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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 元素周期表
题号 1 2 2－1 2－2 2－3 3 4 5 6 6－1 6－2 6－3 7 8
答案
一、单项选择题
1．(2011•福建高考)依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是( )
A．H3BO3的酸性比H2CO3的强
B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R>M
2．(2012•湛江模拟)右下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
A．常压下五种元素的单质中W单质的沸点最高
B．Z元素的最高价氧化物的水化物酸性最强
C．X的氢化物比同族元素的氢化物沸点低
D．Y、Z和W的阴离子半径依次增大
2题变式
2－1.(2012•肇庆模拟)X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，它们在周期表中的相对位置如下图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中正确的( )
X Y
Z W
A.Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H3YO4
B．原子半径由小到大的顺序为：X<Z<Y<W
C．与同浓度的盐酸反应，Z比W更剧烈
D．X的氧化物不能与Z单质反应
2－2.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如下表所示，下列说法正确的是( )
A．X的非金属性最强
B．X单质的熔点比Z的低
C．Z的氢化物的稳定性比Y的强
D．Y的最高正化合价为＋7
2－3.元素周期表短周期的一部分如下表所示。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，正确的是( )
A．D在过量的B中燃烧的主要产物为DB3
B．C的氢化物的水溶液酸性比E的强
C．A与B形成的阴离子可能有AB2－3、A2B2－4
D．E单质中由于形成了氢键，所以很容易液化
3．(2011•厦门质检)美日科学家因在研究“钯催化交叉偶联反应”所作出的杰出贡献，获得了2010年诺贝尔化学奖。钯(Pd)元素的原子序数为46，下列叙述错误的是( )
A.102 46Pd和103 46Pd互为同位素
B．钯是第五周期元素
C．Pd2＋核外有48个电子
D.108 46Pd的原子核内有62个中子
3．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )
族
周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
二 c d
三 a b e f
A.e的氢化物比d的氢化物稳定
B．a、b、e三种元素的原子半径：e＞b＞a
C．六种元素中，c元素单质的化学性质最活泼
D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
4．(2012•山东诸城月考)下列说法正确的是( )
A．ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
B．ⅥA族中氢化物最稳定的元素，其最高价含氧酸的酸性也最强
C．某一元素可能既显金属性，又显非金属性
D．短周期中，同周期元素所形成的简单离子的半径，从左到右逐渐减小
5．(2012•杭州师大附中月考)下列叙述正确的是( )
A．由同种元素组成的物质肯定属于纯净物
B．一种元素可形成多种离子，但只能是带同种电荷的离子
C．含金属元素的离子不一定都是阳离子
D．具有相同质子数的粒子都属于同种元素
6．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是( )
A.aA＋m(A－N＋m) mol B.aA(A－N) mol
C.aA＋m(A－N) mol D.aA(A－N＋m) mol
6题变式
6－1.X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果aXm＋、bYn＋、cZn－、dRm－四种离子的电子层结构相同，则下列关系正确的是( )
A．a－c＝m－n B．a－b＝n－m
C．c－d＝m＋n D．b－d＝n＋m
6－2.某元素的一个原子形成的离子可表示为baXn－，下列说法正确的是( )
A.baXn－含有的中子数为a＋b
B.baXn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为b6.02×1023 g
6－3.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有( )
A．1对 B．2对 C．3对 D．4对
二、双项选择题
7．(2011•深圳调研)下表是元素周期表的一部分，X、Y、Z、W均为短周期元素，X、Z的质子数之和为21。下列说法正确的是( )
X Y
Z W
A.X元素最多可形成六种氧化物
B．Y元素的最高价氧化物的水化物是含氧酸中酸性最强的
C．X元素的非金属性比Y元素非金属性强
D．Z和X能以共价键结合形成一种无机非金属材料
8．(2012•广东高考)下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是( )
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．气态氢化物的稳定性：R＞W
C．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
三、非选择题
9．下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
族
周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ① ②
三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
四 ⑨ ⑩
(1)⑤和⑧的元素符号是________和________。
(2)表中最活泼的金属是________，非金属性最强的元素是________(填写元素符号)。
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是________(填名称)，分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：_______________________________________________________
_________________________________________________________________________________________。
(4)请设计一个实验方案，比较⑦、⑩单质氧化性的强弱：__________________________________________________________________________________________________________。
10．(2012•西南大学附中月考)A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族，B、C同周期；B原子最外层电子数是次外层的两倍；在周期表中A的原子半径最小；C是地壳中含量最多的元素，C是F不同周期的邻族元素；E和F的原子序数之和为30。由于上述六种元素中的两种元素组成的甲、乙、丙、丁、戊、己六种化合物如下表所示：
元素形成的化合物
化合物 甲 乙 丙
各元素原
子个数比 n(A) n(C)＝
2 1
n(A) n(C)＝1 1
n(B) n(A)＝
1 4
化合物 丁 戊 己
各元素原
子个数比 n(D) n(B)
n(C)＝2 1 3
n(E) n(F)＝
1 3
n(B) n(F)＝
1 4
请完成下列问题：
(1)D的离子结构示意图为______________，己的空间构型为______________。
(2)向含有1 mol乙的水溶液中加入MnO2，该反应中电子转移的物质的量为________mol。
(3)8 g丙完全燃烧，生成液态水和CO2，放出445 kJ的热量，则丙燃烧的热化学方程式为_____________________________。
(4)F的单质与甲反应的离子方程式为_________________。
(5)将丁与戊两种水溶液混合，发生反应的离子方程式为_____________________________________。
11．(2012•泰安模拟)A、B、C、D为常见气态单质。已知：
①A和B可以在放电条件下发生化合反应，其产物还可与B化合生成红棕色气体；
②C分别与A、B反应生成的两种化合物分子中都含有10个电子；
③C和D反应生成的化合物易溶于水，在其溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀。
请回答：
(1)C和D反应生成的化合物1 mol所含的电子数______NA。
(2)上述②中化合物的热稳定性________强于________(填写化学式)。
(3)将D通入B、C生成的化合物中，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(4)A、C、D所含元素可组成一种离子化合物，该化合物发生水解反应的离子方程式是____________________________。
12．(2012•福建高考)(1)元素M的离子与NH＋4所含电子数和质子数均相同，则M的原子结构示意图为________________________。
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为________________________________。
(3)能证明Na2SO3溶液中存在SO2－3＋H2O HSO－3＋OH－水解平衡的事实是__________________(填序号)。
A．滴入酚酞溶液变红，再加入H2SO4溶液红色褪去
B．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色褪去
C．滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族，化合物Cu2X和Cu2Y可发生如下转化(其中D是纤维素水解的最终产物)：
Cu2X――――→过量浓硝酸澄清溶液――――――――――→一定量NaOH溶液悬浊液――――→D的溶液△Cu2Y(砖红色沉淀)
①非金属X______________Y(填“＞”或“＜”)；
②Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成，化学方程式为_______________________________________________。
(5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)＋B(g)??2C(g)＋D(s)反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高，简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：________________________________________________。
物 质 A B C D
起始投料/mol 2 1 2 0
参考答案
一、单项选择题
1．解析：C的非金属性比B强，故H2CO3的酸性比H3BO3强，A项错误；Mg的金属性比Be强，故Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2强，B项正确；HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，C项错误；M＋和R2－的核外电子层结构相同，则M在R的下一周期，原子序数：M>R，D项错误。
答案：B
2．解析：根据元素周期表的结构可推知，X为N，Y为S，Z为Cl，R为Ar，W为Br。常压下五种元素的单质中Y(S)单质的沸点最高，A错；Z元素的最高价氧化物的水化物——高氯酸酸性最强，B正确；X(N)的氢化物因存在氢键，比同族氢化物沸点高，C错；Y、Z的阴离子电子数相同，但Y的质子数少，半径大，D错。
答案：B
2题变式
2－1.解析：X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，且位置如图示，可知这四种元素处于第二、三周期，再由Z元素原子核外K层与M层电子数相等为突破口——推知Z为镁，既而可知：W为铝，X为碳，Y为氮。Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式为HNO3，A错；原子半径：同周期从左往右逐渐变小，从上往下逐渐增大，可知Z>W>X>Y，B错；由于镁比铝活泼，与同浓度盐酸反应也相应比较剧烈，C正确；镁能与CO2反应，D错。
答案：C
2－2.解析：根据三种元素的相对位置，可以推断X为He、Y为F、Z为S。F的非金属性最强，A项错误；氦气的熔点比硫的低，B项正确；HF的稳定性比H2S的强，C项错误；F元素没有正化合价，D项错误。
答案：B
2－3.解析：根据五种元素在元素周期表中的相对位置，可以确定A为碳、B为氧、C为氟、D为硫、E为氯。A项，硫在氧气中燃烧生成SO2，错；B项，氢氟酸为弱酸，其酸性比盐酸弱，错误；C项，碳与氧形成的阴离子较多，AB2－3为碳酸根离子，A2B2－4为草酸根离子，正确；D项，氯气单质分子中没有氢原子，也就不存在氢键，错误。
答案：C
3．D
4．解析：A项，比如Na的金属性比Ca弱，A错；B项，ⅥA族中氢化物最稳定的元素为氧，它无最高价含氧酸，B错；C项，该元素可以是Al，正确；D项，比如Mg2＋半径比Cl－小，D错。
答案：C
5．解析：A项，如C可以同时组成多种同素异形体的混合物；B项，如铝元素可以形成Al3＋也可以形成AlO－2，所以C项正确、B项错误；D项，具有相同质子数的粒子，可以是分子，也可以是阴阳离子，故D错。
答案：C
6．解析：本题考查质量数、质子数、中子数的关系。X中含有的质子数＝A－N,1 mol HmX中含有的质子的物质的量＝(A－N＋m) mol，则a g HmX中含有的质子的物质的量＝aA＋m(A－N＋m) mol。
答案：A
6题变式
6－1.解析：对于阳离子来说：核外电子数＝质子数－阳离子的电荷数；对于阴离子来说：核外电子数＝质子数＋阴离子的电荷数。所以题给四种离子的核外电子数为aXm＋：a－m，bYn＋：b－n，cZn－：c＋n，dRm－：d＋m。由于四种离子电子层结构相同，故四种离子的核外电子数相等，即a－m＝b－n＝c＋n＝d＋m，由上式可得a－b＝m－n，a－c＝m＋n，c－d＝m－n，b－d＝m＋n。
答案：D
6－2.解析：baXn－中a表示质子数，b表示质量数，n-表示X得到n个电子，则其含有的中子数为b－a，电子数为a＋n。1 mol baXn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为b6.02×1023 g。
答案：D
6－3.解析：解答此类习题时，首先把指定范围内的元素符号、原子序数写出，然后根据指定条件和要求进行联想、重组得出结论。在周期表的前10号元素中，电子层数之比只有1 2，最外层电子数之比与之相等，若为1 2，则为H和Be；若为2 4，则为He和C。
答案：B
二、双项选择题
7．解析：结合X、Z的质子数之和为21，可分析出X为氮、Y为氟、Z为硅、W为硫。A项正确；B项中不存在Y元素的氧化物；C项X元素的非金属性比Y元素非金属性弱；D项正确。
答案：AD
8．解析：从图看知：X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。A项应该是Y＞Z＞X。C项硫酸为共价化合物。
答案：BD
三、非选择题
9．(1)Si Ar (2)K F
(3)铝 2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O
Al(OH)3＋KOH===KAlO2＋2H2O
(4)将⑦单质(Cl2)通入盛有⑩的钠盐(NaBr)溶液中，加入四氯化碳并振荡，看四氯化碳层是否呈橙色，若呈橙色，则说明Cl2氧化性强于Br2
10．解析：B原子最外层电子数是次外层的两倍，可推知B为碳；在周期表中A的原子半径最小，推得A为氢；C是地壳中含量最多的元素，C是氧；C是F不同周期的邻族元素，E和F的原子序数之和为30，推得F为氯，E为铝；最后推知A、D同族，D为钠。甲为H2O；乙为H2O2；丙为CH4；丁为Na2CO3；戊为AlCl3；己为CCl4。
(1)D的离子结构示意图为 ，己的空间构型类似甲烷结构，为正四面体型。
(2)1 mol乙的水溶液中加入MnO2，生成氧气，转移的电子数为2 mol。
(3)CH4(g)＋2O2(g)=====点燃CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ•mol－1。
(4)Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO。
(5)将丁与戊两种水溶液混合，发生双水解反应：2Al3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑。
答案：(1) 正四面体
(2)2
(3)CH4(g)＋2O2(g)=====点燃CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ•mol－1
(4)Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO
(5)2Al3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
11．解析：中学化学中常见的气体单质有H2、O2、N2、F2、Cl2。单质A与单质B在放电条件下发生化合反应，其产物与单质B化合生成红棕色气体(NO2)推知：A为N2，B为O2。常见的10电子的化合物分子有CH4、NH3、H2O、HF，所以单质C为H2，C与单质D反应生成易溶于水的化合物，且往其溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，所以单质D为Cl2。
答案：(1)18
(2)H2O NH3
(3)Cl2＋H2O?? HCl＋HClO
(4)NH＋4＋H2O?? NH3•H2O＋H＋
12．解析：(1)10电子，11质子的单核离子为钠离子，则M的原子结构示意图为 。
(2)氢氧化铝不能溶于过量的氨水中，则硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为：Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。
(3)此题关键是亚硫酸离子水解生成的OH－使得酚酞试液变红，还有可能是亚硫酸离子本身能使酚酞试液变红，所以要排除亚硫酸离子的干扰，C正确。
(4)悬浊液与D溶液(葡萄糖溶液)生成砖红色沉淀氧化亚铜，则Y为O元素，X、Y同主族，则X为S元素。
(5)测得反应后，体系压强增大，达到平衡前，反应逆向进行。如果正反应是放热的情况下，则升高温度，逆向进行，因此平衡常数随着温度的升高而减小。
答案：(1)
(2)Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
(3)C
(4)①＜ ②Cu2O＋6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O
(5)平衡常数随着温度的升高而减小