专题03《元素周期表与元素周期律》二轮复习--2022年高考化学二轮复习专题冲刺（上海专用）

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1.元素周期表的框架：
要求：能写出所有主族、0族元素的名称和符号，记作第ⅠA族元素和第0族元素的原子序数。
主族、0族元素的名称和符号
2.观察元素周期表的行与列，总结元素周期表的结构特点：
（1）七行：共7个周期，“三短四长”，第_______周期为短周期，第_______周期为长周期。
（2）十八列：共16个族，“七主七副Ⅷ零族”。
注意：
a.主族元素既包含短周期元素，也包含长周期元素。
b.副族元素只包含长周期元素，只有金属元素，副族元素又称为过渡金属元素。
c.元素周期表的主族与副族不是连续排列的，遇“2”会主副交替。
d.镧系元素与锕系元素均在第_______族；第Ⅷ族占元素周期表3列，不是1列。
e.副族元素的族数不等于其最外层电子数，如26Fe的最外层电子数为2，但位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。
3.元素周期表的对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，其相似性甚至超过了同主族元素，被称为“对角线规则”。
注意：对角线规则只针对于某些特殊元素，如Li、Be、B等，并无普遍性。
4.元素的某些性质是呈周期性变化的：
（1）随着原子序数的递增，元素的____________________呈现周期性变化。
（2）随着原子序数的递增，元素的____________________呈现周期性变化。
（3）随着原子序数的递增，元素的____________________呈现周期性变化。
元素化合价规律：
a.最高正化合价=__________。
b.最高正化合价＋∣最低负化合价∣=__________。
5.元素周期律：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，其实质是_______________
_________________________呈周期性变化造成的。
6.元素金属性（还原性）强弱的判断方法：
（1）由单质与酸或水反应置换出氢的难易程度判断，如Na、Mg、Al的金属性（还原性）由强到弱的顺序是___________________，理由是__________________________________________（试从原子半径角度分析）。
（2）由_______________________的碱性强弱来判断；
（3）由_______________________进行判断；
（4）利用氧化还原反应（包括原电池、电解池）来判断；
7.元素非金属性（氧化性）强弱的判断方法：
（1）由和氢气化合的难易程度判断，如F、Cl、Br的非金属性（氧化性）由强到弱的顺序是________，理由是_______________________________________________________（试从原子半径角度分析）。
（2）由对应_______________的稳定性判断；
（3）由_______________________的酸性来判断；
（4）利用氧化还原反应（包括原电池、电解池）来判断；
注意：
（1）判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的____________，而不是得失电子的多少。
（2）根据元素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时，必须是其最高价氧化物的水化物，如酸性：HClO4>H2SO4，可推出非金属性：Cl>S。如果不强调是最高价氧化物的水化物，则可能得出错误的结论，如酸性：H2SO3> HClO推出非金属性：S>Cl，显然就是错的。
8.元素金属性（还原性）和非金属性（氧化性）的递变规律：
（1）同周期，从左至右，元素的氧化性逐渐_________，还原性逐渐_________。
（2）同主族，从上到下，元素的氧化性逐渐_________，还原性逐渐_________。
总结：在元素周期表中，元素越在右上方，氧化性越_________，越在左下方，还原性越_________。
9.元素的“位、构、性”三者关系：
例1.（元素周期表结构的考查）
1.1.下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是（C）
①稀有气体不活泼是因为它们原子最外层都达到8电子稳定结构
②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
③第二周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6
④原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期ⅡA族
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
解析：选C。He原子最外层有2个电子，故①错；碳元素有多种核素，中子数不一定都为6，故③错，故C正确。
1.2.a、b、c、d四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，a和b分别位于周期表的第2列和第13列，下列叙述正确的（ B）
A.离子半径：b>d B.b可以和强碱溶液发生反应
C.c的单质为原子晶体 D.d的氢化物的空间结构为正四面体
例2.（微粒半径的比较）
2.下列各组粒子中粒子半径由大到小排序的是（ C）
A.O、Cl、S、P B.Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
C.Fe、Fe2＋、Fe3＋ D.Li、Na、K、Cs
例3.（元素周期律的考查，“位、构、性”三者关系的相互转换）
3.1.（2015北京）下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ D）
A.酸性：H2SO4>H3PO4 B.非金属性：Cl>Br
C.碱性：NaOH>Mg(OH)2 D.热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
【解析】 A项比较的是最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，可以根据元素非金属性强弱判断， B项根据元素在周期表的位置来推断， C项与金属性强弱有关，比较的是最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，以上三个选项都能用元素周期律解释， D项无法根据元素周期律的知识对盐的热稳定性来判断，故选D。
3.2.第三周期元素X、Y、Z、W的最高价氧化物分别溶于水得溶液，0.01ml/L的这四种溶液pH与该元素原子半径的关系如下图所示。下列说法正确的是（ B ）
A.Y可能是硅元素 B.简单离子半径：Z＞W＞X
C.气态氢化物的稳定性：Y＞W D.非金属性：Y＞Z
3.3.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，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不是稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是（ C ）
A.Q与W不能形成既含极性健又含非极性健的分子
B.Y的最高价氧化物不能与任何酸反应
C.Y、Z、Q分别与X化合，部分元素可能形成AB3型化合物
D.X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液只能显酸性
解析：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原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则X为O元素；X与Z同族，则Z为S元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16，则Y的族序数＝16－6－6＝4，Y与Z同周期，则Y为Si元素；Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，Q原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故Q为C元素；W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素，则W为H元素；碳元素与氢元素可以组成乙炔(C2H2)、乙烷分子，分子内既含极性键又含非极性键，故A错误；硅的最高价氧化物SiO2可以与HF反应，故B错误；碳、硅、硫与氧形成的化合物，除CO2、SiO2、SO2外，还有CO、SO3等，故C正确；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，故D错误。
答案：C
变式训练：
1.下列叙述正确的是（B）
A.元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素
B.短周期第ⅣA族与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构
C.C、N、O、H四种元素形成的化合物一定既有离子键又有共价键
D.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
没有离子键，如丙氨酸，故C错误；第三周期非金属元素最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强，故D错误。
2.（2019浙江） 2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是（ C）
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是＋7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
【解析】A．35号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；
B．位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素（As），为非金属元素，B项合理；
C．第84号元素位于第六周期ⅥA族，为钋元素（P），由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是+6，C项不合理；
D．第七周期0族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。
故答案选C。
3.（2015海南）下列离子中半径最大的是（ C ）
A.Na＋ B.Mg2＋ C.O2－ D.F－
4.下列各组粒子中粒子半径不是由大到小排序的是（ B）
A.H－、H、H＋ B.Cl－、Na＋、Mg2＋、O2－
C.K＋、Mg2＋、Al3＋ D.Br－、Cl－、F－
5.氦 、氖、氩、氪、氙曾被称为惰性气体，但后来人们也得到一些它们的化合物。 其中最难得到化合物的单质是（ A ）
A.氦 B.氖 C.氩 D.氙
6.（2014上海）今年是门捷列夫诞辰180周年。下列事实不能用元素周期律解释的只有（B）
A.碱性：KOH＞NaOH B.相对分子质量：Ar＞K
C.酸性：HClO4＞H2SO4 D.元素的金属性：Mg＞Al
7.（2015上海）不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是（ B ）
A.单质氧化性的强弱 B.单质沸点的高低
C.单质与氢气化合的难易 D.最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱
【解析】A．元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力就越强，因此单质氧化性就越强。故可以通过比较单质氧化性的强弱，判断元素的非金属性的强弱，正确。B．S单质、Cl2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，这与元素的非金属性强弱无关，错误。C．元素的非金属性越强，其单质与氢气化合形成氢化物就越容易，形成的氢化物的稳定性就越强。因此可以比较元素的非金属性的强弱，正确。D．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，因此可以通过比较硫、氯两种元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱比较元素的非金属性的强弱，正确。
8.aXn－和bYm＋为两主族元素的离子，它们的电子层结构相同，下列判断错误的是（C）
A.原子半径XB.a＋n＝b－m
C.Y的最高价氧化物的化学式为YOm
D.X的氢化物的化学式为HnX
9.（2019全国Ⅱ）今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是（D ）
A.原子半径：WB.常温常压下，Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性：ZD.X的最高价氧化物的水化物是强碱
【分析】W、X、Y和Z为短周期主族元素，依据位置关系可以看出，W的族序数比X多2，因主族元素族序数在数值上等于该元素的最高价（除F与O以外），可设X的族序数为a，则W的族序数为a+2，W与X的最高化合价之和为8，则有a+(a+2)=8，解得a=3，故X位于第IIIA族，为Al元素；Y为Si元素，Z为P元素；W为N元素，据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知W、X、Y和Z为N、Al、Si和P，则
A．同一周期从左到右元素原子半径依次减小，同一主族从上到下元素原子半径依次增大，则原子半径比较：N＜Al，A项正确；
B．常温常压下，Si为固体，B项正确；
C．同一主族元素从上到下，元素非金属性依次减弱，气体氢化物的稳定性依次减弱，则气体氢化物的稳定性：PH3＜NH3，C项正确；
D．X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝，即可以和强酸反应，又可以与强碱反应，属于两性氢氧化物，D项错误；答案选D。
10.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是（B）
A.离子半径的大小顺序：r(W2－)>r(Q－)>r(Y2－)>r(Z3＋)
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：W比Q的强
C.元素X的氢化物与Q的氢化物化合的产物中既含共价键又含离子键
D.X、Z、W、Q四种元素的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应
11.（2015上海）短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和丁的原子核外均有两个未成对电子，乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应。下列说法错误的是（ D）
A.元素丙的单质可用于冶炼金属 B.甲与丁形成的分子中有非极性分子
C.简单离子半径：丁 > 乙 > 丙 D.甲与乙形成的化合物均有氧化性
极性共价键，由于两个S原子在C原子的两侧，键角180°，所以形成的分子是非极性分子，正确。D．C形成的化合物CO有强的还原性，CO2有弱的氧化性； Na形成的化合物Na2O2有强的氧化性，而Na2O则氧化性很弱，错误。
12.（2019全国Ⅰ）科学家合成出了一种新化合物（如图所示），其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是（ C）
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
【分析】由W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知，Z为Cl、X为Si，由化合价代数和为0可知，Y元素化合价为−3价，则Y为P元素；由W的电荷数可知，W为Na元素。
13.下表为三种短周期元素的性质或结构信息：
下列推断正确的是（A）
A.氢化物的稳定性：X＜Y B.单质与水反应的难易程度：Y＞Z
C.单质的熔点：X＜Y＜Z D.X、Y、Z的氧化物晶体类型相同
分析：根据题意可知X是Si元素；Y是S元素；Z是Na元素。A.元素的非金属性越强，氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：Y>X，所以氢化物的稳定性：X＜Y，正确；B．Na与水反应非常剧烈，而S不能与水发生反应，所以单质与水反应的难易程度：Y分子晶体，Si是原子晶体，熔化需要破坏极强的共价键，所以熔点很高，S是分子晶体，熔点112.8℃，而Na的熔点是98.7℃，所以单质的熔点：X>Y>Z，错误；D．X、Y、Z的氧化物晶体类型分别是原子晶体、分子晶体、离子晶体，因此晶体类型不相同，错误。
14.短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半径与原子序数关系如图所示。R原子最外层电子数是电子层数的2倍，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡。下列推断正确的是（B）
A.原子半径和离子半径均满足：YB.氢化物的沸点不一定是：Y>R
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：TD.由X、T、Y、Z四种元素组成的化合物水溶液一定显碱性
素组成的化合物NaHSO4、NaHSO3的水溶液显酸性，错误。
15.（2018全国Ⅲ）W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到YZW的溶液。下列说法正确的是（D）
A.原子半径大小为W＜X＜Y＜Z
B.X的氢化物水溶液酸性强于Z的
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
【解析】本题明显是要从黄绿色气体入手，根据其与碱溶液的反应，判断出YZW是什么物质，然后代入即可。黄绿色气体为氯气，通入烧碱溶液，应该得到氯化钠和次氯酸钠，所以YZW为NaClO，再根据X和Z同族，得到W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl。
A．同周期由左向右原子半径依次减小，同主族由上向下原子半径依次增大，所以短周期中Na（Y）的原子半径最大，选项A错误。
B．HCl是强酸，HF是弱酸，所以X（F）的氢化物水溶液的酸性弱于Z（Cl）的，选项B错误。
C．ClO2的中心原子是Cl，分子中只存在Cl和O之间的极性共价键，选项C错误。
D．标准状况下，W的单质O2或O3均为气态，X的单质F2也是气态，选项D正确。
16.（2018全国Ⅱ）W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是（A）
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
【解析】W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体，W是N，X是O；Y的周期数是族序数的3倍，因此Y只能是第三周期，所以Y是Na；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同，Z的最外层电子数是7个，Z是Cl，结合元素周期律和物质的性质解答。根据以上分析可知W、X、Y和Z分别是N、O、Na、Cl。则
A．氧元素与其N、Na、Cl三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物，例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等，A正确；
B．过氧化钠中含有离子键和共价键，B错误；
C．N、O、Na三种元素的简单离子具有相同的电子层结构，均是10电子，氯离子是18电子微粒，C错误；
D．亚硝酸为弱酸，D错误。答案选A。
17.氮化硅所属的晶体类型为 ，
证明氮化硅组成元素非金属性强弱：
（Ⅰ）写出一个化学事实： ，
（Ⅱ）从原子结构上进行说明： 。
17.解：原子晶体，
（Ⅰ）它们的最高价氧化物对应水化物HNO3为强酸，H2SiO3为弱酸，或Si3N4中Si为+4价，N为-3价或气态氢化物稳定性：NH3>SiH4
（Ⅱ）N原子相对原子半径小，N原子核对最外层电子的吸引能力大于Si，得电子能力大于Si。

18.碳与硅属于同主族元素，熔沸点SiO2 ______CO2 （选填“>”、“<”或“=”），原因是
_____________________________________________________。
由反应SiO2+2CSi+2CO↑能否说明碳的非金属性强于硅？原因是____________________；
请写出一个能说明碳的非金属性强于硅的化学方程式：______________________________。
18.解：SiO2是原子晶体，融化时需要克服共价键，CO2是分子晶体，融化时只需要克服分子间作用力，所以SiO2的熔沸点比CO2的熔沸点高。
非金属性是指非金属元素的单质在化学反应中得到电子的能力，而碳与二氧化硅反应所表现出来的是碳失去电子的能力（或还原性），因此不能说明碳的非金属性比硅强；
CO2+Na2SiO3+H2O →H2SiO3↓+Na2CO3。
19.为什么氯化氢比溴化氢更稳定能说明氯的非金属性比溴的非金属性强？
= 1 \* ROMAN IA
0族
氢-1H
= 2 \* ROMAN IIA
……
= 3 \* ROMAN IIIA
= 4 \* ROMAN IVA
= 5 \* ROMAN VA
= 6 \* ROMAN VIA
= 7 \* ROMAN VIIA
氦-2He
锂-3Li
铍-Be
……
硼-B
碳-C
氮-N
氧-O
氟-F
氖-10Ne
钠-11Na
镁-Mg
……
铝-Al
硅-Si
磷-P
硫-S
氯-Cl
氩-18Ar
钾-19K
钙-Ca
……
镓-Ga
锗-Ge
砷-As
硒-Se
溴-Br
氪-36Kr
铷-37Rb
锶-Sr
……
铟-In
锡-Sn
锑-Sb
碲-Te
碘-I
氙-54Xe
铯-55Cs
钡-Ba
……
铊-Tl
铅-Pb
铋-Bi
钋-P
砹-At
氡-86Rn
钫-87Fr
镭-Ra
118
……
c
d
a
b
W
X
Y
Z
元素编号
元素性质或结构
X
3p亚层上有1个空轨道
Y
第三周期元素形成的简单离子中半径最大
Z
短周期原子中最容易失电子