2022屆新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)元素周期表與元素周期律學(xué)案1

元素周期表與元素周期律1．(2021·山東等級(jí)考)X、Y為第三周期元素、Y最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，二者形成的一種化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．原子半徑：X>YB．簡(jiǎn)單氫化物的還原性：X>YC．同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強(qiáng)D．同周期中第一電離能小于X的元素有4種【解析】選D。Y位于第三周期，且最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，則Y是Cl元素，由X、Y形成的陰離子和陽(yáng)離子知，X與Y容易形成共價(jià)鍵，根據(jù)化合物的形式知X是P元素。A.P與Cl在同一周期，則P半徑大，即X>Y，A項(xiàng)不符合題意；B.兩者對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別是PH3和HCl，陰離子半徑P3－>Cl－，所以PH3的失電子能力強(qiáng)，還原性強(qiáng)，即X>Y，B項(xiàng)不符合題意；C.同周期元素從左往右，金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)，各元素對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)還原性減弱，非金屬單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)，所以Cl2的氧化性最強(qiáng)，C項(xiàng)不符合題意；D.同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能；所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5種，D項(xiàng)符合題意。2.(2021·廣東選擇考)一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中，X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說(shuō)法不正確的是()A．XEZ4是一種強(qiáng)酸B．非金屬性：W＞Z＞YC．原子半徑：Y＞W(wǎng)＞ED．ZW2中，Z的化合價(jià)為＋2價(jià)【解析】選C。題給化合物結(jié)構(gòu)中X、W、E均形成1個(gè)共價(jià)鍵、Y形成4個(gè)共價(jià)鍵、Z形成2個(gè)共價(jià)鍵。X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子，則X為氫元素；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，則Y為碳元素，Z為氧元素，W為氟元素；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子，則E為氯元素，綜合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分別為H、C、O、F、Cl。氯元素非金屬性較強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物HClO4是一種強(qiáng)酸，故A正確；同一周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng)，所以非金屬性：F>O>C，故B正確；同一周期從左到右原子半徑逐漸減小，同一主族從上到下原子半徑逐漸增大，電子層越多半徑越大，所以原子半徑：Cl>C>F，故C錯(cuò)誤；OF2中，F(xiàn)為－1價(jià)，則O的化合價(jià)為＋2價(jià)，故D正確。3．(2021·湖南選擇考)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和，Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e－分子。下列說(shuō)法正確的是()A．簡(jiǎn)單離子半徑：Z＞X＞YB．W與Y能形成含有非極性鍵的化合物C．X和Y的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X＞YD．由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性【命題意圖】本題考查了元素周期表與元素周期律，旨在考查學(xué)生對(duì)元素周期表結(jié)構(gòu)的掌握情況和元素周期律知識(shí)的運(yùn)用情況?！窘馕觥窟xB。Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，則Z的核外有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為1，即為Na元素，W與X能形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18電子的分子，則形成的化合物為N2H4，所以W為H元素，X為N元素，Y的原子序數(shù)是W和X的原子序數(shù)之和，則Y為O元素。離子的電子層數(shù)相同時(shí)，原子序數(shù)越小，半徑越大，即離子半徑大小為N3－＞O2－＞Na＋，即簡(jiǎn)單離子半徑為X＞Y＞Z，故A錯(cuò)誤；W為H，Y為O，能形成H2O2，含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵，故B正確；X的最簡(jiǎn)單氫化物為氨氣，Y的最簡(jiǎn)單氫化物為水，水的沸點(diǎn)高于氨氣，即最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)為Y＞X，故C錯(cuò)誤；由W、X、Y三種元素形成的化合物有硝酸、硝酸銨、氨水等，硝酸、硝酸銨顯酸性，氨水顯堿性，故由W、X、Y三種元素組成的化合物不一定都顯酸性，故D錯(cuò)誤。4．(2021·湖南選擇考節(jié)選)硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。SiCl4與N-甲基咪唑()反應(yīng)可以得到M2＋，其結(jié)構(gòu)如圖所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)___________________，H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________________，1個(gè)M2＋中含有____________________個(gè)σ鍵?！窘馕觥坑煞肿咏Y(jié)構(gòu)可知，分子中含有雜化方式為sp3雜化的單鍵碳原子和sp2雜化的雙鍵碳原子；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镹>C>H，則元素電負(fù)性的大小順序?yàn)镹>C>H；M2＋的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵，單鍵和配位鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵，則離子中含有54個(gè)σ鍵。答案：sp2、sp3N>C>H545．(1)(2020·全國(guó)Ⅰ卷)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。Li及周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是________________________________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是___________________________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(2)(2020·全國(guó)Ⅲ卷)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲(chǔ)氫材料。H、B、N中，原子半徑最大的是__________。根據(jù)對(duì)角線(xiàn)規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素_______________________的相似?！窘馕觥?1)同主族元素，從上至下，原子半徑增大，第一電離能逐漸減小，所以I1(Li)＞I1(Na)；同周期元素，從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但由于第ⅡA族元素基態(tài)原子s能級(jí)軌道處于全充滿(mǎn)的狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同一周期的第ⅢA族元素，因此I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)；(2)H、B、N中，H的電子層數(shù)最少，原子半徑最小(H是所有元素中原子半徑最小的元素)；而B(niǎo)、N同周期，電子層數(shù)相同，但是N的核電荷數(shù)大，所以原子半徑小，所以三種元素中原子半徑最大的是B。由于周期表中B的對(duì)角線(xiàn)元素為Si，所以根據(jù)對(duì)角線(xiàn)規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素Si的相似。答案：(1)Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，故第一電離能更小Li、Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)；但由于基態(tài)Be原子的s能級(jí)軌道處于全充滿(mǎn)狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的(2)B硅(或Si)1．試題特點(diǎn)高考對(duì)這部分內(nèi)容的考查主要是根據(jù)位、構(gòu)、性三者之間的關(guān)系設(shè)置題意，考查周期表的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的性質(zhì)規(guī)律，試題難度適中，是考試的得分點(diǎn)。2．命題角度對(duì)于元素周期律的考查是本部分內(nèi)容的重點(diǎn)，主要考查方向有粒子半徑大小比較規(guī)律、化合價(jià)變化規(guī)律、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸堿性強(qiáng)弱規(guī)律、非金屬氫化物熱穩(wěn)定性規(guī)律、金屬性和非金屬性變化規(guī)律、電負(fù)性和第一電離能規(guī)律等。認(rèn)識(shí)元素周期表元素周期表的結(jié)構(gòu)已知五種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如表：元素代號(hào)ABCDE原子半徑/nm0.1600.1430.1020.0890.074主要化合價(jià)＋2＋3＋6、－2＋2－2下列敘述正確的是()A．A、B的單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)的速率：B>AB．B的氧化物具有兩性C．C和E在常溫下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D．A和E能形成共價(jià)化合物【解析】選B。這幾種元素都是短周期元素，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，A、D位于第ⅡA族且A原子半徑大于D，則A是Mg、D是Be；B位于第ⅢA族，B原子半徑小于A而大于D，為Al元素；C和E位于第ⅥA族，且C是S元素、E是O元素；A.Mg的金屬性大于Al，則Mg、Al與鹽酸反應(yīng)的速率：Mg＞Al，故A錯(cuò)誤；B.Al2O3是兩性氧化物，能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，故B正確；C.S在O2中燃燒生成SO2，故C錯(cuò)誤；D.MgO是離子化合物，故D錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：明確元素周期表結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)及元素化合物性質(zhì)是解本題關(guān)鍵。主族元素中，元素的最高正化合價(jià)與其族序數(shù)相等(O、F元素除外)，其最低負(fù)化合價(jià)＝該元素族序數(shù)－8；同一周期元素原子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，同一主族元素原子半徑隨著原子序數(shù)增大而增大，原子電子層數(shù)越多其原子半徑越大。一表網(wǎng)盡周期律項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)逐漸增大逐漸增大電子層數(shù)相同逐漸增多原子半徑逐漸減小逐漸增大離子半徑陽(yáng)離子逐漸減小，陰離子逐漸減小，r(陰離子)>r(陽(yáng)離子)逐漸增大元素性質(zhì)化合價(jià)最高正化合價(jià)由+1→+7(O、F除外)負(fù)化合價(jià)=-(8-主族序數(shù))(H除外)相同最高正化合價(jià)=主族序數(shù)(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸減弱氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性堿性逐漸減弱酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸減弱元素的第一電離能逐漸增大趨勢(shì)逐漸減小趨勢(shì)元素的電負(fù)性逐漸增大趨勢(shì)呈現(xiàn)減小趨勢(shì)(2020·山東等級(jí)考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說(shuō)法正確的是()A．第一電離能：W>X>Y>Z B．簡(jiǎn)單離子的還原性：Y>X>WC．簡(jiǎn)單離子的半徑：W>X>Y>Z D．氫化物水溶液的酸性：Y>W【解析】選C。四種短周期主族元素，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，若X為第二周期元素原子，則X可能為Be或O，若X為第三周期元素原子，則均不滿(mǎn)足題意，Z與X能形成淡黃色化合物Z2X2，該淡黃色化合物為Na2O2，則X為O元素，Z為Na元素；Y與W的最外層電子數(shù)相同，則Y為F元素，W為Cl元素。同一周期從左向右第一電離能總趨勢(shì)為逐漸增大，同一主族從上到下第一電離能逐漸減小，故四種元素中第一電離能從大到小的順序?yàn)镕＞O＞Cl＞Na，A錯(cuò)誤；O、F、Cl三種元素的簡(jiǎn)單離子中，F(xiàn)－還原性最弱，B錯(cuò)誤；電子層數(shù)越多簡(jiǎn)單離子半徑越大，相同結(jié)構(gòu)的離子，原子序數(shù)越大半徑越小，故四種元素中離子半徑從大到小的順序?yàn)镃l－＞O2－＞F－＞Na＋，C正確；F元素的非金屬性強(qiáng)于Cl元素，則形成氫化物后F原子束縛H原子的能力強(qiáng)于Cl原子，在水溶液中HF不容易發(fā)生電離，故HCl的酸性強(qiáng)于HF，D錯(cuò)誤。根據(jù)元素化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷1．R、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，a、b、c、d分別是這4種元素的單質(zhì)。已知：Y是地殼中含量最高的金屬元素。向甲的溶液中通入丙氣體，產(chǎn)生白色沉淀，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．元素對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單離子的半徑：Y>Z>XB．元素非金屬性：Z>R>XC．Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是強(qiáng)堿D．元素最高化合價(jià)：Z>X>Y>R【解析】選D。Y是地殼中含量最高的金屬元素，則Y是鋁元素，c是金屬Al，甲是含鋁化合物。向甲的溶液中通入丙氣體，產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀是氫氧化鋁，丙氣體溶于水溶液呈堿性，則丙為氨氣。中學(xué)學(xué)過(guò)的兩種氣體相遇產(chǎn)生白煙的有氨氣與氯化氫、氨氣與硝酸蒸氣等。結(jié)合R、X、Y、Z是短周期元素及框圖信息可知，丁為氯化銨，乙為氯化氫。則R為H，X為N，Y為Al，Z為Cl。A項(xiàng)，最外層電子數(shù)相等時(shí)，離子的電子層數(shù)越多，離子半徑越大；電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小。所以，離子半徑r(Cl－)>r(N3－)>r(Al3＋)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NH3、N2H4中N為負(fù)化合價(jià)，H為正化合價(jià)，說(shuō)明N吸引電子的能力比H的強(qiáng)，即N的非金屬性比H的強(qiáng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Cl、N、Al、H的最高化合價(jià)分別為＋7、＋5、＋3、＋1，正確。結(jié)構(gòu)與位置結(jié)合判斷性質(zhì)2．如圖所示的X、Y、Z、W四種短周期元素的原子最外層電子數(shù)之和為22，下列說(shuō)法正確的是()XYZWA.X、Y、W三種元素最低價(jià)氫化物的沸點(diǎn)依次升高B.Z、X、W三種元素氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性依次增強(qiáng)C．由X、W和氫三種元素形成的化合物中只含共價(jià)鍵D．X、Z形成的二元化合物是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料【解析】選D。根據(jù)X、Y、Z、W在元素周期表的位置可知X和Y位于第二周期，Z和W位于第三周期，設(shè)Z元素原子的最外層電子數(shù)為a，則X、Y、W的原子的最外層電子數(shù)分別為a＋1、a＋2、a＋3；有a＋a＋1＋a＋2＋a＋3＝22，得a＝4，Z的最外層電子數(shù)為4，Z元素為Si，同理可知X、Y、W分別為N、O、Cl。X、Y、W三種元素最低價(jià)氫化物分別為NH3、H2O、HCl，由于NH3、H2O分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)會(huì)升高，因此沸點(diǎn)最高的是H2O，最低的是HCl，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Z、X、W元素氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性不一定依次增強(qiáng)，如Cl的含氧酸中的HClO為弱酸，其酸性比N的最高價(jià)氧化物的水化物HNO3的弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；X、W和H三種元素形成的化合物為NH4Cl等，NH4Cl為離子化合物，其中既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Z和X形成的二元化合物為氮化硅，氮化硅是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，D項(xiàng)正確。物質(zhì)的特性—推斷的突破口3．(2021·全國(guó)甲卷)W、X、Y