新教材(广西专版)高考化学一轮复习课时规范练16元素周期表元素周期律含答案

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1.下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )
A.酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3
B.碱性:KOH>NaOH>LiOH
C.热稳定性:H2O>H2S>PH3
D.非金属性:F>O>N
2.(2023广西玉林期末)下表为某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位:kJ·ml-1)。下列关于元素R的判断不正确的是( )
A.R元素位于元素周期表的第ⅡA族
B.R元素同周期相邻元素的第一电离能均小于738 kJ·ml-1
C.R元素位于元素周期表的s区
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2
3.短周期元素m、n、p、q在元素周期表中的排序如图所示,其中m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:mB.简单气态氢化物稳定性:nC.简单阴离子半径:p>q
D.最高价氧化物对应水化物酸性:p>q
4.13Al、15P、16S、17Cl是元素周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A.元素Al在元素周期表中位于第四周期、第ⅢA族
B.元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C.第一电离能:I1(Al)D.最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO45.金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是( )
A.Na-的半径比F-的大
B.Na-的还原性比Na的强
C.Na-的第一电离能比H-的大
D.该事实说明Na也可表现出非金属性
6.X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,W与Y位于同一主族,X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图),Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是( )
A.同一周期中,第一电离能比Q小的只有一种元素
B.电负性:Y>W>X
C.物质R吸收微波时,分子内的σ键先断裂
D.简单氢化物的还原性:W>Y
7.元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.X的电负性比Q的大
B.Q的简单离子半径比R的大
C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强
D.Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强
8.X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前四周期主族元素,X与Y是同周期相邻元素,Y与W同主族,Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,R是前四周期中第一电离能最小的元素。下列有关说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>W
B.原子半径:Z>W>Y
C.简单气态氢化物的熔、沸点:Y>W>X
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>R
9.如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是( )
A.X和Z的最高化合价均为+7价
B.HX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为H··X······与H··Z······
C.四种元素中,Y原子半径最大,W原子半径最小
D.Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
10.(2023河北联考)某室温离子液体的结构如图所示(Me、Bu分别表示甲基、丁基),其组成元素中X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,X的第一电离能大于同周期相邻元素,Y、Z元素原子的p轨道各有1个未成对电子。下列说法错误的是( )
A.X、Y的简单氢化物都能与盐酸反应
B.X、Z的最高价氧化物的水化物都是一元强酸
C.原子半径:YD.[YZ4]-中的中心原子采取sp3杂化
二、非选择题:本题包括3小题。
11.硅、锗(32Ge,熔点为937 ℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料,在航空航天测控、核物理探测、光纤通信、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。
(1)硅的基态原子价层电子轨道表示式: ,镓的基态原子电子排布式: 。
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物,沸点SiCl4(3)镓(31Ga)的同族元素Al,其气态单个AlCl3分子的空间结构为 。Al和Cl都是第三周期元素,在第三周期所有元素中,第一电离能比Al高的有 种。
12.A、B、C、D、E、F、G是前四周期中原子序数依次增大的七种元素。A元素的价层电子排布为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的16;E元素+3价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能 (填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)D元素原子的价层电子排布式是 。
(3)C元素原子的核外电子轨道表示式为 ;E3+的离子符号为 。
(4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。
(5)G元素可能的性质 (填字母)。
A.其单质可作为半导体材料
B.其电负性大于磷
C.其原子半径大于锗
D.其第一电离能小于硒
(6)第一电离能:I1(Mg) I1(Al)(填“>”或“<”),其原因是 。
13.元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。
(1)Mg的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因: 。
(2)Mn、Fe两种元素的部分电离能数据如下表:
比较两种元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此,你的解释是 。
(3)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图所示,其中电负性最大的元素是 (填图中的序号,一个序号代表一种元素)。
(4)下图所示为氧族元素单质与H2反应过程中的能量变化示意图,其中a、b、c、d分别表示氧族元素中某一元素的单质,纵坐标为相同物质的量的单质与H2反应过程中的能量变化(能量变化>0表示放热,能量变化<0表示吸热)。则b代表 ,d代表 (均写单质名称)。
参考答案
课时规范练16 元素周期表 元素周期律
1.A 解析 元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强,但硫元素最高价含氧酸是H2SO4,不是H2SO3,则A错误;同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强。元素的金属性:K>Na>Li,所以碱性:KOH>NaOH>LiOH,B正确;同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱。元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性:O>S>P,所以简单氢化物的热稳定性:H2O>H2S>PH3,C正确;同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强,则元素的非金属性:F>O>N,D正确。
2.D 解析 R的第一电离能和第二电离能相差不大,第三电离能明显增大,R位于元素周期表的第ⅡA族,R可以失去至少5个电子,则其为Mg元素,A正确;一般元素的金属性越强,第一电离能越小,但是Mg的3s轨道全充满,因此Mg元素的第一电离能比Na、Al的第一电离能都大,故R元素同周期相邻元素的第一电离能均小于738 kJ·ml-1,B正确;R元素位于元素周期表的第ⅡA族,属于s区,C正确;R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,D错误。
3.C 解析 m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应,说明m为氮元素,则n为氧元素,p为硫元素,q为氯元素。N原子2p能级半充满,第一电离能较大,即第一电离能m>n,故A项错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,则水的稳定性强于硫化氢,故B项错误;S2-和Cl-电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,所以S2-半径大,故C项正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,即最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4>H2SO4,故D项错误。
4.D 解析 Al为13号元素,在元素周期表中位于第三周期、第ⅢA族,A错误;P位于第ⅤA族,最低负价为-3价,所以简单气态氢化物的化学式为PH3,B错误;P的3p能级半充满,较稳定,第一电离能大于相邻元素,即I1(P)>I1(S),C错误;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性P5.C 解析 Na-核外有3个电子层,F-核外有2个电子层,则Na-的半径比F-的大,A正确;Na-的半径比Na大,Na-的原子核对最外层电子的引力小,更易失去电子,故Na-的还原性比Na的强,B正确;H-的半径小于Na-,故Na-的第一电离能比H-的小,C错误;Na可以形成Na-,表现出非金属性,D正确。
6.D 解析 X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,则Y为C;W与Y位于同一主族,则W为Si;Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂,则Q为Mg;结合物质R的结构式可知,X可形成1对共用电子对,则X为H,Z可形成2个共价单键,且位于第三周期,所以Z为S。同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,但Mg的第一电离能大于相邻元素,则Na、Al的第一电离能小于Mg,故A项错误;Si的电负性小于H,故B项错误;σ键比π键牢固,所以物质R吸收微波时,分子内的π键会先断裂,故C项错误;元素的非金属性越强,简单氢化物的还原性越弱,C的非金属性强于Si,所以硅烷的还原性强于甲烷,故D项正确。
7.B 解析 X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,由图像中最外层电子数和原子半径的关系可知,X为C元素、Y为Na元素、Z为S元素、Q为Cl元素、R为K元素。C元素的电负性比Cl元素的小,A错误;核外电子数相同时质子数越大半径越小,故Q的简单离子半径比R的大,B正确;同周期元素的原子序数越大,元素的非金属性越强,则简单氢化物越稳定,则Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的弱,C错误;同主族元素的原子序数越大,金属性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的弱,D错误。
8.B 解析 R是前四周期中第一电离能最小的元素,则R是K元素;Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,则Y是O元素;X与Y是同周期相邻元素,则X是N元素;Y与W同主族,则W是S元素;Z的原子序数在Y、W之间,Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,其价层电子排布式应为3s23p1,Z是Al元素。同周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大,则元素的电负性:O>N,A错误;原子半径:Al>S>O,B正确;NH3形成分子间氢键,其沸点高于H2S,C错误;元素的金属性:K>Al,则碱性:KOH>Al(OH)3,D错误。
9.D 解析 由成键特点及题干中信息分析,W可形成三条共价键、Y可形成五条共价键,且Y的原子序数为W原子价电子数的3倍,则Y为P元素,W为N元素;X、Z同主族,均可形成一条共价键,且Z的原子序数大于Y的原子序数,则Z为Cl元素,X为F元素。F元素没有正价,A项错误。HF为弱酸,HCl为强酸,B项错误。结合四种元素在元素周期表中的位置关系可确定,P原子半径最大,F原子半径最小,C项错误。N、Cl、H三种元素可形成化合物NH4Cl,其中含有离子键和共价键,D项正确。
10.C 解析 X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,[YZ4]-可知Y为+3价、Z为-1价,Y、Z元素原子的p轨道各有1个未成对电子,则Y、Z为Al、Cl;X的第一电离能大于同周期相邻元素,则其核外电子为全满或半满状态,X能形成3个化学键,X是N。NH3、AlH3都能与盐酸反应,A项正确;X、Z的最高价氧化物的水化物为HNO3、HClO4,都是一元强酸,B项正确;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:Al>Cl,C项错误;[AlCl4]-中的中心原子Al有4个成键电子对,无孤电子对,采取sp3杂化,D项正确。
11.答案 (1) 1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(2)SiCl4、GeCl4为结构相似的分子晶体,且相对分子质量SiCl4解析 (3)基态镁原子3s轨道处于全充满状态,较难失去电子,其第一电离能大于Al,故在第三周期所有元素中,第一电离能比Al高的有Mg、Si、P、S、Cl、Ar,共6种元素。
12.答案 (1)> N(3) Fe3+
(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(5)A
(6)> 镁原子的3s轨道处于全满状态,3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定
解析 A元素的价层电子排布为nsnnpn+1,则A是N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F元素,B是O元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的16,则D是Mg元素;E元素+3价离子的3d轨道为半充满状态,则E是Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As元素。
(1)由于N的最外层p轨道电子处于半充满的稳定状态,失去电子比O难,所以元素的第一电离能A>B;一般情况下同一周期的主族元素,原子序数越大,元素的电负性越大,所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为N(4)F是Cu元素,Cu位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
(5)G为As元素,位于金属与非金属的分界线处,其单质为半导体,其电负性小于磷,原子半径小于锗,第一电离能大于硒。
13.答案 (1)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量
(2)Fe2+的3d轨道电子排布为3d6,而Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态3d5,比较稳定,较难再失去一个电子
(3)2 (4)硫 碲
解析 (1)Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时以光的形式释放能量。(2)Mn元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,其3d轨道为半充满结构,相对比较稳定,失去第3个电子比较困难,而Fe2+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,其3d轨道再失去一个电子即为半充满结构,故其失去第3个电子比较容易。(3)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩,其单质中钠、镁、铝形成金属晶体,熔点依次升高;硅形成共价晶体,熔点最高;磷、硫、氯、氩形成分子晶体,且常温下磷、硫为固体,氯气、氩气为气体,8种元素的单质中熔点最低的为氩气,其次为氯气,其中电负性最大的为氯,序号为2。
元素
I1
I2
I3
I4
I5
……
R
738
1 451
7 733
10 540
13 630
……
m
n
p
q
电离能/(kJ·ml-1)
Mn
Fe
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957