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2022版高考化学一轮复习 限时集训16 元素周期表和元素周期律

2022版高考化学一轮复习 限时集训16 元素周期表和元素周期律

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元素周期表和元素周期律
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1．2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是(　　)
A．In是第5周期ⅢA族元素
B.In的中子数与电子数的差值为17
C．原子半径：In>Al
D．碱性：In(OH)3>RbOH
[答案]　D
2．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是 (　　)
A．由水溶液的酸性：HCl>HF，不能推断出元素的非金属性：Cl>F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D．短周期元素形成的粒子X2－和Y2＋核外电子排布相同，离子半径：X2－>Y2＋
C　[短周期元素的正化合价数值不一定和其族序数相同，如C有＋2、＋4价，N有＋1、＋2、＋3价等。]
3．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是(　　)
A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2
B．第3、第4周期同主族元素的原子序数均相差8
C．第4周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D．基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
B　[选项A，ⅡA族元素都位于s区，其基态原子最外层电子排布均为ns2，正确；选项B，第3、第4周期同主族元素的原子序数ⅠA族、ⅡA族均相差8，ⅢA～ⅦA族均相差18，错误；选项C，第4周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11，正确；选项D，基态原子3d轨道上有5个电子的元素是Cr和Mn两种元素，它们分别位于ⅥB族和ⅦB族，正确。]
4．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表数据判断，错误的是 (　　)
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A.元素X的常见化合价是＋1价
B．元素Y是ⅢA族元素
C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应
D　[元素Y若处于第3周期时，Y为Al，Al与冷水不反应，D错误。]
5．以下有关元素性质的说法正确的是 (　　)
A．具有下列电子排布式的原子中，①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p3；③[Ne]3s23p4；④[Ne]3s23p5，原子半径最大的是④
B．具有下列价电子排布式的原子中，①2s22p2；②2s22p3；③2s22p4，第一电离能最大的是①
C．①Na、K、Rb；②N、P、As；③O、S、Se；④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D．元素X气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋
[答案]　C
6．短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，Y元素原子次外层电子数等于其最外层电子数的2倍。下列判断错误的是(　　)

A．电负性：W>Z>Y>X
B．最简单氢化物的沸点：X>W
C．Y元素的最高价氧化物能与强碱反应
D．W的最高价氧化物对应的水化物属于一元强酸
A　[根据短周期主族元素X、Y、Z、W的相对位置关系，可确定Y、Z、W为第3周期元素，再由“Y元素原子次外层电子数等于其最外层电子数的2倍”，可推出Y是Si，进一步推出X、Z、W分别为O、P、Cl。X(O)、Y(Si)、Z(P)、W(Cl)电负性大小为X>W>Z>Y，A项错误；H2O分子间可以形成氢键，沸点：H2O>HCl，B项正确；Y(Si)元素的最高价氧化物为SiO2，其能与强碱NaOH反应，C项正确；W(Cl)的最高价氧化物对应的水化物是HClO4，其属于一元强酸，D项正确。]
7．(2020·济宁一模)W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，四种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质，结构如图。下列说法不正确的是(　　)
A．非金属性：W>Y>Z>X
B．Y、Z组成的分子可能为非极性分子也可能为极性分子
C．W是同周期中原子半径最大的元素
D．阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
C　[短周期元素原子核外电子排布的次外层为2个或8个电子，则Y的最外层是6个电子，X次外层为2个电子，则W、X、Y、Z四种元素位于第2周期，即Y为O；分析该电解质的结构图信息，X形成3个共价键和1个配位键，则X为B，Z形成2个单键和1个双键，则Z为C，W可提供孤电子对，且能形成一个共价键，则W为F。同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，故非金属性F(W)>O(Y)>C(Z)>B(X)，A项正确；CO为极性分子，而CO2为非极性分子，B项正确；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故第二周期中Li是原子半径最大的主族元素，C项错误；该阴离子中，B有3个共价键和1个配位键，满足8电子结构，其他O、C、F均满足8电子的稳定结构，D项正确。 ]
8．根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题：
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是 (填字母，下同)。
A．Q和R　　　B．S和T　　　　C．T和U
D．R和T E．R和U
(2)下列离子的氧化性最弱的是 。
A．S2＋　　　B．R2＋　　　C．T3＋　　　D．U＋
(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是 。
A．硼 B．铍 C．氦 D．氢
(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：
。
如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能突跃数据将发生在失去第 个电子时。
(5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是 ，其中 元素的第一电离能异常高的原因是
。
[解析]　(1)根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为ⅠA族元素，S为ⅡA族元素，T为ⅢA族元素，U为ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族。(2)由于U＋为ⅠA族元素且比R电离能小，所以U＋的氧化性最弱。(3)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与其最像。(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的。若U是短周期元素，则U是Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，由于2s22p6所处电子层相同，所以它的第2次电离能突跃数据发生在失去第10个电子时。(5)同一周期，第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族比相邻元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满结构。
[答案]　(1)E　(2)D　(3)C
(4)电子分层排布，各层能量不同　10
(5)R<S<T　S　S元素的最外层电子处于s能级全充满、p能级全空状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多

9．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，四种元素原子最外层电子数之和为20，X的最高正价与最低负价的代数和为2，Y与W同主族，同周期中Z的简单离子的半径最小。下列说法错误的是(　　)
A．简单离子半径：Z<Y<W
B．由Y、Z组成的化合物可与氢氧化钠溶液反应
C．简单气态氢化物的稳定性：W＜Y
D．X、W各自的最高价氧化物对应的水化物均是常见的强氧化剂
D　[根据短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的最高正价与最低负价的代数和为2，可知X为氮元素。同周期中Z的简单离子的半径最小，可知Z为Al元素。Y与W同主族，最外层电子数相同，Y的原子序数比W小，又四种元素原子最外层电子数之和为20，可知Y为O元素，W为S元素。A项，离子半径r(Al3＋)<r(O2－)<r(S2－)，正确；B项，氧化铝可与氢氧化钠溶液反应，正确；C项，简单气态氢化物的稳定性H2O>H2S，正确；D项，稀硫酸不是强氧化剂，错误。]
10．(2020·淄博模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．元素非金属性强弱的顺序为W>Y>Z
B．Y单质的熔点高于X单质
C．化合物M中W不都满足8电子稳定结构
D．Y的简单氢化物稳定性比W的简单氢化物稳定性强
B　[短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，根据X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na；根据结构式，W形成双键，则W为O；W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Z为Cl；Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，Y为Si。]
11．已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，Y、W为同一周期元素且W原子的最外层电子数等于Y原子的核外电子总数，其形成的一种化合物结构如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：W>Z>Y>X
B．该化合物中各元素的原子最外层均满足8电子结构
C．X与Y形成的二元化合物常温下一定为气态
D．X、Y、Z、W可形成原子个数比8∶1∶2∶3的化合物
D　[X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，Y、W为同一周期元素且W原子的最外层电子数等于Y原子的核外电子总数，根据形成的一种化合物结构结合各元素形成时的价键可推知X为H、Y为C、Z为N、W为O。]
12．(2021·苏州模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，X、Z同主族且与Y处于不同周期，Y、W同主族且W的原子序数是Y的两倍，以下说法正确的是(　　)
A．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)
B．简单气态氢化物的稳定性Y比W的强
C．最高价氧化物对应的水化物的酸性W比Q的强
D．Y、Z、W的第一电离能顺序为Z＞W＞Y
B　[短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，Y、W同主族且W的原子序数是Y的两倍，则Y为O，W为S；X、Z同主族且与Y处于不同周期，则X为H，Z为Na；Q的原子序数大于S，则Q为Cl，据此结合元素周期律知识解答。]
13．(1)磷的电负性 (填“大于”或“小于”)氧；电离能I4(Fe)
(填“>”“<”或“＝”)I4(Co)，其原因是
。
(2)Cu在元素周期表中位于 区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有 个伸展方向。C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)Pb位于周期表 区。
(4)下列状态的氧，电离最外层一个电子所需能量最高的是 (填标号)。

[答案]　(1)小于　>　Co失去3d6上的一个电子，而Fe失去3d5上的一个电子，3d轨道半充满时稳定性强，故I4(Co)比I4(Fe)小
(2)ds　5　N>O>C
(3)p　(4)b