2025版高考化学一轮总复习真题演练第5章物质结构与性质元素周期律第17讲元素周期表和元素周期律

第17讲元素周期表和元素周期律命题分析近几年高考对元素周期表、元素周期律的考查，一般以给定相关元素的情境，或者利用“位—构—性”的关系考查元素、物质的推断，运用元素周期律学问推断元素的金属性、非金属性强弱或比较微粒的半径大小，比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱、考查元素的电离能及电负性等。真题演练1．(2024·全国甲，11,6分)W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是(C)A．原子半径：X>WB．简洁氢化物的沸点：X<ZC．Y与X可形成离子化合物D．Z的最高价含氧酸是弱酸[解析]WX2是形成酸雨的物质，可能是SO2或NO2，结合W的原子序数小于X，可知W为N、X为O。Y的最外层电子数与其K层电子数相同，说明最外层电子数为2，又因Y的原子序数大于X(O)，可知Y为Mg。四种元素最外层电子数之和为19，设Z的最外层电子数为a，即5＋6＋2＋a＝19，a＝6，则Z为S。同周期主族元素从左到右，原子半径慢慢减小，则原子半径：O<N，即X<W，A项错误；X、Z的简洁氢化物分别为H2O、H2S，H2O中存在分子间氢键，沸点高于H2S，B项错误；Y与X可形成离子化合物MgO，C项正确；Z的最高价含氧酸为H2SO4，属于强酸，D项错误。2．(2024·全国乙，10,6分)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简洁离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是(A)A．X的常见化合价有－1、－2B．原子半径大小为Y>X>WC．YX的水合物具有两性D．W单质只有4种同素异形体[解析]W、X、Y均为短周期元素，简洁离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，可得X为O、Y为Mg；W、X、Y形成的化合物溶于稀盐酸有无色无味气体生成，则该气体应为CO2，则W为C。O元素常见的化合价有－1、－2，A项正确；原子半径大小为Mg>C>O，即Y>W>X，B项错误；MgO的水合物为Mg(OH)2，属于中强碱，C项错误；碳单质有石墨、金刚石、C60、C70，C120，D项错误。3．(2024·湖北，6,3分)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，Z2是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列说法正确的是(A)A．分子的极性：WZ3<XZ3B．第一电离能：X<Y<ZC．氧化性：X2Y3<W2Y3D．键能：X2<Y2<Z2[解析]Z2是氧化性最强的单质，说明Z为F。X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素且相邻，说明X为N，Y为O。W的核外电子数与X的价层电子数相等，则W为B。离子化合物为(NO)＋(BF4)－。BF3空间结构为平面三角形，是非极性分子；NF3中氮原子实行sp3杂化，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，是极性分子，A项正确；N的核外价电子排布为2s22p3,2p轨道处于半充溢状态，比较稳定，第一电离能比O原子大，B项错误；非金属性N大于B，氧化性N2O3大于B2O3，C项错误；氮气中有氮氮三键，键能最大，D项错误。4．(2024·湖南，6,3分)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是(C)A．电负性：X>Y>Z>WB．原子半径：X<Y<Z<WC．Y和W的单质都能与水反应生成气体D．Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性[解析]依据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等，可知X的电子排布式为1s22s22p4，为O元素，基态O原子的未成对电子数为2，则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3，结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素，Z为P元素，则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WF2，结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为＋2价，又其原子序数最大，故W为Ca元素，Y为F元素。元素电负性：F>O>P>Ca，A项错误；原子半径：F<O<P<Ca，B项错误；F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2，C项正确；P元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性，D项错误。5．(2024·浙江1月选考，10,3分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充溢，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是(B)A．电负性：Z>XB．最高正价：Z<MC．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y[解析]M是地壳中含量最多的元素，则M为O；X的2s轨道全充溢，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，考虑到原子序数：X<Y<Z<M<Q，则X的核外电子排布式为1s22s2或1s22s22p1，Y的核外电子排布式为1s22s22p2，故X为Be或B，Y为C，Z为N；Q是纯碱中的一种元素且其原子序数最大，故Q为Na。电负性：N>B或N>Be，A正确；氧元素没有最高正价，氮元素的最高正价为＋5，B错误；Na与O可形成Na2O、Na2O2，其中Na2O2中含有非极性共价键，C正确；非金属性：N>C，最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H2CO3，D正确。6．(2024·福建，4,4分)某非线性光学晶体由钾元素(K)和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素，X的核外电子总数为最外层电子数的2倍。Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是(A)A．简洁氢化物沸点：Z>WB．YW3分子的空间构型为三角锥形C．原子半径：Y<X<Z<WD．最高价氧化物对应水化物的碱性：X<Y[解析]X为短周期元素，其核外电子总数为最外层电子数的2倍，X为Be；Z为地壳中含量最多的元素，Z为O；X与Y、Z与W均为同周期相邻元素，且X、Y、Z、W的原子序数依次增大，故四种元素依次为Be、B、O、F。常温下，H2O呈液态，HF呈气态，则简洁氢化物沸点：H2O>HF，A正确；BF3分子中，B原子上孤电子对数为eq\f(1,2)×(3－1×3)＝0，价层电子对数为3，故BF3分子的空间构型为平面三角形，B不正确；原子半径：F<O<B<Be，C不正确；金属性：Be>B，最高价氧化物对应水化物的碱性：Be>B，D不正确。7．(2024·全国甲，35题节选)2008年北京奥运会的“水立方”，在2024年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为。(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变更趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变更图是a(填标号)，推断的依据是同周期主族元素的第一电离能随原子序数增大呈增大的趋势，但由于N的2p轨道为半充溢状态，故其第一电离能大于同周期相邻元素C、O；第三电离能的变更图是b(填标号)。[解析](1)F是9号元素，基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5，所以基态F原子的价电子排布式为2s22p5，价电子排布图(轨道表示式)为。(2)同周期主族元素的第一电离能随原子序数增大呈增大的趋势，但由于N的2p轨道为半充溢状态，其第一电离能大于同周期相邻元素C、O，故C、N、O、F的第一电离能的变更图是图a。C、N、O、F失去2个电子后的价电子排布式依次为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3，由于C原子失去2个电子后2s轨道为全充溢状态，较难失去电子，N原子失去2个电子后2p轨道剩1个电子，易失去达到稳定状态，所以C的第三电离能大于N，故C、N、O、F的第三电离能的变更图是图b。本讲要点速记：1．牢记1～7周期的元素种类数：2、8、8、18、18、32、32。2．驾驭五个关系式(1)质子数＝原子序数。(2)电子层数＝周期序数。(3)最外层电子数＝主族序数。(4)最高正价＝主族序数(O、F除外)。(5)最低负价＝主族序数－8(H除外)。3．理解原子结构与元素性质的递变