元素周期律
【学习目标】 1.了解原子核外电子的排布。 2.能结合有关数据和实验事实认识元素周期律,了解原子结构与元素性质的关系。 3.知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 重点:元素周期律的含义和实质;元素性质与原子结构的关系。 难点:元素性质与原子结构的关系。
【巩固练习】
一、选择题(每题有1~2个选项符合题意)
1.下列顺序排列正确的是( )
A.酸性:H3PO4>HNO3>HClO4 B.稳定性:H2O>HF>H2S
C.原子半径:Na>Mg>O D.还原性:F->Cl->S2-
2.2019 丰台一模)下列物质性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )
A.稳定性:H2O>NH3 B.碱性:NaOH>Al(OH)3
C.氧化性:F2>Cl2 D.酸性:CH3COOH>H2CO3
3.(2019 朝阳高三期末)下列推测或结论不合理的是
A.X2-和Y+核外电子层结构相同,原子序数:X<Y
B.气态氢化物的稳定性HCl>HBr,还原性:Cl->Br-
C.硅、锗都位于金属与非金属的交界处,用途:都可以做半导体材料
D.铷(37Rb)和锶(38Sr)分别位于第五周期IA和IIA族,碱性:RbOH >Sr(OH)2
4.短周期元素中,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍;C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半;D元素原子最外层有1个电子,D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同,则4种元素原子序数关系中正确的是( )
A.C>D>B>A B.D>B>A>C C.A>D>C>B D.B>A>C>D
5.核电荷数为1~18的元素中,下列说法正确的是( )
A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
B.最外层有2个电子的元素不一定是金属元素
C.原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素
D.最外层电子数为7的原子,最高正价为+7
6.已知短周期元素的离子aW3+、bX+、cY2―、dZ―都具有相同的电子层结构。下列关系正确的是( ) A.质子数c>b B.离子的还原性Y2->Z- C.氢化物的稳定性H2Y>HZ D.原子半径X<W7.(2019 重庆高考)下列说法正确的是( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
8.已知X、Y均为1~18号之间的元素,X、Y可形成化合物X2Y和X2Y2,又知Y的原子序数小于X的原子序数,则这两种元素的原子序数之和为( )
A.19 B.18 C.16 D.9
9.元素A和元素B的原子序数都小于18。已知A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;B元素原子的M层电子数为(a-b),L层电子数为(a+b),则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有( )
A.能与水反应 B.能与硫酸反应
C.能与氢氧化钠反应 D.能与碳酸钠反应
10.同一周期中,X、Y、Z三种元素,其气态氢化物稳定性按X、Y、Z的顺序不断增强,下列说法正确的是( )
A.非金属性X>Y>Z
B.原子半径X>Y>Z
C.它们氧化物水化物的酸性按X、Y、Z顺序增强
D.气态氢化物的还原性按X、Y、Z顺序增强
11.某短周期主族元素R的最高正化合价与最低负化合价代数和为4。则下列叙述中正确的是( )
A.R是第ⅣA族元素
B.R的气态氢化物的化学式为RH4
C.R能形成两种氧化物RO2和RO3
D.R的气态氢化物的水溶液显强酸性
12.X、Y两元素是同周期的非金属元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是( )
A.最高价氧化物对应水化物的酸性X的比Y的强
B.X的非金属性比Y的强
C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强
D.X的气态氢化物比Y的稳定
13.下列说法正确的是( )
A.核外电子总数相同的原子,一定是同种元素的原子
B.第ⅥA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子
C.任何条件下,0族元素的单质都是气体
D.所有主族元素的原子,形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等
14.短周期元素A、B、C的原子序数依次递增,它们的原子最外层电子数之和为10,A与C同主族,B原子的最外层电子数等于A原子的次外层电子数,则下列叙述正确的是( )
A.原子半径:AB.A的氢化物的稳定性大于C的氢化物的稳定性
C.三种元素的最高价氧化物对应水化物均可由化合反应得到
D.常温下,A、C的氧化物均为气态
15.元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )
A.同周期元素中X的金属性最强
B.原子半径X>Y,离子半径X+>Z2-
C.同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
二、填空题
1.A+、B+、C―、D、E五种微粒(分子或离子),它们都分别含有10个电子,已知它们有如下转化关系: ①A++C―D+E↑,②B++C―—→2D。 (1)写出①的离子方程式_______________________________; 写出②的离子方程式_______________________________。 (2)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子_____________________。 (3)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子_______________________。2.A、B、C、D都是短周期元素。A元素的原子核外有两个电子层,最外层已达到饱和。B元素位于A元素的下一周期,最外层的电子数是A元素最外层电子数的1/2。C元素的离子带有两个单位正电荷,它的核外电子排布与A元素原子相同。D元素与C元素属同一周期,其原子的最外层电子数比C的最外层电子数少1。 根据上述事实判断: (1)写出下列元素的元素符号:A__________、B__________、C__________、D__________。 (2)B元素位于第________周期________族;它的最高价氧化物的化学式是____________;最高价氧化物对应的水化物是一种____________。 (3)在C与D的单质中,与水反应较剧烈的是(写物质的名称)____________,它与水反应的离子方程式是____________________________________。
3.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数,而B的核电荷数比A大2,C原子的电子总数比B原子的电子总数大4,1 mol A的单质跟足量盐酸反应可置换出11.2 L (标准状况)氢气,这时A变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。试回答:
(1)写出各元素的名称:A________,B______,C______。
(2)分别写出A、B最高价氧化物对应水化物跟C的气态氢化物水溶液反应的离子方程式:________________________________,________________。
(3)A离子的氧化性比B离子的氧化性________(填“强”或“弱”),其原因是____________________。
4.在水溶液中,YO3n-和S2-发生反应的离子方程式如下:
YO3n-+3S2-+6H+===Y-+3S↓+3H2O
(1) YO3n-中Y元素的化合价是____________。
(2)Y元素原子的最外层电子数是__________。
(3)比较S2-和Y-的还原性强弱:________>________。
5.(2019 西城检测)为探究Na、Mg、Al的金属活动性顺序,某课外小组同学进行了如下实验:
实验
1.将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。
2.将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中,加入少量水,加热至水沸腾,冷却后,向试管中滴加酚酞溶液。
3.将一小段镁带投入稀盐酸中。
4.将一小片铝投入稀盐酸中。
他们记录的实验现象有:
实验
现象
①剧烈反应,迅速生成大量的气体。
②浮在水面上,熔成小球,不断游动,小球渐小最终消失,溶液变红。
③反应不剧烈,产生无色气体。
④有气体产生,溶液变成红色。
请帮助该小组同学补充下列实验报告中的内容。
(1)在下表中填写与实验相对应的实验现象序号:
实验
1
2
3
4
实验现象
(2)写出钠与水反应的化学方程式_____________________________________________。
(3)实验结论是_____________________________________________________________。
(4)用原子结构理论对上述实验结论进行解释:同周期元素从左至右,原子的电子层数相同,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐_________,原子核对电子的引力逐渐增强,失电子能力逐渐_________,因此_________逐渐减弱。
【答案与解析】
一、选择题
1.C
【解析】A项,酸性应该是H3PO4<HNO3<HClO4,故不正确;B项,稳定性应该是:HF>H2O>H2S,故不正确;D项,还原性应是F-<Cl-<S2-,故不正确。
2.D
【解析】A项,非金属性越强,氢化物越稳定;非金属性O>N,稳定性:H2O>NH3,故A正确。
B项,金属性越强,最高价氧化物的水化物碱性越强;金属性Na>Al,最高价氧化物的水化物碱性为NaOH>Al(OH)3,故B正确。C项,非金属性越强,对应单质的氧化性越强;非金属性F>Cl,对应单质的氧化性为F2>Cl2,故C正确。D项,由醋酸可与碳酸钙反应生成碳酸判断酸性.由醋酸可与碳酸钙反应生成碳酸判断酸性CH3COOH>H2CO3,不能利用元素周期律解释,故D错误。故选D。
3.B
4.A
【解析】A元素原子的次外层电子数只能是2,最外层电子数是4,A的原子序数是6;B元素的内层电子总数只能是2,最外层电子数为6,B的原子序数为8;C元素原子有3个电子层,L层必有8个电子,M层有4个电子,C的原子序数为14;D的阳离子与B的阴离子(即O2-)电子层结构相同,D为Na,原子序数为11,故原子序数:C>D>B>A。
5.BC
【解析】A项中最外层只有1个电子的有H、Li、Na;B项中可以是He、Be、Mg;C项中只能是Be;D项中F无正价。综上所述可知,B、C正确。
6.B
【解析】本题考查离子结构与元素性质之间关系的知识。由题中条件可判断四种元素在周期表中的相对位置关系为:。由此可知:原子序数a>b>d>c,A项错误;离子的还原性Y2->Z-,B项正确;氢化物的稳定性H2Y<HZ,C项错误;原子半径X>W>Y>Z,D项错误。提示:要充分借助元素周期表中递变性来判断。7.B
【解析】A.非金属性Br>I,则HBr比HI的热稳定性强,故A错误;B.非金属性P>Si,则H3PO4比H2SiO3的酸,故B正确;C.Al2O3属于两性氧化物,能与NaOH溶液反应,MgO属于碱性氧化物,与NaOH溶液不反应,故C错误;D.SO2在酸性环境中能被Ba(NO3)2氧化成硫酸钡,则SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀,故D错误;故选B。
8.A
【解析】方法一(联想):根据以往知识,符合X2Y、X2Y2形式的分子式有Na2O、Na2O2和H2O、H2O2两组,但第二组不符合Y的原子序数小于X的原子序数的条件,而第一组不仅符合,而且选项中有。
方法二(推理):由X2Y化学式看。
(1)X的化合价如为+1价,则Y为-2价。
(2)X的化合价如为+2价,则Y为-4价(不成立)。故只有第一种情况可行。由化合价分析1~18号元素之间具有题设条件的元素X只可能为Na、Y为O。故选A项。
9.CD
【解析】已知A、B均为短周期元素,B的L层电子数为(a+b),则a+b=8,根据A元素的次外层电子数为b,且b小于8,只能为2;由此推得a=6,b=2,a-b=4,A元素为氧,B元素为硅,它们形成的化合物SiO2能与氢氧化钠反应,在高温下能与碳酸钠反应。
10.B
【解析】同周期三种元素的气态氢化物稳定性增强,它们的原子序数逐渐增大,根据元素周期律可推知B项正确。
11.C
【解析】短周期的主族元素中,最高正价与最低负价代数和为4,最高正价只能是6,最低负价为-2,则R是第ⅥA族的硫元素,A项错误;硫可以形成SO2和SO3,C项正确;H2S的水溶液呈弱酸性,D项错误。
12.C
【解析】X原子半径比Y的大,说明X在Y的左边,原子序数X比Y小,X的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱,X的阴离子比Y的阴离子还原性强,X的气态氢化物不如Y的稳定。
13.A
【解析】D项中主族元素形成的单原子离子可能是阳离子,也可能是阴离子。若为阳离子,其化合价与它的族序数相同;若为阴离子,则不同。
14.B
【解析】根据A、B、C原子序数和在周期表中的位置关系可知:A为C、B为Mg、C为Si,根据相关元素及化合物的性质可知B项正确。
15.B
【解析】分析题设信息可知,X、Y、Z分别为Na、Cl、O三种元素,则同周期中Na的金属性最强,HClO4的酸性最强;而氧族元素组成的氢化物中H2O的稳定性最高;离子半径Na+二、填空题
1.(1)NH4++OH―NH3↑+H2O H3O++OH―==2H2O (2)Ne、CH4、HF(填两种即可) (3)Na+、Mg2+、Al3+(填两种即可) 【解析】本题考查10e-微粒及性质。具有10e―的微粒有:Ne、HF、H2O、NH3、CH4、H3O+、NH4+、Na+、Mg2+、Al3+、F―、O2―、OH―、NH2―等,再联系题中条件可确定A+为NH4+,B+为H3O+,C―为OH-,D为H2O,E为NH3。 提示:要善于总结具有相同电子数(10e―或18e―)的不同微粒。2. (1)Ne Si Mg Na? (2)三 ⅣA SiO2 ?弱酸 (3)钠 2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑3.(1)钠 铝 氯 (2)OH-+H+===H2O
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)弱 A原子比B原子易失电子,A离子比B离子稳定,难得电子
4.(1)+5 (2)7 (3)S2- Y-
【解析】由离子方程式:YO3n-+3S2-+6H+===Y-+3S↓+3H2O,离子方程式遵守电荷守恒:可知n=1,故YO3-中Y的化合价为+5,由还原产物Y-可知Y元素原子的最外层电子数是7,结合氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,故可确定S2-与Y-还原性的相对强弱。
5.(1)②④①③
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)金属活动性顺序为Na>Mg>Al
(4)减小 减弱 金属性