新教材适用2024版高考化学一轮总复习练案14第五章物质结构与性质元素周期律第14讲元素周期表元素周期律

练案[14] 　　第14讲　元素周期表　元素周期律

一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。

1．(2023·湖南模拟)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( C )

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>Y

D．X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物

[解析]　根据Z元素的最外层电子数是次外层的3倍知Z为O，则X为N，根据图示可得出X、Y同族，则Y为P。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和Ⅷ族元素，A错误；X和Z可以形成NO、NO2、N2O5等氮氧化物，不止两种，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；元素非金属性越强，其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，气态氢化物最稳定的是Z的气态氢化物，即H2O，D错误。

2．(2023·北京朝阳模拟)下列关于元素及元素周期律的说法，不正确的是( B )

A．同主族元素的原子，最外层电子数相等

B．同周期元素的原子，随原子序数递增半径逐渐增大

C.Be的中子数为6

D．56Ba(OH)2的碱性强于38Sr(OH)2

[解析]　元素周期表中，最外层电子数或价电子数相同的元素在同一族，则同一主族元素的最外层电子数相等，具有相似的化学性质，选项A正确；同周期元素从左向右原子半径减小，则同周期元素中，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，选项B不正确；Be的质量数为10，质子数为4，则中子数为10－4＝6，选项C正确；金属性Sr<Ba，则碱性38Sr(OH)2<56Ba(OH)2，选项D正确。

3．(此题为更换后的新题，给您带来的不便，请广大师生谅解。)

(2022·全国甲，12)Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是( D )

A．非金属性：X>Q

B．单质的熔点：X>Y

C．简单氢化物的沸点：Z>Q

D．最高价含氧酸的酸性：Z>Y

[解析]　本题考查元素周期表中元素的“位—构—性”关系。由题意可知，Q为第二周期元素，X、Y、Z为第三周期元素，再依据Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，可推知Y为Si元素，由“X、Y相邻”，且X的原子序数小于Y，可推知X为Al元素，最后依据原子序数的大小关系和四种元素最外层电子数之和为19可推知，若Q为O元素，则Z为S元素；若Q为N元素，则Z为Cl元素；若Q为F元素，则Z为P元素，非金属性：Al<O(或N或F)，A项错误；单质的熔点：Al<Si，B项错误；由于H2O或NH3或HF分子间存在氢键，而H2S或HCl或PH3分子间只有范德华力，则简单氢化物的沸点：H2S<H2O(或HCl<NH3或PH3<HF)，C项错误；由于非金属性：S>Si(或Cl>Si或P>Si)，所以最高价含氧酸的酸性：H2SO4>H2SiO3(或HClO4>H2SiO3或H3PO4>H2SiO3)，D项正确。

(此题为发现的重题，更换新题见上题)

下列实验不能达到实验目的的是( B )

　　[解析]　单质越易与氢气反应，元素的非金属性越强，故A不符合题意；向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，都生成白色沉淀，故B符合题意；碳酸钠水解使溶液呈碱性，说明碳酸是弱酸，硫酸钠溶液呈中性，说明硫酸是强酸，故C不符合题意；铁与稀盐酸反应放出氢气，铜与稀盐酸不反应，故D不符合题意。

4．(2023·江苏扬州模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中元素X的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素W基态原子的3p轨道上有4个电子，Y是短周期中金属性最强的元素，Z是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( B )

A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)

B．元素Z、W的最高价氧化物对应的水化物能发生反应

C．元素Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的强

D．元素W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强

[解析]　元素X的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，则X为O元素；元素W基态原子的3p轨道上有4个电子，则其核外电子排布为[Ne]3s23p4，为S元素；Y是短周期中金属性最强的元素，则为Na元素；Z是地壳中含量最多的金属元素，则为Al元素。电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小，原子半径越大，所以原子半径Na>Al>S>O，即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)，A错误；元素Z、W的最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3和H2SO4，两者能发生中和反应，B正确；金属性Na(Y)>Al(Z)，所以Na的最高价氧化物对应水化物的碱性比Al的强，C错误；非金属性O(X)>S(W)，则简单气态氢化物的稳定性H2O>H2S，D错误。

5．(2023·上海虹口区模拟)短周期元素W、X、Y和Z在元素周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( B )

A.非金属性：W>X

B．简单离子的半径：Y<X

C．气态氢化物的热稳定性：W>X

D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W

[解析]　由短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置可知，W、X位于第二周期，Y、Z位于第三周期，设W的最外层电子数为n，这四种元素原子的最外层电子数之和为21，n－2＋n＋n＋1＋n＋2＝21，解得n＝5，可知W为N、X为O、Y为Al、Z为Cl。同周期从左到右非金属性增强，则非金属性：W<X，故A错误；具有相同电子层结构的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子的半径：Y<X，故B正确；由A分析知非金属性：W<X，非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越强，则：W<X，故C错误；Y为Al，W为N，非金属性Y<W，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Y<W，故D错误。

6．(2023·山东济南模拟)1956年，杨振宁和李政道提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co放射源进行实验验证。次年，杨振宁、李政道两人由此获得了诺贝尔物理学奖。Co的衰变方程为Co===Ni＋e－＋e，其中ve是反中微子，它的电荷数为0，静止质量可认为是0。下列说法错误的是( C )

A．衰变产物Ni质量数是60

B．Co与Ni同在元素周期表的d区

C．Co与Ni基态原子核外电子占据的轨道数不同

D．基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2

[解析]　衰变过程中遵守质子和中子守恒，则Ni的质子数为28，质量数为60，故A正确；Co与Ni均为第四周期第Ⅷ族元素，均属d区元素，故B正确；基态Co原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，Co和Ni基态原子核外电子占据的轨道数均为15，故C错误；基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2，故D正确。

7．(2023·江苏连云港模拟)X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大。X原子中有7个运动状态完全不同的电子，Z是元素周期表中电负性最大的元素，Z和W同主族，R的最外层电子数是最内层电子数的一半。下列说法正确的是( A )

A．Z的简单氢化物分子间能形成氢键

B．简单离子半径：r(R)>r(W)

C．简单气态氢化物的热稳定性：W>Z

D．第一电离能：I1(X)>I1(Y)>I1(Z)

[解析]　每一个电子的运动状态都是独一无二的，所以，X原子核外有7个电子，X为氮元素；元素周期表中除去0族元素，最右上方的元素电负性最大，Z为氟元素；再根据题目中原子序数依次增大信息，Y为氧元素；W与Z同族，原子序数不大于20，W为氯元素；R元素最内层电子数为2，故其最外层电子数为1，则R为第ⅠA族元素，原子序数大于17，R为钾元素。Z的简单氢化物为HF，分子间可以形成氢键，A项符合题意；Cl－、K＋核外电子排布均是2、8、8，核外电子排布相同的离子，核电荷数越小，离子半径越大，故应是r(Cl－)>r(K＋)，B项不符合题意；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，故热稳定性：HF>HCl，C项不符合题意；同周期原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子p轨道为半充满稳定状态，故第一电离能大于O元素，N、O、F三元素的第一电离能大小排序应是I1(F)>I1(N)>I1(O)，D项不符合题意。

8．(2023·河北衡水检测)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( C )

A．原子半径的大小W<X<Y

B．元素的非金属性Z>X>Y

C．Y的氢化物常温常压下为液态

D．X的最高价氧化物的水化物为强酸

[解析]　n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则n为Cl2，Z为Cl元素。Cl2(n)与二元化合物p在光照条件下反应生成r和s,0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物，则p为CH4，r为HCl，s为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。二元化合物m与n反应生成q和r，q的水溶液具有漂白性，其中n为Cl2，r为HCl，从而推知m为H2O，q为HClO。结合四种短周期元素的原子序数关系及形成的二元化合物之间的转化推知，W、X、Y、Z元素分别为H、C、O、Cl。同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，则原子半径的大小关系为H<O<C，A项错误；由ClO2、CCl4可以得出元素的非金属性：O>Cl、Cl>C，则元素的非金属性强弱关系为O>Cl>C，B项错误；Y(O)的氢化物有H2O、H2O2，常温常压下均为液态，C项正确；X(C)的最高价氧化物的水化物为H2CO3，是一种二元弱酸，D项错误。

9.

(2023·山东烟台二模)a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期元素，其最外层电子数如图所示。下列说法错误的是( C )

A．简单离子半径：b>c

B．a、b、c的电负性：b>a>c

C．a、b、d含氧酸的酸性：d>b>a

D．b、c形成的晶体和c、d形成的晶体类型不同

[解析]　短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大，最外层电子数分别为4、5、3、7，则a是C元素，b是N元素，c是Al元素，d是Cl元素。电子层结构相同的离子，核电荷数越小，离子半径越大，则简单离子半径：N3－>Al3＋，A正确；根据电负性变化规律，电负性：N>C>Al，B正确；元素的非金属性：Cl>N>C，则最高价含氧酸的酸性：HClO4>HNO3>H2CO3，低价含氧酸则不一定，C错误；AlN形成共价晶体，AlCl3形成分子晶体，D正确。

10．(2023·湖南新高考联盟联考)Q、X、Y和Z为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，这4种元素的原子最外层电子数之和为22，下列说法正确的是( D )

A.Y的原子半径比X的大

B．Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的强

C．X、Y和氢三种元素形成的化合物中都只有共价键

D．Q的单质具有半导体的性质，Q与Z可形成化合物QZ4

[解析]　由四种元素在元素周期表中的相对位置推知，X、Y处于第二周期，Q、Z处于第三周期，设Q原子最外层电子数为x，则X、Y、Z最外层电子数依次为x＋1、x＋2、x＋3，由于4种元素的原子最外层电子数之和为22，则有x＋x＋1＋x＋2＋x＋3＝22，解得x＝4，故Q、X、Y和Z分别代表Si元素、N元素、O元素、Cl元素。原子半径：N>O，A错误；非金属性：Si<Cl，则最高价含氧酸的酸性：H2SiO3<HClO4，B错误；N、O、H三种元素可形成共价化合物(HNO3)或离子化合物(NH4NO3)，C错误；Si单质是半导体材料，Si和Cl元素可形成QZ4(SiCl4)，D正确。

二、非选择题：本题共3小题。

11．(2023·天津模拟)现有七种元素，其中A、X、Y、D、E为短周期主族元素，R、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。

(1)已知XA5为离子化合物，写出其电子式： [HN,H H]＋[H]－　。

(2)X元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 3　个方向，原子轨道呈 哑铃　形。

(3)某同学根据上述信息，推断Y基态原子的核外电子排布图如图：

该同学所画的电子排布图违背了 泡利原理　。

(4)G位于 ⅦB　族 d　区，该元素的价电子排布式为 3d54s2　。

(5)检验R元素的方法是 焰色试验　，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因： 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量　。

[解析]　A、X、Y、D、E为短周期主族元素，R、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和电子层数相等，A为H元素；X元素原子的核外p电子数比s电子数少1，即电子排布式为1s22s22p3，故X为N元素；由Y原子的第一至第四电离能数据可以知道，第三电离能剧增，故Y表现＋2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故Y为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全充满或半充满，最外层排布式为3s23p3，故D为P元素；E处于第三周期，E元素的主族序数与周期序数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素；R是前四周期中电负性最小的元素，R为第四周期元素，故R为K元素；G在周期表的第四周期第7列，G为Mn元素。(1)NH5为离子化合物，是由NH与H－两种离子构成，电子式为。(2)X为N元素，核外电子排布式为1s22s22p3，基态原子中能量最高的电子处于2p能级，有3个电子，其电子云在空间有3个方向，原子轨道呈哑铃形。(3)该同学所画的电子排布图中3s能级的2个电子自旋方向相同，违背了泡利原理。(4)G为Mn元素，是25号元素，位于第四周期第ⅦB族，最后填充的为d电子，为d区元素，价电子排布式为3d54s2。

12．(2023·辽宁丹东高三期末)A、B、C、D、E、F、G是前四周期中原子序数依次增大的七种元素。A元素的价层电子排布为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的；E元素＋3价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。

(1)A元素的第一电离能 >　(填“<”“>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 N<O<F　(用元素符号表示)。

(2)D元素原子的价层电子排布式是 3s2　。

(3)C元素原子的核外电子轨道表示式为；E3＋的离子符号为 Fe3＋　。

(4)F元素位于元素周期表的 ds　区，其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)　。

(5)G元素可能的性质 A　(填选项字母)。

A．其单质可作为半导体材料

B．其电负性大于磷

C．其原子半径大于锗

D．其第一电离能小于硒

(6)第一电离能：I1(Mg) >　I1(Al)(填“>”或“<”)，其原因是 镁原子的3s轨道处于全满状态，3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，不稳定　。

[解析]　A元素的价层电子排布为nsnnpn＋1，则A是N元素，C元素为最活泼的非金属元素，则C是F元素，B是O元素；D元素原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，则D是Mg元素；E元素＋3价离子的3d轨道为半充满状态，则E是Fe元素；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu元素；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As元素。(1)由于N的最外层p轨道电子处于半充满的稳定状态，失去电子比O难，所以元素的第一电离能A>B；一般情况下同一周期的主族元素，原子序数越大，元素的电负性越大，所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为N<O<F。(4)F是Cu元素，Cu位于元素周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)G为As元素，位于金属与非金属的分界线处，其单质为半导体，其电负性小于磷，原子半径小于锗，第一电离能大于硒。(6)Mg的3s轨道处于全满状态，3p轨道处于全空状态，比较稳定，而Al的3p轨道只有一个电子，不稳定，故第一电离能I1(Mg)>I1(Al)。

13．(2023·湖南长沙模拟)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y为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)　。

(2)元素x的价电子排布图为。

(3)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： 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　。

(4)x、y两元素的部分电离能数据列于下表：

比较两元素的I2、I3可知，气态x2＋再失去一个电子比气态y2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是 Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满结构，比较稳定　。

(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图所示，其中电负性最大的是 2　(填序号)。

(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，则该元素是 Al　(填元素符号)。

[解析]　(1)26号元素为铁，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(2)元素x为Mn，价电子排布图为 。(3)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光的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。(4)x2＋为Mn2＋，Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满结构，难失去电子，比较稳定。(5)第三周期电负性最大的为Cl，其单质的熔点只比Ar大。(6)根据题图可知该元素的最外层有3个电子，再根据所列元素，可确定为Al。