实验⑤中沉淀不消失,说明氢氧化镁不能与氢氧化钠反应;实验⑥中沉淀消失,说明氢氧化铝能与氢氧化钠反应,(Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-),说明氢氧化铝具有两性,其碱性比氢氧化镁弱,故Mg金属性强于Al(合理答案即可)
(4)金属性:Na > Mg > Al (合理答案即可)
(5)第三周期第ⅣA族
(6) 分液漏斗 硅酸钠(Na2SiO3)溶液 盐酸有挥发性,干扰二氧化碳与硅酸钠反应(合理答案即可)
【详解】(1)实验①中:Mg会与沸水反应,生成氢气,有气体产生,生成Mg(OH)2,加入酚酞,溶液呈现粉红色,则对应的现象为B;实验②:将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中,钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,实验现象为:钠浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色,则对应的现象为A;实验③:Mg为活泼金属,与稀盐酸剧烈反应,迅速产生大量无色气体氢气,对应的现象为E;实验④:Al与稀盐酸反应生成H2,但反应没有Mg与稀盐酸反应剧烈,所以对应的现象是D;实验⑤;向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量,产生白色的氢氧化镁沉淀,但氢氧化镁不与过量的NaOH溶液反应,沉淀不消失,则现象为F;实验⑥:向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量,先生成白色胶状沉淀氢氧化铝,继而生成四羟基合铝酸钠使得沉淀消失,则现象为C,所以与实验步骤对应的实验现象的编号如下表:
实验内容
①
②
③
④
⑤
⑥
实验现象(填A~E)
B
A
E
D
F
C
每1g的镁、铝分别与足量同浓度盐酸反应分别放出氢气,则等质量的镁、铝分别与足量同浓度盐酸反应,放出氢气较多的是Al(铝),按得失电子守恒及关系式:,则该反应中转移0.4 mol电子时,生成0.2 molH2,气体的体积为 (标准状况);
(2)金属性可以通过其单质与酸或水置换出氢的难易程度、元素最高价氧化物的水化物的碱性的强弱来比较,则上述实验比较金属性强弱的方法有:元素单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度、元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱;
(3)实验⑤、⑥说明Mg金属性强于Al的理由是:实验⑤中沉淀不消失,说明氢氧化镁不能与氢氧化钠反应;实验⑥中沉淀消失,说明氢氧化铝能与氢氧化钠反应(Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-),说明氢氧化铝具有两性,其碱性比氢氧化镁弱,故Mg金属性强于Al(合理答案即可);
(4)实验①、②说明钠与Na与冷水反应剧烈,Mg与热水反应,金属与水反应越剧烈,金属性越强,则金属性:Na > Mg;实验③、④说明镁与稀盐酸反应比铝更剧烈,更容易置换出氢气,则金属性:Mg > Al ,所以此实验的结论是:金属性:Na > Mg > Al (合理答案即可);
(5)硅是14号元素,其在周期表中的位置为第三周期第ⅣA族;
(6)① 仪器A的名称为分液漏斗;
② 根据强酸制弱酸:,即可用H2CO3制备H2SiO3,说明最高价氧化物对应的水化物酸性:H2CO3>H2SiO3,可验证非金属性C > Si,则C中试剂为硅酸钠(Na2SiO3)溶液;
③Na2SiO3溶液中通入少量CO2,若能生成白色胶体硅酸,说明碳酸的酸性比硅酸强,则可验证非金属性C > Si,但盐酸有挥发性,挥发出的HCl也会与Na2SiO3溶液反应产生白色胶体,干扰二氧化碳与硅酸钠反应,所以该方案不严谨,其理由为:盐酸有挥发性,干扰二氧化碳与硅酸钠反应(合理答案即可)。
试卷第1页,共3页
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专题04 元素周期表及周期律
2大高频考点概览
考点01 元素周期表
考点02 元素周期律
地 城
考点01
元素周期表
1.(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)有人认为,元素周期表中ⅠA族的氢元素也可以放在ⅦA族,下列物质支持这种观点的是
A.HF B. C. D.
2.(24-25高一下·北京丰台区·期中)某元素原子的结构示意图为。下列关于该元素或原子的说法中,正确的是
A.元素符号是Ne B.在周期表中的位置是第三周期、IA族
C.在化学反应中易得电子 D.含该元素的物质焰色为紫色
3.(24-25高一下·北京大学附属中学·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
4.(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)铯是制造光电管的主要材料,铯元素的部分信息如图所示。下列关于铯的说法中,不正确的是
A.原子序数为55 B.是族元素 C.相对原子质量是 D.失电子能力比钠强
5.(24-25高一下·北京房山区·期中)硒(Se)被誉为“生命的奇效元素”,其原子结构示意图为,下列说法不正确的是
A.非金属性: B.位于元素周期表第四周期第ⅥA族
C.既有氧化性又有还原性 D.稳定性:
6.(23-24高一下·北京第十九中学·期中)化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。
(1)中国科学家首次测量了嫦娥五号带回的月壤样品中的含量。开发月球的资源有望缓解人类能源短缺问题。
①原子核内中子数为________。
②下列表示的原子结构示意图中,正确的是________(填序号)。
a. b. c. d.
(2)中国科学家在月壤样品中还发现了一种磷酸盐矿物,并将其命名为“嫦娥石”。研究“嫦娥石”可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。
①P位于元素周期表第________周期第________族。
②钇是一种稀土元素。中钇元素的化合价为,则铁元素的化合价为________。
③的原子序数为20,下列说法不正确的是________(填序号)。
a.属于短周期元素 b.原子半径:
c.能与冷水反应 d.碱性:
(3)火星上含有丰富的和资源,科学家设想利用如下反应为火星电站发电、人员取暖等。
①用电子式表示的形成过程:________。
②推测能否与反应,从原子结构角度说明理由:________。
7.(24-25高一下·北京房山区·期中)我国科学家在“嫦娥五号”带回的月壤样本中发现了一种特殊的水合矿物—ULM-l,其化学式可表示为,该矿物中还含有Al、K、Rb、Cs等元素。
(1)Cl在元素周期表中的位置是第___________周期,第___________族。
(2)K、Rb、Cs是同主族元素。
①金属性:___>____>____,___________(填元素符号)。
②从原子结构角度解释金属性递变的原因:___________。
(3)ULM-1中可能含有的化学键类型有___________。
(4)Al的最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(5)在元素周期表中,砷(As)位于第4周期,与N同主族。利用元素周期表可以推测As及其化合物的某些性质。
①As的最外层电子数为___________。
②下列说法正确的是___________(填序号)。
a.原子半径:As>N b.非金属性:As<O
c.酸性: d.气态氢化物的稳定性:
8.(23-24高一下·北京房山区·期中)化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。
Ⅰ.中国科学家首次测量了嫦娥五号带回的月壤样品中的含量。开发月球的资源有望缓解人类能源短缺问题。
(1)与互为______(填“同位素”或“同素异形体”)。
(2)下列表示的原子结构示意图中,正确的是______(填序号)。
a. b. c. d.
Ⅱ.中国科学家在月壤样品中还发现了一种磷酸盐矿物,并将其命名为“嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7]。研究“嫦娥石”可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。
(3)P位于元素周期表第三周期、第______族。
(4)钇(Y)是一种稀土元素。[(Ca8Y)Fe(PO4)7]中钇元素的化合价为,则铁元素的化合价为______。
(5)的原子序数为20,下列说法正确的是______(填序号)。
A.属于短周期元素 B.原子半径:
C.能与冷水反应 D.碱性:
Ⅲ.火星上含有丰富的和资源,科学家设想利用如下反应为火星电站发电、人员取暖等。
(6)写出的电子式:______。
(7)推测能否与反应,从原子结构角度说明理由:______。
9.(24-25高一下·北京八一学校·期中)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑩在表中的位置,回答问题。
(1)元素⑨在周期表中的位置是___________。
(2)元素①的单质的电子式为___________,用电子式表示⑥的氢化物的形成过程:___________,该氢化物的稳定性比⑦的氢化物稳定性弱,请从原子结构角度说明理由___________。
(3)比较元素②、③形成离子的半径大小:___________(用离子符号表示)。
(4)③的最高价氧化物对应的水化物的电子式为___________,其中含有的化学键类型为___________,③与⑤二者的最高价氧化物对应的水化物之间可以发生反应,该反应的离子方程式为___________。
(5)下列说法正确的是___________(填字母序号)。
a.⑩的单质是良好的半导体材料
b.形状和大小相同的③、④、⑤的单质与同浓度盐酸反应,③的单质更剧烈
c.①最高价氧化物对应的水化物与①的气态氢化物反应,产物是离子化合物
d.⑧的单质可与③和⑦形成的化合物的水溶液发生置换反应
(6)已知硒(34Se)与⑥同主族,请根据硒元素在元素周期表中的位置,推测硒及其化合物可能具有的性质是___________(填字母序号)。
a.的最低负化合价为-2价 b.既有氧化性又有还原性
c.的气态氢化物的稳定性比⑥的强 d.最高价氧化物对应的水化物为
e.在一定条件下可与溶液反应
10.(23-24高一下·北京大学附属中学·期中)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)⑦的元素符号为___________,原子结构示意图为___________。
(2)元素①和③按原子个数比2:1组成的化合物的电子式为___________。元素①、③和④共同组成的物质中含有的化学键类型为___________。
(3)元素④和⑧可以形成___________化合物(填“共价”或“离子”),用电子式表示其形成过程___________。
(4)这八种元素最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是___________。(用分子式表示)
(5)④的最高价氧化物的水化物和⑤的最高价氧化物的水化物在溶液中反应的离子方程式为___________。
(6)非金属性:②___________⑥(填“>”或“<”),从原子结构的角度解释原因:___________
(7)某同学利用下图装置,设计实验证明②和⑥非金属性强弱关系。
i.A中盛放的试剂为___________。(填序号)
a.浓盐酸 b.稀硫酸
ii.B中反应的离子方程式为___________。
iii.C中盛放的是硅酸钠溶液,则现象是___________。
(8)科研人员从矿石中分离出一种氧化物,化学式可表示为X2O3。为确定X元素的种类,进行了一系列实验,结果如下:
①X的相对原子质量介于K和Br之间;
②0.03molX2O3可以和0.96g臭氧(O3)恰好反应得到X的另一种氧化物;
综合以上信息推断,X可能是___________。(填元素符号)
地 城
考点02
元素周期律
1.(24-25高一下·北京第一零一中学·期中)下列事实或现象不能用元素周期律解释的是
A.相同温度、相同物质的量浓度时,H2S溶液的pH大于盐酸的
B.羟基的氢氧键中,氧原子显负价
C.Mg和水的反应不如Na和水的反应剧烈
D.F2与H2的反应比I2与H2的反应更容易发生
2.(24-25高一下·北京第一零一中学·期中)化合物A(结构式如下图)是重要的药物中间体和分析试剂,化合物A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W组成,W是地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A.X与W组成的化合物中,W均显价
B.原子半径大小顺序为:W>Z>Y>X
C.非金属性强弱顺序为:X>W>Y>Z
D.X、Y、Z、W四种元素可形成离子化合物
3.(24-25高一下·北京八一学校·期中)短周期中8种元素,其原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数递增的变化如图所示。下列判断不正确的是
A.a、d、f组成的化合物能溶胶碱溶液
B.和可形成离子化合物
C.单质的还原性:
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
4.(24-25高一下·北京海淀区某校·期中)下列实验事实不能作为所得结论合理证据的是
实验
现象
NaBr溶液变为橙色,NaI溶液变为棕黄色
Mg条表面有气泡产生
结论
A.氧化性:Cl2>Br2>I2
B.还原性:Mg>Al
实验
现象
Na2SiO3溶液中出现白色沉淀
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
结论
C.非金属性:C>Si
D.金属性:K>Na
A.A B.B C.C D.D
5.(24-25高一下·北京东直门中学·期中)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,它们的原子序数与其某种常见化合价的关系如图所示,对应坐标分别为(a,+5)、(b,-2)、(c,+1)、(d,+3)、(e,+7)。下列说法不正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的为 B.气态氢化物的稳定性:
C.简单离子半径大小: D.的最高价氧化物对应的水化物为两性化合物
6.(24-25高一下·北京海淀区某校·期中)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。X是原子半径最大的短周期元素,Y原子最外层电子数和电子层数相等,W、Z同主族且原子序数之和与X、Y原子序数之和相等。下列说法中,不正确的是
A.Y形成的氧化物属于两性氧化物
B.X和W形成的化合物可含非极性共价键
C.Y单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应一定产生H2
D.W的气态氢化物热稳定性强于Z的气态氢化物热稳定性
7.(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)a、b、c、d、e均为短周期主族元素,其原子半径和最外层电子数的关系如图所示。下列说法正确的是
A.d、e的最高价含氧酸均为强酸 B.c和e形成的分子为极性分子
C.a与b、e均形成共价化合物 D.单质的熔沸点:
8.(24-25高一下·北京理工大学附属中学·期中)下列“实验结论”与“实验操作及事实”不相符的一组是
实验操作及事实
实验结论
A
用洁净的铂丝蘸取某溶液置于火焰上灼烧,火焰呈现黄色
该溶液中含有
B
将氯气通入淀粉碘化钾溶液中,溶液由无色变蓝色
氧化性:
C
将过量二氧化碳通入溶液中,产生白色胶状沉淀
非金属性:
D
向装有沉淀的两支试管中,分别滴加盐酸和溶液,振荡后,均得到无色溶液;向装有沉淀的两支试管中,分别滴加盐酸和溶液,振荡后,前者得到无色溶液,后者无明显变化
碱性:
A.A B.B C.C D.D
9.(23-24高一下·北京丰台区·期中)X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示。Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4,下列叙述正确的是
X
Y
Z
W
A.原子半径:W > Z > X > Y
B.单质的氧化性:X > Y
C.W单质能与水反应,生成一种具有漂白性的物质
D.X的气态氢化物的水溶液呈酸性
10.(23-24高一下·北京丰台区·期中)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是
选项
事实
推测
A
Na与冷水反应剧烈,K与冷水反应更剧烈
Li与冷水反应缓慢
B
20Ca(OH)2碱性强于12Mg(OH)2
38Sr(OH)2 碱性强于20Ca(OH)2
C
F2与H2在暗处剧烈反应,Cl2与H2光照或点燃时反应
Br2与H2反应需要加热到一定温度
D
Si是半导体材料,同主族的Ge也是半导体材料
第IVA元素形成的单质都是半导体材料
A.A B.B C.C D.D
11.(23-24高一下·北京丰台区·期中)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表,下列说法正确的是
元素代号
X
Y
Z
N
M
R
Q
原子半径/nm
0.37
1.86
1.43
0.88
0.99
0.75
0.74
最高正价
+1
+1
+3
+3
+7
+5
最低负价
-1
-1
-3
-2
A.N位于第二周期,第IIIA族,属于金属元素
B.与X形成化合物的稳定性:R>Q
C.Y和Q形成的两种化合物中,阴、阳离子个数比不同
D.Y、Z、M三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间能反应
二、填空题
12.(23-24高一下·北京丰台区·期中)下表为元素周期表的一部分,请参照①~⑧在表中的位置,回答下列问题。
族
周期
IA
0
1
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
①
②
3
③
④
⑤
⑥
⑦
4
⑧
(1)元素①的原子结构示意图:___________。
(2)元素③和⑦可形成化合物,用电子式表示其形成过程:___________。
(3)比较元素②、③的离子半径大小:___________(用离子符号表示)。
(4)元素③、④、⑤组成的单质中,与水反应最剧烈的是___________(用元素符号表示),该反应的离子方程式:___________。
(5)③的最高价氧化物对应的水化物中含有的化学键类型为___________,形成化合物的类型:___________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(6)比较元素⑥、⑦形成的单质的氧化性强弱:___________(用化学式表示),请从原子结构的角度解释原因:___________。从实验证据的角度列举能证明其氧化性强弱关系的反应___________(写化学方程式或离子方程式)。
(7)已知硒(34Se)与⑥同主族,请根据硒元素在元素周期表中的位置,推测硒及其化合物可能具有的性质:___________。
a. Se的最低负化合价为-2价 b. SeO2既有氧化性又有还原性
c.Se的气态氢化物的稳定性比⑥的强 d.最高价氧化物对应的水化物为H2SeO3
三、解答题
13.(24-25高一下·北京第一零一中学·期中)元素周期表与元素周期律在学习、研究中有重要的作用。下表是几种短周期元素的相关信息。
元素
信息
X
最低负化合价为价,没有正化合价
Y
单质在空气中的体积分数约为21%
Z
最高正化合价为+7价
Q
原子半径最大的元素
R
原子半径最小的碱金属元素
U
最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物
(1)元素Y在周期表中的位置是_____。
(2)Y、Q对应的离子半径大小关系是:_____(填化学式,下同)
(3)Q、Z两种元素形成的化合物有重要的用途,用电子式表示它的形成过程_____。
(4)非金属性:Z_____U(填“>”或“<”),请从原子结构的角度解释其原因:_____。
(5)下列关于U及其化合物的推断中,正确的是_____(填字母)。
a.U在其化合物中的化合价为+3价
b.单质与H2O反应的难易程度:U比Q容易
c.U的单质能与Q的最高价氧化物对应的水化物反应
d.U和Z形成的化合物的水溶液可与Q的单质发生反应,从而置换出U的单质
(6)电子层数:R_____(填“>”、“<”或“=”)Z,原子半径:R>Z,请从原子结构的角度解释R的原子半径比Z大的原因_____。
14.(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)学完卤族元素性质递变规律,某小组对I⁻的检验方法产生好奇并展开深入探究。
Ⅰ.选择检验试剂
(1)甲同学认为可以选用检验的试剂溶液和稀硝酸。理由是碘和氯在元素周期表中均位于第___________族,化学性质相似。从原子结构解释I和Cl化学性质相似的原因___________。
(2)乙同学认为稀硝酸可能会将氧化,理由是半径更大,还原性更___________。
Ⅱ.探究稀硝酸是否会氧化
【实验1】取1mL不同浓度的KI溶液于5支洁净试管中,向其中滴加3滴淀粉溶液,振荡。再向其中加入足量稀硝酸,振荡。实验现象如下表。
KI浓度/
0.1
0.2
0.4
0.8
1.0
实验现象
溶液由无色变为蓝色
溶液由无色变为紫黑色
(3)写出实验1中稀硝酸氧化I⁻的离子方程式___________。
(4)丙同学认为酸性条件下,空气中的(会对实验1产生干扰,干扰反应的离子方程式为___________。丙同学设计对照实验排除了的干扰:对照实验中其余试剂、用量均与实验1相同,只是将稀硝酸用___________替代,实验现象为:___________。
Ⅲ.探究能否用溶液和稀硝酸检验
【实验2】向实验1反应后的5支试管中继续滴加等量溶液,试管中均产生黄色沉淀。
【实验3】分别取1mL与实验1浓度相同的KI溶液于5支洁净试管中,向其中滴加3滴淀粉溶液,然后分别加入足量溶液,均产生黄色沉淀;再向各支试管均加入足量稀硝酸,黄色沉淀均不溶解。
(5)由实验1、2和3可得出结论:___________(写出2点)。
15.(23-24高一下·北京丰台区·期中)某同学在探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计系列实验。
Ⅰ.同周期元素金属性递变规律(表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验步骤
实验现象
①将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液
A. 浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色
B. 有气体产生,溶液变成浅红色
C. 生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失
D. 反应不十分剧烈,产生无色气体
E. 剧烈反应,迅速产生大量无色气体
F. 生成白色沉淀
②将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中
③将镁条投入稀盐酸中
④将铝条投入稀盐酸中
⑤向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
(1)请在下表中填写与实验步骤对应的实验现象的编号
实验内容
①
②
③
④
⑤
⑥
实验现象(填A~E)
_____
_____
_____
_____
_____
_____
等质量的镁、铝分别与足量同浓度盐酸反应,放出氢气较多的是___________,该反应中转移0.4 mol电子时,生成气体的体积为___________L(标准状况)。
(2)上述实验比较金属性强弱的方法有___________。
(3)实验⑤、⑥说明Mg金属性强于Al的理由是___________。
(4)此实验的结论是___________。
Ⅱ.同主族元素非金属性递变规律。
(5)硅是常温下化学性质稳定的半导体材料,其在周期表中的位置为___________。
(6)利用如图装置可验证非金属性C > Si,请回答下列问题:
① 仪器A的名称为___________。
② C中试剂为___________。
③ 有同学认为该方案不严谨,请说明理由___________。
实验内容
①
②
③
④
⑤
⑥
实验现象(填A~E)
B
A
E
D
F
C
试卷第1页,共3页
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专题04 元素周期表及周期律
地 城
考点01
元素周期表
题号
1
2
3
4
5
答案
C
B
B
C
A
6.(1) 1 a
(2) 三 VA ab
(3) 与位于同一周期,电子层相同,的核电荷数比小,的原子半径比大,失电子能力比强,所以也能与反应
7.(1) 三 ⅦA
(2) Cs;Rb;K 同周期从左至右,核电荷数增大,半径减小,失电子能力减弱,故金属性减弱;同主族从上至下,核电荷数增大,半径增大,失电子能力增强,故金属性增强
(3)离子键、共价键
(4)
(5) 5 abd
8.(1)同位素
(2)a
(3)ⅤA
(4)+2
(5)CD
(6)
(7)钠的原子半径大于镁原子,失电子能力大于镁原子,钠能与二氧化碳反应
9.(1)第二周期ⅣA族
(2) 硫的原子半径大、电负性低、键能弱,导致S—H键易断裂,使得H2S的化学稳定性远低于HCl;
(3)r(F-)>r(Na+)
(4) 离子键、共价键
(5)abc
(6)abe
10.(1) S
(2) 离子键、共价键
(3) 离子
(4)
(5)
(6) > 同一主族从上到下原子半径变大,原子得电子能力减弱,元素非金属性减弱
(7) b 产生白色沉淀
(8)As
地 城
考点02
元素周期律
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
D
C
B
B
C
A
C
C
D
D
12.(1)
(2)
(3)F-> Na+
(4) Na 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH-+ H2↑
(5) 离子键和(极性)共价键 离子化合物
(6) Cl2 > S S、Cl位于同一周期,从左至右,电子层数相同,核电荷数S < Cl,原子半径S > Cl,得电子能力S < Cl,故单质的氧化性Cl2 > S Cl2 + S2-= 2Cl-+ S↓ (合理答案即可)
(7)ab
13.(1)第二周期
(2)
(3)
(4) 氯原子其最外层电子数为7,原子半径小,容易得到电子;铝原子最外层电子数为3,原子半径大,容易失去电子,所以氯的氧化性强于铝。
(5)ac
(6) 氯原子的电子层数比锂原子多一层,但由于核电荷数的增加,其对电子的吸引力也更大,导致氯原子的半径实际上比锂原子小
14.(1) ⅦA 最外层均为7个电子
(2)强
(3)
(4) 稀硫酸或稀盐酸 溶液不变蓝
(5)稀硝酸能氧化;可以用溶液和稀硝酸检验,且与加入顺序无关
15.(1) B A E D F C Al(铝) 4.48
(2)元素单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度、元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱
(3)实验⑤中沉淀不消失,说明氢氧化镁不能与氢氧化钠反应;实验⑥中沉淀消失,说明氢氧化铝能与氢氧化钠反应,(Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-),说明氢氧化铝具有两性,其碱性比氢氧化镁弱,故Mg金属性强于Al(合理答案即可)
(4)金属性:Na > Mg > Al (合理答案即可)
(5)第三周期第ⅣA族
(6) 分液漏斗 硅酸钠(Na2SiO3)溶液 盐酸有挥发性,干扰二氧化碳与硅酸钠反应(合理答案即可)
试卷第1页,共3页
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