考点19 原子结构、元素周期律 -【学考·复习攻略】2026年高中化学学业水平考试复习资料(真题回顾+考点梳理+模拟预测)
2026-05-13
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2份
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46页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-学业考试 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.92 MB |
| 发布时间 | 2026-05-13 |
| 更新时间 | 2026-05-13 |
| 作者 | 拓思创作中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57848503.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦原子结构与元素周期律核心考点,涵盖原子构成、核外电子排布、同位素、周期表结构及性质递变等内容,按“微观结构-宏观规律-应用实践”逻辑架构知识体系。通过真题回顾(20题)感知考情,考点梳理构建网络,模拟预测(20题)强化应用,助力学生突破微粒关系、性质比较等难点,体现复习的系统性和针对性。
讲义突出科学思维与探究实践,如“四同”概念对比辨析培养分类能力,微粒半径“三看法”训练证据推理,设计Cl与Br非金属性实验探究提升实践能力。分层练习覆盖选择填空,真题与模拟题结合,高效构建化学观念,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供清晰路径。
内容正文:
考点19 原子结构、元素周期律
本讲义包含:
真题回顾(20题)→考点梳理→模拟预测(20题)
真题回顾
1.(2025高二上·江苏镇江·学业考试)组成生命体的元素有H、C、O、N、P等,其中磷元素位于元素周期表的
A.第2周期VA族 B.第2周期IVA族
C.第3周期VA族 D.第3周期VIA族
【答案】C
【详解】磷元素原子序数为15,为第3周期VA族,故答案为C。
2.(2025高二上·江苏泰州·学业考试)科学家通过核反应发现氚()。与的原子结构不同之处是
A.质子数 B.中子数 C.电子层数 D.最外层电子数
【答案】B
【详解】A.与质子数均为1,故不选A;
B.的中子数为2,的中子数为1,故选B;
C.与核外电子数都是1,都有1个电子层,故不选C;
D.与核外电子数都是1,都有1个电子层,最外层电子数为1,故不选D;
选B。
3.(2026高一下·江苏·学业考试)某元素X位于第ⅥA族,下列有关说法错误的是
A.X的原子序数=X的核电荷数
B.X的原子序数不可能是33
C.X的微粒的质子数一定等于核外电子数
D.X有可能是金属元素
【答案】C
【详解】A.原子序数定义为核电荷数(即质子数),因此X的原子序数等于核电荷数,A正确;
B.第ⅥA族元素包括氧(8)、硫(16)、硒(34)、碲(52)、钋(84)等,原子序数33对应砷(As,第ⅤA族),不属于ⅥA族,B正确;
C.“微粒”包括原子和离子,原子中质子数等于核外电子数,但离子中不相等(如O2-质子数为8,电子数为10),因此“一定等于”不成立,C错误;
D.第ⅥA族中的钋(Po)是金属元素,因此X有可能是金属元素,D正确;
答案选C。
4.(2025高一下·四川·学业考试)“”代表质量数为A、质子数为Z的X原子,则的质子数是
A.8 B.16 C.24 D.32
【答案】A
【详解】A.根据题干给出的原子表示规则,中左下角Z代表质子数,左上角A代表质量数,的左下角数值为8,因此其质子数是8,A符合题意;
B.中16是该原子的质量数,不是质子数,B不符合题意;
C.24不是该氧原子的质子数,该原子质子数为8,C不符合题意;
D.32不是该氧原子的质子数,该原子质子数为8,D不符合题意;
故选A。
5.(2025高一下·海南·学业考试)2025年5月我国科学家首次合成了一种新核素(镤)。该核素的质子数为
A.301 B.210 C.119 D.91
【答案】D
【详解】A.301是质量数和质子数之和,无对应核素相关物理意义,不是该核素的质子数,A错误;
B.210是该核素的质量数,对应核素符号左上角的数值,不是质子数,B错误;
C.119是该核素的中子数,由质量数210减去质子数91计算得到,不是质子数,C错误;
D.核素符号左下角的数值代表质子数,该核素左下角数值为91,即质子数为91,D正确;
故选D。
6.(25-26高一上·吉林·学业考试真题)下列各组互为同素异形体的是
A.和 B.Na和 C.和 D.金刚石和石墨
【答案】D
【详解】A.和是质子数相同、中子数不同的碳元素的不同核素,互为同位素,不属于单质,A错误;
B.和是钠元素的原子和离子,属于同种元素的不同微粒,不属于单质,B错误;
C.和都是由氢、氧元素组成的化合物,不属于单质,C错误;
D.金刚石和石墨都是由碳元素组成的结构不同的单质,符合同素异形体的定义,D正确;
故选D。
7.(25-26高二上·北京·学业考试真题)镥的一种核素可用于测定地质年龄。下列关于的说法正确的是
A.质子数为71 B.中子数为176 C.核外电子数为105 D.质量数为247
【答案】A
【详解】A.核素符号左下角数字表示质子数,的质子数为71,A正确;
B.中子数=质量数-质子数,该核素中子数为,B错误;
C.中性原子核外电子数等于质子数,该核素核外电子数为71,C错误;
D.核素符号左上角数字表示质量数,的质量数为176,D错误;
故答案选A。
8.(2025高二上·江苏镇江·学业考试)甲、乙、丙、丁4种短周期元素在元素周期表中的位置如下表所示,乙原子最外层电子数是内层的3倍。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>丙 B.甲、乙之间能形成多种化合物
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:甲>丁 D.非金属性:乙>丁
【答案】A
【详解】乙原子最外层电子数是内层的3倍,则乙为O,根据元素周期表位置可知,甲为N、乙为O、丙为Al、丁为P。
A.同周期元素从左到右原子半径减小,P的原子半径小于Al,即丁的原子半径小于丙,A错误;
B.N可形成多种氧化物,如NO、NO2、N2O等,B正确;
C.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,甲的非金属性强于丁,则最高价氧化物对应水化物的酸性:硝酸大于磷酸,即甲>丁,C正确;
D.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,则非金属性:O>N>P,即乙>甲>丁,D正确;
故答案为A。
9.(2025高一下·四川·学业考试)已知X+、Y2+、Z-、W2-四种离子均具有相同的电子层结构,下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述,不正确的是
A.原子序数:Y>X>Z>W B.离子半径:X+>Y2+>Z->W2-
C.原子最外层电子数:Z>W>Y>X D.还原性:X>Y>W2->Z-
【答案】B
【详解】A.四种离子具有相同的电子层结构,设电子数为n,则X的核电荷数(原子序数)为n+1,Y为n+2,Z为n-1,W为n-2,原子序数关系为Y>X>Z>W,A正确;
B.电子层结构相同时,原子序数越大,离子半径越小,原子序数Y>X>Z>W,故离子半径应为,B错误;
C.Z形成Z-,最外层电子数为7;W形成W2-,最外层电子数为6;Y形成Y2+,最外层电子数为2;X形成X+,最外层电子数为1,故Z>W>Y>X,C正确;
D.还原性:X和Y为金属原子,还原性X>Y;W2-和Z⁻为阴离子,还原性W2->Z⁻;且金属原子还原性强于阴离子,故X>Y>W2->Z⁻,D正确;
故选B。
10.(2026高一下·江苏·学业考试)短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是
A.Y、Z两种元素中,Z的非金属性较强 B.Y的简单气态氢化物的稳定性比Z的弱
C.Y的最高正化合价为+7 D.X元素原子的最外层有2个电子
【答案】D
【详解】由短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置可知,X、Y、Z分别为He、F、S。
A.Y 为 F 元素,Z 为 S 元素,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,F 的非金属性强于 S,A 错误;
B.Y 的简单气态氢化物为 HF,Z 的简单气态氢化物为 H2S,非金属性 F>S,氢化物稳定性 HF>H2S,B 错误;
C.Y 为 F 元素,F 元素无最高正化合价,C 错误;
D.X 为 He 元素,He 原子的最外层有 2 个电子,D 正确;
故选D。
11.(2025高二下·河南·学业考试)据科学家推算:宇宙中可能存在第119号元素,位于第ⅠA族,被称为“类钫”。借助元素周期律预测“类钫”的原子结构和性质,下列有关说法正确的是
A.与钫互为同位素
B.原子半径比钫的原子半径小
C.形成的单质能与水剧烈反应
D.原子失去最外层电子的能力比钫弱
【答案】C
【详解】A.同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,类钫质子数为119,钫质子数为87,二者不是同种元素,不互为同位素,A错误;
B.同主族元素从上到下电子层数递增,原子半径逐渐增大,类钫位于钫的下一周期,原子半径比钫大,B错误;
C.ⅠA族碱金属元素从上到下金属性逐渐增强,单质与水反应的剧烈程度逐渐增大,钫单质已能与水剧烈反应,因此类钫单质能与水剧烈反应,C正确;
D.同主族元素从上到下金属性逐渐增强,原子失电子能力逐渐增强,类钫失去最外层电子的能力比钫强,D错误;
故选C。
12.(2025高二上·江苏镇江·学业考试)下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.石墨和金刚石互为同分异构体
C.和互为同系物 D.和互为同素异形体
【答案】B
【详解】A. 和 质子数相同,中子数不同,属于同一元素的不同核素,互为同位素,A正确;
B.石墨和金刚石是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体;同分异构体要求分子式相同且为化合物,而它们是单质,不适用此概念,B错误;
C.(甲烷)和 (乙烷)均为烷烃,结构相似(饱和烃),分子组成相差一个基团,互为同系物,C正确;
D.(氧气)和 (臭氧)是氧元素形成的不同单质,互为同素异形体,D正确;
故答案为B。
13.(2025高一上·北京·学业考试)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法不正确的是
A.Pu的原子核内中子数为144 B.Pu的原子核内质子数为94
C.Pu的原子核外电子数为144 D.Pu与Pu的化学性质基本相同
【答案】C
【详解】原子符号中,左下角Z为质子数,左上角A为质量数,满足关系:质量数=质子数+中子数,中性原子中:质子数=核外电子数,质子数相同、中子数不同的原子互为同位素,同位素化学性质基本相同。据此解答:
A.中子数=238−94=144,A正确;
B.左下角数字为质子数,即质子数为94,B正确;
C.中性原子核外电子数=质子数=94,不是144,C错误;
D.二者质子数相同,是Pu的同位素,化学性质基本相同,D正确。
故选C。
14.(2025高一下·海南·学业考试)下表为元素周期表的一部分,回答问题
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
3
Na
Mg
Al
Cl
4
Br
(1)Al元素位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)第2、3、4周期的ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素均为_______元素(选填“金属”或“非金属”)。
(3)原子半径大小关系:Na_______Mg(选填“>”或“<”)。
(4)学习小组为探究Cl和Br的非金属性强弱关系,设计了实验方案,并完成了以下操作(如图所示)。观察到点滴板1号孔穴内溶液比点滴板2号孔穴内溶液颜色更深。
①根据实验现象,得出结论:Cl和Br的非金属性强弱关系为:_______。
②用原子结构与元素性质的关系解释该结论:_______。
【答案】
(1)三 ⅢA
(2)非金属
(3)>
(4)Cl的非金属性比Br强 Cl与Br处于同一主族,Cl原子核外电子层数较少,原子半径较小,得电子能力较强,所以Cl的非金属性比Br强
【详解】(1)铝(Al)元素的原子序数为 13,故位于第三周期第ⅢA族;
(2)第2、3、4周期的ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素(如C、N、O、F、Si、P、S、Cl、Br)这些元素均位于周期表右上方,电负性较高,化学性质以非金属性为主,尽管Si具有部分金属性,但在中学阶段仍归类为非金属元素,故答案为非金属;
(3)同一周期中,从左到右,原子序数增大,核电荷数增加,电子层数相同,但有效核电荷增强,电子被吸引得更紧,导致原子半径逐渐减小。Na 位于第ⅠA族,Mg 位于第ⅡA族,Na 在 Mg 的左侧。因此,原子半径:Na > Mg,故答案为>;
(4)①实验中,1号孔穴:NaBr溶液与新制氯水发生氧化还原反应,生成的 Br2 使溶液显橙黄色(或棕黄色),颜色较深。2号孔穴:蒸馏水和新制氯水不反应,仅稀释氯水,颜色较浅(淡黄绿色)。故1号孔颜色更深说明生成了更多有色物质(Br2),即 Cl2 置换了 Br⁻,说明 Cl2氧化性强于 Br2,故非金属性:Cl > Br,答案为Cl的非金属性比Br强;
② Cl 和 Br 同属第ⅦA族,从上到下原子半径增大导致原子核对最外层电子吸引力减弱也就是得电子能力减弱,原子的非金属性减弱,Cl 原子半径小于 Br,更易得电子,非金属性更强。答案为Cl与Br处于同一主族,Cl原子核外电子层数较少,原子半径较小,得电子能力较强,所以Cl的非金属性比Br强;
15.(25-26高二上·北京·学业考试真题)元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下图列出了5种元素在周期表中的位置,其中代表一种元素。
(1)X的元素符号是_______。
(2)画出Mg的原子结构示意图:_______。
(3)非金属性O强于S。
①用原子结构解释原因:O和S位于同一主族,最外层电子数相同,电子层数O少于S,原子半径_______,得电子能力O强于S。
②气态氢化物的稳定性:_______(填“”或“”)。
③下列事实能说明非金属性O强于S的是_______(填序号)。
a.常温常压下,为无色气体,为黄色固体;b.将通入溶液中产生黄色浑浊
(4)铯(Cs)在元素周期表中位于第6周期IA族。依据元素周期律推测,与水反应置换出氢更容易的单质是_______(填“Na”或“Cs”)。
【答案】
(1)Cl
(2)
(3)O小于S(或更小) b
(4)Cs
【详解】根据周期表位置,X位于第三周期第ⅦA族,第三周期从左到右,S元素的右侧就是第ⅦA族的氯元素,因此X的元素符号为。
(1)X的元素符号为;
(2)Mg是12号元素,核电荷数为12,核外电子分层排布为2、8、2,原子结构示意图:;
(3) ① 同主族元素,电子层数越少,原子半径越小,O的电子层数少于S,因此原子半径,原子核对最外层电子吸引力更强,得电子能力更强; ② 非金属性越强,对应气态氢化物稳定性越强,因此稳定性:;③ 选项分析:
a.单质的颜色、状态属于物理性质,不能用于比较非金属性强弱,a错误;
b.和反应置换出S单质,说明氧化性,可以证明非金属性O强于S,b正确;
故选b;
(4)IA族元素从上到下金属性逐渐增强,金属性越强,与水反应置换出氢气越容易,金属性,因此与水反应置换出氢更容易的是。
16.(25-26高一上·吉林·学业考试真题)下表是元素周期表的部分内容,请根据表中信息回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
3
②
③
④
⑤
⑥
(1)②~⑥的五种元素中,非金属性最强的元素位于元素周期表中的第___________周期第___________族。
(2)第三周期给出的元素中,原子半径最大的是___________(填序号)。
(3)元素②与元素③相比较,金属性较弱的是___________(填元素符号)。
(4)元素①与元素⑤相比较,最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是___________(填化学式)。
(5)第三周期给出的元素中,可用于制造计算机芯片的是___________(填元素符号)。
【答案】
(1)三 ⅦA
(2)②
(3)Al
(4)
(5)Si
【详解】根据元素在周期表中的位置,推导结果如下:①第二周期ⅤA族 → N(氮),②第三周期ⅠA族 → Na(钠),③第三周期ⅢA族 → Al(铝),④第三周期ⅣA族 → Si(硅),⑤第三周期ⅤA族 → P(磷),⑥第三周期ⅦA族 → Cl(氯)。
(1)同周期主族元素从左向右非金属性逐渐增强,②~⑥对应的元素为Na、Al、Si、P、Cl,因此非金属性最强的是Cl,Cl的周期表位置为第三周期第ⅦA族;
(2)同周期主族元素从左向右,核电荷数增大,原子核对核外电子的吸引力增强,原子半径逐渐减小,因此第三周期给出的元素中,最左侧的Na(对应序号②)原子半径最大;
(3)同周期主族元素从左向右金属性逐渐减弱,金属性:Na>Al,因此金属性较弱的是Al;
(4)①为N、⑤为P,二者同主族,从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性:N>P;元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,N的最高价含氧酸为,P的最高价含氧酸为,因此酸性更强的是;
(5)晶体硅是良好的半导体材料,是制造计算机芯片的核心原料,对应元素符号为Si。
17.(2025高一·江西·学业考试)下表是元素周期表的一部分,根据所给的10种元素,完成以下各小题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
H
2
C
N
F
Ne
3
Na
Mg
Al
S
Cl
(1)金属性最强的元素是___________(填元素符号)。最不活泼元素的原子结构示意图为___________。
(2)第三周期元素中,其最高价氧化物对应的水化物具有两性的元素是___________(填元素名称)。Na、Mg两种元素中,原子半径较大的是___________。
(3)第三周期元素中,其元素的一种氧化物是形成酸雨的主要物质,该氧化物的化学式为___________。
(4)Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为___________。
(5)由碳与氢元素形成的最简单有机物的化学式为___________,该物质中碳元素与氢元素的质量比为___________,其分子立体构型为___________。
(6)和的物理性质___________(填“相同”或“不同”),化学性质___________(填“相同”或“不同”)。
(7)氢化物的还原性:HCl___________H2S(填“>”或“<”)。
(8)NH3与HF中,热稳定性较强的是___________,化学键类型为___________。
【答案】
(1)Na
(2)铝 Na
(3)SO2
(4)HClO4
(5)CH4 3∶1 正四面体形
(6)不同 相同
(7)<
(8)HF 共价键
【详解】(1)金属性最强的元素位于周期表的左下方,因此是在所给出的元素中金属性最强的是Na。最不活泼元素是稀有气体元素,在所给出的元素中Ne是稀有气体元素,原子结构示意图为。
(2)第三周期元素中,其最高价氧化物对应的水化物具有两性的是氢氧化铝,对应的元素是铝。同周期自左向右原子半径逐渐减小,则Na、Mg两种元素中原子半径较大的是Na。
(3)第三周期元素中,其元素的一种氧化物是形成酸雨的主要物质,该物质是二氧化硫,该氧化物的化学式为。
(4)Cl的最高价是+7价,其最高价氧化物对应水化物的化学式为:。
(5)由碳与氢元素形成的最简单有机物是甲烷,化学式为CH4,该物质中碳元素与氢元素的质量比为,其分子空间构型为正四面体。
(6)和的质量数和中子数不相同,物理性质不同。由于二者的质子数和电子数相同,故化学性质相同。
(7)由于氯的非金属性强于硫的非金属性,故还原性。
(8)因为非金属性,故二者的氢化物的稳定性较强的是;化学键类型为共价键。
18.(25-26高一下·北京·学业考试真题)元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表显示了元素周期表的一部分。
(1)N在元素周期表中的位置是第二周期第___________族。
(2)非金属性Cl强于S。从原子结构角度解释原因:Cl和S位于同一周期,电子层数相同,核电荷数Cl大于S,原子半径___________,得电子能力Cl强于S。
(3)下列关于Na、Mg的说法正确的是___________(填序号)。
a.金属性:Na<Mg
b.与水反应更容易的是Na
c.最高价氧化物的水化物的碱性:NaOH>Mg(OH)2
(4)验证Al(OH)3是两性氢氧化物。
实验:将新制Al(OH)3沉淀分装在两支试管中,向试管1中滴加2 mol·L−1盐酸,向试管2中滴加2 mol·L−1 NaOH溶液。边滴加边振荡,观察现象。
①试管1中沉淀溶解:Al(OH)3和盐酸反应生成___________和H2O。
②试管2中的实验现象是___________,表明Al(OH)3能与强碱溶液反应。
(5)在元素周期表中,砷(As)位于第四周期,与N同主族。下列推测合理的是___________(填序号)。
a.砷元素的最高正化合价为+5价
b.原子半径:As>N
c.砷酸(H3AsO4)的酸性比硝酸的强
【答案】
(1)VA
(2)Cl小于S
(3)bc
(4)AlCl3(氯化铝) 沉淀溶解
(5)ab
【详解】(1)N原子最外层有5个电子,属于第ⅤA族;
(2)同周期元素电子层数相同,核电荷数越大,对核外电子吸引力越强,原子半径越小,因此原子半径Cl小于S;
(3)同周期从左到右金属性逐渐减弱,金属性:,a错误;
金属性越强,单质与水反应越容易,最高价氧化物对应水化物碱性越强,因此与水反应Na更易,碱性;b、c正确;故答案选bc;
(4)与盐酸发生中和反应,生成(氯化铝)和水;能与强碱NaOH反应生成可溶性盐,因此试管2中实验现象是沉淀溶解,证明其两性;
(5)As与N同主族,最外层5个电子,最高正价为+5价,a正确;
同主族从上到下电子层数增多,原子半径增大,因此原子半径,b正确;
同主族从上到下非金属性减弱,最高价含氧酸酸性减弱,因此砷酸酸性弱于硝酸,c错误;
故答案选ab。
19.(2025高二上·江苏·学业考试)完成下列问题。
(1)下列各组物质属于同素异形体的是___________;属于同位素的是___________;属于同分异构体的是___________;属于同系物的是___________。(写序号)
①红磷与白磷;②与;③与;④与;⑤干冰与二氧化碳;⑥与;⑦与;⑧正丁烷和异丁烷
(2)丙烯酸()是重要的有机合成原料及合成树脂单体,是最简单的不饱和羧酸。丙烯酸中含有的官能团有___________和___________(填名称)。向丙烯酸溶液中滴入2~3滴紫色石蕊试液,溶液颜色变红,说明丙烯酸溶液具有___________性。向丙烯酸溶液中滴入几滴溴水,实验现象为___________。
【答案】
(1)①③ ②④ ⑧ ⑥
(2)碳碳双键 羧基 酸 溴水褪色
【详解】(1)同素异形体是指由同种元素形成的不同单质,所以①红磷与白磷,③与属于同素异形体;同位素是指质子数相同,但中子数不同的一类原子,②与,④与属于同位素;同分异构体是指分子式相同,结构不同的化合物,⑧正丁烷和异丁烷属于同分异构体,⑦为二氯甲烷,甲烷是正四面体结构,所以二氯甲烷只有一种结构;同系物是指结构相似,分子组成上相差一个或者若干个CH2原子团的有机化合物,所以⑥与为同系物;
(2)丙烯酸的结构简式为:,所以含有的官能团有碳碳双键,羧基;能使紫色石蕊试液变红的溶液显酸性;丙烯酸中有碳碳双键,加入溴水,可以发生加成反应,使溴水褪色,所以现象为溴水褪色。
20.(2026高一下·福建厦门·学业考试)下表是元素周期表的一部分,根据表中给出的11种元素,按要求作答。
(1)镁元素位于元素周期表中第___________周期___________族;
(2)得电子能力最强的原子是___________;
(3)化学性质最不活泼的单质是___________;
(4)F与Cl相比,原子半径较大的是___________;
(5)CH4与NH3相比,热稳定性较强的是___________,其电子式为___________;
(6)原子最外层电子数与最内层电子数相等的元素是___________;
(7)单质呈黄绿色的气体组成元素是___________,其单质的水溶液呈___________(填“酸性”或“碱性”)。
(8)某阴离子的结构示意图为,其离子符号是___________;
(9) Mg(OH)2与Al(OH)3中,能与NaOH溶液反应的是___________,写出该反应的化学方程式:___________;
(10)第三周期元素中能与冷水剧烈反应的金属单质是___________,写出该反应的化学方程式:___________;
(11)下列各项性质的比较,符合相关性质递变规律的是___________(填标号)。
A.还原性:Na<Al B.非金属性:O>S
C.酸性:H2CO3>HNO3 D.碱性:NaOH<Mg(OH)2
【答案】
(1)三 ⅡA
(2)F
(3)Ne
(4)Cl
(5)NH3
(6)Mg
(7)Cl 酸性
(8)S2-
(9)Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
(10)Na 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(11)B
【详解】(1)镁元素的原子序数为12,位于元素周期表第三周期ⅡA族;
(2)同周期元素,从左到右非金属性依次增强,得电子能力依次增强;同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,得电子能力依次减弱,则得电子能力最强的原子是位于元素周期表右上角的氟原子;
(3)化学性质最不活泼的单质是稀有气体氖单质;
(4)同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则氯原子的原子半径大于氟原子;
(5)同周期元素,从左到右非金属性依次增强,简单氢化物的热稳定性依次增强,则甲烷的热稳定性强于甲烷;氨气是共价化合物,电子式为:;
(6)镁原子的原子结构示意图为:,则原子最外层电子数与最内层电子数相等的元素是镁元素;
(7)单质呈黄绿色的气体是氯气,氯气的组成元素是氯元素;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,所以反应得到的水溶液呈酸性;
(8)由离子的结构示意图可知,阴离子的离子符号为;S2-;
(9)氢氧化镁是中强碱,不能与氢氧化钠溶液反应,氢氧化铝是两性氢氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;
(10)第三周期元素中能与冷水剧烈反应的金属单质是金属钠,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
(11)A.同周期元素,从左到右金属性依次减弱,单质的还原性依次减弱,则金属钠的还原性强于铝单质,A错误;
B.同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,则氧元素的非金属性强于硫元素,B正确;
C.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则碳酸的酸性弱于硝酸,C错误;
D.同周期元素,从左到右金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱,则氢氧化钠的碱性强于氢氧化镁,D错误;
故选B。
考点梳理
【知识点1】原子结构
(1)原子的构成
核素(原子)符号表示——:代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。
【注意】①原子是化学变化中的最小微粒,化学反应过程原子核不改变,也就是原子不改变。
②并不是所有的原子都由质子、电子和中子构成,如H中不含中子。
③质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如Ne和H2O。
④核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+和Na+、F-等,NH与OH-等。
(2)原子结构中微粒之间的关系
①X中,质子数(Z)=核电荷数=核外电子数,质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
②阳离子Xn+的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数(Z-n)。
③阴离子Xm-的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数(Z+m)。
【知识点2】原子核外电子排布
1、电子层(n):在多电子原子中,按照核外电子的能量不同将其分成不同能层(电子层)。
电子层数(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子离核远近
近→远
电子能量高低
低→高
核外电子总是先排布在能量最低的电子层里,然后再按照由里向外的
顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里
数量规律
①每层最多容纳的电子数为2n2个。
②最外层电子数不超过8个(K层为最外层时电子数不超过2个)。
③次外层电子数不超过18个,倒数第三层不超过32个。
④对于主族元素,除最外层外,每一层的电子数必须为2n2这个数值。
2、原子或离子结构示意图
【知识点3】核素、同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互关系
(1)元素:具有相同核电荷数(即核内质子数)的同一类原子的总称。
(2)核素:把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素,如:H、H、H就各为一种核素。
(3)同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素),如:H、H、H互为同位素。
①一种元素可有若干种不同的核素,也可只有一种核素,因此,核素的种类大于元素的种类。
②2H2和3H2既不是同位素,也不是同素异形体,而是同种分子,同位素是原子的互称。
2、常见的重要核素及其应用
(1)氢元素的三种核素
H:名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢;
H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。
(2)重要核素的应用
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
3、突破“四同”判断
(1)同位素——原子,如 H、H。
(2)同素异形体——单质,如O2、O3。
(3)同系物——化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3。
(4)同分异构体——化合物,如正戊烷、新戊烷。
【知识点4】10e-和18e-微粒的判断与应用
1、10电子微粒:以Ne为核心,推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
2、18电子微粒:以Ar为核心,推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F……
【知识点5】元素周期表
1.元素周期表的结构
(1)周期:把电子层数目相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行,共有7个横行,7个周期。
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(2)族:把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵列,共有18个纵列,但是只有16个族。
①主族:由短周期元素和长周期元素共同组成的族ⅠA~ⅦA族,ⅠA族元素不等同于碱金属元素,H元素不属于碱金属元素。
②副族:仅由长周期元素组成的族ⅠB~ⅦB族,含元素种类最多的族是ⅢB族,共有32种元素。
③Ⅷ族:包括8、9、10三个纵列。
④0族:第18纵列,该族元素又称为稀有气体元素。
2.元素周期表的应用
(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产:地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对探矿、研制新品种的农药等有指导意义。
【知识点6】元素周期律
1.元素周期律:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律,实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的结果。
2.主族元素的周期性变化规律
(1)原子结构周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原
子
结
构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
电子层数相同,最外层电子数增多
电子层数递增,最外层电子数相同
原子半径
逐渐减小 (惰性气体除外)
逐渐增大
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小:
一看电子层数:电子层数越多,半径越大,如:r(Na)>r(Na+)。
二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小,如:r(N3- )>r(O2-)>r(F-)。
三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大,如:r(Cl)<r(Cl-)。
离子半径
阳离子逐渐减小,阴离子逐渐减小
同周期:r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
(2)元素的性质周期性变化规律
元素的性
质
主要化合价
元素的最高正化合价由+1→+7(O、F除外)
非金属元素负价由-4→-1
非金属元素负化合价=主族序数-8
相同
最高正化合价=主族序数
(O、F除外)
元素的金属性
金属性逐渐减弱
金属性逐渐增强
元素的非金属性
非金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
失电子能力
失电子逐渐减弱
失电子逐渐增强
得电子能力
得电子逐渐增强
得电子逐渐减弱
单质的还原性
还原性逐渐减弱
还原性逐渐增强
单质的氧化性
氧化性逐渐增强
氧化性逐渐减弱
阳离子的氧化性
阳离子氧化性逐渐增强
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子的还原性
阴离子还原性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
非金属元素气态氢化物的形成及稳定性
气态氢化物的形成越来越容易,其稳定性逐渐增强
气态氢化物的形成越来越困难,其稳定性逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
补充①:常见的非金属元素最简单气态氢化物
B——B2H6
C——CH4
N——NH3
O——H2O
F——HF
Si——SiH4
P——PH3
S——H2S
Cl——HCl
Ge——GeH4
As——AsH3
Se——H2Se
Br——HBr
Sn——SnH4
Sb——SbH3
Te——H2Te
I——HI
补充②:常见的最高价氧化物对应的水化物
Li—LiOH
Be—Be(OH)2
B—H3BO3
C—H2CO3
N—HNO3
O—无
F—无
Na—NaOH
Mg—Mg(OH)2
Al—Al(OH)3
Si—H2SiO3
P—H3PO4
S—H2SO4
Cl—HClO4
K—KOH
Ca—Ca(OH)2
Ga—Ga(OH)3
Ge—H2GeO3
As—H3AsO4
Se—H2SeO4
Br—HBrO4
Rb—RbOH
Sr—Sr(OH)2
In—In(OH)3
Sn—H2SnO3
Sb—H2SbO3
Te—H2TeO4
I—HIO4
Cs—CsOH
Ba—Ba(OH)2
3、元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较
本质
金属性:指金属元素原子失电子的能力,原子越易失电子,金属性越强。
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强。
如:Fe排在Cu的前面,则金属性:Fe>Cu
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。
如:Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更容易,则金属性:Zn>Fe
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
如:碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,则金属性:Na>Mg>Al
④若Xn++Y→X+Ym+,则Y的金属性比X强。
如:Cu2++Zn===Cu+Zn2+,则金属性:Zn>Cu
非金属性比较
本质
非金属性:元素原子得电子的能力,原子越易得电子,非金属性越强。
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强。
如:F2与H2在黑暗中就可反应,Br2与H2在加热条件下才能反应,则非金属性:F>Br
如:稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强。
如:还原性:S2->Cl-,则非金属性:Cl>S
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
如:酸性:HClO4(最强酸)>H2SO4 (强酸)>H3PO4 (中强酸)>H2SiO3(弱酸),则非金属性:Cl>S>P>Si
④若An-+B→Bm-+A,则B的非金属性比A强。
如:2KI+Cl2===2KCl+I2,则非金属性:Cl>I
模拟预测
1.(2024高二上·河北·学业考试)我国第五代完全透明的发电玻璃的正式投产,使得“在墙上建一座三峡水电站”的梦想逐渐成为现实。发电玻璃核心材料中含有的碲元素,原子最外层电子数为6,下列元素与碲同主族的是
A.C B.N C.O D.F
【答案】C
【详解】A.C的最外层电子数为4,不同主族,A不符合题意;
B.N的最外层电子数为5,不同主族,B不符合题意;
C.O的最外层电子数为6,同主族,C符合题意;
D.F的最外层电子数为7,不同主族,D不符合题意;
故选C。
2.(2025高一下·天津南开·学业考试)下列元素不属于主族元素的是
A.Cs B.Be C.Ar D.S
【答案】C
【详解】主族元素包括周期表中IA、IIA、IIIA至VIIA族。
A. Cs(铯)为IA族,属于主族,A正确;
B.Be(铍)为IIA族,属于主族,B正确;
C. Ar(氩)为0族(第18族),惰性气体,不属主族,C错误;
D.S(硫)为VIA族,属于主族,D正确;
故选C。
3.(25-26高一下·北京·学业考试真题)2025年7月,科研人员首次发现最轻铝核素。下列关于的说法不正确的是
A.质子数为13 B.中子数为7
C.核外电子数为33 D.质量数为20
【答案】C
【详解】A.核素符号中左下角数字为质子数,的质子数为13,A正确;
B.中子数=质量数-质子数=20-13=7,B正确;
C.中性原子的核外电子数等于质子数,应为13,C错误;
D.核素符号中左上角数字为质量数,的质量数为20,D正确;
故选C。
4.(2025高三下·江苏·学业考试)2024年发现一种重稀土氟碳酸盐[Ba2Y(CO3)2F3],下列不是主族元素的是
A.Ba B.Y C.O D.F
【答案】B
【详解】A.Ba元素处于元素周期表第IIA族,是主族元素,A错误;
B.Y元素处于元素周期表第IIIB族,不是主族元素,B正确;
C.O元素处于元素周期表第VIA族,是主族元素,C错误;
D.F元素处于元素周期表第VIIA族,是主族元素,D错误;
故本题选B。
5.(2025高一下·山东·学业考试)金属钛对人体无毒且惰性,能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。对于和及钛元素的说法正确的是
A.和的核外电子数不同 B.钛元素不是主族元素
C.钛元素的相对原子质量必为49 D.和的中子数相同
【答案】B
【详解】A.的核电荷数为22,这两种钛元素的不同核素的核外电子数相同,A错误;
B.和属于同种元素,质子数为22,由于,处于周期表第四周期、第4列,属于副族元素,不是主族元素,B正确;
C.和互为同位素,其相对原子质量不一定为二者质量数的平均值,应该为按照所有钛元素的不同核素所占的百分比、及它们的相对原子质量计算出平均值,C错误;
D.和的质子数相同,但中子数不同,D错误;
故选B。
6.(2025高二下·江苏·学业考试)位于元素周期表第二周期IA族的Li被誉为“21世纪的能源金属”。下列说法正确的是
A.锂离子电池被广泛应用 B.Li易得电子
C.LiOH溶液能使紫色石蕊溶液变红 D.Li不与盐酸反应
【答案】A
【详解】A.锂离子电池广泛应用于电子产品、电动汽车等领域,A正确;
B.Li最外层仅1个电子,易失电子而非得电子,B错误;
C.LiOH溶液呈碱性,应使紫色石蕊溶液变蓝而非变红,C错误;
D.Li金属活泼性强于氢,能与盐酸反应生成LiCl和H2,D错误;
故选A。
7.(2025高一下·浙江·学业考试)下面说法正确的是
A.金属钠与氯气需在加热条件下才能发生反应
B.金属活泼性Na>Cu,故可以用钠和CuSO4溶液反应制取单质铜
C.同浓度下,盐酸酸性小于硫酸,故硫的非金属性强于氯
D.可以用湿润的淀粉—KI试纸检测Cl2
【答案】D
【详解】A.金属钠与氯气在常温下也可剧烈反应,A错误;
B.钠与溶液反应时,钠先与水反应生成和,又与铜离子反应生成沉淀,无法置换出单质铜,B错误;
C.同浓度下硫酸酸性强于盐酸,但氯的最高价含氧酸()酸性更强,表明氯的非金属性强于硫,C错误;
D.氯气能氧化中的生成,遇淀粉变蓝,因此湿润的淀粉-KI试纸可用于检测,D正确;
故选D。
8.(2025高一上·湖南长沙·学业考试)短期元素、、在周期表中的位置如图所示,则下列说法正确的是
A.、、中的单质最稳定
B.的氢化物为
C.能发生反应:
D.有含氧酸为
【答案】C
【详解】由短周期元素的相对位置,可知X为He、Y为F、Z为S。
A.He原子最外层电子为稳定结构,极不易得电子,也不易失电子,故稀有气体He最稳定,故A错误;
B.氟元素氢化物为HF,故B错误;
C.非金属性:Cl>S,则单质的氧化性:Cl2>S,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知氯气能与H2S反应生成S与HCl,反应方程式为:,故C正确;
D.氟元素没有含氧酸,故D错误;
故选C。
9.(2025高二上·江苏南京·学业考试)考古研究中利用和的测定来分析古代人物的食物结构。下列关于的说法正确的是
A.质子数为8 B.中子数为7
C.质量数为15 D.和互为同素异形体
【答案】C
【详解】A.的质子数为 7,不是 8,A错误;
B.的质子数为 7,质量数为15,则中子数=质量数-质子数=15-7=8,B错误;
C.的质量数为15,C正确;
D.和是质子数相同,中子数不同的原子,互为同位素,而同素异形体是指同种元素形成的不同单质(如 O2和 O3),二者概念不同,D错误;
故答案选C。
10.(2026高二上·江苏南通·学业考试)下列各组物质互为同分异构体的是
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】D
【详解】A.和 二者是氧元素形成的不同单质,互为同素异形体,不是同分异构体,A不选;
B.和二者是碳元素的不同原子,质子数相同、中子数不同,互为同位素,不是化合物,更不是同分异构体,B不选;
C.和二者分别是甲烷和丙烷,分子式分别为CH4和C3H8,不是同分异构体,C不选;
D.和二者分子式均为 C4H10,分子式相同但结构不同,符合同分异构体的定义,D选;
故选D。
11.(2024高一下·浙江·学业考试)下列各组物质关系正确的是
A.16O2、18O2互为同素异形体
B.正戊烷和异戊烷互为同分异构体
C.CH3OH与CH3OCH3互为同系物
D.CH3CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH2CH3均属于饱和链烃
【答案】B
【详解】A.16O2、18O2是同位素组成的同种氧气分子,因此不满足同素异形体的定义,A错误;
B.正戊烷和异戊烷分子式均为,但碳链结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.(甲醇)属于醇类,(二甲醚)属于醚类,两者结构不相似,不互为同系物,C错误;
D.(丙醇)含氧元素,不属于烃;(戊烷)是饱和链烃,D错误;
故选B。
12.(2026高一下·福建厦门·学业考试)下列互为同素异形体的是
A.和 B.H,D,T C.金刚石和石墨 D.NO和NO2
【答案】C
【详解】A.和的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A不符合题意;
B.H,D,T的质子数相同,中子数不同,互为同位素,B不符合题意;
C.金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质,互为同素异形体,C符合题意;
D.一氧化氮和二氧化氮是氮元素形成的不同种氧化物,不可能互为同素异形体,D不符合题意;
故选C。
13.(2025高一上·湖南长沙·学业考试)下列描述与元素周期律不相符的是
A.随原子序数递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化
B.随原子序数递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化(惰性气体除外)
C.随原子序数递增,元素的最高化合价重复出现从+1~+7,最低化合价从-7~-1的变化
D.随原子序数递增,元素的金属性和非金属性呈现周期性变化
【答案】C
【详解】A.元素原子的最外层电子排布随原子序数递增呈现周期性重复(如1→8),符合元素周期律,A正确;
B.同周期主族元素原子半径随原子序数递增逐渐减小(稀有气体除外),符合周期律,B正确;
C.周期表中O、F没有正价,则第二周期不会出现元素的最高化合价从+1到+7,且非金属元素的最低负化合价通常为价至价,金属元素也没有负化合价,C错误;
D.在同周期、同主族元素的性质均随原子序数发生周期性的变化,则元素的金属性和非金属性随原子序数的递增呈现周期性变化,D正确;
故选C。
14.(2025高二下·河南·学业考试)考古工作者可利用对文物进行年代测定。的原子核内质子数是
A.6 B.8 C.14 D.20
【答案】A
【详解】原子符号的表示规则为:中,左下角的Z代表质子数,左上角的A代表质量数。本题中的左下角数字为6,因此其原子核内质子数为6,故选A。
15.(2025高一下·浙江·学业考试)现有4种按照原子序数从小到大排列的短周期元素X、Y、Z、M,相关信息如表所示
元素
相关信息
X
最外层只有1个电子的非金属元素
Y
同周期内电负性最大
Z
可以与酸和碱反应
M
与Y同主族
下面说法错误的是
A.化合物ZX可以用作储氢燃料
B.Z的合金通常用于航天材料
C.最高价氧化物对应的水化物酸性:M>Y
D.Y只存在负价
【答案】C
【详解】X为最外层只有1个电子的非金属元素,故X为H元素;Z为短周期元素且可以与酸和碱反应,则Z为Al元素;Y的原子序数小于Z(Al),且Y是其所在周期电负性最大的元素,故Y为F元素;M与Y同主族且原子序数大于Z,故M为Cl元素,据此回答。
A.化合物ZX(氢化铝)具有储氢性能,可用作储氢燃料,A正确;
B.Z(铝)的合金轻质高强度,常用于航天材料,B正确;
C.Y(氟)无最高价氧化物对应的水化物(氟无正价化合物),无法与M(氯)的高氯酸比较酸性,C错误;
D.Y(氟)电负性最强,只存在负价,无正价化合物,D正确;
故选C。
16.(2025高一下·四川·学业考试)R、W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y与R原子半径比值是短周期主族元素中最大的。X、M同主族,R、W、X原子序数之和等于M的原子序数,Z的最外层电子数是X的最外层电子数的一半。
回答下列问题:
(1)W是___________(填元素符号)。
(2)Y在元素周期表中的位置是___________。
(3)用电子式表示化合物R2X的形成过程___________。
(4)Z单质与YXR溶液发生的离子反应为___________。
【答案】
(1)N
(2)第三周期第IA族
(3)
(4)
【详解】R、W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与R原子半径比值是短周期主族元素中最大的,则Y为钠元素,R为氢元素,X、M同主族,R、W、X原子序数之和等于M的原子序数,则W为氮元素,Z的最外层电子数是X的最外层电子数的一半,则X、M最外层电子数为偶数,分别为氧元素和硫元素,则Z为铝元素;R、W、X、Y、Z、M分别为氢元素、氮元素、氧元素、钠元素、铝元素、硫元素;据此分析解题。
(1)据分析可知,W为N元素。
(2)Y为钠元素,钠在元素周期表中的位置是第三周期第IA族。
(3)R2X为H2O,用电子式表示化合物H2O的形成过程为。
(4)Z为铝元素,YXR为NaOH;铝单质与NaOH溶液发生的离子反应为。
17.(2025高一下·福建·学业考试)如图列出了a~h八种元素在周期表中的位置。
根据图中所列元素回答下列问题。
(1)b元素在周期表中的位置是_______(请标明周期和族)。
(2)c的简单氢化物的化学式为_______。
(3)h的元素符号是_______。
(4)将元素d、e、f、g的原子半径按从小到大的顺序排列:_______(用元素符号表示)。
(5)d原子结构示意图为_______。
(6)g的单质与水反应的化学方程式为_______。
(7)f元素的最高价氧化物的名称是_______,该氧化物在常温下跟d的最高价氧化物对应的水化物发生反应的化学方程式是_______。
(8)用化学方程式表示d的金属性强于e:_______。
(9)最稳定的元素是_______(填元素符号)。
(10)a与b元素组成的原子个数比为1:1的物质有_______(写一种),该物质中a、b元素的质量比为_______。
【答案】
(1)第二周期第IVA族
(2)H2O
(3)Ar
(4)Cl<Al<Mg<Na
(5)
(6)Cl2+H2O⇌HCl+HClO
(7)氧化铝 Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
(8)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
(9)Ar
(10)C6H6 1:12
【详解】根据元素在周期表中的位置可判断a是H,b是C,c是O,d是Na,e是Mg,f是Al,g是Cl,h是Ar,据此解答。
(1)b是C,碳元素在周期表中的位置是第二周期第族。
(2)c的简单氢化物是水,化学式为H2O。
(3)h的元素符号是Ar。
(4)同周期主族元素自左向右原子半径逐渐减小,则将元素d、e、f、g的原子半径按从小到大的顺序排列:。
(5)钠是11号元素,原子结构示意图为。
(6)g是Cl,其单质与水反应的化学方程式为:。
(7)f元素的最高价氧化物的名称是氧化铝。氧化铝与氢氧化钠反应方程式为:。
(8)比较钠与镁的金属性强弱,可以利用两种单质与水反应的难易程度进行比较,,由于镁与水反应需要加热,不容易发生反应,故金属性。
(9)稀有气体最稳定,是Ar元素。
(10)a是H,b是C,组成的原子个数比为的物质有、()等,该物质中a、b元素的质量比均为:。
18.(2025高一上·湖南长沙·学业考试)元素周期表的形式多种多样,图是扇形元素周期表的一部分(号元素),对比中学常见元素周期表,思考扇形元素周期表的填充规律,并回答下列问题:
(1)L代表的元素处于常见周期表的位置是 ______ ,该单质与反应的方程式为: ______。
(2)元素、,、、其对应离子的离子半径由大到小的顺序是 ______(用元素或离子符号表示) 。
(3)用电子式表示: ______ ,用电子式表示的形成过程: _____。
(4)比较元素和的非金属性强弱,的非金属性 ______ 于J(填“强”或“弱”),并用化学方程式证明上述结论: ______ 。
(5)A与和与均能形成个电子的化合物,写出此两种化合物发生反应的化学方程式为 ______ 。
【答案】
(1)第四周期第Ⅷ族
(2)
(3)
(4)弱
(5)
【详解】1、2、3、4为周期序数,一、二、三……为列数,A为H、B为Na、C为C、D为N、E为O、F为Mg、G为Al、H为Si、I为P、J为S、K为Cl、L为Fe、M为Ca、N为Br、O为F,据此分析解答。
(1)由表可知,Fe在第四周期第列,即处于第四周期第Ⅷ族;为,Fe与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁与氢气,反应方程式为:。
(2)一般电子层越多,离子半径越大,当电子层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:。
(3)MO2为CaF2,属于离子化合物,由钙离子与氟离子构成,其电子式为,CJ2为,分子中C原子与S原子之间形成对共用电子对,用电子式表示其形成过程为:。
(4)非金属性:C弱于,可以根据最高价含氧酸的酸性强弱比较非金属性强弱,通过强酸制备弱酸进行验证,C的最高价含氧酸为碳酸,S的最高价含氧酸为硫酸,通过硫酸与碳酸钠反应产生气泡,证明硫酸的酸性强于碳酸的酸性,反应方程式为:。
(5)A与E形成的个电子的化合物为,A与J形成的个电子的化合物为,过氧化氢具有强氧化性,可以氧化硫化氢,反应生成与水,反应方程式为:。
19.(25-26高三·广东·学业考试模拟)人体必需的一些元素在周期表中的分布情况如下,回答下列问题。
(1)C有多种同位素。可用核素测定文物的年代,关于该核素的说法正确的是___________。
A.质子数为6 B.质量数为14 C.中子数为8 D.最外层电子数为4
(2)Mg和Si都属于元素周期表第三周期元素,它们原子结构中不相同的是___________。
A.质子数 B.核外电子数 C.电子层数 D.最外层电子数
(3)判断Na的金属性比Mg的强,可依据的事实是___________。
A.钠与水反应比镁反应更剧烈 B.钠的密度小于镁的密度
C.相同物质的量钠失电子比镁少 D.Mg(OH)2的碱性比NaOH的碱性弱
(4)氟是第二周期ⅦA族元素,下列有关氟元素性质推测正确的是___________。
A.最高化合价为+7 B.原子半径比氯的大
C.单质与氢气的反应比氯气更剧烈 D.HCl的稳定性比HF强
(5)下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是___________。
A.二氧化硫具有氧化性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
B.亚硫酸钠溶液显碱性,可用于吸收少量的二氧化硫
C.硫具有还原性,可用硫黄处理洒落的汞单质
D.硫酸铜溶液具有酸性,可用作泳池杀菌剂
【答案】(1)ABCD (2)ABD (3)AD (4)C (5)B
【详解】(1)的质子数为6,质量数为14,根据中子数=质量数-质子数可知,中子数=14-6=8,碳元素的最外层电子数为4,故选ABCD;
(2)A.Mg和Si的质子数分别是12、14,二者质子数不同,A正确;
B.核外电子数=质子数,Mg和Si的核外电子数分别是12、14,二者核外电子数不同,B正确;
C.Mg和Si都位于元素周期表第三周期,二者电子层数都是3,电子层数相同,C错误;
D.Mg和Si的最外层电子数分别为2和4,二者最外层电子数不同,D正确;
故选ABD;
(3)比较金属性可根据金属单质与水或酸反应的剧烈程度以及最高价氧化物所对应水化物的碱性强弱进行比较。故可以通过Na与水反应比Mg剧烈说明金属性:Na>Mg,也可通过NaOH的碱性比Mg(OH)2的碱性强说明金属性:Na>Mg,故选AD;
(4)A.氟在化合物中的化合价没有正价,A错误;
B.根据同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,氟的原子半径小于氯的原子半径,B错误;
C.同主族元素的单质从上到下非金属性逐渐减弱,氟气与氢气反应更剧烈,C正确;
D.同主族元素的单质从上到下非金属性逐渐减弱,HCl的稳定性比HF弱,D错误;
故选C;
(5)A.二氧化硫具有较强还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂,A错误;
B.亚硫酸钠溶液水解显碱性,能与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,可用于吸收少量的二氧化硫,B正确;
C.硫具有氧化性,汞单质有还原性,所以可用硫黄处理洒落的汞单质,形成稳定的硫化汞,C错误;
D.铜离子能使蛋白质变性,硫酸铜溶液可用作泳池杀菌剂,D错误;
故选B。
20.(25-26高一上·辽宁·学业考试)元素周期表被认为是“科学共同的语言”,它的发现使化学学习和研究变得有规律可循,其简洁有序的背后,是众多科学家艰苦奋斗的结果。请按要求回答下列问题:
(1)Cl、P等元素的一些化合物可用于制造农药,欲制造出新品种农药,所研究的元素最可能位于元素周期表的______。
A.左下方区域 B.右上方区域 C.副族元素区域 D.稀有气体元素区域
(2)元素Na、Mg、S、Cl位于元素周期表的第三周期,下列说法正确的是______。
A.离子半径:Na+>S2- B.元素最高化合价:Mg<Cl
C.单质的还原性:Na<Mg D.稳定性:H2S>HCl
(3)硅酸铜钡(BaCuSi2O6)是一种罕见的紫色颜料,也叫汉紫。下列元素都属于短周期元素的是______。
A.Si 和 O B.Ba 和 Si C.Cu 和 O D.Ba 和 Cu
(4)下列物质的主要成分(括号中)不含第IVA族元素的是______。
A.石英石(SiO2)
B.绿柱石(Be3Al2Si6O18)
C.孔雀石[Cu2(OH)2CO3]
D.红宝石(Al2O3)
A.A B.B C.C D.D
(5)科学家利用粒子加速器在实验室创造出了超重铝。下列有关的说法错误的是______。
A.质子数为13 B.中子数为29 C.最外层电子数为13 D.原子序数为13
(6)华龙一号是我国自主研发的核电技术,其核燃料含有和,二者______。
A.属于同种原子 B.互为同位素 C.互为同素异形体 D.所有性质均相同
【答案】(1)B (2)B (3)A (4)D (5)C (6)B
【详解】(1)氯元素、磷元素的原子序数分别为17、15,分别位于元素周期表的VIIA族、VA族,都位于元素周期表的右上方区域,故选B。
(2)A.电子层数越多,离子半径越大;S2-有3个电子层,Na+有2个电子层,故,所以离子半径大小顺序为:S2- > Na+,A不符合题意;
B.主族元素的最高化合价与原子的最外层电子数相等,镁元素位于元素周期表ⅡA族,最高化合价为+2,氯元素位于元素周期表ⅦA族,最高化合价为+7,所以元素的最高化合价大小顺序为:Mg< Cl,B符合题意;
C.同周期元素,从左到右金属性依次减弱,单质的还原性依次减弱,则还原性的强弱顺序为:Na > Mg,C不符合题意;
D.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,气态氢化物的稳定性依次增强,则氯化氢的稳定性强于硫化氢,D不符合题意;
故选B。
(3)A.硅酸铜钡(BaCuSi2O6) 中O元素位于第二周期、Si元素位于第三周期都是处于短周期元素,A符合题意;
B.Ba元素位于第六周期,B不符合题意;
C.Cu元素位于第四周期,C不符合题意;
D.Ba 和 Cu均不属于短周期元素,D不符合题意;
故选A。
(4)A.第ⅣA族元素包括C、Si、Ge等元素,SiO2中Si元素位于第三周期第IVA族元素,A不符合题意;
B.Be3Al2Si6O18中Si元素位于第三周期第IVA族元素,B不符合题意;
C.Cu2(OH)2CO3中C元素位于第三周期第IVA族元素,C不符合题意;
D.Al2O3中O元素位于第二周期第VA族元素、Al元素位于第三周期第ⅢA族元素,不含第IVA族元素,D符合题意;
故选D。
(5)A.中,原子序数=质子数= 13,A不符合题意;
B.中原子序数=质子数= 13,中子数=质量数-质子数= 42-13=29,B不符合题意;
C.Al 的原子结构示意图为: ,最外层电子数为3,并非13,C符合题意;
D.中,原子序数=质子数= 13,D不符合题意;
故选C。
(6)和的质子数相同、中子数不同,是同种元素的不同种原子,互为同位素,故选B。
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考点19 原子结构、元素周期律
本讲义包含:
真题回顾(20题)→考点梳理→模拟预测(20题)
真题回顾
1.(2025高二上·江苏镇江·学业考试)组成生命体的元素有H、C、O、N、P等,其中磷元素位于元素周期表的
A.第2周期VA族 B.第2周期IVA族
C.第3周期VA族 D.第3周期VIA族
2.(2025高二上·江苏泰州·学业考试)科学家通过核反应发现氚()。与的原子结构不同之处是
A.质子数 B.中子数 C.电子层数 D.最外层电子数
3.(2026高一下·江苏·学业考试)某元素X位于第ⅥA族,下列有关说法错误的是
A.X的原子序数=X的核电荷数
B.X的原子序数不可能是33
C.X的微粒的质子数一定等于核外电子数
D.X有可能是金属元素
4.(2025高一下·四川·学业考试)“”代表质量数为A、质子数为Z的X原子,则的质子数是
A.8 B.16 C.24 D.32
5.(2025高一下·海南·学业考试)2025年5月我国科学家首次合成了一种新核素(镤)。该核素的质子数为
A.301 B.210 C.119 D.91
6.(25-26高一上·吉林·学业考试真题)下列各组互为同素异形体的是
A.和 B.Na和 C.和 D.金刚石和石墨
7.(25-26高二上·北京·学业考试真题)镥的一种核素可用于测定地质年龄。下列关于的说法正确的是
A.质子数为71 B.中子数为176 C.核外电子数为105 D.质量数为247
8.(2025高二上·江苏镇江·学业考试)甲、乙、丙、丁4种短周期元素在元素周期表中的位置如下表所示,乙原子最外层电子数是内层的3倍。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>丙 B.甲、乙之间能形成多种化合物
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:甲>丁 D.非金属性:乙>丁
9.(2025高一下·四川·学业考试)已知X+、Y2+、Z-、W2-四种离子均具有相同的电子层结构,下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述,不正确的是
A.原子序数:Y>X>Z>W B.离子半径:X+>Y2+>Z->W2-
C.原子最外层电子数:Z>W>Y>X D.还原性:X>Y>W2->Z-
10.(2026高一下·江苏·学业考试)短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是
A.Y、Z两种元素中,Z的非金属性较强 B.Y的简单气态氢化物的稳定性比Z的弱
C.Y的最高正化合价为+7 D.X元素原子的最外层有2个电子
11.(2025高二下·河南·学业考试)据科学家推算:宇宙中可能存在第119号元素,位于第ⅠA族,被称为“类钫”。借助元素周期律预测“类钫”的原子结构和性质,下列有关说法正确的是
A.与钫互为同位素
B.原子半径比钫的原子半径小
C.形成的单质能与水剧烈反应
D.原子失去最外层电子的能力比钫弱
12.(2025高二上·江苏镇江·学业考试)下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.石墨和金刚石互为同分异构体
C.和互为同系物 D.和互为同素异形体
13.(2025高一上·北京·学业考试)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法不正确的是
A.Pu的原子核内中子数为144 B.Pu的原子核内质子数为94
C.Pu的原子核外电子数为144 D.Pu与Pu的化学性质基本相同
14.(2025高一下·海南·学业考试)下表为元素周期表的一部分,回答问题
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
3
Na
Mg
Al
Cl
4
Br
(1)Al元素位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)第2、3、4周期的ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素均为_______元素(选填“金属”或“非金属”)。
(3)原子半径大小关系:Na_______Mg(选填“>”或“<”)。
(4)学习小组为探究Cl和Br的非金属性强弱关系,设计了实验方案,并完成了以下操作(如图所示)。观察到点滴板1号孔穴内溶液比点滴板2号孔穴内溶液颜色更深。
①根据实验现象,得出结论:Cl和Br的非金属性强弱关系为:_______。
②用原子结构与元素性质的关系解释该结论:_______。
15.(25-26高二上·北京·学业考试真题)元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下图列出了5种元素在周期表中的位置,其中代表一种元素。
(1)X的元素符号是_______。
(2)画出Mg的原子结构示意图:_______。
(3)非金属性O强于S。
①用原子结构解释原因:O和S位于同一主族,最外层电子数相同,电子层数O少于S,原子半径_______,得电子能力O强于S。
②气态氢化物的稳定性:_______(填“”或“”)。
③下列事实能说明非金属性O强于S的是_______(填序号)。
a.常温常压下,为无色气体,为黄色固体;b.将通入溶液中产生黄色浑浊
(4)铯(Cs)在元素周期表中位于第6周期IA族。依据元素周期律推测,与水反应置换出氢更容易的单质是_______(填“Na”或“Cs”)。
16.(25-26高一上·吉林·学业考试真题)下表是元素周期表的部分内容,请根据表中信息回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
3
②
③
④
⑤
⑥
(1)②~⑥的五种元素中,非金属性最强的元素位于元素周期表中的第___________周期第___________族。
(2)第三周期给出的元素中,原子半径最大的是___________(填序号)。
(3)元素②与元素③相比较,金属性较弱的是___________(填元素符号)。
(4)元素①与元素⑤相比较,最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是___________(填化学式)。
(5)第三周期给出的元素中,可用于制造计算机芯片的是___________(填元素符号)。
17.(2025高一·江西·学业考试)下表是元素周期表的一部分,根据所给的10种元素,完成以下各小题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
H
2
C
N
F
Ne
3
Na
Mg
Al
S
Cl
(1)金属性最强的元素是___________(填元素符号)。最不活泼元素的原子结构示意图为___________。
(2)第三周期元素中,其最高价氧化物对应的水化物具有两性的元素是___________(填元素名称)。Na、Mg两种元素中,原子半径较大的是___________。
(3)第三周期元素中,其元素的一种氧化物是形成酸雨的主要物质,该氧化物的化学式为___________。
(4)Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为___________。
(5)由碳与氢元素形成的最简单有机物的化学式为___________,该物质中碳元素与氢元素的质量比为___________,其分子立体构型为___________。
(6)和的物理性质___________(填“相同”或“不同”),化学性质___________(填“相同”或“不同”)。
(7)氢化物的还原性:HCl___________H2S(填“>”或“<”)。
(8)NH3与HF中,热稳定性较强的是___________,化学键类型为___________。
18.(25-26高一下·北京·学业考试真题)元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表显示了元素周期表的一部分。
(1)N在元素周期表中的位置是第二周期第___________族。
(2)非金属性Cl强于S。从原子结构角度解释原因:Cl和S位于同一周期,电子层数相同,核电荷数Cl大于S,原子半径___________,得电子能力Cl强于S。
(3)下列关于Na、Mg的说法正确的是___________(填序号)。
a.金属性:Na<Mg
b.与水反应更容易的是Na
c.最高价氧化物的水化物的碱性:NaOH>Mg(OH)2
(4)验证Al(OH)3是两性氢氧化物。
实验:将新制Al(OH)3沉淀分装在两支试管中,向试管1中滴加2 mol·L−1盐酸,向试管2中滴加2 mol·L−1 NaOH溶液。边滴加边振荡,观察现象。
①试管1中沉淀溶解:Al(OH)3和盐酸反应生成___________和H2O。
②试管2中的实验现象是___________,表明Al(OH)3能与强碱溶液反应。
(5)在元素周期表中,砷(As)位于第四周期,与N同主族。下列推测合理的是___________(填序号)。
a.砷元素的最高正化合价为+5价
b.原子半径:As>N
c.砷酸(H3AsO4)的酸性比硝酸的强
19.(2025高二上·江苏·学业考试)完成下列问题。
(1)下列各组物质属于同素异形体的是___________;属于同位素的是___________;属于同分异构体的是___________;属于同系物的是___________。(写序号)
①红磷与白磷;②与;③与;④与;⑤干冰与二氧化碳;⑥与;⑦与;⑧正丁烷和异丁烷
(2)丙烯酸()是重要的有机合成原料及合成树脂单体,是最简单的不饱和羧酸。丙烯酸中含有的官能团有___________和___________(填名称)。向丙烯酸溶液中滴入2~3滴紫色石蕊试液,溶液颜色变红,说明丙烯酸溶液具有___________性。向丙烯酸溶液中滴入几滴溴水,实验现象为___________。
20.(2026高一下·福建厦门·学业考试)下表是元素周期表的一部分,根据表中给出的11种元素,按要求作答。
(1)镁元素位于元素周期表中第___________周期___________族;
(2)得电子能力最强的原子是___________;
(3)化学性质最不活泼的单质是___________;
(4)F与Cl相比,原子半径较大的是___________;
(5)CH4与NH3相比,热稳定性较强的是___________,其电子式为___________;
(6)原子最外层电子数与最内层电子数相等的元素是___________;
(7)单质呈黄绿色的气体组成元素是___________,其单质的水溶液呈___________(填“酸性”或“碱性”)。
(8)某阴离子的结构示意图为,其离子符号是___________;
(9) Mg(OH)2与Al(OH)3中,能与NaOH溶液反应的是___________,写出该反应的化学方程式:___________;
(10)第三周期元素中能与冷水剧烈反应的金属单质是___________,写出该反应的化学方程式:___________;
(11)下列各项性质的比较,符合相关性质递变规律的是___________(填标号)。
A.还原性:Na<Al B.非金属性:O>S
C.酸性:H2CO3>HNO3 D.碱性:NaOH<Mg(OH)2
考点梳理
【知识点1】原子结构
(1)原子的构成
核素(原子)符号表示——:代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。
【注意】①原子是化学变化中的最小微粒,化学反应过程原子核不改变,也就是原子不改变。
②并不是所有的原子都由质子、电子和中子构成,如H中不含中子。
③质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如Ne和H2O。
④核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+和Na+、F-等,NH与OH-等。
(2)原子结构中微粒之间的关系
①X中,质子数(Z)=核电荷数=核外电子数,质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
②阳离子Xn+的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数(Z-n)。
③阴离子Xm-的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数(Z+m)。
【知识点2】原子核外电子排布
1、电子层(n):在多电子原子中,按照核外电子的能量不同将其分成不同能层(电子层)。
电子层数(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子离核远近
近→远
电子能量高低
低→高
核外电子总是先排布在能量最低的电子层里,然后再按照由里向外的
顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里
数量规律
①每层最多容纳的电子数为2n2个。
②最外层电子数不超过8个(K层为最外层时电子数不超过2个)。
③次外层电子数不超过18个,倒数第三层不超过32个。
④对于主族元素,除最外层外,每一层的电子数必须为2n2这个数值。
2、原子或离子结构示意图
【知识点3】核素、同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互关系
(1)元素:具有相同核电荷数(即核内质子数)的同一类原子的总称。
(2)核素:把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素,如:H、H、H就各为一种核素。
(3)同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素),如:H、H、H互为同位素。
①一种元素可有若干种不同的核素,也可只有一种核素,因此,核素的种类大于元素的种类。
②2H2和3H2既不是同位素,也不是同素异形体,而是同种分子,同位素是原子的互称。
2、常见的重要核素及其应用
(1)氢元素的三种核素
H:名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢;
H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。
(2)重要核素的应用
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
3、突破“四同”判断
(1)同位素——原子,如 H、H。
(2)同素异形体——单质,如O2、O3。
(3)同系物——化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3。
(4)同分异构体——化合物,如正戊烷、新戊烷。
【知识点4】10e-和18e-微粒的判断与应用
1、10电子微粒:以Ne为核心,推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
2、18电子微粒:以Ar为核心,推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F……
【知识点5】元素周期表
1.元素周期表的结构
(1)周期:把电子层数目相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行,共有7个横行,7个周期。
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(2)族:把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵列,共有18个纵列,但是只有16个族。
①主族:由短周期元素和长周期元素共同组成的族ⅠA~ⅦA族,ⅠA族元素不等同于碱金属元素,H元素不属于碱金属元素。
②副族:仅由长周期元素组成的族ⅠB~ⅦB族,含元素种类最多的族是ⅢB族,共有32种元素。
③Ⅷ族:包括8、9、10三个纵列。
④0族:第18纵列,该族元素又称为稀有气体元素。
2.元素周期表的应用
(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产:地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对探矿、研制新品种的农药等有指导意义。
【知识点6】元素周期律
1.元素周期律:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律,实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的结果。
2.主族元素的周期性变化规律
(1)原子结构周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原
子
结
构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
电子层数相同,最外层电子数增多
电子层数递增,最外层电子数相同
原子半径
逐渐减小 (惰性气体除外)
逐渐增大
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小:
一看电子层数:电子层数越多,半径越大,如:r(Na)>r(Na+)。
二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小,如:r(N3- )>r(O2-)>r(F-)。
三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大,如:r(Cl)<r(Cl-)。
离子半径
阳离子逐渐减小,阴离子逐渐减小
同周期:r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
(2)元素的性质周期性变化规律
元素的性
质
主要化合价
元素的最高正化合价由+1→+7(O、F除外)
非金属元素负价由-4→-1
非金属元素负化合价=主族序数-8
相同
最高正化合价=主族序数
(O、F除外)
元素的金属性
金属性逐渐减弱
金属性逐渐增强
元素的非金属性
非金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
失电子能力
失电子逐渐减弱
失电子逐渐增强
得电子能力
得电子逐渐增强
得电子逐渐减弱
单质的还原性
还原性逐渐减弱
还原性逐渐增强
单质的氧化性
氧化性逐渐增强
氧化性逐渐减弱
阳离子的氧化性
阳离子氧化性逐渐增强
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子的还原性
阴离子还原性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
非金属元素气态氢化物的形成及稳定性
气态氢化物的形成越来越容易,其稳定性逐渐增强
气态氢化物的形成越来越困难,其稳定性逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
补充①:常见的非金属元素最简单气态氢化物
B——B2H6
C——CH4
N——NH3
O——H2O
F——HF
Si——SiH4
P——PH3
S——H2S
Cl——HCl
Ge——GeH4
As——AsH3
Se——H2Se
Br——HBr
Sn——SnH4
Sb——SbH3
Te——H2Te
I——HI
补充②:常见的最高价氧化物对应的水化物
Li—LiOH
Be—Be(OH)2
B—H3BO3
C—H2CO3
N—HNO3
O—无
F—无
Na—NaOH
Mg—Mg(OH)2
Al—Al(OH)3
Si—H2SiO3
P—H3PO4
S—H2SO4
Cl—HClO4
K—KOH
Ca—Ca(OH)2
Ga—Ga(OH)3
Ge—H2GeO3
As—H3AsO4
Se—H2SeO4
Br—HBrO4
Rb—RbOH
Sr—Sr(OH)2
In—In(OH)3
Sn—H2SnO3
Sb—H2SbO3
Te—H2TeO4
I—HIO4
Cs—CsOH
Ba—Ba(OH)2
3、元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较
本质
金属性:指金属元素原子失电子的能力,原子越易失电子,金属性越强。
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强。
如:Fe排在Cu的前面,则金属性:Fe>Cu
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。
如:Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更容易,则金属性:Zn>Fe
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
如:碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,则金属性:Na>Mg>Al
④若Xn++Y→X+Ym+,则Y的金属性比X强。
如:Cu2++Zn===Cu+Zn2+,则金属性:Zn>Cu
非金属性比较
本质
非金属性:元素原子得电子的能力,原子越易得电子,非金属性越强。
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强。
如:F2与H2在黑暗中就可反应,Br2与H2在加热条件下才能反应,则非金属性:F>Br
如:稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强。
如:还原性:S2->Cl-,则非金属性:Cl>S
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
如:酸性:HClO4(最强酸)>H2SO4 (强酸)>H3PO4 (中强酸)>H2SiO3(弱酸),则非金属性:Cl>S>P>Si
④若An-+B→Bm-+A,则B的非金属性比A强。
如:2KI+Cl2===2KCl+I2,则非金属性:Cl>I
模拟预测
1.(2024高二上·河北·学业考试)我国第五代完全透明的发电玻璃的正式投产,使得“在墙上建一座三峡水电站”的梦想逐渐成为现实。发电玻璃核心材料中含有的碲元素,原子最外层电子数为6,下列元素与碲同主族的是
A.C B.N C.O D.F
2.(2025高一下·天津南开·学业考试)下列元素不属于主族元素的是
A.Cs B.Be C.Ar D.S
3.(25-26高一下·北京·学业考试真题)2025年7月,科研人员首次发现最轻铝核素。下列关于的说法不正确的是
A.质子数为13 B.中子数为7
C.核外电子数为33 D.质量数为20
4.(2025高三下·江苏·学业考试)2024年发现一种重稀土氟碳酸盐[Ba2Y(CO3)2F3],下列不是主族元素的是
A.Ba B.Y C.O D.F
5.(2025高一下·山东·学业考试)金属钛对人体无毒且惰性,能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。对于和及钛元素的说法正确的是
A.和的核外电子数不同 B.钛元素不是主族元素
C.钛元素的相对原子质量必为49 D.和的中子数相同
6.(2025高二下·江苏·学业考试)位于元素周期表第二周期IA族的Li被誉为“21世纪的能源金属”。下列说法正确的是
A.锂离子电池被广泛应用 B.Li易得电子
C.LiOH溶液能使紫色石蕊溶液变红 D.Li不与盐酸反应
7.(2025高一下·浙江·学业考试)下面说法正确的是
A.金属钠与氯气需在加热条件下才能发生反应
B.金属活泼性Na>Cu,故可以用钠和CuSO4溶液反应制取单质铜
C.同浓度下,盐酸酸性小于硫酸,故硫的非金属性强于氯
D.可以用湿润的淀粉—KI试纸检测Cl2
8.(2025高一上·湖南长沙·学业考试)短期元素、、在周期表中的位置如图所示,则下列说法正确的是
A.、、中的单质最稳定
B.的氢化物为
C.能发生反应:
D.有含氧酸为
9.(2025高二上·江苏南京·学业考试)考古研究中利用和的测定来分析古代人物的食物结构。下列关于的说法正确的是
A.质子数为8 B.中子数为7
C.质量数为15 D.和互为同素异形体
10.(2026高二上·江苏南通·学业考试)下列各组物质互为同分异构体的是
A.和 B.和
C.和 D.和
11.(2024高一下·浙江·学业考试)下列各组物质关系正确的是
A.16O2、18O2互为同素异形体
B.正戊烷和异戊烷互为同分异构体
C.CH3OH与CH3OCH3互为同系物
D.CH3CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH2CH3均属于饱和链烃
12.(2026高一下·福建厦门·学业考试)下列互为同素异形体的是
A.和 B.H,D,T C.金刚石和石墨 D.NO和NO2
13.(2025高一上·湖南长沙·学业考试)下列描述与元素周期律不相符的是
A.随原子序数递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化
B.随原子序数递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化(惰性气体除外)
C.随原子序数递增,元素的最高化合价重复出现从+1~+7,最低化合价从-7~-1的变化
D.随原子序数递增,元素的金属性和非金属性呈现周期性变化
14.(2025高二下·河南·学业考试)考古工作者可利用对文物进行年代测定。的原子核内质子数是
A.6 B.8 C.14 D.20
15.(2025高一下·浙江·学业考试)现有4种按照原子序数从小到大排列的短周期元素X、Y、Z、M,相关信息如表所示
元素
相关信息
X
最外层只有1个电子的非金属元素
Y
同周期内电负性最大
Z
可以与酸和碱反应
M
与Y同主族
下面说法错误的是
A.化合物ZX可以用作储氢燃料
B.Z的合金通常用于航天材料
C.最高价氧化物对应的水化物酸性:M>Y
D.Y只存在负价
16.(2025高一下·四川·学业考试)R、W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y与R原子半径比值是短周期主族元素中最大的。X、M同主族,R、W、X原子序数之和等于M的原子序数,Z的最外层电子数是X的最外层电子数的一半。
回答下列问题:
(1)W是___________(填元素符号)。
(2)Y在元素周期表中的位置是___________。
(3)用电子式表示化合物R2X的形成过程___________。
(4)Z单质与YXR溶液发生的离子反应为___________。
17.(2025高一下·福建·学业考试)如图列出了a~h八种元素在周期表中的位置。
根据图中所列元素回答下列问题。
(1)b元素在周期表中的位置是_______(请标明周期和族)。
(2)c的简单氢化物的化学式为_______。
(3)h的元素符号是_______。
(4)将元素d、e、f、g的原子半径按从小到大的顺序排列:_______(用元素符号表示)。
(5)d原子结构示意图为_______。
(6)g的单质与水反应的化学方程式为_______。
(7)f元素的最高价氧化物的名称是_______,该氧化物在常温下跟d的最高价氧化物对应的水化物发生反应的化学方程式是_______。
(8)用化学方程式表示d的金属性强于e:_______。
(9)最稳定的元素是_______(填元素符号)。
(10)a与b元素组成的原子个数比为1:1的物质有_______(写一种),该物质中a、b元素的质量比为_______。
18.(2025高一上·湖南长沙·学业考试)元素周期表的形式多种多样,图是扇形元素周期表的一部分(号元素),对比中学常见元素周期表,思考扇形元素周期表的填充规律,并回答下列问题:
(1)L代表的元素处于常见周期表的位置是 ______ ,该单质与反应的方程式为: ______。
(2)元素、,、、其对应离子的离子半径由大到小的顺序是 ______(用元素或离子符号表示) 。
(3)用电子式表示: ______ ,用电子式表示的形成过程: _____。
(4)比较元素和的非金属性强弱,的非金属性 ______ 于J(填“强”或“弱”),并用化学方程式证明上述结论: ______ 。
(5)A与和与均能形成个电子的化合物,写出此两种化合物发生反应的化学方程式为 ______ 。
19.(25-26高三·广东·学业考试模拟)人体必需的一些元素在周期表中的分布情况如下,回答下列问题。
(1)C有多种同位素。可用核素测定文物的年代,关于该核素的说法正确的是___________。
A.质子数为6 B.质量数为14 C.中子数为8 D.最外层电子数为4
(2)Mg和Si都属于元素周期表第三周期元素,它们原子结构中不相同的是___________。
A.质子数 B.核外电子数 C.电子层数 D.最外层电子数
(3)判断Na的金属性比Mg的强,可依据的事实是___________。
A.钠与水反应比镁反应更剧烈 B.钠的密度小于镁的密度
C.相同物质的量钠失电子比镁少 D.Mg(OH)2的碱性比NaOH的碱性弱
(4)氟是第二周期ⅦA族元素,下列有关氟元素性质推测正确的是___________。
A.最高化合价为+7 B.原子半径比氯的大
C.单质与氢气的反应比氯气更剧烈 D.HCl的稳定性比HF强
(5)下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是___________。
A.二氧化硫具有氧化性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
B.亚硫酸钠溶液显碱性,可用于吸收少量的二氧化硫
C.硫具有还原性,可用硫黄处理洒落的汞单质
D.硫酸铜溶液具有酸性,可用作泳池杀菌剂
20.(25-26高一上·辽宁·学业考试)元素周期表被认为是“科学共同的语言”,它的发现使化学学习和研究变得有规律可循,其简洁有序的背后,是众多科学家艰苦奋斗的结果。请按要求回答下列问题:
(1)Cl、P等元素的一些化合物可用于制造农药,欲制造出新品种农药,所研究的元素最可能位于元素周期表的______。
A.左下方区域 B.右上方区域 C.副族元素区域 D.稀有气体元素区域
(2)元素Na、Mg、S、Cl位于元素周期表的第三周期,下列说法正确的是______。
A.离子半径:Na+>S2- B.元素最高化合价:Mg<Cl
C.单质的还原性:Na<Mg D.稳定性:H2S>HCl
(3)硅酸铜钡(BaCuSi2O6)是一种罕见的紫色颜料,也叫汉紫。下列元素都属于短周期元素的是______。
A.Si 和 O B.Ba 和 Si C.Cu 和 O D.Ba 和 Cu
(4)下列物质的主要成分(括号中)不含第IVA族元素的是______。
A.石英石(SiO2)
B.绿柱石(Be3Al2Si6O18)
C.孔雀石[Cu2(OH)2CO3]
D.红宝石(Al2O3)
A.A B.B C.C D.D
(5)科学家利用粒子加速器在实验室创造出了超重铝。下列有关的说法错误的是______。
A.质子数为13 B.中子数为29 C.最外层电子数为13 D.原子序数为13
(6)华龙一号是我国自主研发的核电技术,其核燃料含有和,二者______。
A.属于同种原子 B.互为同位素 C.互为同素异形体 D.所有性质均相同
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