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第一单元 元素周期律和
元素周期表
第一课时 元素周期律
专题5 微观结构与物质的多样性
【课程标准要求】
1.通过分析1~18号元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的变化,总结出它们的递变规律,并由此认识元素周期律。
2.初步了解元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
新知自主预习
课堂互动探究
目
录
CONTENTS
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课后巩固训练
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课堂达标训练
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一、原子结构的周期性变化
1.原子序数
(1)概念:按__________由小到大的顺序给元素编号,这种编号叫做原子序数。
(2)数量关系:原子序数=________=____________=__________。
核电荷数
质子数
核外电子数
核电荷数
2.原子结构变化规律
(1)原子最外层电子排布的规律性变化
由图可以看出:从3~18号元素随着原子序数的递增,最外电子层上的电子数重复出现从____递增到____的变化,说明元素原子的最外层电子排布呈现________变化。
(2)元素原子半径的变化规律
教材P115表5-1原子半径数据表明:3~9号元素、11~17号元素原子半径随着核电荷数的递增都逐渐______。随着原子序数的递增,元素原子半径(稀有气体除外)呈现________变化。
1
8
周期性
减小
周期性
【微自测】
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)随着原子序数的递增,最外层电子排布均呈现由1个电子递增至8个电子的周期性变化( )
(2)原子序数越大,原子半径一定越小( )
(3)最外层电子数:Na
×
×
×
二、元素周期律
1.元素主要化合价的变化规律
(1)元素的最高正化合价 = 原子______________ (O、F除外);元素的最低负化合价 =________________________。
(2)随着元素核电荷数的递增,元素的主要化合价呈现________变化。①随着原子序数的递增,元素的最高正化合价由______递增到______ (O、F除外),②元素的最低负化合价由______递增到______。
最外层电子数
原子最外层电子数-8
周期性
+1
+7
-4
-1
2.11~17号元素性质的递变规律
(1)钠、镁、铝性质的比较
单质 单质与水(或酸) 的反应现象 化学方程式 最高价氧化物水
化物的碱性强弱
Na 与冷水剧烈反应,放出氢气 NaOH____碱
Mg 与冷水反应缓慢,与沸水迅速反应,放出氢气;与酸剧烈反应,放出氢气 ; Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Mg(OH)2
______碱
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
强
中强
Al 与酸迅速反应,放出氢气 Al(OH)3两性氢氧化物
结论:①金属性强弱顺序为__________________;②随着核电荷数减小,与水(酸)反应越来越______,氢氧化物的碱性越来越____ 2Al+6HCl===
2AlCl3+3H2↑
Na>Mg>Al
容易
强
(2)硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律
单质 Si P S Cl
单质与氢气 反应的条件 磷蒸气与 氢气能反应 ______或
______发生爆炸
气态氢化物的 化学式与热稳定性 __________不稳定 _______受热分解
最高价氧化物对应水化物的化学式与酸性强弱 _________ 中强酸 _________
酸性更强
高温
加热
光照
SiH4不稳定
PH3
HCl稳定
H2SiO3弱酸
H3PO4
HClO4
点燃
H2S
H2SO4
强酸
(3)探究Al(OH)3的两性
①制备Al(OH)3的反应的化学方程式是___________________________________,离子方程式是______________________________________。
②Al(OH)3与盐酸反应的离子方程式为_________________________________。
Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________。
结论:Al(OH)3是两性氢氧化物,铝虽是金属,但已表现出一定的非金属性。
(4)11~17号元素性质递变规律
AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
减弱
增强
3.元素周期律
(1)含义:元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈____________的规律。
(2)实质:元素性质的周期性变化是元素__________________随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
周期性变化
原子核外电子排布
【微自测】
2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在化合物中金属元素只显正化合价,非金属元素只显负化合价( )
(2)金属性、非金属性强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况( )
(3)最外层电子数为7的原子,最高正价为+7( )
(4)元素的原子得电子越多,非金属性越强;失电子越多,金属性越强( )
(5)元素的氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强;元素的氧化物对应的水化物碱性越强,金属性越强( )
×
√
×
×
×
二、微粒半径大小的比较
一、元素金属性、非金属性强弱的判断
一、元素金属性、非金属性强弱的判断
1.元素的金属性和非金属性
(1)金属性:元素原子失去电子的能力,金属性越强,越易失电子。
(2)非金属性:元素原子得到电子的能力,非金属性越强,越易得电子。
2.元素金属性强弱的判断方法
金属性的强弱只与元素失电子的能力有关,与失电子的数目无关。
(1)金属元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。
(2)元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则其金属性越强。
(3)金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A置换出B,则A的金属性强于B的金属性。
(4)在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的。
(5)金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:Fe的阳离子仅指Fe2+)。
3.元素非金属性强弱的判断方法
非金属性的强弱只与元素得电子的能力有关,与得电子的数目无关。
(1)非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。
(2)非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。
(3)元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则其非金属性越强。
(4)非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A置换出B,并且A体现出氧化性,则A的非金属性强于B。
(5)非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱。
1.(2022·江苏无锡高一期末)下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A.碱性:NaOH>LiOH
B.酸性:HCl>H2CO3
C.原子半径:S>O
D.热稳定性:HCl>H2S
B
解析 钠的金属性强于锂,其最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH强于LiOH,能用元素周期律解释,A不符合题意; HCl不是氯元素的最高价氧化物的水化物,不能用元素周期律解释酸性:HCl>H2CO3,B符合题意;电子层数多的元素的原子半径大,故原子半径:S>O,能用元素周期律解释,C不符合题意; Cl的非金属性比S强,故热稳定性:HCl>H2S,能用元素周期律解释,D不符合题意。
2.(2021·福建泰宁期中)下列不能说明氯的非金属性比硫强的事实是( )
①HCl比H2S稳定 ②HCl和H2S的水溶液前者的酸性强 ③HClO4酸性比H2SO3强 ④Cl2能与H2S反应生成S ⑤Cl原子能得1个电子变成稳定离子而S原子能得两个电子形成稳定离子 ⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS
A.②⑤ B.①②
C.①②④ D.②③⑤
解析 ①元素的非金属性越强,氢化物越稳定,则HCl比H2S稳定能说明氯的非金属性比硫强;②氢化物水溶液的酸性与元素的非金属性强弱无关,则HCl和H2S的水溶液前者的酸性强不能说明氯的非金属性比硫强;③元素的非
D
金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则HClO4酸性比H2SO3强不能说明氯的非金属性比硫强;④非金属单质的氧化性越强,元素的非金属性越强,Cl2能与H2S反应生成S说明Cl2的氧化性强于S,能说明氯的非金属性比硫强;⑤元素的非金属性强弱,与得失电子数目的多少无关,与得失的难易有关,则Cl原子能得1个电子变成稳定离子而S原子能得两个电子形成稳定离子不能说明氯的非金属性比硫强;⑥非金属单质的氧化性越强,元素的非金属性越强,Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS说明Cl2的氧化性强于S,能说明氯的非金属性比硫强;②③⑤不能说明氯的非金属性比硫强。
3.(2021·江苏常州高一期中)将甲、乙两种金属的性质相比较,已知①甲跟H2O反应比乙与H2O反应剧烈;②甲单质能从乙的盐溶液中置换出单质乙;③甲的最高价氧化物的水化物碱性比乙的最高价氧化物的水化物碱性强;④与某非金属反应时甲原子失电子数目比乙的多;⑤甲单质的熔、沸点比乙的低。能说明甲的金属性比乙强的是( )
A.①④ B.③⑤
C.①②③ D.①②③④⑤
C
解析 ①甲跟水反应比乙与水反应剧烈,说明甲的金属性比乙强,故①正确;②甲单质能从乙的盐溶液中置换出单质乙,说明甲的金属性比乙强,故②正确;③金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的碱性越强,甲的最高价氧化物的水化物碱性比乙的最高价氧化物的水化物碱性强,说明甲的金属性比乙强,故③正确;④金属性强弱与失电子难易程度有关,与失电子多少无关,故④错误;⑤金属性强弱与失电子难易程度有关,与单质的熔、沸点无关,故⑤错误。
二、微粒半径大小的比较
查阅资料 原子半径的大小取决于两个因素:一是电子层数,电子层数越多,原子半径越大;二是核电荷数,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小。
1.如何比较判断H、Li、Na、K原子半径的大小?理由是什么?
提示:H、Li、Na、K原子最外层电子数相同,电子层数依次增多,故原子
半径依次增大。
2.如何比较Na+、Mg2+、Al3+半径的大小?
提示:Na+、Mg2+、Al3+的电子层结构相同,核外电子数相同,核电荷数逐
渐增大,离子半径逐渐减小。
3.试比较S2-和Al3+、Na+、Mg2+及O2-离子半径的大小,并指出判断依据。
提示:S2-比O2-多一个电子层,则S2-半径大于O2-,Na+、Mg2+、O2-的电子层结构相同,Mg2+的核电荷数比Na+大,Na+的核电荷数大于O2-,则离子半径:S2->O2->Na+>Mg2+>Al3+。
微粒半径大小主要由电子层数、核电荷数和核外电子数决定。
1.最外层电子数相同,电子层数越多,原子或离子半径越大:
r(Li)<r(Na);r(F)<r(Cl); r(Li+)<r(Na+);r(O2-)<r(S2-)。
2.电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小。
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
3.核电荷数相同,核外电子数越多,微粒半径越大。
(1)r(阴离子)>r(原子):r(H-)>r(H);
(2)r(原子)>r(阳离子):r(H)>r(H+);
(3)r(低价阳离子)>r(高价阳离子):r(Fe2+)>r(Fe3+)。
4.核外电子数相同,核电荷数越多,离子半径越小。
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+); r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
微粒半径比较“三看”——首先看层,层少半径小;同层看核,核大半径小;同核看价,价高半径小。
4.已知下列原子的半径:
根据以上数据,磷原子的半径可能是( )
A.1.10×10-10 m B.0.80×10-10 m
C.1.20×10-10 m D.0.70×10-10 m
解析 磷原子的半径应在Si和S之间。
A
原子 N S O Si
半径r/10-10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
5.下列微粒半径大小比较正确的是( )
A.Na+Cl->Na+>Al3+
C.Na解析 四种离子核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,应为O2->Na+>Mg2+>Al3+,A错误;S2-和Cl-,Na+和Al3+的核外电子排布分别相同,电子层数相同,微粒半径大小决定于核电荷数,S2-和Cl-比Na+和Al3+多一个电子层,微粒半径显然是前者大,B正确;电子层数相同,核电荷数越大,半径越小,应为Na>Mg>Al>Si,C错误;从Na→Cs电子层数越多,原子半径越大,应为Cs>Rb>K>Na,D错误。
B
6.(2021·福建泉州高一期中)已知短周期元素的离子aA+、bB2+、cC2-、dD-具有
不足道相同的电子层结构;则下列叙述正确的是( )
A.质子数:a>b>d>c
B.金属性:A>B>D>C
C.离子半径:C2->D->B2+>A+
D.原子半径:A>B>C>D
D
解析 短周期元素的离子aA+、bB2+、cC2-、 dD-具有相同的电子层结构,则核外电子数相等,所以有:a-1=b-2=c+2=d+1,C、D为非金属,应处于第二周期,故C为O元素,D为F元素,A、B为金属应处于第三周期,A为Na元素,B为Mg元素。a-1=b-2=c+2=d+1,质子数:b>a>d>c, A错误;金属性:Na>Mg,非金属性:OF->Na+>Mg2+,C错误;电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径:Na>Mg>O>F,D正确。
1.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是( )
A.化合价
B.原子半径
C.元素的金属性和非金属性
D.相对原子质量
解析 根据元素周期律可知,元素的化合价、原子半径及金属性和非金属性都随着原子序数的递增呈周期性变化,而相对原子质量随原子序数的递增呈现增大的变化趋势,绝不会出现周期性的变化。
D
2.(2021·江苏盐城高一期末)下列递变情况中,正确的是( )
A.Na、Mg、Al原子最外层电子数依次减少
B.P、S、Cl元素非金属性依次减弱
C.Al、Mg、Na的金属性依次增强
D.C、N、O元素最高正价依次增大
解析 Na、Mg、Al电子层数相同,最外层电子数依次增多,Na、Mg、Al原子最外层电子数依次是1、2、3,A错误;P、S、Cl元素非金属性依次增强,B错误;第三周期元素Al、Mg、Na的金属性依次增强,C正确; C元素的最高正价是+4、N元素的最高正价是+5、O元素没有最高正价,不是+6,D错误。
C
3.11~17号元素中有X、Y、Z三种元素,已知其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列说法正确的是( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.非金属性:X>Y>Z
C.气态氢化物的稳定性:X D.原子序数:X 解析 HXO4、H2YO4、H3ZO4中X、Y、Z的化合价分别为+7、+6、+5,而三种元素又处于11~17号元素中,所以按Z、Y、X从左向右排列,原子半径依次减小,非金属性依次增强,气态氢化物的稳定性依次增强,原子序数依次增大。
B
4.下列4种微粒中,半径按由大到小的顺序排列的是( )
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
解析 ①为S,②为Cl,③为S2-,④为F。①②电子层数相同,比较核电荷数,核电荷数越大半径越小,故原子半径:S>Cl;①③核电荷数相同,比较核外电子数,核外电子数越多半径越大,故微粒半径:S2->S;②④最外层电子数相同,比较电子层数,电子层数越多半径越大,故原子半径:Cl>F,则半径:S2->S>Cl>F。
C
5.用1~18号元素及其形成化合物的化学式填空。
(1)原子半径最小的元素是________。
(2)除稀有气体外,原子半径最大的元素是________,它的原子结构示意图是_______________________。
(3)与水反应最剧烈的金属是________。
(4)最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是________。
(5)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是________。
(6)最稳定的气态氢化物是________。
(7)金属性最强的元素是________,非金属性最强的元素是________。
(8)最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________。
答案 (6)HF (7)Na F (8)HClO4
解析 同一周期,核电荷数越大,原子半径越小(稀有气体除外), 第三周期钠元素核电荷数最小,故其原子半径最大;同一周期,从左到右元素非金属性逐渐增强(稀有气体除外), 氯元素非金属性最强,故单质中Cl2氧化性最强;同一周期,从左到右元素金属性逐渐减弱,第三周期金属性最强的为Na;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物酸性越强。
1.下列排列顺序不正确的是( )
A.原子半径:钠>硫>氯
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4
C.最高正化合价:氯>硫>磷
D.热稳定性:PH3>H2S>HCl
D
解析 钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的第三周期元素,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,最外层电子数逐渐增多,最高正化合价逐渐增大,最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱。因为非金属性:Cl>S>P,所以气态氢化物的热稳定性:HCl>H2S>PH3,D项错误。
2.下列说法正确的是( )
A.原子的半径越小,其原子序数越大
B.最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子
C.金属性、非金属性强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况
D.元素的化合价越高,其金属性越强
解析 氢原子的半径最小,原子序数也最小;氢原子相对于活泼金属Mg、Ca等失电子能力弱;元素的化合价与金属性强弱没有必然联系,A、B、D
错误。
C
3.下列各组元素中,按最高正化合价递增顺序排列的是( )
①C、N、F ②Na、Mg、Al ③F、Cl、Br ④P、S、Cl
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
解析 元素原子的最外层电子数等于其最高正化合价数,但要注意氟元素无正价。
B
4.下列关于性质递变规律的叙述错误的是( )
A.非金属性Cl>S>P
B.还原性Na>Mg>Al
C.酸性H2SO4>H3PO4>HClO4
D.稳定性HCl>H2S>PH3
解析 金属性越强,还原性越强,与酸或水反应越剧烈,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;非金属性越强,与氢气化合越剧烈,氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
C
5.(2021·山东高一期中)下列关于物质性质变化的比较,不正确的是( )
A.酸性强弱:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
B.原子半径大小:K>Na>S>O
C.稳定性:HF>H2O>NH3
D.还原性强弱:Cl->S2-
解析 非金属性:Cl>S>P>Si,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则酸性强弱顺序为:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3,A正确;电子层数K>Na=S>O,核电荷数S>Na则原子半径大小:K>Na>S>O,B正确;非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性:F>O>N,则稳定性:HF>H2O>NH3,C正确;非金属性Cl>S,则还原性S2->Cl-,D错误。
D
6.下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是( )
A.根据金属失电子的多少来确定,失电子较多的金属性较强
B.用钠来置换MgCl2溶液中的Mg,可验证钠的金属性强于Mg
C.根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱
D.根据碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,可说明钠、镁、铝的金属性依次
减弱
解析 A项,根据金属失电子的难易来判断,易失电子的金属性较强,错误;B项,钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应,无法置换出Mg,错误;Mg与水反应缓慢,Al不与水反应,故不能根据其与水反应的剧烈程度来比较金属性强弱;金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强,D正确。
D
7.下列各组粒子,按半径由大到小顺序排列正确的是( )
A.Mg、Ca、K、Na B.S2-、Cl-、K+、Na+
C.Br-、Br、Cl、S D.Na+、Al3+、Cl-、F-
解析 K、Ca比Na、Mg多1个电子层,故有r(K)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg),A错;S2-、Cl-、K+三离子核外电子排布相同,核电荷数越小,离子半径越大,又因K+比Na+多1个电子层,故有r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Na+),B正确;Br-比Br多1个电子,半径大,Br比Cl多1个电子层,故r(Br-)>r(Br)>r(Cl),但r(Cl)B
8.下列说法中正确的是( )
A.气态氢化物RH3比气态氢化物HM稳定,表明非金属性R>M
B.等物质的量的单质A和单质B跟足量的酸反应,A放出H2多,则金属性A>B
C.含Q的酸比含N的酸的酸性强,则非金属性Q>N
D.单质Y跟水反应比单质X与水反应剧烈,则金属性Y>X
A
解析 比较元素的金属性,可根据元素的单质跟酸反应置换出氢的难易,而非根据置换出氢的多少。如等物质的量的Al比Mg(或Na)与足量盐酸反应放出H2多,但金属性Na>Mg>Al,B错误;比较元素的非金属性,可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,但并不是任何酸(如低价含氧酸和无氧酸)都可以,C错误;比较元素的金属性,可根据元素的单质与水反应置换氢的难易来比较,但并不是比较任意单质跟水反应的剧烈程度,如氟单质与水反应非常剧烈,但不能说氟元素的金属性很强,D错误。
9.下列事实与推论相符的是( )
D
选项 实验事实 推论
A H2O的沸点比H2S的沸点高 非金属性:O>S
B 盐酸的酸性比H2SO3的酸性强 非金属性:Cl>S
C 钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 金属性:Na>K
D HF的热稳定性比HCl的强 非金属性:F>Cl
解析 A项,H2O常温下是液体,H2S常温下是气体,沸点:H2O>H2S,但沸点高低是物理性质,与元素非金属性的强弱无关,错误;B项,盐酸是无氧酸,H2SO3不是最高价含氧酸,即两者都不属于最高价氧化物的水化物,虽然盐酸比H2SO3酸性强,也不能证明非金属性:Cl>S;C项,元素的金属性越强,其单质与水或酸发生反应产生氢气就越容易,则钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈,则金属性:K>Na,错误;D项,元素的非金属性越强,其相应氢化物的热稳定性越强,热稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl,正确。
10.下列说法不正确的是( )
A.H2O在高温下难分解,H2S在300 ℃时可分解,说明O的非金属性比S的强
B.I-的还原性比Br-的强,由此可推断Br的非金属性比I的强
C.H2CO3的酸性比HClO的酸性强,说明C的非金属性比Cl的强
D.已知反应:2NH3+3Cl2===N2+6HCl,由此可推断Cl的非金属性强于N
解析 判断非金属性强弱可以依据以下几个方面:①非金属单质与H2化合的难易程度或生成的气态氢化物的稳定性,②最高价含氧酸的酸性强弱,③相互间的置换,④阴离子或氢化物的还原性,C项中不全是最高价含氧酸,无法判断非金属性强弱。
C
11.用“>”或“<”回答下列问题:
(1)酸性:H2CO3________H2SiO3,H2SiO3________H3PO4。
(2)碱性:Ca(OH)2________Mg(OH)2________Al(OH)3。
(3)气态氢化物稳定性:H2O________H2S,H2S________HCl。
从以上答案中可以归纳出:
①元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越________。
②元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越________。
③元素的非金属性越强,其对应气态氢化物的稳定性越________。
答案 (1)> < (2)> > (3)> <①强 ②强 ③强
解析 根据单质及其化合物的性质递变判断元素的金属性和非金属性变化
规律。
12.A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增大,它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等;D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。回答以下问题:
(1)四种元素的符号依次是A________;B________;C________;D________。它们的原子半径由大到小的顺序是________。
(2)写出四种元素最高价氧化物对应水化物的化学式:________________,分别比较酸性或碱性的强弱:________。
(3)写出A、B两种元素气态氢化物的化学式:________,比较其稳定性:
________。
答案 (1)S Cl K Ca r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2 酸性:HClO4>H2SO4,碱性:KOH>Ca(OH)2 (3)HCl、H2S HCl>H2S
解析 因A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等,所以A的核电荷数为2×8=16,A为硫元素;D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半,则D原子的核电荷数是(2+8)×2=20,为钙元素。根据核电荷数依次增大并都能形成离子,排除氩元素,B为氯元素,C为钾元素。
13.原子序数依次增大的W、Q、X、Y、Z元素,且原子序数不大于20。W元素最外层电子数是次外层的3倍;在11~17号元素中,Q是原子半径最大的元素;X是地壳中含量最高的金属元素,Y元素最高正化合价与最低负化合价之和为4,Z的原子序数比Q多8。下列判断正确的是( )
A.原子半径:r(Q)>r(X)>r(Y)>r(Z)
B.简单氢化物的热稳定性:W<Y
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Q>X>Z
D.Q、Y、X最高价氧化物对应水化物两两之间均能反应
D
解析 根据题中信息,W元素最外层电子数是次外层的3倍,则W为O元素;在11~17号元素中,Q是原子半径最大的元素,则Q为Na;X是地壳中含量最高的金属元素,则X为Al;Y元素最高正化合价与最低负化合价之和为4,位于ⅥA族,则Y为S;Z的原子序数比Q多8,则Z为K元素,即W为O,Q为Na,X为Al,Y为S,Z为K元素。同一周期从左向右原子半径逐渐减小,
Na(Q)、Al(X)、S(Y)位于第三周期从左到右,K(Z)比第三周期元素均多一个电子层,则原子半径大小为:r(Z)>r(Q)>r(X)>r(Y),A错误;非金属性:O>S,则简单氢化物的稳定性:W>Y,故B错误;金属性:K>Na>Al,则最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>Q>X,故C错误; Na、Al、S的最高价氧化物对应水化物分别为氢氧化钠、氢氧化铝和硫酸,氢氧化铝为两性氢氧化物,两两之间相互反应,故D正确。
14.x、y、z、d、e、f、 g、h八种原子序数小于18的元素,随着原子序数
增大,原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.e元素的单质与水剧烈反应生成x元素的
单质,能说明e金属性强
B.离子半径: g2->h->d2->e+>f3+
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:z>y
D.气态氢化物的热稳定性: g>h
D
解析 由题图中的化合价、原子半径的大小及原子序数可知,x是H,y是C,z是N,d是O,e是Na,f是Al, g是S,h是Cl。A项, Na与水剧烈反应生成H2,说明钠的金属性强,正确;B项,电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,所以离子半径:S2->Cl->O2->Na+>Al3+,正确;C项,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性:HNO3>H2CO3,正确;D项,元素非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,所以热稳定性:HCl>H2S,错误。
15.下表所列是原子序数小于18的六种元素的原子半径及主要化合价(已知铍元
素的原子半径为0.089 nm)。
元素代号 A B C D X Y
原子半 径/nm 0.037 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化 合价 +1 +3 +6,-2 -1 -2 +5,-3
(1)C离子结构示意图为:_________________________________________。
(2)B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)关于C、D 两种元素说法正确的是____________(填序号)。
a.简单离子的半径D>C
b.气态氢化物的稳定性D比C强
c.最高价氧化物对应的水化物的酸性C比D强
(4)在100 mL 18 mol/L的C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片,加热使其充分反应,产生气体的体积为6.72 L(标况下),则该反应过程中转移的电子数为____________。
答案 (4)0.6NA
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