2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律2.1原子核外电子的排布元素周期律课时评价含解析新人教版必修2

PAGE10-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.(2024·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:S>CB.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,推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,推断碳酸与硅酸的酸性强弱D.Br2和I2分别与H2O反应的难易,推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推断S、C元素的非金属性强弱,A错误;铁投入CuSO4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,所以不能推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,不能推断溴与碘的非金属性强弱,D错误。【易错提示】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推断。(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:W<X<Y<ZB.原子最外层电子数:W<X<Y<ZC.单质的氧化实力:W<X<Y<ZD.元素的最高化合价:W<X<Y<Z【解析】选B。同周期从左到右,金属单质的化学活泼性渐渐减弱,而非金属单质的化学活泼性渐渐增加,A错误;同周期从左到右,原子的最外层电子数渐渐增多,B正确;同周期从左到右(除稀有气体元素),单质的氧化实力渐渐增加,当Z为稀有气体时,其氧化实力最弱,C错误;主族元素的最高化合价等于原子的最外层电子数,但O、F例外,D错误。3.如图是某些元素的微粒结构示意图,依照此示意图,下列描述正确的是 ()A.示意图①、②、③、④表示的全部是原子结构B.示意图①的最外层电子数为8,所以它是稀有气体元素C.示意图②的核电荷数x=12D.示意图④若表示的是离子结构,则它的最外层电子数y=7【解析】选C。原子中质子数=核外电子数,质子数≠核外电子数的是离子,示意图①是离子;②的最外层有2个电子,是原子;③是原子;当y=7时,④表示的是原子,当y=8时,④表示的是离子,A错误;示意图①是Na+的结构示意图,B错误;示意图②的核电荷数x=2+8+2=12,C正确;示意图④若表示的是离子结构,则它的最外层电子数y=8,D错误。4.六六六是一种有机氯杀虫剂。代森锌、代森锰、福美铁、福美锌等都属于有机硫农药。硫和氯为农药的发展做出巨大贡献,但二者的非金属性有较大差异。为说明氯比硫的非金属性强,下列事实可作依据的是 ()A.HCl的溶解性强于H2SB.氯的最高价为+7价C.H2S中的S2-能被Cl2氧化D.HClO的氧化性强于H2SO4【解析】选C。溶解性的强弱与分子的极性有关,属于物理性质,不能用于比较非金属性强弱,故A错误;化合价的凹凸与原子最外层电子数有关,不能用于比较非金属性的强弱,故B错误;元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,H2S中的S2-能被Cl2氧化,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C正确;比较非金属性的强弱不能依据含氧酸的氧化性强弱,如F不存在含氧酸,但F的非金属性最强,故D错误。5.元素A、B的核电荷数都小于18,A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5,则A和B形成的化合物的化学式为 ()A.A2B3B.BA2C.AB4D.B3【解析】选D。A、B两元素原子的L层上有电子且相差3个,则K层上有2个电子,而B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5,所以A元素原子的结构示意图为,B元素原子的结构示意图为,即A为氮元素,B为镁元素,形成的化合物为Mg3N2(氮化镁)。6.(教材二次开发·原创题)元素周期律和周期表揭示了元素之间的内在联系,反映了元素性质与它的原子结构的关系。下列大小关系符合元素周期律的是()A.酸性:HNO3>H3BO3>H2CO3B.稳定性:HF>PH3>H2OC.碱性:Be(OH)2>Mg(OH)2>Ca(OH)2D.单质的还原性:K>Mg>Al【解析】选D。非金属性:N>C>B,故酸性:HNO3>H2CO3>H3BO3,A错误;非金属性:F>O>P,故稳定性:HF>H2O>PH3,B错误;金属性:Ca>Mg>Be,故碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2>Be(OH)2,C错误;金属性K>Mg>Al,则单质的还原性:K>Mg>Al,D正确。【加固训练】依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)的原子失电子实力比镁弱B.砹(At)的氢化物不稳定C.硒(Se)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渐渐增加,则铍(Be)原子失电子实力比镁弱,A正确;同主族自上而下非金属性渐渐减弱,则砹(At)的氢化物不稳定,B正确;同主族自上而下非金属性渐渐减弱,氢化物的稳定性渐渐减弱,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渐渐增加,最高价氧化物对应水化物的碱性渐渐增加,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,小到肉眼无法视察得到,但与宇宙天体有许多相像之处,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,半径越小B.同周期元素,从左到右,原子半径渐渐减小,离子半径也渐渐减小C.其次周期的主族元素中,第ⅦA族元素的原子半径最小D.第ⅥA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,原子半径渐渐减小,阳离子半径渐渐减小,阴离子半径突然增大,后减小,B项错误;其次周期主族元素中,F的原子半径最小,C项正确;第ⅥA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 ()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:HF>NH3>SiH4C.酸性:H4SiO4<H3PO4<H2SO4<HClO4D.碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2<Ca(OH)2<KOH【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+<F-,A错误;非金属性:F>N>Si,氢化物的稳定性:HF>NH3>SiH4,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+)<r(T2-)B.其中R的金属性最强C.Q元素和T元素对应单质的氧化性:Q>TD.L、Q形成的简洁离子核外电子数相等【解析】选A。依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+)<r(O2-),A正确;5种元素中,金属性最强的为Mg,B错误;氧化性:O2>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ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二⑥⑦三①③⑤⑧⑩四②④⑨用化学式或元素符号回答下列问题:(1)①③⑤中,最高价氧化物的水化物,碱性最强的是。

(2)②③④中形成的简洁离子半径由大到小的依次是。

(3)①和⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式为和。①和⑨两元素形成化合物的化学式为,

该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为。

(4)⑧⑨三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依次为。

【解析】(1)①、③、⑤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)②、③、④形成的简洁阳离子分别为K+、Mg2+、Ca2+,其离子半径大小依次为r(K+)>r(Ca2+)>r(Mg2+)。(3)①、⑨的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、HBrO4;①和⑨两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)⑧、⑨、分别为Cl、Br、F,三者非金属性强弱依次为F>Cl>Br,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)HFF>Cl>Br12.(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:①当x-y=10时,该粒子为(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。

②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。①某元素原子L层上的电子数为K层的3倍;

②某元素原子L层上的电子数为K层的一半;

③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;

④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1～8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)①当x-y=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。②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)①原子的L层上的电子数为K层的3倍的元素为氧元素;②原子的L层上的电子数为K层的一半的元素为锂元素;③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;④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)①原子②氩原子氯离子硫离子磷离子钾离子钙离子(3)①O②Li③S2-④C(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:X>YC.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【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形成的化合物的相对分子质量为 ()A.56B.88C.74D.40【解析】选D。依据题意知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肯定大于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,依据原子序数的大小关系推知D只能是钠,E只能是铝,对C原子进行探讨,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肯定大于磷、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:Y>Z>R>TB.气态氢化物的稳定性:W<R<TC.最高价氧化物对应的水化物的碱性:X>ZD.XR2、WR2两化合物中R的化合价相同【解析】选D。依据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位于同周期即同在其次周期,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渐渐减小,即Y>Z>R>T,A正确;W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性F>O>Si,则气态氢化物的稳定性W<R<T,B正确;X为钙元素、Z为铍元素,钙的金属性强,则最高价氧化物对应的水化物的碱性X>Z,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Z2W。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:W>Z>Y【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