北师大版高中三年级化学第9章元素周期律习题及答案

北师大版高中三年级化学第9章元素周期律习题及答案第1页共1页北师大版高中三年级化学第9章元素周期律习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.下列元素中，第一电离能最小的是A.NaB.MgC.AlD.Si参考答案：A解析：第一电离能是指原子失去最外层一个电子形成+1价阳离子时所需的能量。同一周期从左到右，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，第一电离能逐渐增大。但第IA族和第IIA族元素的第一电离能比相邻的第IIB族和第IIIA族元素要大。因此，Na的第一电离能最小。2.根据元素周期律，下列说法正确的是A.F比Cl的非金属性强B.Na比K的金属性强C.Al比Si的金属性强D.S比P的非金属性强参考答案：A解析：非金属性是指元素原子得电子的能力。同一周期从左到右，非金属性逐渐增强；同一主族从上到下，非金属性逐渐减弱。F和Cl同主族，F在Cl上方，所以F的非金属性比Cl强。3.下列离子中，半径最小的是A.F-B.Cl-C.Br-D.I-参考答案：A解析：离子半径是指离子的大小。离子的半径主要取决于核外电子数和核电荷数。核外电子数越多，离子半径越大；核电荷数越多，离子半径越小。F-、Cl-、Br-、I-的核外电子数分别为10、18、36、54，核电荷数分别为9、17、35、53。因此，F-的半径最小。4.下列化合物中，最稳定的是A.HClB.HBrC.HID.HF参考答案：D解析：氢化物的稳定性与元素的非金属性有关。非金属性越强，氢化物越稳定。F、Cl、Br、I同主族，非金属性从上到下逐渐减弱。因此，HF最稳定。5.下列元素中，电负性最大的是A.CB.NC.OD.F参考答案：D解析：电负性是指元素原子得电子的能力。F、C、N、O同周期，电负性从左到右逐渐增强。F在周期表中最右上方，电负性最大。6.下列说法正确的是A.同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小B.同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大C.同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强D.同主族元素从上到下，金属性逐渐增强参考答案：B解析：原子半径是指原子的大小。同一周期从左到右，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，原子半径逐渐减小。同一主族从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐增大。7.下列元素中，最易形成离子键的是A.CB.NC.OD.Na参考答案：D解析：离子键是指阴阳离子之间的静电作用力。活泼金属易失电子形成阳离子，活泼非金属易得电子形成阴离子，两者之间易形成离子键。Na是活泼金属，最易形成离子键。8.下列元素中，最易形成共价键的是A.LiB.BeC.BD.C参考答案：D解析：共价键是指原子之间通过共用电子对形成的化学键。非金属元素之间易形成共价键。C是非金属元素，最易形成共价键。9.下列说法正确的是A.元素的最高正化合价等于其最外层电子数B.元素的最低负化合价等于其最外层电子数减去8C.元素的化合价与其电子层数有关D.元素的化合价与其电子排布无关参考答案：B解析：元素的最高正化合价等于其最外层电子数，但O和F除外。元素的最低负化合价等于其最外层电子数减去8。元素的化合价与其电子排布有关。10.下列元素中，最活泼的是A.KB.CaC.MgD.Al参考答案：A解析：金属性是指元素原子失电子的能力。同一周期从左到右，金属性逐渐减弱；同一主族从上到下，金属性逐渐增强。K和Ca同主族，K在Ca上方，所以K的金属性比Ca强。二、填空题（共10小题，每题2分）1.在元素周期表中，同一主族元素从上到下，原子半径逐渐______，金属性逐渐______，非金属性逐渐______。参考答案：增大、增强、减弱解析：根据元素周期律，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；原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱。2.某元素原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，该元素位于元素周期表中的______周期，______族。参考答案：第四、Ⅷ解析：该元素原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，核外电子总数为26，位于元素周期表中的第四周期，Ⅷ族。3.根据元素周期律，下列元素中，第一电离能最小的是______（填元素符号），第二电离能最大的是______（填元素符号）。参考答案：Cs、Be解析：根据元素周期律，同一主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，所以第一电离能最小的元素是Cs；第二电离能最大的元素是Be，因为Be失去两个电子后达到稳定的惰性气体结构。4.碱金属元素从上到下，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐______。参考答案：增强解析：碱金属元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。5.氧族元素中，氧化性最强的氧化物是______，其化学式为______。参考答案：Cl₂O₇解析：氧族元素中，氧化性最强的氧化物是高氯酸，其化学式为Cl₂O₇。6.碳和硅位于元素周期表的______族，它们的最外层电子数分别为______和______。参考答案：第十四、4、4解析：碳和硅位于元素周期表的第十四族，它们的最外层电子数分别为4和4。7.某元素的最高正化合价为+7，其最低负化合价通常为______，该元素位于元素周期表中的______区。参考答案：-1、d解析：某元素的最高正化合价为+7，其最低负化合价通常为-1；该元素位于元素周期表中的d区。8.根据元素周期律，下列元素中，原子半径最大的是______（填元素符号），第一电离能最大的是______（填元素符号）。参考答案：K、Ar解析：根据元素周期律，同一周期中，原子半径从左到右逐渐减小，所以原子半径最大的元素是K；同一族中，原子半径从上到下逐渐增大，所以第一电离能最大的元素是Ar。9.碱土金属元素从上到下，其氢氧化物的溶解度逐渐______。参考答案：增大解析：碱土金属元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，其氢氧化物的溶解度逐渐增大。10.卤族元素中，从上到下，单质的熔点逐渐______，沸点逐渐______。参考答案：升高、升高解析：卤族元素中，从上到下，单质的相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，所以熔点逐渐升高，沸点逐渐升高。三、判断题（共10小题，每题2分）1.同主族元素从上到下，原子半径逐渐减小。参考答案：×解析：同主族元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。题中说法与元素周期律的规律相反。2.O、F、Cl三种元素中，F的非金属性最强。参考答案：√解析：非金属性的强弱与非金属性越强的元素越容易得电子有关。F、O、Cl位于同一周期，从左到右非金属性逐渐增强，因此F的非金属性最强。3.元素的电负性越大，其非金属性越强。参考答案：√解析：电负性是衡量原子得电子能力的物理量，电负性越大，原子得电子能力越强，非金属性越强。题中说法符合元素周期律的规律。4.Na、Mg、Al三种元素中，Na的第一电离能最小。参考答案：√解析：第一电离能是指气态基态原子失去1个电子形成+1价阳离子时所需的能量。Na、Mg、Al位于同一周期，从左到右第一电离能逐渐增大，因此Na的第一电离能最小。5.元素的原子最外层电子数越多，其金属性越强。参考答案：×解析：金属性的强弱与原子失电子能力有关，原子最外层电子数越多，原子失电子能力越弱，金属性越弱。题中说法与元素周期律的规律相反。6.F、Cl、Br、I四种元素中，I的氧化性最强。参考答案：×解析：氧化性的强弱与元素得电子能力有关，得电子能力越强，氧化性越强。F、Cl、Br、I位于同一主族，从上到下得电子能力逐渐减弱，因此I的氧化性最弱。7.O₂和S₂都是非极性分子。参考答案：√解析：非极性分子是指分子中正负电荷中心重合的分子。O₂和S₂都是双原子分子，结构对称，正负电荷中心重合，因此都是非极性分子。8.Na₂O和Na₂O₂都是离子化合物。参考答案：√解析：离子化合物是由阴阳离子通过离子键结合而成的化合物。Na₂O和Na₂O₂都是由钠离子和阴离子通过离子键结合而成的化合物，因此都是离子化合物。9.CO₂和SiO₂都是酸性氧化物。参考答案：√解析：酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物。CO₂和SiO₂都能与碱反应生成盐和水，因此都是酸性氧化物。10.H₂O和H₂S都是极性分子。参考答案：√解析：极性分子是指分子中正负电荷中心不重合的分子。H₂O和H₂S都是极性分子，因为它们的分子结构不对称，正负电荷中心不重合。四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述元素周期律的定义及其主要特征。参考答案：元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。其主要特征包括：原子半径、电离能、电子亲和能、电负性等性质的周期性变化；金属性和非金属性随周期和族的递变规律；元素化合价和化学键类型的周期性变化等。解析：元素周期律是化学中一个重要的基本规律，它揭示了元素性质与原子结构之间的关系。元素周期律的定义强调了元素性质随原子序数递增的周期性变化。其主要特征包括原子半径、电离能、电子亲和能、电负性等性质的周期性变化，这些性质的变化反映了原子结构的周期性变化。金属性和非金属性是元素性质的重要特征，它们在同一周期和同一主族中呈现周期性变化，这是由于原子结构的变化导致的。元素周期律的发现和应用对化学的发展产生了深远的影响，它帮助我们理解了元素的性质和结构，也为化学元素的发现和利用提供了理论指导。2.说明同一周期内，从左到右元素的金属性和非金属性是如何变化的？参考答案：在同一周期内，从左到右，随着原子序数的增加，原子核的正电荷增加，核对外层电子的吸引力增强，导致原子半径逐渐减小。同时，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易失去电子，因此金属性逐渐减弱。相反，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易吸引电子，因此非金属性逐渐增强。解析：同一周期内，元素的金属性和非金属性的变化是由于原子结构的变化导致的。从左到右，原子序数的增加意味着原子核的正电荷增加，核对外层电子的吸引力增强。这导致原子半径逐渐减小，因为外层电子被更紧密地束缚在原子核周围。同时，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易失去电子，因此金属性逐渐减弱。相反，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易吸引电子，因此非金属性逐渐增强。这一变化趋势在元素周期表中非常明显，是元素周期律的重要特征之一。3.列举第三周期中，金属性最强的元素和其化学性质的主要特点。参考答案：第三周期中，金属性最强的元素是钠（Na）。钠的化学性质的主要特点包括：钠是一种活泼的金属，容易与氧气、水等物质反应；钠的原子结构中，最外层只有一个电子，因此容易失去这个电子形成阳离子；钠的熔点和沸点相对较低，是一种柔软的金属；钠在化合物中通常显+1价。解析：第三周期中，金属性最强的元素是钠（Na）。钠的化学性质的主要特点包括：钠是一种活泼的金属，容易与氧气、水等物质反应，例如钠在空气中会迅速氧化形成氧化钠，钠与水反应会产生氢气和氢氧化钠。钠的原子结构中，最外层只有一个电子，因此容易失去这个电子形成阳离子，即Na+。钠的熔点和沸点相对较低，是一种柔软的金属，可以用刀切割。在化合物中，钠通常显+1价，例如钠与氯形成氯化钠（NaCl）。钠的这些化学性质使其在化学实验和工业生产中具有重要的应用价值。4.分析为什么同一主族元素自上而下，原子半径会逐渐增大？参考答案：同一主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，这是因为随着电子层数的增加，原子核对外层电子的吸引力减弱，导致原子半径增大。同时，电子层数的增加也使得原子结构更加复杂，外层电子与原子核的距离增加，因此原子半径增大。解析：同一主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，这是因为随着电子层数的增加，原子核对外层电子的吸引力减弱。原子核的正电荷增加，但由于电子层数的增加，外层电子与原子核的距离增加，因此原子核对外层电子的吸引力减弱。同时，电子层数的增加也使得原子结构更加复杂，外层电子与原子核的距离增加，因此原子半径增大。这一变化趋势在元素周期表中非常明显，是元素周期律的重要特征之一。5.解释元素的第一电离能的定义，并说明为什么同一主族元素自上而下，第一电离能会呈现递减趋势？参考答案：元素的第一电离能是指从一个中性原子中移除最外层一个电子所需的能量。同一主族元素自上而下，第一电离能呈现递减趋势，这是因为随着电子层数的增加，原子半径增大，核对外层电子的吸引力减弱，因此移除电子所需的能量减少。解析：元素的第一电离能是指从一个中性原子中移除最外层一个电子所需的能量。第一电离能是衡量原子失去电子能力的物理量，第一电离能越大，原子越难失去电子。同一主族元素自上而下，第一电离能呈现递减趋势，这是因为随着电子层数的增加，原子半径增大，核对外层电子的吸引力减弱。原子核的正电荷增加，但由于电子层数的增加，外层电子与原子核的距离增加，因此原子核对外层电子的吸引力减弱。因此，移除电子所需的能量减少，第一电离能递减。这一变化趋势在元素周期表中非常明显，是元素周期律的重要特征之一。6.简述周期表中金属元素和非金属元素的分界线大致在哪里，以及分界线附近的元素通常具有哪些性质？参考答案：周期表中金属元素和非金属元素的分界线大致位于B族和Al族之间，包括B族和Al族元素。分界线附近的元素通常具有两性性质，即既有金属性又有非金属性。这些元素通常表现为半导体，例如硅（Si）和锗（Ge），它们在电子工业中具有重要的应用价值。解析：周期表中金属元素和非金属元素的分界线大致位于B族和Al族之间，包括B族和Al族元素。分界线附近的元素通常具有两性性质，即既有金属性又有非金属性。这些元素通常表现为半导体，例如硅（Si）和锗（Ge），它们在电子工业中具有重要的应用价值。两性元素的性质介于金属和非金属之间，它们既可以与酸反应，也可以与碱反应，形成盐类。例如，铝（Al）既可以与盐酸反应，也可以与氢氧化钠溶液反应。两性元素在化学和工业中具有重要的应用价值，例如铝是一种重要的轻金属，广泛应用于航空航天、建筑和包装等领域。7.说明为什么在元素周期表中，稀有气体的化学性质通常非常稳定？参考答案：稀有气体的化学性质通常非常稳定，这是因为稀有气体的原子结构中，最外层电子层已经达到饱和状态，具有稳定的电子结构。稀有气体包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和氡（Rn），它们在元素周期表中位于第18族。解析：稀有气体的化学性质通常非常稳定，这是因为稀有气体的原子结构中，最外层电子层已经达到饱和状态，具有稳定的电子结构。稀有气体包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和氡（Rn），它们在元素周期表中位于第18族。由于稀有气体的最外层电子层已经达到饱和状态，因此它们不容易与其他元素形成化合物，具有非常稳定的化学性质。稀有气体在自然界中广泛存在，例如氩气被用于填充灯泡和荧光灯，氙气被用于制造特种气体灯泡。稀有气体的稳定性质使其在化学和工业中具有重要的应用价值。8.列举四种不同族的元素，并简要说明它们在元素周期表中的位置及其对应的典型化学性质。参考答案：四种不同族的元素及其在元素周期表中的位置和典型化学性质如下解析：四种不同族的元素及其在元素周期表中的位置和典型化学性质如下：①钠（Na），第1族，金属元素，具有活泼的金属性，容易与氧气、水等物质反应，形成Na+离子。钠是一种活泼的金属，容易与氧气反应形成氧化钠，与水反应产生氢气和氢氧化钠。②氯（Cl），第17族，非金属元素，具有强烈的非金属性，容易与金属形成盐类，形成Cl-离子。氯是一种强氧化剂，可以与金属反应形成氯化物，例如氯化钠（NaCl）。③硅（Si），第14族，类金属元素，具有两性性质，既可以与酸反应，也可以与碱反应，形成SiO2。硅是一种重要的非金属元素，广泛应用于半导体工业和建筑材料中。④氧（O），第16族，非金属元素，具有强烈的非金属性，容易与金属形成氧化物，形成O2-离子。氧是一种重要的非金属元素，是生命活动中必需的元素，也是大气中的主要成分之一。五、应用题（共8小题，每题4分）1.某元素X的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，请回答：(1)元素X位于元素周期表中的哪个周期和族？(2)元素X的第一电离能与其同周期相邻元素相比，是偏高还是偏低？请解释原因。(3)元素X的氢化物化学式是什么？该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比如何？参考答案：(1)元素X位于元素周期表中的第4周期第ⅦB族。(2)元素X的第一电离能与其同周期相邻元素相比偏低。因为元素X的3d轨道为半充满状态，比较稳定，需要更多的能量才能失去一个电子。(3)元素X的氢化物化学式是HCl。该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比较高，因为Cl的非金属性较强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素X的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，可以确定其位于元素周期表中的第4周期第ⅦB族。元素X的3d轨道为半充满状态，比较稳定，因此其第一电离能与其同周期相邻元素相比偏低。元素X的氢化物化学式是HCl，因为Cl是非金属元素，可以与H形成共价键。Cl的非金属性较强，因此HCl的稳定性与其同族其他氢化物相比较高。2.已知短周期元素A、B、C位于同一周期，且原子序数依次增大。A原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，B原子次外层电子数是核外电子总数的1/5，C原子最外层电子数与次外层电子数之比为3:4。请回答：(1)写出元素A、B、C的名称和符号。(2)比较A、B、C三种元素的第一电离能大小，并说明理由。(3)写出A、B、C三种元素形成的最高价氧化物对应水化物的化学式，并比较它们的酸性强度。参考答案：(1)元素A为氮(N)，元素B为铝(Al)，元素C为硅(Si)。(2)ABC。因为同周期从左到右，原子序数增大，原子核对外层电子的吸引力增强，第一电离能逐渐增大。(3)HNO₃H₂CO₃H₂SiO₃。非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素A原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，可以确定其最外层电子数为6，次外层电子数为2，因此元素A为氮(N)。元素B原子次外层电子数是核外电子总数的1/5，可以确定其核外电子总数为10，因此元素B为铝(Al)。元素C原子最外层电子数与次外层电子数之比为3:4，可以确定其最外层电子数为4，次外层电子数为3，因此元素C为硅(Si)。同周期从左到右，原子序数增大，原子核对外层电子的吸引力增强，第一电离能逐渐增大，因此ABC。非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此HNO₃H₂CO₃H₂SiO₃。3.某金属元素M位于元素周期表第4周期第ⅠB族，其原子核外电子排布式为[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²。请回答：(1)元素M的基态原子的价电子排布式是什么？(2)元素M的原子半径与其同族下一周期元素相比，是增大还是减小？请解释原因。(3)元素M可以形成两种常见的离子，分别为M⁺和M²⁺，请比较这两种离子的半径大小，并说明理由。参考答案：(1)元素M的基态原子的价电子排布式为5d¹⁰6s²。(2)元素M的原子半径与其同族下一周期元素相比减小。因为同族从上到下，电子层数增多，原子半径增大。(3)M⁺M²⁺。因为M⁺的电子层数比M²⁺多，电子云分布更分散，半径更大。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素M位于元素周期表第4周期第ⅠB族，其原子核外电子排布式为[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²，可以确定其基态原子的价电子排布式为5d¹⁰6s²。同族从上到下，电子层数增多，原子半径增大，因此元素M的原子半径与其同族下一周期元素相比减小。M⁺和M²⁺的电子层数相同，但M⁺的核电荷数比M²⁺小，因此M⁺的电子云分布更分散，半径更大。4.已知元素周期表中，第ⅠA族元素R的原子序数为n，其相邻的下一周期同族元素S的原子序数为m。请回答：(1)写出元素R和S的名称和符号。(2)比较元素R和S的原子半径大小，并说明理由。(3)比较元素R和S的最高价氧化物对应水化物的碱性强度，并说明理由。参考答案：(1)元素R为锂(Li)，元素S为钠(Na)。(2)SR。因为同主族从上到下，原子半径增大。(3)SR。因为同主族从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素R的原子序数为n，其相邻的下一周期同族元素S的原子序数为m，可以确定元素R和S位于同一主族。元素R位于第ⅠA族，其原子序数为n，可以确定元素R为锂(Li)。元素S位于第ⅠA族，其原子序数为m，可以确定元素S为钠(Na)。同主族从上到下，原子半径增大，因此SR。同主族从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强，因此SR。5.某元素周期表中，位于第3周期第ⅤA族的元素P，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³。请回答：(1)元素P位于元素周期表中的哪个周期和族？(2)元素P的氢化物化学式是什么？该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比如何？(3)元素P可以形成两种常见的氧化物，分别为P₂O₃和P₂O₅，请比较这两种氧化物的酸性强度，并说明理由。参考答案：(1)元素P位于元素周期表中的第3周期第ⅤA族。(2)元素P的氢化物化学式是PH₃。该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比较低，因为P的非金属性较弱。(3)P₂O₅P₂O₃。非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素P的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³，可以确定其位于元素周期表中的第3周期第ⅤA族。元素P的氢化物化学式是PH₃，因为P是非金属元素，可以与H形成共价键。P的非金属性较弱，因此PH₃的稳定性与其同族其他氢化物相比较低。元素P可以形成两种常见的氧化物，分别为P₂O₃和P₂O₅，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此P₂O₅P₂O₃。6.已知元素周期表中，位于第2周期第ⅥA族的元素O，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴。请回答：(1)元素O位于元素周期表中的哪个周期和族？(2)元素O的氢化物化学式是什么？该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比如何？(3)元素O可以形成两种常见的氧化物，分别为SO₂和SO₃，请比较这两种氧化物的酸性强度，并说明理由。参考答案：(1)元素O位于元素周期表中的第2周期第ⅥA族。(2)元素O的氢化物化学式是H₂O。该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比较高，因为O的非金属性较强。(3)SO₃SO₂。非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素O的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，可以确定其位于元素周期表中的第2周期第ⅥA族。元素O的氢化物化学式是H₂O，因为O是非金属元素，可以与H形成共价键。O的非金属性较强，因此H₂O的稳定性与其同族其他氢化物相比较高。元素O可以形成两种常见的氧化物，分别为SO₂和SO₃，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此SO₃SO₂。7.某金属元素M位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，其原子核外电子排布式为[Xe]4f¹⁴5d⁶6s²。请回答：(1)元素M的基态原子的价电子排布式是什么？(2)元素M的原子半径与其同族上一周期元素相比，是增大还是减小？请解释原因。(3)元素M可以形成两种常见的离子，分别为M²⁺和M³⁺，请比较这两种离子的半径大小，并说明理由。参考答案：(1)元素M的基态原子的价电子排布式为5d⁶6s²。(2)元素M的原子半径与其同族上一周期元素相比增大。因为同族从下到上，电子层数减少，原子半径减小。(3)M²⁺M³⁺。因为M²⁺的电子层数比M³⁺多，电子云分布更分散，半径更大。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素M位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，其原子核外电子排布式为[Xe]4f¹⁴5d⁶6s²，可以确定其基态原子的价电子排布式为5d⁶6s²。同族从下到上，电子层数减少，原子半径减小，因此元素M的原子半径与其同族上一周期元素相比增大。M²⁺和M³⁺的电子层数相同，但M²⁺的核电荷数比M³⁺小，因此M²⁺的电子云分布更分散，半径更大。8.已知元素周期表中，位于第4周期第ⅠA族的元素K，其原子核外电子排布式为[Ar]4s¹。请回答：(1)元素K位于元素周期表中的哪个周期和族？(2)元素K的氢化物化学式是什么？该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比如何？(3)元素K可以形成两种常见的氧化物，分别为K₂O和K₂O₂，请比较这两种氧化物的碱性强度，并说明理由。参考答案：(1)元素K位于元素周期表中的第4周期第ⅠA族。(2)元素K的氢化物化学式是KH。该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比较低，因为K的金属性较强。(3)K₂OK₂O₂。金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素K的原子核外电子排布式为[Ar]4s¹，可以确定其位于元素周期表中的第4周期第ⅠA族。元素K的氢化物化学式是KH，因为K是金属元素，可以与H形成离子键。K的金属性较强，因此KH的稳定性与其同族其他氢化物相比较低。元素K可以形成两种常见的氧化物，分别为K₂O和K₂O₂，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此K₂OK₂O₂。标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：第一电离能是指原子失去最外层一个电子形成+1价阳离子时所需的能量。同一周期从左到右，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，第一电离能逐渐增大。但第IA族和第IIA族元素的第一电离能比相邻的第IIB族和第IIIA族元素要大。因此，Na的第一电离能最小。2.参考答案：A解析：非金属性是指元素原子得电子的能力。同一周期从左到右，非金属性逐渐增强；同一主族从上到下，非金属性逐渐减弱。F和Cl同主族，F在Cl上方，所以F的非金属性比Cl强。3.参考答案：A解析：离子半径是指离子的大小。离子的半径主要取决于核外电子数和核电荷数。核外电子数越多，离子半径越大；核电荷数越多，离子半径越小。F-、Cl-、Br-、I-的核外电子数分别为10、18、36、54，核电荷数分别为9、17、35、53。因此，F-的半径最小。4.参考答案：D解析：氢化物的稳定性与元素的非金属性有关。非金属性越强，氢化物越稳定。F、Cl、Br、I同主族，非金属性从上到下逐渐减弱。因此，HF最稳定。5.参考答案：D解析：电负性是指元素原子得电子的能力。F、C、N、O同周期，电负性从左到右逐渐增强。F在周期表中最右上方，电负性最大。6.参考答案：B解析：原子半径是指原子的大小。同一周期从左到右，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，原子半径逐渐减小。同一主族从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐增大。7.参考答案：D解析：离子键是指阴阳离子之间的静电作用力。活泼金属易失电子形成阳离子，活泼非金属易得电子形成阴离子，两者之间易形成离子键。Na是活泼金属，最易形成离子键。8.参考答案：D解析：共价键是指原子之间通过共用电子对形成的化学键。非金属元素之间易形成共价键。C是非金属元素，最易形成共价键。9.参考答案：B解析：元素的最高正化合价等于其最外层电子数，但O和F除外。元素的最低负化合价等于其最外层电子数减去8。元素的化合价与其电子排布有关。10.参考答案：A解析：金属性是指元素原子失电子的能力。同一周期从左到右，金属性逐渐减弱；同一主族从上到下，金属性逐渐增强。K和Ca同主族，K在Ca上方，所以K的金属性比Ca强。二、填空题1.参考答案：增大、增强、减弱解析：根据元素周期律，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；原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱。2.参考答案：第四、Ⅷ解析：该元素原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，核外电子总数为26，位于元素周期表中的第四周期，Ⅷ族。3.参考答案：Cs、Be解析：根据元素周期律，同一主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，所以第一电离能最小的元素是Cs；第二电离能最大的元素是Be，因为Be失去两个电子后达到稳定的惰性气体结构。4.参考答案：增强解析：碱金属元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。5.参考答案：Cl₂O₇解析：氧族元素中，氧化性最强的氧化物是高氯酸，其化学式为Cl₂O₇。6.参考答案：第十四、4、4解析：碳和硅位于元素周期表的第十四族，它们的最外层电子数分别为4和4。7.参考答案：-1、d解析：某元素的最高正化合价为+7，其最低负化合价通常为-1；该元素位于元素周期表中的d区。8.参考答案：K、Ar解析：根据元素周期律，同一周期中，原子半径从左到右逐渐减小，所以原子半径最大的元素是K；同一族中，原子半径从上到下逐渐增大，所以第一电离能最大的元素是Ar。9.参考答案：增大解析：碱土金属元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，其氢氧化物的溶解度逐渐增大。10.参考答案：升高、升高解析：卤族元素中，从上到下，单质的相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，所以熔点逐渐升高，沸点逐渐升高。三、判断题1.参考答案：×解析：同主族元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。题中说法与元素周期律的规律相反。2.参考答案：√解析：非金属性的强弱与非金属性越强的元素越容易得电子有关。F、O、Cl位于同一周期，从左到右非金属性逐渐增强，因此F的非金属性最强。3.参考答案：√解析：电负性是衡量原子得电子能力的物理量，电负性越大，原子得电子能力越强，非金属性越强。题中说法符合元素周期律的规律。4.参考答案：√解析：第一电离能是指气态基态原子失去1个电子形成+1价阳离子时所需的能量。Na、Mg、Al位于同一周期，从左到右第一电离能逐渐增大，因此Na的第一电离能最小。5.参考答案：×解析：金属性的强弱与原子失电子能力有关，原子最外层电子数越多，原子失电子能力越弱，金属性越弱。题中说法与元素周期律的规律相反。6.参考答案：×解析：氧化性的强弱与元素得电子能力有关，得电子能力越强，氧化性越强。F、Cl、Br、I位于同一主族，从上到下得电子能力逐渐减弱，因此I的氧化性最弱。7.参考答案：√解析：非极性分子是指分子中正负电荷中心重合的分子。O₂和S₂都是双原子分子，结构对称，正负电荷中心重合，因此都是非极性分子。8.参考答案：√解析：离子化合物是由阴阳离子通过离子键结合而成的化合物。Na₂O和Na₂O₂都是由钠离子和阴离子通过离子键结合而成的化合物，因此都是离子化合物。9.参考答案：√解析：酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物。CO₂和SiO₂都能与碱反应生成盐和水，因此都是酸性氧化物。10.参考答案：√解析：极性分子是指分子中正负电荷中心不重合的分子。H₂O和H₂S都是极性分子，因为它们的分子结构不对称，正负电荷中心不重合。四、简答题1.参考答案：元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。其主要特征包括：原子半径、电离能、电子亲和能、电负性等性质的周期性变化；金属性和非金属性随周期和族的递变规律；元素化合价和化学键类型的周期性变化等。解析：元素周期律是化学中一个重要的基本规律，它揭示了元素性质与原子结构之间的关系。元素周期律的定义强调了元素性质随原子序数递增的周期性变化。其主要特征包括原子半径、电离能、电子亲和能、电负性等性质的周期性变化，这些性质的变化反映了原子结构的周期性变化。金属性和非金属性是元素性质的重要特征，它们在同一周期和同一主族中呈现周期性变化，这是由于原子结构的变化导致的。元素周期律的发现和应用对化学的发展产生了深远的影响，它帮助我们理解了元素的性质和结构，也为化学元素的发现和利用提供了理论指导。2.参考答案：在同一周期内，从左到右，随着原子序数的增加，原子核的正电荷增加，核对外层电子的吸引力增强，导致原子半径逐渐减小。同时，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易失去电子，因此金属性逐渐减弱。相反，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易吸引电子，因此非金属性逐渐增强。解析：同一周期内，元素的金属性和非金属性的变化是由于原子结构的变化导致的。从左到右，原子序数的增加意味着原子核的正电荷增加，核对外层电子的吸引力增强。这导致原子半径逐渐减小，因为外层电子被更紧密地束缚在原子核周围。同时，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易失去电子，因此金属性逐渐减弱。相反，原子核对外层电子的吸引力增强，使得原子更容易吸引电子，因此非金属性逐渐增强。这一变化趋势在元素周期表中非常明显，是元素周期律的重要特征之一。3.参考答案：第三周期中，金属性最强的元素是钠（Na）。钠的化学性质的主要特点包括：钠是一种活泼的金属，容易与氧气、水等物质反应；钠的原子结构中，最外层只有一个电子，因此容易失去这个电子形成阳离子；钠的熔点和沸点相对较低，是一种柔软的金属；钠在化合物中通常显+1价。解析：第三周期中，金属性最强的元素是钠（Na）。钠的化学性质的主要特点包括：钠是一种活泼的金属，容易与氧气、水等物质反应，例如钠在空气中会迅速氧化形成氧化钠，钠与水反应会产生氢气和氢氧化钠。钠的原子结构中，最外层只有一个电子，因此容易失去这个电子形成阳离子，即Na+。钠的熔点和沸点相对较低，是一种柔软的金属，可以用刀切割。在化合物中，钠通常显+1价，例如钠与氯形成氯化钠（NaCl）。钠的这些化学性质使其在化学实验和工业生产中具有重要的应用价值。4.参考答案：同一主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，这是因为随着电子层数的增加，原子核对外层电子的吸引力减弱，导致原子半径增大。同时，电子层数的增加也使得原子结构更加复杂，外层电子与原子核的距离增加，因此原子半径增大。解析：同一主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，这是因为随着电子层数的增加，原子核对外层电子的吸引力减弱。原子核的正电荷增加，但由于电子层数的增加，外层电子与原子核的距离增加，因此原子核对外层电子的吸引力减弱。同时，电子层数的增加也使得原子结构更加复杂，外层电子与原子核的距离增加，因此原子半径增大。这一变化趋势在元素周期表中非常明显，是元素周期律的重要特征之一。5.参考答案：元素的第一电离能是指从一个中性原子中移除最外层一个电子所需的能量。同一主族元素自上而下，第一电离能呈现递减趋势，这是因为随着电子层数的增加，原子半径增大，核对外层电子的吸引力减弱，因此移除电子所需的能量减少。解析：元素的第一电离能是指从一个中性原子中移除最外层一个电子所需的能量。第一电离能是衡量原子失去电子能力的物理量，第一电离能越大，原子越难失去电子。同一主族元素自上而下，第一电离能呈现递减趋势，这是因为随着电子层数的增加，原子半径增大，核对外层电子的吸引力减弱。原子核的正电荷增加，但由于电子层数的增加，外层电子与原子核的距离增加，因此原子核对外层电子的吸引力减弱。因此，移除电子所需的能量减少，第一电离能递减。这一变化趋势在元素周期表中非常明显，是元素周期律的重要特征之一。6.参考答案：周期表中金属元素和非金属元素的分界线大致位于B族和Al族之间，包括B族和Al族元素。分界线附近的元素通常具有两性性质，即既有金属性又有非金属性。这些元素通常表现为半导体，例如硅（Si）和锗（Ge），它们在电子工业中具有重要的应用价值。解析：周期表中金属元素和非金属元素的分界线大致位于B族和Al族之间，包括B族和Al族元素。分界线附近的元素通常具有两性性质，即既有金属性又有非金属性。这些元素通常表现为半导体，例如硅（Si）和锗（Ge），它们在电子工业中具有重要的应用价值。两性元素的性质介于金属和非金属之间，它们既可以与酸反应，也可以与碱反应，形成盐类。例如，铝（Al）既可以与盐酸反应，也可以与氢氧化钠溶液反应。两性元素在化学和工业中具有重要的应用价值，例如铝是一种重要的轻金属，广泛应用于航空航天、建筑和包装等领域。7.参考答案：稀有气体的化学性质通常非常稳定，这是因为稀有气体的原子结构中，最外层电子层已经达到饱和状态，具有稳定的电子结构。稀有气体包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和氡（Rn），它们在元素周期表中位于第18族。解析：稀有气体的化学性质通常非常稳定，这是因为稀有气体的原子结构中，最外层电子层已经达到饱和状态，具有稳定的电子结构。稀有气体包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和氡（Rn），它们在元素周期表中位于第18族。由于稀有气体的最外层电子层已经达到饱和状态，因此它们不容易与其他元素形成化合物，具有非常稳定的化学性质。稀有气体在自然界中广泛存在，例如氩气被用于填充灯泡和荧光灯，氙气被用于制造特种气体灯泡。稀有气体的稳定性质使其在化学和工业中具有重要的应用价值。8.参考答案：四种不同族的元素及其在元素周期表中的位置和典型化学性质如下解析：四种不同族的元素及其在元素周期表中的位置和典型化学性质如下：①钠（Na），第1族，金属元素，具有活泼的金属性，容易与氧气、水等物质反应，形成Na+离子。钠是一种活泼的金属，容易与氧气反应形成氧化钠，与水反应产生氢气和氢氧化钠。②氯（Cl），第17族，非金属元素，具有强烈的非金属性，容易与金属形成盐类，形成Cl-离子。氯是一种强氧化剂，可以与金属反应形成氯化物，例如氯化钠（NaCl）。③硅（Si），第14族，类金属元素，具有两性性质，既可以与酸反应，也可以与碱反应，形成SiO2。硅是一种重要的非金属元素，广泛应用于半导体工业和建筑材料中。④氧（O），第16族，非金属元素，具有强烈的非金属性，容易与金属形成氧化物，形成O2-离子。氧是一种重要的非金属元素，是生命活动中必需的元素，也是大气中的主要成分之一。五、应用题1.参考答案：(1)元素X位于元素周期表中的第4周期第ⅦB族。(2)元素X的第一电离能与其同周期相邻元素相比偏低。因为元素X的3d轨道为半充满状态，比较稳定，需要更多的能量才能失去一个电子。(3)元素X的氢化物化学式是HCl。该氢化物稳定性与其同族其他氢化物相比较高，因为Cl的非金属性较强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素X的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，可以确定其位于元素周期表中的第4周期第ⅦB族。元素X的3d轨道为半充满状态，比较稳定，因此其第一电离能与其同周期相邻元素相比偏低。元素X的氢化物化学式是HCl，因为Cl是非金属元素，可以与H形成共价键。Cl的非金属性较强，因此HCl的稳定性与其同族其他氢化物相比较高。2.参考答案：(1)元素A为氮(N)，元素B为铝(Al)，元素C为硅(Si)。(2)ABC。因为同周期从左到右，原子序数增大，原子核对外层电子的吸引力增强，第一电离能逐渐增大。(3)HNO₃H₂CO₃H₂SiO₃。非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。解析：本题考查了元素周期律的应用。元素A原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，可以确定其最外层电子数为6，次外层电子数为2，因此元素A为氮(N)。元素B原子次外层电子数是核外电子总数的1/5，可以确定其核外电子总数为10，因此元素B为铝(Al)。元素C原子最外层电子数与次外层电子数之比为3:4，可以确定其最外层电子数为4，次外层电子数为3，因此元素C为硅(Si)。同周期从左到右，原子序数增大，原子核对外层电子的吸引力增强，第一电离能逐渐增