2022届新高考化学二轮复习元素周期表与元素周期律学案1

元素周期表与元素周期律1．(2021·山东等级考)X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列说法错误的是()A．原子半径：X>YB．简单氢化物的还原性：X>YC．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种【解析】选D。Y位于第三周期，且最高正价与最低负价的代数和为6，则Y是Cl元素，由X、Y形成的阴离子和阳离子知，X与Y容易形成共价键，根据化合物的形式知X是P元素。A.P与Cl在同一周期，则P半径大，即X>Y，A项不符合题意；B.两者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl，阴离子半径P3－>Cl－，所以PH3的失电子能力强，还原性强，即X>Y，B项不符合题意；C.同周期元素从左往右，金属性减弱，非金属性增强，各元素对应的金属单质还原性减弱，非金属单质的氧化性增强，所以Cl2的氧化性最强，C项不符合题意；D.同一周期，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能；所以第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5种，D项符合题意。2.(2021·广东选择考)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X的原子核只有1个质子；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是()A．XEZ4是一种强酸B．非金属性：W＞Z＞YC．原子半径：Y＞W＞ED．ZW2中，Z的化合价为＋2价【解析】选C。题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。X的原子核只有1个质子，则X为氢元素；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，则Y为碳元素，Z为氧元素，W为氟元素；元素E的原子比W原子多8个电子，则E为氯元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl。氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误；OF2中，F为－1价，则O的化合价为＋2价，故D正确。3．(2021·湖南选择考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2∶1的18e－分子。下列说法正确的是()A．简单离子半径：Z＞X＞YB．W与Y能形成含有非极性键的化合物C．X和Y的最简单氢化物的沸点：X＞YD．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性【命题意图】本题考查了元素周期表与元素周期律，旨在考查学生对元素周期表结构的掌握情况和元素周期律知识的运用情况。【解析】选B。Z的最外层电子数为K层的一半，则Z的核外有3个电子层，最外层电子数为1，即为Na元素，W与X能形成原子个数比为2∶1的18电子的分子，则形成的化合物为N2H4，所以W为H元素，X为N元素，Y的原子序数是W和X的原子序数之和，则Y为O元素。离子的电子层数相同时，原子序数越小，半径越大，即离子半径大小为N3－＞O2－＞Na＋，即简单离子半径为X＞Y＞Z，故A错误；W为H，Y为O，能形成H2O2，含有极性共价键和非极性共价键，故B正确；X的最简单氢化物为氨气，Y的最简单氢化物为水，水的沸点高于氨气，即最简单氢化物的沸点为Y＞X，故C错误；由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸、硝酸铵、氨水等，硝酸、硝酸铵显酸性，氨水显碱性，故由W、X、Y三种元素组成的化合物不一定都显酸性，故D错误。4．(2021·湖南选择考节选)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。SiCl4与N­甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示：N­甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为____________________，H、C、N的电负性由大到小的顺序为____________________，1个M2＋中含有____________________个σ键。【解析】由分子结构可知，分子中含有杂化方式为sp3杂化的单键碳原子和sp2杂化的双键碳原子；元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非金属性强弱顺序为N>C>H，则元素电负性的大小顺序为N>C>H；M2＋的结构中含有单键、双键和配位键，单键和配位键都是σ键，双键中含有1个σ键，则离子中含有54个σ键。答案：sp2、sp3N>C>H545．(1)(2020·全国Ⅰ卷)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。Li及周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是________________________________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是___________________________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(2)(2020·全国Ⅲ卷)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。H、B、N中，原子半径最大的是__________。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素_______________________的相似。【解析】(1)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以I1(Li)＞I1(Na)；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于第ⅡA族元素基态原子s能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的第ⅢA族元素，因此I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)；(2)H、B、N中，H的电子层数最少，原子半径最小(H是所有元素中原子半径最小的元素)；而B、N同周期，电子层数相同，但是N的核电荷数大，所以原子半径小，所以三种元素中原子半径最大的是B。由于周期表中B的对角线元素为Si，所以根据对角线规则，B的一些化学性质与元素Si的相似。答案：(1)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的(2)B硅(或Si)1．试题特点高考对这部分内容的考查主要是根据位、构、性三者之间的关系设置题意，考查周期表的结构或物质的性质规律，试题难度适中，是考试的得分点。2．命题角度对于元素周期律的考查是本部分内容的重点，主要考查方向有粒子半径大小比较规律、化合价变化规律、最高价氧化物对应的水化物酸碱性强弱规律、非金属氢化物热稳定性规律、金属性和非金属性变化规律、电负性和第一电离能规律等。认识元素周期表元素周期表的结构已知五种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：元素代号ABCDE原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.074主要化合价＋2＋3＋6、－2＋2－2下列叙述正确的是()A．A、B的单质与盐酸反应的速率：B>AB．B的氧化物具有两性C．C和E在常温下可发生化学反应D．A和E能形成共价化合物【解析】选B。这几种元素都是短周期元素，根据表中数据知，A、D位于第ⅡA族且A原子半径大于D，则A是Mg、D是Be；B位于第ⅢA族，B原子半径小于A而大于D，为Al元素；C和E位于第ⅥA族，且C是S元素、E是O元素；A.Mg的金属性大于Al，则Mg、Al与盐酸反应的速率：Mg＞Al，故A错误；B.Al2O3是两性氧化物，能与强酸、强碱反应，故B正确；C.S在O2中燃烧生成SO2，故C错误；D.MgO是离子化合物，故D错误。点睛：明确元素周期表结构、原子结构及元素化合物性质是解本题关键。主族元素中，元素的最高正化合价与其族序数相等(O、F元素除外)，其最低负化合价＝该元素族序数－8；同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，同一主族元素原子半径随着原子序数增大而增大，原子电子层数越多其原子半径越大。一表网尽周期律项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小，r(阴离子)>r(阳离子)逐渐增大元素性质化合价最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数)(H除外)相同最高正化合价=主族序数(O、F除外)元素的金属性和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气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应的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元素的第一电离能逐渐增大趋势逐渐减小趋势元素的电负性逐渐增大趋势呈现减小趋势(2020·山东等级考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是()A．第一电离能：W>X>Y>Z B．简单离子的还原性：Y>X>WC．简单离子的半径：W>X>Y>Z D．氢化物水溶液的酸性：Y>W【解析】选C。四种短周期主族元素，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，若X为第二周期元素原子，则X可能为Be或O，若X为第三周期元素原子，则均不满足题意，Z与X能形成淡黄色化合物Z2X2，该淡黄色化合物为Na2O2，则X为O元素，Z为Na元素；Y与W的最外层电子数相同，则Y为F元素，W为Cl元素。同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F＞O＞Cl＞Na，A错误；O、F、Cl三种元素的简单离子中，F－还原性最弱，B错误；电子层数越多简单离子半径越大，相同结构的离子，原子序数越大半径越小，故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl－＞O2－＞F－＞Na＋，C正确；F元素的非金属性强于Cl元素，则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子，在水溶液中HF不容易发生电离，故HCl的酸性强于HF，D错误。根据元素化合物的转化关系推断1．R、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，a、b、c、d分别是这4种元素的单质。已知：Y是地壳中含量最高的金属元素。向甲的溶液中通入丙气体，产生白色沉淀，它们之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A．元素对应的简单离子的半径：Y>Z>XB．元素非金属性：Z>R>XC．Y的最高价氧化物对应的水化物是强碱D．元素最高化合价：Z>X>Y>R【解析】选D。Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y是铝元素，c是金属Al，甲是含铝化合物。向甲的溶液中通入丙气体，产生白色沉淀，白色沉淀是氢氧化铝，丙气体溶于水溶液呈碱性，则丙为氨气。中学学过的两种气体相遇产生白烟的有氨气与氯化氢、氨气与硝酸蒸气等。结合R、X、Y、Z是短周期元素及框图信息可知，丁为氯化铵，乙为氯化氢。则R为H，X为N，Y为Al，Z为Cl。A项，最外层电子数相等时，离子的电子层数越多，离子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。所以，离子半径r(Cl－)>r(N3－)>r(Al3＋)，错误；B项，NH3、N2H4中N为负化合价，H为正化合价，说明N吸引电子的能力比H的强，即N的非金属性比H的强，错误；C项，氢氧化铝是两性氢氧化物，错误；D项，Cl、N、Al、H的最高化合价分别为＋7、＋5、＋3、＋1，正确。结构与位置结合判断性质2．如图所示的X、Y、Z、W四种短周期元素的原子最外层电子数之和为22，下列说法正确的是()XYZWA.X、Y、W三种元素最低价氢化物的沸点依次升高B.Z、X、W三种元素氧化物对应水化物的酸性依次增强C．由X、W和氢三种元素形成的化合物中只含共价键D．X、Z形成的二元化合物是一种新型无机非金属材料【解析】选D。根据X、Y、Z、W在元素周期表的位置可知X和Y位于第二周期，Z和W位于第三周期，设Z元素原子的最外层电子数为a，则X、Y、W的原子的最外层电子数分别为a＋1、a＋2、a＋3；有a＋a＋1＋a＋2＋a＋3＝22，得a＝4，Z的最外层电子数为4，Z元素为Si，同理可知X、Y、W分别为N、O、Cl。X、Y、W三种元素最低价氢化物分别为NH3、H2O、HCl，由于NH3、H2O分子间存在氢键，沸点会升高，因此沸点最高的是H2O，最低的是HCl，A项错误；Z、X、W元素氧化物对应的水化物的酸性不一定依次增强，如Cl的含氧酸中的HClO为弱酸，其酸性比N的最高价氧化物的水化物HNO3的弱，B项错误；X、W和H三种元素形成的化合物为NH4Cl等，NH4Cl为离子化合物，其中既存在离子键又存在共价键，C项错误；Z和X形成的二元化合物为氮化硅，氮化硅是一种新型无机非金属材料，D项正确。物质的特性—推断的突破口3．(2021·全国甲卷)W、X、Y