元素周期律应用试题

元素周期律应用试题一、元素推断题（一）短周期元素推断化学家用无机物甲成功制备了有机物乙，开创了有机化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y、Z同周期，基态X、Z原子均有2个单电子。下列说法正确的是A．第一电离能：Z>Y>XB．甲中不存在配位键C．乙中σ键和π键的数目比为7:1D．甲和乙中X杂化方式分别为sp和sp²解析：根据题目信息，(YW₂)₂XZ为有机物，基态X、Z原子均有2个单电子，可推断X、Z分别为IVA族和VIA族元素。由于X、Y、Z同周期且原子序数依次增大，若为第二周期元素，则X、Y、Z分别为C、N、O；若为第三周期元素，则为Si、P、S。又因YW₄ZXY为无机物，(YW₂)₂XZ为有机物，可确定X、Y、Z分别为C、N、O，W为H。因此W、X、Y、Z分别为H、C、N、O。A项，C、N、O同周期，第一电离能N＞O＞C，故A错误；B项，甲为NH₄OCN，其中存在N→H配位键，故B错误；C项，乙为尿素，分子中有7个σ键和1个π键，数目比为7:1，故C正确；D项，甲中C原子采取sp杂化，乙中C原子采取sp²杂化，故D正确。答案为CD。某化合物的分子式为X₂Y₂Z₄。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是A．三者中Z的原子半径最大B．Y的最高价氧化物对应水化物为强酸C．X与Z形成的化合物为离子化合物D．Y的简单氢化物比Z的稳定解析：根据题意，Z是电负性最大的元素，可知Z为F。X、Y、Z同周期且原子序数依次增大，设X、Y、Z的电子层数均为n，则电子层数之和为3n。未成对电子数之和也为3n，Z（F）的未成对电子数为1，因此X和Y的未成对电子数之和为3n-1。若n=2（第二周期），则未成对电子数之和为5，X和Y的未成对电子数之和为4。可能的组合为X（Li，1个未成对电子）、Y（C，2个未成对电子），但总和为3，不符合；X（Be，0）、Y（N，3），总和为3，也不符合。若n=3（第三周期），未成对电子数之和为9，X和Y的未成对电子数之和为8，这不可能实现。因此最可能的是X为H（第一周期），Y和Z为第二周期，此时电子层数之和为1+2+2=5，未成对电子数之和也为5。Z（F）有1个未成对电子，Y和X的未成对电子数之和为4，X（H）有1个未成对电子，Y有3个未成对电子，故Y为N。因此X、Y、Z分别为H、N、F。A项，原子半径N＞F＞H，故A错误；B项，Y的最高价氧化物对应水化物为HNO₃，是强酸，故B正确；C项，X与Z形成的HF为共价化合物，故C错误；D项，非金属性F＞N，因此HF比NH₃稳定，故D错误。答案为B。（二）长周期元素推断已知某元素R的原子结构示意图为，下列说法正确的是A．R元素的原子序数为36B．R元素是第4周期元素C．R元素的最高正化合价为+8D．R元素的原子在反应中易失去电子解析：根据原子结构示意图，该元素原子核外有4个电子层，最外层电子数为7。因此原子序数为2+8+18+7=35，为Br元素，位于第4周期ⅦA族。最高正化合价为+7，最外层有7个电子，在反应中易得到1个电子达到稳定结构。答案为B。已知硒与氧、硫同主族，与溴同周期，则下列关于硒的叙述中正确的是A．硒的原子序数为34B．硒的氢化物比HBr稳定C．硒的非金属性比硫强D．硒的最高价氧化物的水化物显碱性解析：硒位于元素周期表第4周期ⅥA族，原子序数为34。同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此非金属性Br＞Se；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性S＞Se。硒的氢化物稳定性比HBr弱，最高价氧化物的水化物为H₂SeO₄，显酸性。答案为A。二、元素性质比较题（一）原子结构与性质下列关于元素周期表的说法正确的是A．能生成碱的金属元素都在ⅠA族B．稀有气体元素原子的最外层电子数均为8C．第二周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6D．原子序数为14的元素位于元素周期表的第3周期ⅣA族解析：A项，能生成碱的金属元素不一定都在ⅠA族，如ⅡA族的Mg、Ca等也能生成碱，故A错误；B项，稀有气体元素中He的最外层电子数为2，故B错误；C项，第二周期ⅣA族元素为C，其原子核电荷数为6，但中子数不一定为6（如¹³C的中子数为7），故C错误；D项，原子序数为14的元素为Si，位于第3周期ⅣA族，故D正确。答案为D。某主族元素R的最高正化合价与负化合价代数和为6，下列叙述正确的是A．R的最高价氧化物为RO₃B．R的气态氢化物能燃烧C．R一定是第ⅦA族元素D．R的气态氢化物易溶于水显碱性解析：主族元素的最高正化合价与负化合价的绝对值之和为8，设最高正化合价为x，则负化合价为x-8。根据题意x+(x-8)=6，解得x=7，因此R为第ⅦA族元素。其最高价氧化物为R₂O₇，气态氢化物为HR，卤化氢中除HF外均不能燃烧，且卤化氢溶于水显酸性。答案为C。（二）元素周期律应用下列各组物质之间能发生置换反应的是A．碘水加入氯化钠溶液中B．氯水加入碘化钠溶液中C．碘水加入溴化钠溶液中D．溴水加入氯化钠溶液中解析：根据元素周期律，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，单质的氧化性也逐渐减弱。因此氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂。置换反应的规律是氧化性强的单质能置换出氧化性弱的单质。A项，I₂的氧化性弱于Cl₂，不能置换出Cl₂，故A错误；B项，Cl₂的氧化性强于I₂，能置换出I₂，反应方程式为Cl₂+2NaI=2NaCl+I₂，故B正确；C项，I₂的氧化性弱于Br₂，不能置换出Br₂，故C错误；D项，Br₂的氧化性弱于Cl₂，不能置换出Cl₂，故D错误。答案为B。已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次增大，且位于同一周期，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，则下列判断正确的是A．原子半径X＜Y＜ZB．非金属性X＞Y＞ZC．气态氢化物的稳定性X＞Y＞ZD．阴离子的还原性X＞Y＞Z解析：同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性也逐渐增强。因此X、Y、Z的非金属性依次增强，原子序数依次增大。A项，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此原子半径X＞Y＞Z，故A错误；B项，非金属性X＜Y＜Z，故B错误；C项，非金属性越强，气态氢化物越稳定，因此气态氢化物的稳定性X＜Y＜Z，故C错误；D项，非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，因此阴离子的还原性X＞Y＞Z，故D正确。答案为D。三、综合应用题（一）物质结构与性质下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是A．Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多B．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强C．因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强D．O与S为同主族元素，且O比S的非金属性强解析：A项，Li、Na、K同主族，从上到下电子层数逐渐增多，故A正确；B项，第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强，故B正确；C项，K比Na更容易失去电子，因此K的还原性比Na强，故C错误；D项，O与S同主族，O的非金属性比S强，故D正确。答案为C。短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍，X、Y的核电荷数之比为3:4。W⁻的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是A．X与Y能形成多种化合物，一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应B．原子半径大小：X＜Y，Z＞WC．化合物Z₂Y和ZWY₃都只存在离子键D．Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂解析：X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍，可能为C（2层4电子）或S（3层6电子），但X的原子序数最小，因此X为C。X、Y的核电荷数之比为3:4，Y的核电荷数为8，因此Y为O。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应，Z可能为Na（生成Na₂O₂）。W⁻的最外层为8电子结构，且原子序数大于Z，因此W为Cl。A项，X与Y能形成CO和CO₂，Z的最高价氧化物的水化物为NaOH，CO与NaOH不反应，故A错误；B项，原子半径C＞O，Na＞Cl，故B错误；C项，化合物Z₂Y为Na₂O，只含离子键；ZWY₃为NaClO₃，既含离子键又含共价键，故C错误；D项，O₃、Cl₂、ClO₂等均可作水的消毒剂，故D正确。答案为D。（二）元素周期律的综合应用下表是元素周期表的一部分，针对表中①～⑩的元素，回答下列问题：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01①2②③④⑤3⑥⑦⑧⑨⑩（1）在这些元素中，金属性最强的元素是______（填元素符号）。（2）元素④与元素⑤的气态氢化物稳定性比较：＞（填化学式）。（3）元素②的最高价氧化物对应水化物与元素⑨的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为______。（4）元素⑧的单质与元素⑥的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为______。解析：根据元素在周期表中的位置，①～⑩的元素分别为H、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、Cl。（1）同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，因此金属性最强的元素是Na。（2）元素④为O，元素⑤为F，非金属性F＞O，因此气态氢化物稳定性HF＞H₂O。（3）元素②的最高价氧化物对应水化物为H₂CO₃，元素⑨的最高价氧化物对应水化物为H₂SiO₃，反应的离子方程式为CO₂+H₂O+SiO₃²⁻=H₂SiO₃↓+CO₃²⁻（或CO₂+SiO₃²⁻+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃²⁻）。（4）元素⑧的单质为Al，元素⑥的最高价氧化物对应水化物为NaOH，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑。答案：（1）Na；（2）HF，H₂O；（3）CO₂+H₂O+SiO₃²⁻=H₂SiO₃↓+CO₃²⁻；（4）2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑。已知A、B、C、D、E是短周期中的五种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子核外电子数为零，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素与D元素同主族；E的单质为黄色晶体，易溶于二硫化碳。（1）请写出元素符号：A______，B______，C______，D______，E______。（2）画出E的阴离子的结构示意图：。（3）A的单质和C的单质在一定条件下反应生成化合物X，X的电子式为；向X的水溶液中滴入酚酞溶液，会观察到______。（4）将9gB的单质在足量的D的单质中燃烧，所得气体通入1L1mol/L的NaOH溶液中，完全吸收后，溶液中大量存在的离子是______。解析：A元素原子形成的离子核外电子数为零，A为H；B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，B为C；E的单质为黄色晶体，易溶于二硫化碳，E为S；E元素与D元素同主族，D为O；C、D在元素周期表中处于相邻的位置，C为N。（1）A：H，B：C，C：N，D：O，E：S。（2）E的阴离子为S²⁻，其结构示意图为。（3）A的单质（H₂）和C的单质（N₂）反应生成NH₃，其电子式为；NH₃的水溶液呈碱性，滴入酚酞溶液会变红。（4）9gC的单质（C）的物质的量为0.75mol，在足量的O₂中燃烧生成0.75molCO₂。1L1mol/L的NaOH溶液中含有1molNaOH。CO₂与NaOH反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（NaOH过量）NaOH+CO₂=NaHCO₃（CO₂过量）由于n(CO₂)/n(NaOH)=0.75/1=0.75，介于0.5和1之间，因此产物为Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物。根据原子守恒：n(Na₂CO₃)+n(NaHCO₃)=0.75mol（C守恒）2n(Na₂CO₃)+n(NaHCO₃)=1mol（Na守恒）解得n(Na₂CO₃)=0.25mol，n(NaHCO₃)=0.5mol，因此溶液中大量存在的离子是Na⁺、CO₃²⁻、HCO₃⁻。答案：（1）H，C，N，O，S；（2）；（3），溶液变红；（4）Na⁺、CO₃²⁻、HCO₃⁻。四、知识点总结（一）元素周期表结构周期：元素周期表共有7个周期，其中1、2、3为短周期，4、5、6为长周期，7为不完全周期。族：元素周期表共有18个纵行，分为16个族，其中7个主族（ⅠA～ⅦA）、7个副族（ⅠB～ⅦB）、1个第Ⅷ族（8、9、10纵行）和1个0族（稀有气体）。（二）元素周期律原子结构周期性变化：同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小（稀有气体除外）；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。元素性质周期性变化：金属性：同周期从左到右逐渐减弱，同主族从上到下逐渐增强；非金属性：同周期从左到右逐渐增强，同主族从上到下逐渐减弱；最高价氧化物对应水化物的酸碱性：酸性随非金属性增强而增强，碱性随金属性增强而增强；气态氢化物稳定性：随非金属性增强而增强。（三）元素推断技巧利用原子结构特征：如最外层电子数、电子层数、质子数等；利用元素性质特征：如颜色、状态、特殊反应等；利用周期表位置关系：如相邻元素的性质递变规律；利用数据计算：如相对原子质量、化合价等。（四）常见规律应用金属性强弱判断：与水或酸反应置换出H₂的难易程度、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱、金属活动性顺序表等；非金属性强弱判断：与H₂化合的难易程度、气态氢化物的稳定