元素周期表与元素周期律(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．(2019·北京海淀区期中)下列关于元素周期表和元素周期律的应用说法正确的是( )A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索B．在周期表中金属与非金属的分界处，寻找可作催化剂的合金材料C．在ⅠA、ⅡA族元素中，寻找制造农药的主要元素D．在过渡元素中，可以找到半导体材料A [元素周期表和元素周期律为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索，A项正确；在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，B项错误；在非金属元素中寻找制造农药的主要元素，C项错误；在过渡元素中寻找可作催化剂的合金材料，D项错误。]2．2019年是元素周期表发表150周年。期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )A．In是第五周期第ⅢA族元素B.In的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：In>AlD．碱性：In(OH)3>RbOHD [由铟(49In)的原子结构示意图可推断In是第五周期第ⅢA族元素，A对；In的中子数为115－49＝66，电子数为49，因此In的中子数与电子数的差值为17，B对；铟和铝同属于ⅢA族元素，前者位于第五周期，后者位于第三周期，因此原子半径：In>Al，C对；铟和铷同属于第五周期元素，前者位于ⅢA族，后者位于ⅠA族，根据同周期主族元素最高价氧化物的水化物的碱性递变规律得：碱性In(OH)3<RbOH，D错。]3．下列各表分别是元素周期表的一部分，表中的数字表示元素的原子序数，各表中数字所表示的元素在周期表的位置与周期表的结构相符的是( )B [A项，4和5,12和13号元素间有10个空列，为7个副族和1个Ⅷ族，错误；B项，7、15、33号元素位于同一列，14、15、16号元素位于同一行，符合位置关系，正确；C项，1和11号元素之间相隔一个周期，第一列应为1、3、11，错误；D项，14与17号元素之间相隔2列，9与17、35号元素处于同列，错误。]4．已知钍(90Th)的原子可发生下列放射性变化，90Th→88X＋α-8-\n，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： C5．已知aAn＋、bB(n＋1)＋、cCn－、dD(n＋1)－是具有相同的电子层结构的离子，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是( )A．离子半径：A>B>C>DB．原子序数：b>a>c>dC．原子半径：D>C>B>AD．四种元素一定属于短周期元素B [由于四种离子具有相同的电子层结构，可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图：……DCAB……原子序数b>a>c>d；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；原子半径A>B>D>C；A和B可以为第四周期元素。]6．(2019·天津部分地区期末)下列说法正确的是( )①砷(As)位于元素周期表第ⅤA族，其最高价氧化物对应水化物的酸性比硝酸弱②铊(Tl)与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应③气态氢化物的水溶液的酸性H2S弱于HCl④非金属元素的气态氢化物溶于水后，均形成无氧酸A．①③④B．①②④C．①③D．②③C [元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，①正确；Tl不与NaOH溶液反应，②错误；HCl是强酸，H2S是弱酸，③正确；NH3溶于水后形成弱碱，④错误。]7．(2019·福建厦门一中考试)W是由短周期非金属主族元素X、Y按原子个数比3∶1组成的化合物。元素周期表中，Y在X的下一周期。下列叙述正确的是( )A．Y的最高正价一定大于XB．Y的原子半径可能小于XC．W只能是无机物D．W的水溶液一定显酸性A [W是由短周期非金属主族元素X、Y按原子个数比3∶-8-\n1组成的化合物，且Y在X的下一周期，所以可以猜测X和Y的化合价分别为＋1和－3(W为NH3)，或－2和＋6(W为SO3)，或－1和＋3(W为PF3)，还要考虑可能是有机物这一特殊情况(如C2H6)。NH3、SO3、PF3、C2H6四种物质中都是Y的最高正价大于X(注意：O和F没有最高正价)，A项正确；Y的原子半径大于X，B项错误；W可以是C2H6，C项错误；W如果是氨气，水溶液显碱性，D项错误。]8．(2019·福建百所重点学校联考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的原子半径是周期表中最小的；X2－与Y＋的电子层结构相同；Z的最高正价与最低负价的代数和为4。下列说法正确的是( )A．原子半径：Z<Y<XB．最简单氢化物的稳定性：X<ZC．由W、X、Y三种元素形成的化合物可使酚酞试液变红D．Y与Z位于同一周期，且它们在自然界中均以游离态的形式存在C [W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的原子半径是周期表中最小的，说明W是H；X2－与Y＋的电子层结构相同，说明X是O，Y是Na；Z的最高正价与最低负价的代数和为4，说明Z是S。同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小，则原子半径：Z(S)<Y(Na)，同主族元素原子半径从上到下逐渐增大，则原子半径：X(O)<Z(S)，故原子半径：X(O)<Z(S)<Y(Na)，A项错误；非金属性：X(O)>Z(S)，所以最简单氢化物的稳定性：H2O>H2S，B项错误；由H、O、Na三种元素形成的化合物氢氧化钠可使酚酞试液变红，C项正确；Na在自然界中以化合态的形式存在，D项错误。]9．(2019·湖北省级示范高中考试)四种短周期元素X、Y、Z和W在元素周期表中的位置如图所示，其原子序数之和为48。下列有关说法正确的是( )A．原子半径：r(X)<r(Y)B．Z和Y可形成共价化合物YZ3C．W的非金属性比Z的强，所以W的简单气态氢化物的沸点比Z的高D．W的最低价单核阴离子的失电子能力比X的强D [设X的原子序数为x，则x＋(x＋1)＋(x＋8－1)＋(x＋8)＝48，解得x＝8，可推得X、Y、Z和W分别是O、F、P、S。原子半径：r(O)>r(F)，A项错误；Z(P)和Y(F)可形成共价化合物PF3，B项错误；S的非金属性比P的强，但元素非金属性强弱与其简单气态氢化物的沸点高低无关，C项错误；W的最低价单核阴离子为S2－，X的最低价单核阴离子为O2－，S的非金属性比O弱，故S2－的失电子能力比O2－的失电子能力强，D项正确。]-8-\n10．(2019·山东潍坊一中考试)已知a、b、c、d四种短周期主族元素在周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是( )A．a、c两元素的最高正价一定相等B．d的原子序数不可能是b的原子序数的3倍C．c的最高价氧化物对应的水化物一定可溶于d的最高价氧化物对应的水化物D．若c元素最高价氧化物对应的水化物是强酸，则d元素的单质具有强氧化性D [若a是O，则c是S，二者的最高正价不相等，A项错误；若b是Be，则d是Mg，d的原子序数是b的原子序数的3倍，B项错误；若c的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化铝，则d的最高价氧化物对应的水化物是硅酸，氢氧化铝难溶于硅酸，C项错误；若c元素最高价氧化物对应的水化物是强酸，则c是S，d是Cl，Cl2具有强氧化性，D项正确。]11．(2019·福建六校考试)X、Y、Z、M、Q、R为前四周期主族元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误的是( )A．Q位于第三周期第ⅠA族B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱C．简单离子半径：M－>Q＋>R2＋D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸C [由题图可知X为H、Y为O、Z为N、M为Cl、Q为Na、R为Ca，Na位于第三周期第ⅠA族，A项正确；X、Y、Z三种元素组成的化合物NH4NO3为盐，NH3·H2O为碱，B项正确；简单离子半径r(Cl－)>r(Ca2＋)>r(Na＋)，C项错误；Z与M的最高价氧化物对应水化物分别为HNO3和HClO4，二者均为强酸，D项正确。]12．(2019·湖北武汉部分示范高中联考)短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，c、d、e、f、h是由这些元素组成的二元化合物，自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，b由W、Y、Q三种元素组成，d能使品红溶液褪色，e是液体，上述物质的转化关系如图所示(个别产物略去)。下列说法错误的是( )A．二元化合物沸点：e>d>cB．简单氢化物的稳定性：Q>Y>XC．元素的非金属性：Y>X>W-8-\nD．原子半径的大小：Z>Q>YB [自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，则X应为C元素，a为木炭；d能使品红溶液褪色，则d应为SO2；e是液体，结合题给转化关系及b由W、Y、Q三种元素组成，可推出b为H2SO4，c为CO2，e为H2O；e和h反应生成b，结合e、b的化学式及h是二元化合物，可知h为SO3，d和g在催化剂、加热条件下生成h，则g为O2，c和f反应生成g，f是二元化合物，则f为Na2O2。综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、C、O、Na、S。水分子间含有氢键，沸点较高，CO2、SO2常温下为气体，其相对分子质量越大，沸点越高，故沸点由大到小的顺序为H2O>SO2>CO2，A项正确；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性：O>S>C，则简单氢化物的稳定性：H2O>H2S>CH4，B项错误；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性：O>C，H的非金属性较弱，则非金属性：O>C>H，C项正确；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素随原子核外电子层数增多，原子半径增大，则原子半径的大小关系为Na>S>O，D项正确。]13．下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02①②3③④⑤⑥⑦⑧4⑨⑩(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)最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是________(填化学式，下同)，酸性最强的是________，气态氢化物最稳定的是________。(3)由③和④的单质作电极在弱酸性溶液中构成原电池，负极的电极反应式为________________________________________________________________________。(4)元素非金属性强弱的比较有很多方法，其中⑦和⑩的非金属性强弱的研究方案中不可行的是________(填序号)。A．比较两种单质的颜色B．比较氢化物的稳定性C．依据两元素在周期表中的位置D．比较原子半径大小E．比较最高价氧化物对应的水化物的酸性解析： (1)根据元素周期表，可确定①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩元素分别为：N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br。-8-\n(2)又知金属性：同周期元素从左到右越来越弱，同主族元素从上到下越来越强，并且金属性越强其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强。而非金属性：同周期元素从左到右越来越强，同主族元素从上到下越来越弱，并且非金属性越强其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，气态氢化物越稳定。(3)因为镁的金属性比铝强，在弱酸性溶液中，镁和铝作电极构成原电池时，镁是负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋。(4)Cl和Br位于同一主族，可依据元素周期律比较非金属性强弱，但根据单质的颜色不能确定非金属性的强弱。答案： (1)Si Ar (2)K F KOH HClO4 HF(3)Mg－2e－===Mg2＋ (4)A14．现有五种短周期元素的性质、用途或原子结构信息如下表：元素元素的性质、用途或原子结构信息Q形成化合物的种类最多R最外层电子数是次外层电子数的3倍X气态氢化物的水溶液常用作肥料，呈弱碱性Y第三周期元素的简单阴离子中离子半径最小Z单质为银白色固体，在空气中燃烧发出黄色火焰请根据表中信息回答下列问题：(1)Q最简单的气态氢化物分子的空间构型为________。(2)R单质与X单质在雷电条件下反应产物为________化合物(填“共价”或“离子”)。(3)写出R与Z组成中仅含离子键的化合物的化学式：________。(4)工业上用电解Y与Z形成的化合物的水溶液制取Y单质，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。解析： 由题意知，Q是碳、R是氧、X是氮、Y是氯、Z是钠。(1)甲烷是正四面体形结构。(2)N2和O2在放电条件下生成NO。(3)R和Z形成的化合物有Na2O和Na2O2，而仅含有离子键的化合物是Na2O。(4)电解食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。答案： (1)正四面体形 (2)共价 (3)Na2O(4)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－15．X、Y、Z、M是4种短周期主族元素，在周期表中的相对位置如下：XYZMZ的单质既可以与盐酸反应也可以与氢氧化钠溶液反应，室温下M的单质为淡黄色固体，回答下列问题：(1)M元素在周期表中的位置是-8-\n________________________________________________________________________，X、Y元素的气态氢化物稳定性较强的是________(填化学式)。(2)Z元素的氧化物具有两性，请写出其氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Y元素的原子结构示意图：________，其氢化物在工业上有重要的应用，请写出其电子式________。(4)X元素形成的单质有石墨、金刚石等，二者互为______(填“同素异形体”“同位素”或“同分异构体”)。解析： Z的单质既可以与盐酸反应也可以与氢氧化钠溶液反应，Z是Al元素；室温下M单质为淡黄色固体，M是S元素；根据X、Y、Z、M在元素周期表中的相对位置可知，X、Y分别是C、N。答案： (1)第三周期ⅥA族 NH3(2)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－(3)＋7 H∶∶H (4)同素异形体16．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。(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。-8-\n(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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。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)稀硫酸 Na2SiO3 有白色胶状沉淀产生-8-
