第2課時(shí)元素周期表與元素周期律1.認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)與元素在元素周期表中位置的關(guān)系。2.知道元素周期表的結(jié)構(gòu),以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯,以及堿金屬和鹵族元素為例,了解同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。3.能從原子價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布的角度解釋元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分,能列舉元素周期律(表)的應(yīng)用。4.能說(shuō)出元素電離能、電負(fù)性的含義,能描述主族元素第一電離能、電負(fù)性變化的一般規(guī)律,能從電子排布的角度對(duì)這一規(guī)律進(jìn)行解釋,能說(shuō)明電負(fù)性大小與原子在化合物中吸引電子能力的關(guān)系,能利用電負(fù)性判斷元素的金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱,推測(cè)化學(xué)鍵的極性。5.能結(jié)合有關(guān)資料說(shuō)明元素周期律(表)對(duì)合成新物質(zhì)、制造新材料的指導(dǎo)作用。6.能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu),分析、預(yù)測(cè)、比較元素及其化合物的性質(zhì)。7.學(xué)生必做實(shí)驗(yàn):同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變。元素周期表1.元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)原子序數(shù)按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào),稱之為原子序數(shù),原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。(2)結(jié)構(gòu)及編排原則規(guī)律總結(jié)周期(72.元素周期表的分區(qū)(1)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系周期能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式一111s121s2二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6七787[Rn]7s11181s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d107s27p6(2)根據(jù)原子核外電子排布分區(qū)①分區(qū)簡(jiǎn)圖:②各區(qū)元素原子價(jià)電子排布特點(diǎn)及化學(xué)性質(zhì)分區(qū)元素分布價(jià)電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素;通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA～ⅦA族、0族ns2np1～6(氦除外)通常是最外層電子參與反應(yīng)過(guò)渡元素d區(qū)ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n-1)d1～9ns1～2(鈀除外)d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n-1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近,錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近3.元素周期表的三大應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測(cè):為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新材料(3)指導(dǎo)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)元素周期表中共有18個(gè)縱列、16個(gè)族。()(2)同族元素原子的最外層電子數(shù)一定相同。()(3)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過(guò)渡元素。()(4)ⅠA族包含元素種數(shù)最多且全部是金屬元素。()(5)兩短周期元素原子序數(shù)相差8,則周期序數(shù)一定相差1。()解析:(1)8、9、10縱列為第Ⅷ族,因此元素周期表中有18個(gè)縱列、16個(gè)族。(2)同主族元素原子最外層電子數(shù)相同,但0族最外層電子數(shù)為2或8,不相同。(3)過(guò)渡元素是指元素周期表中ⅢB族(第3列)到ⅡB族(第12列),共10列所含元素。(4)含元素種類最多的族是第ⅢB族,共有32種元素,ⅠA族中的H是非金屬元素。(5)短周期元素種數(shù)分別為2、8、8,因此元素原子序數(shù)相差8,則周期序數(shù)一定相差1。答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√2.想一想中國(guó)科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測(cè)定了銦(49In)等9種元素相對(duì)原子質(zhì)量的新值,被采用為國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)。如何推斷銦(49In)在周期表中的位置?提示:方法一根據(jù)原子核外電子排布規(guī)則,該原子結(jié)構(gòu)示意圖為,據(jù)此判斷該元素位于元素周期表第五周期第ⅢA族。方法二可利用稀有氣體原子序數(shù)確定主族元素在周期表中的位置,36<49<54,In位于元素周期表第五周期;54-49=5或49-36=13,In位于元素周期表第五周期第13列,即第五周期第ⅢA族。3.做一做第四周期中,未成對(duì)電子數(shù)最多的元素是(填名稱)。

(1)它位于族。

(2)核外電子排布式是。

(3)它有個(gè)能層,個(gè)能級(jí),種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。(4)價(jià)電子排布式:,

價(jià)電子軌道表示式:。

(5)屬于區(qū)。

答案:鉻(1)ⅥB(2)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(3)4724(4)3d54s1(5)d元素周期表的結(jié)構(gòu)1.(2021·山東日照一模改編)某種具有高效率電子傳輸性能的有機(jī)發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列關(guān)于該材料組成元素的說(shuō)法正確的是(D)A.五種組成元素中有四種元素位于p區(qū)且均位于同一周期B.Al所在主族的元素與同周期的第ⅡA族元素原子序數(shù)一定相差1C.H元素所在列所含元素種數(shù)最多D.基態(tài)N原子核外有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子解析:由該材料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,組成該物質(zhì)的元素有H、C、N、O和Al,H位于第一周期,屬于s區(qū),而C、N、O均位于第二周期,均屬于p區(qū),Al位于第三周期,屬于p區(qū),故A錯(cuò)誤;長(zhǎng)周期的第ⅡA族與第ⅢA族之間隔著過(guò)渡元素,共10個(gè)縱列,故第ⅢA族元素與同周期的第ⅡA族元素原子序數(shù)相差1(第二、第三周期)、11(第四、第五周期)或25(第六、第七周期),B項(xiàng)錯(cuò)誤;周期表中含元素種數(shù)最多的是第3列,因?yàn)榘|系、錒系各15種元素,故C錯(cuò)誤;N的原子序數(shù)為7,核外有7個(gè)電子,每個(gè)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不同,即基態(tài)N原子核外有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,故D正確。2.隨著元素不斷被發(fā)現(xiàn),種類越來(lái)越多,化學(xué)家們開(kāi)始對(duì)它們進(jìn)行分類和整理,以求發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的元素體系。關(guān)于下表的說(shuō)法正確的是(C)A.表中數(shù)字代表元素的原子序數(shù)B.表中元素的排列依據(jù)是元素的原子結(jié)構(gòu)C.推測(cè)表中“?=70”指代的元素的最高化合價(jià)為+4D.每一縱行(列)都對(duì)應(yīng)現(xiàn)在常用的元素周期表中的一族解析:表中數(shù)字代表元素的相對(duì)原子質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;表中元素的排列依據(jù)是相對(duì)原子質(zhì)量的大小,故B錯(cuò)誤;推測(cè)表中“?=70”和C、Si在同一橫排,屬于同主族,所以元素的最高化合價(jià)為+4,故C正確;每一橫行都對(duì)應(yīng)現(xiàn)在常用的元素周期表中的一族,故D錯(cuò)誤。元素周期表的應(yīng)用3.部分元素在周期表中的分布如圖所示(虛線為金屬元素與非金屬元素的分界線),下列說(shuō)法不正確的是(B)A.虛線左側(cè)是金屬元素B.As處于第五周期第ⅤA族C.Si、Ge可作半導(dǎo)體材料D.Sb既有金屬性又有非金屬性解析:根據(jù)位置,由Si處于第三周期第ⅣA族可推知,As處于第四周期第ⅤA族,選項(xiàng)B不正確。4.(2021·浙江杭州模擬)如圖,X、Y、Z、W四種短周期元素的原子最外層電子數(shù)之和為21。下列說(shuō)法正確的是(D)A.原子半徑(r):r(Z)>r(Y)>r(X)B.X的氫化物一定比Y的氫化物的沸點(diǎn)要低C.WY2、WZ4、WX均有熔點(diǎn)高、硬度大的特性D.某病毒DNA鏈中有T元素,可能是T取代了普通DNA鏈中的P元素解析:設(shè)X的最外層電子數(shù)為a,則Y、W、Z的最外層電子數(shù)分別為a+2、a、a+3,從而得出a+(a+2)+a+(a+3)=21,a=4,故X、Y、W、Z分別為C、O、Si、Cl,由T在周期表中的位置可知,T為As元素。X、Y、Z分別為C、O、Cl,C、O為同周期元素,C在O的左邊,則原子半徑(r)為r(C)>r(O),A不正確;X、Y分別為C、O,若X的氫化物中碳原子數(shù)比較多(如石蠟),常溫下呈固態(tài),則其沸點(diǎn)可能比Y的氫化物(H2O)的沸點(diǎn)要高,B不正確;SiCl4在固態(tài)時(shí)形成分子晶體,其熔點(diǎn)較低、硬度較小,C不正確;某病毒DNA鏈中有As元素,As與P同主族且相鄰,可能是As取代了普通DNA鏈中的P元素,D正確。元素周期律1.元素周期律(1)元素周期律(2)元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律①主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)相似性電子層數(shù)相同最外層電子數(shù)相同遞變性核電荷數(shù)逐漸增大逐漸增大電子層數(shù)相同逐漸增多原子半徑逐漸減小逐漸增大性質(zhì)相似性單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似遞變性元素化合價(jià)最高正化合價(jià)由+1→+7(O、F除外)最低負(fù)化合價(jià)=-(8-主族序數(shù))相同,最高正化合價(jià)=主族序數(shù)(O、F除外)金屬性逐漸減弱逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱化合物離子的氧化性、還原性陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)陰離子還原性逐漸減弱陽(yáng)離子氧化性逐漸減弱陰離子還原性逐漸增強(qiáng)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性堿性逐漸減弱酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸減弱②對(duì)角線規(guī)則:在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的,如。2.元素性質(zhì)的比較判斷(1)電離能①第一電離能:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,符號(hào)為I1,單位為kJ·mol-1。②意義:表示原子失去電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小,氣態(tài)原子越易失去一個(gè)電子,該元素的金屬性越強(qiáng);反之,第一電離能數(shù)值越大,氣態(tài)原子越難失去一個(gè)電子。③規(guī)律a.同周期:第一種元素的第一電離能最小,最后一種元素的第一電離能最大,從左到右總體呈現(xiàn)增大的變化趨勢(shì);同周期ⅡA族、ⅤA族元素第一電離能比相鄰元素都高。b.同族元素:從上到下第一電離能變小。c.同種原子:逐級(jí)電離能越來(lái)越大(即I1<I2<I3…)。(2)電負(fù)性①含義:用來(lái)描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。元素的電負(fù)性越大,表示其原子對(duì)鍵合電子的吸引力越大。②變化規(guī)律:除稀有氣體外,一般來(lái)說(shuō),同周期從左至右,元素的電負(fù)性逐漸變大,同主族元素從上到下,元素的電負(fù)性逐漸變小。③意義a.判斷一種元素是金屬元素還是非金屬元素。金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8,非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右。b.判斷化合物中元素化合價(jià)的正、負(fù)。化合物中,電負(fù)性大的元素易呈現(xiàn)負(fù)價(jià),電負(fù)性小的元素易呈現(xiàn)正價(jià)。c.判斷化學(xué)鍵的性質(zhì)。電負(fù)性差值大(一般以1.7為界)的元素原子之間形成的主要是離子鍵,差值小的元素原子之間形成的主要是共價(jià)鍵。(3)元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法三表元素周期表:金屬性“右弱左強(qiáng),上弱下強(qiáng),右上弱左下強(qiáng)”;非金屬性“左弱右強(qiáng),下弱上強(qiáng),左下弱右上強(qiáng)”金屬活動(dòng)性順序表:按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的順序,金屬性逐漸減弱(其中Pb>Sn)非金屬活動(dòng)性順序表:按F、O、Cl、Br、I、S的順序,非金屬性逐漸減弱三反應(yīng)置換反應(yīng):強(qiáng)的置換弱的,適合金屬也適合非金屬與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈,或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),則金屬性越強(qiáng)與氫氣反應(yīng)越容易,生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),則非金屬性越強(qiáng)氧化性金屬離子的氧化性越弱,對(duì)應(yīng)元素的金屬性越強(qiáng)還原性非金屬氫化物或非金屬陰離子的還原性越弱,對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)3.學(xué)生必做實(shí)驗(yàn):同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄繅A金屬元素性質(zhì)遞變規(guī)律實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能在空氣中燃燒,鈉產(chǎn)生黃色火焰,鉀產(chǎn)生紫色火焰(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃),鉀燃燒更劇烈金屬浮在水面上,熔成閃亮的小球,四處游動(dòng),發(fā)出嘶嘶的響聲,反應(yīng)后的溶液呈紅色;鉀與水的反應(yīng)有輕微爆炸聲并著火燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)論金屬的活潑性:K>Na金屬的活潑性:K>Na實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄葵u素單質(zhì)間的置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象振蕩、靜置后,溶液由無(wú)色變?yōu)槌赛S色振蕩、靜置后,溶液由無(wú)色變?yōu)楹稚袷?、靜置后,溶液由無(wú)色變?yōu)楹稚珜?shí)驗(yàn)結(jié)論氧化性:Cl2>Br2>I2實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋容^同周期主族元素金屬性強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加熱前,鎂條表面附著了少量無(wú)色氣泡,加熱至沸騰后,有較多的無(wú)色氣泡冒出,滴加酚酞溶液變?yōu)榉奂t色沒(méi)有明顯變化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象先生成白色絮狀沉淀,滴加鹽酸和氫氧化鈉溶液后沉淀逐漸溶解先生成白色沉淀,滴加鹽酸后沉淀逐漸溶解,滴加氫氧化鈉溶液后沉淀不溶解結(jié)論金屬性:Mg>Al金屬性是指金屬氣態(tài)原子失電子能力的性質(zhì),金屬活動(dòng)性是指金屬單質(zhì)在水溶液中失去電子能力的性質(zhì),兩者順序基本一致,僅極少數(shù)例外。如金屬性Pb>Sn,而金屬活動(dòng)性Sn>Pb。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng)。()(2)第二周期元素從左到右,最高正價(jià)從+1遞增到+7。()(3)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,元素的非金屬性越強(qiáng),氫化物水溶液的酸性也就越強(qiáng)。()(4)同周期元素從左到右,原子半徑逐漸減小,離子半徑也逐漸減小。()(5)元素的電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng),第一電離能也越大。()(6)可以根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表判斷元素原子電離能的大小。()解析:(1)第三周期非金屬元素的非金屬性從左到右依次增強(qiáng),最高價(jià)含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng)。(2)第二周期元素中,O沒(méi)有最高正價(jià),F沒(méi)有正價(jià)。(3)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng),但其水溶液的酸性與元素非金屬性沒(méi)有必然聯(lián)系。(4)同周期元素從左到右,原子半徑逐漸減小,金屬元素的陽(yáng)離子半徑逐漸減小,但金屬陽(yáng)離子核外電子層數(shù)比同周期非金屬元素的陰離子核外電子層數(shù)少1,所以金屬陽(yáng)離子半徑小于同周期非金屬元素的陰離子半徑。(5)如電負(fù)性O(shè)>N,非金屬性O(shè)>N,而第一電離能N>O。(6)金屬活動(dòng)性順序與元素相應(yīng)的電離能大小順序不完全一致,故不能根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表判斷元素原子電離能的大小。答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2.想一想(1)如何比較F-、Na、Na+、Cl、Cl-的半徑大小?提示:可以用“三看”法比較?！耙豢础彪娮訉訑?shù),電子層數(shù)越多,半徑越大;“二看”核電荷數(shù),當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小;“三看”核外電子數(shù),當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大,由此可得Na>Cl->Cl>F->Na+。(2)為什么Mg的第一電離能比Al大,P的第一電離能比S大?提示:第二、第三、第四周期的同周期主族元素,第ⅢA族(ns2np1)和第ⅥA族(ns2np4)元素與相鄰第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)元素原子(p軌道處于全空或半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定)相比,p能級(jí)上多出的一個(gè)電子更易失去,所以其第一電離能小于同周期相鄰的第ⅡA族和第ⅤA族元素,故第一電離能Mg>Al,P>S。3.做一做(1)第三周期所有元素的第一電離能(I1)大小順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)。(2)Na的逐級(jí)電離能中有次突躍。分別是哪級(jí)電離能發(fā)生突躍?。(3)F、Cl、Br、I的第一電離能由大到小的順序?yàn)?電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤４鸢?(1)Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl<Ar(2)2I2?I1、I10?I9(3)F>Cl>Br>IF>Cl>Br>I元素周期律的準(zhǔn)確判斷1.(2021·天津模擬)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較,結(jié)論正確的是(A)A.熱穩(wěn)定性:PH3<H2S<H2OB.堿性:KOH>Al(OH)3>Mg(OH)2C.第一電離能:Na<Mg<AlD.室溫下水溶性:NH3>Cl2>SO2解析:非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng),因?yàn)榉墙饘傩設(shè)>S>P,所以簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性PH3<H2S<H2O,故A正確;金屬元素的金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),因?yàn)榻饘傩訩>Mg>Al,所以堿性KOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故B錯(cuò)誤;同周期元素從左向右,半徑減小,第一電離能呈增大趨勢(shì),但Mg元素最外層電子排布為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能大于Al元素,所以第一電離能Na<Al<Mg,故C錯(cuò)誤;氨氣在水中的溶解度為1∶700,氯氣在水中的溶解度為1∶2.6,二氧化硫在水中的溶解度為1∶40,所以室溫下水溶性NH3>SO2>Cl2,故D錯(cuò)誤。2.有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5則下列有關(guān)比較中正確的是(A)A.第一電離能:④>③>②>①B.原子半徑:①>②>③>④C.電負(fù)性:④>③>②>①D.最高正化合價(jià):④>③=②>①解析:由電子排布式可知,①為S,②為P,③為N,④為F。第一電離能為④>③>②>①,A正確;原子半徑應(yīng)是②最大,④最小,B不正確;電負(fù)性應(yīng)是④最大,②最小,C不正確;F無(wú)正價(jià),最高正價(jià)為①>②=③,D不正確。元素金屬性和非金屬性的比較3.下列關(guān)于元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱比較的說(shuō)法不正確的是(A)A.將大理石加入稀鹽酸中,能產(chǎn)生CO2氣體,說(shuō)明Cl的非金屬性強(qiáng)于C的B.Si與H2化合所需溫度遠(yuǎn)高于S與H2化合所需溫度,說(shuō)明S的非金屬性強(qiáng)于Si的C.Na與冷水反應(yīng)劇烈,而Mg與冷水反應(yīng)緩慢,說(shuō)明Na的金屬性強(qiáng)于Mg的D.Fe投入CuSO4溶液中,能置換出Cu,說(shuō)明Fe的金屬性比Cu的強(qiáng)解析:鹽酸中的溶質(zhì)HCl不是氯元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,雖然HCl的酸性比碳酸的強(qiáng),但不能作為Cl、C非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù),A錯(cuò)誤;單質(zhì)與H2越易化合,對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng),B正確;單質(zhì)與水越易反應(yīng)生成堿和H2,對(duì)應(yīng)元素的金屬性越強(qiáng),C正確;較活潑的金屬單質(zhì)可將較不活潑的金屬元素從它的鹽溶液中置換出來(lái),D正確。4.下列不能說(shuō)明氯元素的非金屬性比硫元素強(qiáng)的事實(shí)是(A)①HCl比H2S穩(wěn)定②HClO氧化性比H2SO4強(qiáng)③HClO4酸性比H2SO4強(qiáng)④Cl2能與H2S反應(yīng)生成S⑤氯原子最外層有7個(gè)電子,硫原子最外層有6個(gè)電子A.②⑤ B.①②C.①②④ D.①③⑤解析:判斷元素的非金屬性強(qiáng)弱是根據(jù)元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物(即最高價(jià)含氧酸)的酸性強(qiáng)弱,而不是氧化性強(qiáng)弱,且HClO不是氯元素的最高價(jià)含氧酸,故②不能說(shuō)明;最外層電子數(shù)多的元素非金屬性不一定強(qiáng),如最外層電子數(shù)I>O,但非金屬性I<O,故⑤不能說(shuō)明,故選A。電離能及電負(fù)性的應(yīng)用5.在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中,僅有定性分析往往是不夠的,為此,人們用電離能、電子親和能、電負(fù)性來(lái)定量衡量或比較原子得失電子能力的強(qiáng)弱。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)(2021·山東日照三模)與B、O同周期,第一電離能介于兩者之間的有(填元素符號(hào))。

(2)(2021·天津和平三模)P、S的第二電離能(I2)的大小關(guān)系為I2(P)(填“>”“<”或“=”)I2(S),原因是

。(3)(2021·河北唐山三模)磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為Sn(填“>”“<”或“=”)P。

(4)(2021·山東濟(jì)南三模)一種二茂鐵為骨架的新型手性膦氮配合物結(jié)構(gòu)示意圖如圖,其中Ph為苯基,Ir為銥元素。該結(jié)構(gòu)中電負(fù)性最大的元素為(填元素符號(hào),下同),分子中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?。解?(1)同周期元素從左向右,第一電離能增大(第ⅡA族、第ⅤA族元素特殊),則第二周期元素中,第一電離能介于B和O之間的元素有Be、C。(2)P+的價(jià)電子排布式為3s23p2,S+的價(jià)電子排布式為3s23p3,屬于半充滿結(jié)構(gòu),能量低,穩(wěn)定,難失去電子,所以I2(P)<I2(S)。(3)根據(jù)元素的電負(fù)性在周期表中的遞變規(guī)律判斷,同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小,磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為Sn<P。(4)該物質(zhì)含有H、C、N、O、P、Fe、Ir元素,同周期元素從左至右電負(fù)性逐漸增大,同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小,故該結(jié)構(gòu)中電負(fù)性最大的元素為O;分子中第二周期元素為C、N、O,第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C。答案:(1)Be、C(2)<S+的價(jià)電子排布式為3s23p3,屬于半充滿結(jié)構(gòu),能量低,穩(wěn)定,難失去電子(3)<(4)ON>O>C電離能的4個(gè)應(yīng)用(1)判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小,金屬原子越容易失去電子,該元素金屬性越強(qiáng);反之金屬性越弱。(2)判斷元素的化合價(jià)如果某元素的In+1?In,則該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為+n,如鈉元素I2?I1,所以鈉元素的常見(jiàn)化合價(jià)為+1。(3)判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中,元素的各級(jí)電離能逐漸增大,有一定的規(guī)律性,當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí),電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。(4)反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)同周期元素從左向右,第一電離能并不是逐漸增大的,當(dāng)元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時(shí),第一電離能就會(huì)反常地大,如第一電離能Be>B,N>O。元素位、構(gòu)、性綜合應(yīng)用元素位、構(gòu)、性之間的關(guān)系:1.結(jié)構(gòu)與位置互推是解題的核心(1)四個(gè)關(guān)系式①電子層數(shù)=周期序數(shù)。②質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)。③最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。④主族元素的最高正價(jià)=主族序數(shù)(O、F除外),最低負(fù)價(jià)=主族序數(shù)-8。(2)熟練掌握周期表的結(jié)構(gòu)及周期表中的一些特殊規(guī)律①“凹”型結(jié)構(gòu)。②各周期元素種類。③稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置。④同主族上下相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系。⑤元素周期表的分區(qū)。⑥原子半徑和離子半徑的大小關(guān)系。2.性質(zhì)與位置互推是解題的關(guān)鍵熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,主要包括:(1)元素的金屬性、非金屬性、電負(fù)性。(2)元素的第一電離能。(3)金屬與水或酸反應(yīng)置換H2的難易程度,非金屬單質(zhì)與氫氣化合的難易程度。(4)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。(5)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性。3.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)互推是解題的要素(1)電子層數(shù)和價(jià)電子數(shù)決定元素的金屬性和非金屬性。(2)同主族元素最外層電子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)相似。(3)價(jià)電子排布決定成鍵狀況。(4)核外電子排布的一原理三規(guī)則決定價(jià)層電子排布及一些特殊性質(zhì),如第一電離能的變化。元素位、構(gòu)、性推斷關(guān)系中的四個(gè)關(guān)注(1)關(guān)注關(guān)鍵詞“難易”,判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱,依據(jù)是元素原子在化學(xué)反應(yīng)中得失電子的難易而不是得失電子的多少。(2)關(guān)注關(guān)鍵詞“最高價(jià)”,根據(jù)元素的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性的強(qiáng)弱判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱時(shí),必須是其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物。(3)關(guān)注關(guān)鍵詞“最簡(jiǎn)單”“穩(wěn)定性”,通過(guò)氫化物比較元素非金屬性的強(qiáng)弱時(shí),必須是最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性,注意C、N等有多種氫化物,穩(wěn)定性與熔、沸點(diǎn)無(wú)關(guān)。(4)關(guān)注結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊性質(zhì)的描述,對(duì)核外電子排布特點(diǎn)(如價(jià)層電子排布、未成對(duì)電子、成對(duì)電子等)或物質(zhì)特殊性質(zhì)的描述往往是推斷的突破口。1.(2021·山東泰安模擬)X、Y、Z、W、M為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素;由5種元素組成的某化合物是電池工業(yè)中的重要原料,該化合物的結(jié)構(gòu)式如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(C)A.原子半徑:Y<Z<WB.最高價(jià)含氧酸酸性:Z>MC.電負(fù)性:X<M<WD.熔、沸點(diǎn):Z的氫化物<W的氫化物解析:該化合物中X形成一個(gè)共價(jià)鍵,且原子序數(shù)最小,則X為H,Y可以形成3個(gè)共價(jià)鍵,應(yīng)為N或B,Z形成4個(gè)共價(jià)鍵,原子序數(shù)大于Y,若Y為N,則Z為Si,W可以形成一個(gè)共價(jià)鍵,且原子序數(shù)大于Z,則此時(shí)W只能是Cl,這種情況下沒(méi)有合理的M,所以Y為B,Z為C,W為F,M為S。同周期主族元素自左向右原子半徑依次減小,所以原子半徑F<C<B,即W<Z<Y,A錯(cuò)誤;非金屬性S>C,所以最高價(jià)含氧酸的酸性H2SO4>H2CO3,即Z<M,B錯(cuò)誤;電負(fù)性F最大,H小于S,即X<M<W,C正確;Z的氫化物為烴,熔、沸點(diǎn)可能很大,可能很小,無(wú)法與Y的氫化物(HF)比較,D錯(cuò)誤。2.(2021·福建新高考適應(yīng)性考試,6)某種有機(jī)發(fā)光材料由不同主族的短周期元素R、W、X、Y、Z組成。五種元素的原子序數(shù)依次增大,W和X的原子序數(shù)之和等于Z的原子序數(shù),只有W、X、Y同周期,且W、X、Y相鄰。下列說(shuō)法正確的是(D)A.離子半徑:Z>Y>XB.最高正價(jià):R<W<X<ZC.X的含氧酸均為強(qiáng)酸D.R與W能組成多種化合物解析:五種不同主族的短周期元素的原子序數(shù)依次增大,只有W、X、Y同周期,且W、X、Y相鄰,則R為H元素,Z為第三周期元素,W、X、Y均為第二周期元素。W和X的原子序數(shù)之和等于Z的原子序數(shù),五種元素不同主族,則Z不可能為Na;若Z為Mg,則沒(méi)有滿足條件的W和X;若Z為Al,則W、X、Y分別為C、N、O,符合題意;若Z為Si,則沒(méi)有滿足條件的W和X;若Z為P,則W、X、Y分別為N、O、F,而N與P同主族,不符合題意;若Z的原子序數(shù)再增大,則Y不可能為第二周期主族元素,綜上所述,R為H元素、W為C元素、X為N元素、Y為O元素、Z為Al元素。電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越小離子半徑越大,所以離子半徑N3->O2->Al3+,即X>Y>Z,故A錯(cuò)誤;主族元素若有最高正價(jià),則最高正價(jià)等于族序數(shù),所以最高正價(jià)H<Al<C<N,即R<Z<W<X,故B錯(cuò)誤;X為N元素,其含氧酸HNO2為弱酸,故C錯(cuò)誤;H與C可以組成烷烴、烯烴等多種烴類化合物,故D正確。3.下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價(jià)之和為8。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.原子半徑:W<XB.常溫常壓下,Y單質(zhì)為固態(tài)C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Z<WD.X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿解析:W、X、Y和Z為短周期主族元素,依據(jù)位置關(guān)系可以看出,W的族序數(shù)比X多2,因主族元素族序數(shù)在數(shù)值上等于該元素的最高價(jià)(除F與O以外),可設(shè)X的族序數(shù)為a,則W的族序數(shù)為a+2,W與X的最高化合價(jià)之和為8,則有a+(a+2)=8,解得a=3,故X位于第ⅢA族,為Al元素,Y為Si元素,Z為P元素,W為N元素。根據(jù)上述分析可知W、X、Y和Z分別為N、Al、Si和P,同一周期從左到右元素原子半徑依次減小,同一主族從上到下元素原子半徑依次增大,則原子半徑N<Al,A項(xiàng)正確;常溫常壓下,Si為固體,B項(xiàng)正確;同一主族從上到下元素非金屬性依次減弱,氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性依次減弱,則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性PH3<NH3,C項(xiàng)正確;X的最高價(jià)氧化物的水化物為氫氧化鋁,既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)又可以與強(qiáng)堿反應(yīng),屬于兩性氫氧化物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。元素位、構(gòu)、性綜合推斷的思路1.(2021·山東卷,4)X、Y為第三周期元素、Y最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6,二者形成的一種化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.原子半徑:X>YB.簡(jiǎn)單氫化物的還原性:X>YC.同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強(qiáng)D.同周期中第一電離能小于X的元素有4種解析:Y位于第三周期,且最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6,則Y是Cl元素,由X、Y形成的陰離子和陽(yáng)離子知,X與Y容易形成共價(jià)鍵,根據(jù)化合物的形式知X是P元素。P與Cl在同一周期,則P半徑大,即X>Y,A項(xiàng)正確;兩者對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別是PH3和HCl,半徑是P3->Cl-,所以PH3的失電子能力強(qiáng),還原性強(qiáng),即X>Y,B項(xiàng)正確;同周期元素中Cl元素電負(fù)性最大,所以Cl2的氧化性最強(qiáng),C項(xiàng)正確;同周期元素從左到右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能,則第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl,所以第三周期中第一電離能小于P的元素有5種,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2020·山東卷,3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍,Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2,Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說(shuō)法正確的是(C)A.第一電離能:W>X>Y>ZB.簡(jiǎn)單離子的還原性:Y>X>WC.簡(jiǎn)單離子的半徑:W>X>Y>ZD.氫化物水溶液的酸性:Y>W解析:四種短周期主族元素的原子序數(shù)依次增大,基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍,若X為第二周期元素,則X可能為Be或O,若X為第三周期元素,則沒(méi)有滿足條件的X,Z與X能形成淡黃色化合物Z2X2,該淡黃色化合物為Na2O2,則X為O元素,Z為Na元素;Y與W的最外層電子數(shù)相同,則Y為F元素,W為Cl元素。同一周期元素從左向右第一電離能總趨勢(shì)為逐漸增大,同一主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,故四種元素第一電離能從大到小的順序?yàn)镕>O>Cl>Na,A錯(cuò)誤;單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),簡(jiǎn)單離子的還原性越弱,O、F、Cl三種元素的非金屬性F>O>Cl,故簡(jiǎn)單離子的還原性Cl->O2->F-,B錯(cuò)誤;電子層數(shù)越多簡(jiǎn)單離子半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,原子序數(shù)越大半徑越小,故四種元素離子半徑從大到小的順序?yàn)镃l->O2->F->Na+,C正確;F元素的非金屬性強(qiáng)于Cl元素,則形成氫化物后F原子束縛H原子的能力強(qiáng)于Cl原子的,在水溶液中HF不容易發(fā)生電離,故HCl的酸性強(qiáng)于HF,D錯(cuò)誤。3.(2021·廣東卷,13)一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中,X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說(shuō)法不正確的是(C)A.XEZ4是一種強(qiáng)酸B.非金屬性:W>Z>YC.原子半徑:Y>W>ED.ZW2中,Z的化合價(jià)為+2價(jià)解析:題給化合物結(jié)構(gòu)中X、W、E均形成1個(gè)共價(jià)鍵,Y形成4個(gè)共價(jià)鍵,Z形成2個(gè)共價(jià)鍵。X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子,則X為H元素;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期,即第二周期,則Y為C元素,Z為O元素,W為F元素;元素E的原子比W原子多8個(gè)電子,則E為Cl元素,綜合以上分析可知,X、Y、Z、W、E分別為H、C、O、F、Cl元素。氯元素非金屬性較強(qiáng),其最高價(jià)氧化物的水化物HClO4是一種強(qiáng)酸,故A正確;同一周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng),所以非金屬性F>O>C,故B正確;同一周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,同一主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,電子層數(shù)越多半徑越大,所以原子半徑Cl>C>F,故C錯(cuò)誤;OF2中,F為-1價(jià),則O的化合價(jià)為+2價(jià),故D正確。4.(雙選)(2021·河北卷,11)下圖所示的兩種化合物可應(yīng)用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序數(shù)為W原子價(jià)電子數(shù)的3倍。下列說(shuō)法正確的是(CD)A.X和Z的最高化合價(jià)均為+7價(jià)B.HX和HZ在水中均為強(qiáng)酸,電子式可表示為H··C.四種元素中,Y原子半徑最大,X原子半徑最小D.Z、W和氫三種元素可形成同時(shí)含有離子鍵和共價(jià)鍵的化合物解析:由題圖和題意可知,X和Z分別是F、Cl;又因Y原子序數(shù)為W原子價(jià)電子數(shù)的3倍且題給化合物中Y、W分別可形成5個(gè)、3個(gè)共價(jià)鍵,故W、Y分別為N、P。F只有-1、0兩種價(jià)態(tài),沒(méi)有最高正價(jià),A錯(cuò)誤;HCl為強(qiáng)酸,HF為弱酸,B錯(cuò)誤;根據(jù)元素周期律可知,四種元素原子半徑由大到小的順序?yàn)镻>Cl>N>F,即Y>Z>W>X,C正確;Cl、N、H三種元素可形成離子化合物NH4Cl,其既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵,D正確。5.(2021·湖南卷,7)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e-分子。下列說(shuō)法正確的是(B)A.簡(jiǎn)單離子半徑:Z>X>YB.W與Y能形成含有非極性鍵的化合物C.X和Y的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X>YD.由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性解析:Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,則Z的最外層電子數(shù)為1,又因W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,則Z不可能為氫、鋰元素,故Z為第三周期的鈉元素。Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,且Y的原子序數(shù)小于11,W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e-分子,分析可知N2H4符合題意,故W為氫元素、X為氮元素,則Y為氧元素。Z、X、Y的簡(jiǎn)單離子核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,即簡(jiǎn)單離子半徑X>Y>Z,A錯(cuò)誤;W與Y能形成H2O2,既含有極性鍵又含有非極性鍵,B正確;X和Y形成的最簡(jiǎn)單氫化物分別為NH3和H2O,常溫下,NH3為氣態(tài),H2O為液態(tài),故H2O的沸點(diǎn)更高,C錯(cuò)誤;由氫、氮、氧三種元素所組成的化合物NH3·H2O的水溶液呈堿性,D錯(cuò)誤。6.(2021·浙江6月選考,15)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對(duì)位置如圖所示,其中Y的最高化合價(jià)為+3。下列說(shuō)法不正確的是(A)A.還原性:ZQ2<ZR4B.X能從ZO2中置換出ZC.Y能與Fe2O3反應(yīng)得到FeD.M最高價(jià)氧化物的水化物能與其最低價(jià)氫化物反應(yīng)解析:由題給短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在元素周期表中的相對(duì)位置及Y元素的最高化合價(jià)為+3,可推出X、Y、Z、M、Q、R分別是鎂、鋁、碳、氮、硫和氯。二硫化碳的還原性強(qiáng)于四氯化碳,A說(shuō)法錯(cuò)誤;鎂在二氧化碳中燃燒,生成碳單質(zhì)和氧化鎂,B說(shuō)法正確;鋁與氧化鐵在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng),生成鐵和氧化鋁,C說(shuō)法正確;M的最高價(jià)氧化物的水化物為硝酸,最低價(jià)氫化物為氨,硝酸可與氨反應(yīng)生成硝酸銨,D說(shuō)法正確。7.(2020·天津卷,8)短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。用表中信息判斷下列說(shuō)法正確的是(A)元素最高價(jià)氧化物的水化物XYZW分子式H3ZO40.1mol·L-1溶液對(duì)應(yīng)的pH(25℃)1.0013.001.570.70A.元素電負(fù)性:Z<W B.簡(jiǎn)單離子半徑:W<YC.元素第一電離能:Z<W D.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X<Z解析:四種短周期元素,均可以形成最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物。由H3ZO4的0.1mol·L-1溶液的pH可知,該酸為弱酸,則Z為P元素;0.1mol·L-1W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液的pH為0.70,說(shuō)明該物質(zhì)為多元強(qiáng)酸,為硫酸,則W為S元素;0.1mol·L-1Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液的pH為13.00,說(shuō)明該物質(zhì)為一元強(qiáng)堿,為氫氧化鈉,則Y為Na元素;0.1mol·L-1X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液的pH為1.00,說(shuō)明該物質(zhì)為一元強(qiáng)酸,為硝酸,則X為N元素。同一周期元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的遞增而增大,因S的原子序數(shù)大于P,則S的電負(fù)性大于P,故A正確;電子層數(shù)越多離子半徑越大,Na+有兩個(gè)電子層而S2-有三個(gè)電子層,因此S2-的半徑較大,故B錯(cuò)誤;同一周期元素的第一電離能總趨勢(shì)為依次增大,但由于第ⅡA族、第ⅤA族元素的電子排布結(jié)構(gòu)為全充滿或半充滿狀態(tài),原子結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,故第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能較相鄰兩個(gè)主族的電離能大,故P的第一電離能大于S,故C錯(cuò)誤;相對(duì)分子質(zhì)量越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高,但由于X的氫化物NH3能形成分子間氫鍵,因此NH3的沸點(diǎn)高于PH3的沸點(diǎn),故D錯(cuò)誤。(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第337～338頁(yè))題號(hào)知識(shí)易中難元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1,23,45綜合推斷6,7,9,108,11一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.(2019·浙江4月選考,14)2019年是門(mén)捷列夫提出元素周期表150周年。根據(jù)元素周期律和元素周期表,下列推斷不合理的是(C)A.第35號(hào)元素的單質(zhì)在常溫常壓下是液體B.位于第四周期第ⅤA族的元素為非金屬元素C.第84號(hào)元素的最高化合價(jià)是+7D.第七周期0族元素的原子序數(shù)為118解析:第35號(hào)元素是溴元素,單質(zhì)Br2在常溫常壓下是紅棕色的液體,A項(xiàng)合理;位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As),為非金屬元素,B項(xiàng)合理;第84號(hào)元素位于第六周期第ⅥA族,為釙元素(Po),由于主族元素的最高正價(jià)等于主族序數(shù)(O、F除外),所以該元素的最高化合價(jià)是+6,C項(xiàng)不合理;第七周期0族元素是第七周期最后一個(gè)元素,原子序數(shù)為118,D項(xiàng)合理。2.(2021·北京朝陽(yáng)模擬)下列關(guān)于元素及元素周期律的說(shuō)法,不正確的是(B)A.同主族元素的原子,最外層電子數(shù)相等B.同周期元素的原子,隨原子序數(shù)遞增半徑逐漸增大C.4D.56Ba(OH)2的堿性強(qiáng)于38Sr(OH)2解析:元素周期表中,最外層電子數(shù)或價(jià)電子數(shù)相同的元素在同一族,則同一主族元素的最外層電子數(shù)相等,具有相似的化學(xué)性質(zhì),選項(xiàng)A正確;同周期元素從左向右原子半徑減小,則同周期元素中,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸減小,選項(xiàng)B不正確;410Be的質(zhì)量數(shù)為10,質(zhì)子數(shù)為4,則中子數(shù)為10-4=6,選項(xiàng)C正確;金屬性Sr<Ba,則堿性38Sr(OH)2<56Ba(OH)3.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示元素周期表,已知Z元素的最外層電子數(shù)是次外層的3倍。空格中均有對(duì)應(yīng)的元素填充。下列說(shuō)法正確的是(C)A.白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素B.X、Y分別與Z形成的化合物都只有兩種C.X、Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性:X>YD.X、Y、Z的氣態(tài)氫化物中最穩(wěn)定的是X的氫化物解析:根據(jù)Z元素的最外層電子數(shù)是次外層的3倍知Z為O,則X為N,根據(jù)圖示可得出X、Y同族,則Y為P。按照?qǐng)D示,白格填充的為主族元素和稀有氣體元素,灰格填充的為副族元素,A錯(cuò)誤;X和Z可以形成NO、NO2、N2O5等氮氧化物,不止兩種,B錯(cuò)誤;X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為HNO3,Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H3PO4,則酸性HNO3>H3PO4,C正確;元素非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),同主族元素,從上到下非金屬性減弱,同周期元素,從左到右非金屬性增強(qiáng),則非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镺>N>P,氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是Z的氣態(tài)氫化物,即H2O,D錯(cuò)誤。4.下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?B)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁Cl2、Br2分別與H2反應(yīng)比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入NH3比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱C測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱D將Fe、Cu分別加入稀鹽酸中比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱解析:單質(zhì)越易與氫氣反應(yīng),元素的非金屬性越強(qiáng),故A不符合題意;向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入NH3,都生成白色沉淀,故B符合題意;碳酸鈉水解使溶液呈堿性,說(shuō)明碳酸是弱酸,硫酸鈉溶液呈中性,說(shuō)明硫酸是強(qiáng)酸,故C不符合題意;鐵與稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣,銅與稀鹽酸不反應(yīng),故D不符合題意。5.(2021·廣東惠州一模)W、X、Y、Z、M為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,其原子半徑和最外層電子數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(C)A.X、Y、Z的簡(jiǎn)單離子半徑:X<Y<Z B.W2X2與Y2X2的化學(xué)鍵類型完全相同C.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X>M D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:Y<Z解析:已知W、X、Y、Z、M為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W、Y最外層均有一個(gè)電子,且Y的原子半徑大于W,Z最外層有三個(gè)電子,X、M最外層有六個(gè)電子,且X的原子半徑小于M,故W、X、Y、Z、M分別為H、O、Na、Al、S。X、Y、Z三者的簡(jiǎn)單離子最外層均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,X>Y>Z,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)氧化氫中存在極性鍵和非極性鍵,過(guò)氧化鈉中存在離子鍵和非極性鍵,化學(xué)鍵類型不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于水中有氫鍵,熔、沸點(diǎn)偏高,所以水的沸點(diǎn)大于硫化氫,C項(xiàng)正確;氫氧化鈉為強(qiáng)堿,氫氧化鋁為弱堿,故堿性氫氧化鈉>氫氧化鋁,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2021·江蘇揚(yáng)州模擬)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,其中元素X的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,元素W基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子,Y是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素,Z是地殼中含量最多的金屬元素。下列說(shuō)法正確的是(B)A.原子半徑:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.元素Z、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)C.元素Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性比Y的強(qiáng)D.元素W的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的強(qiáng)解析:元素X的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,則X為O元素;元素W基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子,則其核外電子排布為[Ne]3s23p4,為S元素;Y是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素,則為Na元素;Z是地殼中含量最多的金屬元素,則為Al元素。電子層數(shù)越多,原子半徑越大,電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)越小,原子半徑越大,所以原子半徑Na>Al>S>O,即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X),A錯(cuò)誤;元素Z、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為Al(OH)3和H2SO4,兩者能發(fā)生中和反應(yīng),B正確;金屬性Na(Y)>Al(Z),所以Na的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性比Al的強(qiáng),C錯(cuò)誤;非金屬性O(shè)(X)>S(W),則簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H2O>H2S,D錯(cuò)誤。二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7.(2021·江蘇如皋三模)X、Y、Z、W四種短周期元素,原子半徑依次增大,X和Y位于同一周期,可組成多種化合物,其中一種是紅棕色的大氣污染物。Z元素的逐級(jí)電離能(kJ·mol-1)數(shù)據(jù)依次為738、1451、7733、10540、13630……下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(C)A.簡(jiǎn)單離子半徑:X>Z>WB.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):Y>XC.電負(fù)性:X>Y>ZD.W與X組成的化合物中一定不含非極性共價(jià)鍵解析:X、Y、Z、W四種短周期元素,原子半徑依次增大,X和Y位于同一周期,可組成多種化合物,其中一種是紅棕色的大氣污染物即NO2,則X為O,Y為N,Z元素第三電離能遠(yuǎn)大于第二電離能,Z為Mg,原子半徑W>Mg,則W為Na。簡(jiǎn)單離子半徑O2->Na+>Mg2+,A錯(cuò)誤;X和Y形成的簡(jiǎn)單氫化物分別為H2O和NH3,常溫下,H2O為液態(tài),NH3為氣態(tài),則簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)H2O>NH3,B錯(cuò)誤;元素非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越強(qiáng),電負(fù)性O(shè)>N>Mg,C正確;Na與O可組成過(guò)氧化鈉,既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵,D錯(cuò)誤。8.某同學(xué)在研究前18號(hào)元素時(shí)發(fā)現(xiàn),可以將它們排成如圖所示的“蝸?！毙螤?圖中每個(gè)“”代表一種元素,其中O點(diǎn)(最中心的點(diǎn))代表起點(diǎn)元素。下列正確的是(CD)A.物質(zhì)YO可能具有較強(qiáng)的氧化性B.圖中離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的元素,其原子半徑一定越大C.O與X、W均能形成既含極性共價(jià)鍵又含非極性共價(jià)鍵的分子D.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新細(xì)菌的DNA鏈中有砷(As)元素,該As元素最有可能取代了普通DNA鏈中的Z元素解析:O點(diǎn)代表氫元素,按照原子序數(shù)由小到大、由里往外延伸,由圖可知,W為N元素,X為O元素,Y為Na元素,Z為P元素,根據(jù)元素的種類可知,虛線相連的元素處于同一族。NaH中氫元素為-1價(jià),具有較強(qiáng)的還原性,故A錯(cuò)誤;隨著原子序數(shù)增大,對(duì)應(yīng)元素距離O點(diǎn)越遠(yuǎn),而同周期主族元素,隨著原子序數(shù)增大,原子半徑減小,圖中離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的元素,其原子半徑不一定越大,故B錯(cuò)誤;O和H可形成H2O2,含有O—H極性鍵和O—O非極性鍵,N和H可形成N2H4,含有N—H極性鍵和N—N非極性鍵,故C正確;As與P處于同主族且相鄰,性質(zhì)具有相似性,該As元素最有可能取代了普通DNA鏈中的P元素,故D正確。9.(2021·廣東新高考適應(yīng)性考試,16)2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給研究鋰電池的科學(xué)家,一種用作鋰電池電解液的鋰鹽結(jié)構(gòu)如圖所示。其中,X位于第三周期,X原子的電子數(shù)為Z原子的兩倍,W、Z、Y位于同一周期。下列敘述正確的是(C)A.原子半徑:X>Z>WB.非金屬性:X>Z>WC.Y的氫化物可用于刻蝕玻璃D.X的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸解析:由X位于第三周期,X原子的電子數(shù)為Z原子的兩倍,結(jié)合題圖中X能形成兩個(gè)雙鍵、兩個(gè)單鍵知,X為S,Z為O,Y與O同周期且Y形成一個(gè)共價(jià)鍵,故Y為F,在題圖中W形成兩個(gè)單鍵,再結(jié)合該鋰鹽陰離子帶一個(gè)負(fù)電荷,可推知W為N。原子半