元素周期表应用（位置推断性质）试题

元素周期表应用（位置推断性质）试题一、选择题（每题6分，共42分）1.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，Y是短周期原子半径最大的元素，Z的最高价氧化物对应水化物是强酸，W与X位于同一主族。下列说法正确的是（）A.简单氢化物的热稳定性：X<WB.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>WC.Y和Z形成的化合物中只含离子键D.原子半径：r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)解析：步骤1：定位元素X原子最外层电子数是内层电子数的3倍，内层电子数只能为2（K层），故X为O（原子序数8）；Y是短周期原子半径最大的元素，为Na（原子序数11）；W与X同主族且原子序数大于Y，为S（原子序数16）；Z的原子序数介于11~16之间，最高价氧化物对应水化物为强酸，可能为P（H₃PO₄为中强酸，排除）或Cl（但Cl原子序数17>16，排除），故Z只能为S？矛盾！重新推断：Z的原子序数在Na（11）和S（16）之间，可能为Al、Si、P。最高价氧化物对应水化物为强酸的只有P（H₃PO₄为中强酸，非强酸），因此题目可能存在瑕疵，假设Z为Cl（原子序数17），则W为S（16）不成立。正确逻辑应为：X为O（8），Y为Na（11），W为S（16），则Z只能为P（15），H₃PO₄为中强酸，故题目可能将“强酸”改为“中强酸”更合理。此处按Z为P处理。选项分析：A.简单氢化物稳定性：H₂O>H₂S（O非金属性强于S），故A错误；B.最高价氧化物对应水化物酸性：H₃PO₄<H₂SO₄（S非金属性强于P），故B错误；C.Y和Z形成的化合物为Na₃P，只含离子键，故C正确；D.原子半径：Na>P>S>O（同周期从左到右减小，同主族从上到下增大），故D正确。答案：CD（注：原题可能存在Z的定位问题，需结合选项修正）2.已知某元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。下列说法错误的是（）A.X的原子序数为30B.X的价电子排布式为3d¹⁰4s²C.X的单质能与稀硫酸反应产生H₂D.X的氧化物为碱性氧化物解析：定位元素：第四周期元素内层轨道全满，即K（2）、L（8）、M（18）层全满，最外层4s²，总电子数=2+8+18+2=30，故X为Zn（锌）。选项分析：A.原子序数30，正确；B.价电子排布式为3d¹⁰4s²（过渡元素价电子包括最外层和次外层d电子），正确；C.Zn与稀硫酸反应生成ZnSO₄和H₂，正确；D.ZnO为两性氧化物（既能与酸又能与碱反应），故D错误。答案：D3.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A与D同主族，B与C在同一周期，A与B组成的化合物甲为气态，其中A与B的原子个数比为4:1；A与C组成的化合物乙为液态，A与D组成的化合物丙为固态。下列推断正确的是（）A.原子半径：D>C>B>AB.化合物乙的沸点高于甲C.丙的水溶液呈碱性D.C的氧化物对应水化物为强酸解析：定位元素：A与B组成气态化合物甲，原子个数比4:1，常见为CH₄（A为H，B为C）；A与C组成液态化合物乙，为H₂O或H₂O₂（C为O）；A与D同主族且原子序数D>O，故D为Na。选项分析：A.原子半径：Na>C>O>H（D>B>C>A），故A正确；B.乙为H₂O，甲为CH₄，H₂O分子间存在氢键，沸点高于CH₄，正确；C.丙为NaH，与水反应生成NaOH和H₂，水溶液呈碱性，正确；D.C为O，无最高价氧化物对应水化物，错误。答案：ABC二、非选择题（共58分）4.（14分）A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素，A的核外电子总数与其周期数相同；B的某种单质是自然界中硬度最大的物质；D原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；E位于第IA族。回答下列问题：（1）E在元素周期表中的位置是________；（2）B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为________（用元素符号表示）；（3）A与D形成的化合物中，含有非极性共价键的是________（填化学式）；（4）写出C的最高价氧化物对应水化物与E的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：________。解析：元素定位：A的核外电子总数=周期数，若为第一周期，电子数=1，故A为H；B的单质为自然界硬度最大（金刚石），故B为C；D原子最外层电子数是内层电子数3倍，内层电子数为2（K层），最外层6，故D为O；C的原子序数介于C（6）和O（8）之间，故C为N；E位于IA族且原子序数>E（8），故E为Na。答案：（1）第三周期IA族；（2）N>O>C（N的2p³半满稳定结构，第一电离能大于O）；（3）H₂O₂（H₂O中只含极性键，H₂O₂含O-O非极性键）；（4）H⁺+OH⁻=H₂O（HNO₃与NaOH反应）。5.（16分）有X、Y、Z三种元素，其中X的负一价阴离子的电子层结构与Ar相同；Y有两种氧化物，其水溶液都呈碱性，且Y的焰色反应为黄色；Z的原子序数小于Y，且Z的最高价氧化物对应水化物是强酸。（1）写出X的元素符号：；（2）Y的两种氧化物中，阴阳离子个数比为1:2的是（填化学式）；（3）Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与铜反应的化学方程式为________；（4）比较X的氢化物与同族下一周期元素的氢化物的沸点高低，并解释原因：________。解析：元素定位：X⁻电子层结构与Ar（18电子）相同，故X原子核外17电子，X为Cl；Y焰色反应黄色（Na元素），氧化物水溶液呈碱性（Na₂O、Na₂O₂），故Y为Na；Z原子序数<Na（11），最高价氧化物对应水化物为强酸，可能为N（HNO₃）或Cl（但Cl原子序数17>11，排除），故Z为N。答案：（1）Cl；（2）Na₂O（Na₂O₂中阴阳离子为Na⁺和O₂²⁻，个数比1:2，Na₂O中Na⁺和O²⁻个数比2:1？矛盾！Na₂O阴阳离子个数比2:1，Na₂O₂为2:1（2Na⁺和1O₂²⁻），题目可能有误，应为“阴阳离子个数比为1:2”不存在，若改为2:1，则答案为Na₂O和Na₂O₂；（3）Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O；（4）X的氢化物为HCl，同族下一周期为HBr，沸点HBr>HCl，因为HBr相对分子质量更大，范德华力更强（HF因氢键沸点最高，但此处为HCl和HBr）。6.（28分）下表为部分短周期元素的性质或原子结构：元素编号元素性质或原子结构T最外层电子数是次外层电子数的3倍X常温下单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对YM层比K层少1个电子Z第三周期元素的简单离子中半径最小（1）写出元素T的原子结构示意图：；（2）元素Y与元素Z相比，金属性较强的是（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是________（填序号）；a.Y单质的熔点比Z低b.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z强c.Y单质与水反应比Z单质剧烈（3）T、X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是________（填化学式）；（4）元素T和氢元素以原子个数比1:1形成的化合物的电子式为________，该化合物与T的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为________；（5）元素X与氢元素形成的化合物可作制冷剂，该化合物的空间构型为________，中心原子的杂化方式为________；（6）Y与Z形成的化合物为________（填“离子化合物”或“共价化合物”），该化合物与水反应的化学方程式为________。解析：元素定位：T最外层电子数=次外层3倍，次外层为2（K层），最外层6，故T为O；X单质双原子分子，含3对共用电子对（N₂的N≡N），故X为N；Y的M层比K层少1电子，K层2，M层1，故Y为Na；Z为第三周期简单离子半径最小（Al³⁺，电子层数少且核电荷数大），故Z为Al。答案：（1）O的原子结构示意图（2,6）；（2）Na>Al；证明金属性：b、c（熔点与金属性无关）；（3）HNO₃（O无最高价含氧酸，N的HNO₃酸性最强）；（4）H₂O₂的电子式（H:O:O:H，O原子间一对共用电子）；H₂O₂+H₂SO₄（？T的最高价氧化物对应水化物为H₂SO₄？T为O，无最高价含氧酸，应为X的最高价氧化物对应水化物HNO₃？题目错误！T为O，不存在最高价氧化物对应水化物，应为X（N）的HNO₃，反应方程式：3H₂O₂+2HNO₃(浓)=2NO↑+4H₂O+3O₂↑（但实际H₂O₂与HNO₃可能发生氧化还原反应，此处按题目意图修正为T为S，则最外层电子数是次外层2倍（S次外层8，最外层6，6=8×0.75，不成立），故题目T应为O，问题（4）可能有误，假设改为“T和氢元素1:2形成的化合物”，则为H₂O，无后续反应，因此题目可能存在印刷错误，建议将T改为S（最外层电子数是次外层2倍，次外层8，最外层6，6=8×0.75，仍不成立），此处按原题T为O，跳过（4）第二问；（5）X与H形成的制冷剂为NH₃，空间构型三角锥形，N原子sp³杂化；（6）Y与Z形成的化合物为NaAlO₂（离子化合物）？Na与Al形成Na₃Al（离子化合物），但通常Al与Na不直接形成化合物，应为AlCl₃（共价），但Y为Na，Z为Al，形成NaAlO₂需在溶液中，此处应为Na₃Al，离子化合物，与水反应：Na₃Al+4H₂O=3NaOH+Al(OH)₃↓+H₂↑（推测）。三、综合应用题（共20分）7.（20分）A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的前四周期元素，A的核外电子数等于其周期数；B的价电子排布式为nsⁿnpⁿ；C的最外层电子数是其内层电子数的3倍；D与C同主族；E的原子序数为24；F的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：（1）F的原子结构示意图为________；（2）B、C、D的电负性由大到小的顺序为________（用元素符号表示）；（3）E的价电子排布式为________，其在元素周期表中的分区为________区；（4）A与C形成的化合物A₂C₂的电子式为________，该物质中存在的化学键类型有________；（5）比较D的氢化物与同族第三周期元素的氢化物的稳定性，并解释原因：；（6）写出F与C的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的离子方程式：。解析：元素定位：A的核外电子数=周期数，A为H（1）；B的价电子排布nsⁿnpⁿ，n=2（n=1时np⁰），故价电子2s²2p²，B为C；C的最外层电子数=内层电子数3倍，内层2，最外层6，C为O；D与C同主族，D为S；E原子序数24，为Cr；F最外层1电子，次外层18，故为Cu（29号，电子排布[Ar]3d¹⁰4s¹）。答案：（1）Cu的原子结构示意图（2,8,18,1）；（2）O>S>C；（3）Cr的价电子排布3d⁵4s¹（半满稳定），d区；（4）H₂O₂的电子式H:O:O:H，含极性键和非极性键；（5）H₂S稳定性弱于H₂O，因为O的非金属性强于S；（6）Cu与浓H₂SO₄反应：Cu+2H₂SO₄(浓)=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O（离子方程式：Cu+4H⁺+SO₄²⁻=Cu²⁺+SO₂↑+2H₂O）。四、拓展探究题（共10分）8.（10分）已知某元素R的气态氢化物的化学式为H₂R，其最高价氧化物中R的质量分数为40%。（1）计算R的相对原子质量；（2）推断R在元素周期表中的位置；（3）写出R的最高价氧化物对应水化物的化学式，并比较其与同周期相邻元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。解析：计算与推断：（1）H₂R中R为-2价，最高价为+6，最高价氧化物为RO₃，设R的相对原子质量为x，则x/(x+48)=40%，解得x=32，故R