内容正文:
作业验收评价(十二) 元素周期表与元素周期律
一、选择题
1.(2024·江苏卷)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是 ( )
A.半径:r(Al3+)>r(K+)
B.电负性:χ(O)>χ(S)
C.沸点:H2S>H2O
D.碱性:Al(OH)3>KOH
2.(2023·江苏卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(C)>r(Si)>r(Ge)
B.第一电离能:I1(C)<I1(Si)<I1(Ge)
C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
3.(2025·浙江6月选考)根据元素周期律推测,下列说法不正确的是 ( )
A.原子半径:Mg>Na B.电负性:C>Si
C.非金属性:Br>I D.热稳定性:NH3>PH3
4.(2026·常州期中)根据元素周期律,下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(Si)>r(N)
B.金属性:Al>Mg
C.热稳定性:H2S>H2O
D.电离能:I1(Ne)>I2(Na)
5.已知X、Y是短周期的两种主族元素,下列有关比较或说法中一定正确的是 ( )
选项
条件
结论
A
若原子半径:X>Y
原子序数:X<Y
B
化合物XnYm中
X显负价
元素的电负性:X>Y
C
若价电子数:X>Y
最高正价:X>Y
D
若X、Y最外层电子数分别为1、7
X、Y之间一定能形成离子键
6.(2026·长春外国语学校开学摸底)下列有关元素金属性或非金属性比较的说法不正确的是 ( )
A.将打磨过的镁带和铝片分别与热水反应,并滴入酚酞溶液,可以比较镁和铝的金属性强弱
B.依据非金属单质与氢气反应的难易程度能判断氧和氟的非金属性强弱
C.依据制取钾的反应 Na+KClNaCl+K,不能说明钠的金属性比钾强
D.如上图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
7.(2026·苏锡常镇四市二调)硫氰铝镁[MgAl(SCN)5]可作为C2H4聚合反应的催化剂。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:χ(C)>χ(N)
B.原子半径:r(Mg)<r(S)
C.电离能:I1(N)>I1(S)
D.碱性:Mg(OH)2<Al(OH)3
8.(2026∙盐城模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X是空气中含量最多的元素,基态Y、Z原子的s能级电子总数均等于其p能级电子总数,W的主族序数与周期序数相同。下列有关说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)
C.简单气态氢化物的热稳定性:X>Y
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:W>Z
9.“嫦娥石”是我国首次在月球上发现的矿物,其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇,原子序数比Fe大13)组成,下列说法正确的是 ( )
A.Y位于元素周期表的第ⅢB族
B.基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C.5种元素中,第一电离能最小的是Fe
D.5种元素中,电负性最大的是P
10.已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示,其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是 ( )
A.还原性:ZQ2<ZR4
B.X能从ZO2中置换出Z
C.Y能与Fe2O3反应得到Fe
D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应
11.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是 ( )
A.第二电离能:X<Y B.原子半径:Z<W
C.单质沸点:Y<Z D.电负性:W<X
二、非选择题
12.(14分)(2026·南通海安中学周考)A、B、C、D、E、F为硫酸铝钾和硫酸铝铵的组成元素,A原子核外只有1种运动状态的电子,B、C元素位于第二周期且原子半径:B>C,D与C同主族,E、F元素的电离能数据如下表:
元素
E
F
第一电离能/(kJ·mol-1)
418.8
577.5
第二电离能/(kJ·mol-1)
3 052
1 816.7
第三电离能/(kJ·mol-1)
4 420
2 744.8
第四电离能/(kJ·mol-1)
5 877
11 577
(1)A在元素周期表中属于 区元素。
(2)基态E原子的核外电子排布式为 。
(3)D、E、F离子半径大小顺序为 (用离子符号表示)。
(4)B、C、D电负性大小顺序为 (用元素符号表示)。
(5)参照表中数据进行判断:Mg原子第一电离能 (填“大于”或“小于”)577.5 kJ·mol-1。
13.(15分)Ⅰ.元素周期表是元素周期律的具体表现,是学习和研究化学的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分,回答下列问题:
①
②
③
④
P
⑤
⑥
Ga
Ge
As
Se
Br
图1
(1)请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱: 。
(2)元素⑤、⑥非金属性更强的是: (用元素符号表示),请从原子结构的角度解释: 。
Ⅱ.电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1),失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2),依次类推。图2为1~19号元素第一电离能I1。回答下列问题:
图2
(3)同周期内,随原子序数增大,I1值增大。但个别元素的I1值出现反常,预测下列关系式中正确的是 (填字母)。
A.I1(As)>I1(Se) B.I1(As)<I1(Se)
C.I1(Br)>I1(Se) D.I1(Br)<I1(Se)
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据如下表所示:
元素
Mn
Fe
电离能/(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式: ,比较两元素的I2、I3,可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是 。
(5) 短周期元素中符合“对角线规则”的元素有Be和Al、B和Si,它们的性质分别有一定的相似性,写出BeO与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
答案
评价(十二) 元素周期表与元素周期律
1.选B Al3+核外有2个电子层,K+核外有3个电子层,则K+的半径比Al3+大,A错误;O与S位于同一主族,O的非金属性强于S,所以O的电负性比S大,B正确;H2O可以形成分子间氢键,所以H2O的沸点比H2S高,C错误;KOH属于强碱,Al(OH)3为两性氢氧化物,所以KOH的碱性强于Al(OH)3,D错误。
2.选D 同主族元素原子半径从上往下原子半径依次增大,故原子半径:r(C)<r(Si)<r(Ge),A错误;同主族元素,从上往下原子半径增大,更易失电子,第一电离能:I1(C)>I1(Si)>I1(Ge),B错误;晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合型晶体,C60为分子晶体,C错误;Si位于周期表中金属与非金属的分界处,可在其周围寻找半导体材料,D正确。
3.选A 同周期主族元素,从左往右原子半径依次减小,则原子半径:Mg<Na,A错误;C和Si位于第ⅣA族,同族元素从上到下电负性减小(原子半径增大,吸引电子能力减弱),则电负性:C>Si,B正确;Br和I位于第ⅦA族(卤族),同族元素从上到下非金属性减弱(原子半径增大,得电子能力减弱),则非金属性:Br>I,C正确;N和P位于第ⅤA族(氮族),同族元素从上到下非金属性减弱,氢化物热稳定性与非金属性正相关,故非金属性:N > P,热稳定性:NH3>PH3,D正确。
4.选A 同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则磷原子的原子半径小于硅原子;同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则氮原子的原子半径小于磷原子,所以硅原子的原子半径大于氮原子,A正确。同周期元素,从左到右金属性依次减弱,则镁元素的金属性大于铝元素,B错误。同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,氢化物的热稳定性依次减弱,则水的热稳定性强于硫化氢,C错误。氖原子和钠离子的2p轨道都为稳定的全充满结构,都较难失去电子,但钠离子的核电荷数大于氖原子,所以失去电子的能力小于氖原子,则钠原子的第二电离能大于氖原子的第一电离能,D错误。
5.选B 若X、Y位于同周期时,原子半径:X>Y,则原子序数:X<Y;X、Y位于不同周期时,原子半径:X>Y,原子序数有可能X>Y,A错误。化合物XnYm中X显负价,说明得电子能力:X>Y,则电负性:X>Y,B正确。价电子数:X>Y,若X为F、Y为O时,F无正价,O无最高正价,C错误。若X为H,Y为Cl、F,则X与Y形成共价键,若X为Na,则X与Y形成离子键,D错误。
6.选D 镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气,滴入酚酞溶液会变红,铝和热水不反应,可以比较镁和铝金属性的强弱,故A正确;氟气和氢气在冷暗处就能剧烈反应生成氟化氢,氧气和氢气在点燃条件下生成水,氟气比氧气和氢气反应容易,所以氟的非金属性比氧强,故B正确;在该反应中,由于钾的沸点比较低,在反应温度下为气体,其余均为液体,钾不断离开反应体系,从而使反应不断向右进行,不是因为钠的金属性比钾强,故C正确;盐酸和碳酸钙反应可以制碳酸,生成的二氧化碳通过饱和碳酸氢钠溶液,除去挥发的氯化氢后和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,可以证明酸性:盐酸>碳酸>硅酸,但盐酸不是最高价含氧酸,所以不能证明非金属性:Cl>C,故D错误。
7.选C 同周期元素,从左往右元素电负性逐渐增大,则电负性大小:χ(C)<χ(N),故A错误;同周期元素,从左到右元素原子半径逐渐减小,则原子半径大小:r(Mg)>r(S),故B错误;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,同主族元素,从上到下元素第一电离能逐渐减小,则电离能大小:I1(N)>I1(O)>I1(S),故C正确;非金属性越强,元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,非金属性:Mg>Al,碱性强弱:Mg(OH)2>Al(OH)3,故D错误。
8.选B X是空气中含量最多的元素,则X为N,基态Y、Z原子的s能级电子总数均等于其p能级电子总数,则Y、Z的电子排布式为1s22s22p4、1s22s22p63s2,Y为O,Z为Mg,W的主族序数与周期序数相同,则W为Al。A项,原子半径正确顺序为Mg>Al>O,错误;B项,由于N的2p轨道处于半充满状态,N比O更稳定,第一电离能:N>O,Mg为金属元素,其第一电离能在三者中最小,故第一电离能:N>O>Mg,正确;C项,非金属性:O>N,对应简单氢化物的热稳定性:H2O>NH3,错误;D项,因金属性:Mg>Al,最高价氧化物对应水化物的碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,错误。
9.选A Y的原子序数比Fe大13,为39号元素,位于元素周期表的第五周期第ⅢB族,A正确;基态Ca原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,电子填充在10个轨道中,B错误;5种元素中,钙元素的第一电离能最小,C错误;元素的非金属性越强,电负性越大,故5种元素中,电负性最大的是O,D错误。
10.选A 根据短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置,以及Y的最高化合价为+3,可推知,X为Mg,Y为Al,Z为C,M为N,Q为S,R为Cl,据此分析答题。ZQ2为CS2,ZR4为CCl4,CS2中硫的还原性强于CCl4中的氯元素,A错误;Mg和CO2发生反应:2Mg+CO22MgO+C,B正确;Al和Fe2O3发生铝热反应,C正确;M为N,N的最高价氧化物的水化物为HNO3,最低价氢化物为NH3,二者发生反应:HNO3+NH3==NH4NO3,D正确。
11.选A W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,则W的基态原子电子排布式可能是1s22s22p2或1s22s22p63s23p4,若W是C,X与W同族,则X是Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是P,Z位于W的对角线位置,则满足条件的Z是P,与Y重复;故W是S;X与W同族,则X是O;Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是N;Z位于W的对角线位置,则Z是F。因为O+的电子构型为2p3(半充满),失去电子需更高能量,而N+的电子构型为2p2,失去电子相对容易,因此X(O)的第二电离能大于Y(N),A错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,F(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周期,原子半径:S>O>F,即:Z<W,B正确;N2与F2都是分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,C正确;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,O的电负性大于S,D正确。
12.解析:硫酸铝钾和硫酸铝铵的化学式分别为KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2,二者的组成元素有H、O、N、S、Al、K。A原子核外只有1种运动状态的电子,说明A原子核外只有1个电子,A为H。六种元素中,只有O、N处于第二周期,且N的原子半径大于O,故B为N,C为O。与O元素同主族的应该是S,故D为S。根据E、F元素电离能数据可知,E元素的第一电离能和第二电离能相差很大,第二电离能与第三、四电离能相差不大,说明E原子最外层只有1个电子,故E为K,F为Al。(1)H的原子结构中只有1s上有1个电子,所以H属于s区元素。(2)E为K,其原子核外有19个电子,基态K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。(3)S2-、Al3+、K+半径比较时,由于K+、S2-具有3个电子层,Al3+只有2个电子层,所以K+、S2-的半径都大于Al3+的半径,K+和S2-具有相同的电子层结构,原子序数越小,半径越大,故S2-的半径大于K+的半径。(4)元素非金属性越强,其电负性越大,故电负性:O>N>S。(5)Mg原子的价层电子排布式为3s2,3p能级处于全空较稳定状态,失去3s2上的1个电子比Al原子失去3p1上的1个电子更难,故Mg原子的第一电离能大于577.5 kJ·mol-1。
答案:(1)s (2)1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)
(3)r(S2-)>r(K+)>r(Al3+) (4)O>N>S (5)大于
13.解析:由元素在周期表中的位置可知①为C,②为N,③为O,④为Al,⑤为S,⑥为Cl。(1)比较元素非金属性的强弱,可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较,相关反应:2HNO3+Na2CO3==2NaNO3+CO2↑+H2O。(2)⑤为S,⑥为Cl,硫元素和氯元素电子层数相同,氯原子半径小于硫原子半径,氯原子核电荷数大于硫原子,氯原子原子核对于最外层电子吸引能力强于硫原子,故非金属性更强的是Cl。(3)As、Se、Br为同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族最外层为半满稳定结构,其第一电离能大于同周期的ⅥA族元素,则第一电离能:Br>As>Se,故A、C正确。(4)Mn为25号元素,基态Mn2+的价层电子排布式为3d5,由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对较少。(5)Be和Al性质相似,可知BeO也为两性氧化物,反应的离子方程式为BeO+2OH-+H2O==[Be(OH)4]2-。
答案:(1)2HNO3+Na2CO3==2NaNO3+CO2↑+H2O
(2)Cl 硫元素和氯元素电子层数相同,氯原子半径小于硫原子半径,氯原子核电荷数大于硫原子,氯原子原子核对于最外层电子吸引能力强于硫原子,故非金属更强的是Cl
(3)AC
(4)3d5 由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
(5)BeO+2OH-+H2O==[Be(OH)4]2-
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