1、专题七 原子结构元素周期表与元素周期律【3年模拟】时间:20分钟分值:30分一、选择题(每题2分,共24分) 1.(2020北京等级考适应性测试,2)下列化学用语书写正确的是()A.过氧化钠的电子式是NaOONaB.乙烷的结构式是C.氯原子的结构示意图是 D.中子数为7的碳原子是67C答案BA项,过氧化钠是离子化合物,电子式为Na+OO2-Na+,错误;C项,氯原子最外层电子数为7,原子结构示意图为,错误;D项,元素符号左上角数字为质量数,质量数等于质子数与中子数之和,中子数为7的碳原子的质量数为13,错误。2.(2020天津等级考适应性测试,3)下列叙述正确的是()A.最高正化合价:PNCB
2、.第一电离能:LiNaKC.热稳定性:H2OHFH2SD.碱性:LiOHNaOHKOH答案B元素周期律揭示元素内在联系,本题考查元素相似性和递变性以及推理能力,体现证据推理与模型认知的学科核心素养,符合基础性的考查要求。A项,P、N都是第A族元素,最高正化合价相同,都是+5价,错误;B项,同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能:LiNaK,正确;C项,元素的非金属性越强,对应的气态氢化物越稳定,热稳定性:HFH2OH2S,错误;D项,同一主族元素,从上到下金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强,碱性:KOHNaOHLiOH,错误。3.(2020济宁上学期期末,4)下列各
3、微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是()A.Fe2+1s22s22p63s23p63d6B.Cu1s22s22p63s23p63d94s2答案BFe2+核外电子数为24,由能量最低原理,可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,故A符合能量最低原理;若按照构造原理,29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2,但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时,能量相对较低,故B不符合能量最低原理;F原子最外电子层为第2能层,有7个电子,外围电子排布式为2s2
4、2p5,由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知,外围电子排布图为,故C符合能量最低原理;Na+最外电子层为第2能层,有8个电子,外围电子排布式为2s22p6,由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知,Na+外围电子排布图为,故D符合能量最低原理。4.(2019临沂期末,10)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的单质与水发生剧烈反应,生成一种酸和一种气体,X的一种单质(X4)在常温下容易自燃。下列叙述正确的是()A.单质的沸点:XZB.简单离子的还原性:YWD.化合物Y2Z2中含非极性共价键答案D能够与水剧烈反应产生酸和气体的单质是F2;X4在常温下能够自燃,则X4为P4;因W、X
5、、Y、Z原子序数依次增大,且均为短周期主族元素,故Y、Z分别是S、Cl。磷单质是固体,氯气是气体,A项错误;还原性:S2-Cl-,B项错误;F的非金属性比Cl强,氢化物热稳定性:HFHCl,C项错误;根据8电子稳定结构可知S2Cl2的结构为ClSSCl,分子中含有非极性键,D项正确。5.(2018部分重点中学联考)四种短周期主族元素在元素周期表中的位置如图,则下列说法错误的是()YXMZA.若Y的最简单氢化物的沸点比M的低,则X单质可与强碱溶液反应B.简单阴离子半径:MZYC.若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则X的氧化物不与任何酸反应D.最高价氧化物对应水化物的酸性:ZM答案C因N、O、F的最简单
6、氢化物中均存在氢键,沸点较高,故若Y的最简单氢化物的沸点比M的低,则Y为C,从而推知X为Al,Al能与强碱溶液反应,A项正确;M、Z的简单阴离子电子层结构相同,核电荷数越小,阴离子半径越大,所以简单阴离子半径:MZ,M、Z的简单阴离子比Y的简单阴离子多一个电子层,故简单阴离子半径:MZY,B项正确;若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则Y为N,从而推知X为Si,SiO2能与氢氟酸反应,C项错误;非金属性:ZM,故最高价氧化物对应水化物的酸性:ZM,D项正确。6.(2020山东省实验中学线上诊断,6)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构
7、为正四面体,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为2316;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小;T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是()A.简单离子的半径:YZWB.最高价氧化物对应水化物的酸性:WZXC.W和T的单质混合加热可得化合物T2WD.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸答案C由题意推断X元素位于第二周期,X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体,该氢化物为甲烷,即X为C;Y、Z、W位于同一周期,原子序数依次增大,即Y、Z、W位于第三周期,Y在同周期中电负性最小,推出Y为Na;二元化合物E中元素Y和W的质量比为2316,
8、推出该二元化合物为Na2S,即W为S;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,即Z为Al;T元素的价电子排布式为3d104s1,推出T元素为Cu。Y、Z、W简单离子半径大小顺序是r(S2-)r(Na+)r(Al3+),故A错误;W、Z、X三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序是H2SO4H2CO3Al(OH)3,故B错误;Cu与S在加热条件下发生反应,因为S的氧化性较弱,因此将Cu氧化至较低价态,得到的产物是Cu2S,反应的方程式为2Cu+SCu2S,故C正确;S在足量的氧气中燃烧生成SO2,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸为中强酸,故D错误。易错警示易错点是选项D,S和C不一
9、样,S与氧气反应,无论氧气过量与否,生成的都是SO2,SO2转化成SO3,需要催化剂、高温条件。7.(2019日照一模,11)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:元素代号XYZMRQ原子半径/(10-10m)1.860.991.431.600.750.74主要化合价最高正价+1+7+3+2+5最低负价-1-3-2下列说法不正确的是()A.由元素X和Q组成的化合物可能含有共价键B.X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可彼此反应C.简单氢化物的稳定性:QYRD.Z和Y形成的化合物为离子化合物答案D根据化合价首先确定Y和Q分别是Cl和O,然后结合化合价和原子半径可知X、Z、M、R分别是Na、A
10、l、Mg、N。Na2O2中有共价键,A项正确;X、Z、R的最高价氧化物对应水化物分别是NaOH、Al(OH)3、HNO3,Al(OH)3是两性氢氧化物,三者可以彼此反应,B项正确;简单氢化物的稳定性:H2OHClNH3,C项正确;AlCl3为共价化合物,D项错误。解题关键化合价规律中,氟(F)为非金属性最强的元素,无正化合价,而氧只有与氟形成化合物时才会显正价,无最高正化合价(即不会存在+6价)。8.(2018聊城三模,11)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,由这些元素组成的常见物质的转化关系如图,其中a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,c是Z的单质,在铝热反应中常作引发剂,e、
11、f为常见气体单质。下列有关说法正确的是()A.简单离子的半径:YZXB.简单氢化物的沸点:YXC.最高价氧化物对应水化物的碱性:ZYD.W、Y的氧化物所含化学键类型相同答案B已知a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,则a为过氧化钠;c是Z的单质,在铝热反应中常作引发剂,c为金属镁;e、f为常见气体单质,根据框图转化关系,镁与化合物b反应生成气体单质f,则f为氢气;过氧化钠与化合物b反应生成气体单质e,则e为氧气,b为水,d为氢氧化钠,g为氢氧化镁,则W为H、X为O、Y为Na、Z为Mg。简单离子半径:O2-Na+Mg2+,A项错误;氢化钠是离子化合物,沸点高于水,B项正确;元素的金属性越强,最
12、高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性:NaOHMg(OH)2,C项错误;水和过氧化氢都是共价化合物,只含有共价键,氧化钠和过氧化钠都属于离子化合物,都含有离子键,化学键类型不同,D项错误。9.(2019枣庄二模,9)已知X、Y、Z、M、Q均为短周期元素。25时,原子半径和其元素最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01molL-1)溶液的pH的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.简单离子半径的大小顺序:XQB.Z、M、Q的含氧化合物都能用于漂白C.X的氢化物有XH3、X2H4等D.M的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能发生氧化还原反应答案B根据0.01molL-1最高价氧化物的水化物溶液的
13、pH可知,X、Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸,M对应的为一元以上的强酸,Y对应的为弱酸,Q对应的是一元强碱,结合原子半径规律,可知X、Y、Z、M、Q分别为N、C、Cl、S、Na。简单离子半径:N3-Na+,A项正确;Cl、S、Na的含氧化合物中有的能用于漂白,如HClO、SO2、Na2O2等,但是H2SO4、Na2O等含氧化合物不能用于漂白,B项错误;氮的氢化物有NH3、N2H4等,C项正确;浓硫酸具有强氧化性,能够与H2S发生氧化还原反应,D项正确。解题关键元素推断与元素周期律的解答,先依据相关信息推断出元素,然后明确所考查的元素在周期表中的位置关系,结合元素周期律、元素化合物知识,
14、做出正确的判断。10.(2019青岛一模,9)短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,X的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体,溶液pH与RZ2体积关系如图。下列说法正确的是()A.X2R溶液的浓度为0.03molL-1B.最简单氢化物的稳定性:YZRC.工业上通常采用电解法冶炼Q的单质D.RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中,均无明显现象答案CX的简单阴离子与Li+具有相同的电子层结构,则X是氢元素;Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Y为碳
15、元素;Q为第三周期的活泼金属;根据图像可知,R元素是硫元素。根据2H2S+SO23S+2H2O可知,336mLSO2消耗的H2S的物质的量为0.03mol,溶液体积为0.1L,故H2S浓度为0.3molL-1,A项错误;非金属性越强,则简单氢化物越稳定,B项错误;Na、Mg、Al均通过电解法制取,C项正确;SO2通入BaCl2溶液无明显现象,而通入Ba(NO3)2溶液中,在酸性条件下NO3-将SO2氧化为SO42-,产生BaSO4沉淀,D项错误。11.(2020届临沂高三期中,12)一种工业洗涤剂中间体的结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的原子半径是元素
16、周期表中最小的,Q原子的核外最外层电子数与Y原子的核外电子数相同。下列说法正确的是()W+-A.WX为离子化合物B.第一电离能:QZYC.简单离子半径:WQZD.该中间体中Q都满足8电子稳定结构答案ADX的原子半径是元素周期表中最小的,故X为H;W为五种短周期元素中原子序数最大的,且可形成+1价的离子,则W为Na;Y可形成四个单键,Y为C;Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,Q为O,Z为N。WX为NaH,是离子化合物,A项正确;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子2p能级半充满,更稳定,难以失电子,第一电离能比O大,故第一电离能:ZQY,B项错误;N3-、O2-、Na+具
17、有相同电子层结构,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:N3-O2-Na+,C项错误;该化合物中与Y以单键相连的Q与Y共用一对电子,并得到了W失去的一个电子,满足8电子稳定结构,D项正确。12.(2020山东潍坊三模,3)X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素,原子序数依次增大;基态X的价电子轨道表示式为,Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍;四种元素与锂组成的化合物结构如图(箭头表示配位键)。下列说法正确的是()A.四种元素中第一电离能最大的是ZB.Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水C.X的最高价氧化物的水化物是一种强酸D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:前者高于后者答案
18、DA项,Z的最外层电子数是其次外层电子数的3倍,故Z为O;X、Y、Z、W的原子序数依次增大且是同周期主族元素,故W为F。同周期元素第一电离能从左到右有逐渐增大趋势,四种元素中第一电离能最大的是W,错误。B 项,根据结构图知,Y可形成四条共价键,则Y为C;Y和Z形成的化合物有CO和CO2,其中CO难溶于水,CO2能溶于水,错误。C 项,根据X的价电子轨道表示式知X为B,其最高价氧化物的水化物H3BO3为弱酸,错误;D 项,Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物分别是H2O和HF,前者沸点高于后者,正确。二、非选择题(共6分)13.(2019烟台期中,17)现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期
19、主族元素,其原子序数依次增大。已知A、D位于同一主族,D是短周期元素中原子半径最大的。B、E的最外层电子数是最内层电子数的2倍。C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍。请回答下列问题:(1)A、C、D、F形成的简单离子半径由大到小的顺序是(用元素符号填写)。(2)B、C、E、F、G形成的气态氢化物数目最多的元素是(填元素符号),所形成的简单氢化物中最不稳定的是(填化学式)。(3)B、E、F、G最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是(用化学式填写)。(4)由A、C、D形成的化合物所含的化学键类型有。(5)化合物M和N都由A、C、D、F四种元素组成,它们在
20、溶液中相互反应的离子方程式是;G单质的水溶液中通入F的氧化物,其反应的化学方程式为。答案(1)S2-O2-Na+H+(2)CSiH4(3)HClO4H2SO4H2CO3H2SiO3(4)离子键和共价键(5)H+HSO3-SO2+H2OSO2+2H2O+Cl22HCl+H2SO4解析D是短周期元素中原子半径最大的,D为Na;B、E的最外层电子数是最内层电子数的2倍,B为C,E为Si;已知A、D位于同一主族,C、F的最外层电子数相等,且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍,所以A为H,C为O,F为S,G为Cl。(1)离子的电子层数越多,半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半
21、径越小,因此离子半径由大到小的顺序是S2-O2-Na+H+。(2)C、O、Si、S、Cl形成的气态氢化物数目最多的是C,它可以与氢形成烷烃、烯烃、炔烃(碳原子数小于等于4)等;同周期主族元素从左到右非金属性增强,简单氢化物的稳定性增强,同主族从上到下元素的非金属性减弱,简单氢化物的稳定性减弱,则硅的非金属性最弱,所形成的简单氢化物(SiH4)最不稳定。(3)B、E、F、G的最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SiO3、H2SO4、HClO4。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强,因为非金属性:ClSCSi,所以最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是HClO4H2SO4H2CO3H2SiO3。(4)由A、C、D形成的化合物为NaOH,它属于离子化合物,所含的化学键有离子键和共价键。(5)A、C、D、F四种元素组成的化合物M和N分别为NaHSO4和NaHSO3,它们在溶液中相互反应的离子方程式是H+HSO3-SO2+H2O;二氧化硫通入氯气的水溶液中,反应的化学方程式为SO2+2H2O+Cl22HCl+H2SO4。
