第五章　第25讲-【高考化学】2025版高考一品方案一轮复习

第25讲元素周期表和元素周期律[复习目标]1.认识元素性质与元素在周期表中位置的关系。2.知道元素周期表的结构，以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯以及碱金属和卤族元素为例，了解同周期和同主族元素性质的递变规律。3.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。4.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征，了解元素周期律(表)的应用价值。考点一元素周期表必备知识夯实1．元素周期表的结构(1)编排原则①周期：把eq\o(□,\s\up3(1))电子层数相同的元素，按eq\o(□,\s\up3(2))原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。②族：把eq\o(□,\s\up3(3))最外层电子数相同的元素，按eq\o(□,\s\up3(4))电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵列。(2)结构元素周期表eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(周,期,7,个)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(\o(□,\s\up3(5))短,周期)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素种数分别为\o(□,\s\up3(6))2、\o(□,\s\up3(7))8、\o(□,\s\up3(8))8种)),\a\vs4\al(\o(□,\s\up3(9))长,周期)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,\a\vs4\al(元素种数分别为\o(□,\s\up3(10))18、\o(□,\s\up3(11))18、\o(□,\s\up3(12))32、\o(□,\s\up3(13))32种))))),\a\vs4\al(族,16,个)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(主族：由\o(□,\s\up3(14))短周期和长周期共同构成，共,\o(□,\s\up3(15))7个),\a\vs4\al(副族：完全由\o(□,\s\up3(16))长周期元素构成，共\o(□,\s\up3(17))7个),\a\vs4\al(第Ⅷ族：第\o(□,\s\up3(18))8、\o(□,\s\up3(19))9、\o(□,\s\up3(20))10共3个纵列),0族：第\o(□,\s\up3(21))18纵列))))2．原子结构与元素周期表的关系(1)原子结构与周期的关系：原子的最大能层数＝周期序数。(2)每族元素的价层电子排布特点①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点eq\o(□,\s\up3(1))ns1eq\o(□,\s\up3(2))ns2eq\o(□,\s\up3(3))ns2np1eq\o(□,\s\up3(4))ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特点eq\o(□,\s\up3(5))ns2np3eq\o(□,\s\up3(6))ns2np4eq\o(□,\s\up3(7))ns2np5②0族：He为1s2，其他为ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。3．元素周期表的分区(1)按元素种类①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。(2)按价电子排布各区价层电子排布特点分区价层电子排布s区ns1～2p区ns2np1～6(除He外)d区(n－1)d1～9ns1～2(除钯外)ds区(n－1)d10ns1～2f区(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns24.元素周期表的应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料(3)用于工农业生产对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。【易错辨析】正确的打“√”，错误的打“×”，错误的写明原因。(1)包含元素种数最多的族是ⅠA族(×)原因：含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。(2)原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素(×)原因：He原子和部分过渡金属元素最外层电子数也是2。(3)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S(√)(4)价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素(×)原因：应位于第五周期ⅢA族，是p区元素。(5)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素(×)原因：过渡元素指副族和第Ⅷ族元素。名师课堂点拨1．相邻周期同主族元素的原子序数之间的关系2．元素周期表中特殊位置元素的原子序数之间的关系(1)元素周期表的右侧中第ⅢA族～0族区域内满足“”形、“”形结构片段，元素的原子序数之间的关系如图所示：(2)元素周期表的右侧中第ⅢA族～0族区域内满足“eq\a\vs4\al\co1()”形结构片段，元素的原子序数之间的关系如图所示：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(二,三,四))周期eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(三,四,五))周期eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(四,五,六))周期关键能力提升一、元素周期表的结构1.(2023·广东调研)元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法中正确的是()eq\x(\a\al(83Bi,铋,6s26p3,209.0))A．Bi元素的相对原子质量是209．0B．基态Bi原子的价层电子排布式为6p3C．Bi元素位于第六周期第Ⅴ族D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子【解析】Bi元素的相对原子质量是209.0，A项正确；基态Bi原子的价层电子排布式为6s26p3，B项错误；Bi元素位于第六周期第ⅤA族，C项错误；Bi原子最外层的s能级电子的能量小于p能级，D项错误。【答案】A2．(2024·福建三明一中月考)下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是()A．原子的价层电子排布式为ns2np6的元素一定是主族元素B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素C．原子的价层电子排布式为3d3～74s2的元素一定位于第ⅢB～ⅦB族D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素【解析】价层电子排布式为ns2np6的元素为0族元素，如Ne、Ar，A项错误；基态原子的p能级上有5个电子的元素，价层电子排布式为ns2np5，位于第ⅦA族，B项正确；原子的价层电子排布式为3d6～74s2的元素位于第Ⅷ族，C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素可能为K、Cr或Cu，其中Cr、Cu为副族元素，D项错误。【答案】B二、元素周期表的应用3．(2024·山东泰安调研)元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法中不合理的是()A．若aX2＋和bY－的核外电子层结构相同，则原子序数：a＝b＋3B．盐酸(HCl)酸性比H2SiO3强，则元素的非金属性：Cl>SiC．硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处，都可用作半导体材料D．Be与Al在周期表中处于对角线位置，可推出：Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O【解析】若aX2＋和bY－的核外电子层结构相同，则原子序数：a－2＝b＋1，即a＝b＋3，故A正确；HCl不是氯元素的最高价含氧酸，不能据此比较Cl、S的非金属性强弱，故B错误；硅、锗处于金属元素与非金属元素的分界处，元素既表现出一定的金属性又表现出一定的非金属性，都可以用作半导体材料，故C正确；Be与Al在周期表中处于对角线位置，则Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，可推出：Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O，故D正确。【答案】B4.(2023·长沙一中模拟)A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为()A．Be、Na、Al B．B、Mg、SiC．O、P、Cl D．C、Al、P【解析】设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1，由(x＋8－1)＋(x＋8＋1)＝4x，解得x＝8，则A为O元素，B为P元素，C为Cl元素。【答案】C考点二元素周期律及其应用必备知识夯实1．元素周期律2．原子半径(1)影响因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能层数：能层数越多，原子半径\o(□,\s\up3(1))越大,核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，原子,半径\o(□,\s\up3(2))越小))(2)变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐eq\o(□,\s\up3(3))减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐eq\o(□,\s\up3(4))增大。3．电离能(1)第一电离能：气态电中性基态原子eq\o(□,\s\up3(1))失去一个电子转化为eq\o(□,\s\up3(2))气态基态正离子所需要的eq\o(□,\s\up3(3))最低能量，符号：eq\o(□,\s\up3(4))I1，单位：eq\o(□,\s\up3(5))kJ·mol－1。(2)规律①同周期：第一种元素的第一电离能eq\o(□,\s\up3(6))最小，最后一种元素的第一电离能eq\o(□,\s\up3(7))最大，从左到右总体呈现eq\o(□,\s\up3(8))增大的变化趋势。同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能分别大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素，如第一电离能：Mgeq\o(□,\s\up3(9))>Al，Peq\o(□,\s\up3(10))>S。②同族元素：从上至下第一电离能eq\o(□,\s\up3(11))逐渐变小。③同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越eq\o(□,\s\up3(12))多，再失去电子需克服的电性引力越来越eq\o(□,\s\up3(13))大，消耗的能量越来越eq\o(□,\s\up3(14))大，逐级电离能越来越eq\o(□,\s\up3(15))大(即I1eq\o(□,\s\up3(16))<I2eq\o(□,\s\up3(17))<I3…)。当相邻两级电离能变化倍数较大时，此两个电子可能分处于两个不同能层。4．电负性(1)含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。(3)变化规律：金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小。5．对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如。【易错辨析】正确的打“√”，错误的打“×”，错误的写明原因。(1)同周期主族元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小(×)原因：同周期主族元素，从左到右，离子半径先减小后增大再减小。(2)电负性差值大于1.7时，一定形成离子键(×)原因：电负性差值大于1.7时，一般形成离子键，也可能形成共价键。(3)根据元素周期律，氮与氧、镁与铝相比，都是后者的第一电离能小(√)(4)根据最高正化合价与族序数的关系可知，氧元素的最高正价为＋6价(×)原因：氧元素无最高正价。(5)第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强(×)原因：应为最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强。名师课堂点拨1．粒子半径大小的比较方法2．元素的金属性和非金属性强弱的判断方法3．电离能的三个重要应用关键能力提升一、粒子半径大小比较1．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A．原子序数：D>C>B>AB．原子半径：B>A>D>CC．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－>D－【解析】由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：eq\f(CD,BA)。原子序数大小顺序应为A>B>D>C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B>A>C>D，B项错误；离子半径大小顺序应为C3－>D－>B＋>A2＋，C项错误；根据元素性质的递变规律可以判断，D项正确。【答案】D2．比较下列粒子半径的大小，用“>”或“<”填空。(1)Na______Mg______Cl。(2)O2－______F－______Mg2＋______Al3＋。(3)S2－______Cl－______O2－。(4)P______O______F。【答案】(1)>>(2)>>>(3)>>(4)>>二、电离能的比较与应用3．(2023·湖南邵阳模拟)(1)Fe和Cu的部分电离能数据如下：元素FeCu第一电离能I1/(kJ·mol－1)759756第二电离能I2/(kJ·mol－1)15611958I2(Cu)大于I2(Fe)的主要原因是__________________________________________。(2)Al、Si、P和S的第一电离能由小到大的顺序为____________，判断的依据是__________________________________________。(3)Ga、As、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序为__________________。(4)现有铜、锌元素的相应状态如下：①锌：[Ar]3d104s2②锌：[Ar]3d104s1③铜：[Ar]3d104s1④铜：[Ar]3d10失去1个电子需要的能量由大到小排序是____________。A．④②①③ B．④②③①C．①②④③ D．①④③②【解析】(1)Cu＋的价电子排布式为3d10，Fe＋的价电子排布式为3d64s1，Cu＋失去的是3d10上的电子，而Fe＋失去的是4s1上的电子，3d10为全充满，更稳定，所以I2(Cu)大于I2(Fe)。(3)同周期元素从左到右，元素的第一电离能一般是逐渐增大的，但As原子的价电子排布式为4s24p3，其4p能级处于半充满的较稳定状态，故As元素的第一电离能反常，三种元素的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ga。(4)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，及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。【答案】(1)Cu的价层电子排布式为3d104s1，失去一个电子后价层电子排布式为3d10，全充满，较稳定(2)Al<Si<S<P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(3)As>Se>Ga(4)A电离能大小的判断方法(1)(2)同种元素电离能逐级增大，即I1<I2<I3……三、电负性的比较与应用4．(2023·河南开封模拟)(1)K4[Fe(CN)6]所含元素电负性由大到小的顺序为______________________。(2)H2NCH2CH2NH2分子中各元素的电负性由小到大的顺序为______________。【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)同周期从左往右，元素的电负性逐渐增大，H的电负性小于C，故H2NCH2CH2NH2分子中各元素的电负性由小到大的顺序为H<C<N。【答案】(1)N>C>Fe>K(2)H<C<N5．(2024·福建师范大学附属中学月考)(1)已知电负性：H>Si，则SiHCl3充分水解的化学方程式为____________________________。(2)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____________________(用元素符号表示)。【解析】(1)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＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。(2)该分子中所有元素为H、B、C、N、F，根据同一周期从左往右电负性依次增大，同一主族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。【答案】(1)SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑(2)F>N>C>H>B四、元素金属性、非金属性强弱比较6．下列实验不能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的ACl2、Br2分别与H2反应比较氯、溴的非金属性强弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨比较镁、铝的金属性强弱C测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH比较碳、硫的非金属性强弱DFe、Cu分别与稀盐酸反应比较铁、铜的金属性强弱【解析】A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应的难易程度，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，但无法比较二者的金属性强弱；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出H2CO3与H2SO4的酸性强弱，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。【答案】B角度一元素周期律的简单应用1．(1)(2022·湖南卷)富马酸亚铁(FeC4H2O4)中各元素的电负性由大到小的顺序为________________________________。(2)(2021·山东卷)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为____________________。(3)(2020·全国卷Ⅱ)CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是______________。【解析】(1)富马酸亚铁中含C、H、O、Fe四种元素，由电负性递变规律可知，电负性由大到小的顺序为O>C>H>Fe。(2)根据ClO2中O显负价、Cl显正价，知O的电负性大于Cl的电负性，又同一周期主族元素从左到右电负性依次增大，故O、F、Cl电负性由大到小的顺序为F>O>Cl。(3)O为非金属元素，其电负性在三种元素中最大，Ca和Ti同为第四周期元素，金属性Ca>Ti，故电负性的大小顺序是O>Ti>Ca。【答案】(1)O>C>H>Fe(2)F>O>Cl(3)O>Ti>Ca2．(1)(2022·全国甲卷)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是________(填标号)，判断的根据是__________________________________________________________________________；第三电离能的变化图是__________(填序号)。(2)(2022·河北卷)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是________，原因是_________________________________________________________。(3)(2020·全国卷Ⅰ)Li及其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【解析】(1)同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，但N的2p轨道上的电子排布是半充满的，比较稳定，其第一电离能高于邻位C、O的第一电离能，故图a符合C、N、O、F第一电离能的大小顺序；C、N、O、F的价电子排布式分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5，失去两个电子后，价电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3，此时F的2p轨道上的电子排布处于半充满状态，比较稳定，其第三电离能最大，O的半径小于N的半径，O的第三电离能大于N的，C失去的第三个电子为2s上的电子，导致其第三电离能大于N的，故图b符合C、N、O、F第三电离能的大小顺序。(3)Li和Na均为第ⅠA族元素，由于Na电子层数多，原子半径大，故Na比Li容易失去最外层电子，即I1(Li)>I1(Na)。Li、Be、B均为第二周期元素，随原子序数递增，第一电离能呈增大的趋势，而Be的2s能级处于全充满状态，较难失去电子，故Be的第一电离能比B的大。【答案】(1)a同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，但N的2p轨道上的电子排布是半充满的，相对较稳定，其第一电离能高于邻位C、O的第一电离能b(2)CuCu的价电子排布式为3d104s1，Zn的价电子排布式为3d104s2，Zn为全充满稳定结构，Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小，Cu失去一个电子后形成的Cu＋的价电子排布式为3d10，为全充满稳定结构，较难失去电子，Zn失去1个电子后形成的Zn＋的价电子排布式为3d104s1，较易失去一个电子达到更稳定状态，Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大(3)Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失去电子Li、Be、B同周期，核电荷数依次增加。Be为1s22s2全充满稳定结构，第一电离能最大。与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大角度二元素周期表和元素周期律的综合应用3．(2023·全国甲卷)W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是()A．原子半径：X>WB．简单氢化物的沸点：X<ZC．Y与X可形成离子化合物D．Z的最高价含氧酸是弱酸【解析】WX2是形成酸雨的物质之一，WX2为NO2或SO2，W的原子序数比X的小，故W是N，X是O；Y的最外层电子数与其K层电子数相等，Y的原子序数比O的大，则Y的原子结构示意图为，Y是Mg；又四种元素的最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数是6，结合原子序数关系知Y为S。同周期主族元素从左到右原子半径依次减小，即r(O)<r(N)，A错误；H2O分子间形成了氢键，故H2O的沸点比H2S的沸点高，B错误；MgO为离子化合物，C正确；H2SO4是强酸，D错误。【答案】C4．(2023·浙江卷)X、Y、Z、M、Q是五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是()A．电负性：Z>XB．最高正价：Z<MC．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y【解析】X、Y、Z、M、Q是五种短周期元素，原子序数依次增大，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C；X的2s轨道全充满，原子序数：X<Y，则X为Be或B；M是地壳中含量最多的元素，M为O；原子序数：Y<Z<M<Q，则Z为N；Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na。元素非金属性越强，电负性越大，则电负性：N>B或Be，A正确；N的最高正价为＋5价，O无最高正价，B错误；Na和O形成的Na2O2中含有非极性共价键，C正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：N>C，酸性：HNO3>H2CO3，D正确。【答案】B5．(2022·河北卷)两种化合物的结构如下，其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，下列说法错误的是()A．在两种化合物中，X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构B．X、Y、Z、R、Q中，R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强C．将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中，气体颜色变浅D．Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关【解析】题图中X形成四个共价键，则X位于第ⅣA族，Y形成三个共价键，位于第ⅢA族或第ⅤA族，Z形成两个共价键，位于第ⅥA族，R形成一个共价键，为H元素或位于第ⅦA族，Q形成五个共价键，位于第ⅤA族，结合原子序数关系可知，X为C元素、Y为N元素、Z为O元素、R为F元素、Q为P元素。图示化合物中P元素最外层有10个电子，A项错误；五种元素中F的非金属性最强，对应的简单氢化物HF最稳定，B项正确；NO2为红棕色，N2O4为无色，2NO2N2O4是放热反应，降温时其平衡正向移动，气体颜色变浅，C项正确；大气中的O3含量与环境污染密切相关，D项正确。【答案】A课后作业(二十五)元素周期表和元素周期律[A组基础巩固]1．(2023·江西抚州模拟)现有四种元素的基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p4。则下列有关比较正确的是()A．原子半径：③>②>①B．电负性：④>③>②>①C．第一电离能：④>③>②>①D．最高正化合价：④>③>②>①【解析】①为Si；②为P；③为N；④为O。Si、P同周期，N、P同主族，则原子半径：Si>P>N，即①>②>③，A错误；同周期中，随原子序数的递增，电负性逐渐增大，同主族中，原子序数越大，电负性越小，则电负性：O>N>P>Si，即④>③>②>①，B正确；同周期中，第一电离能有增大的趋势，但核外电子处于全充满或半充满时，第一电离能比其后的原子大，第一电离能：N>O>P>Si，即③>④>②>①，C错误；N、P的最高正价为＋5价，Si的为＋4价，O的为0价(一般情况下)，则最高正化合价：③＝②>①>④，D错误。【答案】B2．(2024·湖南岳阳模拟)对于下列性质的比较正确的是()A．离子半径：r(Cl－)>r(S2－)>r(Na＋)B．元素的电负性：Si<P<NC．稳定性：H2O>H2S>HClD．晶格能：MgO>NaBr>NaCl【解析】电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：r(S2－)>r(Cl－)>r(Na＋)，故A错误；同主族自上而下电负性呈现减小的趋势，同周期自左向右电负性逐渐增大，故电负性：Si<P<N，故B正确；非金属性：S<Cl，故氢化物稳定性：H2S<HCl，故C错误；离子半径：r(Mg2＋)<r(Na＋)，r(O2－)<r(Cl－)<r(Br－)，且Mg2＋、O2－电荷多，故晶格能：MgO>NaCl>NaBr，故D错误。【答案】B3．(2023·江苏常州模拟)二甲双胍()是治疗Ⅱ型糖尿病的一线药物并可以显著抑制肿瘤生长。下列说法不正确的是()A．第一电离能：I1(N)>I1(C)B．二甲双胍易溶于水C．基态N原子价电子的轨道表示式：D．二甲双胍分子中碳原子与氮原子间σ键与π键的数目之比为4∶1【解析】N原子的电子排布式为1s22s22p3，p轨道为半充满较稳定结构，较难失去电子，C原子的核外电子排布式为1s22s22p2，较不稳定，所以第一电离能：I1(N)>I1(C)，A正确；二甲双胍含有氨基，与水分子能形成氢键，易溶于水，B正确；N原子的电子排布式为1s22s22p3，价电子的轨道表达式为，C错误；二甲双胍分子中碳原子与氮原子间σ键的数目为8，π键的数目为2，二者之比为4∶1，D正确。【答案】C4．(2023·江西南昌模拟)KH2PO4晶体具有优良的光学和物理学特性，被广泛应用于一些高科技领域。下列说法正确的是()A．基态原子未成对电子数：H<O<P<KB．电负性：O>P>KC．KH2PO4存在非极性键D．基态P原子核外电子的运动状态有5种【解析】基态H原子只有1个电子，有1个未成对电子，基态O原子价层电子排布式为2s22p4，有2个未成对电子，基态P原子价层电子排布式为3s23p3，有3个未成对电子，基态K原子价层电子排布式为4s1，有1个未成对电子，未成对电子数最多是P，A错误；元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性：O>P>K，故电负性：O>P>K，B正确；KH2PO4中存在离子键和极性共价键，不存在非极性键，C错误；基态P原子核外有15个电子，核外电子的运动状态有15种，D错误。【答案】B5．(2024·浙江杭州模拟)X、Y、Z、M、Q为五种短周期元素，原子序数依次增大，X和Q为同主族元素，Y和M为同周期元素。X的2s轨道全充满，Q的s能级电子数比p能级的电子数少1，Y和M是纯碱中的两种元素。下列说法不正确的是()A．最高正价：Y<ZB．电负性：M>ZC．Y与M形成的化合物中不可能含有非极性共价键D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Q【解析】X、Y、Z、M、Q为五种短周期元素，原子序数依次增大，Q原子序数最大，s能级电子数比p能级电子数少1，Q原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，Q为Al，X与Al同主族，2s轨道全充满，X为B，Y和M为同周期元素且是纯碱中的两种元素，则Y为C，M为O，则Z为N。C的最高正价为＋4价，N的最高正价为＋5价，最高正价：C<N，A正确；同周期元素从左到右电负性逐渐增强，电负性：O>N，B正确；C和O能形成C3O2，其结构式为O=C=C=C=O，含有非极性共价键，C错误；B的非金属性强于Al，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H3BO3>Al(OH)3，D正确。【答案】C6．(2023·江苏南通模拟)氯化亚砜(SOCl2)又称亚硫酰氯，易与醇、酚等有机物生成氯化物，遇水立即水解。下列说法正确的是()A．半径大小：r(S2－)>r(Cl－)B．第一电离能：I1(S)>I1(O)C．SOCl2有较强的热稳定性D．SOCl2水解生成H2SO4和HCl【解析】硫离子和氯离子核外电子层排布相同，氯离子的核电荷数大于硫离子，离子半径：r(S2－)>r(Cl－)，故A正确；S、O同主族，随核电荷数的增加，第一电离能减小，即I1(S)<I1(O)，故B错误；由氯化亚砜遇水立即水解可知，其稳定性较差，故C错误；SOCl2水解生成H2SO3和HCl，故D错误。【答案】A[B组能力提升]7．(2024·辽宁朝阳模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的价电子排布式可表示为nsnnpn＋1，Y是地壳中含量最多的元素，Z的原子半径在短周期中最大，Y、W同主族。下列说法正确的是()A．常温常压下，X、Y、W的单质均呈气态B．简单离子半径：Y<Z<WC．简单气态氢化物的热稳定性：X<Y<WD．X、Z、W分别与Y组成的化合物均不止一种【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的价电子排布式可表示为nsnnpn＋1，n＝2，所以X是N；Y是地壳中含量最多的元素，Y是O；Z的原子半径在短周期中最大，Z是Na；Y、W同主族，W是S。常温常压下，硫单质呈固态，A错误；核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则简单离子半径：Na＋<O2－<S2－，B错误；非金属性越强，简单氢化物越稳定，简单气态氢化物的热稳定性：S<N<O，C错误；N、Na、S分别与O组成的化合物均不止一种，例如NO、NO2、氧化钠、过氧化钠、SO2、SO3等，D正确。【答案】D8．(2024·福建宁德模拟)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>ZB．简单离子的还原性：Y>X>WC．简单离子的半径：W>X>Y>ZD．氢化物水溶液的酸性：Y>W【解析】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Z2X2的淡黄色化合物，该淡黄色固体为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；单质的氧化性越强，简单离子的还原性越弱，O、F、Cl三种元素中F2的氧化性最强，O2的氧化性最弱，故简单离子的还原性：O2－>Cl－>F－，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。【答案】C9．(2023·江西赣州模拟)元素W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次递增，W的一种核素没有中子，X与W形成的气体化合物溶于水能使紫色石蕊溶液变蓝，元素Y的次外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,4)，Z元素形成的一种单质易自燃。下列叙述正确的是()A．化合物XY2属于酸性氧化物B．简单氢化物的沸点：Z>Y>XC．原子半径：r(W)<r(Y)<r(Z)<r(X)D．元素W和Y能形成绿色氧化剂【解析】W的一种核素没有中子，则W为H；X与W(H)形成的气体化合物溶于水显碱性，则X为N；Y元素的次外层电子数为核外电子总数的eq\f(1,4)，则Y为O；在自然界中易燃的单质是白磷，故Z是P。XY2是NO2，该物质不属于酸性氧化物，A项错误；H2O分子之间形成的氢键数目多于NH3分子之间形成的氢键数目，则H2O的沸点高于NH3的沸点，PH3分子之间没有氢键，其沸点低于NH3，所以沸点：H2O>NH3>PH3，B项错误；主族元素同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而