还剩20页未读，
继续阅读
所属成套资源：2022届高考化学一轮复习讲义学案【解析版】
成套系列资料，整套一键下载
2022届高考化学一轮复习讲义学案第5章 课题17 元素周期表 元素周期律
展开
这是一份2022届高考化学一轮复习讲义学案第5章 课题17 元素周期表 元素周期律，共23页。学案主要包含了元素周期表的结构，原子结构与周期表的关系，元素周期表的分区，主族元素周期性变化规律，对角线规则，金属性和非金属性强弱的判断方法，元素周期表和元素周期律的应用等内容，欢迎下载使用。
课题17 元素周期表 元素周期律
学习任务1 元素周期表
一、元素周期表的结构
1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。
2．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。
3．编排原则
(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。
(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，由上而下排成的纵列。
4．元素周期表的结构
(1)元素周期表的结构
(2)元素周期表结构归纳
二、原子结构与周期表的关系
1．原子结构与周期表的关系
周期
能
层
数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子
序数
基态原子的简化电子排布式
原子
序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p6
3s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s2
3p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s2
3p63d104s24p6
4d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s2
3p63d104s24p6
4d104f145s25p6
5d106s26p6
(1)能层数＝电子层数＝周期数。
(2)价电子数＝主族序数。
2．每族元素的价电子排布特点
(1)主族
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
价电子排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
—
价电子排布特点
ns2np3
ns2np4
ns2np5
—
(2)0族：He为1s2；其他为ns2np6。
(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、镧系、锕系除外)：
(n－1)d1～10ns1～2。
三、元素周期表的分区
1．根据核外电子排布
(1)分区
(2)各区元素化学性质及原子价电子排布特点
分区
元素分布
价电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族
ns2np1～6
(He除外)
通常是最外层电子参与反应
d区
ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族
(镧系、锕系除外)
(n－1)d1～9ns1～2
(Pd除外)
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
(n－1)d10ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
(n－2)f0～14 ns2
镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近
2.根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。
“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)我国自主研发的航空母舰装有大量的磁屏蔽材料K2NbO2F5，K2NbO2F5中所含元素均属于主族元素。( )
(2)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。( )
(3)第ⅠA族全部是金属元素。( )
(4)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( )
(5)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：
(1)标出周期数和族序数。
(2)画出金属与非金属的分界线，写出分界线处金属的元素符号，并用阴影表示出过渡元素的位置。
(3)标出镧系、锕系的位置。
(4)写出各周期元素的种数。
(5)写出稀有气体元素的原子序数。
(6)标出113号～118号元素的位置。
答案：
3．根据前四周期元素原子核外电子排布特点，回答下列问题：
(1)价电子层有2个未成对电子的有__________；有3个未成对电子的有__________。
(2)未成对电子数与周期数相等的元素有__________________________。
答案：(1)C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni N、P、As、V、Co
(2)H、C、O、P、Fe
元素周期表结构的相关应用
证据推理与模型认知
1．在元素周期表中，铂元素如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B.78Pt和78Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第五周期元素
解析：选B。铂为金属元素，A项错误；78Pt和78Pt的质子数相同，中子数不同，是两种不同的核素，二者互为同位素，B项正确；“195.1”是铂元素的相对原子质量，C项错误；Pt为第六周期元素，D项错误。
2.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．5x
C．5x＋14 D．5x＋16
解析：选A。
3．(1)56号元素位于第________周期________族。
(2)114号元素位于第________周期________族。
(3)25号元素位于第________周期________族。
(4)第四周期中，未成对电子数最多的元素是________(填名称)。
①它位于______族；核外电子排布式是________________。
②它有________个能层，________个能级，________种运动状态不同的电子。
③价电子排布式为________________；价电子排布图为________________；属于________区。
答案：(1)六 ⅡA (2)七 ⅣA (3)四 ⅦB
(4)铬 ①ⅥB 1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
②4 7 24 ③3d54s1 d
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差＝族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差；两元素分布在过渡元素两侧时，第四、五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六、七周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六、七周期的第ⅡA族与ⅢA族原子序数之差都为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
元素位、构与元素推断
证据推理与模型认知
4．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L能层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
(1)写出M、R的价电子排布式：M__________________、R____________________。
(2)写出X、Y的价电子排布图：X__________________、Y________________。
(3)写出Z的核外电子排布式：__________________________________。
Z的核外未成对电子数为________。
解析：根据题目给出的M、R和X的信息确定，M是氧元素，R是钠元素，X是硫元素。根据M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯元素。根据Z的基态原子4s和3d轨道半充满，则Z元素原子的核外有24个电子，是铬元素。
答案：(1)2s22p4 3s1
(2)
(3)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) 6
5．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：
(1)X元素原子基态时的电子排布式为______________，该元素的符号为________。
(2)Y元素原子的价电子排布图为__________________，该元素的名称是________。
(3)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性：________________。
解析：由X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子可知，X为As，原子序数为33；Y元素原子的2p轨道上有2个未成对电子，则Y为1s22s22p2(碳元素)或1s22s22p4(氧元素)，若Y为碳元素，碳元素原子序数为6，则Z元素原子序数为3，是锂元素，锂元素不能形成负一价离子，所以Y为氧元素，原子序数为8；Z为氢元素，氢元素可形成负一价离子。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
As
(2) 氧
(3)NH3＞PH3＞AsH3
学习任务2 元素周期律及其应用
一、元素周期律
二、原子半径
1．影响因素
2．变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
三、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，符号为I1，单位为kJ·mol－1。
2．变化规律
(1)同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，从左到右呈增大的变化趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)。
(2)同族元素：从上到下第一电离能逐渐减小。
(3)同种原子：逐级电离能越来越大，即I1
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。
四、电负性
1．含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子的能力大小的一种度量。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：以最活泼的非金属元素氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。
3．变化规律
(1)金属元素的电负性一般小于(填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而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。
(2)在元素周期表中，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小。
五、主族元素周期性变化规律
项目
同周期(从左→右)
同主族(从上→下)
原子核外
电子排布
电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，1→7(第一周期1→2)
最外层电子数相同，电子层数递增
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
元素主要化合价
最高正价由＋1→＋7(O、F除外)
最低负价由－4→－1
最高正价＝主族序数(O、F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8
原子得失
电子能力
得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱
得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强
元素的第一电离能
第一电离能总体上呈增大的趋势
第一电离能逐渐减小
元素的电负性
电负性逐渐增大
电负性逐渐减小
元素金属性、
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
单质氧化性、还原性
氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱
氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强
最高价氧化物对应
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
非金属简单气态
氢化物的稳定性
生成由难到易，稳定性逐渐增强
生成由易到难，稳定性逐渐减弱
六、对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质是相似的。例如：
七、金属性和非金属性强弱的判断方法
三表
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”
金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱
非金属活动性顺序表：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(既适合金属，也适合非金属)
与水或非氧化性酸反应越强烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强
与氢气化合越容易，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
两
池
原电池：一般情况下，负极材料的金属性强于正极材料
电解池：在阳极先放电的阴离子，其对应元素的非金属性较弱，在阴极先放电的阳离子，其对应元素的金属性较弱
氧化性
金属离子的氧化性越弱，对应单质的金属性越强
还原性
非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越强
八、元素周期表和元素周期律的应用
1．根据在元素周期表中的位置推断未知元素。
2．预测元素的性质(由递变规律推测)
(1)比较不同周期、不同主族元素的性质。
如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3。填(“＞”“＜”或“＝”)
(2)推测未知元素的某些性质。
如已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
3．启发人们在一定区域内寻找新物质
(1)半导体元素在金属与非金属分界线附近，如Si、Ge、Ga等。
(2)农药中常用元素在右上方，如F、Cl、S、P、As等。
(3)催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)[2019·高考全国卷Ⅲ，35(4)改编]NH4H2PO4中，电负性最高的元素是氧。( )
(2)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(1)改编]元素Mn与O中，第一电离能较大的是Mn。( )
(3)B和N相比，电负性较大的是N。( )
(4)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。( )
(5)某正三价阳离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5，其元素在周期表中位于第Ⅷ族。( )
(6)价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素。( )
(7)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。( )
(8)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价。( )
(9)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强。( )
(10)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)×
2．(1)比较微粒半径：
①F－________O2－(填“＞”“＝”或“<”，下同)。
②Na________Mg________Cl；
③F－________Cl－________Br－；
④S2－________S。
(2)(2017·高考江苏卷)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
(3)第三周期所有元素的第一电离能大小顺序为_____________________________。
(4)F、Cl、Br、I的第一电离能大小顺序为________________________，电负性大小顺序为__________________。
答案：(1)①< ②> > ③< < ④>
(2)H
“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，核外电子数越多，半径越大。
元素的金属性与非金属性
宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识
1．下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________(填序号)。
①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S大 ④HClO4的酸性比H2SO4强 ⑤Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS
⑥Cl2能与H2S反应生成S ⑦在周期表中Cl处于S同周期的右侧 ⑧还原性：Cl－＜S2－
解析：元素原子得电子能力的强弱与元素氢化物的溶解性无关，所以①不符合题意；氢化物的酸性强弱和元素原子得电子能力大小没有固定的对应关系，所以②也不符合题意，其他均符合题意。
答案：③④⑤⑥⑦⑧
2．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>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性：Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性：S>C
D
t ℃，Br2＋H22HBr K＝5.6×107
I2＋H22HI K＝43
非金属性：Br>I
解析：选C。C项，根据事实可知，H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，故不能说明非金属性：S>C。
3．(双选)(2020·江苏调研)下列实验不能作为相应判断依据的是( )
A．向等物质的量浓度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液，观察溶液的颜色，判断N和Si的非金属性强弱
B．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，判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，判断碳酸与硅酸的酸性强弱
D．Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，根据电极现象判断Mg与Al的金属性强弱
解析：选BD。A项，由现象可知，Na2SiO3溶液水解显碱性，则硝酸的酸性大于硅酸，则非金属性：N>Si，正确；B项，铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液是先和水反应，生成的氢氧化钠再和CuSO4反应，不能置换出铜，所以不能判断钠与铁的金属活动性强弱，错误；C项，硅酸钠溶液中通入CO2，发生强酸制取弱酸的反应，生成硅酸沉淀，可知碳酸的酸性大于硅酸，正确；D项，Mg不能与NaOH溶液反应，故不能根据Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池上的电极现象判断Mg与Al的金属性强弱，错误。
规避金属性和非金属性判断中的易错点
(1)关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物对应的水化物。
(2)关注关键词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，可依据元素原子在化学反应中得失电子的难易而非得失电子的多少。
原子结构与元素性质的综合应用
宏观辨识与微观探析
4．根据信息回答下列问题：
(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12～17号元素的有关数据缺失)。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________
(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出常见元素的电负性。
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。
①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性的变化规律是____________________；
②通过分析电负性变化规律，由表中数据可确定的Mg元素电负性的最小范围为____；
③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．Li3N B．BeCl2
C．AlCl3 D．SiC
Ⅰ.属于离子化合物的是____________(填字母，下同)；
Ⅱ.属于共价化合物的是____________；
Ⅲ.请设计一个实验方案证明上述结论：____________________________________。
解析：(1)①由题图可以看出，同周期的第ⅠA族元素的第一电离能最小，而第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA族元素的第一电离能，故第一电离能：NaMg>Ca，由表中数据可确定的Mg元素电负性的最小范围为0.9～1.5。③根据已知条件及表中数据可知，Li与N电负性差值为2.0，大于 1.7，形成离子键，Li3N为离子化合物；Be与Cl、Al与Cl、Si与C电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，BeCl2、AlCl3、SiC均为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物不能。
答案：(1)①Na Mg ②五 ⅠA
(2)①随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化
②0.9～1.5 ③A BCD 测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电，则为离子化合物；反之，则为共价化合物
5．下表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：
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式：________________。
(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下表：
元素
o
p
电离能/ (kJ·mol－1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
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种元素单质熔点由低到高的顺序排列如图甲所示，其中电负性最大的是__________(填图中的序号)。
(5)所给元素周期表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是______(填元素符号)。
解析：(2)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是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)o元素为Mn，Mn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，当其再失去一个电子时比较困难，而p元素为Fe，Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，形成相对比较稳定的结构，故其再失去一个电子比较容易。
(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；硅形成共价晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩气为气体，根据已知信息可推知8种元素单质中熔点最低的为氩气，氯气次之，故序号2代表氯气，其电负性最大。
(5)由图乙可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA 族元素，题给周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期，应为Al。
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
1. (2019·高考全国卷Ⅰ，13，6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A．WZ的水溶液呈碱性
B．元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
解析：选C。该化合物由阴、阳离子组成，说明它是离子化合物。从该化合物的结构式看出，W为金属元素；1个Z原子形成1个共价键，说明Z原子最外层有1个或7个电子；1个X原子形成4个共价键，说明X原子最外层有4个电子；1个Y原子形成2个共价键，阴离子得1个电子，说明Y原子最外层有5个电子；根据“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。氯化钠是强酸强碱盐，其水溶液呈中性，A项错误；元素非金属性的顺序为Z(Cl)>Y(P)>X(Si)，B项错误；磷的最高价氧化物是P2O5，其对应的水化物为HPO3、H3PO4，它们均是中强酸，C项正确；2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D项错误。
2．(2019·高考江苏卷)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B．由X、Y组成的化合物是离子化合物
C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
解析：选B。X是地壳中含量最多的元素，则X为O；Y的原子序数比X大且Y原子的最外层有2个电子，则Y为Mg；Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，则Z为Si；W与X位于同一主族，则W为S。A项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O)，即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)，错误；B项，由X、Y组成的化合物是MgO，其为离子化合物，正确；C项，Si的最高价氧化物对应水化物是H2SiO3，S的最高价氧化物对应水化物是H2SO4，Si的非金属性弱于S，故H2SiO3的酸性比H2SO4弱，错误；D项，S的非金属性弱于O，故H2S的热稳定性比H2O弱，错误。
3．(电离能)(1)[2019·高考全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
(2)[2018·高考全国卷Ⅰ，35(4)改编]由2Li(晶体)2Li(g)2Li＋(g)可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol－1。
(3)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(2)]根据元素周期律，第一电离能Ga________As(填“大于”或“小于”)。
答案：(1)A (2)520 (3)小于
4．(电负性)(1)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(4)]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________________。
(2)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(1)改编]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>Ge>Zn (2)O
5．(离子半径或原子半径)(1)[2018·高考全国卷Ⅰ，35(2)]Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________。
(2)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(2)]根据元素周期律，原子半径Ga________As(填“大于”或“小于”)。
答案：(1)Li＋核电荷数较大 (2)大于
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．(教材改编题)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是( )
A．同主族元素的含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径逐渐减小
D.Cl与Cl得电子能力相同
解析：选D。同主族元素的最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱，A错误；核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K＋与Cl－，B错误；当核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，则半径大小顺序应为S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，C错误；同种元素的原子得电子能力相同，D正确。
2．下列比较中不正确的是( )
A．金属性：K>Na>Li
B．热稳定性：HI>HCl>HF
C．非金属性：F>O>N
D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
解析：选B。A中为同主族元素，金属性：K>Na>Li；B中为同主族元素，非金属性：F>Cl>I，故热稳定性：HIO>N；D中为同周期元素，金属性：Na>Mg>Al，故碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
3．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素的正化合价数值与其族序数一定相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，则离子半径：X2－＞Y2＋
解析：选C。A项，元素非金属性的强弱应根据最高价氧化物对应水化物的酸性比较，不能根据氢化物的酸性比较，HF的酸性比HCl的弱，但非金属性：F＞Cl，正确；B项，优良的催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等)大多属于过渡元素，正确；C项，短周期元素的正化合价数值与其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4价，氟无正价，错误；D项，微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，核电荷数：Y＞X，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：X2－＞Y2＋，正确。
4．(2018·高考江苏卷)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层只有一个电子，Z位于元素周期表ⅢA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)
B．由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C．Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
解析：选D。地壳中含量最多的元素X为O元素；短周期元素Y的原子序数大于X，且Y原子的最外层只有一个电子，则Y为Na元素；Z的原子序数大于Na且为第ⅢA族短周期元素，则Z为Al元素；W与X属于同一主族，且为短周期元素，则W为S元素。原子半径：Na>Al>S，A项错误；Na2O2中两个氧原子之间为共价键，B项错误；Y和Z的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3，碱性：NaOH>Al(OH)3，C项错误；O的非金属性强于S，则气态氢化物的热稳定性：H2O强于H2S，D项正确。
5．(2020·茂名一模)前20号元素M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M和W形成的某种化合物可用作制冷剂，Y和Z能形成ZY2型离子化合物，ZY2的电子总数为38。下列有关叙述中正确的是( )
A．W和X形成的化合物只有5种
B．M和W形成的一种化合物的水溶液显碱性
C．W、X、Y三种元素的简单氢化物的沸点：Y>X>W
D．X和Z形成的化合物ZX2中，阳离子和阴离子的数目之比为1∶2
解析：选B。前20号元素M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M和W形成的某种化合物可用作制冷剂，则M为氢元素，W为氮元素；Y和Z能形成ZY2型离子化合物，且ZY2的电子总数为38，则Y为氟元素，Z为钙元素；根据M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大可知，X为氧元素。氮元素和氧元素形成的化合物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，A项错误；M为氢元素，W为氮元素，二者可以形成化合物NH3，其水溶液显碱性，B项正确；W、X、Y三种元素的简单氢化物分别为NH3、H2O、HF，沸点：NH3
A．X、Y、Z的含氧酸的酸性依次增强
B．W元素形成的单核阴离子还原性强于X
C．Y、W形成的化合物一定能使酸性KMnO4溶液褪色
D．W与氢元素形成的化合物中可能含有非极性键
解析：选D。由题图可知，W为第二周期元素，X、Y、Z为第三周期元素；W、X、Y、Z四种元素最外层电子数之和为24，设Y的最外层电子数为x，则X的最外层电子数为x－1，Z的最外层电子数为x＋1，W的最外层电子数为x，x－1＋x＋x＋1＋x＝24，解得x＝6，则W为O、X为P、Y为S、Z为Cl。
7．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞②＞①
B．原子半径：④＞③＞②＞①
C．电负性：④＞③＞②＞①
D．最高正化合价：④＞①＞③＝②
解析：选A。由四种元素基态原子的电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4 是S元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p3是N元素，④1s22s22p5是F元素。A项，同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p、P元素原子3p能级均容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能逐渐减小，所以第一电离能N＞P，因此第一电离能S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，正确；B项，同周期自左而右原子半径逐渐减小，所以原子半径P＞S，N＞F，电子层数越多原子半径越大，故原子半径P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，错误；C项，同周期自左而右电负性逐渐增大，所以电负性P＜S，N＜F，N元素非金属性比S元素强，所以电负性S＜N，故电负性P＜S＜N＜F，即④＞③＞①＞②，错误；D项，最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，错误。
8．(2020·青岛调研)某元素的电离能(单位：kJ·mol－1)如下，此元素位于元素周期表的族序数是( )
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
14.5
29.6
47.4
77.5
97.9
551.9
666.8
A．ⅡA B．ⅢA
C．ⅤA D．ⅣA
解析：选C。在主族元素中，当原子失去电子达到稳定结构后，如果再失去电子，则其电离能会突变，主族元素最外层电子数与其族序数相等，根据表中数据可知，第五电离能和第六电离能相差较大，说明该原子核外最外层有5个电子，则为第ⅤA族元素，故选C。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
9．现有短周期主族元素R、X、Y、Z、T。R与T元素的原子最外层电子数均是电子层数的2倍，Y元素能与大多数金属和非金属元素形成化合物；Z＋与Y2－电子层结构相同。五种元素的原子半径随原子序数的变化如图所示。下列推断正确的是( )
A．Y、Z组成的化合物中只含有离子键
B．氢化物的沸点：R
D．Y分别与T、X组成的二元化合物溶于水一定生成强酸
解析：选C。由题意及题图推知，R为C，X为N，Y为O，Z为Na，T为S。Y、Z组成的化合物Na2O2中含有离子键和共价键，A项错误；R的氢化物是烃，不同烃沸点不同，有的烃沸点高于X、Y的氢化物，B项错误；T的最高价氧化物对应的水化物的酸性比R的强，C项正确；Y分别与T、X组成的二元化合物溶于水不一定生成强酸，如SO2溶于水得到弱酸H2SO3，D项错误。
10．(改编题)第三周期元素X、Y、Z、W的最高价氧化物溶于水可得四种溶液，0.010 mol·L－1的这四种溶液pH与该元素原子半径的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：X＞Y＞Z＞W
B．Y元素存在同素异形体
C．气态氢化物的稳定性：W＞Z＞Y
D．X和Y的最高价氧化物对应的水化物恰好中和时，溶液呈中性
解析：选BC。由pH可知，W对应一元强酸，为氯元素，Z对应二元强酸，为硫元素，Y对应弱酸，为磷元素(不能为硅元素，因为SiO2不溶于水)，X对应一元强碱，为钠元素。A项，简单离子半径：P3－>S2－>Cl－>Na＋，错误；B项，磷元素存在红磷、白磷等同素异形体，正确；C项，非金属性：Cl＞S＞P，则气态氢化物的稳定性：HCl>H2S>PH3，正确；D项，Na3PO4溶液因PO水解而使溶液呈碱性，错误。
11．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，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
解析：选B。A项，第三周期Mg最外层电子为全充满结构，P最外层电子为半充满结构，较为稳定，Mg的第一电离能大于Al，P的第一电离能大于S，错误；B项，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，正确；C项，同周期元素从左到右，原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，错误；D项，同一周期随原子序数增加金属元素失电子数增加，非金属元素得电子数减少，错误。
12．下表中是a、b、c、d、e五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是( )
元素
a
b
c
d
e
最低化合价
－4
－2
－1
－2
1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
A.c、d、e的氢化物的稳定性：e＞d＞c
B．元素a的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C．元素b、c之间不可能形成化合物
D．与元素b同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
解析：选AD。由题意可知，a为C元素，b为S元素，c为Cl元素，d为O元素，e为F元素。非金属性：F＞O＞Cl，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，选项A正确；a为C元素，价电子排布式为2s22p2，p轨道有2个电子，且自旋状态相同，选项B错误；元素b、c之间可形成化合物S2Cl2等，选项C错误；与元素b同周期且第一电离能最小的元素的单质为Na，为活泼金属，能与H2O发生置换反应生成氢气，选项D正确。
三、非选择题
13．现有1～20号元素A、B、C、D所对应的物质的性质或微粒结构如下表：
元素
物质性质或微粒结构
A
M层上有2对成对电子
B
B的离子与D的离子具有相同的电子层结构，且可以相互组合形成干燥剂
C
常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
D
元素最高正价是＋7价
(1)元素A的原子最外层共有________种不同运动状态的电子，这些电子中有________种能量不同的电子。B的离子与D的离子相互组合形成的干燥剂的化学式是________。
(2)元素C与氢元素形成带一个单位正电荷的离子，写出该微粒的电子式：__________。
(3)元素A与元素D相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________(填字母)。
A．常温下A的单质和D的单质状态不同
B．A的氢化物比D的氢化物稳定
C．一定条件下D能从A的氢化物水溶液中置换出A单质
D．D的氢化物水溶液酸性比A的氢化物水溶液酸性强
(4)C的氢化物固态时属于________晶体，该氢化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式是______________________________________________。
解析：M层上有2对成对电子可推出A原子3p轨道分布了4个电子，A为S元素；根据C的氢化物水溶液呈碱性可知，C为N元素；1～20号元素最高正价是＋7价的只有Cl，所以D为Cl元素；B的离子与D的离子具有相同的电子层结构，且可以相互组合形成干燥剂，可推出B为Ca元素。(3)根据元素周期律和元素周期表可知，Cl的非金属性大于S；一定条件下Cl2能从H2S水溶液中置换出S单质，说明Cl原子的得电子能力大于S原子，Cl元素的非金属性大于S元素。非金属性强弱与单质的状态、氢化物水溶液的酸性无关，氯化氢的稳定性强于硫化氢，故选C。(4)C的氢化物为NH3，固态时属于分子晶体，A的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4，二者反应生成(NH4)2SO4，反应的化学方程式为2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。
答案：(1)6 2 CaCl2 (2) (3)Cl C
(4)分子 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
14．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负性最小的元素。
已知：A原子的核外电子数与电子层数相等；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个；C原子的第一至第四电离能分别为I1＝738 kJ·mol－1、I2＝1 451 kJ·mol－1、I3＝7 733 kJ·mol－1、I4＝10 540 kJ·mol－1；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满；E元素的族序数与周期序数的差为4。
(1)写出E元素在周期表中的位置：________；D元素原子的核外电子排布式：________。
(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了________。
(3)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：________。
解析：A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负性最小的元素，则F为K元素；A原子的核外电子数与电子层数相等，则A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个，核外电子排布式为1s22s22p3，则B为N元素；C原子第三电离能剧增，原子最外层有2个电子，原子序数大于N元素，则C为Mg元素；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满，处于第ⅤA族，原子序数大于Mg，故D为P元素；E元素的族序数与周期序数的差为4，E处于第三周期ⅦA族，故E为Cl元素。
答案：(1)第三周期ⅦA族 1s22s22p63s23p3
(2)能量最低原理 (3)
15．A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表：
元素
相关信息
A
原子核外有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期元素中最大
E
基态原子最外层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
G
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H
我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空：
(1)A元素位于元素周期表第________周期________族；B元素和C元素的第一电离能比较，较大的是________(填元素符号，下同)；C元素和F元素的电负性比较，较小的是________。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为________，B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________________，F元素原子的价电子排布图是________，H元素的基态原子核外电子排布式是_______________________。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为______________________。
解析：A的原子核外有6种不同运动状态的电子，即核外共有6个电子，A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，C是氧元素或镁元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，是铝元素。C的原子序数比E小，故C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次增大，故B是氮元素。D的原子半径在同周期元素中最大，且D的原子序数比C大比E小，故D是钠元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，是铁元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，说明p轨道上有5个电子，且F的原子序数比G小，故F是氯元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素，故H是铜元素。
答案：(1)二 ⅣA N Cl (2)三角锥形 1∶2
(3)
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(4)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
课题17 元素周期表 元素周期律
学习任务1 元素周期表
一、元素周期表的结构
1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。
2．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。
3．编排原则
(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。
(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，由上而下排成的纵列。
4．元素周期表的结构
(1)元素周期表的结构
(2)元素周期表结构归纳
二、原子结构与周期表的关系
1．原子结构与周期表的关系
周期
能
层
数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子
序数
基态原子的简化电子排布式
原子
序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p6
3s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s2
3p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s2
3p63d104s24p6
4d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s2
3p63d104s24p6
4d104f145s25p6
5d106s26p6
(1)能层数＝电子层数＝周期数。
(2)价电子数＝主族序数。
2．每族元素的价电子排布特点
(1)主族
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
价电子排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
—
价电子排布特点
ns2np3
ns2np4
ns2np5
—
(2)0族：He为1s2；其他为ns2np6。
(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、镧系、锕系除外)：
(n－1)d1～10ns1～2。
三、元素周期表的分区
1．根据核外电子排布
(1)分区
(2)各区元素化学性质及原子价电子排布特点
分区
元素分布
价电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族
ns2np1～6
(He除外)
通常是最外层电子参与反应
d区
ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族
(镧系、锕系除外)
(n－1)d1～9ns1～2
(Pd除外)
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
(n－1)d10ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
(n－2)f0～14 ns2
镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近
2.根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。
“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)我国自主研发的航空母舰装有大量的磁屏蔽材料K2NbO2F5，K2NbO2F5中所含元素均属于主族元素。( )
(2)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。( )
(3)第ⅠA族全部是金属元素。( )
(4)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( )
(5)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：
(1)标出周期数和族序数。
(2)画出金属与非金属的分界线，写出分界线处金属的元素符号，并用阴影表示出过渡元素的位置。
(3)标出镧系、锕系的位置。
(4)写出各周期元素的种数。
(5)写出稀有气体元素的原子序数。
(6)标出113号～118号元素的位置。
答案：
3．根据前四周期元素原子核外电子排布特点，回答下列问题：
(1)价电子层有2个未成对电子的有__________；有3个未成对电子的有__________。
(2)未成对电子数与周期数相等的元素有__________________________。
答案：(1)C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni N、P、As、V、Co
(2)H、C、O、P、Fe
元素周期表结构的相关应用
证据推理与模型认知
1．在元素周期表中，铂元素如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B.78Pt和78Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第五周期元素
解析：选B。铂为金属元素，A项错误；78Pt和78Pt的质子数相同，中子数不同，是两种不同的核素，二者互为同位素，B项正确；“195.1”是铂元素的相对原子质量，C项错误；Pt为第六周期元素，D项错误。
2.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．5x
C．5x＋14 D．5x＋16
解析：选A。
3．(1)56号元素位于第________周期________族。
(2)114号元素位于第________周期________族。
(3)25号元素位于第________周期________族。
(4)第四周期中，未成对电子数最多的元素是________(填名称)。
①它位于______族；核外电子排布式是________________。
②它有________个能层，________个能级，________种运动状态不同的电子。
③价电子排布式为________________；价电子排布图为________________；属于________区。
答案：(1)六 ⅡA (2)七 ⅣA (3)四 ⅦB
(4)铬 ①ⅥB 1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
②4 7 24 ③3d54s1 d
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差＝族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差；两元素分布在过渡元素两侧时，第四、五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六、七周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六、七周期的第ⅡA族与ⅢA族原子序数之差都为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
元素位、构与元素推断
证据推理与模型认知
4．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L能层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
(1)写出M、R的价电子排布式：M__________________、R____________________。
(2)写出X、Y的价电子排布图：X__________________、Y________________。
(3)写出Z的核外电子排布式：__________________________________。
Z的核外未成对电子数为________。
解析：根据题目给出的M、R和X的信息确定，M是氧元素，R是钠元素，X是硫元素。根据M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯元素。根据Z的基态原子4s和3d轨道半充满，则Z元素原子的核外有24个电子，是铬元素。
答案：(1)2s22p4 3s1
(2)
(3)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) 6
5．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：
(1)X元素原子基态时的电子排布式为______________，该元素的符号为________。
(2)Y元素原子的价电子排布图为__________________，该元素的名称是________。
(3)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性：________________。
解析：由X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子可知，X为As，原子序数为33；Y元素原子的2p轨道上有2个未成对电子，则Y为1s22s22p2(碳元素)或1s22s22p4(氧元素)，若Y为碳元素，碳元素原子序数为6，则Z元素原子序数为3，是锂元素，锂元素不能形成负一价离子，所以Y为氧元素，原子序数为8；Z为氢元素，氢元素可形成负一价离子。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
As
(2) 氧
(3)NH3＞PH3＞AsH3
学习任务2 元素周期律及其应用
一、元素周期律
二、原子半径
1．影响因素
2．变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
三、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，符号为I1，单位为kJ·mol－1。
2．变化规律
(1)同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，从左到右呈增大的变化趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)。
(2)同族元素：从上到下第一电离能逐渐减小。
(3)同种原子：逐级电离能越来越大，即I1
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。
四、电负性
1．含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子的能力大小的一种度量。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：以最活泼的非金属元素氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。
3．变化规律
(1)金属元素的电负性一般小于(填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而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。
(2)在元素周期表中，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小。
五、主族元素周期性变化规律
项目
同周期(从左→右)
同主族(从上→下)
原子核外
电子排布
电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，1→7(第一周期1→2)
最外层电子数相同，电子层数递增
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
元素主要化合价
最高正价由＋1→＋7(O、F除外)
最低负价由－4→－1
最高正价＝主族序数(O、F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8
原子得失
电子能力
得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱
得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强
元素的第一电离能
第一电离能总体上呈增大的趋势
第一电离能逐渐减小
元素的电负性
电负性逐渐增大
电负性逐渐减小
元素金属性、
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
单质氧化性、还原性
氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱
氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强
最高价氧化物对应
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
非金属简单气态
氢化物的稳定性
生成由难到易，稳定性逐渐增强
生成由易到难，稳定性逐渐减弱
六、对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质是相似的。例如：
七、金属性和非金属性强弱的判断方法
三表
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”
金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱
非金属活动性顺序表：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(既适合金属，也适合非金属)
与水或非氧化性酸反应越强烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强
与氢气化合越容易，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
两
池
原电池：一般情况下，负极材料的金属性强于正极材料
电解池：在阳极先放电的阴离子，其对应元素的非金属性较弱，在阴极先放电的阳离子，其对应元素的金属性较弱
氧化性
金属离子的氧化性越弱，对应单质的金属性越强
还原性
非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越强
八、元素周期表和元素周期律的应用
1．根据在元素周期表中的位置推断未知元素。
2．预测元素的性质(由递变规律推测)
(1)比较不同周期、不同主族元素的性质。
如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3。填(“＞”“＜”或“＝”)
(2)推测未知元素的某些性质。
如已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
3．启发人们在一定区域内寻找新物质
(1)半导体元素在金属与非金属分界线附近，如Si、Ge、Ga等。
(2)农药中常用元素在右上方，如F、Cl、S、P、As等。
(3)催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)[2019·高考全国卷Ⅲ，35(4)改编]NH4H2PO4中，电负性最高的元素是氧。( )
(2)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(1)改编]元素Mn与O中，第一电离能较大的是Mn。( )
(3)B和N相比，电负性较大的是N。( )
(4)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。( )
(5)某正三价阳离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5，其元素在周期表中位于第Ⅷ族。( )
(6)价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素。( )
(7)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。( )
(8)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价。( )
(9)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强。( )
(10)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)×
2．(1)比较微粒半径：
①F－________O2－(填“＞”“＝”或“<”，下同)。
②Na________Mg________Cl；
③F－________Cl－________Br－；
④S2－________S。
(2)(2017·高考江苏卷)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
(3)第三周期所有元素的第一电离能大小顺序为_____________________________。
(4)F、Cl、Br、I的第一电离能大小顺序为________________________，电负性大小顺序为__________________。
答案：(1)①< ②> > ③< < ④>
(2)H
“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，核外电子数越多，半径越大。
元素的金属性与非金属性
宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识
1．下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________(填序号)。
①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S大 ④HClO4的酸性比H2SO4强 ⑤Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS
⑥Cl2能与H2S反应生成S ⑦在周期表中Cl处于S同周期的右侧 ⑧还原性：Cl－＜S2－
解析：元素原子得电子能力的强弱与元素氢化物的溶解性无关，所以①不符合题意；氢化物的酸性强弱和元素原子得电子能力大小没有固定的对应关系，所以②也不符合题意，其他均符合题意。
答案：③④⑤⑥⑦⑧
2．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>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性：Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性：S>C
D
t ℃，Br2＋H22HBr K＝5.6×107
I2＋H22HI K＝43
非金属性：Br>I
解析：选C。C项，根据事实可知，H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，故不能说明非金属性：S>C。
3．(双选)(2020·江苏调研)下列实验不能作为相应判断依据的是( )
A．向等物质的量浓度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液，观察溶液的颜色，判断N和Si的非金属性强弱
B．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，判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，判断碳酸与硅酸的酸性强弱
D．Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，根据电极现象判断Mg与Al的金属性强弱
解析：选BD。A项，由现象可知，Na2SiO3溶液水解显碱性，则硝酸的酸性大于硅酸，则非金属性：N>Si，正确；B项，铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液是先和水反应，生成的氢氧化钠再和CuSO4反应，不能置换出铜，所以不能判断钠与铁的金属活动性强弱，错误；C项，硅酸钠溶液中通入CO2，发生强酸制取弱酸的反应，生成硅酸沉淀，可知碳酸的酸性大于硅酸，正确；D项，Mg不能与NaOH溶液反应，故不能根据Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池上的电极现象判断Mg与Al的金属性强弱，错误。
规避金属性和非金属性判断中的易错点
(1)关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物对应的水化物。
(2)关注关键词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，可依据元素原子在化学反应中得失电子的难易而非得失电子的多少。
原子结构与元素性质的综合应用
宏观辨识与微观探析
4．根据信息回答下列问题：
(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12～17号元素的有关数据缺失)。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________
(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出常见元素的电负性。
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。
①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性的变化规律是____________________；
②通过分析电负性变化规律，由表中数据可确定的Mg元素电负性的最小范围为____；
③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．Li3N B．BeCl2
C．AlCl3 D．SiC
Ⅰ.属于离子化合物的是____________(填字母，下同)；
Ⅱ.属于共价化合物的是____________；
Ⅲ.请设计一个实验方案证明上述结论：____________________________________。
解析：(1)①由题图可以看出，同周期的第ⅠA族元素的第一电离能最小，而第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA族元素的第一电离能，故第一电离能：Na
答案：(1)①Na Mg ②五 ⅠA
(2)①随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化
②0.9～1.5 ③A BCD 测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电，则为离子化合物；反之，则为共价化合物
5．下表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：
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式：________________。
(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下表：
元素
o
p
电离能/ (kJ·mol－1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
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种元素单质熔点由低到高的顺序排列如图甲所示，其中电负性最大的是__________(填图中的序号)。
(5)所给元素周期表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是______(填元素符号)。
解析：(2)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是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)o元素为Mn，Mn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，当其再失去一个电子时比较困难，而p元素为Fe，Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，形成相对比较稳定的结构，故其再失去一个电子比较容易。
(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；硅形成共价晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩气为气体，根据已知信息可推知8种元素单质中熔点最低的为氩气，氯气次之，故序号2代表氯气，其电负性最大。
(5)由图乙可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA 族元素，题给周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期，应为Al。
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
1. (2019·高考全国卷Ⅰ，13，6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A．WZ的水溶液呈碱性
B．元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
解析：选C。该化合物由阴、阳离子组成，说明它是离子化合物。从该化合物的结构式看出，W为金属元素；1个Z原子形成1个共价键，说明Z原子最外层有1个或7个电子；1个X原子形成4个共价键，说明X原子最外层有4个电子；1个Y原子形成2个共价键，阴离子得1个电子，说明Y原子最外层有5个电子；根据“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。氯化钠是强酸强碱盐，其水溶液呈中性，A项错误；元素非金属性的顺序为Z(Cl)>Y(P)>X(Si)，B项错误；磷的最高价氧化物是P2O5，其对应的水化物为HPO3、H3PO4，它们均是中强酸，C项正确；2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D项错误。
2．(2019·高考江苏卷)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B．由X、Y组成的化合物是离子化合物
C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
解析：选B。X是地壳中含量最多的元素，则X为O；Y的原子序数比X大且Y原子的最外层有2个电子，则Y为Mg；Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，则Z为Si；W与X位于同一主族，则W为S。A项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O)，即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)，错误；B项，由X、Y组成的化合物是MgO，其为离子化合物，正确；C项，Si的最高价氧化物对应水化物是H2SiO3，S的最高价氧化物对应水化物是H2SO4，Si的非金属性弱于S，故H2SiO3的酸性比H2SO4弱，错误；D项，S的非金属性弱于O，故H2S的热稳定性比H2O弱，错误。
3．(电离能)(1)[2019·高考全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
(2)[2018·高考全国卷Ⅰ，35(4)改编]由2Li(晶体)2Li(g)2Li＋(g)可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol－1。
(3)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(2)]根据元素周期律，第一电离能Ga________As(填“大于”或“小于”)。
答案：(1)A (2)520 (3)小于
4．(电负性)(1)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(4)]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________________。
(2)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(1)改编]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>Ge>Zn (2)O
5．(离子半径或原子半径)(1)[2018·高考全国卷Ⅰ，35(2)]Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________。
(2)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(2)]根据元素周期律，原子半径Ga________As(填“大于”或“小于”)。
答案：(1)Li＋核电荷数较大 (2)大于
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．(教材改编题)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是( )
A．同主族元素的含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径逐渐减小
D.Cl与Cl得电子能力相同
解析：选D。同主族元素的最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱，A错误；核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K＋与Cl－，B错误；当核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，则半径大小顺序应为S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，C错误；同种元素的原子得电子能力相同，D正确。
2．下列比较中不正确的是( )
A．金属性：K>Na>Li
B．热稳定性：HI>HCl>HF
C．非金属性：F>O>N
D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
解析：选B。A中为同主族元素，金属性：K>Na>Li；B中为同主族元素，非金属性：F>Cl>I，故热稳定性：HI
3．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素的正化合价数值与其族序数一定相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，则离子半径：X2－＞Y2＋
解析：选C。A项，元素非金属性的强弱应根据最高价氧化物对应水化物的酸性比较，不能根据氢化物的酸性比较，HF的酸性比HCl的弱，但非金属性：F＞Cl，正确；B项，优良的催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等)大多属于过渡元素，正确；C项，短周期元素的正化合价数值与其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4价，氟无正价，错误；D项，微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，核电荷数：Y＞X，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：X2－＞Y2＋，正确。
4．(2018·高考江苏卷)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层只有一个电子，Z位于元素周期表ⅢA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)
B．由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C．Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
解析：选D。地壳中含量最多的元素X为O元素；短周期元素Y的原子序数大于X，且Y原子的最外层只有一个电子，则Y为Na元素；Z的原子序数大于Na且为第ⅢA族短周期元素，则Z为Al元素；W与X属于同一主族，且为短周期元素，则W为S元素。原子半径：Na>Al>S，A项错误；Na2O2中两个氧原子之间为共价键，B项错误；Y和Z的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3，碱性：NaOH>Al(OH)3，C项错误；O的非金属性强于S，则气态氢化物的热稳定性：H2O强于H2S，D项正确。
5．(2020·茂名一模)前20号元素M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M和W形成的某种化合物可用作制冷剂，Y和Z能形成ZY2型离子化合物，ZY2的电子总数为38。下列有关叙述中正确的是( )
A．W和X形成的化合物只有5种
B．M和W形成的一种化合物的水溶液显碱性
C．W、X、Y三种元素的简单氢化物的沸点：Y>X>W
D．X和Z形成的化合物ZX2中，阳离子和阴离子的数目之比为1∶2
解析：选B。前20号元素M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M和W形成的某种化合物可用作制冷剂，则M为氢元素，W为氮元素；Y和Z能形成ZY2型离子化合物，且ZY2的电子总数为38，则Y为氟元素，Z为钙元素；根据M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大可知，X为氧元素。氮元素和氧元素形成的化合物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，A项错误；M为氢元素，W为氮元素，二者可以形成化合物NH3，其水溶液显碱性，B项正确；W、X、Y三种元素的简单氢化物分别为NH3、H2O、HF，沸点：NH3
A．X、Y、Z的含氧酸的酸性依次增强
B．W元素形成的单核阴离子还原性强于X
C．Y、W形成的化合物一定能使酸性KMnO4溶液褪色
D．W与氢元素形成的化合物中可能含有非极性键
解析：选D。由题图可知，W为第二周期元素，X、Y、Z为第三周期元素；W、X、Y、Z四种元素最外层电子数之和为24，设Y的最外层电子数为x，则X的最外层电子数为x－1，Z的最外层电子数为x＋1，W的最外层电子数为x，x－1＋x＋x＋1＋x＝24，解得x＝6，则W为O、X为P、Y为S、Z为Cl。
7．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞②＞①
B．原子半径：④＞③＞②＞①
C．电负性：④＞③＞②＞①
D．最高正化合价：④＞①＞③＝②
解析：选A。由四种元素基态原子的电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4 是S元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p3是N元素，④1s22s22p5是F元素。A项，同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p、P元素原子3p能级均容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能逐渐减小，所以第一电离能N＞P，因此第一电离能S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，正确；B项，同周期自左而右原子半径逐渐减小，所以原子半径P＞S，N＞F，电子层数越多原子半径越大，故原子半径P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，错误；C项，同周期自左而右电负性逐渐增大，所以电负性P＜S，N＜F，N元素非金属性比S元素强，所以电负性S＜N，故电负性P＜S＜N＜F，即④＞③＞①＞②，错误；D项，最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，错误。
8．(2020·青岛调研)某元素的电离能(单位：kJ·mol－1)如下，此元素位于元素周期表的族序数是( )
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
14.5
29.6
47.4
77.5
97.9
551.9
666.8
A．ⅡA B．ⅢA
C．ⅤA D．ⅣA
解析：选C。在主族元素中，当原子失去电子达到稳定结构后，如果再失去电子，则其电离能会突变，主族元素最外层电子数与其族序数相等，根据表中数据可知，第五电离能和第六电离能相差较大，说明该原子核外最外层有5个电子，则为第ⅤA族元素，故选C。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
9．现有短周期主族元素R、X、Y、Z、T。R与T元素的原子最外层电子数均是电子层数的2倍，Y元素能与大多数金属和非金属元素形成化合物；Z＋与Y2－电子层结构相同。五种元素的原子半径随原子序数的变化如图所示。下列推断正确的是( )
A．Y、Z组成的化合物中只含有离子键
B．氢化物的沸点：R
D．Y分别与T、X组成的二元化合物溶于水一定生成强酸
解析：选C。由题意及题图推知，R为C，X为N，Y为O，Z为Na，T为S。Y、Z组成的化合物Na2O2中含有离子键和共价键，A项错误；R的氢化物是烃，不同烃沸点不同，有的烃沸点高于X、Y的氢化物，B项错误；T的最高价氧化物对应的水化物的酸性比R的强，C项正确；Y分别与T、X组成的二元化合物溶于水不一定生成强酸，如SO2溶于水得到弱酸H2SO3，D项错误。
10．(改编题)第三周期元素X、Y、Z、W的最高价氧化物溶于水可得四种溶液，0.010 mol·L－1的这四种溶液pH与该元素原子半径的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：X＞Y＞Z＞W
B．Y元素存在同素异形体
C．气态氢化物的稳定性：W＞Z＞Y
D．X和Y的最高价氧化物对应的水化物恰好中和时，溶液呈中性
解析：选BC。由pH可知，W对应一元强酸，为氯元素，Z对应二元强酸，为硫元素，Y对应弱酸，为磷元素(不能为硅元素，因为SiO2不溶于水)，X对应一元强碱，为钠元素。A项，简单离子半径：P3－>S2－>Cl－>Na＋，错误；B项，磷元素存在红磷、白磷等同素异形体，正确；C项，非金属性：Cl＞S＞P，则气态氢化物的稳定性：HCl>H2S>PH3，正确；D项，Na3PO4溶液因PO水解而使溶液呈碱性，错误。
11．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，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
解析：选B。A项，第三周期Mg最外层电子为全充满结构，P最外层电子为半充满结构，较为稳定，Mg的第一电离能大于Al，P的第一电离能大于S，错误；B项，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，正确；C项，同周期元素从左到右，原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，错误；D项，同一周期随原子序数增加金属元素失电子数增加，非金属元素得电子数减少，错误。
12．下表中是a、b、c、d、e五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是( )
元素
a
b
c
d
e
最低化合价
－4
－2
－1
－2
1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
A.c、d、e的氢化物的稳定性：e＞d＞c
B．元素a的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C．元素b、c之间不可能形成化合物
D．与元素b同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
解析：选AD。由题意可知，a为C元素，b为S元素，c为Cl元素，d为O元素，e为F元素。非金属性：F＞O＞Cl，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，选项A正确；a为C元素，价电子排布式为2s22p2，p轨道有2个电子，且自旋状态相同，选项B错误；元素b、c之间可形成化合物S2Cl2等，选项C错误；与元素b同周期且第一电离能最小的元素的单质为Na，为活泼金属，能与H2O发生置换反应生成氢气，选项D正确。
三、非选择题
13．现有1～20号元素A、B、C、D所对应的物质的性质或微粒结构如下表：
元素
物质性质或微粒结构
A
M层上有2对成对电子
B
B的离子与D的离子具有相同的电子层结构，且可以相互组合形成干燥剂
C
常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
D
元素最高正价是＋7价
(1)元素A的原子最外层共有________种不同运动状态的电子，这些电子中有________种能量不同的电子。B的离子与D的离子相互组合形成的干燥剂的化学式是________。
(2)元素C与氢元素形成带一个单位正电荷的离子，写出该微粒的电子式：__________。
(3)元素A与元素D相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________(填字母)。
A．常温下A的单质和D的单质状态不同
B．A的氢化物比D的氢化物稳定
C．一定条件下D能从A的氢化物水溶液中置换出A单质
D．D的氢化物水溶液酸性比A的氢化物水溶液酸性强
(4)C的氢化物固态时属于________晶体，该氢化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式是______________________________________________。
解析：M层上有2对成对电子可推出A原子3p轨道分布了4个电子，A为S元素；根据C的氢化物水溶液呈碱性可知，C为N元素；1～20号元素最高正价是＋7价的只有Cl，所以D为Cl元素；B的离子与D的离子具有相同的电子层结构，且可以相互组合形成干燥剂，可推出B为Ca元素。(3)根据元素周期律和元素周期表可知，Cl的非金属性大于S；一定条件下Cl2能从H2S水溶液中置换出S单质，说明Cl原子的得电子能力大于S原子，Cl元素的非金属性大于S元素。非金属性强弱与单质的状态、氢化物水溶液的酸性无关，氯化氢的稳定性强于硫化氢，故选C。(4)C的氢化物为NH3，固态时属于分子晶体，A的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4，二者反应生成(NH4)2SO4，反应的化学方程式为2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。
答案：(1)6 2 CaCl2 (2) (3)Cl C
(4)分子 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
14．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负性最小的元素。
已知：A原子的核外电子数与电子层数相等；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个；C原子的第一至第四电离能分别为I1＝738 kJ·mol－1、I2＝1 451 kJ·mol－1、I3＝7 733 kJ·mol－1、I4＝10 540 kJ·mol－1；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满；E元素的族序数与周期序数的差为4。
(1)写出E元素在周期表中的位置：________；D元素原子的核外电子排布式：________。
(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了________。
(3)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：________。
解析：A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负性最小的元素，则F为K元素；A原子的核外电子数与电子层数相等，则A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个，核外电子排布式为1s22s22p3，则B为N元素；C原子第三电离能剧增，原子最外层有2个电子，原子序数大于N元素，则C为Mg元素；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满，处于第ⅤA族，原子序数大于Mg，故D为P元素；E元素的族序数与周期序数的差为4，E处于第三周期ⅦA族，故E为Cl元素。
答案：(1)第三周期ⅦA族 1s22s22p63s23p3
(2)能量最低原理 (3)
15．A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表：
元素
相关信息
A
原子核外有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期元素中最大
E
基态原子最外层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
G
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H
我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空：
(1)A元素位于元素周期表第________周期________族；B元素和C元素的第一电离能比较，较大的是________(填元素符号，下同)；C元素和F元素的电负性比较，较小的是________。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为________，B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________________，F元素原子的价电子排布图是________，H元素的基态原子核外电子排布式是_______________________。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为______________________。
解析：A的原子核外有6种不同运动状态的电子，即核外共有6个电子，A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，C是氧元素或镁元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，是铝元素。C的原子序数比E小，故C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次增大，故B是氮元素。D的原子半径在同周期元素中最大，且D的原子序数比C大比E小，故D是钠元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，是铁元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，说明p轨道上有5个电子，且F的原子序数比G小，故F是氯元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素，故H是铜元素。
答案：(1)二 ⅣA N Cl (2)三角锥形 1∶2
(3)
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(4)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
相关学案
2024届高考化学一轮复习专题5第22讲元素周期表元素周期律基础学案： 这是一份2024届高考化学一轮复习专题5第22讲元素周期表元素周期律基础学案，共26页。
鲁科版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期律和元素周期表课时学案： 这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期律和元素周期表课时学案，共22页。
人教版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期表和元素周期律课时学案： 这是一份人教版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期表和元素周期律课时学案，共26页。
