1、原子核外电子的排布元素周期律(40分钟70分)一、选择题(本题10小题,每小题4分,共40分)1.(2020海淀高一检测)下列事实能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是()A.SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,非金属性:SCB.铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱C.硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀,判断碳酸与硅酸的酸性强弱D.Br2和I2分别与H2O反应的难易,判断溴与碘的非金属性强弱【解析】选C。SO2并不是S元素的最高价氧化物,不能通过H2SO3酸性强于H2CO3判断S、C元素的非金属性强弱,A错误;铁投入CuSO4
2、溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液先和水反应生成氢氧化钠,再和CuSO4反应,不能置换出铜,所以不能判断钠与铁的金属活动性强弱,B错误;CO2通入硅酸钠溶液,发生强酸制取弱酸的反应,生成硅酸沉淀可以知道碳酸的酸性大于硅酸,C正确;Br2和I2分别与H2O反应的难易,不能判断溴与碘的非金属性强弱,D错误。【易错提醒】非金属性强弱比较误区(1)最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强,不能用无氧酸的酸性强弱来判断。(2)非金属性强弱与该单质的稳定性无关。2.同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,下列叙述正确的是()A.单质的化学活泼性:WXYZB.原子最外层电子数:WXY
3、ZC.单质的氧化能力:WXYZD.元素的最高化合价:WXYH3BO3H2CO3B.稳定性:HFPH3H2OC.碱性:Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2D.单质的还原性:KMgAl【解析】选D。非金属性:NCB,故酸性:HNO3H2CO3H3BO3,A错误;非金属性:FOP,故稳定性:HFH2OPH3,B错误;金属性:CaMgBe,故碱性:Ca(OH)2Mg(OH)2Be(OH)2,C错误;金属性KMgAl,则单质的还原性:KMgAl,D正确。【加固训练】根据元素周期表和元素周期律分析下面的推断,其中错误的是()A.铍(Be)的原子失电子能力比镁弱B.砹(At)的氢化物不稳定C.硒(Se
4、)化氢比硫化氢稳定D.氢氧化锶Sr(OH)2比氢氧化钙的碱性强【解析】选C。同主族元素自上而下金属性逐渐增强,则铍(Be)原子失电子能力比镁弱,A正确;同主族自上而下非金属性逐渐减弱,则砹(At)的氢化物不稳定,B正确;同主族自上而下非金属性逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱,因此硫化氢比硒(Se)化氢稳定,C错误;同主族自上而下金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,则氢氧化锶Sr(OH)2比氢氧化钙的碱性强,D正确。7.微观粒子尽管微乎其微,小到肉眼无法观察得到,但与宇宙天体有很多相似之处,其中之一是都存在半径问题。下列有关粒子半径的描述正确的是()A.同主族元素电子层数越多,
5、半径越小B.同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小C.第二周期的主族元素中,第A族元素的原子半径最小D.第A族元素的原子,其半径越大,气态氢化物越稳定【解析】选C。同主族元素电子层数越多半径越大,A项错误;同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,阳离子半径逐渐减小,阴离子半径突然增大,后减小,B项错误;第二周期主族元素中,F的原子半径最小,C项正确;第A族元素的原子,半径越大,非金属性越弱,气态氢化物稳定性越弱,D项错误。8.有X、Y两种原子,X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子,Y原子的L电子层的电子数恰好为X原子的L层电子数的2倍,则X、Y元素的元素符号分别为(
6、)A.Mg和SB.N和BeC.Si和BD.C和Al【解析】选D。X、Y两种原子,X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子,Y原子的L电子层的电子数恰好为X原子的L层电子数的2倍,由于L层最多有8个电子,所以X核外电子排布是,X是碳元素;Y元素核外电子排布是,Y是铝元素。9.下列排列错误的是()A.粒子半径:Al3+Mg2+Na+F-B.稳定性:HFNH3SiH4C.酸性:H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4D.碱性:Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2KOH【解析】选A。电子层结构相同的离子,其半径随原子序数的增大而减小,则半径:Al3+Mg2+Na+NSi,氢化物的稳定性:H
7、FNH3SiH4,B正确;非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,C正确;金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,D正确。10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下:元素符号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.074主要化合价+2+3+6、-2+2-2下列说法正确的是()A.离子半径大小:r(M3+)TD.L、Q形成的简单离子核外电子数相等【解析】选A。根据原子半径和化合价可以推断,L为Mg,M为Al,Q为S,R为Be,T为O。离子半径大小:r(Al3+)S,C错误;Mg2+核外电子数为10,S2-核外电子数为18,D错误。二、非选择题(本
8、题包括2小题,共30分)11.(16分)下表为元素周期表中的一部分。族周期AAAAAAA0二三四用化学式或元素符号回答下列问题:(1)中,最高价氧化物的水化物,碱性最强的是。(2)中形成的简单离子半径由大到小的顺序是。(3)和的最高价氧化物对应水化物的化学式为和。和两元素形成化合物的化学式为,该化合物的溶液与元素的单质反应的离子方程式为 。(4)三种元素形成的气态氢化物最稳定的是,三者非金属性的强弱顺序为。【解析】(1)、最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3,故碱性最强的是NaOH。(2)、形成的简单阳离子分别为K+、Mg2+、Ca2+,其离子半径大小顺序为r
9、(K+)r(Ca2+)r(Mg2+)。(3)、的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、HBrO4;和两元素形成化合物的化学式为NaBr,Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。(4)、分别为Cl、Br、F,三者非金属性强弱顺序为FClBr,三种元素形成的气态氢化物最稳定的是HF。答案:(1)NaOH(2)K+Ca2+Mg2+(3)NaOHHBrO4NaBrCl2+2Br-Br2+2Cl-(4)HFFClBr12.(14分)(1)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。(2)已知某粒子的结构示意图为。试回答:当
10、x-y=10时,该粒子为(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。当y=8时,粒子可能为(填名称)、。(3)核电荷数小于18的元素中,写出符合下列条件的原子(离子)的微粒符号。某元素原子L层上的电子数为K层的3倍 ;某元素原子L层上的电子数为K层的一半 ;得到2个电子后,电子总数与氩原子的电子总数相同的离子;某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍。【解析】(1)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18的正整数,故仅当y=5,x=3时合理,该元素的核电荷数为15。(2)当x-y=
11、10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子。当y=8时,应为有18个电子的粒子,所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、磷离子、钾离子、钙离子。(3)原子的L层上的电子数为K层的3倍的元素为氧元素;原子的L层上的电子数为K层的一半的元素为锂元素;得到2个电子后,电子总数与氩原子的电子总数相同的离子为硫离子;原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍的元素是碳元素。答案:(1)(2)原子氩原子氯离子硫离子磷离子钾离子钙离子(3)OLiS2-C(20分钟30分)一、选择题(本题3小题,每小题5分,共15分)13.R、X、Y、Z的原子序数依次增大,且都不超过10。这四种元素可组成一
12、种化合物的结构如图所示。下列说法正确的是()A.常温常压下,上述元素的单质都呈气态B.最高价氧化物对应水化物的酸性:XYC.Y、Z的气态氢化物能发生化合反应D.由R、X两种元素只能形成一种化合物【解析】选C。由上述分析可知,R为H、X为B、Y为N、Z为F。X为B元素,B元素的单质在常温下为固体,A错误;X为B,最高价氧化物对应的水化物为H3BO3,为弱酸,酸性小于HNO3的酸性,B错误;Y、Z的气态氢化物能发生化合反应生成NH4F,C正确;由R、X两种元素可形成多种硼烷,类似烷烃,D错误。【加固训练】A元素的原子最外层(M层)有2个电子,B元素的原子最外层(L层)有6个电子,则A和B形成的化合
13、物的相对分子质量为()A.56B.88C.74D.40【解析】选D。根据题意知A是镁元素、B是氧元素,二者形成的化合物是MgO,Mg、O的相对原子质量分别是24、16,所以MgO的相对分子质量是40,故选D。14.有A、B、C、D、E、F六种短周期元素(稀有气体除外),原子序数依次增大。已知A的一种核素的原子核为质子,B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。B原子的最外层电子数是D、E原子最外层电子数之和,C原子的最外层电子数是D、F原子最外层电子数之和。下列推论不正确的是()A.A、B两元素能形成多种化合物B.D、E两元素的最高价氧化物对应的水化物均为强碱C.C的气态氢化物的稳定性一定大于
14、F的气态氢化物D.B和F可能处于同一主族【解析】选B。A的一种核素的原子核为质子,A是氢,B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,B是碳,D、E原子最外层电子数之和等于4,根据原子序数的大小关系推知D只能是钠,E只能是铝,对C原子进行讨论,若C是氮,则F是硅;若C是氧,则F是磷;若C是氟,则F是硫。碳、氢两元素能形成多种化合物,A正确;氢氧化铝具有弱碱性,B错误;元素C对应的氧、氮、氟的气态氢化物的稳定性一定大于磷、硅、硫的气态氢化物,C正确;碳、硅处于同一主族,D正确。15.香花石的化学式为X3Y2(ZWR4)3T2,它由前20号元素中的6种组成,其中X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数
15、与次外层相等,X、Z位于同主族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数是次外层的3倍,T无正价且在同周期中原子半径最小,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:YZRTB.气态氢化物的稳定性:WRZD.XR2、WR2两化合物中R的化合价相同【解析】选D。根据T无正价且在同周期中原子半径最小,推断T为氟元素;Z的最外层电子数与次外层相等,Z为铍元素;Y、Z、R、T位于同周期即同在第二周期,R最外层电子数为次外层的3倍,则R为氧元素;Y、Z为金属元素,Y只能为锂元素;X、Z位于同主族,则X为镁元素或钙元素;若X为镁元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,推出W为氖元素不符
16、合题意,若X为钙元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,推出W为硅元素,即X、Y、Z、R、W、T分别为钙、锂、铍、氧、硅、氟;同周期,元素的原子半径从左向右逐渐减小,即YZRT,A正确;W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性FOSi,则气态氢化物的稳定性WRZ,C正确;XR2、WR2两化合物为CaO2、SiO2,因钙元素为+2价、硅元素为+4价,则R的化合价分别为-1、-2价,即XR2、WR2两化合物中R的化合价不相同,D错误。【加固训练】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X最外层电子数是次外层的2倍,Y是非金属性最强的元素,Z原子半径在同周期元素中最大,W可与Z形成化合物Z
17、2W。下列说法正确的是()A.四种元素在自然界均不能以游离态存在B.X、Z、W均可形成两种常见氧化物C.元素X、Y、W的最高化合价均与其族序数相等D.离子半径:WZY【解析】选B。短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X最外层电子数是次外层的2倍,则X是碳元素。Y是非金属性最强的元素,Y是氟元素。Z原子半径在同周期元素中最大,所以Z是Na。W可与Z形成化合物Z2W,则W是S。碳和硫在自然界能以游离态存在,A错误;X、Z、W均可形成两种常见氧化物,即CO、CO2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3,B正确;F没有正价,C错误;离子的电子层数越多,离子半径越大,在核外电子排布相同的条件下
18、,离子半径随原子序数的增大而减小,则离子半径:WYZ,D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)16.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径DCAB,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:(1)这四种元素分别是A ,B ,C ,D 。(2)A、B、C三种元素在常温常压下的液态或气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是 。(3)A与B形成的三原子分子的化学式是 ,B与D形成的原子个数比为11的化合物的化学式是 。(4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成B单质的化学方程式是 。【解析】因A、B同周期,A、C同主族,原子半径DCAB,所以A、B、C、D在周期表中的相对位置如图所示。又因为C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍,所以C位于第3周期A族,D位于第3周期A族,从而可知C为硅,D为钠,进而可推知,A为碳。由于C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,14=6+B,因此B为8,即为氧。答案:(1)COSiNa(2)H2OCH4SiH4(3)CO2Na2O2(4)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2