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第1章 第3节 第1课时 原子半径及其变化规律 试卷
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这是一份第1章 第3节 第1课时 原子半径及其变化规律，共7页。
第1章原子结构与元素性质
第3节 元素性质及其变化规律
第1课时 原子半径及其变化规律
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.下列元素性质的递变规律正确的是( )
A.原子半径:C
解析一般情况下,电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径NMg>Al,则最高价氧化物的水化物的碱性:Na>Mg>Al,故C错误;元素非金属性越强,越容易与氢气化合,非金属性O>S、O>N,与氢气化合的难易程度:O>S、O>N,故D错误。
2.X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径,Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是( )
A.X>Y>Z B.Y>X>Z
C.Z>X>Y D.Z>Y>X
答案D
解析X、Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,二者处于同一周期,X元素的阳离子半径大于Y元素阳离子半径,由于原子序数越大,离子半径越小,则原子序数为Y>X,又Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,则在同一周期,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则原子序数为Z>Y,所以X、Y、Z三种元素原子序数的关系为Z>Y>X。
3.已知短周期主族元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述中正确的是( )
A.原子半径:A>B>D>C
B.原子序数:d>c>b>a
C.离子半径:C>D>B>A
D.单质的还原性:A>B>D>C
答案C
解析首先根据离子结构推断4种元素在元素周期表中的相对位置,均为短周期主族元素,则原子序数均小于18。阳离子对应元素应该位于阴离子对应元素的下一周期,则A、B为第3周期的镁、钠,C、D为第2周期的氮、氟。
4.下列有关物质的性质或结构的说法正确的是( )
A.第2周期元素最高价与其原子最外层电子数相等
B.Na的原子半径比Cl的大,但Na+的半径比Cl-的小
C.Li、Na、K、Rb、Cs都属于碱金属元素,它们单质的还原性随原子序数的增大而减弱
D.Cl与I同属于ⅦA族元素,则两者最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4
解析第2周期元素中主族元素(O、F除外)的最高价与其原子最外层电子数相等,A错误;钠离子有两个电子层而氯离子有三个电子层,所以钠离子的半径小于氯离子的半径,B正确;碱金属元素单质的还原性随原子序数的增大而增大,C错误;高氯酸的酸性强于高碘酸,D错误。
5.门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第4周期的三种元素留下了空位,并对它们的一些性质做了预测,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发现,并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律,下列有关X性质的描述错误的是( )
A.X单质不易与水反应
B.XO2可被碳或氢气还原为X的单质
C.其价电子排布为4s24p2
D.XH4的稳定性比SiH4的强
答案D
解析X和Si的性质相似,则X单质和水不反应,选项A正确;X位于元素周期表第4周期,非金属性比Si弱,XO2可被碳或氢气还原为X单质,选项B正确;X位于元素周期表第4周期ⅣA族,其价电子排布为4s24p2,选项C正确;X的非金属性比Si弱,则XH4的稳定性比SiH4的弱,选项D错误。
6.下列各组元素性质递变规律不正确的是( )
A.Li、Be、B原子半径依次减小
B.PH3、H2S、HCl还原性依次减弱
C.N、O、F的氢化物稳定性依次减弱
D.NaOH、KOH、RbOH的碱性依次增强
答案C
解析Li、Be、B位于元素周期表相同周期,原子序数逐渐增大,半径逐渐减小,故A正确;非金属性:P
A.原子半径:a>c>d>b
B.非金属性:a>b>d>c
C.原子序数:d>a>c>b
D.最高价含氧酸的酸性:c>d>a
答案D
解析由a的原子结构示意图分析可知,a应为硅元素,位于第3周期;因为a、b、d同周期,b元素显+1价,故b应为钠元素;又因c显-3价,则c应为氮或磷,但d为第3周期元素,且c与d同主族,故d应为磷元素,c应为氮元素。依次分析可知D正确。
8.五种元素的原子电子层结构如下:A.1s22s1;B.1s22s22p4;C.1s22s22p6;D.1s22s22p63s23p2;E.[Ar]3d104s1
[用元素符号作答]
(1)元素的活泼性最弱的是 。
(2)属于过渡元素的是 。
(3)元素的非金属性最强的是 。
(4)上述元素之间能形成X2Y型化合物的化学式是 。
答案(1)Ne (2)Cu (3)O (4)Li2O、Cu2O
解析根据题中给出的元素原子电子排布式可知,A是Li元素,B是O元素,C是Ne元素,D是Si元素,E是Cu元素。
(1)元素活泼性最弱的是Ne。
(2)Cu是过渡元素。
(3)氧元素的非金属性最强。
(4)O元素与Li、Cu两种元素可分别形成Li2O、Cu2O。
关键能力提升练
9.(双选)下列递变规律不正确的是( )
A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强
B.钠、镁、铝的还原性依次减弱
C.HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高
答案AC
解析非金属性:Cl>S>P,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱,A错误;金属性Na>Mg>Al,元素的金属性越强,对应的单质的还原性越强,则钠、镁、铝的还原性依次减弱,B正确;非金属性:Cl>Br>I,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,C错误;P、S、Cl三种元素的最外层电子数分别为5、6、7,最高正价分别为+5、+6、+7,依次升高,D正确。
10.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W-与Ne具有相同的电子层结构,X的族序数等于周期序数,Y与Z最外层电子数之和为10。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:X>Y>Z>W
B.W的单质可以与水反应产生氧气
C.气态氢化物的稳定性:W>Y>Z
D.简单离子半径大小:Z>W>X
答案C
解析根据题意分析可知,W、X、Y、Z分别为F、Al、Si、S,则原子半径:X>Y>Z>W,A正确;W为F,其单质可以与水反应产生氧气,B正确;W、Y、Z分别为F、Si、S,气态氢化物的稳定性:W>Z>Y,C错误;W、X、Z的简单离子分别为F-、Al3+、S2-,半径大小:Z>W>X,D正确。
11.2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),下列有关Ts的说法不正确的是( )
A.Ts原子的电子所在最高电子层符号是Q
B.Ts原子核外有一个未配对电子
C.Ts的非金属性在同周期主族元素中最强
D.Ts原子有7种能量不同的电子
答案D
解析Ts原子核外有7个电子层,最外层7个电子位于能量最高的Q电子层,故A正确;Ts的价电子排布式为7s27p5,p能级上有一个未配对电子,故B正确;同一周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,所以Ts的非金属性在同周期主族元素中最强,故C正确;同一能级上的电子能量是相等的,Ts原子有19个能级,所以Ts的基态原子有19种能量不同的电子,故D错误。
12.M、N、R均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,M与R同族,N最外层电子数等于M次外层电子数,且N原子半径大于R原子半径。下列叙述不正确的是( )
A.熔点:M的氧化物比N的氧化物高
B.热稳定性:M的氢化物大于R的氢化物
C.M与R形成的是共价化合物RM
D.N的单质能溶于浓硝酸,R的单质不溶于浓硝酸
答案A
解析N最外层电子数等于M次外层电子数,则M的次外层电子数为2,M为第2周期元素;N原子半径大于R原子半径,则N与R都为第3周期元素,且N在R的左边,由此得出N为Mg;再据同主族元素M、R的最外层电子数之和为10-2=8,可确定M为C,R为Si。M的氧化物CO2常温下为气体,N的氧化物MgO常温下为固体,则后者熔点高,A不正确;M的氢化物为CH4,R的氢化物为SiH4,C的非金属性强于Si,所以前者稳定性强,B正确;M与R形成SiC,为共价化合物,C正确;Mg能溶于浓硝酸,Si不溶于浓硝酸,D正确。
13.(双选)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同。Y是空气中含量最高的元素,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z2-与W+具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.化合物X2Z2与W2Z2所含化学键类型完全相同
答案BC
解析短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y是空气中含量最高的元素,则Y为N元素;Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则Z为O元素;Z2-与W+具有相同的电子层结构,则W为Na;X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同,则X应为H元素。同周期自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),同主族自上而下原子半径逐渐增大,氢原子半径最小,故原子半径r(Na)>r(N)>r(O)>r(H),选项A错误;由X(H)、Y(N)、Z(O)三种元素形成的化合物中,一水合氨的水溶液呈碱性,选项B正确;非金属性Z(O)>Y(N),元素非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,因此H2O的热稳定性强于NH3,选项C正确;化合物H2O2只含有共价键,而Na2O2含有共价键、离子键,所含化学键类型不完全相同,选项D错误。
14.X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,Y、Z、M、W在元素周期表中的相对位置如图所示,N是用量最多的金属元素。下列说法不正确的是( )
Y
Z
M
W
A.原子半径:W>Y>Z>M>X
B.N的一种氧化物可用作油漆和涂料
C.氢化物的沸点:Z小于M
D.工业上制备W单质的方法为电解熔融的W的氧化物
答案D
解析X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子,X为H元素,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,结合Y、Z、M、W在元素周期表中的位置可知,M为O元素,最外层电子数为6,W为Mg元素,Y、Z分别是C、N元素,N是Fe元素。同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,故原子半径Mg>C>N>O>H,故A正确;Fe的氧化物Fe2O3可用作油漆和涂料,故B正确;NH3的沸点小于H2O,故C正确;Mg常用电解熔融氯化镁的方法冶炼,故D错误。
15.下表是元素周期表的一部分,表中每一序号分别代表一种元素。
(1)元素⑥的名称是 。元素⑤位于元素周期表 区。
(2)元素①原子的价电子数是 。元素⑨在元素周期表的第4周期 族。
(3)在元素①、②、③中,非金属性最强的是 (用所对应的元素符号表示,下同),元素③、⑦、⑧的简单离子的半径由大到小的顺序为 (请填序号,不要加任何连接符号)。
(4)元素⑩的单质可能具有的性质是 (填字母)。
a.能导电、导热
b.能与稀盐酸反应生成氢气
c.能与NaOH溶液反应
(5)在元素④、⑤、⑥的最高价氧化物中,具有两性的是 (填化学式)。在元素①~⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是 (填化学式)。
(6)元素⑨原子的价电子排布式为 。
答案(1)铝 s (2)4 Ⅷ (3)O ⑦⑧③
(4)ab (5)Al2O3 HClO4 (6)3d64s2
解析从①~⑩这十种元素分别是:C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl、Fe、In。
(1)元素⑥的名称是铝,元素⑤即Mg的价电子排布式为3s2,位于元素周期表s区。
(2)元素①为C,其价电子数是4。元素⑨即铁位于元素周期表的第4周期Ⅷ族。
(3)元素①、②、③分别为C、N、O,非金属性最强的是O,元素③、⑦、⑧分别为O、S、Cl,简单离子中,硫离子、氯离子都有18个电子,电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以硫离子半径大于氯离子半径,氧离子有十个电子,电子数少,半径相对较小,则离子半径由大到小的顺序为⑦⑧③。
(4)元素⑩与Al位于同一主族,其单质化学性质和铝有一定相似性,但是金属性比铝强,不能与NaOH溶液反应,则可能具有的性质是ab。
(5)元素④、⑤、⑥即Na、Mg、Al,最高价氧化物中具有两性的是氧化铝;在元素①~⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是HClO4。
(6)元素⑨为26号元素铁,其原子的价电子排布式为3d64s2。
16.(2021山东德州高二期末)X、Y、Z、W为元素周期表中前4周期的元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;Y与X同周期,其简单氢化物的水溶液呈碱性;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素。
(1)请写出基态W原子的电子排布式: 。
(2)写出X原子价电子的轨道表示式: 。
(3)X、Y、Z三种元素的非金属性由强到弱的顺序是 。
答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2) (3)O>N>C
解析X、Y、Z、W为元素周期表中前4周期元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等,核外电子排布式为1s22s22p2,则X是碳;Y与X同周期,其简单氢化物的水溶液呈碱性,则Y为氮;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同,则Z为氧;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是ⅠA族元素,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则W为29号元素铜。
(1)根据上述分析可知W为铜,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)X是C,基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,其价电子的轨道表示式:。
(3)X是C,Y为N,Z为O,同周期主族元素从左到右,元素非金属性逐渐增强。
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17.(1)自然界中存在一种碘的稳定性核素是碘-127( 53127I)。某次核电站事故释放出的放射性物质中含有人工放射性核素碘-131( 53131I)。碘-131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。下列关于这两种核素的说法正确的是 (填序号)。
A. 53131 I和 53127I原子核外的价电子排布式不同
B. 53131 I和 53127I互为同位素
C. 53131I原子的核外价电子排布式为5s25p5
D. 53127I的中子数与质子数之差为74
(2)有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所示:
元素
结构、性质等信息
A
在短周期元素中(除稀有气体外)原子半径最大
B
与A同周期,其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C
其气态氢化物极易溶于水,液态时可用作制冷剂
D
原子核外电子共有17种不同的运动状态
①A元素原子的核外电子排布式为 。
②离子半径:B (填“>”或“<”)A。
③C元素原子的核外电子轨道表示式为 ,其原子核外有 个未成对电子,能量最高的电子为 能级上的电子。
④写出B、D两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式: 。
答案(1)BC (2)①1s22s22p63s1 ②<
③ 3 2p ④Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
解析(1) 53131I和 53127I属于同一种元素,原子核外电子排布相同,价电子排布式也相同,故A错误; 53131I和 53127I的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确; 53131I原子的核外价电子排布式为5s25p5,C正确; 53127I的中子数=127-53=74,所以中子数与质子数的差为74-53=21,故D错误。
(2)根据表中信息可推出A为Na,B为Al,C为N,D为Cl。①A为Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1。②B为Al,其在元素周期表中位于第3周期ⅢA族。Na+与Al3+的核外电子排布相同,故半径r(Al3+)
第1章原子结构与元素性质
第3节 元素性质及其变化规律
第1课时 原子半径及其变化规律
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.下列元素性质的递变规律正确的是( )
A.原子半径:C
解析一般情况下,电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径N
2.X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径,Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是( )
A.X>Y>Z B.Y>X>Z
C.Z>X>Y D.Z>Y>X
答案D
解析X、Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,二者处于同一周期,X元素的阳离子半径大于Y元素阳离子半径,由于原子序数越大,离子半径越小,则原子序数为Y>X,又Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,则在同一周期,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则原子序数为Z>Y,所以X、Y、Z三种元素原子序数的关系为Z>Y>X。
3.已知短周期主族元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述中正确的是( )
A.原子半径:A>B>D>C
B.原子序数:d>c>b>a
C.离子半径:C>D>B>A
D.单质的还原性:A>B>D>C
答案C
解析首先根据离子结构推断4种元素在元素周期表中的相对位置,均为短周期主族元素,则原子序数均小于18。阳离子对应元素应该位于阴离子对应元素的下一周期,则A、B为第3周期的镁、钠,C、D为第2周期的氮、氟。
4.下列有关物质的性质或结构的说法正确的是( )
A.第2周期元素最高价与其原子最外层电子数相等
B.Na的原子半径比Cl的大,但Na+的半径比Cl-的小
C.Li、Na、K、Rb、Cs都属于碱金属元素,它们单质的还原性随原子序数的增大而减弱
D.Cl与I同属于ⅦA族元素,则两者最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4
解析第2周期元素中主族元素(O、F除外)的最高价与其原子最外层电子数相等,A错误;钠离子有两个电子层而氯离子有三个电子层,所以钠离子的半径小于氯离子的半径,B正确;碱金属元素单质的还原性随原子序数的增大而增大,C错误;高氯酸的酸性强于高碘酸,D错误。
5.门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第4周期的三种元素留下了空位,并对它们的一些性质做了预测,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发现,并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律,下列有关X性质的描述错误的是( )
A.X单质不易与水反应
B.XO2可被碳或氢气还原为X的单质
C.其价电子排布为4s24p2
D.XH4的稳定性比SiH4的强
答案D
解析X和Si的性质相似,则X单质和水不反应,选项A正确;X位于元素周期表第4周期,非金属性比Si弱,XO2可被碳或氢气还原为X单质,选项B正确;X位于元素周期表第4周期ⅣA族,其价电子排布为4s24p2,选项C正确;X的非金属性比Si弱,则XH4的稳定性比SiH4的弱,选项D错误。
6.下列各组元素性质递变规律不正确的是( )
A.Li、Be、B原子半径依次减小
B.PH3、H2S、HCl还原性依次减弱
C.N、O、F的氢化物稳定性依次减弱
D.NaOH、KOH、RbOH的碱性依次增强
答案C
解析Li、Be、B位于元素周期表相同周期,原子序数逐渐增大,半径逐渐减小,故A正确;非金属性:P
A.原子半径:a>c>d>b
B.非金属性:a>b>d>c
C.原子序数:d>a>c>b
D.最高价含氧酸的酸性:c>d>a
答案D
解析由a的原子结构示意图分析可知,a应为硅元素,位于第3周期;因为a、b、d同周期,b元素显+1价,故b应为钠元素;又因c显-3价,则c应为氮或磷,但d为第3周期元素,且c与d同主族,故d应为磷元素,c应为氮元素。依次分析可知D正确。
8.五种元素的原子电子层结构如下:A.1s22s1;B.1s22s22p4;C.1s22s22p6;D.1s22s22p63s23p2;E.[Ar]3d104s1
[用元素符号作答]
(1)元素的活泼性最弱的是 。
(2)属于过渡元素的是 。
(3)元素的非金属性最强的是 。
(4)上述元素之间能形成X2Y型化合物的化学式是 。
答案(1)Ne (2)Cu (3)O (4)Li2O、Cu2O
解析根据题中给出的元素原子电子排布式可知,A是Li元素,B是O元素,C是Ne元素,D是Si元素,E是Cu元素。
(1)元素活泼性最弱的是Ne。
(2)Cu是过渡元素。
(3)氧元素的非金属性最强。
(4)O元素与Li、Cu两种元素可分别形成Li2O、Cu2O。
关键能力提升练
9.(双选)下列递变规律不正确的是( )
A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强
B.钠、镁、铝的还原性依次减弱
C.HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高
答案AC
解析非金属性:Cl>S>P,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱,A错误;金属性Na>Mg>Al,元素的金属性越强,对应的单质的还原性越强,则钠、镁、铝的还原性依次减弱,B正确;非金属性:Cl>Br>I,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,C错误;P、S、Cl三种元素的最外层电子数分别为5、6、7,最高正价分别为+5、+6、+7,依次升高,D正确。
10.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W-与Ne具有相同的电子层结构,X的族序数等于周期序数,Y与Z最外层电子数之和为10。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:X>Y>Z>W
B.W的单质可以与水反应产生氧气
C.气态氢化物的稳定性:W>Y>Z
D.简单离子半径大小:Z>W>X
答案C
解析根据题意分析可知,W、X、Y、Z分别为F、Al、Si、S,则原子半径:X>Y>Z>W,A正确;W为F,其单质可以与水反应产生氧气,B正确;W、Y、Z分别为F、Si、S,气态氢化物的稳定性:W>Z>Y,C错误;W、X、Z的简单离子分别为F-、Al3+、S2-,半径大小:Z>W>X,D正确。
11.2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),下列有关Ts的说法不正确的是( )
A.Ts原子的电子所在最高电子层符号是Q
B.Ts原子核外有一个未配对电子
C.Ts的非金属性在同周期主族元素中最强
D.Ts原子有7种能量不同的电子
答案D
解析Ts原子核外有7个电子层,最外层7个电子位于能量最高的Q电子层,故A正确;Ts的价电子排布式为7s27p5,p能级上有一个未配对电子,故B正确;同一周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,所以Ts的非金属性在同周期主族元素中最强,故C正确;同一能级上的电子能量是相等的,Ts原子有19个能级,所以Ts的基态原子有19种能量不同的电子,故D错误。
12.M、N、R均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,M与R同族,N最外层电子数等于M次外层电子数,且N原子半径大于R原子半径。下列叙述不正确的是( )
A.熔点:M的氧化物比N的氧化物高
B.热稳定性:M的氢化物大于R的氢化物
C.M与R形成的是共价化合物RM
D.N的单质能溶于浓硝酸,R的单质不溶于浓硝酸
答案A
解析N最外层电子数等于M次外层电子数,则M的次外层电子数为2,M为第2周期元素;N原子半径大于R原子半径,则N与R都为第3周期元素,且N在R的左边,由此得出N为Mg;再据同主族元素M、R的最外层电子数之和为10-2=8,可确定M为C,R为Si。M的氧化物CO2常温下为气体,N的氧化物MgO常温下为固体,则后者熔点高,A不正确;M的氢化物为CH4,R的氢化物为SiH4,C的非金属性强于Si,所以前者稳定性强,B正确;M与R形成SiC,为共价化合物,C正确;Mg能溶于浓硝酸,Si不溶于浓硝酸,D正确。
13.(双选)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同。Y是空气中含量最高的元素,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z2-与W+具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.化合物X2Z2与W2Z2所含化学键类型完全相同
答案BC
解析短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y是空气中含量最高的元素,则Y为N元素;Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则Z为O元素;Z2-与W+具有相同的电子层结构,则W为Na;X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同,则X应为H元素。同周期自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),同主族自上而下原子半径逐渐增大,氢原子半径最小,故原子半径r(Na)>r(N)>r(O)>r(H),选项A错误;由X(H)、Y(N)、Z(O)三种元素形成的化合物中,一水合氨的水溶液呈碱性,选项B正确;非金属性Z(O)>Y(N),元素非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,因此H2O的热稳定性强于NH3,选项C正确;化合物H2O2只含有共价键,而Na2O2含有共价键、离子键,所含化学键类型不完全相同,选项D错误。
14.X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,Y、Z、M、W在元素周期表中的相对位置如图所示,N是用量最多的金属元素。下列说法不正确的是( )
Y
Z
M
W
A.原子半径:W>Y>Z>M>X
B.N的一种氧化物可用作油漆和涂料
C.氢化物的沸点:Z小于M
D.工业上制备W单质的方法为电解熔融的W的氧化物
答案D
解析X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子,X为H元素,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,结合Y、Z、M、W在元素周期表中的位置可知,M为O元素,最外层电子数为6,W为Mg元素,Y、Z分别是C、N元素,N是Fe元素。同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,故原子半径Mg>C>N>O>H,故A正确;Fe的氧化物Fe2O3可用作油漆和涂料,故B正确;NH3的沸点小于H2O,故C正确;Mg常用电解熔融氯化镁的方法冶炼,故D错误。
15.下表是元素周期表的一部分,表中每一序号分别代表一种元素。
(1)元素⑥的名称是 。元素⑤位于元素周期表 区。
(2)元素①原子的价电子数是 。元素⑨在元素周期表的第4周期 族。
(3)在元素①、②、③中,非金属性最强的是 (用所对应的元素符号表示,下同),元素③、⑦、⑧的简单离子的半径由大到小的顺序为 (请填序号,不要加任何连接符号)。
(4)元素⑩的单质可能具有的性质是 (填字母)。
a.能导电、导热
b.能与稀盐酸反应生成氢气
c.能与NaOH溶液反应
(5)在元素④、⑤、⑥的最高价氧化物中,具有两性的是 (填化学式)。在元素①~⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是 (填化学式)。
(6)元素⑨原子的价电子排布式为 。
答案(1)铝 s (2)4 Ⅷ (3)O ⑦⑧③
(4)ab (5)Al2O3 HClO4 (6)3d64s2
解析从①~⑩这十种元素分别是:C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl、Fe、In。
(1)元素⑥的名称是铝,元素⑤即Mg的价电子排布式为3s2,位于元素周期表s区。
(2)元素①为C,其价电子数是4。元素⑨即铁位于元素周期表的第4周期Ⅷ族。
(3)元素①、②、③分别为C、N、O,非金属性最强的是O,元素③、⑦、⑧分别为O、S、Cl,简单离子中,硫离子、氯离子都有18个电子,电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以硫离子半径大于氯离子半径,氧离子有十个电子,电子数少,半径相对较小,则离子半径由大到小的顺序为⑦⑧③。
(4)元素⑩与Al位于同一主族,其单质化学性质和铝有一定相似性,但是金属性比铝强,不能与NaOH溶液反应,则可能具有的性质是ab。
(5)元素④、⑤、⑥即Na、Mg、Al,最高价氧化物中具有两性的是氧化铝;在元素①~⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是HClO4。
(6)元素⑨为26号元素铁,其原子的价电子排布式为3d64s2。
16.(2021山东德州高二期末)X、Y、Z、W为元素周期表中前4周期的元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;Y与X同周期,其简单氢化物的水溶液呈碱性;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素。
(1)请写出基态W原子的电子排布式: 。
(2)写出X原子价电子的轨道表示式: 。
(3)X、Y、Z三种元素的非金属性由强到弱的顺序是 。
答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2) (3)O>N>C
解析X、Y、Z、W为元素周期表中前4周期元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等,核外电子排布式为1s22s22p2,则X是碳;Y与X同周期,其简单氢化物的水溶液呈碱性,则Y为氮;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同,则Z为氧;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是ⅠA族元素,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则W为29号元素铜。
(1)根据上述分析可知W为铜,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)X是C,基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,其价电子的轨道表示式:。
(3)X是C,Y为N,Z为O,同周期主族元素从左到右,元素非金属性逐渐增强。
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17.(1)自然界中存在一种碘的稳定性核素是碘-127( 53127I)。某次核电站事故释放出的放射性物质中含有人工放射性核素碘-131( 53131I)。碘-131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。下列关于这两种核素的说法正确的是 (填序号)。
A. 53131 I和 53127I原子核外的价电子排布式不同
B. 53131 I和 53127I互为同位素
C. 53131I原子的核外价电子排布式为5s25p5
D. 53127I的中子数与质子数之差为74
(2)有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所示:
元素
结构、性质等信息
A
在短周期元素中(除稀有气体外)原子半径最大
B
与A同周期,其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C
其气态氢化物极易溶于水,液态时可用作制冷剂
D
原子核外电子共有17种不同的运动状态
①A元素原子的核外电子排布式为 。
②离子半径:B (填“>”或“<”)A。
③C元素原子的核外电子轨道表示式为 ,其原子核外有 个未成对电子,能量最高的电子为 能级上的电子。
④写出B、D两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式: 。
答案(1)BC (2)①1s22s22p63s1 ②<
③ 3 2p ④Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
解析(1) 53131I和 53127I属于同一种元素,原子核外电子排布相同,价电子排布式也相同,故A错误; 53131I和 53127I的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确; 53131I原子的核外价电子排布式为5s25p5,C正确; 53127I的中子数=127-53=74,所以中子数与质子数的差为74-53=21,故D错误。
(2)根据表中信息可推出A为Na,B为Al,C为N,D为Cl。①A为Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1。②B为Al,其在元素周期表中位于第3周期ⅢA族。Na+与Al3+的核外电子排布相同,故半径r(Al3+)
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