第23講元素周期表、元素周期律及其應(yīng)用1.(2024·黑、吉、遼卷，11,3分)如下反應(yīng)相關(guān)元素中，W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子，Q是ds區(qū)元素，焰色試驗(yàn)呈綠色。下列說法錯(cuò)誤的是()QZY4溶液eq\o(→,\s\up9(逐漸通入XW3至過量))QZX4Y4W12溶液A．單質(zhì)沸點(diǎn)：Z>Y>WB．簡(jiǎn)單氫化物鍵角：X>YC．反應(yīng)過程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y[答案]D[解析]W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即5個(gè)原子軌道(1s、2s、2px、2py、2pz)，則X可能為N、O、F；Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子，可能為C、O、Si、S；Q是ds區(qū)元素，焰色試驗(yàn)呈綠色，則Q為Cu元素；結(jié)合溶液中的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：CuSO4溶液中通入NH3至過量生成[Cu(NH3)4]SO4，推得W為H元素、X為N元素、Y為O元素、Z為S元素。S單質(zhì)常溫下為固體，H2、O2(或O3)為分子晶體，單質(zhì)沸點(diǎn)：Z>Y>W，A正確；NH3和H2O中N、O原子都是sp3雜化，N原子有1個(gè)孤電子對(duì)，O原子有2個(gè)孤電子對(duì)，H2O中孤電子對(duì)的斥力更大，故鍵角：NH3>H2O，B正確；CuSO4溶液中逐漸通入NH3，先生成藍(lán)色沉淀[Cu(OH)2]，繼續(xù)通入NH3生成[Cu(NH3)4]2＋，C正確；由[Cu(NH3)4]2＋的結(jié)構(gòu)可知，配位原子是氮原子(X)，D錯(cuò)誤。2．(2024·貴州卷，9,3分)某化合物由原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q組成(結(jié)構(gòu)如圖)。X的最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子數(shù)，Y是有機(jī)物分子骨架元素，Q和W能形成兩種室溫下常見的液態(tài)化合物。下列說法錯(cuò)誤的是()A．第一電離能：Y<Z<QB．該化合物中Q和W之間可形成氫鍵C．X與Al元素有相似的性質(zhì)D．W、Z、Q三種元素可形成離子化合物[答案]A[解析]已知W、X、Y、Z、Q為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Y是有機(jī)物分子骨架元素，故Y為C；X的最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子數(shù)，故X為Be；由題圖可知，W形成1個(gè)共價(jià)鍵，Q形成2個(gè)共價(jià)鍵，W的原子序數(shù)最小，且Q和W能形成兩種室溫下常見的液態(tài)化合物，故W為H、Q為O，形成的液態(tài)化合物為H2O和H2O2；Z的原子序數(shù)介于Y(C)和Q(O)之間，故Z為N。同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但是N的2p軌道為半充滿狀態(tài)，較為穩(wěn)定，第一電離能大于同周期相鄰元素，故第一電離能：C<O<N，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該化合物中與N原子相連的H原子能與O原子形成氫鍵，B項(xiàng)正確；根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，Be元素與Al元素具有相似的性質(zhì)，C項(xiàng)正確；H、N、O可形成離子化合物NH4NO3，D項(xiàng)正確。3．(2024·新課標(biāo)卷，11,6分)我國(guó)科學(xué)家最近研究的一種無(wú)機(jī)鹽Y3[Z(WX)6]2納米藥物，具有高效的細(xì)胞內(nèi)亞鐵離子捕獲和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，X和Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高。Z的M層未成對(duì)電子數(shù)為4。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．W、X、Y、Z四種元素的單質(zhì)中，Z的熔點(diǎn)最高B．在X的簡(jiǎn)單氫化物中，X原子軌道雜化類型為sp3C．Y的氫氧化物難溶于NaCl溶液，可溶于NH4Cl溶液D．Y3[Z(WX)6]2中，WX－提供電子對(duì)與Z3＋形成配位鍵[答案]A[解析]根據(jù)題意分析：W為C，X為N，Y為Mg，Z為Fe。Mg、Fe為金屬晶體，熔點(diǎn)較高，N2為分子晶體，熔點(diǎn)較低，C的單質(zhì)可能為金剛石(共價(jià)晶體)，熔點(diǎn)高于鐵單質(zhì)，A錯(cuò)誤；N(X)的簡(jiǎn)單氫化物NH3的中心N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋1＝4，雜化類型為sp3，B正確；NaCl為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，其溶液顯中性，NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，其溶液因NHeq\o\al(＋,4)水解顯酸性，可溶解Mg(OH)2，C正確；Fe3＋有空軌道，CN－有孤電子對(duì)，二者可形成配位鍵，D正確。知識(shí)拓展CN－中，C和N都有孤電子對(duì)，而C的電負(fù)性小，對(duì)電子的吸引能力弱，更容易提供孤電子對(duì)，則實(shí)際提供孤電子對(duì)形成配位鍵的原子為C。4．(2024·浙江1月卷，12,3分)X、Y、Z、M和Q五種主族元素，原子序數(shù)依次增大，X原子半徑最小，短周期中M電負(fù)性最小，Z與Y、Q相鄰，基態(tài)Z原子的s能級(jí)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，下列說法不正確的是()A．沸點(diǎn)：X2Z>X2QB．M與Q可形成化合物M2Q、M2Q2C．化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：M2Z>M2QD．YZeq\o\al(－,3)與QZeq\o\al(2－,3)離子空間結(jié)構(gòu)均為三角錐形[答案]D[解析]因?yàn)镠2O能形成分子間氫鍵，H2S不能形成分子間氫鍵，所以前者的沸點(diǎn)高于后者，A正確；S與O是同族元素，化學(xué)性質(zhì)相似，Na與O能形成Na2O和Na2O2，則Na與S可形成Na2S和Na2S2，B正確；電負(fù)性：O>S，則O與Na的電負(fù)性之差>S與Na的電負(fù)性之差，所以化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：Na2O>Na2S，C正確；NOeq\o\al(－,3)中N原子的成鍵電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(1,2)×(5＋1－2×3)＝0，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，SOeq\o\al(2－,3)中S原子的成鍵電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋2－2×3)＝1，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，D錯(cuò)誤。5．(2024·福建卷，4,4分)某非線性光學(xué)晶體由鉀元素(K)和原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種短周期元素組成。X與Y、Z與W均為同周期相鄰元素，X的核外電子總數(shù)為最外層電子數(shù)的2倍，Z為地殼中含量最多的元素。下列說法正確的是()A．簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：Z>WB．YW3分子的空間構(gòu)型為三角錐形C．原子半徑：Y<X<Z<WD．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：X<Y[答案]A[解析]X為Be，Y為B，Z為O，W為F。H2O常溫下為液態(tài)，HF常溫下為氣態(tài)，沸點(diǎn)：H2O>HF，A正確；YW3為BF3，中心B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3且沒有孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為平面三角形，B錯(cuò)誤；四種元素為同周期主族元素，原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減小，原子半徑：Be>B>O>F，即X>Y>Z>W，C錯(cuò)誤；金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性：Be>B，則堿性：Be(OH)2>H3BO3，D錯(cuò)誤。6．(2023·全國(guó)乙卷，10,6分)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無(wú)色無(wú)味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡(jiǎn)單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是()A．X的常見化合價(jià)有－1、－2B．原子半徑大小為Y>X>WC．YX的水合物具有兩性D．W單質(zhì)只有4種同素異形體[答案]A[解析]W、X、Y均為短周期元素，簡(jiǎn)單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)，可得X為O、Y為Mg；W、X、Y形成的化合物溶于稀鹽酸有無(wú)色無(wú)味氣體生成，則該氣體應(yīng)為CO2，則W為C。O元素常見的化合價(jià)有－1、－2，A項(xiàng)正確；原子半徑大小為Mg>C>O，即Y>W>X，B項(xiàng)錯(cuò)誤；MgO的水合物為Mg(OH)2，屬于中強(qiáng)堿，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳單質(zhì)有石墨、金剛石、C60、C70、C120等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。本講要點(diǎn)速記：1．牢記1～7周期的元素種類數(shù)：2、8、8、18、18、32、32。2．掌握五個(gè)關(guān)系式(1)質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。(2)電子層數(shù)＝周期序數(shù)。(3)最外層電子數(shù)