第05讲 原子结构与元素周期表（讲义全国适用） （解析版）

1/2第05讲原子结构与元素周期表内容概览学考要求速览明确考试范围与核心要求必备知识梳理系统整理学科框架与知识高频考点精讲破译重点内容及解题思路考点一原子的构成考点二原子核外电子排布考点三元素周期表考点四元素周期律实战能力训练模拟实战，提升解题技能1.了解原子结构与元素性质的关系。1.知道周期与族的概念，能描述元素周期表的结构，理解元素周期表结构与原子结构的关系。2.规范表达1～18号元素在周期表中的位置。3.依据元素周期表及元素周期律判断有关物质的性质。一、原子的构成1．构成原子的微粒及其性质原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子：相对质量近似为1，带1个单位正电荷,中子：相对质量近似为1，不带电)),核外电子：带1个单位负电荷，质量很小可忽略不计))2．质量数(1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②质子数＝核电荷数＝核外电子数。【问题1】原子的质量数是否就是原子的相对原子质量？请举例说明。【解析】不一定。如eq\o\al(32,16)S的质量数为32，而硫原子的相对原子质量为32.06，两者数值上相近但不相等。3．原子的表示方法原子质子数(Z)中子数(N)表示方法F910eq\o\ar(19,9)FNa1112eq\o\al(23,11)NaAl1314eq\o\al(27,13)Al【问题2】填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。粒子符号质子数(Z)质量数(A)中子数(N)电荷数核外电子数eq\o\al(23,11)Na＋112312110eq\o\al(37,17)Cl－173720118【结论】阳离子中核外电子数＝质子数－电荷数；阴离子中核外电子数＝质子数＋电荷数。【温馨提示】(1)一个信息丰富的符号解读eq\o\al(A,Z)Xeq\o\al(n±,b)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A——质量数,Z——核电荷数或质子数,n——离子所带的电荷数,b——化学式中原子的个数))(2)粒子中的电性关系①分子或原子：质子数＝核外电子数②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n二、原子核外电子排布1．电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。如图为电子层模型示意图：(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高2.电子分层排布阅读教材思考与讨论中稀有气体元素原子的电子层排布规律(1)能量最低原理核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。(2)电子层最多容纳的电子数①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图(1)钠的原子结构示意图(2)画出下列原子或离子的结构示意图①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。【问题】M层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？【解析】原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子，故M层最多可容纳18个电子，但M层作为最外层时，最多不超过8个电子。【温馨提示】(1)从两个角度看核外电子排布规律(2)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。(3)通常把最外层有8个电子(外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。三、元素周期表1．发展历程2．元素周期表的编排原则(1)周期：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成的横行。(2)族：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序从上而下排成的纵列。3．元素周期表的结构(1)周期(7个横行，7个周期)短周期长周期周期序数1234567元素种数28818183232(2)族(18个纵列，16个族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族：第8、9、10列，共3个纵列0族第18纵列4．族的分类16个族分为7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族和1个0族。5．常见族的别称族别名第ⅠA族(除氢外)碱金属元素第ⅦA族卤族元素0族稀有气体元素6．元素周期表中的方格中各符号的意义7．元素周期表记忆口诀横行叫周期，现有一至七；三四分长短，四长副族现；竖行称作族，总共十六族；Ⅷ族最特殊，三列是一族；二三分主副，先主后副族；镧锕各十五，均属ⅢB族。【温馨提示】(1)过渡元素：元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族为过渡元素，这些元素都是金属元素，所以又称它们为过渡金属。(2)镧系元素：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素镧到71号元素镥共有15种元素，统称为镧系元素，它们的化学性质相似。(3)锕系元素：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素，统称为锕系元素，它们的化学性质相似。(4)113～118号元素的中文名称依次为、、镆、、、。四、核素同位素1．核素(1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。(2)实例①氢元素的三种核素原子符号(eq\o\al(A,Z)X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)eq\o\al(1,1)H氕eq\a\vs4\al(1)eq\a\vs4\al(0)eq\o\al(2,1)H或D氘eq\a\vs4\al(1)eq\a\vs4\al(1)eq\o\al(3,1)H或T氚eq\a\vs4\al(1)eq\a\vs4\al(2)②氧元素的三种核素：eq\o\al(16,8)O、eq\o\al(17,8)O和eq\o\al(18,8)O。③碳元素的三种核素：eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C和eq\o\al(14,6)C。④铀元素有eq\o\al(234,92)U、eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(238,92)U等核素。2．同位素(1)概念质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素(即同一元素的不同核素互为同位素)。(2)性质①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。(3)用途①考古时利用eq\o\al(14,6)C测定一些文物的年代。②eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H用于制造氢弹。③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。【温馨提示】(1)“核素”属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C各为一种核素。(2)同一元素的不同核素，中子数不同，质量数不同，物理性质略有不同，但化学性质几乎相同。(3)“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置，如eq\o\al(6,3)Li与eq\o\al(7,3)Li互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。五、碱金属元素的原子结构及特点1．元素符号与原子结构示意图2．原子结构特点①相似性：最外层电子数都是1。②递变性：从Li→Cs，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。【温馨提示】原子最外层电子数特点得失电子情况化学性质稀有气体元素都为8(氦为2)不易得失稳定金属元素一般＜4易失去金属性非金属元素一般≥4易得到非金属性由上表可知，原子结构决定元素的性质。六、碱金属单质的化学性质1．钠、钾与氧气反应的比较实验装置实验现象钠(或钾)受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，钠产生黄色火焰【钾产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)，钾反应更剧烈】化学方程式2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(钾与氧气反应生成多种氧化物，在中学阶段不作介绍)实验结论金属的活泼性：K>Na2．钠、钾与水反应的比较反应钠与水的反应钾与水的反应操作在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钠或钾，用镊子夹取并投入水中现象相同点：金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出“嘶嘶”的响声；反应后的溶液呈红色不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声或着火燃烧化学方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2K＋2H2O=2KOH＋H2↑结论与水反应剧烈程度：K>Na；金属的活泼性：K>Na3．碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系从Li→Cs，随着核电荷数增加，电子层数逐渐增多→原子半径逐渐增大→原子核对最外层电子的引力逐渐减弱→元素的原子失电子能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。【温馨提示】(1)碱金属还原性最强的是Cs，还原性最弱的是Li。(2)由于Li、Na、K都能与O2和H2O反应，故实验室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液体石蜡中。(3)碱金属单质与盐溶液反应时，可以看作碱金属单质先与H2O反应生成碱和H2，而非直接与盐发生置换反应。七、碱金属单质的物理性质元素Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)相同点除铯外，其余都呈银白色，它们都比较软，有延展性，密度较小，熔点较低，导电、导热性强递变规律密度逐渐增大(钠、钾反常)熔、沸点逐渐降低个性特点①铯略带金属光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大八、卤族元素卤族元素简称卤素，包括(填名称及符号)氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)、(Ts)。1．卤素单质的物理性质F2Cl2Br2I2颜色、状态淡黄绿色(气体)黄绿色(气体)深红棕色(液体)紫黑色(固体)密度逐渐增大熔、沸点逐渐升高2.原子结构特点(F→I)(1)相似性：最外层电子数均为7。(2)递变性：电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。【温馨提示】卤族元素的原子结构与化学性质的关系九、卤族元素的相似性与递变性1．卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气的反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处H2＋F2=2HF很稳定Cl2光照或点燃H2＋Cl2eq\o(=,\s\up10(光照或点燃))2HCl较稳定Br2加热H2＋Br2eq\o(=,\s\up10(△))2HBr不如氯化氢稳定I2不断加热H2＋I22HI不稳定结论从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱(2)卤素单质间的置换反应——比较卤素单质氧化性实验操作实验现象化学方程式静置后，液体呈橙色2KBr＋Cl2=2KCl＋Br2静置后，液体呈红棕色Cl2＋2KI=2KCl＋I2静置后，液体呈褐色Br2＋2KI=2KBr＋I2结论Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强2．卤素性质的递变规律及原因从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。3．周期表中同主族元素的相似性与递变性在周期表中，同主族元素从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。【温馨提示】卤素单质的特殊性(1)Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华。(2)常温下呈液态的非金属单质是Br2，淀粉溶液遇I2变蓝。(3)活泼的卤素单质能置换出较不活泼的卤素单质，但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2，原因是2F2＋2H2O=4HF＋O2。考点一原子的构成【典型例题】【例1】（2025高一下·浙江·学业考试）下列说法不正确的是A．和互为同位素 B．金刚石与石墨素互为同素异形体C．和互为同系物 D．与互为同分异构体【答案】A【解析】A．同位素需为同种元素的不同原子，而（质子数6）和（质子数7）属于不同元素，A错误；B．金刚石和石墨均为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确；C．（甲烷）和（丙烷）均为烷烃，结构相似且相差两个CH2基团，互为同系物，C正确；D．（乙醇）和（甲醚）分子式均为，但结构不同，互为同分异构体，D正确；故选A。【即时演练】1．（2025高一下·广东·学业考试）硫同位素分析是研究地球和太阳系演化过程的重要手段。的原子核内中子数为A．8 B．16 C．19 D．35【答案】C【解析】同位素的表示形式为，其中A为质量数（质子数+中子数），Z为质子数。硫的原子序数Z=16，质量数A=35，因此中子数=35-16=19；故选C。2．（2024高一下·广东·学业考试）我国科研人员进行了核素的合成研究，该核素A．质子数为204 B．质量数为89 C．中子数为115 D．核外电子数为204【答案】C【解析】A．质子数由左下角数字决定，为89，A错误；B．质量数为左上角数字204，B错误；C．中子数=质量数-质子数=204-89=115，C正确；D．核外电子数等于质子数（原子电中性），为89，D错误；故答案选C。3．（2025高一下·湖南·学业考试）钚(Pu)可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星、极地气象站等的能源。下列关于的说法正确的是A．质量数为332 B．原子序数为144C．质子数为94 D．中子数为238【答案】C【解析】A．同位素符号中，左下角为质子数（原子序数），左上角为质量数，其质量数为238，A错误；B．钚的原子序数为94，原子序数为94，B错误；C．钚的质子数94，C正确；D．质量数为238，中子数=质量数−质子数=238−94=144，D错误；故选C。考点二原子核外电子排布【典型例题】【例1】（2024高一下·天津红桥·学业考试）某元素R的原子结构示意图为，下列关于该原子的说法正确的是A．原子在化学反应中易得到7个电子B．元素位于周期表中第三周期C．属于金属元素D．最高价氧化物化学式为R7O2【答案】B【解析】A．该原子最外层有7个电子，在化学反应过程中容易得到1个电子，A错误；B．该元素原子有3个电子层，说明位于元素周期表第三周期，B正确；C．质子数为17，第17号元素为氯元素，属于非金属元素，C错误；D．最外层电子数是7，则最高正价为+7价，其最高价氧化物化学式为Cl2O7，D错误；答案选B。【即时演练】1．（2025高一上·云南玉溪·学业考试）化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语表示不正确的是A．质量数为14的原子： B．甲烷的球棍模型：C．硫原子的结构示意图： D．聚乙烯的结构简式：【答案】C【解析】A．核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；质量数为14的原子：，A正确；B．碳原子半径大于氢，且甲烷为四面体构型，故甲烷的球棍模型：，B正确；C．原子中质子数、电子数相同，硫原子的结构示意图：，C错误；D．聚乙烯是乙烯发生聚合反应生成的，结构简式：，D正确；故选C。2．某元素R的阴离子Rn-核外有x个电子，该元素的质量数为A，则该元素原子核内的中子数A．A-x-n B．A-x+n C．A+x-n D．A+x+n【答案】A【解析】Rn+离子有X个电子，电荷数为n，阳离子的核外电子数=质子数-电荷数，所以质子数=核外电子数+电荷数=X+n，中子数=质量数-质子数=A-（X+n）=A-X-n，故选A。3．（2024高一下·北京·学业考试）某元素原子的结构示意图为，由此得到的结论不正确的是A．该原子有3个电子层 B．该元素属于金属元素C．该元素属于短周期元素 D．该元素的最高正化合价为+6【答案】B【分析】原子结构示意图中，圆圈内数字表示核内质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层上的电子数，离圆圈最远的弧线表示最外层，若最外层电子数≥4，则一般为非金属元素，在化学反应中易得电子，若最外层电子数＜4，则一般为金属元素，在化学反应中易失去电子，元素的最高正化合价一般等于其最外层电子数，据此分析。【解析】A．由某元素的原子结构示意图可知：该原子核外有3个电子层，选项A正确；B．由某元素的原子结构示意图可知：最外层电子数是6，为S元素，是非金属元素，选项B不正确；C．该元素为第16号元素，位于第三周期ⅥA族，属于短周期元素，选项C正确；D．由某元素的原子结构示意图可知：最外层电子数是6，最高正化合价为+6，选项D正确；故选B。考点三元素周期表【典型例题】【例1】（2025高一下·浙江绍兴·学业考试）X、Y、Z、W、Q是五种短周期元素，它们在周期表中位置如图所示，且他们的最外层电子数之和为28，下列说法不正确的是A．X、Y、Z三种元素的原子半径依次减小B．Y的最简单氢化物能与其最高价氧化物对应水化物发生反应C．W的氧化物对应水化物为强酸D．Q与Z可以形成QZ2，用于自来水的杀菌消毒【答案】C【分析】X、Y、Z、W、Q是五种短周期元素，且他们的最外层电子数之和为28，设X的最外层电子数为a，则Y、Z、W、Q最外层电子数分别为a+1、a+2、a+2、a+3，a+a+1+a+2+a+2+a+3=28，则a=4，因此推断X为C、Y为N、Z为O、W为S、Q为Cl，据此回答问题。【解析】A．同一周期，从左到右原子半径依次减小，因此X、Y、Z三种元素的原子半径依次减小，A正确；B．Y的最简单氢化物为NH3，最高价氧化物对应水化物为HNO3，两者能发生反应，B正确；C．W的氧化物对应水化物可为H2SO3或H2SO4，其中H2SO3为弱酸，C错误；D．Q与Z可以形成ClO2，ClO2用于自来水的杀菌消毒，D正确；故选C。【即时演练】1．（2023高一上·陕西·学业考试）如图是元素周期表中的一个方格，对方格中元素基本信息的表述错误的是A．①表示质量数B．②表示元素符号C．③表示元素名称D．④表示相对原子质量【答案】A【解析】A．①表示原子序数，A项错误；B．②表示元素符号，B项正确；C．③表示元素名称，C项正确；D．④表示相对原子质量，D项正确；故选A。2．（2025高一下·浙江·学业考试）A、B、C、D四种短周期主族元素，其相对位置如图所示，C原子M层的电子数是K层的两倍，A、B、C、D原子的原子序数总和为47。下列说法不正确的是A．最高化合价：C＜A B．D的最高价氧化物对应的水化物酸性比C的强C．C元素在自然界中主要以游离态的形式存在 D．A与D能形成可溶于苯的AD3【答案】C【分析】A、B、C、D四种短周期主族元素，其相对位置如图，C原子M层的电子数是K层的两倍，则C的核外电子排布为2、8、4，其为Si元素，从而得出A、B、C、D分别为N、F、Si、Cl，原子序数总和为47。【解析】A．A、C分别为N、Si，原子的最外层电子数分别为5、4，最高化合价分别为+5、+4，所以最高化合价：Si＜N，A正确；B．C、D的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SiO3、HClO4，二者的非羟基氧原子数分别为1、3，非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以酸性HClO4比H2SiO3的强，B正确；C．C为Si元素，属于亲氧元素，在自然界中没有游离态的硅，都以化合态的形式存在，C不正确；D．A与D形成的AD3为NCl3，虽然属于极性分子，但极性较弱，所以可溶于苯，D正确；故选C。3．（2024高一下·天津·学业考试）元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是A．过渡元素 B．稀有气体元素C．右上方区域的非金属元素 D．金属与非金属元素分界线附近的元素【答案】D【解析】A．过渡元素中均为金属元素，不能用于制造半导体材料，A错误；B．稀有气体元素的单质为气体，性质不活泼，不能用于制造半导体材料，B错误；C．右上方区域的非金属元素的非金属性很强，不具有金属性，C错误；D．金属元素和非金属分界线附近的元素，既具有金属性又具有非金属性，则可用于制造半导体材料，D正确；故选D。考点四元素周期律【典型例题】【例1】（2025高一下·宁夏吴忠·学业考试）X、Y、Z、W是短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。X原子最外层电子数是次外层的2倍，Y是地壳中含量最多的元素，Y原子最外层电子数是Z原子最外层电子数的2倍，W与Y同主族。下列说法正确的是A．X形成的单质只有一种B．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)C．常温下，Z单质及其氧化物均不能溶于NaOH溶液中D．Y简单气态氢化物的热稳定性比W的强【答案】D【分析】四种短周期主族元素，原子序数依次增大，X原子最外层电子数是次外层的2倍，则X是C元素，Y是地壳中含量最多的元素，所以Y是O元素，Y原子最外层电子数是6，则Z原子最外层电子数是3，且原子序数大于8，所以Z是Al元素，W与Y同主族，故W是S元素，据此分析；【解析】A．碳有多种同素异形体（如金刚石、石墨等），X形成的单质不止一种，A错误；B．不同周期，电子层越多半径越大，同周期越靠右半径越小，它们的原子半径从大到小为r(Al)＞r(S)＞r(C)＞r(O)，B错误；C．Z是Al元素，其中单质铝和氧化铝都是既能和酸反应，又能和碱反应，C错误；D．非金属越强，其简单氢化物越稳定，非金属性氧大于硫，则H2O的热稳定性强于H2S，D正确；故选D。【即时演练】1．（2025高一下·浙江·学业考试）根据元素周期律，下列说法不正确的是A．离子半径： B．碱性：C．氧化性： D．酸性：【答案】B【解析】A．、、均为具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径应为，故A正确；B．同一主族（碱金属）中，金属性从上到下增强，对应氢氧化物碱性应增强，碱性：，故B错误；C．卤素单质的氧化性随原子半径增大而减弱，氧化性：，故C正确；D．同一周期中，非金属性Cl＞S＞Si，对应最高价含氧酸酸性强弱为，故D正确；答案选B。2．（2025高一下·浙江·学业考试）下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是选项事实推论A与冷水反应，K比剧烈金属性：B的碱性强于金属性：C与溶液反应生成非金属性：D与加热至一定温度发生反应、与需要不断加热才能缓慢反应非金属性：A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A．金属与水反应的剧烈程度可比较金属性，比剧烈，说明金属性，A正确；B．同主族金属最高价氢氧化物碱性越强，金属性越强，碱性强于，说明金属性，B正确；C．与反应生成，只能说明酸性强于，但非金属性需比较最高价氧化物对应酸的酸性（与），而并非的最高价氧化物，C错误；D．与反应条件比更温和，说明Br的非金属性更强，D正确；综上，答案是C。3．（2025高一下·浙江·学业考试）短周期元素W、X、Y和Z在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20，其中W原子L层电子数是K层的2倍。下列说法不正确的是A．单质的氧化性：W<Z B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y<ZC．W与氢元素组成的化合物在常温下可能是固体 D．Y与X形成的化合物Y2X3可溶于水【答案】D【分析】短周期元素W、X、Y和Z中，W原子L层电子数是K层的2倍，则W为碳元素；由表中元素的相对位置，可确定W、X、Y、Z分别为C、O、Al、Cl，这四种元素原子的最外层电子数之和刚好为20，表明推断合理。【解析】A．W、Z分别为C、Cl，C的非金属性小于Cl，通常情况下，元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，则单质的氧化性：C＜Cl2，A正确；B．Y、Z分别为Al、Cl，Al、Cl同周期，Cl在Al的右边，同周期元素从左到右，非金属性依次增强，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Al(OH)3＜HClO4，B正确；C．W为碳元素，与氢元素组成的化合物中，若碳原子的数目较多，在常温下可能是固体，如石蜡，C正确；D．X、Y分别为O、Al，Y与X形成的化合物Al2O3为铝土矿的主要成分，难溶于水，D不正确；故选D。1．（2024高一下·海南·学业考试）俄国著名化学家门捷列夫的突出成就是A．发现元素周期律 B．提出元素的概念 C．提出原子学说 D．提出分子学说【答案】A【解析】A．门捷列夫的主要贡献是发现元素周期律，他通过研究元素性质与原子量(相对原子质量)的关系，首次系统排列元素并预测新元素，A正确；B．元素概念是由波义耳提出的，B错误；C．原子学说是道尔顿提出的，C错误；D．分子学说是由阿伏伽德罗提出的，D错误；故选A。2．（2025高一下·新疆·学业考试）氧元素有三种核素，其中O的中子数为A．26 B．18 C．10 D．8【答案】C【解析】同位素的表示形式为X，其中A为质量数，Z为质子数。中子数计算公式为N=A–Z，O的质量数A=18，质子数Z=8，因此中子数=18-8=10；选C。3．（2025高一下·浙江绍兴·学业考试）下列说法正确的是A．1H和2H互为同位素B．和互为同系物C．SO2和SO3互为同素异形体D．CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3互为同分异构体【答案】A【解析】A．1H和2H是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A正确；B．和分子式都是C4H10，结构不同，互为同分异构体，故B错误；C．SO2和SO3是两种不同化合物，不是同素异形体，故C错误；D．CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3分子式相同、结构相同，是同一种物质，故D错误；选A。4．（2025高一下·广东肇庆·学业考试）考古工作者利用对文物进行年代的测定，下列关于的叙述正确的是A．质量数为14 B．中子数为14C．核外电子数为14 D．质子数为14【答案】A【解析】A．质量数为14，碳-14的左上角数字14表示质量数，A正确；B．中子数=质量数-质子数=14-6=8，B错误；C．核外电子数=质子数=6，C错误；D．碳的质子数恒为6，D错误；故选A。5．（2024高一下·浙江温州·学业考试）短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如图所示，已知Y的原子序数是X的2倍。下列说法正确的是XMYZA．元素的最高正价：X>M B．氢化物的稳定性：Y>XC．离子半径：Z>Y D．M的最高价氧化物的水化物是中强酸【答案】D【分析】短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如图所示，已知Y的原子序数是X的2倍，则Y是硫元素，X是氧元素，M是P元素，Z是Cl元素。【解析】A．O元素没有最高正价，A错误；B．简单气态氢化物的稳定性H2S<H2O，B错误；C．Cl-半径小于S2-的半径，C错误；D．M是P元素，最高价氧化物的水化物为H3PO4，是中强酸，D正确；答案选D。6．（2023高一下·北京·学业考试）某元素的原子结构示意图为。下列关于该元素的说法中，不正确的是A．元素符号是P B．属于短周期元素 C．非金属性比硫的强 D．最高正化合价是价【答案】C【分析】由原子结构示意图为可知，该元素为磷元素。【解析】A．磷元素的元素符号是P，A正确；B．磷元素位于元素周期表第三周期，属于短周期元素，B正确；C．同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，故磷非金属性比硫的弱，C错误；D．主族元素的最高正化合价与主族序数相等，磷元素最外层有5个电子，则磷元素的最高正化合价是＋5价，D正确；故选C。7．（2023高一·辽宁鞍山·学业考试）下表是元素周期表的一部分，①~⑥代表6种短周期主族元素，已知③与氢元素能组成日常生活中常见的化合物。①②③④⑤⑥②元素和③元素形成的氢化物，其稳定性的强弱顺序为A．②大于③ B．②小于③ C．②等于③ D．不确定【答案】B【解析】由题中元素为短周期主族元素，③与氢形成生活中常见的化合物，可以推断③为O，②为N元素，根据元素周期律，从左到右，元素的非金属性增强，气态氢化物的稳定性增强，因此N形成的氢化物稳定性小于O，即②小于③，故选B。8．（2023高一·四川·学业考试）铼可用于制造航空发动机的核心部件。铼元素在周期表中的信息如图所示。下列有关该元素说法错误的是

A．属于金属元素 B．元素符号为ReC．质子数为75 D．相对原子质量为186.2g【答案】D【解析】A．Re属于金属元素，故A正确；B．Re为元素符号，故B正确；C．75为元素的质子数，故C正确；D．Re的相对原子质量为186.2，故D错误；故选D。9．（2025高一下·广东·学业考试）北斗导航卫星使用高精度星载铷(Rb)原子钟。Rb位于元素周期表第五周期第IA族，关于其性质的推测不合理的是A．可与O2反应 B．可与H2O反应 C．可与Cl2反应 D．金属性：K＞Rb【答案】D【分析】同一主族元素，原子最外层电子数相同。由于从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱，因此元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，据此分析解答。【解析】A．Rb位于元素周期表第五周期第IA族，与Na同一主族，元素的化学性质相似，根据碱金属Na易与O₂反应，可知Rb作为活泼金属，也能与O2反应，A正确；B．同一主族元素，元素的化学性质相似。由于从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，因此与H2O反应的剧烈程度逐渐增强。根据Na能够与H2O剧烈反应，可知Rb也能够与水剧烈发生反应，B正确；C．Na能够与Cl2在点燃时反应产生NaCl，Rb与Na同一主族，根据原子结构的相似性，可知Rb也能够与强氧化剂Cl₂发生反应产生RbCl，C正确；D．同一主族元素，从上到下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，因此元素的金属性增强。K位于第四周期第ⅠA族，Rb位于第五周期第ⅠA族，因此元素的金属性强弱关系应该是：Rb＞K，D错误；故合理选项是D。10．（2025高一下·浙江·学业考试）下列实验装置的有关解释和说法错误的是A．挥发出的盐酸会影响实验，不能用装置①比较C和Si元素的非金属性强弱B．加入对应的试剂后，两试管中的浑浊消失，证明了Al既有金属性又有非金属性C．用装置③进行氨的实验室制法，其中气体的发生装置无误，收集装置有误D．在实验室中模仿侯氏制碱法，可以用原理类似的装置④制取碳酸氢钠【答案】D【解析】A．盐酸是挥发性酸，挥发出的HCl会混在CO2气体中，干扰CO2与硅酸钠溶液的反应，从而影响实验结果，所以不能用装置①比较C和Si元素的非金属性强弱，A正确；B．在左边试管中，Al(OH)3与盐酸反应：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，体现Al(OH)3的碱性，说明Al具有金属性，在右边试管中，Al(OH)3和NaOH反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]，体现Al(OH)3的酸性，说明Al具有非金属性，B正确；C．用装置③进行氨的实验室制法，采用固、固加热型装置制取NH3，试管底高于试管口，装置正确，由于NH3的密度小于空气，应使用向下排空气法，即收集NH3的试管口向下，收集装置有误，C正确；D．NH3极易溶于水，会产生倒吸现象，装置④中，通入CO2和导管口应插入饱和食盐水中，而通入NH3的导管口应位于液面上，若按图中操作，会使通NH3的导管中液体产生倒吸，所以不能用装置④制取碳酸氢钠，D错误；故选D。11．（2025高一下·浙江·学业考试）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X形成的单质是相同条件下密度最小的气体，Y与W同主族，Y的L层电子数为K层电子数的三倍，Z是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是A．原子半径大小关系：B．Z的最高价氧化物为两性氧化物C．Y、W形成的简单氢化物热稳定性：D．X、Y可形成化合物【答案】C【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X形成的单质是相同条件下密度最小的气体，X为H；Y与W同主族，Y的L层电子数为K层电子数的三倍，Y为O；W为S；Z是地壳中含量最多的金属元素，Z为Al。【解析】A．Al（Z）在第三周期，S（W）在第三周期但原子序数更大，原子半径Al＞S；O（Y）在第二周期，半径最小。因此原子半径Z＞W＞Y，A正确；B．Z为Al，其最高价氧化物Al2O3既能与酸反应又能与碱反应，是两性氧化物，B正确；C．Y为O，W为S，O的非金属性强于S，故H2O的热稳定性高于H2S，C错误；D．X为H，Y为O，H与O可形成H2O和H2O2，D正确；故选C。12．（2025高一·上海·学业考试）下列关于锂元素的说法正确的是A．位于第三周期IA族 B．溶液呈碱性C．金属性： D．离子半径：【答案】B【解析】A．锂是3号元素，位于第二周期第IA族，故A错误；

B．在水溶液中电离出Li+、OH-，溶液呈碱性，故B正确；C．同主族元素从上到下，金属性增强，金属性，故C错误；D．电子层结构相同的离子，核电荷数越多离子半径越小，则离子半径，故D错误；选B。13．（2024高一下·山东·学业考试）已知X、Y两种短周期元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为，则下列判断正确的是A．原子半径 B．元素非金属性C．单质的氧化性 D．简单阴离子的还原性【答案】B【分析】根据题意，最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4>H2YO4。非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，因此X的非金属性比Y强，如，因此Cl的非金属性比S强，据此回答。【解析】A．同一周期中，非金属性强的元素原子半径更小（如Cl的原子半径小于S），A错误；B．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。已知HXO4>H2YO4，所以非金属性X＞Y，B正确；C．元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强。因为非金属性X＞Y，所以单质的氧化性X＞Y，C错误；D．元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱。由于非金属性X＞Y，所以简单阴离子的还原性X＜Y，D错误；故选B。14．（2024高一下·陕西·学业考试）下列事实不能用元素周期律知识解释的是A．氧化性： B．酸性：C．稳定性： D．碱性：【答案】B【解析】A．同主族元素从上到下元素非金属性减弱，其单质氧化性减弱，所以氧化性：，不符合题意，A错误；B．利用非金属性只能比较最高价含氧酸的酸性，不是最高价含氧酸，故不能利用元素周期律知识进行解释，符合题意，B正确；C．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，气态氢化物越稳定，稳定性：，不符合题意，C错误；D．同周期元素从左到右元素金属性减弱，金属性越强，最高价氧化物的水化物的碱性越强，碱性：，不符合题意，D错误；故选B。15．（2025高一下·广东·学业考试）敦煌莫高窟的壁画是中华民族的瑰宝，了解壁画颜料的成分对保护壁画有重要意义。研究表明：石绿、青金石、方解石、石英、朱砂、铁红、雌黄等都是壁画颜料的重要成分。组成上述物质的部分元素在周期表中的位置如下所示：(1)下列物质的主要成分属于共价化合物的有_______。A．铁红(Fe2O3) B．方解石(CaCO3)C．石英(SiO2) D．石绿[Cu2(OH)2CO3](2)“螺青点出莫山色，石绿染成春浦潮。”石绿中的元素位于元素周期表_______。A．第三周期第VIB族 B．第三周期第IB族C．第三周期第11列 D．第四周期第11列(3)壁画黄色颜料中常含有雌黄(As2S3)。下列说法正确的有_______。A．As为第VA族元素 B．非金属性：C．稳定性：H2S＞AsH3 D．S元素的最高价氧化物是SO2(4)青金石常用作蓝色颜料。下列说法正确的有_______。A．金属性：Al＞Ca B．沸点：H2S＞H2OC．原子半径：Na＞O D．原子最外层电子数：O＞Si(5)铁红(Fe2O3)和朱砂(HgS)常用作壁画中的红色颜料。下列说法正确的有_______。A．Fe2O3为碱性氧化物，呈红色B．用铁红颜料所作壁画会被酸雨侵蚀C．单质Hg的熔点比单质S的熔点高D．HgS光照下转化为Hg和S的反应属于分解反应【答案】(1)C(2)D(3)AC(4)CD(5)ABD【分析】原子核外电子层数等于其所处的周期序数；原子最外层电子数等于其族序数。同一周期元素，原子序数越大，元素的金属性就越弱，非金属性就越强；同一主族元素，原子序数越大，元素的非金属性就越弱，元素的金属性就越强。元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的稳定性就越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。一般情况下，元素的最高价等于原子核外最外层电子数，据此分析解答。【解析】（1）A．铁红的主要成分是Fe2O3，该物质是比较活泼的金属氧化物，属于离子化合物，A不符合题意；B．方解石的主要成分是CaCO3，CaCO3属于盐，是由离子构成的离子化合物，B不符合题意；C．石英主要成分是SiO2，SiO2是由Si原子与O原子之间以共价键结合形成的共价化合物，C符合题意；D．石绿主要成分是Cu2(OH)2CO3，该物质是盐，属于离子化合物，D不符合题意；故合理选项是C。（2）Cu元素位于第四周期第11列，属于第四周期第ⅠB族元素，故合理选项是D。（3）A．根据As元素在周期表的位置，可知As元素位于元素周期表第四周期第ⅤA族，A正确；B．As与P元素位于同一主族，元素的非金属性：P＞As；P与S位于同一周期，元素的非金属性：S＞P，因此元素的非金属性：S＞As，B错误；C．元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的稳定性就越强。根据选项B分析可知元素的非金属性：S＞As，所以简单气态氢化物的稳定性：H2S＞AsH3，C正确；D．S原子最外层有6个电子，因此其最高化合价为+6价，则S元素的最高价氧化物是SO3，D错误；故合理选项是AC；（4）A．Mg、Ca是同一主族元素，元素的金属性：Ca＞Mg；Mg、Al是同一周期元素，由于原子序数：Al＞Mg，所以元素的金属性：Mg＞Al，则Al、Ca两种元素的金属性：Ca＞Al，A错误；B．H2S在常温下为气体，H2O为液体，说明物质的沸点：H2O＞H2S，B错误；C．原子核外电子层数越多，原子半径就越大。Na原子核外有3个电子层，O原子核外有2个电子层，因此原子半径：Na＞O，C正确；D．O原子核外电子排布是2、6，因此O原子最外层有6个电子；Si原子核外电子排布是2、8、4，因此Si原子最外层有4个电子，可见原子最外层电子数：O＞Si，D正确；故合理选项是CD。（5）A．Fe2O3能够与酸反应产生盐和水，因此Fe2O3属于碱性氧化物；Fe2O3是红棕色粉末状固体，俗称铁红，因此常用作壁画中的红色颜料，A