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元素周期律和元素周期表 A組全員必做題 1.已知原子序數(shù)為a的ⅡA族元素X和原子序數(shù)為b的ⅢA族元素Y位于元素周期表中同一周期，下列的量值關(guān)系不正確的是(　　) A．a(chǎn)＝b－1　　　　　　　 B．a(chǎn)＝b－11 C．b＝a＋25 D．b＝a＋30 解析：元素周期表中，第1周期沒(méi)有ⅡA、ⅢA族元素，在第2、3周期中，ⅡA族和ⅢA族元素相鄰，所以a＝b－1；在第4、5周期中，ⅡA和ⅢA族元素相隔10種過(guò)渡元素，所以a＝b－1－10＝b－11，第6、7周期中ⅡA和第ⅢA族元素間，除有9種過(guò)渡元素之外，又分別有鑭系和錒系等15種，所以a＝b－1－9－15＝b－25。 答案：D 2．下列排列順序正確的是(　　) A．離子半徑：Na＋>Mg2＋>F－ B．穩(wěn)定性：HF>H2O>NH3 C．酸性：鹽酸>碳酸>醋酸 D．已知33As、35Br位于同一周期，則酸性：H3AsO4>HBrO4 解析：Na＋、Mg2＋、F－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，即離子半徑：F－>Na＋>Mg2＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期非金屬性F>O>N，其氫化物的穩(wěn)定性為HF>H2O>NH3，B項(xiàng)正確；酸性：鹽酸>醋酸>碳酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性Br>As，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性是HBrO4>H3AsO4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B X Y Z W 3.(2016石家莊高三調(diào)研檢測(cè))已知X、Y、Z、W為短周期主族元素，在周期表中的相對(duì)位置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若四種元素均為非金屬，則W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定是強(qiáng)酸 B．若HmXOn為強(qiáng)酸，則X的氫化物溶于水一定顯酸性(m、n均為正整數(shù)) C．若四種元素均為金屬，則Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定為強(qiáng)堿 D．若四種元素中只有一種為金屬，則Z與Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能反應(yīng) 解析：比如四種非金屬為： C N Si P ，W為P，H3PO4為中強(qiáng)酸，A錯(cuò)誤；若X為N，則NH3溶于水為堿性，B錯(cuò)誤；若四種為金屬即為： Li Be Na Mg ，Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為NaOH是強(qiáng)堿，C正確；若四種元素中只有一種為金屬，四者為： B C Al Si ，Al(OH)3不與H2CO3反應(yīng)，D錯(cuò)誤。 答案：C 4．在短周期元素中，屬于非金屬元素的有(　　) A．9種 B．10種 C．12種 D．13種 解析：稀有氣體歸屬于非金屬元素，因此，短周期內(nèi)共有非金屬元素13種。 答案：D 5．X＋的核外電子數(shù)分別為2、8、8，則X元素在周期表中的位置是(　　) A．第三周期第0族 B．第四周期第ⅠA族 C．第三周期第ⅠA族 D．第三周期第ⅦA族 解析：據(jù)題意可知X比18號(hào)元素Ar(第三周期)多一個(gè)電子，故X為第四周期第ⅠA族元素，即K元素。 答案：B 6．(2016河北三市聯(lián)考)X、Y、Z、W四種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，其中X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物可與其最高價(jià)含氧酸反應(yīng)生成離子化合物，Y與Z同主族，W的最高價(jià)含氧酸是同周期元素中最強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鈉元素與Y元素可形成化合物Na2Y2 B．最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：YCl－>O2－，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2與NaOH的反應(yīng)中，Cl2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 7．(2016四川成都四中)下列各性質(zhì)中不符合圖示關(guān)系的是(　　) A．還原性 B．與水反應(yīng)的劇烈程度 C．熔點(diǎn) D．原子半徑 解析：據(jù)圖可知，堿金屬的性質(zhì)隨核電荷數(shù)的增大而逐漸增大或升高。隨核電荷數(shù)增大，堿金屬元素的原子半徑逐漸增大，還原性逐漸增強(qiáng)，單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度逐漸增大，A、B、D符合圖象關(guān)系，隨核電荷數(shù)增大，堿金屬的熔點(diǎn)逐漸降低，C不符合圖像關(guān)系。 答案：C 8．(2016湖南六校聯(lián)考)短周期元素X、Y、Z、W，它們的原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族，并且原子序數(shù)之和為20。Y原子的質(zhì)子數(shù)為Z原子的質(zhì)子數(shù)的一半，W原子的最外層電子數(shù)比Y原子的最外層電子數(shù)多2個(gè)。下列敘述正確的是(　　) A．Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可與其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物發(fā)生反應(yīng) B．原子半徑：Z>W>Y>X C．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z>W D．X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物與足量W的單質(zhì)在光照條件下反應(yīng)的生成物均為氣體 解析：在短周期元素中，C、Si的原子序數(shù)之和為6＋14＝20[或設(shè)X的原子序數(shù)為a，則Z的原子序數(shù)為a＋8，有a＋(a＋8)＝20，解得a＝6]，即X為C，Z為Si。Y原子的質(zhì)子數(shù)為7，Y為N。N原子最外層電子數(shù)為5，則W原子最外層電子數(shù)為7，W為Cl。HNO3＋NH3===NH4NO3，a項(xiàng)正確；原子半徑：r(Si)>r(Cl)>r(C)>r(N)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性：Cl>Si，故穩(wěn)定性：HCl>SiH4，C項(xiàng)錯(cuò)誤；甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的產(chǎn)物有5種，一氯甲烷和氯化氫呈氣態(tài)，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都呈液態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 9.(2016福州八中質(zhì)檢)如圖所示，X、Y、Z為短周期元素，且X、Z的核外電子數(shù)之和等于Y的核外電子數(shù)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．三種元素中，Z元素原子半徑最小 B．X、Y 兩種元素的氣態(tài)氫化物能相互反應(yīng) C．Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族 D．Y元素的氣態(tài)氫化物與X 的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng) 解析：根據(jù)題意可知：X是N；Y是S；Z是F。A.同一周期的元素，元素的原子序數(shù)越大，原子半徑就越小，不同周期的元素，原子核外電子層數(shù)越大，因此半徑越大，因此三種元素中，Z元素原子半徑最小，正確； B．X元素的氣態(tài)氫化物顯堿性，而Y元素的氣態(tài)氫化物顯酸性，二者能夠發(fā)生反應(yīng)形成鹽，正確；C.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅦA族，錯(cuò)誤；D.Y元素的氣態(tài)氫化物H2S有強(qiáng)還原性，而X 的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物HNO3有強(qiáng)氧化性，因此能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，正確。 答案：C 10．已知七種短周期元素a～g的有關(guān)信息如下表所示： 元素編號(hào) a b c d e f g 原子半徑/nm 0.037 0.74 0.082 0.102 0.143 0.152 0.186 最高化合價(jià)或 最低化合價(jià) ＋1 －2 ＋3 －2 ＋3 ＋1 ＋1 下列推斷正確的是(　　) A．氫氧化物堿性的強(qiáng)弱：fC b．同溫同濃度的兩溶液的酸性：H3PO4>H2CO3 c．沸點(diǎn)：PH3>CH4 (3)氧硫化碳水解及部分應(yīng)用流程如下(部分產(chǎn)物已略去)： COSH2SNa2S溶液M溶液＋H2 ①已知：常溫下，反應(yīng)Ⅱ中每吸收1.7 g H2S氣體，放出熱量4.76 kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 ____________________________________。 ②已知M溶液中硫元素的主要存在形式為S2O，則反應(yīng)Ⅲ中生成S2O的離子方程式為 ________________________________________。 解析：(1)根據(jù)同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，同一主族元素從上到下原子半徑依次增大知，H、C、O、P、S中，原子半徑最大的元素是P。(2)比較元素的非金屬性相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)，可通過(guò)比較對(duì)應(yīng)單質(zhì)與氫氣化合的難易程度，或?qū)?yīng)簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)弱，或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱等來(lái)實(shí)現(xiàn)。本題選b。(3)①1.7 g H2S氣體的物質(zhì)的量為＝0.0 5 mol，則1 mol H2S(g)完全反應(yīng)放出的熱量為1 mol＝95.2 kJ，故H2S(g)＋2NaOH(aq)===Na2S(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－95.2 kJmol－1。②由題給條件知，反應(yīng)物為Na2S和H2O，生成物中有S2O和H2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2S2－＋5H2OS2O＋4H2↑＋2OH－。 答案：(1)P　(2)b (3)①H2S(g)＋2NaOH(aq)===Na2S(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－95.2 kJmol－1 ②2S2－＋5H2OS2O＋4H2↑＋2OH－ 12．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)，下圖是元素周期表的一部分： (1)陰影部分元素N在元素周期表中的位置為第________周期第________族。根據(jù)元素周期律，請(qǐng)你預(yù)測(cè)，H3AsO4、H3PO4的酸性強(qiáng)弱：H3AsO4________H3PO4(填“＞”“＜”或“＝”)。 (2)根據(jù)NaH的存在，有人提議可把氫元素放在第ⅦA族，那么根據(jù)其最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，又可把氫元素放在周期表中的第________族。 (3)元素甲是第三周期金屬元素中原子半徑最小的元素，該元素的離子與過(guò)量氨水反應(yīng)的離子方程式為 __________________________________________。 (4)周期表中有10多種人體所需的微量元素，其中有一種被譽(yù)為“生命元素”的主族元素R，對(duì)延長(zhǎng)人類壽命起著重要作用，已知R元素的原子有4個(gè)電子層，其最高價(jià)氧化物的分子式為RO3，則R元素的名稱為_(kāi)_______(填選項(xiàng)字母)。 A．硫　　 B．砷 C．硒　　 D．硅 解析：(2)由NaH知，氫元素最低負(fù)價(jià)為－1價(jià)，而氫元素的最高正價(jià)為＋1價(jià)，因此與第ⅣA族元素的化合價(jià)特點(diǎn)相似，可將氫元素放在第ⅣA族。 (3)第三周期原子半徑最小的金屬元素是鋁，Al3＋可與NH3H2O反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶于氨水。 (4)根據(jù)R元素的原子結(jié)構(gòu)(電子層數(shù))和RO3，依據(jù)題給元素周期表可推知R元素為硒。 答案：(1)二　ⅤA　<　(2)ⅣA (3)Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH (4)C B組重點(diǎn)選做題 13.下圖為元素周期表的一部分，參照元素①～⑩在表中的位置，請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)作答： (1)⑤、⑥、⑦的離子半徑由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________。(填離子符號(hào)) (2)⑧、⑨、⑩的最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱為_(kāi)_________。(用化學(xué)式表示) (3)寫(xiě)出⑥在空氣中加熱生成的產(chǎn)物的電子式：__________。 (4)由表中元素形成的物質(zhì)可發(fā)生下圖中的反應(yīng)，其中B、C、G是單質(zhì)，B為黃綠色氣體，D溶液顯堿性。 ①寫(xiě)出D溶液與G反應(yīng)的化學(xué)方程式： ______________________________________。 ②混合物X中的某物質(zhì)不溶于水，但既能溶于酸又能溶于堿，請(qǐng)寫(xiě)出它在堿性溶液中的電離方程式： __________________________________________。 (5)已知某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如元素②與元素⑦的氫氧化物有相似的性質(zhì)。寫(xiě)出元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式： ______________________________________。 (6)砷(As)的化合物可用于殺蟲(chóng)及醫(yī)療。 ①As的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)___________________________。 ②Y由④⑥⑩三種元素組成，是生活中常見(jiàn)的消毒劑。As可與Y的水溶液反應(yīng)，產(chǎn)物有As的最高價(jià)含氧酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。 解析：(1)⑤號(hào)元素是F，⑥號(hào)元素是Na，⑦號(hào)元素是Al，它們的離子電子層結(jié)構(gòu)相同。對(duì)于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子來(lái)說(shuō)，核電荷數(shù)越大，離子半徑就越小，所以離子半徑由大到小的順序?yàn)镕－＞Na＋＞Al3＋。 (2)⑧、⑨、⑩三種元素分別是P、S、Cl。元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性就越強(qiáng)。由于元素的非金屬性：Cl＞S＞P，所以最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱為HClO4＞H2SO4＞H3PO4。 (3)⑥號(hào)元素Na在空氣中燃燒生成Na2O2，電子式是Na＋[ ]2－Na＋。 (4)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：A是NaCl；B是Cl2；C是H2；D是NaOH；G是Al；F是NaAlO2。①D溶液與G反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；②混合物X中的某物質(zhì)不溶于水，但既能溶于酸又能溶于堿，則這種物質(zhì)是Al(OH)3，它在堿性溶液中的電離方程式是Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O。 (5)根據(jù)元素在周期表中的位置可知元素②是Be，元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O。 (6)①33號(hào)元素As的原子結(jié)構(gòu)示意圖為；②Y由④⑥⑩三種元素組成，是生活中常見(jiàn)的消毒劑，則該物質(zhì)是NaClO。As可與Y的水溶液反應(yīng)，產(chǎn)物有As的最高價(jià)含氧酸，根據(jù)得失電子守恒及原子守恒可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5NaClO＋2As＋3H2O===2H3AsO4＋5NaCl。 答案：(1)F－＞Na＋＞Al3＋ (2)HClO4＞H2SO4＞H3PO4 (3)Na＋[ ]2－Na＋ (4)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ②Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O (5)Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O (6)① ②5NaClO＋2As＋3H2O===2H3AsO4＋5NaCl 14．元素周期表的形式多種多樣，下圖是扇形元素周期表的一部分(1號(hào)～36號(hào)元素)，對(duì)比中學(xué)常見(jiàn)元素周期表思考扇形元素周期表的填充規(guī)律，并回答下列問(wèn)題： (1)若①～⑩分別代表十種元素，則⑩代表的元素處于常見(jiàn)周期表的位置是______________。 (2)⑥⑦為生活中兩種常見(jiàn)的金屬，其熔點(diǎn)⑥________⑦(填“>”“<”或“＝”)；比較元素⑧⑨對(duì)應(yīng)的常見(jiàn)單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱，并用化學(xué)反應(yīng)方程式闡明 ________________________________________________________________________。 (3)寫(xiě)出一種由①④⑤三種元素形成的常見(jiàn)無(wú)機(jī)化合物(填化學(xué)式)__________________，該物質(zhì)溶于水后對(duì)水的電離起________作用(填“抑制”“促進(jìn)”或“不影響”)，其原因是 ______________________________。 (4)①③⑤三種元素形成的18電子結(jié)構(gòu)化合物是近年來(lái)燃料電池研究領(lǐng)域的新寵，寫(xiě)出用它作燃料，②的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物作為電解質(zhì)的燃料電池的負(fù)極反應(yīng)__________________________。 (5)用電子式表示④的一種10電子結(jié)構(gòu)氫化物的形成過(guò)程________________________________________________________________________。 解析：結(jié)合扇形周期表和問(wèn)題，容易確定1、2、3、4為周期數(shù)，一、二、三……表示長(zhǎng)式周期表中從左到右的列序。探索出這個(gè)規(guī)律，問(wèn)題就容易解決。⑩代表的元素為鐵元素，⑥⑦分別代表鎂、鋁元素，⑧⑨分別代表硫、氯元素，①③⑤分別代表氫、碳、氧元素，②④分別代表鈉、氮元素。氫、碳、氧三種元素形成的18電子結(jié)構(gòu)化合物為甲醇，在甲醇燃料堿性電池中，甲醇在負(fù)極失去電子，生成的二氧化碳與氫氧根離子結(jié)合生成碳酸根離子。④的一種10電子氫化物即為氨氣。 答案：(1)第4周期第Ⅷ族 (2)<　氯氣的氧化性大于硫單質(zhì)，Cl2＋H2S===2HCl＋S↓能夠自發(fā)進(jìn)行(其他合理答案也可) (3)HNO3　抑制　硝酸電離產(chǎn)生H＋，抑制水的電離(或HNO2　抑制　HNO2電離產(chǎn)生H＋，抑制水的電離；或NH3H2O　抑制　NH3H2O電離產(chǎn)生OH－，抑制水的電離；或NH4NO3　促進(jìn)　NH4NO3電離產(chǎn)生的NH與水電離出的OH－結(jié)合生成NH3H2O，促進(jìn)水的電離) (4)CH3OH—6e－＋8OH－===CO＋6H2O (5)