高中化学复习第2讲-元素周期表-元素周期律

第2讲元素周期表元素周期律课程标准知识建构1.能说出元素电离能、电负性的含义，能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律，能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系，能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱，推断化学键的极性。2．能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。能列举元素周期律(表)的应用。3．能说明建构思维模型在人类认识原子结构过程中的重要作用，能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。简要说明原子核外电子运动规律的理论探究对研究元素性质及其变化规律的意义。一、元素周期表1．原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。2．元素周期表编排原则3．元素周期表(1)结构元素周期表eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(周期7个\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(短周期\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素种数分别为2、8、8种)),长周期\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,元素种数分别为18、18、32、32种)))),族16个\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主族：由短周期和长周期共同构成，共7个,副族：完全由长周期元素构成，共7个,第Ⅷ族：第8、9、10共3个纵列,0族：第18纵列))))4．原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期的关系原子的最大能层数＝周期序数(2)原子结构与族的关系①主族元素的价层电子排布特点主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特点ns2np3ns2np4ns2np5②0族：He：1s2；其他ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系①周期表的分区②各区价层电子排布特点分区价层电子排布s区ns1～2p区ns2np1～6(除He外)d区(n－1)d1～9ns1～2(除钯外)ds区(n－1)d10ns1～2f区(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns25.元素周期表的三大应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料(3)用于工农业生产。【诊断1】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素()(2)第ⅠA族全部是金属元素()(3)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1()(4)s区全部是金属元素()(5)第四周期元素中，锰原子价层电子中未成对电子数最多()(6)价层电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素()(7)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√二、元素周期律1．原子半径(1)影响因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能层数：能层数越多，原子半径越大,核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，,原子半径越小))(2)变化规律①同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；②同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。2．电离能(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1。(2)规律①同周期从左至右第一电离能总体呈现增大的趋势。②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。③同种原子：逐级电离能越来越大。【特别提醒】第二、三、四周期中，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素都大。3．电负性(1)含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。(3)变化规律①同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大；②同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。【特别提醒】①金属元素的电负性一般小于1.8；②非金属元素的电负性一般大于1.8；③位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。4.主族元素的周期性变化规律项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子)逐渐增大性质化合价最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)(H显－1价)相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)元素的金属性、非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱第一电离能增大的趋势逐渐减小电负性逐渐增大减小气态氢化物的稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱5.元素周期律6．对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如。【诊断2】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能()(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C()(3)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族()(4)价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素()(5)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大()(6)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S()(7)价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√(7)×考点一元素周期表的结构及应用【典例1】(2020·福建南平市高三质检)某同学设计了如图所示元素周期表，已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍。空格中均有对应的元素填充。下列说法正确的是()A．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素B．X、Y分别与Z形成的化合物都只有两种C．X、Y元素最高价氧化物对应的水化物酸性：X＞YD．X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物答案C解析按照图示，白格填充的为主族元素和稀有气体元素，灰格填充的为副族元素，A错误；X和Z可以形成NO、NO2、N2O5等氮氧化物，不止2种，B错误；X的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，Y的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，则酸性HNO3＞H3PO4，C正确；非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，同主族元素，从上到下非金属性减弱，同周期元素，从左到右，非金属性增强，则非金属性强弱顺序为O＞N＞P，氢化物最强的是Z的氢化物，H2O，D错误。【对点练1】(依据元素周期表结构推断原子序数)如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为()A．5x＋10 B．5xC．5x＋14 D．5x＋16答案A解析【对点练2】(周期表的片段在元素推断题中的应用)元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，正确的是()A．D在过量的B中燃烧的主要产物为DB3B．C的氢化物的水溶液酸性比E的强C．A与B形成的阴离子可能有ABeq\o\al(2－,3)、A2Beq\o\al(2－,4)D．E单质中由于形成了氢键，所以很容易液化答案C解析根据五种元素在元素周期表中的相对位置，可以确定A为碳、B为氧、C为氟、D为硫、E为氯。A项，硫在氧气中燃烧生成SO2，错误；B项，氢氟酸为弱酸，其酸性比盐酸的弱，错误；C项，碳与氧形成的阴离子较多，ABeq\o\al(2－,3)为碳酸根离子，A2Beq\o\al(2－,4)为草酸根离子，正确；D项，氯气单质分子中没有氢原子，也就不存在氢键，错误。【对点练3】(异形元素周期表的分析)(2021·湖南汨罗市高三检测)某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如下图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点(最中心的点)代表起点元素。下列正确的是()A．物质YO可能具有较强的氧化性B．图中离O点越远的元素，其原子半径一定越大C．O2X、WO3分子内都含有氢键，所以沸点都较高D．科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素答案D解析O点代表氢元素，按照原子序数由小到大由里往外延伸，由图可知，W为N元素，X为O元素，Y为Na元素，Z为P元素，根据元素的种类可知虚线相连的元素处于同一族。A.NaH中氢元素为－1价，具有较强的还原性，故A错误；B.随原子序数增大距离O点的距离增大，而同周期主族元素，随原子序数增大原子半径减小，图中离O点越远的元素，其原子半径不一定越大，故B错误；C.H2O、NH3分子间都含有氢键，所以沸点都较高，而分子内为共价键，故C错误；D.As与N元素处于同主族，性质具有相似性，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素，故D正确。直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系(1)(2)(3)(4)考点二元素周期律及其应用【典例2】下列实验不能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的ACl2、Br2分别与H2反应比较氯、溴的非金属性强弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3比较镁、铝的金属性强弱C测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH比较碳、硫的非金属性强弱DFe、Cu分别与稀盐酸反应比较铁、铜的金属性强弱答案B解析单质越易与氢气反应，元素的非金属性越强，故A正确；向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，都生成白色沉淀，故B错误；碳酸钠溶液水解呈碱性说明碳酸是弱酸，硫酸钠溶液呈中性，说明硫酸是强酸，故C正确；铁与稀盐酸反应放出氢气，铜与稀盐酸不反应，故D正确。元素金属性和非金属性强弱的判断方法一表两序元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱三反应置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强氧化性金属离子的氧化性越弱，对应元素的金属性越强还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强电负性电负性数值越大，非金属性越强电负性数值越小，金属性越弱【对点练4】(元素性质递变规律的应用)(2020·湖北黄冈中学高三测试)已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是()A．原子半径：As＞P＞ClB．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBrC．还原性：As3－＞S2－＞Cl－D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4答案AC解析原子半径大小顺序是As＞P＞Cl，故A正确；非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，则热稳定性：HCl＞HBr＞AsH3，故B错误；单质的氧化性Cl2＞S＞As，所以阴离子的还原性：As3－＞S2－＞Cl－，故C正确；非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，则酸性H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4，故D错误。【对点练5】(金属性和非金属性强弱的判断)(2020·陕西渭南市富平县第一次摸底考试)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大，其简单氢化物中甲、乙、丙、丁的化合价如表所示，下列说法正确的是()元素甲乙丙丁化合价－2－3－4－2A.氢化物的热稳定性：甲＞丁B．元素非金属性：甲<乙C．最高价含氧酸的酸性：丙＞丁D．丙的氧化物为离子化合物答案A解析由短周期元素氢化物中甲、乙、丙、丁的化合价可知，乙处于ⅤA族，甲、丁处于ⅥA族，丙处于ⅣA族，且甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大，则甲为O元素、乙为N元素、丙为C元素、丁为S元素。甲形成的氢化物是水，丁形成的氢化物是硫化氢，所以氢化物的稳定性是：甲＞丁，故A正确；同周期自左而右非金属性逐渐增强，故非金属性：甲(O)＞乙(N)，故B错误；最高价含氧酸的酸性：碳元素形成碳酸，硫元素形成硫酸，故酸性丙<丁，故C错误；丙的氧化物是CO、CO2，均属于共价化合物，故D错误。【对点练6】(微粒半径大小的比较)比较下列微粒半径大小(用“＞”或“＜”填空)：(1)Na________Mg________Cl(2)Li________Na________K(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋(4)F－________Cl－________Br－(5)Cl－________O2－________Na＋________Mg2＋(6)Fe2＋________Fe3＋答案(1)＞＞(2)＜＜(3)＞＞(4)＜＜(5)＞＞＞(6)＞“三看”法快速判断简单微粒半径的大小一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越大，半径越大。【对点练7】(电离能与电负性的应用)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5则下列有关比较中正确的是()A．最高正化合价：④＞①＞③＝②B．电负性：④＞①＞③＞②C．原子半径：④＞③＞②＞①D．第一电离能：④＞③＞①＞②答案BD解析根据①、②、③、④核外电子排布式知，这几种元素分别是O、P、N、F元素；A.在主族元素中，元素的最高化合价与其族序数相等(O、F没有正化合价)，N、P同主族，最高正化合价均为＋5价，即③＝②，故A错误；B.元素的非金属性越强，其电负性越大，同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，四种元素的非金属性F＞O＞N＞P，这几种元素电负性大小顺序是④＞①＞③＞②，故B正确；C.原子的电子层数越多，其原子半径越大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径大小顺序是②＞③＞①＞④，故C错误；D.元素的非金属性越强，其第一电离能越大，同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以这几种元素第一电离能大小顺序是：④＞③＞①＞②，故D正确。1．(2020·山东学业水平等级考试，3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是()A．第一电离能：W>X>Y>ZB．简单离子的还原性：Y>X>WC．简单离子的半径：W>X>Y>ZD．氢化物水溶液的酸性：Y>W答案C解析根据Z与X可形成淡黄色化合物Z2X2，即该化合物为Na2O2，结合原子序数关系可知，X为O元素，Z为Na元素；基态O原子核外有8个电子，是最高能级2p上排布的电子数的2倍；由原子序数关系可知Y为F元素，则与其同主族的W为Cl元素。根据第一电离能递变规律，可知其相对大小顺序为：F>O>Cl>Na，A项错误；根据非金属性：F>O>Cl，可知简单离子的还原性：Cl－>O2－>F－，B项错误；根据离子半径的变化规律，可知简单离子半径：Cl－>O2－>F－>Na＋，C项正确；氢化物水溶液的酸性：HF<HCl，D项错误。2．(2020·天津学业水平等级考试，8)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是()元素最高价氧化物的水化物XYZW分子式H3ZO40.1mol·L－1溶液对应的pH(25℃1.0013.001.570.70A.元素电负性：Z<WB．简单离子半径：W<YC．元素第一电离能：Z<WD．简单氢化物的沸点：X<Z答案A解析从Z的最高价氧化物的水化物的化学式和W的最高价氧化物的水化物的pH可知，Z是磷元素，W是硫元素，结合X、Y的最高价氧化物水化物的0.1mol·L－1溶液的pH，可知X是氮元素，Y是钠元素。电负性：P<S，A项正确；离子半径：S2－>Na＋，B项错误；磷的3p轨道为半满稳定状态，其第一电离能大于硫，C项错误；NH3分子间存在氢键，导致其沸点高于PH3，D项错误。3．(高考组合题)电离能大小的比较及原因。(1)(2020·全国Ⅰ)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是_____________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(2)(2018·全国卷Ⅲ)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是___________________________。(3)(2017·全国卷Ⅲ)元素Mn与O中，第一电离能较大的是________。答案(1)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)O4．(高考组合题)电负性大小的比较判断。(1)(2019·全国卷Ⅲ)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是________。(2)(2016·全国Ⅰ)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_____________。(3)(2015·全国卷Ⅱ)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)。答案(1)O(2)O＞Ge＞Zn(3)O5．(高考组合题)原子半径或离子半径大小的判断及原因。(1)(2019·全国卷Ⅱ)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)(2018·全国卷Ⅰ)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是_________________________________。(3)(2020·全国卷Ⅲ)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。H、B、N中，原子半径最大的是________。答案(1)小于(2)Li＋核电荷数较大(3)B6．(高考组合题)对角线规则的应用。(1)(2020·全国Ⅲ)根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似。(2)(2019·全国卷Ⅲ)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。答案(1)Si(2)Mg相反一、选择题(本题包括8小题，每小题只有一个选项符合题意)1．价电子排布为5s25p1的元素在周期表中的位置是()A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族答案B2．长式周期表共有18个纵行，碱金属为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定下列说法正确的是()A．第四周期第9列元素是铁元素B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2C．第9列中元素中没有非金属元素D．第10、11列为ds区答案C解析第四周期第9列元素是钴元素，铁元素处于第四周期第8列，A项错误；氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B项错误；第9列属于Ⅷ族，都是金属元素，没有非金属元素，C项正确；第10列属于Ⅷ族，为d区；第11列属于ⅠB族，为ds区，D项错误。3．(2020·烟台一模)下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是()A．电负性最大的元素位于周期表的左下角B．基态原子最外层电子排布为ns2的元素都位于周期表ⅡAC．某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，该元素位于周期表第四周期ⅢA族D．基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能一定大于p能级有一对成对电子的答案C解析A．电负性最大的元素为F元素，位于周期表的右上角，故A错误；B.基态原子最外层电子排布为ns2的元素，位于周期表ⅡA、0族、过渡元素，如第ⅡA元素原子为ns2，氦最外层1s2，过渡元素中3d14s2，故B错误；C.某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，核电荷数31，为Ga元素，位于周期表中的第四周期第ⅢA族，故C正确；D.基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能，不一定大于p能级有一对成对电子的，p能级有一对成对电子的为四个电子，如P的第一电离能小于C的第一电离能，故D错误。4．(2020·山东模考)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是()A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2B．第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8C．第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11D．基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族答案B解析选项A，ⅡA族元素基态原子最外层电子排布均为ns2，正确；选项B，第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA族、ⅡA族均相差8，ⅢA～ⅦA族均相差18，错误；选项C，第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11，正确；选项D，基态原子3d轨道上有5个电子的元素是Cr和Mn两种元素，它们分别位于ⅥB族和ⅦB族，正确。5．下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是()选项事实结论A与冷水反应，Na比Mg强烈金属性：Na＞MgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性：Ca＞MgCSO2与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性：S＞CDt℃时，Br2＋H22HBrK＝5.6×107I2＋H22HIK＝43非金属性：Br＞I答案C解析C项，根据事实可知，H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是最高价含氧酸，故不能说明非金属性：S＞C。6．(2020·青岛三模)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是()A．位于同一轨道内电子的运动状态也不相同B．位于d区和ds区的元素都是金属元素C．前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB族D．基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在ⅠA族或ⅠB族答案D解析A．同一轨道内电子自旋方向相反，位于同一轨道内电子的运动状态也不相同，故A正确；B.d区和ds区的元素包括副族和第Ⅷ族元素，副族和第Ⅷ族元素全部是金属元素，故B正确；C.1～36号元素，未成对电子数最多的元素外围电子排布为3d54s1，共有6个未成对电子，该元素是铬，处于周期表中第四周期第ⅥB族，故C正确；D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素如铬、铑等，则基态原子最外层电子排布为ns1的元素并不全在ⅠA族或ⅠB族，故D错误。7．下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是()A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱C．原子半径r：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)D．原子的最外层电子数n：n(Na)<n(Mg)<n(Cl)<n(Br)答案A解析元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，A项正确；Cl的非金属性强于Br，则Cl2得到电子的能力比Br2强，B项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为r(Na)＞r(Mg)＞r(Cl)，C项错误；Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7，D项错误。8．(2020·济南二模)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种短周期元素，已知C、D元素的原子序数之和是A、B元素的原子序数之和的3倍，且C、D元素是同主族元素。甲、乙、丙、丁、戊五种二元化合物的组成如表：物质间存在反应：甲＋乙→单质B＋丙；丁＋戊→单质D(淡黄色固体)＋丙。下列说法正确的是()甲乙丙丁戊A、BB、CA、CA、DC、DA.甲、乙、丙、丁、戊均为只含极性键的极性分子B．原子半径：D＞B＞C；电负性：B＞C＞DC．可用酒精洗涤粘在容器内壁上的单质DD．若2mol甲与3mol乙恰好反应生成2.5mol单质B，则乙为双原子分子答案D解析A为H，B为N，C为O，D为S元素；甲为NH3或N2H4，乙为NO、NO2或N2O4等，丙为H2O，丁为H2S，戊为SO2。A.甲可能为N2H4，乙可能为N2O4，N2H4和N2O4都含有N－N非极性键，故A错误；B.原子半径S＞N＞O，但电负性：O＞N＞S，即C＞B＞D，故B错误；C.硫单质微溶于酒精、易溶于CS2，不能用酒精洗涤容器内壁上的单质S，可用CS2洗涤，故C错误；D.若2mol甲与3mol乙恰好反应生成2.5molN2，结合N原子守恒可知，甲为NH3，乙为NO或NO2,2molNH3完全反应失去电子的物质的量为：2mol×3＝6mol，设乙中N元素化合价为＋x，结合得失电子守恒可得：3mol×(x－0)＝6mol，解得：x＝2，则乙为NO，NO为双原子分子，故D正确。二、选择题(本题包括4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)9．若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是()A．该元素在元素周期表中的位置为第5周期ⅢB族B．该元素位于d区C．该元素为非金属元素D．该元素原子N电子层共有8个电子答案AB解析根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可见：该元素原子中共有39个电子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子。A.该原子的外围电子排布为4d15s2，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，与价层电子排布为3d14s2的Sc元素同族，位于周期表第ⅢB族，所以该元素位于周期表中第五周期ⅢB族，故A正确；B.价层电子排布为4d15s2，处于d区，故B正确；C.该元素位于周期表中第五周期ⅢB族，属于过渡元素，过渡元素均为金属元素，故C错误；D.第N层的电子排布为4s24p64d1，有9个电子，故D错误。10.第三周期11～17号元素某些性质变化趋势如图所示，下列有关说法中正确的是()A．y轴表示的可能是第一电离能B．y轴表示的可能是电负性C．y轴表示的可能是原子半径D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数答案B解析对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势(Mg、P特殊)，A项错误；原子半径逐渐减小，C项错误；形成基态离子转移的电子数：Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D项错误。11．以下有关元素性质的说法不正确的是()A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4原子半径最大的是①B．具有下列价层电子排布式的原子中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4第一电离能最大的是④C．①Na、K、Rb②N、P、As③O、S、Se④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④D．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋答案BD解析A．核外电子排布：①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4，则①为Si、②为N、③为C、④为S，同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：Si＞C＞N，Si＞S，故Si原子半径最大，即①的原子半径最大，A正确；B.同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，ⅤA族3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能，③＞④＞②＞①，B错误；C.同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故①Na、K、Rb电负性依次减小，②N、P、As的电负性依次减小，③O、S、Se的电负性依次减小，④Na、P、Cl的电负性依次增大，C正确；D.该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现＋2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2＋，D错误。12．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的五种元素，A、B形成的简单化合物常用作制冷剂，D原子最外层电子数与最内层电子数相等，化合物DC中两种离子的电子层结构相同，A、B、C、D的原子序数之和是E的两倍。下列说法正确的是()A．最高价氧化物对应的水化物的酸性：B＞EB．原子半径：C＞B＞AC．气态氢化物的热稳定性：E＞CD．电负性：C＞B＞A答案AD解析D原子最外层电子数与最内层电子数相等，则D最外层电子数为2，处于ⅡA族，而化合物DC中两种离子的电子层结构相同，则D为Mg，C为O；A、B形成的简单化合物常用作制冷剂，可推知A为H，B为N，A、B、C、D的原子序数之和为E的两倍得出E为Si。N的非金属性强于Si，最高价氧化物对应的水化物的酸性B＞E，A正确；同周期，原子半径随原子序数增大而减小，故原子半径N＞O，即B＞C＞A，B错误；元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，故气态氢化物的热稳定性C＞E，C错误；电负性：O＞N＞H，D项正确。三、非选择题(本题包括3小题)13．第四周期有14种金属元素，其中4种为主族元素，10种为过渡元素。(1)锰元素在周期表中的位置为________；属于________区元素(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)。(2)基态铬原子的电子排布式为________________________________，与铬同周期的所有元素的基态原子中，最外层电子数与铬原子相同的有________。(3)基态Fe原子中，电子占据的最高能层的符号为________，该能层具有的原子轨道数为________，电子数为________。(4)As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为________，第一电离能由大到小的顺序为________。(5)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：电离能/(kJ·mol－1)I1I2铜7461958锌9061733铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是_____________________________。答案(1)第四周期第ⅦB族d(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1K、Cu(3)N162(4)Br>Se>AsBr>As>Se(5)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu＋，能量较低，结构稳定，所以Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d104s1的Zn＋，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小。或Cu原子失去一个电子后，核外电子排布式为[Ar]3d10，而锌原子失去1个电子后的核外电子排 解析(1)Mn的原子序数为25，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，位于第四周期第ⅦB族，属于d区元素。(2)基态铬原子核外有24个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，第四周期最外层电子数为1的原子还有K、Cu。(3)基态Fe原子核外有4个电子层，电子占据的最高能层为第四层，符号为N。该能层有s、p、d、f四个能级，原子轨道数为1＋3＋5＋7＝16。其价层电子排布式为3d64s2，故N层的电子数为2。(4)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性：Br>Se>As。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于As的4p能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于Se，故第一电离能：Br>As>Se。(5)根据Cu、Zn失去一个电子后的结构，分析再失去一个电子的难易，从而比较Cu、Zn的第二电离能。14．下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：元素原子半径(10－10m最高价态(价)最低价态(价)①1.02＋6－2②2.27＋1－③0.74－－2④1.43＋3－⑤0.77＋4－4⑥1.10＋5－3⑦0.99＋7－1⑧1.86＋1－⑨0.75＋5－3⑩1.17＋4－4请回答下列问题：(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是________(填序号)。(2)上述⑤⑥⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的物质可能是________(写分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为________，元素①的原子价层电子排布式是________。(3)①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是____________________________________________________________________(填化学式)。(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是________(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的________。A．气态氢化物的挥发性和稳定性B．单质中的键能C．两元素的电负性D．含氧酸的酸性E．氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)F．两单质在自然界的存在形式答案(1)②(2)PCl3、CCl4Si3N43s23p4(3)HCl>H2S>PH3>SiH4(4)氮元素CE解析由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，我们不难推出①S，②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。(1)在同一周期中，从第ⅠA族到第ⅦA族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元素的第一电离能逐渐减小，故在10种元素中，第一电离能最小的是②K。(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构；根据化合价知氮和硅形成氮化硅Si3N4；硫元素的原子价层电子排布式是3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱为Cl>S>P>Si，故其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3>SiH4。(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。15．表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：表1(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子电子排布式：________________________。(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_______________________________。(3)o、p两元素的部分电离能数据如表2：元素电离能/kJ·mol－1opI1717759I215091561I332482957表2比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是___________________________________。(4)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示，其中电负性最大的是________(填图1中的序号)。图1(5)表1中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示，则该元素是________(填元素符号)。答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量(3)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定(4)2(5)Al解析(2)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时以光(子)的形式释放能量。(2)o元素为Mn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，当其失去第3个电子时比较困难，而Fe2＋的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，故其失去第3个电子比较容易。(4)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩为气体，8种元素熔点最低的为氩，其次为氯，其中电负性最大的为氯。(5)由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA族元素，应为Al。微专题18“位—构—性”综合推断题的解题方法一、依据原子结构或物质结构推断元素1．根据核外电子的排布三大规律推断元素(1)最外层电子规律最外层电子数(N)3≤N<8N＝1或2N＞次外层电子数元素在周期表中的位置ⅢA族～ⅦA族第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦第二周期(Li、Be)除外(2)“阴三、阳四”规律某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S位于第三周期，K位于第四周期。(3)“阴上、阳下”规律电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。2．依据物质结构推断元素突破口是元素的价态。(1)常见非金属元素。H、Cl、F：一价，形成一个共价键；O、S：二价，形成两个共价键；N、P：三价，形成三个共价键；C、Si：四价，形成四个共价键。(2)常见金属元素。K、Na、Li：形成＋1价阳离子；Ca、Mg：形成＋2价阳离子。【典例1】(2020·课标全国Ⅱ，13)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是()A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构答案D解析由题意，4种短周期元素中，Z的原子序数最大，且能形成Z＋，则Z为Na元素，W的原子序数最小，且形成一个化学键，则W为H元素，再由4种元素的原子序数之和为24，可知X与Y的原子序数之和为12，结合题给化合物中X与Y的成键数，可知X为B元素，Y为N元素。从该化合物的成键情况可确定H、B、N之间均为共价键，A项正确；Na为活泼金属，既能与水反应，又能与CH3OH发生置换反应生成H2，B项正确；氮元素的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，是典型的强酸，C项正确；BF3中B原子不满足8电子稳定结构，D项错误。二、依据元素周期表结构片段推断元素族序数等于周期数的元素H、Be、Al族序数等于周期数2倍的元素C、S族序数等于周期数3倍的元素O周期数是族序数2倍的元素Li、Ca周期数是族序数3倍的元素Na、Ba最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素H、C、Si最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素S除H外，原子半径最小的元素F【典例2】(2019·课标全国Ⅱ，9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A.原子半径：W＜XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z＜WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱答案D解析由题中信息和图示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合W与X的最高化合价之和为8，且族序数相差2，可知X为Al，W和Z分别为N和P，Y为Si。原子半径：N<Al，A项正确；常温常压下，单质硅呈固态，B项正确；由非金属性：P<N，可知气态氢化物热稳定性：PH3<NH3，C项正确；Al的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，并非强碱，D项错误。三、依据元素及其化合物性质和转化关系推断元素物质特性推断元素形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素C空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素N地壳中含量最多的元素或氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素O最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素Cs单质最易着火的非金属元素P焰色试验呈黄色的元素Na焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的元素K单质密度最小的元素H单质密度最小的金属元素Li常温下单质呈液态的非金属元素Br常温下单质呈液态的金属元素Hg最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素Al元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素S常见的一种元素存在几种单质的元素C、P、O、S【典例3】(2020·威海二模)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有W为金属元素。甲、乙、丙分别为X、Z、W三种元素所对应的单质。A、B、C、D均为由X、Y、Z三种元素组成的化合物，化合物B的稀溶液常用于保存动物标本。它们的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A．X与Z可组成非极性分子B．原子半径大小关系是：r(X)＜r(Z)＜r(Y)＜r(W)C．四种化合物中B的沸点最低D．四种化合物中Y原子的杂