备考2024届高考化学一轮复习分层练习第五章物质结构与性质元素周期律第2讲元素周期表元素周期律

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1.[2023吉林调研]13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是（ D ）
A.元素Al在周期表中位于第四周期ⅢA族
B.原子半径大小关系：Al＜P＜S＜Cl
C.元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
D.最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4
解析 元素Al在周期表中位于第三周期ⅢA族，A项错误；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小关系：Al＞P＞S＞Cl，B项错误；元素P的最低负价为－3，其简单气态氢化物的化学式为PH3，C项错误；非金属性P＜S＜Cl，则最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4，D项正确。
2.[2023安徽部分学校考试]碲在生产中用途广泛，常用作石油裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料等。元素周期表中碲元素的数据如图所示。下列说法正确的是（ C ）
A.碲元素在元素周期表中位于第五周期ⅣA族
B.碲元素位于元素周期表d区
C.碲原子5p能级有2个未成对电子
D.碲原子核外电子的空间运动状态有52种
解析 碲元素价电子排布式为5s25p4，在元素周期表中位于第五周期ⅥA族，位于元素周期表p区，A、B项错误；碲元素的5p能级有4个电子，故有2个未成对电子，C项正确；空间运动状态数等于轨道数，碲元素为52号元素，基态碲原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p4，原子核外电子的空间运动状态有27种，D项错误。
3.[江苏高考]下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是（ A ）
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）
解析 同周期主族元素从左至右金属性逐渐减弱，所以金属性Na＞Mg，则碱性NaOH＞Mg（OH）2，A正确；同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，所以非金属性Cl＞Br，Cl2得电子的能力比Br2强，B错误；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r（Br）＞r（Na）＞r（Mg）＞r（Cl），C错误；Cl和Br为同主族元素，最外层电子数相等，D错误。
4.[2022海南]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是（ C ）
A.XW3是非极性分子
B.简单氢化物沸点：X＞Y
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
解析 X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，则Y为O元素，X为N元素；Z在同周期主族元素中金属性最强，则Z为Na元素；W原子在同周期主族元素中原子半径最小，则W为Cl元素。NCl3中N的孤电子对数为5－1×32＝1，NCl3为三角锥形分子，正负电荷中心不重合，为极性分子，A项错误；常温下NH3为气体，H2O为液体，故沸点：NH3＜H2O，B项错误；O和Na电负性相差较大，形成的化合物均为离子化合物，C项正确；NaNO3为强酸强碱盐，其水溶液呈中性，NaNO2为强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，D项错误。
5.[2021江苏]前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同一主族。下列说法正确的是（ B ）
A.原子半径：r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）
B.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
解析 X是空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y的周期序数与族序数相等，则Y为Al元素；基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，则Z的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，Z为Cl元素；W与Z处于同一主族，则W为Br元素。A项，Al的原子半径大于Cl，错误。B项，N的2p轨道中的电子处于稳定的半充满状态，所以第一电离能C＜O＜N，正确。C项，Al（OH）3为两性氢氧化物，HClO4为强酸，错误。D项，Cl的非金属性比Br强，则HCl的热稳定性比HBr强，错误。
6.[2023北京海淀区练习]下列原因分析能正确解释递变规律的是（ B ）
解析 元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，但H2SO3不是S的最高价氧化物对应的水化物，A错误；元素的金属性越强，其单质与水反应越剧烈，金属性的强弱与失电子能力的强弱有关，与最外层电子数的多少没有关系，C错误；分子晶体的熔点与分子间作用力有关，分子的稳定性与键能有关，D错误。
7.下列说法不能说明X的电负性比Y大的是（ C ）
A.与氢气化合时X的单质比Y的单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的多
D.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来
解析 若X的电负性比Y的大，则表明X的非金属性比Y的强。A、B、D项均能说明X的非金属性比Y的强。原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力，如氢元素的非金属性比镁元素的强，但镁原子的最外层电子数比氢原子的多，因此C项不能说明X的非金属性比Y的强。
8.[2024江西联考]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素的电子只有一种自旋取向，Y元素原子核外有3个未成对电子，Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，W元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子，且只有一个未成对电子。下列说法正确的是（ C ）
A.W原子最高能级电子云轮廓图为哑铃形
B.X、Y、Z元素原子第一电离能的大小顺序：Z＞Y＞X
C.X、Y、Z可以形成离子化合物
D.Z原子可形成Z2与Z3两种气体单质分子，两者都是非极性分子
解析 X元素的电子只有一种自旋取向，即核外只有1个电子，则X为H；Y元素原子核外有3个未成对电子，电子排布式为1s22s22p3或1s22s22p63s23p3，则Y为N或P；Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，则Z为O或Mg；W元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子，说明有6个轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，且只有一个未成对电子，则其核外电子排布式为1s22s22p63s1，W为Na；结合原子序数关系可知，Y只能为N，Z只能为O。Na原子最高能级为3s，电子云轮廓图为球形，A项错误；N的第一电离能大于O，B项错误；NH4NO3为离子化合物，C项正确；O2为非极性分子，O3为极性分子，D项错误。
9.[2024惠州一调]X、Y、Z、W、P、Q为短周期主族元素，其中Y的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径的关系如图所示。下列说法正确的是（ D ）
A.Y在元素周期表中位于p区
B.第一电离能：Z＞P＞Q＞X
C.氧化物对应水化物的酸性：Q＞P＞Z
D.电负性：Q＞P＞Z
解析 由“X、Y、Z、W、P、Q为短周期主族元素”，结合X的最高正价为＋1、原子半径最大知，X为Na；根据Y的最高正价为＋2、原子序数最小知，Y为Be；结合同周期主族元素从左至右原子半径逐渐减小及题图知Z为Si，W为N，P为S，Q为Cl。Be在元素周期表中位于s区，A项错误；同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能Cl＞S＞Si＞Na，B项错误；Cl的氧化物对应的水化物有HClO、HClO3、HClO4等多种，S的氧化物对应的水化物有H2SO3、H2SO4，Si的氧化物对应的水化物为H2SiO3，酸性H2SO4＞HClO，HClO4＞H2SO3，C项错误；同周期主族元素随原子序数增大，元素电负性增强，则电负性：Cl＞S＞Si，D项正确。
10.[2023江西部分重点中学模拟等组合]（1）Al、Si、P和S的第一电离能由小到大的顺序为 Al＜Si＜S＜P ，判断的依据是 同周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，P的3p轨道半充满，第一电离能大于S 。
（2）某元素X的气态基态原子的逐级电离能（单位：kJ·ml－1）分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当X的单质与氯气反应时可能生成的阳离子是 X2＋ 。
（3）现有铜、锌元素的相应状态如下：
①锌：[Ar]3d104s2 ②锌：[Ar]3d104s1
③铜：[Ar]3d104s1 ④铜：[Ar]3d10
失去1个电子需要的能量由大到小排序是 A （填标号）。
A.④②①③B.④②③①
C.①②④③D.①④③②
解析 （2）由题给电离能数据可知，元素X的气态基态原子的第二电离能和第三电离能的数值相差很大，则该原子较易失去2个电子，X的单质与氯气反应时可能生成的阳离子为X2＋。（3）①③分别是基态锌原子和铜原子的电子排布式，②④分别是锌原子和铜原子失去一个电子后的电子排布式，由同一元素的第二电离能大于第一电离能、原子轨道处于全充满状态时失电子更难，知失去一个电子所需能量由大到小的顺序是④＞②＞①＞③。
11.[2023河南开封模拟等组合]（1）K4[Fe（CN）6]所含元素电负性由大到小的顺序为 N＞C＞Fe＞K 。
（2）已知电负性：H＞Si，则SiHCl3充分水解的化学方程式为 SiHCl3＋3H2OH2SiO3↓＋3HCl＋H2↑ 。
（3）氮杂氟硼二吡咯具有作为光动力学治疗（PDT）光敏剂的潜能，结构如图所示，该分子中所有元素的电负性由大到小的顺序为 F＞N＞C＞H＞B 。
解析 （1）一般情况下，金属元素的电负性小于非金属元素，且元素的金属性越强，其电负性越小，因此K4[Fe（CN）6]所含元素电负性由大到小的顺序为N＞C＞Fe＞K。（2）已知电负性：H＞Si，则H吸引电子的能力比Si强，SiHCl3中H显－1价，Si显＋4价，因此SiHCl3水解时除生成硅酸和HCl外，其－1价的H还和H2O中＋1价的H反应生成氢气，故其水解的化学方程式为SiHCl3＋3H2OH2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。（3）该分子中所有元素为H、B、C、N、F，根据同一周期主族元素从左往右电负性依次增大，同一主族元素从上往下电负性依次减小，电负性由大到小的顺序为F＞N＞C＞H＞B。
12.（1）[2023北京清华附中模拟]进行离子取代的重要参数为离子半径。下表是r（F－）、r（K＋）、r（Mg2＋）的数据，请从原子结构角度解释r（F－）≈r（K＋）＞r（Mg2＋）的原因： F－和K＋的最外层电子数相同，电子层数F－＜K＋，核电荷数F－＜K＋，则综合结果得到r（F－）≈r（K＋）；F－、Mg2＋的电子层数和最外层电子数均相同，且核电荷数：F－＜Mg2＋，所以r（F－）＞r（Mg2＋） 。
（2）[2023河南郑州模拟]V有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是 ＋5 ，V的第三电离能I3（V）小于Mn的第三电离能I3（Mn），原因是 Mn2＋的价电子排布式为3d5，V2＋的价电子排布式为3d3，Mn2＋的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高 。
（3）[2023浙江杭州二中考试]镍原子形成的微粒的电子排布式分别为①[Ar]3d84s2、②[Ar]3d9、③[Ar]3d8、④[Ar]3d94s1、⑤[Ar]3d84p1。下列有关这些微粒的叙述正确的是 AC （填标号）。
A.微粒半径：⑤＞②＞③
B.由光谱仪一定可以捕捉到发射光谱的是：②③④
C.电离一个电子所需最低能量：③＞①＞④
D.得电子能力：④＞⑤＞③
解析 （2）V为23号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2，其价电子排布式为3d34s2，失去全部的价电子时，最外层为8电子稳定结构，所以V最稳定的化合价为＋5。（3）①[Ar]3d84s2表示基态镍原子；②[Ar]3d9表示激发态Ni＋；③[Ar]3d8表示基态Ni2＋；④[Ar]3d94s1表示激发态镍原子；⑤[Ar]3d84p1表示激发态Ni＋。Ni形成的粒子的核外电子层数越多，粒子半径越大，镍原子失去的电子越多，粒子半径越小，则微粒半径：⑤＞②＞③，A正确。电子从激发态到基态会释放能量形成发射光谱，因此用光谱仪可捕捉到发射光谱，5种微粒中处于激发态的是②④⑤，B错误。激发态粒子能量高，易失去第一个电子，基态原子的电离能逐级增大，则电离一个电子所需最低能量：③＞①＞④，C正确。能量越低越易得电子，能量⑤＞④＞③，则得电子能力⑤＜④＜③，D错误。
13.[周期表创新命题形式][2023山东部分学校联考]如图为某学术期刊上刊登的八角形元素周期表，八角形的每个顶角对应一种元素。下列说法错误的是（ A ）
A.此八角形元素周期表中所标的元素全部为主族元素，不包含副族元素
B.图中虚线箭头所经过的元素的单质按箭头方向氧化性逐渐减弱
C.图中①代表的元素对应的单质既能与强酸反应又能与强碱反应
D.图中虚线八角形所标元素位于现行元素周期表的第四周期
解析 八角形元素周期表中所标的元素有主族元素和0族元素，不包括副族元素，A项错误；题图中虚线箭头所经过的元素是同族元素，随着原子序数增大，其非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，B项正确；题图中①代表的元素为Al，铝单质能与强酸反应，也能与强碱反应，如Al与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，C项正确；题图中虚线八角形所标出的元素为K、Ca、……、Br、Kr，均位于现行元素周期表第四周期，D项正确。选项
递变规律
原因分析
A
酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3
非金属性：Cl＞S＞Si
B
离子半径：Ca2＋＜Cl－＜S2－
电子层结构相同时，核电荷数：Ca＞Cl＞S
C
与水反应的剧烈程度：Na＞Mg＞Al
最外层电子数：Al＞Mg＞Na
D
熔点：Cl2＜Br2＜I2
键能：Cl—Cl＞Br—Br＞I—I
离子
F－
Mg2＋
K＋
离子半径r/pm
136
65
133