化学 专题五 第讲 元素周期律、元素周期表学案
第2讲 元素周期律、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3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，这些元素都是金属元素。
(3)镧系：元素周期表第6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7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。
结构巧记口诀
横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七尚不满。
纵行称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。
一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。
镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。
说明 ①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；
②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
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1至第6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相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是________________。
(2)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序数分别为m和n，则m和n的关系为________。
答案 (1)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32 (2)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29
解析 (1)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。(2)对于第1、2、3周期，同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素的原子序数只相差5，而对于第4、5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15；而对于第6、7周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素的原子序数则相差29。
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。
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 本题常因对元素周期表的结构掌握不牢固造成错误。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，分析比较得出C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＋10 B．5x
C．5x＋14 D．5x＋16
答案 A
解析
反思归纳
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，4或5周期元素原子序数差＝族序数差＋10,6周期元素原子序数差＝族序数差＋24；
(3)4、5周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11,6周期为25。
2．同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
(1)ⅠA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； (2)ⅡA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；
(3)ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。
考点二 元素周期律及应用
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 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 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
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
6．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。
深度思考
1．判断正误，正确的划"√"，错误的划"×"
(1)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小 ( )
(2)电子层数越多，半径越大 ( )
(3)在主族元素中，最高正化合价均等于主族序数 ( )
(4)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强 ( )
(5)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强( )
(6)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱( )
(7)在Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池中，因为Al作负极，Mg作正极，所以Al的金属性大于Mg ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
2．(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。
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
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 ( )
(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4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7周期ⅥA族
( )
(5)位于第4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3周期 ( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)×
2．2012年5月30日，国际理论与应用化学联合会正式确定了第114号和第116号元素的名称。下列有关这两种元素的说法错误的是 ( )
A．两种元素位于同一周期
B．116号元素位于第ⅥA族
C．两种元素都是活泼的非金属元素
D．114号元素的原子半径比116号元素的大
答案 C
解析 以第118号元素(尚未发现)为参照，可知第114号和第116号元素均在第7周期，分别位于第ⅣA族和第ⅥA族，故A、B正确；由于第6周期中第ⅣA族的铅和第ⅥA族的钋都是金属元素，又由于同主族元素自上而下金属性逐渐增强，所以第114号和第116号元素都是金属元素，故C错误；同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，故D正确。
思维建模
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2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3周期；若为阳离子，则位于第4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
第1～7周期稀有气体元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118(第7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5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5周期ⅦA族。
题组二 "序、层"规律和"序、价"规律的应用
3．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－8 B．n－3 C．n－1 D．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
(1)ⅢA ⅥA (2)ⅤA ⅥA
X Y X Y
5B 8O 7N 8O
13Al 16S 15P 16S
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。
4．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>Y B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．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。
规律方法
"序、层"、"序、价"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"。
题组三 微粒半径大小的比较及应用
5．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＜S
D．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项属于同周期元素的原子，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。
6．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是 ( )
A．原子序数：D＞C＞B＞A
B．原子半径：B＞A＞C＞D
C．离子半径：C3－＞D－＞A2＋＞B＋
D．氧化性：A2＋＞B＋，还原性：C3－＜D－
答案 B
解析 由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷，得出元素在周期表中的位置关系：。原子序数大小应为A＞B＞D＞C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B正确；还原性C3－＞D－，D错误；C项应为C3－＞D－＞B＋＞A2＋。
思维建模
1. 微粒半径大小比较方法
2．元素性质应用的思维模式
有结构定位置，有位置想规律，有规律作判断。
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
7．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1 mol分别投入到足量的0.1 mol·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________。
(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。
探究高考 明确考向
1．(2013·天津理综，3)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是 ( )
A．ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B．第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7
C．同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大
D．同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
答案 A
解析 ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物如HCl，也可形成离子化合物如NaCl，A正确；由于氟无正价，氧无最高正价，所以B错误；同主族元素简单阴离子还原性越强，其水解程度并不一定越大，如F－的还原性小于Cl－，但其水解程度比Cl－要强，所以C错误；同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越弱，如Na、Mg、Al，D错误。
2．(2013·浙江理综，9)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法中正确的是( )
X Y Z W Q A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B．由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C．W得电子能力比Q强
D．X有多种同素异形体，而Y不存在同素异形体
答案 A
解析 由X的原子结构特点知X为C，依次推出Y为O，Z为Si，W为S，Q为Cl。A项中S与O的结构相似，也可形成Na2S2、多硫化物等；B项中SiO2是共价化合物，熔融时不导电。
3．(2013·山东理综，8)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知 ( )
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B．Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C．X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
答案 A
解析 根据W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，则推出W应为N，所以X为O、Y为S、Z为Cl。A项，H2O、H2S、HCl中稳定性最弱的是H2S，正确。B项，Cl的氧化物对应的水化物有HClO、HClO2、HClO3、HClO4，S的氧化物对应的水化物有H2SO3、H2SO4，错误。C项，O2－的还原性小于S2－的还原性，错误。 D项，Cl2在化学反应中既可以表现氧化性，又可以表现还原性，如Cl2和NaOH的反应，错误。
4．(2013·重庆理综，3)下列排序正确的是 ( )
A．酸性：H2CO3＜C6H5OH＜CH3COOH
B．碱性：Ba(OH)2＜Ca(OH)2＜KOH
C．熔点：MgBr2＜SiCl4＜BN
D．沸点：PH3＜NH3＜H2O
答案 D
解析 A项，酸性应为CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH，错误。B项，碱性应为Ba(OH)2＞KOH＞Ca(OH)2，错误。C项，熔点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，即BN＞MgBr2＞SiCl4，错误。D项，由于NH3、H2O分子间形成氢键，所以沸点：H2O＞NH3＞PH3，正确。
5．(2013·福建理综，9)四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是 ( )
A．原子半径Z＜M
B．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C．X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D．Z位于元素周期表中第二周期、第ⅥA族
答案 B
解析 由四种元素为短周期元素可知Y、Z在第二周期，M、X在第三周期，且M、X应在金属与非金属的分界线处，可知M为Al，X为Si，Y为N，Z为O。
6．(2013·广东理综，22改编)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则下列判断正确的是 ( )
A．非金属性：Z＜T＜X
B．R与Q的电子数相差26
C．气态氢化物稳定性：R＜T＜Q
D．最高价氧化物的水化物的酸性：T＜Q
答案 B
解析 根据R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则R为F，T为Cl，Q为Br，X为S，Z为Ar。A项，非金属性，Cl(T)＞S(X)＞Ar(Z)，错误；B项，9F(R)与35Br(Q)的电子数相差26，正确；C项，气态氢化物稳定性HF(R)＞HCl(T)＞HBr(Q)，错误；D项，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，HClO4(T)＞HBrO4(Q)，错误。
7．(2013·江苏，10)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是 ( )
A．原子半径的大小顺序：r(Y)>r(Z)>r(W)
B．元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D．只含X、Y、Z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物
答案 D
解析 Z是氧，最外层电子数为6，则另外3种元素原子的最外层电子数之和为7。X的原子序数小于Y，原子半径也小于Y，则Y在X的下一周期，W与X同主族，W原子序数最大，则X为氢，W为钠，Y为氮。A项，原子半径r(W)＞r(Y)＞r(Z)，错误；B项，Z、W的简单离子为O2－、Na＋，具有相同的电子层结构，错误；C项，O的非金属性比N的强，则气态氢化物H2O更稳定，错误；D项，X、Y、Z三种元素可形成离子化合物NH4NO3、NH4NO2，也可形成共价化合物HNO3、HNO2等，正确。
8．(2012·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<Z
B．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20
C．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。
9．(2012·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 > Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q < W
C．原子半径：T>Q>R
D．含T的盐溶液一定显酸性
答案 D
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。
10．(2012·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＞P
B．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr
C．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。同一周期元素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。
练出高分
1．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7
B．Ds是超铀元素
C．Ds原子的质量数为110
D．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7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.
2 10 11 18 19 B.
2 3 4 11 19
C.
6 11 12 13 24 D.
6 7 14 31 32
答案 D
3．某高校化学工作者创建了"元素立体周期律"，在原来二维周期表横列(X轴)和纵列(Y轴)基础上，增加了一个竖列(Z轴)。Z轴按"中质差"(中子数和质子数之差ΔZ＝N－P)自上而下递增顺序排列。原"二维元素周期表"中的相对原子质量由同位素"中质和"(中子数和质子数之和A＝N＋P)替代。下列说法正确的是 ( )
A．"中质和"相同的核素一定是同一元素
B．"中质差"相同的核素一定是同一元素
C．N2－P2＝A×ΔZ
D．至2008年，人们发现108种元素有m种同位素，说明"中质差"一定有m种
答案 C
解析 "中质和"即质量数，质量数相同的核素不一定是同一元素，例如6C和7N，A项错；"中质差"相同的核素不一定是同一元素，例如H、6C和7N，其"中质差"均为0，B项错；A×ΔZ＝(N＋P)×(N－P)＝N2－P2，C项对；有的同位素其"中质差"相等，例如H、6C和7N，说明"中质差"的数目小于同位素的数目，D项错。
4．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是
( )
A．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：X＞Y
B．由水溶液的酸性：HCl＞H2S，可推断出元素的非金属性：Cl＞S
C．硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以做半导体材料
D．Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族，碱性：CsOH＞Ba(OH)2
答案 B
解析 A项，"阳下阴上"，正确；B项，不能根据气态氢化物水溶液的酸性判断非金属性的强弱，错误；C项，硅、锗均为半导体材料，正确；D项，从左到右，金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，正确。
5．X、Y、Z均为短周期元素，其简单离子X＋、Y3＋、Z2－的核外电子层结构相同。下列说法不正确的是 ( )
A．原子序数：Y＞X＞Z
B．碱性：XOH＞Y(OH)3
C．单质的还原性：X＞Y
D．离子半径：X＋＞Y3＋＞Z2－
答案 D
解析 X、Y、Z在元素周期表中的位置大体为，所以原子序数Y＞X＞Z，碱性Y(OH)3＜XOH，单质还原性X＞Y，离子半径Y3＋＜X＋＜Z2－。
6．有A、B、C、D、E五种短周期元素，A是地壳中含量最多的元素，B元素有3种同位素B1、B2、B3，B3原子的质量数是B1的3倍，C是非金属性最强的元素，D和C可以形成DC型离子化合物，且离子的电子层结构相同，E元素原子的最外层电子数比内层电子总数少6个。下列说法正确的是 ( )
A．D元素的金属性在短周期元素中最强
B．E单质常用作半导体材料和光导纤维
C．A和B只能形成原子个数比为1∶2的化合物
D．以上元素中形成的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是C
答案 A
解析 根据题意，A为O，B为H，C为F，D为Na，E为Si。A项，Na在第3周期中金属性最强；B项，作光导纤维的是SiO2，不是Si；C项，H与O可形成H2O、H2O2两种氧化物；D项，在O、H、F、Na、Si中，最高价氧化物对应水化物酸性最强的是H2SiO3。
7．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 X Y Z M R 原子半径/nm 0.186 0.102 0.075 0.074 0.143 主要化合价 ＋1 ＋6 －2 ＋5 －3 －2 ＋3 已知X是短周期中最活泼的金属，且与R同周期。下列叙述不正确的是( )
A．离子半径大小：Y2－＞M2－＞R3＋
B．Z与M组成的化合物是形成酸雨的原因之一
C．将YM2通入BaCl2溶液中有大量白色沉淀产生
D．X、Y、R的最高价氧化物的水化物两两之间能发生反应
答案 C
解析 根据元素的主要化合价和元素原子半径的大小关系，可以推断X为Na，Y为S，Z为N，M为O，R为Al。离子半径S2－＞O2－＞Al3＋；NO2是形成酸雨的原因之一；NaOH、H2SO4、Al(OH)3能两两之间发生反应，SO2和BaCl2溶液不反应。
8． 下图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系图。下列说法不正确的是 ( )
A．X和R在同一主族
B．原子半径：W＞R＞X
C．气态氢化物的稳定性：Y＞X
D．X、Z形成的化合物中可能含有共价键
答案 B
解析 根据图示，X为O，Y为F，Z为Na，R为S，W为Cl。A项，O和S在同一主族；B项，原子半径S＞Cl＞O；C项，稳定性HF＞H2O；D项，在Na2O2中含有共 价键。
9．Q、W、X、Y、Z都是短周期元素。X、Y、Q在周期表中的位置关系如图。W、Z的最外层电子数相同，Z的核电荷数是W的2倍。则下列说法不正确的是 ( )
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA Q X Y A.非金属性：W＞Z
B．原子半径：X＞Y＞Z
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Y
D．氢化物稳定性：Q＞W
答案 D
解析 由图分析得Q为C，Y为Al，X为Na，根据W、Z的最外层电子数及核电荷数关系，Z为S，W为O。A项，非金属性O＞S；B项，原子半径Na＞Al＞S；C项，碱性NaOH＞Al(OH)3；D项，稳定性CH4＜H2O。
10．已知X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，下列说
法正确的是 ( )
A．Z元素的原子半径可能比Y元素的小
B．W的原子序数可能是Y的原子序数的2倍
C．W的气态氢化物的稳定性一定比Y的强
D．Z的化学活泼性一定比X强
答案 B
解析 A项，原子半径Y＜Z，错误；B项，设Y的原子序数为x，则W的原子序数为x＋9，若x＋9是x的2倍，则x＝9，Y为F，W为Ar，正确；C项，W的非金属性不一定强于Y，所以其气态氢化物的稳定性也不一定比Y强，错误；D项，Cl2与O2、N2与S、C与P、B与Si在活泼性比较上，B比Si活泼。
11．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为14，中子数为7；X的离子与NH具有相同的质子、电子数目；W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成；Z的非金属性在同周期主族元素中最强。
(1)Y在周期表中的位置是__________________。
(2)用电子式解释X与W能形成化合物X3W的原因____________________。
(3)X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，化学方程式是_________________。
(4)用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气体B，反应的离子方程式是__________________。
答案 (1)第3周期第ⅥA族
(3)Na3N＋3H2O===NH3↑＋3NaOH
(4)2Cl－＋2H2O通电(通电2)Cl2↑＋H2↑＋2OH－
解析 根据题意W为N，X为Na，Y为S，Z为Cl。
12．据元素周期表及周期律的知识回答下列问题：
(1)请在下图所示元素周期表中用实线画出前36号元素所在的范围的边界。
(2)下列比较元素性质的递变规律正确的是__________________________(填字母序号)。
a．离子半径：Na＋＞Mg2＋＞S2－＞Cl－
b．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H4SiO4
c．氢化物稳定性：H2O＞H2S＞PH3＞SiH4
d．NH3结合H＋的能力比H2O弱
(3)元素甲是第3周期ⅦA族元素，甲元素与另两种非金属元素可组成离子化合物A，写出A的电子式__________________。工业上可用MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，请写出该化学反应的化学方程式__________________________________。
(4)氮和氧都是较活泼的非金属元素，用一个化学方程式说明两种单质的氧化性强弱______________________。
(5)在所有元素的气态氢化物中，元素乙的氢化物最稳定，写出元素乙的单质与水反应的化学方程式______________________________________________________________。
(6)0.1 mol的单质Cl2与100 mL 1.5 mol·L－1的FeBr2溶液反应，则被氧化的Fe2＋和Br－的物质的量之比是____________。
答案 (1)
(2)bc
(3)或
2MnSO4＋Cl2＋3H2O===Mn2O3＋2H2SO4＋2HCl
(4)4NH3＋3O2点燃(点燃4)2N2＋6H2O或4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O
(5)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(6)3∶1
解析 (2)a项，离子半径S2－＞Cl－＞Na＋＞Mg2＋；d项，NH3与酸反应易形成铵盐，而H2O不和酸反应，所以NH3结合H＋的能力比H2O强。(3)非金属元素间能形成离子化合物的必须是铵盐，元素甲为Cl，所以其离子化合物为NH4Cl，电子式为。在MnSO4和Cl2的反应中，Cl2作氧化剂，MnSO4作还原剂。(4)根据NH3的催化氧化判断O2、N2的氧化性强弱。(5)F的非金属性最强，气态氢化物最稳定，F2和H2O反应生成HF和O2。(6)n(Cl2)＝0.1 mol，n(Fe2＋)＝0.15 mol，n(Br－)＝0.3 mol，被氧化的Fe2＋为0.15 mol，被氧化的Br－为0.05 mol，其物质的量之比为3∶1。
13．下表中的实线表示元素周期表的部分边界。①～⑤分别表示元素周期表中对应位置的 元素。
(1)元素③④⑤的氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_________(用氢化物的化学式表示)。
(2)元素③一般在化合物中显________价，但在与________形成化合物时，所显示的价态正好相反。
(3)M、N两种化合物均由①②③④四种元素组成，写出此两种化合物在水溶液中发生反应的离子方程式：____________________________________。
(4)X、Y、Z代表原子序数依次增大的三种短周期元素。在周期表中，Y与X相邻，Y与Z也相邻；X、Y和Z三种元素原子的最外层电子数之和为17；X、Y、Z三种元素有的是上表中编号①～⑤的元素，有的不是，请在上表中用元素符号标出不是①～⑤元素的相应位置。
(5)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。若把第7周期排满，则可以排118种元素。某同学受镧系、锕系元素排列方式的启发，将元素周期表设计成下列更简明的形式，把118种元素全部排列在内，表中除A、B、C、D外每个位置只表示一种元素。则该表中的A位置包含________(填数字)种元素。C位置中的元素是否全部是金属元素________(填"是"或"否")。
答案 (1)HF＞H2O＞H2S
(2)负(或－2) F(或氟或⑤)
(3)H＋＋HSO===SO2↑＋H2O
(4)在表中相应的位置写出"N"
(5)11 是
解析 由①～⑤元素在周期表中的位置很容易推出，它们分别为H、Na、O、S、F；若把元素周期表设计成简明的形式，第4周期共有18种元素，而表中共有8个纵行，故A位置包含11种元素，C位置所含元素均为金属元素。
14．四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下：
信息：①原子半径：A＞B＞C＞D ②四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质如下：
甲：是地球上最常见的物质之一，是所有生命体生存的重要资源，约占人体体重的三分之二。
乙：无色，无气味并且易燃。是常见的一种基础能源。
丙：有强氧化性的弱酸，可以用于消毒杀菌。
请根据上述信息回答下列问题。
(1)B元素在周期表中的位置________________，请写出BC2分子的电子式________。
(2)A所在周期中，E元素的单质还原性最强，F元素的某些盐类常用作净水剂。E单质与甲反应有化合物X生成。请写出以下两个反应的离子方程式：
①A元素的单质与物质甲发生的反应______________________________________。
②F、C两种元素组成的化合物Y可作为高温结构陶瓷材料，X与Y两种化合物在溶液中发生的反应___________________________________________________________。
(3)物质丁的元素组成和甲相同，丁分子具有18电子结构。向盛有一定浓度溶液的试管中，逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液。滴加过程的现象是：
①浅绿色溶液变成深棕黄色，②有少量气泡出现(经验证是氧气)，片刻后反应变得剧烈，并放出较多热量，继续滴加溶液，静置一段时间，③试管底部出现红褐色沉淀。向浊液中再滴入稀硫酸，沉淀溶解，溶液呈黄色。请用化学方程式或离子方程式及必要的文字解释①、②、③中加点的字。
①______________，②______________，③____________。
答案 (1)第2周期ⅣA族 ,(,_)··C··,(,_)
(2)①Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO ②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(3)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，浅绿色Fe2＋被过氧化氢氧化成黄色Fe3＋(浓度大时呈深棕黄色)
②过氧化氢分解可产生氧气，常温时反应2H2O2===2H2O＋O2↑较慢，因而开始气泡少；受热并且被逐渐增多的Fe3＋催化，使反应速率加快而剧烈 ③反应①使c(H＋)降低且反应②放热，从而使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移动，当水解出的Fe(OH)3较多时就聚集为沉淀
解析 根据比例模型和性质，甲为H2O，乙为CH4，丙为HClO，A为Cl，B为C，C为O，D为H；(2)在第3周期中，Na单质的还原性最强，铝盐常用作净水剂，F为Al，Na和H2O反应生成NaOH和H2，Cl2和H2O反应生成HCl和HClO，即：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O，即：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；(3)根据现象，其反应原理为在酸性条件下，Fe2＋被H2O2氧化成Fe3＋，Fe3＋可作为H2O2分解的催化剂，由于H＋浓度的减小，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3红褐色沉淀。
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