第2讲 元素周期律和元素周期表[考纲要求] 1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。考点一 元素周期表1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。2．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。3．编排原则(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。4．元素周期表的结构5．元素周期表中的特殊位置(1)分区①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。②各区位置：分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。(2)过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元30\n素都是金属元素。(3)镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。6．元素周期表结构中隐含的两条规律：(1)同周期主族元素原子序数差的关系①短周期元素原子序数差＝族序数差；②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24；③四、五周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，六周期为25。(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系①ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32；②ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32；③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。深度思考1．下面的虚线框中每一列、每一行相当于元素周期表的每一族和每一周期，但它的列数和行数都多于元素周期表。请在下面的虚线框中用实线画出元素周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属与非金属的分界线和第Ⅷ族的轮廓。答案2．(1)甲、乙是元素周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是________(填序号)。A．x＋2B．x＋4C．x＋8D．x＋1830\n(2)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是________(填序号)。A．n＝m＋1B．n＝m＋18C．n＝m＋25D．n＝m＋11答案 (1)B (2)B解析 因前六周期中元素的数目分别为2、8、8、18、18、32；同一主族中乙的原子序数可以是x＋2、x＋8、x＋18、x＋32，也可以是x－2、x－8、x－18、x－32。对于第一、二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；而对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。3．若A、B是相邻周期同主族元素(A在B上一周期)，A、B所在周期分别有m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系为________________。答案 y＝x＋m或y＝x＋n解析 当A、B在ⅠA族和ⅡA族时，y＝x＋m，当A、B在ⅢA～ⅦA族时，y＝x＋n。题组一 元素周期表结构的考查1．下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是( )答案 C解析 本题常由于对于元素周期表的结构掌握不实造成错误。根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分别为2,8,8,18,18,32，由此分析比较得出A符合题意。2.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为( )A．5x＋10B．5xC．5x＋14D．5x＋16答案 A30\n直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系(1)(2)(3)题组二 元素周期表中元素性质的考查3．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如表所示。下列说法中，正确的是( )A．W的最高价氧化物对应的水化物是强酸B．Y的原子半径在同周期主族元素中最大C．W的非金属性比Z的弱D．Z的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强答案 A解析 根据四种元素在周期表中的相对位置关系，可以推断X为He，Y为F，Z为S，W为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是强酸，A对；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此Y的原子半径在同周期主族元素中最小，B错；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此非金属性W＞Z，C错；S为ⅥA族元素，ⅥA族元素中O的气态氢化物最稳定，D错。4.元素周期表短周期的一部分如表所示。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DB3B．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AB、A2BD．E单质中由于形成了氢键，所以很容易液化答案 C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SO230\n，错；B项，氢氟酸为弱酸，其酸性比盐酸的弱，错；C项，碳与氧形成的阴离子较多，AB为碳酸根离子，A2B为草酸根离子，对；D项，氯气单质分子中没有氢原子，也就不存在氢键，错。考点二 元素周期律1．定义元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2．实质元素原子核外电子排布周期性变化的结果。3．具体表现形式项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子)逐渐增大性质化合价最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)相同最高正化合价＝主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱4.元素金属性强弱的比较(1)结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强。(2)位置比较法30\n(3)实验比较法5．元素非金属性强弱的比较(1)结构比较法：最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强。(2)位置比较法(3)实验比较法注意 (1)通常根据元素原子在化学反应中得、失电子的难易判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据得、失电子的多少。(2)通常根据最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸碱性的强弱来判断。深度思考(1)下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________。①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S大 ④HCl的还原性比H2S弱 ⑤HClO4的酸性比H2SO4强 ⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS ⑦Cl2能与H2S反应生成S ⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧 ⑨还原性：Cl－＜S2－(2)有三种金属元素A、B、C，在相同条件下，B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强；若将A、C相连后投入稀硫酸中，发现C表面有明显气泡产生。则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的顺序是________。答案 (1)③④⑤⑥⑦⑧⑨ (2)B＞A＞C解析 (1)元素原子得电子能力的强弱与元素氢化物的溶解性无关，所以①不符合题意；氢化物的酸性强弱和元素原子得电子能力大小没有固定的对应关系，所以②也不符合题意，其他均符合题意。(2)由金属B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强，可判断失电子能力B＞A；又根据A与C形成原电池，C作正极，可判断失电子能力A＞C，故三种金属元素的原子失电子能力B＞A＞C。题组一 元素性质的直接判断1．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA二cd三abefA.e的氢化物比d的氢化物稳定30\nB．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>aC．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答案 D解析 结合元素周期表考查元素周期律。容易判断出a为Na、b为Mg、c为C、d为O、e为S、f为Cl。以下各选项可据此判断。本题若不推出具体元素，结合“位—构—性”也可作答。氢化物的稳定性取决于元素的非金属性强弱，d、e是同族元素，非金属性从上到下减弱，因而氢化物稳定性也减弱，A错；同一周期元素，半径从左到右逐渐减小，a＞b＞e，B错；C是第ⅣA族元素，性质最稳定，C错；最高价氧化物对应的水化物酸性取决于元素的非金属性强弱，非金属性越强，酸性越强，元素的非金属性：c＜e＜f，因此酸性依次增强，D对。2．依据元素周期表及元素周期律，下列推测正确的是( )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答案 B解析 本题考查元素周期表与元素周期律知识，意在考查考生运用元素周期律判断元素及其化合物性质的能力。硼、碳同周期，硼在碳的左边，故硼酸的酸性弱于碳酸的，A项错误；镁、铍同主族，镁在下方，故Mg(OH)2的碱性强，B项正确；同主族元素从上到下，其氢化物的热稳定性依次减弱，C项错误；阴、阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数较小，D项错误。3．下列说法正确的是( )A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果答案 D解析 本题考查离子键和元素周期律的知识。阴、阳离子间存在静电吸引力和静电排斥力，两种作用力平衡时，形成离子键，A选项错误；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强，B选项错误；第三周期非金属元素的最高价含氧酸或者最高价氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强，C选项错误；D选项正确。30\n题组二 “原子半径、元素化合价”规律应用4．根据表中短周期元素性质的数据判断，下列说法正确的是( )元素编号元素性质 ①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/10－10m0.661.361.231.100.991.540.701.18最高或最低化合价＋2＋1＋5＋7＋1＋5＋3－2－3－1－3A.元素①⑧形成的化合物具有两性B．元素⑦位于第三周期Ⅴ族C．元素④⑤形成的化合物是离子化合物D．元素③的最高价氧化物对应的水化物碱性最强答案 A解析 ①只有－2价，可知①为氧。③⑥只有＋1价，由原子半径关系可知③为锂，⑥为钠。④⑦为ⅤA族元素，由原子半径关系可知④为磷，⑦为氮。⑤的最高化合价为＋7，则⑤为氯(氟无正价)。②为ⅡA族元素，由原子半径关系可知②为镁(比③锂大)，同理⑧为铝。A中①⑧形成的氧化铝具有两性，A正确；B中⑦应位于第二周期ⅤA族；C中形成的PCl3或PCl5均为共价化合物；元素⑥的最高价氧化物对应的水化物碱性最强，D不正确。5．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：元素符号XYZRT原子半径(nm)0.1600.0800.1020.1430.074主要化合价＋2＋2－2，＋4，＋6＋3－2根据表中信息，判断以下说法正确的是( )A．单质与稀硫酸反应的速率快慢：R＞Y＞XB．离子半径：T2－＞X2＋C．元素最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞R＞XD．单质与氢气化合的难易程度Z＞T答案 B解析 根据表格中的数据，由化合价数据知Z为S，T为O，R为Al，再根据原子半径数据，X和Y位于同主族，Y为Be，X为Mg。镁、铍、铝与稀硫酸反应(接触面积相同)时，镁的反应速率最快，A选项错误；O2－与Mg2＋都是10电子粒子，O2－的半径较大，B选项正确；碱性：Mg(OH)2＞Be(OH)2，Mg(OH)2＞Al(OH)330\n，氢氧化镁的碱性最强，C选项错误；氧的非金属性比硫的强，氧与氢化合比硫与氢化合容易，D选项错误。元素化合价规律(1)主族元素的最高正价等于主族序数，且等于主族元素原子的最外层电子数，其中氟无正价。(2)非金属元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8，绝对值之差为0、2、4、6的主族元素分别位于ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。30\n题组三 微粒半径大小比较及应用6．下列粒子半径大小的比较正确的是( )A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋C．Na＜Mg＜Al＜SD．Cs＜Rb＜K＜Na答案 B解析 A项中的离子具有相同的核外电子排布，则核电荷数越大，离子半径越小，故A项错误；B项中S2－和Cl－的电子层数比Na＋和Al3＋多，再根据核外电子排布相同的离子半径比较规律可知B项正确；C项属于同周期的元素原子，核电荷数越大，半径越小，故C项错误；D项是同主族元素原子，核电荷数越大，半径越大，故D项错误。7．X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是( )A．X>Y>ZB．Y>X>ZC．Z>X>YD．Z>Y>X答案 D解析 根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小，这是正向思维。而此题是已知原子和离子半径的大小，要判断原子序数大小的关系，这是逆向思维。已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数大的半径小；具有相同的电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径递减。根据题意，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z元素的原子序数大于Y元素的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为Z＞Y＞X。30\n微粒半径大小比较方法特别说明 以上方法仅适用于主族元素。题组四 元素性质递变规律的实验探究8．某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：______________________________________________________________与盐酸反应最剧烈，________________________与盐酸反应最慢。(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。30\n(3)仪器A的名称为________，干燥管D的作用是________________________。(4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为____________。(5)若要证明非金属性：C>Si，则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________，观察到C中溶液的现象为_______________________________________________。答案 (1)钾 铝(2)不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物 (3)分液漏斗 防止倒吸 (4)浓盐酸 KMnO4 Na2S S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－ (5)硫酸 Na2SiO3 有白色胶状沉淀产生解析 (4)由题中所给药品可知可用Na2S与氯气发生置换反应判断非金属性强弱，因为无加热装置，所以只能选择KMnO4与浓盐酸反应制取氯气；(5)由B中药品Na2CO3可知，用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属性强弱，所以A中加入硫酸，B、C装置中加入相应的盐。9．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：实验方案实验现象①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后的溶液中滴加酚酞A浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水B产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色③钠与滴有酚酞试液的冷水反应C反应不十分强烈，产生可燃性气体④镁带与2mol·L－1的盐酸反应D剧烈反应，产生可燃性气体⑤铝条与2mol·L－1的盐酸反应E生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量F生成淡黄色沉淀请你帮助该同学整理并完成实验报告：(1)实验目的：_______________________________________________________。(2)实验用品：仪器：_______________________________________________________________30\n_____________________________________________________________________，药品：__________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验内容：(填写题给信息表中的序号)实验方案实验现象有关化学方程式(4)实验结论：________________________________________________________。(5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。(6)请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素性质的递变规律。答案 (1)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律(2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等 镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2mol·L－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞试液、AlCl3溶液(3)实验方案实验现象有关化学方程式③A2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑①BMg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑④DMg＋2HCl===MgCl2＋H2↑⑤C2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑⑥EAlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaClAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O②FH2S＋Cl2===2HCl＋S↓(4)金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S(5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强。(6)方案一：测定0.1mol·L－1的Na2SiO3、Na3PO430\n的pH，由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。方案二：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反应生成硅酸沉淀，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。解析 该题综合性很强，以实验探究的形式考查元素周期律的知识，并且以实验方案设计的形式考查学生的思维想象能力和创新能力。解答该题要认真审题，结合元素化合物的性质和元素周期律的知识，系统分析，填出(3)表中内容。再结合实验要求，得出实验目的、实验所需仪器、药品，综合分析，得出实验结论。结合元素周期律的实质，分析(5)。该题中的实验对第三周期的元素进行了实验探究，但没有涉及Si和P两种元素，结合Si、P两元素在第三周期的位置和其性质、设计实验方案，证明其非金属性的递变规律，可利用其最高价含氧酸的酸性，或利用最高价含氧酸的钠盐的水解程度等方法。考点三 元素周期表、元素周期律的应用1．根据元素周期表中的位置寻找未知元素2．预测元素的性质(由递变规律推测)(1)比较不同周期、不同主族元素的性质如金属性Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3，Ca(OH)2＞Mg(OH)2(填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)推测未知元素的某些性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。3．启发人们在一定区域内寻找新物质(1)半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。(2)农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。(3)催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。题组一 综合判断元素在周期表中的位置1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素(×)30\n(2)元素所在的主族序数与最外层电子数之比为1的元素都是金属元素(×)(3)原子序数为29的元素位于元素周期表的第四周期ⅠB族(√)(4)俄罗斯专家首次合成了一个X原子，116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族(√)(5)位于第四周期第ⅡB族(√)(6)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数(×)(7)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素(×)(8)某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期(×)2．早在2022年3月21日，我国就公布了111号元素Rg的中文名称。该元素名称及所在周期是( )A．钅仑 第七周期B．镭 第七周期C．铼 第六周期D．氡 第六周期答案 A解析 第六周期的稀有气体为86号元素氡(Rn)，显然111号元素Rg在第七周期，排除选项C、D，而镭为88号元素，故选A。推断元素在周期表位置的常用方法1．根据核外电子排布规律(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。(2)最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦。(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。(5)电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。2．根据稀有气体元素的原子序数30\n第一～七周期稀有气体元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118(第七周期若排满)，可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的差值来推断元素在周期表中的位置，遵循“比大小，定周期；比差值，定族数”的原则。如53号元素，由于36＜53＜54，则53号元素位于第五周期，54－53＝1，所以53号元素位于54号元素左侧第一格，即ⅦA族，得53号元素在元素周期表中的位置是第五周期ⅦA族。30\n题组二 综合判断元素或物质的性质3．根据第ⅡA族、第ⅦA族元素性质的递变规律，回答下列问题：(1)Be(OH)2的溶解性：________溶于水，属于________性氢氧化物。(2)砹(At)属于________色固体，HAt________稳定，水溶液呈________性，其酸性________(填“大于”或“小于”)HBr的酸性；AgAt________溶于水。答案 (1)难 两(2)有 不 酸 大于 不4．已知钍(Th)的原子可发生下列放射性变化，Th→X＋α，生成的X是与钫(Fr)同周期的一种元素的原子，下列对X的推断错误的是( )A．X的氢氧化物是一种强碱B．X的碳酸正盐不溶于水C．X原子核外有6个电子层D．X的最高化合价为＋2价答案 C解析 X的位置在第七周期第ⅡA族，应有7个电子层，它的最高正价为＋2价，它的金属性比Ba还强，其碳酸盐与CaCO3、BaCO3相似，不溶于水，据此分析，A、B、D选项均正确，只有C选项错误。5．元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是( )A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成共价化合物XYB．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZC．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZD．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ2答案 B题组三 “序、层”规律和“序、价”规律的应用6．X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为n，则X的原子序数不可能是( )A．n－8B．n－3C．n－1D．n＋5答案 A解析 由化学式X2Y3可知，X为＋3价，Y为－2价，即X可能为第ⅢA族或第ⅤA族元素。有如下几种可能30\n(1)ⅢA ⅥA (2)ⅤA ⅥAXYXY5B8O7N8O13Al16S15P16S 据以上分析，可知答案为A。另解：由化学式X2Y3知，X、Y的原子序数，一个为奇数一个为偶数，根据“序、价”规律可判断A项正确。7.X、Y、Z是三种主族元素，如果Xn＋阳离子与Yn－阴离子具有相同的电子层结构，Zn－阴离子半径大于Yn－阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是( )A．Z>X>YB．X>Y>ZC．Z>Y>XD．X>Z>Y答案 A解析 根据“序、层”规律可知，X元素在Y元素的下一周期，Z元素在X同周期或下几个周期，故三种元素的原子序数大小顺序为Z>X>Y。“序、层”规律1．“序层”规律(1)若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大。(2)同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。2．“序、价”规律在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。30\n1．(2022·北京理综，9)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )A．原子半径：As＞Cl＞PB．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBrC．还原性：As3－＞S2－＞Cl－D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4答案 C解析 解答本题主要从元素周期表、元素周期律的角度分析，要了解同一主族、同一周期元素性质的递变规律。同一周期原子半径从左到右依次减小，A选项中P的原子半径大于Cl，A错；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故B选项中热稳定性：HCl>HBr>AsH3，D选项中酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，B、D均错；S和Cl处于同一周期，故还原性：S2－>Cl－，而As和Se处于同一周期，还原性：As3－>Se2－，而S和Se又处于同一主族，还原性：Se2－>S2－，故C正确。2．(2022·山东理综，9)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )A．非金属元素组成的化合物中只含共价键B．ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素C．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数D．ⅦA族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强答案 B解析 非金属元素组成的化合物中可以含有离子键，如NH4Cl；B项正确；同种元素的原子质子数相同，中子数不一定相同；ⅦA族元素的阴离子还原性越强，对应元素的非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，如：非金属性：Cl>I，还原性：I－>Cl－，酸性：HClO4>HIO4。3．(2022·福建理综，8)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如右图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )A．最简单气态氢化物的热稳定性：R>QB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q<WC．原子半径：T>Q>RD．含T的盐溶液一定显酸性答案 D30\n解析 由各元素的相对位置可以判断R在第二周期，T、Q、W三种元素在第三周期，再根据T所处的周期序数与族序数相等可判断T为Al，则R为N、Q为Si、W为S。最简单气态氢化物的热稳定性：NH3>SiH4，故A正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SiO3<H2SO4，故B正确；原子半径：Al>Si>N，故C正确；含有铝的盐溶液也可能显碱性，如NaAlO2(或写作Na[Al(OH)4])溶液，故D错误。4．(2022·新课标全国卷，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是( )A．上述四种元素的原子半径大小为W<X<Y<ZB．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点答案 C解析 首先根据元素的特性确定元素类别，再根据在周期表中的位置和结构推断元素，最后进行辨别。X的一种核素能用来鉴定文物的年代，确定为C元素，Y的单质可用分馏液态空气法得到，确定为O元素或N元素，Z不能形成双原子分子，且核外内层电子数为2，可确定为Ne元素，W的阴离子的核外电子数是2，确定为H元素。原子半径r(O)<r(C)或r(N)<r(C)，四种原子的最外层电子数之和小于20，故A、B错；H、C形成的烃，由于C、H原子数目不确定，无法与H、O形成的化合物H2O、H2O2或H、N形成的化合物NH3、N2H4比较沸点的高低，D错；O、H形成的H2O2和N、H形成的H2N—NH2中既含有极性共价键，又含有非极性共价键，故C正确。5．(2022·广东，11)元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )A．同周期元素中X的金属性最强B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强答案 B解析 分析题设信息可知，X、Y、Z分别为Na、Cl、O三种元素。则同周期中Na的金属性最强，HClO4的酸性最强，而氧族元素组成的氢化物中H2O的稳定性最高。离子半径Na＋＜O2－，B错误。6．(2022·广东理综，22改编)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙30\n形成的气态化合物的水溶液呈碱性，乙位于第ⅤA族，甲与丙同主族，丁原子最外层电子数与电子层数相等，则( )A．原子半径：丙＞丁＞乙B．单质的还原性：丁＞丙＞甲C．甲、乙、丙的氧化物均为共价化合物D．乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物不能相互反应答案 A解析 甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈碱性，故气态化合物为NH3，甲为H，乙为N，短周期中原子的最外层电子数与电子层数相等，且丁的原子序数最大，故丁只能为Al，丙与H同主族，且原子序数大于N小于Al，丙为Na，由此知A项正确；B项应为丙＞丁＞甲；C项中钠的氧化物为离子化合物；D项乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、氢氧化钠、氢氧化铝，两两能够反应。7．(2022·新课标全国卷，13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2答案 A解析 首先根据题中条件确定各元素：根据W是制备一种高效电池的重要材料，确定W为Li元素；根据X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，确定X是C元素；根据Y是地壳中含量最丰富的金属元素，确定Y是Al元素，再根据原子序数依次增大，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，确定Z是S元素。W为Li元素，其氯化物为LiCl，电子式为，显然Li原子不能满足8电子稳定结构，A错误；C元素和H元素形成的原子个数比为1∶1的有机物有多种，如苯、苯乙烯等，B正确；金属Al与氢氧化钠溶液或盐酸都反应，产生氢气，C正确；S元素和C元素形成的CS2，属于共价化合物，D正确。30\n1．原子序数为110的元素被发现后，它的符号被国际纯粹与应用化学联合会推荐为Ds(德语Darmstadt的缩写)，以纪念该元素的发现地——德国。下列关于Ds的说法，不正确的是( )A．Ds原子的电子层数为7B．Ds是超铀元素C．Ds原子的质量数为110D．Ds为金属元素答案 C解析 本题思维的切入点是110号元素的位置。由原子序数推断该元素在周期表中的位置的一般方法是：首先记住稀有气体的原子序数分别为2、10、18、36、54、86、118(如果填满的话)，再把原子序数与最接近的稀有气体相比较，确定所在的周期数和纵行(即族序数)。110号元素在118号元素之前8个纵行，所以容易确定：它位于第七周期，Ⅷ族。92号元素(U)以后的元素均为超铀元素，且全为金属元素。2．下列各表为周期表的一部分(表中为原子序数)，其中正确的是( )A.210111819B.2341119C.611121324D.67143132答案 D30\n30\n3．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是( )A．Y与Z的原子序数之和可能为2aB．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素答案 D解析 X、Y、Z为主族元素，Y一定不在第一周期，所以D项错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右边，则Y的原子序数为a－17，Y与Z的原子序数之和可能为2a；若Y、X、Z分别位于第四、五、六周期的右边，Z的原子序数为a＋31。4．短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是( )A．原子半径：A＞B＞D＞CB．原子序数：d＞c＞b＞aC．离子半径：C＞D＞B＞AD．单质的还原性：A＞B＞D＞C答案 C解析 aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则四种元素在周期表中的相对位置如下： ……C DBA…… 据此可知，原子半径为B＞A＞C＞D，原子序数为a＞b＞d＞c，离子半径为C＞D＞B＞A，单质的还原性为B＞A＞C＞D，故只有C正确。5．已知M、N是元素周期表中同主族的两种元素。若M的原子序数是x，则N的原子序数可能是( )①x＋2；②x＋8；③x＋10；④x＋18；⑤x＋26；⑥x＋32。A．仅①②③④B．仅②③④⑤C．仅①②④⑥D．都有可能答案 D解析 元素周期表中同主族相邻两种元素，其原子序数之差可能是2、8、18、32。但如果两元素不相邻，则该差值有可能是10(2＋8)、16(8＋8)、26(8＋18)、34(8＋8＋18)、36(18＋18)等。6．现有A、B、C、D四种短周期非金属元素，原子最外层电子数之和为19。在化合物中，这四种元素常见化合价均不止一种，但有一种相同的化合价。其部分性质如下：30\n元素ABCD原子半径/nm0.1020.0770.1170.075最高正价或最低负价 －4＋4 下列说法错误的是( )A．四种元素在化合物中具有一种相同的化合价，即＋4B．高温下B可从C的氧化物中置换出C的单质C．四种元素的最高价含氧酸均为强酸D．只由非金属元素组成且含D元素的化合物中可能含有离子键答案 C解析 根据B、C的化合价及原子半径可知其分别是C、Si。二者最外层电子数之和为8，则A与D原子的最外层电子数之和为11，分析可知其最外层电子数只能是5和6。根据化合价信息可知四种元素都有＋4价，再结合原子半径可知A、D分别是S、N，故A正确。C可从SiO2中置换出Si，B正确。C、Si的最高价含氧酸都是弱酸，C错误。氮元素形成的铵盐中含有离子键，D正确。7．W、X、Y、Z是四种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数的变化如图所示。已知Y、Z两种元素的单质是空气的主要成分，W原子的最外层电子数与Ne原子的最外层电子数相差1。下列说法正确的是( )A．Y、W的最简单氢化物的水溶液都呈酸性B．X、Y与Z中的任意两种元素均可形成两种或两种以上的化合物C．上述四种元素形成的化合物都抑制水的电离D．W的单质可从Z的最简单氢化物中置换出Z的单质答案 B解析 首先推断出W、X、Y、Z依次是Cl、H、N、O。Cl、N的最简单氢化物分别是HCl、NH3，后者的水溶液呈碱性，A选项错误。H、N、O中任意两种都可以形成两种或两种以上的化合物，如NH3和N2H4，H2O和H2O2，N2O、NO和NO2等，B选项正确。H、N、O可形成NH4NO3，NH水解促进水的电离，C选项错误。Cl2不能从H2O中置换出O2，而是发生反应生成HCl和HClO，D选项错误。8．X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是( )A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO430\nC．Y、Z、Q分别与X化合，只能形成AB2型化合物D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性答案 D解析 由题给信息可推知X为氧，Y为硅，Z为硫，W为氢，Q为碳。碳元素与氢元素可以组成甲烷、乙炔(C2H2)、乙烷分子，它们分别为10电子、14电子、18电子分子，A选项错误；硅的最高价含氧酸的化学式有两种形式：H4SiO4、H2SiO3，B选项错误；碳、硅、硫与氧形成的化合物，除CO2、SiO2、SO2外，还有CO、SO3等，C选项错误；硫、氢、氧形成的钠盐中：亚硫酸氢钠、硫酸氢钠溶液呈酸性，而硫酸钠溶液显中性，亚硫酸钠溶液显碱性，D选项正确。9．X、Y均为元素周期表中前20号元素，其简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是( )A．X2－的还原性一定大于Y－B．由mXa＋与nYb－得m＋a＝n－bC．X、Y一定不是同周期元素D．若X的原子半径大于Y，则气态氢化物的稳定性一定是X大于Y答案 A解析 因为两种元素简单离子的电子层结构相同，所以X2－与Y－是同一周期相邻非金属元素，同周期元素，非金属性越强，其对应阴离子的还原性越弱，故A正确；B中应为m－a＝n＋b；X、Y若同为金属元素或同为非金属元素，就在同一周期，C错误。10．如下图所示，虚线框中每一列、每一行分别对应元素周期表中的一列和一行，但它的列数和行数都多于元素周期表。(1)请在下面的虚线框中用实线画出周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属元素与非金属元素的分界线。要求：左上角第一个小格是第一周期第ⅠA族元素。(2)X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X、Y既不同主族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高化合价与最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。请在上表中将X、Y、Z、M、N五种元素的元素符号填写在相应的位置。30\n(3)上题中，Y与Z相比，非金属性较强的元素是________(填元素符号)，写出一个可证明该结论的反应的离子方程式_____________________________________。答案 (1)、(2)答案见下图(3)Cl S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－(或H2S＋Cl2===S↓＋2H＋＋2Cl－)解析 (2)易判断X是O，则Z是S。根据化合价判断出Y是Cl。短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素是Si，故N是Si。M与O、Cl既不同主族，也不同周期，则M为H。(3)根据元素周期律可知Cl的非金属性强于S。可通过氯气置换出硫的反应来验证。11．下表是元素周期表主族元素的一部分，短周期元素X的最高正化合价是＋5，Y的单质可在空气中燃烧。WXY Z请回答下列问题：(1)Z的元素符号是__________，写出Z的原子结构示意图：__________________。(2)W的最高价氧化物不溶于水，但能溶于烧碱溶液，该反应的离子方程式为____________________________________________________________________。(3)探究同主族元素性质的一些共同规律，是学习化学的重要方法之一。在下表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测，举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中Z用元素符号表示)编号性质推测化学方程式示例氧化性H2ZO3＋4HI===Z↓＋2I2＋3H2O1 2 (4)由C、O和Y三种元素组成的化合物COY中，所有原子的最外层都满足8电子结构。写出该化合物的电子式：_________________________________________。答案 (1)Se (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O30\n(3)1还原性2H2SeO3＋O2===2H2SeO4(或Br2＋H2SeO3＋H2O===H2SeO4＋2HBr等合理答案)2酸性H2SeO3＋2NaOH===Na2SeO3＋2H2O(或其他合理答案)(4)··C··解析 易推出W、X、Y、Z分别是Si、P、S、Se。(1)Se比S原子核外多18个电子，根据S的原子结构示意图即可写出Se的原子结构示意图。(3)H2SeO3与H2SO3相似，具有氧化性、还原性和酸性。12．X、Y、Z、W是短周期的四种元素，有关他们的信息如表所示。元素部分结构知识部分性质XX的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子X有多种氧化物，如XO、XO2、X2O4等；通常情况下XO2与X2O4共存YY原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半Y能形成多种气态氢化物ZZ原子的最外层电子数多于4Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6WW原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数)化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋填写下列空白(不能用字母X、Y、Z、W作答)。(1)X的气态氢化物分子的电子式是_____________________________________，Z元素在周期表中的位置是____________。(2)X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是____________。(3)常温时，W的硫酸盐溶液的pH________(填“＞”、“＜”或“＝”)7，理由是__________(用离子方程式表示)。(4)实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是(用离子方程式表示)_________________________________________________________________。答案 (1) 第三周期ⅦA族(2)HClO4＞HNO3＞H2CO3(3)＜ Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(4)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH30\n解析 由题意推出X为N元素，Y为C元素，Z为Cl元素；由W原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数)且化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋，得2n－3＝n，n＝3，即W为Al元素。13．如图是从元素周期表中截取的一个片段，其中X、Y、Z、W均属于短周期元素。请回答下列问题。(1)若X单质为空气中的主要成分之一，则W的原子结构示意图为________。(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，这三种酸的正盐的含氧酸根离子中，有两种的电子数相等，这两种离子的离子符号是________、________。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应可以生成摩尔质量相同的两种化合物，其中Na与Y形成的化合物的电子式为________，所含化学键的类型为________。(4)Y元素在元素周期表中处于第________纵行(写出所有可能的纵行数)。答案 (1)(2)SO PO(3)Na＋[]2－Na＋ 离子键、非极性共价键(或共价键)(4)15、16、17解析 (1)若X的单质为空气的主要成分之一，则X是N元素、W是Ar元素，Ar元素的原子结构示意图为。(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，则分别为HNO3、H2SO4、H3PO4，其中SO、PO的电子数相等。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应生成摩尔质量相同的两种化合物，即为Na2O2、Na2S，其中Na2O2的电子式为Na＋[]2－Na＋，它含有离子键和非极性共价键。(4)由元素周期表截图可知，Y元素可能位于第15、16、17纵行。14．X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素中的4种。X、Y同周期，Y、Z同主族，Zn－与Wn＋的电子层结构相同。由这四种元素形成的单质、化合物有如图所示转化关系。已知：常温下A为液体，B、C、E、G为气态化合物，且A、C、G均为直线形分子；D是由元素W、Y形成的常见化合物。30\n(1)元素W的名称________，Z的原子结构示意图__________，A的电子式________。(2)写出D、E的化学式：D__________、E________。(3)①已知38gA与Y完全反应生成B、C时放出akJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_________________________________________________________。②F与水反应的化学方程式：_________________________________________。答案 (1)钙 (2)CaO CO(3)①CS2(l)＋3O2(g)===CO2(g)＋2SO2(g) ΔH＝－2akJ·mol－1 ②CaC2＋2H2O―→C2H2↑＋Ca(OH)2解析 本题考查物质结构、元素周期表和元素及其化合物的知识。本题题设条件隐蔽，推断复杂，可采用猜想验证的方法进行推断。根据转化关系，在点燃的情况下单质Y才能与A、E反应，可猜想单质Y为O2，则Z为S，推知W为Ca，D为CaO，与钙元素相关反应生成直线形的分子应该为C2H2，推知F为CaC2，H为Ca(OH)2，X为C，C在高温下与CaO反应生成CaC2和CO，推知E为CO，C为CO2，单质C和单质S在一定条件下形成直线形的CS2分子，CS2在O2中燃烧生成SO2和CO2。将所得结论代入题设条件验证可知完全正确。根据CO2的电子式可推写出CS2的电子式为。38g(0.5mol)CS2(l)与O2(g)完全反应生成CO2(g)和SO2(g)放出akJ热量，则1molCS2(l)与O2(g)完全反应生成CO2(g)和SO2(g)放出2akJ热量，再根据热化学方程式的书写原则即可写出相应的热化学方程式。30
