第1课时 元素性质的周期性变化规律
合格考过关检验
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
答案D
解析由元素周期律的内容可知,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,而不是出现周期性的变化。
2.除第一周期外,关于同周期主族元素的下列变化规律中不正确的是( )。
A.从左到右,原子半径逐渐减小
B.从左到右,单质的氧化性减弱,还原性增强
C.从左到右,元素最高正化合价从+1→+7(O、F除外),最低负化合价由-4→-1
D.从左到右,元素最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,酸性增强(O、F除外)
答案B
解析同周期的主族元素从左到右,原子半径逐渐减小;单质的氧化性增强,还原性减弱;金属性减弱,非金属性增强;最高正化合价从+1→+7(O、F除外),最低负化合价由-4→-1。因此B项错误。
3.下列各化合物中,阳离子与阴离子的半径之比最小的是( )。
A.KCl
B.NaBr
C.LiI
D.KF
答案C
解析Li+、Na+、K+中半径最小的是Li+,F-、Cl-、Br-、I-中半径最大的是I-,当分子最小,分母最大时,比值最小,故LiI中阳离子与阴离子的半径之比最小。
4.下列说法正确的是( )。
A.原子序数越大,原子半径一定越大
B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D.按C、N、O、F的顺序,元素的最高正化合价依次升高
答案C
解析主族元素原子半径随原子序数的递增呈周期性变化,故A项错误。氯原子比锂原子多一个电子层,但原子半径r(Li)>r(Cl),故B项错误。元素性质的周期性变化不是简单的重复,变化的程度不同,变化的起点和终点也不同,故C项正确。氟是最活泼的非金属元素,它只有负化合价,没有正化合价;氧的非金属性也很强,中学阶段一般只讲负化合价,故D项错误。
5.下列不能说明钠的金属性比镁强的事实是( )。
A.钠的最高化合价为+1价,镁的最高化合价为+2价
B.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
C.钠与冷水反应剧烈,镁与冷水反应缓慢
D.在熔融状态下,钠可以从MgCl2中置换出镁
答案A
解析金属性是指元素原子失去电子的能力,与失电子数的多少无关,A项错误;金属性强弱的证明方法常有:最高价氧化物对应水化物的碱性强弱(B项)、单质与水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度(C项)、单质之间的置换反应(D项)等,所以B、C、D三项均正确。
6.下列事实,不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是( )。
A.氯气与H2S能发生置换反应
B.HClO4酸性比H2SO4强
C.盐酸是强酸,氢硫酸是弱酸
D.受热时,氯化氢比硫化氢稳定
答案C
解析不能用氢化物水溶液的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱。
7.X元素的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之差为6,元素Y原子次外层与元素X原子次外层均有8个电子,X、Y的离子具有相同的电子层排布,X、Y形成的化合物可能是( )。
A.MgF2
B.MgCl2
C.CaBr2
D.CaCl2
答案D
解析元素X的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之差为6,且元素Y原子次外层与元素X原子次外层均有8个电子,则X是Cl元素;元素X、Y的离子具有相同的电子层排布,则Y可能是K元素或Ca元素等,因此X、Y形成的化合物可能是CaCl2,D正确。
8.下列正确的组合是( )。
①砷(As)位于元素周期表第ⅤA族,其最高价氧化物对应水化物的酸性比硝酸弱 ②铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应 ③气态氢化物的热稳定性H2S弱于HCl ④非金属元素的气态氢化物溶于水后,均形成无氧酸
A.①③④
B.①②④
C.①③
D.②③
答案C
解析①非金属性AsAl,则Tl能与酸反应,但不与氢氧化钠溶液反应,错误;③非金属性S9.随原子序数递增,x、y、z、d、e、f、g、h八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。下列说法正确的是( )。
A.x元素在周期表中的位置是第二周期第ⅠA族
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:y>z
D.气态氢化物的热稳定性:g>h
答案B
解析由图中原子半径的大小可知x位于第一周期,y、z、d位于第二周期,e、f、g、h位于第三周期,再根据元素的化合价可推出x为H,y、z、d分别为C、N、O,e、f、g、h分别为Na、Al、S、Cl。x(H)元素位于第一周期第ⅠA族,A错误;g2-、h-电子层结构相同且有3个电子层,d2-、e+、f3+电子层结构相同且有2个电子层,结合原子序数可判断,B正确;C的非金属性比N的非金属性弱,最高价氧化物对应水化物的酸性y10.根据下表回答下列有关问题。
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二
①
②
三
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
四
⑩
(1)写出下列元素符号:① ,⑥ ,⑦ , 。?
(2)这些元素中最活泼的金属元素是 (填元素符号,下同),最活泼的非金属元素是 ,最不活泼的元素是 。?
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式,下同),碱性最强的是 ,呈两性的氢氧化物是 ,写出三者之间两两反应的化学方程式: , ,
。?
(4)这些元素(除0族元素外)中原子半径最小的是 (填元素符号,下同),原子半径最大的是 。?
(5)在⑧与中,单质的化学性质较活泼的是 (填元素符号),怎样用化学实验证明? ?? 。?
答案(1)N Si S Ca
(2)K F Ar
(3)HClO4 KOH Al(OH)3
3HClO4+Al(OH)3Al(ClO4)3+3H2O
HClO4+KOHKClO4+H2O
KOH+Al(OH)3KAlO2+2H2O
(4)F K
(5)Cl 将氯气通入溴化钠溶液中,溶液变为橙黄色,发生的反应为Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
解析根据元素在元素周期表中的位置,可知①~对应的具体元素,再结合元素周期律可知,最活泼的金属元素是K,最活泼的非金属元素是F,最不活泼的元素是稀有气体元素Ar。它们的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4,碱性最强的是KOH,呈两性的氢氧化物是Al(OH)3。在比较Cl2与Br2的活泼性差异时,可根据元素非金属性强弱比较的依据设计实验。
等级考素养提升
1.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述中正确的是( )。
A.原子半径:r(A)>r(B)>r(D)>r(C)
B.原子序数:d>c>b>a
C.离子半径:r(C2-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+)
D.单质的还原性:A>B>D>C
答案C
解析aA2+、bB+、cC2-、dD-都是短周期元素的离子,由于它们的电子层结构相同,因而C、D位于A、B的上一周期,为非金属元素,且原子序数d>c;A、B为金属元素,且原子序数a>b,四种元素在周期表中的位置为,因而原子序数由大到小的顺序为a>b>d>c,原子半径由大到小的顺序为r(B)>r(A)>r(C)>r(D),离子半径由大到小的顺序为r(C2-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+),单质的还原性:B>A>C>D。
2.(双选)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )。
A.最简单气态氢化物的热稳定性:RB.最高价氧化物对应水化物的酸性:QC.原子半径:T>Q>R
D.非金属性:R答案AD
解析短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al,根据T在周期表中的相对位置,它只能是第三周期的Al,据此可以判断出其他元素,Q为Si,R为N,W为S。非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性和气态氢化物的热稳定性就越强。氮元素的非金属性比硅的强,所以NH3比SiH4稳定,A、D两项错误;硫元素的非金属性比硅的强,所以H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强,B项正确;同一周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以原子半径:Al>Si>P;同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径:P>N,即Al>Si>P>N,C项正确。
3.(双选)下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图。下列说法不正确的是( )。
A.气态氢化物的热稳定性:RB.X与Y可以形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物
C.由X、Y、Z、W、R五种元素形成的简单离子中半径最小的是X2-
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
答案AC
解析在短周期元素中,既有+7价又有-1价的,只有Cl元素,R为Cl元素;X的化合价为-2价,没有正化合价,故X为O元素,Y的化合价为+1价,处于第三周期,所以Y为Na元素;Z位于第三周期且化合价为+3价,Z为Al元素,W的化合价有+6价和-2价,W应为S元素。
4.根据下表信息判断,以下叙述正确的是( )。
部分短周期元素的原子半径及主要化合价
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.089
0.102
0.074
主要化合价/价
+2
+3
+2
+6、-2
-2
A.氢化物的热稳定性:H2TB.单质与同浓度稀盐酸反应的速度:LC.M与T形成的化合物具有两性
D.L2+与R2-的核外电子数相等
答案C
解析由信息表中的原子半径和主要化合价可以判断出T为O,R为S,Q为Be,M为Al,L为Mg。O的非金属性强于S,H2O的热稳定性强于H2S,Mg的金属性比Be强,Al2O3是两性氧化物,Mg2+、S2-的核外电子数分别为10、18。
5.图中曲线表示短周期元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价之间的关系,下列叙述不正确的是( )。
A.①、②形成的化合物的摩尔质量可能是44
g·mol-1
B.①、③可以按原子个数比1∶1形成化合物
C.②、③形成的化合物是两性物质
D.简单离子半径大小为②<③
答案D
解析①的常见最高化合价为+5价,②的常见最高化合价为0价,③的常见最高化合价为+3价,三种元素均为短周期元素,则结合原子序数大小关系判断①为N元素,②为O元素,③为Al元素。①、②形成的化合物N2O的摩尔质量是44g·mol-1,A正确;①、③可以形成化合物AlN,原子个数比为1∶1,B正确;②、③形成的化合物Al2O3与强酸、强碱溶液均能反应,是两性物质,C正确;电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则简单离子半径大小为O2->Al3+,D错误。
6.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数,且B的核电荷数比A大2,C原子的电子总数比B原子的电子总数多4。1
mol
A的单质与足量盐酸反应可置换出11.2
L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。试回答下列问题。
(1)A是 元素,B是 元素,C是 元素。?
(2)写出A、B的最高价氧化物分别与C的气态氢化物的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”)。?
(4)元素D的离子也与A、B的离子具有相同的电子层结构,其单质在反应中只能作还原剂,请你用实验室提供的下列试剂,设计两个原理不同的简单实验(只要写出实验方案即可),证明D元素的金属性比B元素的强。
试剂:镁条、铝条、AlCl3溶液、MgCl2溶液、稀盐酸、NaOH溶液。
方案一:?? 。?
方案二:??? 。?
答案(1)钠 铝 氯
(2)Na2O+2H+2Na++H2O或2Na2O2+4H+4Na++2H2O+O2↑ Al2O3+6H+2Al3++3H2O
(3)弱
(4)方案一:用镁条和铝条分别与盐酸反应,观察其反应的快慢,反应快的金属性强 方案二:将镁条和铝条分别插入NaOH溶液中,观察是否发生反应,能与强碱溶液反应的金属,其金属性相对较弱
解析根据“1molA的单质与足量盐酸反应可置换出11.2L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子”知A为钠元素,则B为铝元素、C为氯元素。A、B最高价氧化物分别为Na2O(或Na2O2)和Al2O3,C的气态氢化物的水溶液为盐酸。因为Na+与Al3+具有相同的电子层结构,而Na+的半径大于Al3+,Na+得电子能力弱于Al3+,即Na+的氧化性弱于Al3+。元素D为镁,要比较Mg和Al的金属性的强弱,可根据比较金属性强弱的理论依据进行方案设计。
-
8
-第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
合格考过关检验
1.已知砷(As)为第ⅤA族元素,下列砷元素形成的化合物的化学式错误的是( )。
A.氢化物:AsH3
B.最高价氧化物:As2O5
C.砷化钠:NaAs
D.含氧酸:H3AsO4
答案C
解析化合物中砷的常见化合价为-3价、+3价、+5价,根据化合价规则可知C错误。
2.下列有关过渡元素的说法正确的是( )。
A.新型高效催化剂多与过渡元素有关
B.高效低毒农药多与过渡元素有关
C.过渡元素中只有铁、锰等少数元素存在变价
D.大多数过渡元素的单质不能与酸反应
答案A
解析高效低毒农药多与元素周期表右上方的元素有关,B错误;过渡元素多数都具有变价,C错误;过渡元素最外电子层上的电子较少,具有较强的还原性,可与酸发生反应,D错误。
3.某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3。这种元素的气态氢化物的化学式是( )。
A.HX
B.H2X
C.XH3
D.XH4
答案D
解析由H2XO3知X呈+4价,则最外层有4个电子,其最低负化合价为-4价,氢化物为XH4,故选D。
4.第ⅡA族元素从第二周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。下列关于第ⅡA族元素的推断可能正确的是( )。
①常温下,单质铍能与水剧烈反应放出H2 ②常温下,单质钡能与水剧烈反应放出H2 ③Be(OH)2易溶于水 ④Ba(OH)2易溶于水 ⑤SrCO3易溶于水
A.①②③
B.③⑤
C.②④
D.①②③④⑤
答案C
解析同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,与水反应越来越剧烈,即常温下,单质钡能与水剧烈反应放出H2,①错误,②正确;Mg(OH)2难溶于水,Ca(OH)2微溶于水,推出Be(OH)2难溶于水,③错误;Ba(OH)2是易溶于水的强碱,④正确;根据MgCO3、CaCO3、BaCO3难溶于水,推出SrCO3难溶于水,⑤错误。
5.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( )。
Y
Z
X
W
A.原子半径:XB.气态氢化物的热稳定性:X>Z
C.一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W
答案C
解析设元素Y的原子序数为y,则y+y+10=3×(y+1),解得y=7,则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。原子半径:Z6.X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y、Z位于同周期,Z位于第ⅣA族。W能与冷水剧烈反应,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是( )。
A.原子半径:WB.气态氢化物的热稳定性:XC.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>W
D.Y的氧化物为两性氧化物
答案D
解析由题意可推出X为O,Y为Al,Z为Si,W为K。A项,原子半径W>Y>Z>X,错误;B项,气态氢化物的热稳定性是H2O>SiH4,错误;C项,最高价氧化物对应的水化物的碱性:KOH>Al(OH)3,错误;D项,Y的氧化物Al2O3有两性,正确。
7.运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是( )。
A.已知Ba是第六周期第ⅡA族的元素,故Ba(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强
B.已知As是第四周期第ⅤA族的元素,故AsH3的热稳定性比NH3的热稳定性强
C.已知Cs是第六周期第ⅠA族的元素,故Cs与水反应比Na与水反应更剧烈
D.已知Cl与Al在同一周期,且Cl的核电荷数比Al的核电荷数大,故Cl的原子半径比Al的原子半径小
答案B
解析同一主族元素从上到下,非金属性减弱,对应气态氢化物的热稳定性减弱,AsH3的热稳定性比NH3的热稳定性弱。
8.运用元素周期律分析,下列推断正确的是( )。
A.砹(At)是第ⅦA族元素,其氢化物的热稳定性强于HCl
B.铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
C.第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性
D.第三周期金属元素的最高价氧化物对应的水化物,其碱性随原子序数的增大而减弱
答案D
解析同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,对应氢化物的热稳定性也逐渐减弱,故At的氢化物的热稳定性比HCl的弱,A错误;同主族元素从上到下金属性逐渐增强,Tl处于第六周期,是一种典型的金属元素,只能与盐酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,B错误;NH3溶于水后的溶液呈碱性,C错误;同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,对应的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,D正确。
9.关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述,其中正确的是( )。
①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具;②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质;③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素;④利用元素周期表可以指导人们寻找某些特殊的材料。
A.①②③④
B.②③④
C.③④
D.①②
答案A
解析根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等,是学习化学知识的一种重要工具,①正确;利用元素周期表,根据元素性质的变化规律可以预测新元素的原子结构和性质,②正确;利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素,③正确;在非金属元素区寻找研制新农药的元素,在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等,利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料,④正确。
10.下表为元素周期表的一部分,表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二
⑦
⑧
⑩
三
①
③
⑤
⑥
⑨
四
②
④
(1)①~⑩中,最活泼的金属元素是 (填元素符号,下同),最不活泼的元素是 。?
(2)①与⑧的简单离子中半径更大的是 (写离子符号)。?
(3)⑧与⑨的气态氢化物中更稳定的是 (填化学式)。?
(4)元素的非金属性:⑥ (填“>”或“<”)⑦。?
(5)①~⑨的最高价氧化物对应水化物中:酸性最强的是 (填化学式,下同);碱性最强的是 ,该碱与⑤的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为 ? 。?
答案(1)K Ne
(2)F-
(3)HF
(4)<
(5)HClO4 KOH Al(OH)3+OH-Al+2H2O
解析(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第ⅠA族,最下方的②为K元素;最不活泼的元素在元素周期表中的0族,由表知⑩为Ne。(2)由表知①为Na、⑧为F,它们的简单离子Na+、F-的核外电子排布相同,且钠的原子序数大,所以r(Na+)等级考素养提升
1.已知短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示,下列说法正确的是( )。
A.原子半径:Z>Y>X
B.X元素位于第二周期
C.气态氢化物的热稳定性:X>Y>Z
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>Z>X
答案B
解析由X、Y、Z为短周期元素及三者位置可推测X元素位于第二周期,B正确;原子半径Z>X>Y,A错误;非金属性越强,对应的气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,因非金属性Y>X>Z,则气态氢化物热稳定性Y>X>Z,最高价氧化物对应水化物的酸性Y>X>Z(X、Y不是O、F),若X、Y为O、F,则无最高价氧化物,C、D错误。
2.元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断,下列说法不正确的是( )。
A.若aX2+和bY-的核外电子层结构相同,则原子序数:a=b+3
B.由水溶液的酸性:HCl>HF,可推断出元素的非金属性:Cl>F
C.锗与硅位于金属元素与非金属元素的分界处,都能作半导体材料
D.S和Se分别位于第ⅥA的第三、四周期,则氢化物的热稳定性:H2S>H2Se
答案B
解析aX2+的核外电子数为a-2,bY-的核外电子数为b+1,由核外电子层结构相同可知a-2=b+1,则a=b+3,A正确;HCl和HF不是最高价含氧酸,所以不能根据两者酸性强弱来判断元素非金属性的强弱,B错误;锗与硅位于金属元素与非金属元素的分界处,都可以作半导体材料,C正确;同一主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,S的非金属性比Se的强,则氢化物的热稳定性:H2S>H2Se,D正确。
3.W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化的情况如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和氖原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强,下列说法正确的是( )。
A.X的非金属性是同周期中最强的
B.对应气态氢化物的热稳定性:Y>Z
C.对应简单离子半径:X>W
D.Z的单质能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
答案D
解析根据条件可知,W的原子序数是8,则W是氧元素;又因为W、X、Y、Z的原子序数递增,原子半径X最大,且X和氖原子的核外电子数相差1,故X是钠;Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y是硅;Z的非金属性在同周期元素中最强,则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的,A错误;对应气态氢化物的热稳定性:Z>Y,B错误;氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布,对应简单离子半径:W>X,C错误;Cl2能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠反应,D正确。
4.(双选)被誉为“矿石熊猫”的香花石,由我国地质学家首次发现。香花石由前20号元素中的6种主族元素组成,分别为X、Y、Z、W、R、T。其中X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数与次外层电子数相等,X、Z位于同族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数是次外层电子数的3倍,T无正价,X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是( )。
A.原子半径:Y>Z>R>T
B.气态氢化物的热稳定性:WC.最高价氧化物对应的水化物的碱性:XD.XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同
答案CD
解析“矿石熊猫”香花石由前20号元素中的6种主族元素组成,其中R原子最外层电子数为其次外层电子数的3倍,R原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则R为O;Y、Z、R、T位于同周期,即处于第二周期,T无正价,则T为F;Z的最外层电子数与次外层电子数相等,则Z为Be;Y为金属元素,则Y为Li;X、Z位于同主族,则X为Mg或Ca,若X为镁元素,由于X与R原子序数之和是W的2倍,则=10,推出W为氖元素,不符合题意,若X为钙元素,由于X与R原子序数之和是W的2倍,则=14,推出W为Si,符合题意。Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、T为氟元素,位于同周期,原子半径Y>Z>R>T,A项正确;W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性F>O>Si,则气态氢化物的热稳定性WBe,则最高价氧化物对应的水化物的碱性:氢氧化钙>氢氧化铍,C项错误;XR2、WR2分别为CaO2、SiO2,CaO2中O为-1价,SiO2中O为-2价,D项错误。
5.(双选)X、Y、Z、W均为短周期元素,原子序数依次增大。Y原子的M电子层有1个电子,Z的氧化物为两性氧化物。W与X同主族,其最高化合价是最低化合价绝对值的3倍。下列说法正确的是( )。
A.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>Z
B.气态氢化物的热稳定性:XC.原子半径:ZD.简单离子的还原性:X答案AD
解析Y原子的M电子层有1个电子,则Y是钠元素,Z的氧化物为两性氧化物,则Z是铝元素,W与X同主族,其最高化合价是最低化合价绝对值的3倍,则W是硫元素,X是氧元素。元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性Y(Na)>Z(Al),A正确;元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的热稳定性X(O)>W(S),B错误;Al与S位于同周期,原子半径Z>W,C错误;元素的非金属性越强,其简单阴离子的还原性越弱,则简单离子的还原性X(O)6.A、B、C、D、E五种元素在周期表中所处的相对位置如图所示:,其中A、B、C位于短周期。又知A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数,B元素原子核内质子数和中子数相等。
请回答下列问题:
(1)A、B、C三种元素的名称分别为 、 、 。?
(2)B元素位于元素周期表中第 周期第 族。?
(3)与C元素位于同主族的另一种短周期元素的元素符号是 。?
(4)C元素的单质与H2反应的化学方程式为 。?
(5)E的元素符号是 ;D的原子序数为 。?
答案(1)氮 硫 氟
(2)三 ⅥA
(3)Cl
(4)F2+H22HF
(5)Br 33
解析设A与C中间的元素原子序数为x,则A、B、C元素的原子序数分别为x-1、x+8、x+1,则x-1+x+1=x+8,x=8,则A为氮元素,B为硫元素,C为氟元素。据此即可解答。
-
7
-第1课时 离子键
1.下列说法错误的是( )。
A.含有金属元素的化合物不一定是离子化合物
B.由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物
C.活泼金属与活泼非金属化合时,能形成离子键
D.含有离子键的化合物一定是离子化合物
答案B
解析含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3不属于离子化合物,A项正确;NH4Cl是由非金属元素组成的离子化合物,B项错误;活泼金属与非金属化合时,能形成离子键,C项正确;物质只要含有离子键就一定是离子化合物,D项正确。
2.下列表示物质结构的化学用语不正确的是( )。
A.Na2O的电子式:N]2-
B.MgCl2的形成过程:
C.MgO的形成过程:
D.NH4Cl的电子式:[H]+]-
答案A
解析氧化钠中的钠离子不能合并,故A错误。
3.Y元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是4;Y元素与M元素形成离子化合物,并在水中电离出电子层结构相同的离子,该化合物是( )。
A.KCl
B.Na2S
C.Na2O
D.K2S
答案D
解析由信息“Y元素最高正化合价与负化合价的绝对值之差是4”,可确定Y元素位于第ⅥA族且不是氧元素;K2S电离出的K+与S2-具有相同的电子层结构。
4.下列各数值表示有关元素的原子序数,能以离子键相互结合成稳定化合物的是( )。
A.10与19
B.6与16
C.11与17
D.14与8
答案C
解析根据离子键的形成条件,活泼金属元素与活泼非金属元素间一般形成离子键,根据原子序数,C项中Na和Cl符合题意。
5.M元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中去,形成化合物Z。下列说法中正确的是( )。
A.Z中不含阴、阳离子
B.Z可表示为M2Y
C.Z的电子式可表示为M2+
D.M形成+2价阳离子
答案D
解析由题意可知,1个M原子失去2个电子形成M2+,故M的最外层电子数应为2,说明M为金属元素;1个Y原子得到1个电子形成Y-,说明Y是非金属元素。Z属于离子化合物,化学式为MY2,A、B两项错误。Z的电子式为]-M2+]-,C项错误。1个M原子失去2个电子形成M2+,M形成+2价阳离子,D项正确。
6.下列各式为用电子式表示的物质的形成过程,其中正确的是( )。
A.
B.
C.
D.
答案D
解析A中KBr的电子式为K+]-;B中弯箭头方向错误,应为;C中CaCl2的电子式错误,应为]-Ca2+]-。
7.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水反应产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式是 ,该化合物由 键构成。?
(2)Na3N与盐酸反应生成 种盐,其电子式分别是 。?
(3)Na3N与水的反应属于 反应(填基本反应类型)。?
(4)比较Na3N中两种粒子的半径:r(Na+) (填“>”“=”或“<”)r(N3-)。?
答案(1)Na+]3-Na+ 离子
(2)两 Na+]-和[H]+]-
(3)复分解
(4)<
解析Na3N为离子化合物,与水反应的化学方程式为Na3N+3H2O3NaOH+NH3↑,是复分解反应,Na+与N3-属电子层结构相同的粒子,钠的核电荷数大于氮的核电荷数,故r(Na+)8.(1)X元素原子最外层有7个电子。Y元素的原子和X元素的原子次外层都有8个电子。在X与Y形成的离子化合物中,阴、阳离子的电子层结构相同。则X与Y形成的化合物的化学式是 。?
(2)由第三周期元素中半径最大的阳离子和半径最小的阴离子形成的化合物的电子式是 。?
(3)离子化合物AB,阳离子比阴离子多一个电子层,1
mol
AB中含12
mol电子,用电子式表示AB的形成过程: 。?
答案(1)KCl或CaCl2
(2)Na+]-
(3)
解析(1)X的最外层有7个电子而次外层有8个电子,只能是氯元素。Y离子与Cl-的电子层结构相同,则Y离子为K+或Ca2+。(2)第三周期半径最大的阳离子是Na+,半径最小的阴离子是Cl-。(3)A+比B-多一个电子层且1molAB中含有12mol电子,则A+有10个电子,B-有2个电子,A+是Na+,B-是H-。
-
3
-第2课时 共价键
合格考过关检验
1.化学反应的实质是旧键断裂、新键形成。下列变化属于化学反应的是( )。
A.碘升华
B.NaCl的晶体加热熔化
C.加热NH4HCO3使其分解
D.用锤子敲碎石灰石
答案C
解析碘升华,化学键无变化,是物理变化;NaCl晶体熔化,用锤子敲碎石灰石,两者只有旧键断裂,没有新键形成,都为物理变化;NH4HCO3分解生成NH3、H2O、CO2,既有旧键断裂,又有新键形成,是化学变化。
2.下列化学用语或模型表示正确的是( )。
A.过氧化氢的电子式:[]2
B.甲烷的分子结构模型:
C.CO2的电子式:OCO
D.质子数为7、质量数为14的原子N
答案D
解析过氧化氢的电子式为H,A项错误;甲烷的分子结构模型为,B项错误;CO2的电子式为,OCO为CO2的结构式,C项错误。
3.下列关于电子式的表述正确的是( )。
A.HClO的电子式为
B.SCl2的电子式为
C.用电子式表示HCl的形成过程为H×+·H+]-
D.已知SCN-每个原子都达到8电子结构,则其电子式为C??]-
答案D
解析A项,HClO的电子式为。B项,S原子的最外层有6个电子,Cl原子的最外层有7个电子,它们之间形成2个共价键从而达到8电子稳定结构,故其电子式为。C项,HCl为共价化合物,其电子式为。
4.下列物质中,既含有极性键又含有非极性键的是( )。
A.H2O2
B.CO2
C.Na2O2
D.NH4Cl
答案A
5.下列变化过程中,无化学键断裂或形成的是( )。
A.石墨转化为金刚石
B.KCl晶体溶于水
C.蔗糖熔化
D.H2SO4溶于水
答案C
解析石墨转化为金刚石是化学变化,一定有化学键的断裂和形成;KCl是离子化合物,晶体溶于水时离子键被破坏;蔗糖熔化时破坏的是分子间作用力;H2SO4是共价化合物,且是电解质,溶于水时破坏共价键,故选C。
6.下列物质中,只含有极性键的化合物是( )。
A.Na2O2
B.Ba(OH)2
C.HClO
D.H2
答案C
解析A项,Na2O2中含有离子键和非极性共价键,不符合题意;B项,Ba(OH)2中含有离子键和极性共价键,不符合题意;C项,HClO中只含有极性共价键,符合题意;D项,H2中只含有非极性共价键,不符合题意。
7.下列数字代表各元素的原子序数,则各组中相应的元素能形成XY2型共价化合物的是( )。
A.3和8
B.1和15
C.12和17
D.6和16
答案D
解析题干要求有两点:一是形成XY2型;二是形成的是共价化合物。A、B、C、D分别可形成Li2O(X2Y型离子化合物)、PH3(XY3型共价化合物)、MgCl2(XY2型离子化合物)、CS2(XY2型共价化合物)。
8.下列物质中只含有离子键的是( )。
A.H2O
B.MgCl2
C.NH4Cl
D.C2H5OH
答案B
9.完成下表中物质的所含化学键类型、所属化合物类型。
物质
CaCl2
CO2
HCl
NaOH
所含化学键类型
所属化合物类型
答案
物质
CaCl2
CO2
HCl
NaOH
所含化学
键类型
离子键
共价键
共价键
离子键、
共价键
所属化合
物类型
离子
化合物
共价
化合物
共价
化合物
离子
化合物
10.现有下列物质:
①N2 ②Na2O2 ③NaOH ④HBr ⑤H2O2 ⑥MgF2 ⑦NH4Cl
(1)只由离子键构成的物质是 。?
(2)只由非极性键构成的物质是 。?
(3)只由非金属元素组成的离子化合物是 。?
(4)由极性键和非极性键构成的物质是 。?
(5)由离子键和非极性键构成的物质是 。?
(6)属于离子化合物的物质是 。?
(7)属于共价化合物的物质是 。?
(8)用电子式表示①、④、⑥的形成过程。
① ;?
④ ;?
⑥ 。?
答案(1)⑥ (2)① (3)⑦ (4)⑤ (5)② (6)
②③⑥⑦ (7)④⑤
(8)①··+··N??
④H×+·
⑥
解析对题中所给7种物质的结构要清楚,理解离子键与共价键的区别,极性键与非极性键的区别,共价化合物与离子化合物的区别,即可顺利解答本题。
等级考素养提升
1.(双选)下列化学用语表示正确的是( )。
A.氯原子的结构示意图为
B.NH4Cl的电子式为[H]+Cl-
C.KCl的电子式为
D.CO2的结构式为OCO
答案AD
解析NH4Cl是离子化合物,其电子式为
[H]+]-,B项错误;KCl是离子化合物,其电子式为K+]-,C项错误。
2.能证明氯化氢是共价化合物的现象是( )。
A.HCl极易溶于水
B.液态HCl不能导电
C.HCl在水溶液中完全电离
D.HCl是无色有刺激性气味的气体
答案B
解析液态HCl不能导电说明没有自由移动的离子存在,故H原子和Cl原子之间的相互作用是共价键,因此HCl为共价化合物。
3.下列反应过程中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键断裂和形成的反应是( )。
A.NH4ClNH3↑+HCl↑
B.NH3+CO2+H2ONH4HCO3
C.2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
D.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
答案D
解析A、B两项反应中反应物和生成物中没有非极性共价键,不符合题意;C项,有非极性共价键(Cl—Cl)的断裂,没有非极性共价键的形成。
4.下列各物质中,除氢原子外,每个原子最外层均达到8电子结构,则它们的结构式错误的是( )。
A.氧分子:OO
B.S2Cl2:Cl—S—S—Cl
C.氢氰酸:H—C≡N
D.光气(COCl2):Cl—C—O—Cl
答案D
解析氧原子有6个价电子,故需要形成两个共价键才能达到8电子结构,A项正确;硫原子有6个价电子,氯原子有7个价电子,它们分别需要形成2个、1个共价键才能达到8电子结构,B项正确;同理分析C、D项可知,C项正确,D项错误。
5.(双选)对硫氮化合物的研究是现代无机化学较为活跃的领域之一。如图是已经合成的著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是( )。
A.该物质与化合物S2N2互为同素异形体
B.该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键
C.该物质可能是离子化合物
D.该物质的1个分子中含有8个N—S
答案BD
解析同素异形体的研究对象为单质,而硫氮化合物为化合物,A项错误;该物质的分子中既有极性键(N—S)又有非极性键(S—S),B项正确;从题给信息知该化合物中不存在离子键,不是离子化合物,C项错误;由题图知该物质的1个分子中含有8个N—S,D项正确。
6.有X、Y、Z三种元素,已知X元素气态氢化物的化学式为H2X,该氢化物的相对分子质量与X最高价氧化物的相对分子质量之比为17∶40,X原子核内质子数与中子数相等,Y与X可形成离子化合物Y2X。Y阳离子的电子层结构与Ne相同,Z与X处于同一周期,其气态单质是双原子分子,两原子共用一对电子。试回答下列问题。
(1)写出各元素的符号:X ,Y ,Z 。?
(2)Y单质在空气中燃烧后的生成物的电子式为 。?
(3)用电子式表示X与Y形成化合物的过程: 。?
(4)用电子式表示X与H(氢)形成化合物的过程: 。?
答案(1)S Na Cl
(2)Na+]2-Na+
(3)
(4)··+2H×H
7.已知五种元素的原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E,A、C同周期,B、C同主族。A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10个电子的分子。试回答下列问题:
(1)写出五种元素的元素符号:
A 、B 、C 、D 、E 。?
(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程: 。?
(3)写出下列物质的电子式:
①E与B形成的化合物: ;?
②A、B、E形成的化合物: ;?
③D与E形成的化合物: ;?
④C、D、E形成的离子化合物: 。?
答案(1)Na O S N H
(2)
(3)①H(或H)
②Na+H]-
③H(或H等)
④[H]+]2-[H]+(或
[H]+H]-)
解析因为A、B离子的电子数相同,在电子总数为30的A2B离子化合物中,每个离子的电子数为10个,故可推知A是Na元素、B是O元素;因为4个原子核、10个电子形成的分子中,每个原子平均不到3个电子,可知其中一定含有氢原子,分子中有4个原子核、共10个电子,一定是NH3;因原子序数:D>E,故D为N元素、E为H元素;C与A(Na)同周期,与B(O)同主族,所以C为S元素。
7第1课时 原子结构
1.下列说法正确的是( )。
A.所有原子都是由质子、中子和核外电子构成的
B.只要知道粒子的质子数,就一定能确定它是什么元素
C.由于质量数=质子数+中子数,所以电子是没有质量的
D.分子的质子数等于该分子中各原子的质子数之和
答案D
解析一般说来,原子是由质子、中子和核外电子构成的,但是质量数为1的氢原子(1H)的中子数为0,A项错误;粒子包括原子、分子(单原子分子或多原子分子)、离子等,B项错误;在计算质量数时,由于电子的质量比质子、中子的质量小得多而被忽略,不是电子没有质量,C项错误。
2.某元素的离子Am-核内有n个中子,核外有x个电子。该原子的质量数是( )。
A.x-m+n
B.x+m+n
C.m+n-x
D.x-n+m
答案A
解析某元素的离子Am-核内有n个中子,核外有x个电子,则该元素原子的核内质子数为x-m,因此该原子的质量数=质子数+中子数=x-m+n。
3.核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较,下列数据中前者是后者4倍的是( )。
①核外电子数 ②最外层电子数 ③电子层数 ④次外层电子数
A.①④
B.①③④
C.①②④
D.②③
答案A
解析核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子,核外电子数分别是16和4,最外层电子数分别是6和2,电子层数分别是3和2,次外层电子数分别为8和2,A正确。
4.原子核外电子是分层排布的,下列关于L层与M层的比较不正确的是( )。
A.L层离核比M层离核近
B.M层上电子所具有的能量高于L层上的电子
C.当L层上的电子数为奇数时,M层上不可能有电子
D.当L层上的电子数为偶数时,M层上一定有电子
答案D
解析L层离核比M层离核近,A正确;离核越远,电子能量越高,M层离核的距离大于L层离核的距离,B正确;L层最多可容纳8个电子,当L层上的电子数为奇数时,说明L层上电子未填满,M层上不可能有电子,C正确;由氖原子的L层上有8个电子而其M层上无电子可知,D错误。
5.某元素的原子核外有三个电子层,M层的电子数是L层电子数的,则该元素的符号是( )。
A.Li
B.Mg
C.Al
D.Si
答案B
解析根据原子核外电子的排布规律可知,K层排满2个电子后再排L层,L层需排满8个电子后再排M层,M层的电子数是L层电子数的,即M层电子数为2,则该元素原子的核外电子数是2+8+2=12,即原子序数为12,该元素是Mg。
6.下列粒子中,各电子层电子数都达到2n2(n为电子层序数)的是( )。
A.Ne、Ar
B.Al3+、S2-
C.F-、Na+
D.Ne、Cl-
答案C
解析A项,Ar不符合条件,故错误。B项,S2-不符合条件,故错误。C项,F-、Na+核外各电子层电子数都能达到2n2,故正确。D项,Cl-不符合条件,故错误。
7.核电荷数小于或等于18的元素中,原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有( )。
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
答案B
解析在核电荷数为1~18的元素中,符合题述要求的元素原子的电子排布分别为2、1和2、8、5。
8.根据下列元素原子某层的电子数,能确定该元素原子序数的是( )。
A.K层有2个电子
B.L层有3个电子
C.次外层有8个电子
D.最外层有5个电子
答案B
解析A、C、D三项均无法确定相应元素原子的电子层数,也就无法求其质子数;L层上有3个电子的原子对应元素的原子序数为5,B项正确。
9.1~18号元素中,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种元素核电荷数关系中正确的是( )。
A.C>D>B>A
B.D>B>A>C
C.A>D>C>B
D.B>A>C>D
答案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的核电荷数为6;B元素的内层电子总数只能是2,最外层电子数为6,B的核电荷数为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的核电荷数为14;D的阳离子与B的阴离子(即O2-)电子层结构相同,D为Na,核电荷数为11;故核电荷数:C>D>B>A。
10.已知下列原子或离子的结构示意图,回答下列问题。
(1)电子层排布相同的是 (填字母,下同);?
(2)属于同一种元素的是 ;?
(3)属于金属元素的是 ;?
(4)属于稀有气体元素的是 。?
答案(1)BC (2)AB (3)D (4)C
解析(1)由结构示意图可知,B和C的电子层排布相同。
(2)核内质子数相等的A和B属于同一种元素。
(3)金属元素原子的最外层电子数一般少于4,D为Na,属于金属元素。
(4)稀有气体元素原子的最外层电子数一般为8(He为2)。
11.用A+、B-、C2-、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种粒子(离子或分子),请回答下列问题:
(1)A元素是 ,B元素是 ,C元素是 。(用元素符号表示)?
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 。?
答案(1)K Cl S
(2)HCl
解析常见的18e-粒子中,阳离子有K+、Ca2+等;阴离子有P3-、S2-、HS-、Cl-等;分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。结合题目所给条件可确定答案。
12.根据下列叙述,画出对应粒子的结构示意图。
(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍: 。?
(2)与Ar原子电子层结构相同的-1价阴离子: 。?
(3)质量数为23、中子数为12的原子: 。?
(4)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图是 。?
答案
解析(1)根据核外电子排布规律可知,原子的最外层电子数不超过8,A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍,则A只能是O元素,其原子结构示意图为。
(2)与Ar原子的电子层结构相同的-1价阴离子为Cl-,Cl-的结构示意图为。
(3)质量数为23、中子数为12的原子,质子数为23-12=11,即为Na原子,其原子结构示意图为。
(4)设核电荷数=质子数=a,元素原子的电子层数为x,最外层电子数为y,依题意:a=5x,a=3y,则5x=3y,x=。因原子的最外层电子数不超过8,即y为1~8的正整数,故仅当y=5,x=3合理,该元素的核电荷数为15。
13.某简单粒子的结构示意图为,且x、y均为不大于20的正整数,据此回答下列问题:
(1)若该粒子一般情况下不与其他元素的原子反应,这种粒子的符号是 。?
(2)若该粒子有很强的氧化性,且只需得到一个电子就能达到稳定结构,这种粒子的结构示意图为 。?
(3)若该粒子为正一价阳离子,且对应的碱为可溶性强碱,则x= ,y= 。?
(4)当x-y=10时,该粒子为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。?
(5)当y=8时,粒子可能为(填粒子符号) 、 、 、 、 。?
答案(1)Ar
(2)
(3)19 8
(4)原子
(5)Ar Cl- S2- K+ Ca2+(合理即可)
解析(1)依据题目所给的结构示意图可知,若粒子性质稳定,则为稀有气体Ar。
(2)若该粒子有很强的氧化性,且只需得到一个电子就能达到稳定结构,则该粒子是最外层电子数为7的氯原子。
(3)若该粒子为正一价阳离子,且对应的碱为可溶性强碱,则该粒子是K+,其原子核内有19个质子,其离子最外层电子数为8。
(4)当x-y=10时,x=10+y,说明核内质子数等于核外电子数,所以该粒子应为原子。
(5)当y=8时,应为含18个电子的粒子,可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。
-
5
-第2课时 元素周期表 核素
合格考过关检验
1.1869年,俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表,揭示了化学元素间的内在联系,成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是( )。
A.元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族
B.元素周期表有18个族
C.第ⅠA族的元素全部是金属元素
D.短周期是指第一~第四周期
答案A
解析第ⅢB族中包含锕系元素与镧系元素,共有32种元素,A项正确;元素周期表中共有18个纵列,16个族,B项错误;第ⅠA族中H为非金属元素,C项错误;短周期包括第一~第三周期,D项错误。
2.一种合成纳米材料的化学式为RN。已知该化合物中的Rn+核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的( )。
A.第三周期第ⅤA族
B.第四周期第ⅢA族
C.第五周期第ⅢA族
D.第四周期第ⅤA族
答案B
解析N元素在RN中显-3价,则Rn+中n=3,则R原子含31个电子,其质子数为31,核外电子排布为,所以应为第四周期第ⅢA族,故答案应选B。
3.已知A为第ⅡA族元素,B为第ⅢA族元素,它们的原子序数分别为m和n,且A、B为同一周期的元素,下列关系式错误的是( )。
A.n=m+1
B.n=m+11
C.n=m+25
D.n=m+10
答案D
解析若A、B为第二、第三周期元素,n=m+1;若A、B为第四、第五周期元素,n=m+11;若A、B为第六、第七周期元素,n=m+25。
4.下列各表中的数字代表的是元素的原子序数。表中数字所对应的元素与它们在周期表中的位置相符的是( )。
答案D
解析1号元素正下方为3号元素,1号和2号元素相隔16列,A项错误;10号元素在周期表中第18列(即最后一列),B项错误;13号元素正上方为13-8=5号元素,正下方为13+18=31号元素,C项错误;D项正确。
5.为纪念俄国化学家门捷列夫,人们把第101号元素(人工合成元素)命名为钔。该元素最稳定的一种原子可以表示为Md,该原子所含中子的数目为( )。
A.56
B.157
C.258
D.101
答案B
解析Md的质子数为101,质量数为258,所以中子数为258-101=157。
6.下列有关说法中正确的是( )。
A.Ne和Ne是同素异形体
BNe和Ne属于不同的核素
CNe和Ne的性质完全相同
DNe转变为Ne为化学变化
答案B
解析Ne和Ne的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A错误Ne和Ne的质子数相同,中子数不同,属于不同的核素,B正确Ne和Ne的化学性质几乎完全相同,物理性质不同,C错误Ne转变为Ne的过程中原子核发生了变化,该过程不是化学变化,D错误。
7.关于O、O2-、O四种粒子,以下说法正确的是( )。
A.它们是同种原子
B.它们是几种不同的单质
C.它们是氧元素的几种粒子的不同表示方法
D.四种粒子的质子数和电子数均相等
答案C
解析四种粒子的质子数相等,但中子数不完全相等,因此不是同种原子,A错误;四种粒子均不是单质,B错误;四种粒子均属于氧元素,分别为核素、核素、离子、原子,故C正确;O2-与其他三种粒子的电子数不同,D错误。
8.Pu裂变速度快,临界密度小,要用三米厚的水泥才能挡住核辐射。一定条件下,天然U可转化为Pu。关于Pu的说法不正确的是( )。
APu原子核外有94个电子
BPu与Pu互为同位素,是两种不同的核素
CU转化为Pu的变化为化学变化
DPu的近似相对原子质量为239
答案C
解析Pu原子质子数为94,原子核外有94个电子,A项正确Pu与Pu是质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子,互为同位素,是两种不同的核素,B项正确;化学变化是原子、分子层次上的变化U转化为Pu的变化是原子核内的变化,不是化学变化,C项错误Pu的近似相对原子质量的整数值等于其质量数,为239,D项正确。
9.简单原子的原子结构可用下图形象地表示:
其中“”表示质子或电子,“”表示中子,则下列有关①②③的叙述正确的是( )。
A.①②③互为同素异形体
B.①②③互为同位素
C.①②③是三种化学性质不同的粒子
D.①②③具有相同的质量数
答案B
解析由题图可知三种原子的质子数、核外电子数相同,而中子数不同,所以应为同位素,同位素的化学性质几乎完全相同。
10.结合元素周期表回答下列问题:
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素,属于短周期元素的有 种,属于主族元素的有 种;g元素位于第 周期 族;i元素位于第 周期第 族。?
(3)元素f是第 周期第 族元素,请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。?
(4)写出元素c、f的最高价氧化物对应水化物之间发生反应的化学方程式:? 。?
答案(1)
(2)7 6 三 0 四 ⅡB
(3)三 ⅥA
(4)H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O
解析(1)根据元素周期表的结构知:第一周期有2种元素,第二、第三周期元素分别有8种元素,都位于第1、2、13~18列,第四~第七周期为长周期,包括1~18列,由此可画出元素周期表的边界。
(2)画出元素周期表的边界,对照元素周期表,很容易找出各元素在元素周期表中的位置。
(3)第三周期第ⅥA族元素为硫,原子序数为16,相对原子质量为32。
等级考素养提升
1.若把元素周期表原先的主、副族及族号取消,由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按此规定,下列说法错误的是( )。
A.只有第2列元素的原子最外层有2个电子
B.第14列元素形成的化合物种类最多
C.第3列元素种类最多
D.第17列元素都是非金属元素
答案A
解析第2列最外层2个电子,第18列的He及第3列到第12列的多数过渡元素原子的最外层也是2个电子,故A项错误;第14列含有碳元素,形成化合物种类最多,B项正确;第3列含镧系元素和锕系元素,C项正确;第17列全为非金属元素,D项正确。
2.(双选)科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含
95个质子的镅原子,结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列叙述正确的是( )。
A.115号元素在第六周期
B.113号元素在第七周期第ⅢA族
C.115号和113号元素都是金属元素
D.镅元素和115号元素不在同一周期
答案BC
解析95号元素镅、115号元素、113号元素,原子序数都大于86而小于118,所以都在第七周期;115号元素比118号元素原子序数少3,应在第ⅤA族,113号元素在第ⅢA族;113号元素和115号元素都是金属元素。
3.第ⅤA族元素中的A、B两种元素所在周期分别最多可排18和8种元素,且B在A的上一周期,当A的原子序数为x时,B的原子序数为( )。
A.x-18
B.x-8
C.x+8
D.x+18
答案A
解析据题意可知A、B在周期表中的相对位置为,且在第ⅤA族,A所在周期含18种元素,所以B的原子序数应为x-18。
4.下列说法错误的是( )。
A.H、H+和H2是氢元素的四种不同粒子
BCa和Ca、石墨和金刚石均互为同素异形体
CH和H是不同的核素
D.12C和14C互为同位素,物理性质不同,但化学性质几乎完全相同
答案B
解析元素的存在形式有游离态和化合态两种,A项中的四种粒子是氢元素的四种不同粒子H和H是质子数均为1、中子数不等的不同的氢原子,它们是不同的核素;12C和14C由于其质子数均为6,而中子数分别为6和8,故它们互为同位素。Ca和Ca互为同位素,其物理性质不同但化学性质几乎完全相同;金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质,它们互为同素异形体。
5.已知R2+核外有a个电子,b个中子。表示R原子符号正确的是( )。
AR
BR
CR
DR
答案D
解析1个R原子失去2个电子形成R2+,故R原子核外有a+2个电子,核内有b个中子,a+2个质子,表示R原子符号正确的是R。
6.A、B两种元素,A的原子序数为x,A和B所在周期所含的元素种类分别是m和n。
(1)如果A和B同在第ⅠA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 ;当B在A的下一周期时,B的原子序数为 。?
(2)如果A和B同在第ⅦA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 ;当B在A的下一周期时,B的原子序数为 。?
答案(1)x-n x+m (2)x-m x+n
解析经过对元素周期表的分析研究,可以得出以下结论:①第ⅠA、ⅡA族,下面元素的原子序数等于同主族上面元素的原子序数加上上面元素所在周期的元素种类数。②第ⅢA到0族,下面元素的原子序数等于上面元素的原子序数加上下面元素所在周期的元素种类数。
7.元素周期表中前七周期最多含有的元素种类如下表所示:
周期数
一
二
三
四
五
六
七
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
(1)第六、第七周期比第四、第五周期多了14种元素,其原因是?? 。?
(2)周期表中第 族所含元素种类最多,第 族元素形成化合物种类最多。?
(3)请分析周期序数与元素种类的关系,然后预言第八周期最多可能含有的元素种类为 。?
A.18
B.32
C.50
D.64
答案(1)第六、第七周期在第ⅢB族中一个空格分别容纳了镧系和锕系,镧系和锕系均包含了15种元素
(2)ⅢB ⅣA (3)C
解析(1)第六、第七周期中由于出现了57~71号的镧系元素和89~103号的锕系元素,使元素的种类比前面周期所含元素的种类要多。也正因为如此,致使第ⅢB族所含元素种类最多。
(2)已知有机化合物的种类远远多于无机化合物,而形成有机化合物的主要元素是碳,故第ⅣA族元素所形成的化合物种类最多。
(3)根据下表可通过分析数据归纳出潜在的规律:
周期序数
一
二
三
四
五
六
七
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
2×12
2×22
2×22
2×32
2×32
2×42
2×42
可见,规律是2n2(n=1,2,3……)。由此预测第八周期元素种类应为2×52=50种,答案为C。
-
7
-第3课时 原子结构与元素的性质
合格考过关检验
1.下列关于碱金属元素的说法正确的是( )。
①原子结构的相同点是最外层电子数相同,都为1 ②原子结构的不同点是随核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大 ③具有相似的化学性质,都是活泼金属 ④都具有强还原性,在化合物中显+1价 ⑤化学性质有差别,从Li到Cs,失电子能力逐渐增强
A.①③④
B.①③⑤
C.②④⑤
D.①②③④⑤
答案D
解析碱金属元素原子的最外层都有一个电子,都易失去一个电子,具有强还原性,在化合物中显+1价,①③④正确;碱金属元素从Li到Cs,原子半径逐渐增大,原子核对核外电子的束缚逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,②⑤正确。
2.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是( )。
①对应氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③与O2反应均可得到多种氧化物 ④单质的密度依次增大,均要保存在煤油中 ⑤单质的还原性依次增强 ⑥对应离子的氧化性依次增强
A.①③⑤
B.②④⑥
C.②③④⑥
D.①⑤
答案C
解析元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性也越强,由于5种元素中金属性最强的元素是Cs,所以对应的氢氧化物中碱性最强的是CsOH,①正确;碱金属单质的熔点随着原子序数的增加而降低,所以单质熔点最低的是铯,②错误;Li与O2反应只能得到Li2O,③错误;Li的密度比煤油小,不能保存在煤油中,应该保存在液体石蜡中,④错误;碱金属元素随原子序数的增加,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,所以其单质的还原性依次增强,所以它们对应离子的氧化性依次减弱,⑤正确,⑥错误。
3.下列说法中,不符合第ⅦA族元素性质特征的是( )。
A.易形成-1价离子
B.最高价氧化物的水化物显酸性(氟除外)
C.从上到下元素的非金属性依次增强
D.从上到下元素对应氢化物的热稳定性依次减弱
答案C
解析第ⅦA族元素的原子最外层都有7个电子,易得到1个电子形成-1价离子,A不符合题意;氟元素无正价,其余卤族元素的最高价氧化物的水化物都显酸性,B不符合题意;从上到下卤族元素随着核电荷数的增加,非金属性逐渐减弱,对应氢化物的热稳定性也逐渐减弱,C符合题意,D不符合题意。
4.砹是卤族元素,位于第六周期,根据卤素性质的递变规律,对砹及其化合物的叙述,正确的是( )。
A.与H2化合的能力:At2>I2
B.砹在常温下为白色固体
C.砹原子的最外电子层上有7个电子
D.砹化氢很稳定,不易分解
答案C
解析从F到At,元素的非金属性逐渐减弱,与H2化合的能力逐渐减弱,氢化物的热稳定性逐渐减弱,A、D两项不正确;由F2到At2,单质的颜色逐渐加深,状态由气态到液态再到固态,I2是紫黑色固体,则砹为比I2颜色更深的固体,B项不正确;卤族元素的原子,最外层上都有7个电子,C项正确。
5.下列关于同主族元素的说法错误的是( )。
A.同主族元素随原子序数递增,元素原子的得电子能力逐渐增强
B.同主族元素随原子序数递增,单质的氧化能力逐渐减弱
C.同主族元素原子最外层电子数都相同
D.同主族元素的原子半径,随原子序数增大而逐渐增大
答案A
解析同主族元素,最外层电子数相同,随原子序数增大,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,故A错误,B、C、D正确。
6.下列操作能达到实验目的的是( )。
A.检验钠和钾:分别取小粒投入含酚酞溶液的水中,观察溶液颜色变化
B.检验氯化钠、溴化钾、碘化钾溶液:分别滴加溴水,振荡,观察颜色
C.除去氯化钾中的少量碘化钾:溶于水,并通入足量氯气,加热蒸干
D.证明钾比钠活泼:向氯化钠水溶液中加入一小粒钾,观察现象
答案C
解析钠、钾与水反应都生成强碱,使溶液呈红色,A错;NaCl、KBr与溴水均不反应,故无法区别,B错;钾与NaCl溶液中的H2O反应,而不可能置换出钠,D错。
7.同主族元素所形成的同一类型的化合物,其结构和性质往往相似。化合物PH4I是一种无色晶体,下列对它的描述中不正确的是( )。
A.在加热时此化合物可以分解
B.易溶于水
C.该化合物不能与强碱发生化学反应
D.该化合物在一定条件下由PH3与HI化合而成
答案C
解析同主族元素所形成的同一类型的化合物,其结构和性质往往相似,则PH4I与NH4Cl性质相似,则PH4I不稳定,加热易分解,A项正确;易溶于水,B项正确;该化合物可与强碱发生反应生成PH3,C项错误;根据NH4Cl的性质判断,PH3与HI化合可生成PH4I,D项正确。
8.据报道,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题:
(1)铷(Rb)位于元素周期表的第 周期第 族。?
(2)下列关于铷的结构和性质判断正确的是 (填序号)。?
①与水反应比钠剧烈
②它的原子半径比钠小
③它的氧化物露置在空气中易吸收CO2
④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同
⑤它是还原剂
(3)现有铷和另一种碱金属单质形成的合金50
g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4
L,这种碱金属单质可能是 。?
A.Li
B.Na
C.K
D.Cs
答案(1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)AB
解析(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期第ⅠA族。
(2)由Rb的原子结构示意图可知②④不正确;又因Na和Rb同主族,根据同主族元素性质的递变规律知,Rb的金属性比Na的金属性强,故①③⑤正确。
(3)利用摩尔电子质量(Me)求解。50g合金与水反应生成1molH2,转移2mol电子,即Me(合金)=25g·mol-1,而Me(Rb)>25g·mol-1,故另一碱金属单质的Me<25g·mol-1,可能为Li或Na。
等级考素养提升
1.(双选)同主族元素性质类似,下列关于碱金属元素的说法中正确的是( )。
A.从上到下,原子半径逐渐增大,单质的熔点逐渐降低
B.Cs的活动性强于K,则Cs可从K的盐溶液中置换出K
C.Li、Na、K均可保存在煤油中
D.Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的离子半径逐渐增大,氧化性逐渐减弱
答案AD
解析碱金属元素从上到下原子半径逐渐增大,单质的熔点逐渐降低,A正确;碱金属单质性质很活泼,在盐溶液中首先与水发生反应,故不能把其他金属置换出来,B错误;锂的密度比煤油小,应保存在石蜡中,C错误;碱金属元素从上到下金属性逐渐增强,所以对应阳离子的氧化性逐渐减弱,D正确。
2.下列叙述中说明金属X比金属Y活动性强的是( )。
A.X原子最外层电子数比Y原子的最外层电子数少
B.X原子电子层数比Y原子电子层数多
C.1
mol
X从酸中置换生成的H2比1
mol
Y从酸中置换生成的H2多
D.常温时,X能从酸中置换出氢,而Y不能
答案D
解析比较金属的活动性强弱时应根据失去电子的难易程度,而不应根据最外层电子数的多少;应根据与水(或酸)反应的剧烈程度,而不应根据产生H2的量的多少,更不应根据原子核外电子层数的多少。
3.如图表示碱金属单质的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是( )。
A.还原性
B.与水反应的剧烈程度
C.熔点
D.原子半径
答案C
解析由图可知,随碱金属元素的核电荷数的增大,碱金属单质的性质呈增大的趋势。随核电荷数的增大,碱金属单质的还原性增强,与水反应的剧烈程度增大,原子半径增大,A、B、D项正确;随核电荷数的增大,碱金属单质的熔点逐渐降低,C项与图不符,故选C项。
4.对于可能存在的第119号元素,
有人称之为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势,
判断下列有关“类钫”的预测说法不正确的是( )。
A.“类钫”元素位于元素周期表的第八周期,
在化合物中显+1
价
B.“类钫”元素的非金属性极强,
其最高价氧化物对应的水化物为强酸
C.“类钫”单质遇水剧烈反应,
可能发生爆炸
D.“类钫”单质的密度大于钫单质,且大于
1
g·cm-3
答案B
解析由碱金属元素原子的最外层电子数都为1可知,“类钫”在化合物中呈+1价,A正确;碱金属元素从上到下元素的金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物为强碱,B错误;碱金属元素从上到下元素的金属性逐渐增强,“类钫”的金属活动性比钫还强,单质遇水剧烈反应,可能发生爆炸,C正确;碱金属元素从上到下,单质的密度逐渐增大(K除外),“类钫”的密度应是碱金属中最大的,D正确。
5.已知下列转化关系:
请回答下列问题。
(1)写出M、N的化学式: 、 。?
(2)写出下列反应的化学方程式。
①X+Y: 。?
②M+Y: 。?
(3)X的一种含氧化合物常作潜水艇中人员的供氧剂,写出由X制取该含氧化合物的化学方程式并标出氧元素的化合价: 。?
答案(1)NaOH NaClO
(2)①2Na+Cl22NaCl
②2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
(3)2Na+Na2
解析由图示中“X+YNaCl”和“X+H2OH2↑+M”可确定X为Na,Y为Cl2,M为NaOH,则N为NaClO。
6.为了比较卤素单质的氧化性强弱,可在实验室先制取Cl2,并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉KI溶液中,有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及药品,试回答下列问题:
(1)若所制气体从左向右流向时,上述仪器接口的连接顺序为H接 、 接 、 接 。?
(2)装置3的作用是 ,反应的离子方程式为 。?
(3)装置1中产生的现象是 ,反应的化学方程式为 。?
(4)通过本实验可得到的结论是? 。?
答案(1)D C B A F
(2)吸收未反应完的Cl2,防止污染空气
Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(3)溶液变蓝 Cl2+2KII2+2KCl
(4)同主族元素随着原子序数递增,元素非金属性逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱
解析(1)根据实验目的可知,先制取氯气,然后将氯气通入NaBr溶液,再通入KI溶液检验氯气的强氧化性,氯气有毒不能直接排入空气,否则会污染空气,所以最后连接尾气处理装置,检验装置中导气管遵循“长进短出”原则,所以连接顺序是H→D→C→B→A→F。
(2)装置3的作用是吸收未反应完的Cl2,防止污染空气,离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
(3)氯气能氧化碘离子生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,看到的现象是溶液变蓝色,化学方程式为Cl2+2KII2+2KCl。
(4)氯气与NaBr、KI的反应中,Cl元素化合价由0价降低为-1价、Br或I元素化合价由-1价升高为0价,所以氯气是氧化剂,溴或碘是氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由此得出同主族元素随着原子序数的递增,元素非金属性逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱。
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