1、 元素周期律一、单选题(本大题共5小题,)1. 能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是() Cl2与H2S溶液发生置换反应 受热时H2S能分解,HCl则不能 单质硫可在空气中燃烧,Cl2不能 HCl是强酸,H2S是弱酸A. B. C. D. (备课组长整理)B(备课组长思路指导)解:元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,氯气与H2S能发生置换反应,说明氯气的氧化性大于S,元素的非金属性Cl大于S,故正确; 元素的非金属性越强,对应氢化物的稳定性越强,氯化氢比硫化氢稳定,可说明氯元素的非金属性比硫元素强,故正确; 与氧气的反应不能比较元素的非金属性,比较方法不合理,故错误; 元素的非金属性
2、越强,对应最高价氧化物的水化物的酸性越强,HClO4酸性比H2SO4强,可说明氯元素的非金属性比硫元素强,但不能利用氢化物的酸性比较,比较方法不合理,故错误; 故选B比较非金属元素的非金属性强弱,可根据单质之间的置换反应、对应最高价氧化物的水化物的酸性、氢化物的稳定性等角度判断本题考查非金属性的性质,为高频考点,把握元素非金属性比较方法为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用,题目难度不大2. 下列元素不属于第三周期元素的是()A. 溴B. 硫C. 磷D. 钠(备课组长整理)A(备课组长思路指导)解:硫、磷、钠的原子结构中均有3个电子层,均为第三周期元素,而溴的原子结构中有
3、4个电子层,为第四周期元素, 故选A原子结构中,周期数=电子层数,以此来解答本题考查元素周期表的结构及应用,把握原子结构中电子层数与周期数的关系为解答的关键,明确电子排布规律及原结构即可解答,题目难度不大3. 在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C.下列说法正确的是()A. 元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B. Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)r(Mg)C. 在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性D. 该反应中化学能全部转化为热能(备课组长整理)C(备课组长思路指导)解:A、元素C除存在金刚石和石墨外,还存在足球烯(C60)等同素异形体,故A错误;B、Mg有3个电子层
4、,Mg2+为Mg失去最外层的2个电子形成的阳离子,只有2个电子层,故半径r(Mg2+)C,故C正确;D、该反应放出光,即部分化学能转化为光能,且生成物仍具有能量,故D错误,故选C。A、C元素的单质存在多种同素异形体;B、电子层数越多,微粒半径越大;C、依据化学反应方程式判断即可,还原剂的还原性大于还原产物的还原性;D、镁燃烧放出强光,据此解答即可本题主要考查的是同素异形体的判断、微粒半径大小比较、氧化还原反应中还原性强弱比较以及能量之间的转化等,综合性较强,有一定的难度4. 下列说法正确的是()A. I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强B. P的非金属性强于Si,H3PO4比H2Si
5、O3的酸性强C. Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应D. SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4(备课组长整理)B(备课组长思路指导)解:A.I、Br同主族,自上而下原子半径增大,元素非金属性减弱、氢化物稳定性减弱,故I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性弱,故A错误;B.Si、P同周期,随原子序数增大,元素非金属性增强,最高价含氧酸的酸性增强,故P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强,故B正确;C.氧化铝属于两性氧化物,能与氢氧化钠反应,而MgO属于碱性氧化物,能与酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,故C错误;D.二氧化硫通入硝酸钡
6、溶液中,酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,将亚硫酸氧化为硫酸,进一步反应得到硫酸钡,故SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO4,故D错误,故选:B。A.同主族自上而下原子半径增大,元素非金属性减弱、氢化物稳定性减弱;B.同周期随原子序数增大,元素非金属性增强,最高价含氧酸的酸性增强;C.MgO不能与氢氧化钠溶液反应;D.二氧化硫通入硝酸钡溶液中,酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,将亚硫酸氧化为硫酸,进一步反应得到硫酸钡本题考查元素周期律、金属氧化物性质、硝酸的性质等,难度不大,D选项注意硝酸条件下,硝酸根具有强氧化性5. 不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是()A.
7、Na和AlCl3溶液反应B. 最高价氧化物对应水化物的碱性C. 单质与H2O反应的难易程度D. 同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH(备课组长整理)A(备课组长思路指导)解:A.Na和AlCl3溶液反应,钠与水反应,不能说明Na的金属性比铝强,故A错误; B.对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性越强,可以比较Na与Al金属性相对强弱,故B正确; C.金属单质与水反应越剧烈,金属性越强,比较Na与Al金属性相对强弱,故C正确; D.比较同浓度NaCl和AlCl3的pH值,AlCl3的pH小,说明铝离子发生了水解,其碱的碱性比Na的弱,所以能比较Na、Al金属性强弱,故D正确故选:A比较金
8、属性强弱,可根据对应的最高价氧化物的水化物的碱性、金属与酸、水反应的剧烈程度等角度进行判断本题考查金属性强弱判断,题目难度不大,金属的金属性强弱与失电子多少无关,与失电子难易程度有关,知道金属性强弱判断方法,易错选项是D二、填空题(本大题共1小题,)6. 回答以下关于第三周期元素及其化合物的问题(1)Na原子核外共有_种不同运动状态的电子,有_种不同能量的电子(2)相同压强下,部分元素氟化物的熔点见下表: 氟化物NaFMgF2SiF4熔点/12661534183试解释上表中氟化物熔点差异的原因:_(3)SiF4分子的空间构型为_,SiF4中Si-F键间的键角是_(4)在P、S、C1三种元素形成
9、的氢化物中,热稳定性最大的是_(填氢化物的化学式);(5)已知Na的原子半径大于C1的原子半径,其原因是:_(备课组长整理)11;4;NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低,Mg2+的半径比Na+的半径小,MgF2中离子键更强,熔点更高;正四面体;10928;HCl;Na、C1电子层数相同,C1的核电荷数更大,核对核外电子的引力更强,原子半径更小(备课组长思路指导)解:(1)原子中没有运动状态相同的电子,Na原子核外有11个电子,故核外有11种不能同运动状态的电子, 钠原子核外电子分别处于1s、2s、2p、3s能级,故有4种不同能量的电子,故答案为:11;4; (2
10、)NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低,Mg2+的半径比Na+的半径小,MgF2中离子键更强,熔点更高, 故答案为:NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低,Mg2+的半径比Na+的半径小,MgF2中离子键更强,熔点更高; (3)SiF4分子中Si原子成4个Si-F键,没有孤对电子,杂化方式为sp3,故SiF4分子空间结构为正四面体,键角为10928,故答案为:正四面体;10928; (4)同周期自左而右非金属性增强,故非金属性ClSP,非金属性越强氢化物越稳定,故稳定性HClH2SPH3, 故答案为:HCl; (5)Na、C1电子层数相
11、同,C1的核电荷数更大,核对核外电子的引力更强,原子半径更小, 故答案为:Na、C1电子层数相同,C1的核电荷数更大,核对核外电子的引力更强,原子半径更小(1)原子中没有运动状态相同的电子,核外有几个电子就有几种不同运动状态的电子; 处于同一能层中的电子,具有相同的能量,不同能层中电子,能量不同,即原子有几个能级具有几种不同能量的电子; (2)根据晶体类型及离子晶体中影响离子键强弱的因素解答; (3)根据SiF4分子中Si-F键数目判断杂化方式,进而确定空间结构与键角; (4)同周期自左而右非金属性增强,非金属性越强氢化物越稳定; (5)二者电子层相同,核电荷数越大,原子核对核外电子引力越强本
12、题考查核外电子排布、晶体结构与性质、分子构型、结构性质位置关系等,难度不大,注意基础知识的理解与全面掌握三、实验题(本大题共2小题)7. 某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计了如下系列实验.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1molL-1的盐酸中,写出与盐酸反应最慢的金属发生反应的离子方程式_(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理?并说明理由:_.利用如图装置可以验证非金属性的变化规律(3)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药
13、品设计实验验证氯的非金属性大于硫:装置B中所装药品为_,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为_(4)若要证明非金属性:CSi,则A中加_、B中加Na2CO3、C中加Na2SiO3,观察到C中的实验现象为有白色沉淀物生成.离子方程式为_(假设所通气体是过量的)(备课组长整理)2Al+6H+=2Al3+3H2;不合理,用碱性强弱比较金属性强弱时,一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较,NH3H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物;KMnO4;S2-+Cl2=S+2Cl-;H2SO4;SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3+2HCO3-(备课组长思路指导)解:I、(
14、1)同一周期元素,金属性随着原子序数增大而减弱,元素的金属性越强,同一主族,原子序数越大,金属性越强,其单质与酸或水反应越剧烈,所以金属性KNaMgAl,则K与盐酸反应最剧烈、Al与盐酸反应速率最慢,离子反应为:2Al+6H+=2Al3+3H2, 故答案为:2Al+6H+=2Al3+3H2; (2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3H2O,可以说明NaOH的碱性大于NH3H2O,但不能说明Na的金属性大于N,因为要验证金属性的强弱,必须通过比较最高价氧化物所对应的水化物的碱性来进行比较,而NH3H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物, 故答案为:不合理,用碱性强弱比较金属性强弱时,一
15、定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较,NH3H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物; II、(3)设计实验验证非金属性:ClS,利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证,则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,装置C中发生反应的离子方程式为S2-+Cl2=S+2Cl-, 故答案为:KMnO4;S2-+Cl2=S+2Cl-; (4)若要证明非金属性:CSi,可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明,由于B中加Na2CO3,故A中可以加硫酸,通过硫酸和碳酸钠的反应来制取CO2,然后的CO2通入C中的Na2SiO3
16、中,可以发生反应:Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3+2NaHCO3,离子反应为:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3+2HCO3-,产生白色胶状沉淀,从而可以证明酸性:H2CO3H2SiO3,故非金属性:CSi故答案为:H2SO4;SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3+2HCO3-I、(1)元素的金属性越强,其单质与酸或水反应越剧烈; (2)元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强,元素的金属性越强; II、(3)设计实验验证非金属性:ClS,利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证; (4)要证明非金属性:CSi,可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证
17、明本题考查了实验方案设计,涉及金属、非金属性强弱的探究,明确物质的性质是解本题关键,同时考查学生灵活运用知识解答问题的能力,题目难度中等8. 某化学实验小组选用图所示装置和下列所给试剂来证明非金属性:ClI请你按照他们的设计思路完成该实验【可供选择的试剂有】 稀盐酸,浓硫酸,MnO2,浓盐酸,淀粉碘化钾溶液,KMnO4,NaOH溶液,硝酸银溶液烧瓶A中应盛放的药品是 _ (填序号),试管C中应盛放的药品是 _ (填序号),则装置D的作用是 _ ,当观察到现象 _ ,即可证明非金属性ClI(备课组长整理);吸收未反应完的氯气,防止污染环境;C中溶液变蓝(备课组长思路指导)解:KMnO4与浓盐酸反
18、应生成氯气,氯气与淀粉碘化钾混合溶液反应生成碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,故C中溶液变为蓝色, 氯气与淀粉碘化钾混合溶液反应离子方程式为:Cl2+2I-=2Cl-+I2,则证明了非金属性:ClI,所以烧瓶A中应盛放的药品是 KMnO4,管C中应盛放的药品是粉碘化钾溶液,则装置D的作用是用氢氧化钠吸收多余的氯气,当观察到现象溶液变为蓝色可证明非金属性ClI, 故答案为:;吸收未反应完的氯气,防止污染环境;C中溶液变蓝KMnO4与浓盐酸反应生成氯气,氯气具有强氧化性,能将碘离子氧化为碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,由此分析解答本题考查实验方案设计,涉及非金属性强弱的比较等,明确物质的性质是解本题关键,同
19、时考查学生灵活运用知识解答问题的能力,题目难度不大四、简答题(本大题共2小题,)9. 钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用.回答下列问题:(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号)A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_.K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是_(3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在I3+离子.I3+离子的几何构型为_,中心原子的杂化类型为_(4)K
20、IO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示.K与O间的最短距离为_nm,与K紧邻的O个数为_(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于_位置,O处于_位置(备课组长整理)A;N;球形;K的原子半径较大,且价电子较少,金属键较弱;V形;sp3;0.315;12;体心;棱心(备课组长思路指导)解:(1)紫色波长介于400nm435nm之间,只有A符合,故答案为:A;(2)基态K原子核外有4个电子层,最高能层为第四层,即N层,最外层电子为4s1电子,该能层电子的电子云轮廓图
21、形状为球形,K和Cr属于同一周期,K的原子半径较大,且价电子较少,金属键较弱,则金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,故答案为:N;球形;K的原子半径较大,且价电子较少,金属键较弱;(3)I3+中心原子的价层电子对数为7+12-12=4,则为sp3杂化,价层电子对为正四面体,中心I原子的孤电子对数为7-12-12=2,为V形,故答案为:V形;sp3;(4)K与O间的最短距离为面对角线的一半,则K与O间的最短距离为220.446nm=0.315nm,O位于面心,K位于顶点,1个顶点为12个面共有,即与K紧邻的O个数为12个,故答案为:0.315;12;(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于
22、各顶角位置,个数为818=1,则K也为1个,应位于体心,则O位于棱心,每个棱为4个晶胞共有,则O个数为1214=3,故答案为:体心;棱心(1)紫色波长介于400nm435nm之间;(2)基态K原子核外有4个电子层,最高能层为第四层,最外层电子为4s1电子,K和Cr属于同一周期,K的原子半径较大,且价电子较少,金属键较弱;(3)I3+中心原子的价层电子对数为7+12-12=4,则为sp3杂化,价层电子对为正四面体,中心I原子的孤电子对数为7-12-12=2,为V形;(4)K与O间的最短距离为面对角线的一半;O位于面心,K位于顶点,1个顶点为12个面共有;(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I
23、处于各顶角位置,个数为818=1,则K也为1,应位于体心,则O位于棱心,个数为1214=3本题为2019年考题,题目涉及核外电子排布、杂化、晶胞的计算等知识,综合考查学生的分析能力和计算能力,题目易错点为(3),注意价层电子对的判断,难度中等10. 四种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示,其中Z原子最外层电子数是其电子层数的2倍.元素M与Z同周期,且原子半径是同周期中最大的.元素R是第四周期的过渡元素;R有甲、乙两种常见氢氧化物,其中甲在常温下置于空气中,会由白色变为灰绿色,最后变为红褐色的乙XYZW请按要求回答下列问题:(1)X的单质的电子式:_;W最高价氧化物的水化物的化学式:_(2
24、)M、Z、W分别形成的简单离子的半径由大到小顺序为_(填离子符号);写一个能说明元素W比元素Z的非金属性强的化学方程式:_(3)甲变为乙的化学方程式为_(4)常温下,当用200mL1molL-1的MOH溶液吸收4.48L(已折算为标准状况)ZY2时,所得溶液的主要溶质(填化学式)为_;此时溶液pHCl-Na+;H2S+Cl2=S2+2HCl;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;NaHSO3;c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3);2NO3-+12H+10e-=N2+6H2O(备课组长思路指导)解:X、Y、Z、W均为短周期元素,由位置关系可知,X、Y处于第二周期,Z、W
25、处于第三周期,Z元素最外层电子数是其电子层数的2倍,最外层电子数为6,则Z为S元素,故X为N元素、Y为O元素、W为Cl元素;元素M与S同周期,且原子半径是同周期中最大,所以M为Na;元素R是第四周期的过渡元素;R有甲、乙两种常见氢氧化物,其中甲在常温下置于空气中,会由白色变为灰绿色,最后变为红褐色的乙,则甲为Fe(OH)2,乙为Fe(OH)3,所以R为Fe元素; (1)X为N元素,其单质氮气的电子式为;W为Cl元素,其最高价氧化物的水化物的化学式为:HClO4; (2)M、Z、W分别形成的简单离子分别为:Na+、S2-、Cl-,则半径由大到小顺序为S2-Cl-Na+;非金属性强的元素形成的单质
26、能把非金属性弱的元素形成的单质从溶液中置换出来,如:H2S+Cl2=S2+2HCl: 故答案为:S2-Cl-Na+;H2S+Cl2=S2+2HCl; (3)甲为Fe(OH)2,乙为Fe(OH)3,氢氧化铁与氧气、水反应生成氢氧化铁,其反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3; 故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3; (4)常温下,当用200mL1molL-1的NaOH溶液吸收4.48L(已折算为标准状况)SO2,NaOH为0.2mol,SO2为0.2mol,二者等物质的量恰好反应生成NaHSO3,即所得溶液的主要溶质(填化学式)为NaHSO3;N
27、aHSO3溶液pHc(SO32-)c(H2SO3); 故答案为:NaHSO3;c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3); (5)工业上用电化学法治理酸性废液中的NO3-的原理如图示,电解时阴极上NO3-发生得电子的还原反应生成N2,则其阴极的反应式为2NO3-+12H+10e-=N2+6H2O; 故答案为:2NO3-+12H+10e-=N2+6H2O.X、Y、Z、W均为短周期元素,由位置关系可知,X、Y处于第二周期,Z、W处于第三周期,Z元素最外层电子数是其电子层数的2倍,最外层电子数为6,则Z为S元素,故X为N元素、Y为O元素、W为Cl元素;元素M与S同周期,且原子半径是同周期中最大,所以M为Na;元素R是第四周期的过渡元素;R有甲、乙两种常见氢氧化物,其中甲在常温下置于空气中,会由白色变为灰绿色,最后变为红褐色的乙,则甲为Fe(OH)2,乙为Fe(OH)3,所以R为Fe元素;结合元素周期律解答本题考查结构性质位置关系应用,推断元素是解题关键,侧重对化学用语、元素周期律、元素化合物的性质和电解原理的考查,较好的考查学生运用知识分析问题、解决问题的能力,难度中等