第一章 物质结构 元素周期律
1.2.1 原子核外电子的排布 元素周期律
(时间:30分钟)
一、选择题
1.下列是几种粒子的结构示意图,有关说法不正确的是
① ② ③ ④
A.①和②属同种元素 B.②属于稀有气体元素
C.①和③的化学性质相似 D.④在反应中易失电子
【答案】B
【解析】A.①是氧原子,②是氧离子,①和②属同种元素,故A正确;B.②是氧离子,②不属于稀有气体元素,故B错误;C.①是氧原子,③是硫原子,它们都容易得到电子,所以①和③的化学性质相似,故C正确;D.④是钠原子,在反应中易失电子,故D正确。故选B。
2.下列有关原子核外电子排布的说法中不正确的是
A.电子总是先排布在能量最低的电子层里
B.每个电子层最多能容纳的电子数为2n2(n为电子层数)
C.最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)
D.S2?的M层电子数是K层电子数的3倍
【答案】D
4倍,D项错误。
3.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:碘化氢>溴化氢>氯化氢
【答案】D
【解析】钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的元素,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,故A、B、C项正确。因为非金属性Cl>Br>I,所以气态氢化物的热稳定性HCl>HBr>HI,D项错误。
4.核电荷数为1~20的元素中,次外层电子数是最外电子层电子数4倍的元素共有
A.4 种 B.3 种 C.2 种 D.l 种
【答案】C
【解析】在核电荷数为1~20 的元素中,当有2个电子层时,次外层电子数是2,不可能是最外电子层电子数4倍,当有3个电子层时,次外层电子数是8,最外电子层电子数2,符合题意的是镁;当有4个电子层时,次外层电子数是8,最外电子层电子数2,符合题意的是钙,共有镁、钙两种,故选C。
5.下列说法正确的是
A.第二周期元素从C到F,非金属性逐渐减弱
B.第三周期元素从Na到Cl,原子半径逐渐增大
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D.LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强
【答案】D
化物的碱性逐渐增强,C项错误,D项正确。
6.已知短周期元素甲和乙,甲原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;乙原子的M层电子数为(a–b),L层电子数为(a+b)。则甲、乙两元素形成的化合物具有的性质是
A.与水反应
B.与氢氧化钠溶液反应
C.与硫酸反应
D.与前三种物质均能反应
【答案】B
【解析】短周期元素甲和乙,甲原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;乙原子的M层电子数为(a–b),L层电子数为(a+b),则a+b=8,所以甲原子有2个电子层,故b=2,则a=6,故甲为氧元素;乙原子的M层电子数为(a–b)=6?2=4,则乙为硅元素,甲、乙两元素形成的化合物为二氧化硅。A.甲、乙两元素形成的化合物是二氧化硅,难溶于水,且不与水反应,A错误;B.二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,B正确;C.二氧化硅不与硫酸反应,C错误;D.由以上分析可知D错误。答案选B。
7.某短周期元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为(2n+l),原子核内质子数是(2n2?l)。下列有关X的说法,不正确的是
A.X是非金属元素
B.X形成含氧酸钾盐化学式可能为KXO2、KXO3或KXO4
C.由X形成的含氧酸均为强酸
D.X不可能为第一周期元素
【答案】C
【解析】短周期元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2?1。假设n=1时,最外层电子数为3,不符合题意;n=2时,最外层电子数为5,质子数为7,符合题意;n=3时,最外层电子数为7,质子数为17,符合题意,以此来解答。短周期元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2?1,假设n=1时,最外层电子数为3,不符合题意;n=2时,最外层电子数为5,质子数为7,符合题意;n=3时,最外层电子数为7,质子数为17,符合题意,A.由于元素X可能为氮元素或氯元素,都为非金属元素,故A正确;B.X为Cl时,对应的化合价有+3、+5、+7价,则含氧酸钾盐化学式可能为KXO2、KXO3或KXO4,故B正确;C.HClO等为弱酸,故C错误;D.由分析可知,假设n=1时,最外层电子数为3,不符合题意,故D正确。
8.短周期元素A、B、C的原子序数依次增大,其族序数之和为13,且C的族序数是B的族序数的3倍。下列说法正确的是
A.三种元素的原子半径:B最小
B.最高价氧化物对应水化物:仅B呈碱性
C.常温下,B在A、C的最高价含氧酸的浓溶液中会发生钝化
D.A、B、C的氧化物都是形成酸雨的罪魁祸首
【答案】B
浓硝酸和浓硫酸中不会发生钝化,C项错误。氧化镁不能形成酸雨,D项错误。
9.a、b、c、d为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。a的最外层电子数是内层电子数的3倍,b的M层上有1个电子,a与c同主族。下列说法不正确的是
A.简单阴离子还原性:d>c
B.气态氢化物稳定性:a>c
C.原子半径:b>c>d
D.ab可形成既含离子键又含共价键的离子化合物
【答案】A
确答案为A。
二、非选择题
10.A、B、C、D 四种元素的原子序数均小于18,其最高正价依次为+1、+4、+5、+7,已知B的原子核外次外层电子数为2。A、C原子的核外次外层电子数为8。D元素的最高价氧化物对应水化物是已知无机含氧酸中最强的酸。则:
(1)A、B、C、D分别是________、________、________、________。?
(2)A的离子结构示意图为________________,C的原子结构示意图为________________。?
(3)C的最高价氧化物对应水化物与A的氢氧化物反应生成________种盐,其化学式为________、________、 (可不填满,也可补充)。?
(4)C、D的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是________________ (填化学式)。?
【答案】(1)Na C P Cl
(2)
(3)3 Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4
(4)HCl>PH3
【解析】对1~18号元素而言,最高正价=最外层电子数。B原子次外层电子数为2,则B原子核外电子数为6,B为碳元素;A、C原子次外层电子数为8,最外层电子数为1、5,则A、C原子的核外电子数分别是11和15,所以A为钠元素,C为磷元素;在已知无机含氧酸中酸性最强的是高氯酸(HClO4),故D为氯元素。
11.下表是周期表中的一部分,根据A~I在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
D
E
G
I
3
B
C
F
H
(1)表中元素,化学性质最不活泼的是________,只有负价而无正价的是________,氧化性最强的单质是_______,还原性最强的单质是________。
(2)最高价氧化物的水化物中碱性最强的是________,酸性最强的是________,呈两性的是________。
【答案】(1)Ne F F2 Na
(2)NaOH HClO4 Al(OH)3
化钠,酸性最强的是高氯酸,呈两性的是氢氧化铝。
12.在探索生命奥秘的过程中,科学家们日益认识到生命细胞的组成和元素周期律有着密切的关系,约占人体总质量99.97%的11种宏量元素,全部位于元素周期表中前20号元素之内,其余0.03%是由十多种人体不可缺少的微量元素组成。在微量元素中,只有F和Si位于短周期,其余均属第一长周期。在宏量元素中,除H、N、P外,在现用的周期表里还有的元素是:(写元素符号)
(1)原子最外层电子数是次外层电子数2倍的是____________;
(2)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是____________,跟它处在同一周期的还有一种非金属元素是___________;
(3)原子半径最大的元素是__________,跟它相邻的两种元素是___________;
(4)剩余的两种元素,它们的离子电子层结构均与Ne的相同,且带电量也相同,但符号相反的两种元素是__________和___________。
【答案】(1)C
(2)Cl S
(3)K Na、Ca
(4)Mg O
(3)元素周期表中前20号元素中,原子半径最大的为K,相邻的元素有同周期的Ca,同主族的Na,故答案为:K;Na、Ca。
(4)Ne的原子核外有10个电子,与Ne的电子层结构相同且带电量也相同,但符号相反的元素有Na和F,Mg和O,Na在题中已有,应为Mg和O,故答案为:Mg;O。