适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第24讲元素周期表和元素周期律及其应用

第24讲元素周期表和元素周期律及其应用层次1基础性1.(2023·广东惠州期中)下列说法正确的是()A.所有金属元素都分布在d区和ds区B.元素周期表中第ⅢB~ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素C.原子最外层电子数为2的元素都分布在s区D.p区均为主族元素2.(2024·吉林长春模拟)下列有关原子结构与元素性质的叙述不正确的是()A.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区B.X、Y元素同周期且电负性:X>Y,则第一电离能:Y<XC.某主族元素的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)分别为738、1451、7733、10540……据此推知该元素在第ⅡA族D.第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种3.已知Z为第三周期元素原子的核电荷数,Y表示相应元素的有关性质,其中曲线描述与元素有关性质相符的选项是()A.a中Y表示原子半径B.b中Y表示元素的电负性C.c中Y表示元素的最高正价D.d中Y表示元素的第一电离能4.(2024·山东滨州期初统考)氨硼烷(NH3·BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。氨硼烷在催化剂作用下与水反应产生氢气:NH3·BH3+2H2ONH4BO2+3H2↑,下列说法不正确的是()A.原子半径:B>N>O>HB.第一电离能:N>O>BC.元素的电负性:O>N>BD.氢化物的稳定性:NH3>H2O>BH35.已知X、Y元素同周期,且电负性:X>Y,下列说法错误的是()A.第一电离能:Y可能大于XB.气态氢化物的稳定性:HmY<HnXC.X、Y一定存在最高价含氧酸,且酸性:X>YD.X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价6.(2024·湖南长郡中学月考)如图所示物质是由原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W形成的,基态Q原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍,下列说法正确的是()A.气态氢化物的稳定性:Y>Z>QB.简单离子半径:Z>Q>WC.第一电离能:Q>Z>WD.简单阴离子的还原性:Q>Z>X7.(2023·广东深圳期末)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的基态原子中s轨道电子总数是p轨道电子总数的两倍,Y的基态原子中未成对电子数是同周期最多的,Z是地壳中含量最多的金属元素,W和X位于同一主族。下列说法正确的是()A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.最高价氧化物对应水化物的酸性:X<YC.Y的简单气态氢化物的水溶液呈酸性D.X、Y的简单气态氢化物的沸点高低:X>Y层次2综合性8.(2023·广东广州二模)如图所示的化合物是一种重要的化工原料,X、Y、Z、W、E是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z、E同族,基态Y原子的核外有3个未成对电子。下列说法正确的是()A.原子半径:W>Y>Z>EB.W2Z2中只含有离子键C.Z、W、E组成化合物的水溶液一定显中性D.电负性:Z>Y>X9.W、X、Y、Z是四种原子序数依次增大的短周期元素,这四种元素组成的化学式为X2W5YZ的物质在有机合成中具有较高的应用价值。X元素的族序数是周期序数的两倍,Z原子得到一个电子后核外电子排布变为与稀有气体电子排布相同,Y元素的电离能如下表所示。I1I2I3I4738kJ·mol-11451kJ·mol-17733kJ·mol-110540kJ·mol-1下列说法正确的是()A.电负性:Z>Y>XB.原子半径:Y>Z>WC.在X2W5YZ中,所有原子均满足8电子稳定结构D.电解Y和Z组成的二元化合物的水溶液可得到Y和Z的单质10.部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示,下列说法正确的是()A.离子半径的大小顺序:e>f>g>hB.原子半径:e>f>g>h>y>z>d>xC.y、z、d三种元素第一电离能和电负性的大小顺序一致D.e、f、g、h四种元素对应最高价氧化物的水化物相互之间均能发生反应11.(2024·湖北宜昌名校联考)“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中,提到了一种具有净水作用的物质,它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表:元素原子结构或元素及其化合物的性质Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键W基态原子有5个原子轨道填充有电子,有2个未成对电子X最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应Y在元素周期表中位于第三周期、第ⅥA族Z焰色试验为紫色下列说法正确的是()A.电负性:Q<W<YB.第一电离能:W<X<ZC.简单离子半径:X<W<Z<YD.这种物质只含离子键12.(2024·山西太原第一次调研)已知短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中W和X原子的最外层电子数之差等于Z与Y原子的最外层电子数之差。它们形成的单质和化合物之间转化的关系如图,常温下d是无色液体,液态f可用作制冷剂。下列说法不正确的是()A.简单离子半径:Y>Z>WB.第一电离能:Z>YC.电负性:Z>Y>XD.X、Z形成的化合物中可能含有非极性键和极性键层次3创新性13.M、R、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M基态原子L层中p轨道电子数是s电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,Y和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,X的原子核外有3个单电子。请回答下列问题:(1)基态R原子的核外电子排布式是,电子占据最高能级轨道的形状是。

(2)M元素在周期表中的位置是,处于周期表的区。

(3)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序是

(填元素符号)。

(4)M、R、Y、Z的简单离子半径由大到小的顺序是(填离子符号)。

(5)M、Y、Z元素气态氢化物的稳定性:>>(填化学式)。

第24讲元素周期表和元素周期律及其应用1.B解析s区除氢元素外均为金属元素,f区中所有元素均为金属元素,A错误;元素周期表中第ⅢB~ⅡB族10个纵列的元素全部为金属元素,B正确;Fe、Zn的基态原子的最外层电子数均为2,不属于s区,C错误;氦等稀有气体元素不是主族元素,D错误。2.B解析基态原子的p能级上半充满的元素,电子最后填充p能级,故位于p区,A正确;X、Y元素同周期且电负性:X>Y,则X的原子序数大于Y,但X的第一电离能不一定大于Y,如电负性:N<O,第一电离能:N>O,B错误;由元素的逐级电离能可知,第二、三电离能相差较大,说明原子最外层有2个电子,该元素处于第ⅡA族,C正确;根据同周期第一电离能的变化规律及原子的价层电子排布特点可知,第一电离能:Mg<Si<S<P,故第一电离能介于Mg和S之间的元素只有Si,D正确。3.A解析同一周期的元素原子的电子层数相同,随核电荷数的递增,主族元素原子半径逐渐减小,而稀有气体元素的原子半径是同周期中最大的,A正确;同一周期,元素的非金属性越强其得电子能力越强,则其电负性越大,即同一周期主族元素的电负性随着原子序数即核电荷数增大而增大,B错误;随着核电荷数的递增,第三周期主族元素的最外层电子数逐渐增多,最高正化合价随着原子序数增大而增大,C错误;同一周期主族元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻主族元素,D错误。4.D解析根据同周期、同主族元素的原子半径变化规律可知,原子半径:B>N>O>H,A正确;同周期主族元素从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道处于半充满稳定状态,其第一电离能大于O,B正确;同周期主族元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,故电负性:O>N>B,C正确;由于电负性:O>N>B,则氢化物的稳定性:H2O>NH3>BH3,D错误。5.C解析X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则原子序数X>Y,非金属性X>Y。同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势,但有特殊情况,如第一电离能N>O,A正确;元素非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,B正确;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,但O、F不存在最高价含氧酸,C错误;电负性大的元素在化合物中显负价,则X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,D正确。6.B解析该物质是由原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W形成的,基态Q原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍,则Q为O;根据物质结构中各原子成键数目推知,X为H,Y为C,Z为N,W为Na。简单气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4,A错误;简单离子半径:N3->O2->Na+,B正确;根据同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,故第一电离能:N>O>Na,C错误;元素非金属性越弱,对应简单阴离子的还原性越强,故简单阴离子的还原性:H->N3->O2-,D错误。7.B解析短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的基态原子中s轨道电子总数是p轨道电子总数的两倍,X为C元素;Y的基态原子中未成对电子数是同周期最多的,则Y是N元素;Z是地壳中含量最多的金属元素,则Z为Al元素;W与X属于同一主族,则W为Si元素。X为C、Y为N且是同周期元素,Z为Al、W为Si且是同周期元素,从左到右原子半径依次减小,所以r(C)>r(N),r(Al)>r(Si),原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以r(N)<r(C)<r(Si)<r(Al),A错误;非金属性C<N,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,B正确;Y的简单气态氢化物的分子式为NH3,其水溶液呈碱性,C错误;X的简单气态氢化物的分子式为CH4,Y的简单气态氢化物的分子式为NH3,其中NH3分子间存在氢键,导致NH3的沸点高于CH4,D错误。8.D解析X、Y、Z、W、E是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Y原子的核外有3个未成对电子,结合图示的化合物结构可知,Y为N;E核外有6个电子,Z、E同族,则Z核外也有6个电子,所以Z为O,E为S;从图示可知,X为H,W为Na。一般地,电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,质子数越多,原子半径越小,所以原子半径:Na>S>N>O,A错误;Na2O2中既有离子键,又有共价键,B错误;Z、W、E组成Na2SO4,其水溶液显中性,若组成Na2SO3,则其水溶液显碱性,C错误;元素的非金属性越强,电负性越强,同周期从左到右,元素电负性增强,H和N形成的化合物中,N为负价,所以H的电负性比N小,故电负性:O>N>H,D正确。9.B解析X元素的族序数是周期序数的两倍,X可能是C或S,因Y、Z的原子序数大于X,则X只能是C;结合Y元素的电离能数据可知Y原子最外层有2个电子,则Y为Mg;Z原子得到一个电子后核外电子排布变为与稀有气体原子电子排布相同,Z为第ⅦA族元素,Z为Cl;这四种元素组成的物质为C2W5MgCl,可知W为H。电负性:Cl>C>Mg,A错误;原子半径:Mg>Cl>H,B正确;该化合物中,H原子不满足8电子稳定结构,C错误;电解氯化镁溶液时,阴极是H+放电生成氢气,得不到Mg,D错误。10.B解析由图示信息可知,x位于第一周期,x为H;y、z、d位于第二周期,y为C,z为N,d为O;e、f、g、h位于第三周期,则e为Na,f为Al,g为S,h为Cl。离子半径关系为S2->Cl->Na+>Al3+,A错误;碳、氮、氧的电负性依次增加,但是第一电离能顺序为氮>碳>氧,二者大小顺序不一致,C错误;e、f、g、h四种元素对应最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、H2SO4、HClO4,其中硫酸和HClO4不能相互反应,D错误。11.C解析Q、W、X、Y、Z为五种原子序数依次增大的元素,Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键,则Q为氢;Z焰色试验为紫色,则Z为钾;Y在元素周期表中位于第三周期、第ⅥA族,则Y为硫;X最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应,则X为铝;W基态原子有5个原子轨道填充有电子,有2个未成对电子,且Q、W、X、Y、Z形成具有净水作用的物质,则W为氧。电负性:Q<Y<W,A错误。同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期主族元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,第一电离能:Z<X<W,B错误。简单离子半径:X<W<Z<Y,C正确。该具有净水作用的物质为KAl(SO4)2·12H2O,非金属元素之间存在共价键,D错误。12.B解析常温下d是无色液体,液态f是氢化物,可用作制冷剂,则f是NH3,d是H2O。短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中W和X原子的最外层电子数之差等于Z与Y原子的最外层电子数之差,可推知另一元素是Mg,则元素X、Y、Z、W分别是H、N、O、Mg。简单离子半径:N3->O2->Mg2+,A正确;第一电离能:N>O,B错误;同一周期从左往右,主族元素电负性逐渐增大,则电负性:O>N>H,C正确;X、Z形成的化合物可以是H2O、H2O2等,H2O2既有非极性键,也有极性键,D正确。13.答案(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1球形(2)第二周期第ⅥA族p(3)S<P<Cl(4)S2->Cl->O2->Na+(5)H2OHClH2S解析M、R、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M基态原子L层中p轨道电子数