1、第二节元素周期表元素周期律一、选择题(每小题6分,共54分)1.下列关于元素周期表中元素分布的描述正确的是(D)A.周期表中的主族都有非金属元素B.周期表中的主族都有金属元素C.周期表中的金属元素都位于长周期D.周期表中的非金属元素都位于主族和0族【解析】本题考查元素周期表的结构及应用。A族为碱土金属元素,全为金属元素,其他主族中均有非金属元素, A项错误;A族为卤素,均为非金属元素,其他主族中均有金属元素,B项错误;周期表中的金属元素,如Li在第二周期,属于短周期,C项错误;副族和第族均为金属元素,周期表中的非金属元素都位于主族和0族,故D项正确。2.(2016洛阳一模)下列有关原子结构和元
2、素周期律的叙述正确的是(C)稀有气体不活泼是因为它们原子最外层都达到8e-稳定结构A族元素是同周期中非金属性最强的元素第二周期A族元素的原子核电荷数和中子数一定为6原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期A族A.B.C.D.【解析】稀有气体不活泼,与原子结构有关,He满足最外层2个电子的相对稳定结构,而其他原子最外层都达到8e-相对稳定结构,错误;同周期元素,从左向右非金属性增强,则A族元素是同周期中非金属性最强的元素,正确;C位于第二周期A族,C存在多种同位素,C原子的中子数可以是6或7或8,错误;原子序数为12的元素为Mg,其位于元素周期表的第三周期A族,正确。3.(2015福州模拟)
3、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(B)A.若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:XYB.由水溶液的酸性:HClH2S,可推断出元素的非金属性:ClSC.硅、锗都位于金属与非金属的交界处,都可以作半导体材料D.Cs和Ba分别位于第六周期A族和A族,碱性:CsOHBa(OH)2【解析】B项,不能根据气态氢化物水溶液的酸性判断非金属性的强弱,错误。4.(2015南阳模拟)下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是(B)A.a、b、e、f四种元素的原子半径:efbaB.h、i两种元素阴离子的还原性:hiC.a、g两种元素氢化物的稳定性:gaD.d、
4、e、f三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强【解析】由题给元素在周期表中的位置可知a为C、b为N、c为O、d为Na、e为Mg、f为Al、g为Si、h为S、i为Cl。同周期主族元素自左向右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:MgAlCN,A项错误;同周期自左而右非金属性增强,非金属性越强,阴离子还原性越弱,故阴离子还原性:S2-Cl-,B项正确;同主族自上而下元素非金属性减弱,非金属性越强,氢化物越稳定,故氢化物稳定性:甲烷硅烷,C项错误;金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性:氢氧化钠氢氧化镁氢氧化铝,D项错误。5.W、X、Y、Z是短周期元素,其部分性质
5、如下表:W单质是淡黄色固体X在地壳中的含量居第二位Y原子最外层电子数是电子总数的Z第三周期原子半径最小的金属元素下列说法正确的是(B)A.气态氢化物的热稳定性:XWB.最高价氧化物对应水化物的酸性:YXC.离子半径:ZWD.Z的氧化物中含有非极性共价键【解析】由题给信息可推知W、X、Y、Z分别为S、Si、C、Al。H2S的稳定性大于SiH4,A项错误;Si的非金属性小于C,B项正确;S2-的半径大于Al3+,C项错误;Al2O3是离子化合物,无共价键,D项错误。6.(2015潍坊二模)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3,Y的最外层
6、电子数是电子层数的3倍,Z是地壳中含量最高的金属元素,W的一种核素的质量数为28,中子数为14。下列说法正确的是(C)A.原子半径由大到小的顺序是ZWYXB.元素的非金属性:WYXC.Z2Y3、WX分别是离子化合物、共价化合物D.X、Z、W的最高价氧化物都是酸性氧化物【解析】由题给信息可推断出X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。同周期主族元素自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Z(Al)W(Si)X(C)Y(O),A项错误;同周期主族元素自左而右非金属性增强、同主族元素自上而下非金属性减弱,故元素的非金属性W(Si)X(C)Y(O),B项错误;Al2O3属于离子化
7、合物,SiC属于共价化合物,C项正确;二氧化碳、二氧化硅属于酸性氧化物,而氧化铝属于两性氧化物,D项错误。7.(2015孝感模拟)锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)与碳、硅两元素同位于第A族,其原子序数按锗、锡、铅的顺序依次增大,则下列推断一定不正确的是(D)A.锗、锡在空气中不反应,铅在空气中表面生成一层氧化铅B.锗与盐酸不反应,锡、铅能与盐酸反应C.锗、锡、铅的+4价氢氧化物的碱性:Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4D.锗、锡、铅的金属性依次减弱【解析】本题考查同主族元素性质的递变规律。锗、锡、铅属于同主族元素,铅的原子序数最大,则铅金属性强,锗、锡在空气中可能不反应,铅在空气中,
8、表面能生成一层氧化铅,A项正确;锗与硅的单质都是半导体材料,化学性质相似,所以与盐酸不反应,锡、铅在金属活动性顺序表中排在氢前面,能与盐酸反应,B项正确;同主族元素从上到下金属性增强,所以锗、锡、铅的金属性依次增强,其对应最高价氧化物水化物的碱性依次增强,即碱性:Ge(OH)4Sn(OH)4RXC.W的氢化物与R的氢化物水溶液的酸性比较,前者强于后者,可证明非金属性:RWD.X、Z形成的化合物中可能含有共价键【解析】由题图推知,X为O,Y为F,Z为Na,R为S,W为Cl。A项,图中只出现第二周期和第三周期元素,且第二周期元素没有从第一种开始,故不能体现出原子核外电子层呈现周期性变化,错误;B项
9、,同周期元素原子半径,核电荷数小的原子半径大,则RW,错误;C项,非金属性:ClS,错误;D项,Na2O2中内部两个氧原子之间为共价键,正确。9.(2015徐州模拟)下表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价,据下表判断叙述正确的是(B)元素代号ABCDEFG原子半径/nm0.1520.1600.0890.1430.1020.0990.071主要化合价+1+2+2+3+6、-2-1-1A.单质A在O2中加热,生成A2O2B.气态氢化物的稳定性HGHFH2EC.B2+、D3+、E2-、G-四种离子的核外电子排布相同D.单质的活泼性顺序为:ACBD【解析】本题考查元素化合价及元素周期律的相关知
10、识。由元素的化合价及半径推知,G为氟元素,F为Cl,E为S,B为Mg,C为Be,A的半径比B小,则A为Li,D的半径比B小,则D为Al。A项,Li与O2在加热条件下反应生成Li2O,错误;B项,热稳定性:HFHClH2S,正确;C项,Mg2+、Al3+、F-的核外电子排布相同,而S2-多一个电子层,错误;D项,金属活泼性:MgBe,错误。二、非选择题(共46分)10.(11分)(2015邯郸摸底)C、N、O、Na、Al、S、Cl是常见的元素。(1)C元素位于元素周期表的位置:第二周期A族;C元素的一种同位素可用于测定文物年代,这种同位素的符号为14C。(2)用“”“Al3+H2SO4HClO4
11、O2-NC,能证明其递变规律的事实是D(填字母)。A.氧化物对应水化物的酸性B.气态氢化物的沸点C.单质与氢气反应的难易程度D.氢化物的稳定性【解析】(1)C元素位于元素周期表第二周期第A族,14C可用于测定文物年代。(2)N3-、Al3+为核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则离子半径:N3-Al3+;非金属性:ClS,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强;氧气的氧化性大于硫单质,则还原性:O2-小于S2-;35Cl与37Cl属于同一种元素,同种元素得电子能力相同。(3)二氧化碳属于非电解质,分子中C原子与O原子之间形成2对共用电子对,其结构式为OCO;沸点最
12、高是K2S,其属于离子化合物,电子式为。(4)同周期主族元素,随原子序数增大元素的非金属性增强,故非金属性:ONC。A项,氧元素没有含氧酸,错误;B项,沸点属于物理性质,不能比较非金属性强弱,错误;C项,单质与H2反应的难易程度,说明单质氧化性的强弱,一般用于比较元素的非金属性强弱,错误。11.(12分)(2015黑龙江双鸭山一中月考)下表图1是元素周期表的一部分。已知A、B、C、D、E、X、Y是由表中给出元素组成的常见单质或化合物,并存在如图2所示的转化关系(部分生成物和反应条件已略去):(1)的元素符号是Ca。(2)与As两种元素中,非金属性较强的是N(填元素符号)。(3)若E为氧化物,则
13、A、X的化学式分别为NO2、Fe。(4)Y由三种元素组成,它的水溶液是一种生活中常见的消毒剂。As可与Y的碱性溶液反应,当消耗1 mol 还原剂时,消耗2.5 mol氧化剂,转移5 mol电子。该反应的离子方程式为5ClO-+2As+6OH-2As+5Cl-+3H2O。【解析】根据题给元素周期表的部分信息可确定为H、为Na、为Al、为C、为N、为O、为Cl、为Ca。(2)是N,与As在同一主族,根据同主族元素由上到下非金属性减弱,所以非金属性较强的是N。(3)A在常温下与水反应生成氧化物,结合已知信息可确定A是NO2,E是NO,则X是Fe。(4)由题意可知Y为NaClO,当消耗1 mol还原剂
14、时,消耗2.5 mol氧化剂,转移5 mol电子,说明生成物中As元素的化合价为+5,Cl元素的化合价为-1,反应的离子方程式为5ClO-+2As+6OH-2As+5Cl-+3H2O。12.(11分)(2015湖南浏阳九中月考)元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质,如图是元素周期表的一部分:(1)根据元素周期律,请你预测H3AsO4、H3PO4的酸性强弱:H3AsO4”“”或“=”)。(2)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素,该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N。(3)周期表中有10多种人体所需的微量元素,其中有一种被誉为
15、“生命元素”的主族元素R,对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层,其最高价氧化物的分子式为RO3,则R元素的名称为C。A.硫B.砷C.硒D.硅(4)羰基硫(COS)分子结构与二氧化碳分子结构相似,所有原子的最外层都满足8电子结构,用电子式表示羰基硫分子的形成过程: 。【解析】(1)同主族元素从上到下非金属性减弱,最高价含氧酸的酸性减弱,非金属性:AsP,则酸性:H3AsO4H3PO4。(2)第三周期原子半径最小的金属元素是铝,Al3+可与NH3H2O反应产生Al(OH)3沉淀,反应离子方程式为Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N。(3)R元素的原子电子层数为4,处于第四
16、周期,最高价氧化物的分子式为RO3,最高化合价为+6,处于A族,依据题给元素周期表可推知R元素为硒。(4)COS分子结构与二氧化碳分子结构相似,所有原子的最外层都满足8电子结构,则C与O、C与S均形成两对共用电子对。13.(12分)(2016漳州模拟)甲、乙、丙、丁、戊为五种短周期主族元素,且原子序数依次增大。甲与丁、丙与戊分别同主族,戊的原子最外层电子数比次外层少2个。甲与乙可以按照原子个数比为31形成化合物A,且每个A分子中含有10个电子。请回答:(1)戊的原子结构示意图是,乙单质分子的电子式是。(2)A溶于水所得溶液呈碱性的原因是(用电离方程式表示)NH3H2ON+OH-。(3)甲与丁形
17、成的离子化合物能与H2O反应得到强碱溶液和H2,写出该反应的化学方程式:NaH+H2ONaOH+H2。在该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比是11。(4)X、Y、Z为三种强电解质,分别由上述五种元素中的三种组成。X、Y、Z的稀溶液之间存在如下转化关系:用离子方程式表示Y溶液呈酸性的原因是N+H2ONH3H2O+H+。金属Cu与X、Y的混合溶液反应的离子方程式是3Cu+8H+2N3Cu2+4H2O+2NO。【解析】戊的原子最外层电子数比次外层少2个电子,故戊是S,则丙是O;由甲与乙以原子个数比为31形成化合物A且A是10电子微粒可推出甲是H、乙是N,则丁是Na。(1)S的原子结构示意图是。N2
18、的电子式是NN。(2)NH3的水溶液呈碱性是因为NH3H2O电离产生N和OH-。(3)NaH与水反应生成NaOH和H2,反应中NaH是还原剂,H2O是氧化剂,由得失电子数相等可知氧化剂与还原剂的物质的量比为11。(4)Y溶液与Z溶液反应生成NH3,故可知发生的反应是N+OHNH3+H2O,X和Y与铜都不反应,但X和Y的混合溶液与铜反应生成Cu2+、NO,说明是Cu、H+和N反应生成Cu2+、NO和H2O。所以Z是NaOH,Y中含有N,Y是NH4NO3,X是H2SO4。NH4NO3溶液呈酸性的原因是N水解生成NH3H2O和H+。铜与X和Y的混合溶液反应的离子方程式是3Cu+8H+2N3Cu2+4H2O+2NO。