高考化学二轮复习核心考点逐项突破专题六元素周期律与元素周期表(原卷版+解析)
展开核心考点1、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.结构
(1)周期(7个横行,7个周期)
(2)族(18个纵列,16个族)
如下图所示:
【知识归纳】(1)周期表结构“七横十八纵”,包括7个周期16个族。
(2)描述元素位置时,Ⅷ不要写成ⅧB,ⅤA不要写成“5主族”。
(3)含元素种类最多的族是ⅢB族,共32种元素。
(4)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族,全部为金属元素,最外层电子数不超过2个。
(5)周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数。
(6)最外层电子数为3~7个的原子一定属于主族元素,且最外层电子数即为主族的族序数。eq \a\vs4\al()
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。
1.【2022年6月浙江卷】X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.与的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
2.【2022年海南卷】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小,下列判断正确的是
A.是非极性分子
B.简单氢化物沸点:
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
3.【2022年1月浙江卷】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A.非金属性:Y>WB.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸D.X与Y可形成化合物X2Y3
4.【2022年广东卷】甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
5.(2021·全国乙卷真题)我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是
A.原子半径大小顺序为
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
1.(2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测)化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.我国“硅-石墨烯-锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破,所涉元素都是短周期元素
B.1938年德国物理学家进行过中子撞击铀核的裂变实验,其中生成的钡元素是第五周期第IIA族元素,猜测其单质可与水发生置换反应
C.“人造太阳”的核燃料是氚、氚,、互为同素异形体
D.“嫦娥五号”返回舱推带的月壤中含有高能原料,是一种核素,3g的和2g的具有相同的中子数
2.(2022·四川绵阳·盐亭中学校考一模)高纯度的是一种半导体材料,如图是锗在元素周期表中的信息,下列说法正确的是
A.价电子数为2
B.原子的相对原子质量为72.61
C.原子序数与同主族相邻元素相差18
D.位于ⅥA族。处于金属元素与非金属元素分界处
3.(2023秋·甘肃庆阳·高一统考期末)在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕元素的相关信息如图,下列说法中错误的是
A.原子核内有84个中子B.、互为同位素
C.、的化学性质有很大不同D.图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量
4.(2023秋·广东揭阳·高一校考期末)图为元素周期表的一部分,请参照①~⑧在表中的位置,回答下列问题:
(1)⑥在周期表中的位置是_______。
(2)①~⑧中,化学性质最稳定的是_______(填元素符号),非金属性最强的是_______(填元素符号),最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_______(填化学式)。
(3)元素③的非金属性比⑥_______(填“强”或“弱”),元素③④⑤原子半径由大到小的顺序:_______(填元素符号)。
5.(2023秋·四川达州·高一统考期末)下表是元素周期表的一部分,针对元素①~⑥回答下列问题。
(1)④元素在周期表中的位置为_______。
(2)金属性最强的元素为_______(填元素符号),其最高价氧化物对应的水化物中含有的化学键为_______。
(3)①③⑤三种元素对应的简单离子半径由大到小的顺序为_______(用离子符号表示)。
(4)元素的非金属性⑥_______Br(填“>”“<”或“=”),写出能证明该结论的离子方程式_______。
核心考点2、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
【重点提醒】(1)主族金属元素一般只有一种正化合价(Sn、Pb除外)。
(2)非金属元素一般只有一种负化合价,其最低负化合价=最外层电子数-8(H为-1价);氧一般表现为负价,氟无正价。
(3)通过元素原子在氧化还原反应中得失电子的难易程度来比较两种元素金属性、非金属性强弱,而不是比较得失电子数目的多少。
(4)通过元素氧化物对应水化物的酸碱性强弱来比较两种元素非金属性、金属性强弱时,必须是最高价氧化物。eq \a\vs4\al()
4. 元素金属性、非金属性强弱比较的方法
(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;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
eq \a\vs4\al()
【注意事项】(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。
(3)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。
(4)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。
1.(2021·湖南真题)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,W与X可形成原子个数比为2:1的分子。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.W与Y能形成含有非极性键的化合物
C.X和Y的最简单氢化物的沸点:
D.由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
2.(2020·天津高考真题)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
A.元素电负性:Z
A.非金属性:B.单质的熔点:
C.简单氢化物的沸点:D.最高价含氧酸的酸性:
4.(2018·天津高考真题)下列有关物质性质的比较,结论正确的是
A.溶解度:Na2CO3
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(à)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
1.(2023秋·山东青岛·高三统考期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子最高能级有3个未成对电子,Z与X形成的化合物常用于汽车的安全气囊,Y、W处于同一主族,下列说法错误的是
A.原子的半径:Z>W>X>Y
B.简单氢化物的还原性、水溶液的酸性:W>Y
C.化合物中存在离子键、非极性共价键
D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种
2.(湖北省云学新高考联盟2022-2023学年高二上学期期末联考化学试题)现有X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。对它们的结构或性质的描述如下:X元素的核外电子数和电子层数相等;Y元素的基态原子,在同周期中末成对电子数最多;基态Z、W原子中能级和能级上的电子总数相同;Q元素的主族序数与周期数的差为3。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:
B.最简单氢化物的沸点:
C.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物或离子化合物
D.Q的氧化物对应水化物的酸性强于碳酸
3.(2023·湖南衡阳·统考一模)“证据推理与模型认知”是化学学科学习的基本素养。下列推论合理的是
A.AB.BC.CD.D
4.(2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测)下列能说明金属性Mg>Al的是
①表面积相同的金属与盐酸反应的剧烈程度Mg>Al
②Mg(OH)2不溶于NaOH,Al(OH)3溶于NaOH
③等浓度的Mg(NO3)2和Al(NO3)3溶液的pH前者大
④电负性Mg<Al
⑤第一电离能Mg>Al
A.①②③B.①②④C.②③④D.②④⑤
5.(2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末)据报道,我国科学家找到了水稻突变体“耐砷富硒”开关,这对提高水稻营养价值、降低砷的毒性意义重大。下列说法错误的是
A.砷与磷属于同族元素B.原子半径:
C.既有氧化性又有还原性D.砷的简单氢化物为
6.(2021·浙江绍兴·校考模拟预测)W、X、Y和 Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。W的一种核素可用于文物年代的测定,X与 W同周期相邻,四种元素中只有Y为金属元素,Z的单质为黄绿色气体。下列叙述正确的是
A.X的氢化物沸点高于W的氢化物
B.Z的氧化物对应的水化物均为强酸
C.四种元素中,Z 原子半径最大
D.Y 与 Z 形成的化合物可能存在离子键或者共价键
核心考点3、综合应用
1.元素周期表中元素的分区
2.寻找新材料
(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。
3.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。
4. 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
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。
(3)“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。
(4)“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”。
1.【2022年湖南卷】科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A.原子半径:B.非金属性:
C.Z的单质具有较强的还原性D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
2.(2021·山东真题)X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6,二者形成的一种化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列说法错误的是
A.原子半径:X>YB.简单氢化物的还原性:X>Y
C.同周期元素形成的单质中Y氧化性最强D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种
3.(2021·河北真题)如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是
A.X和Z的最高化合价均为+7价
B.HX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为与
C.四种元素中,Y原子半径最大,X原子半径最小
D.Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
4.(2021·广东真题)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,的原子核只有1个质子;元素、、原子序数依次增大,且均位于的下一周期;元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是
A.是一种强酸
B.非金属性:
C.原子半径:
D.中,的化合价为+2价
1.(2023·安徽宣城·安徽省宣城市第二中学模拟预测)我国科学家最近在锂电池研究方面取得新进展,其电解质阴离子结构如图所示。已知:短周期元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次递增且X、Y、Z、R位于同周期。下列叙述正确的是
A.原子的第一电离能:B.简单氢化物的还原性:
C.Y的氧化物对应的水化物一定是强酸D.简单氢化物的沸点:
2.(2022·河北邯郸·邯郸一中校考模拟预测)某药物的一种成分均由短周期主族元素组成,其结构如图所示。元素X、Y、Z、W、E的原子序数依次增大,X与其它几种元素不同周期,W与E原子的基态价电子排布均为。下列说法中错误的是
A.原子半径:
B.氢化物的沸点:
C.第一电离能:
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
3.(2022·山西运城·统考模拟预测)化合物Z2[X2Y4(YW)](YW)是制造北京冬奥会滑雪头盔的原料之一,其中W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W、X、Z处于不同周期,W、X与Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的最外层电子数,Z原子的K层与M层电子数相等,Y为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:W
C.W、Y、Z三种元素形成的化合物属于强碱
D.一定浓度的W3XY3溶液可用于中和溅到皮肤上的碱液
4.(2022·山东·校联考模拟预测)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。下列说法正确的是
A.简单离子半径大小顺序: r(Q) >r(W) >r(X) >r(Y) >r(Z)
B.第一电离能: I1(X) >I1(Y)>I1(W)>I1(Q)
C.元素X、Y、W、Q的简单氢化物都是极性分子
D.元素W与Y形成的阴离子W2Y具有较强的氧化性,W显+7价
5.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测)2021年,英国剑桥大学Dminic S.Wright课题组设计了一种新型电池中电解质(结构如图所示)的合成路线。已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,三者的核外电子数之和等于35,Y与Z位于同一周期,则下列说法正确的是
A.简单离子的半径:X>Y
B.Z的最高价氧化物对应水化物是强酸
C.工业上常采用电解Y的氧化物冶炼单质Y
D.该化合物阴离子中各原子均满足8电子稳定结构
6.(2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q 原子序数依次增大,形成的化合物是一种重要的食品添加剂,结构如下图。Z核外最外层电子数与X 核外电子总数相等。W的原子半径在周期表中最小。下列有关叙述正确的是
A.原子半径大小:Y>Z>Q
B.该化合物中Y 原子不满足8 电子稳定结构
C.该化合物中,W、X、Y、Z、Q 之间均为共价键
D.Q元素对应的单质能与水反应,也能与乙醇反应
7.(2023·湖南衡阳·统考一模)X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素在元素周期表中的位置如图所示,Z的第一电离能比W的第一电离能大,M的3p轨道上有2个未成对电子。以下说法错误的是
A.电负性:W>Z>Y
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:M>Y
C.通过电解熔融的可制得X单质
D.常温下,将一定量气态充入一烧瓶内,烧瓶内始终为无色
8.(2023·北京顺义·一模)如表为元素周期表的一部分,其中X、Y、W、Z为短周期元素,W的单质常温下为黄绿色气体。下列说法不正确的是
A.X、Y的单质均存在同素异形体
B.Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增
C.R的单质可用于制造半导体材料
D.工业上电解NaW溶液得W2可使用阴离子交换膜短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10,共3个纵列
0族
第18纵列
④
⑤
①
③
⑥
②
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
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的水化物
H3ZO4
溶液对应的pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
选项
已知信息
推论
A
酸性:HI>HBr>HCl
酸性:
B
非金属性:F>O>N
还原性:
C
原子半径:Na>Mg>O
离子半径:
D
熔点:C>Si>Ge
熔点:
X
Y
Z
W
Q
Y
Z
X
W
R
T
专题六 元素周期律和元素周期表
核心考点1、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.结构
(1)周期(7个横行,7个周期)
(2)族(18个纵列,16个族)
如下图所示:
【知识归纳】(1)周期表结构“七横十八纵”,包括7个周期16个族。
(2)描述元素位置时,Ⅷ不要写成ⅧB,ⅤA不要写成“5主族”。
(3)含元素种类最多的族是ⅢB族,共32种元素。
(4)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族,全部为金属元素,最外层电子数不超过2个。
(5)周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数。
(6)最外层电子数为3~7个的原子一定属于主族元素,且最外层电子数即为主族的族序数。eq \a\vs4\al()
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。
1.【2022年6月浙江卷】X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.与的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】B
【解析】X的核外电子数等于其周期数,X为H,YX3分子呈三角锥形,Y为N,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,则Z为O,M与X同主族,则M为Na,Q是同周期中非金属性最强的元素,则Q为Cl,综合分析,X为H,Y为N,Z为O,M为Na,Q为Cl,以此解题。A.由分析可知X为H,Z为O,则其形成的10电子微粒有H2O、OH-、H3O+,A错误;B.由分析可知Z为O,Q为Cl,可形成ClO2,有氧化性,可用于自来水消毒,B正确;C.由分析可知Z为O,M为Na,Q为Cl,则M2Z为Na2O,为离子晶体,MQ为NaCl,为离子晶体,晶体类型相同,C错误;D.由分析可知X为H,Y为N,Z为O,这三种元素可以形成NH₃·H₂O,其溶液显碱性,D错误;故选B。
2.【2022年海南卷】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小,下列判断正确的是
A.是非极性分子
B.简单氢化物沸点:
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
【答案】C
【解析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y同周期并相邻,且Y是组成水的元素之一,则Y为O元素,X为N元素,Z在同周期主族元素中金属性最强,则Z为Na元素,W原子在同周期主族元素中原子半径最小,则W为Cl元素,据此分析解答。A.由分析,X为N元素,W为Cl元素,NCl3分子的空间构型为三角锥形,其正负电荷的中心不重合,属于极性分子,A错误;B.H2O和NH3均含有氢键,但H2O分子形成的氢键更多,故沸点H2O>NH3,B错误;C.Y为O元素,Z为Na元素,两者形成的化合物为Na2O、Na2O2均为离子化合物,C正确;D.N、O、Na三种元素组成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈碱性,D错误;
3.【2022年1月浙江卷】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A.非金属性:Y>WB.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸D.X与Y可形成化合物X2Y3
【答案】D
【解析】X是地壳中含量最多的金属元素,X为Al元素,W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,W为O元素,Y为S元素,Z为Cl元素,据此分析解题。A.非金属性同主族从上至下逐渐减弱:Y<W,A错误;B.氯化铝是共价化合物,B错误;C.Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别硫酸和高氯酸,两者均为强酸,次氯酸也是氯的氧化物对应的水化合物,但次氯酸为弱酸,C错误;D.根据化合物的化合价代数和为0可知,铝与硫元素形成的化合物化学式为Al2S3,D正确;答案选D。
4.【2022年广东卷】甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【解析】甲~戊是短周期元素,戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S,若是硫酸,则戊为S,甲为C.乙为O、丙为Si、丁为P。A.根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则原子半径:丁>戊>乙,故A正确;B.根据同周期从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,故B正确;C.甲的氢化物可能为氨气,可能为甲烷、乙烷等,若是氨气,则遇氯化氢一定有白烟产生;若是甲烷、乙烷等,则遇氯化氢不反应,没有白烟生成,故C错误;D.丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸,都一定能与强碱反应,故D正确。
5.(2021·全国乙卷真题)我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是
A.原子半径大小顺序为
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si,据此答题。A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即,A错误; B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B正确;C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C错误;D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D错误;
1.(2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测)化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.我国“硅-石墨烯-锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破,所涉元素都是短周期元素
B.1938年德国物理学家进行过中子撞击铀核的裂变实验,其中生成的钡元素是第五周期第IIA族元素,猜测其单质可与水发生置换反应
C.“人造太阳”的核燃料是氚、氚,、互为同素异形体
D.“嫦娥五号”返回舱推带的月壤中含有高能原料,是一种核素,3g的和2g的具有相同的中子数
【答案】D
【详解】A.锗(Ge)位于第四周期,为长周期元素,故A错误;
B.钡元素是第六周期第IIA族元素,故B错误;
C.、质子数相同,中子数不同,互为同位素,故C错误;
D.3g的含有的中子数为 ,2g的含有的中子数为,二者具有相同的中子数,故D正确;
故选D。
2.(2022·四川绵阳·盐亭中学校考一模)高纯度的是一种半导体材料,如图是锗在元素周期表中的信息,下列说法正确的是
A.价电子数为2
B.原子的相对原子质量为72.61
C.原子序数与同主族相邻元素相差18
D.位于ⅥA族。处于金属元素与非金属元素分界处
【答案】C
【详解】A.根据价电子排布式4s24p2可知价电子数为4,A错误;
B.根据锗在元素周期表中的信息,锗元素的相对原子质量为72.61,即元素的相对原子质量,而不是原子的相对原子质量,B错误;
C.锗原子序数为32,位于第四周期IVA族,同主族相邻元素为硅、锡,原子序数均相差18,C正确;
D.根据价电子排布式4s24p2,可得Ge位于IVA族,位于金属元素与非金属元素分界处,D错误;
故选C。
3.(2023秋·甘肃庆阳·高一统考期末)在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕元素的相关信息如图,下列说法中错误的是
A.原子核内有84个中子B.、互为同位素
C.、的化学性质有很大不同D.图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量
【答案】C
【详解】A.原子核内含有的中子数为144-60=84个,A正确;
B.、的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;
C.、互为同位素,核外电子数相同,因此化学性质相同,C错误;
D.根据元素周期表的结构可知图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量,D正确;
答案选C。
4.(2023秋·广东揭阳·高一校考期末)图为元素周期表的一部分,请参照①~⑧在表中的位置,回答下列问题:
(1)⑥在周期表中的位置是_______。
(2)①~⑧中,化学性质最稳定的是_______(填元素符号),非金属性最强的是_______(填元素符号),最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_______(填化学式)。
(3)元素③的非金属性比⑥_______(填“强”或“弱”),元素③④⑤原子半径由大到小的顺序:_______(填元素符号)。
【答案】(1)第三周第VIA族
(2) He F HClO4
(3) 强 r(Na)>r(O)>r(F)
【分析】①~⑧分别是H、C、O、F、Na、S、Cl、He。
【详解】(1)⑥为S,在周期表中的位置是第三周第VIA族。故答案为:第三周第VIA族;
(2)①~⑧中,He最外层为2个电子的稳定结构,化学性质最稳定的是He,周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,非金属性最强的是F,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4。故答案为:He;F;HClO4;
(3)周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,O和S是同主族元素,元素③的非金属性比⑥强,周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,原子半径逐渐减小,元素③④⑤原子半径由大到小的顺序:r(Na)>r(O)>r(F)。故答案为:强;r(Na)>r(O)>r(F)。
5.(2023秋·四川达州·高一统考期末)下表是元素周期表的一部分,针对元素①~⑥回答下列问题。
(1)④元素在周期表中的位置为_______。
(2)金属性最强的元素为_______(填元素符号),其最高价氧化物对应的水化物中含有的化学键为_______。
(3)①③⑤三种元素对应的简单离子半径由大到小的顺序为_______(用离子符号表示)。
(4)元素的非金属性⑥_______Br(填“>”“<”或“=”),写出能证明该结论的离子方程式_______。
【答案】(1)第IVA族第二周期
(2) K 离子键、共价键(极性共价键)
(3)
(4) >
【分析】根据元素在周期表中的位置可推断①为Na、②为K、③为Al、④为C、⑤为O、⑥为Cl。
【详解】(1)由分析可知元素④为C,在元素周期表中第二周期第IVA族。
(2)元素周期表中,同一周期从左到右,金属性逐渐减弱;同一主族从上到下,金属性逐渐增强。所以,金属性最强的元素为K,其最高价氧化物对应的水化物KOH中含有的化学键为离子键和极性共价键。
(3)由分析可知,①③⑤三种元素对应的简单离子分别为Na+、Al3+、O2-,离子结构示意图核外都有2个电子层,分别排2、8电子,核内质子数越大半径越小。所以,半径由大到小的顺序为。
(4)由分析可知,元素⑥为Cl,同一主族从上到下,非金属性逐渐减弱,Cl的非金属性>Br,能证明该结论的是Cl2能从KBr溶液中置换出单质Br2,离子方程式。
核心考点2、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
【重点提醒】(1)主族金属元素一般只有一种正化合价(Sn、Pb除外)。
(2)非金属元素一般只有一种负化合价,其最低负化合价=最外层电子数-8(H为-1价);氧一般表现为负价,氟无正价。
(3)通过元素原子在氧化还原反应中得失电子的难易程度来比较两种元素金属性、非金属性强弱,而不是比较得失电子数目的多少。
(4)通过元素氧化物对应水化物的酸碱性强弱来比较两种元素非金属性、金属性强弱时,必须是最高价氧化物。eq \a\vs4\al()
4. 元素金属性、非金属性强弱比较的方法
(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;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
eq \a\vs4\al()
【注意事项】(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。
(3)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。
(4)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。
1.(2021·湖南真题)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,W与X可形成原子个数比为2:1的分子。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.W与Y能形成含有非极性键的化合物
C.X和Y的最简单氢化物的沸点:
D.由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
【答案】B
【解析】Z的最外层电子数为K层的一半,则Z的核外有3个电子层,最外层电子数为1,即为Na,W与X能形成原子个数比为2:1的18电子的分子,则形成的化合物为N2H4,所以W为H,X为N,Y的原子序数是W和X的原子序数之和,则Y为O。据此分析解答。由分析可知,W为H,X为N,Y为O,Z为Na。A.离子的电子层数相同时,原子序数越小,半径越大,即离子半径大小为:N3->O2->Na+,即简单离子半径为:X>Y>Z,故A错误;B.W为H,Y为O,能形成H2O2,含有极性共价键和非极性共价键,故B正确;C.X的最简单氢化物为氨气,Y的最简单氢化物为水,水的沸点高于氨气,即最简单氢化物的沸点为Y>X,故C错误;D.由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸,硝酸铵,氨水等,硝酸,硝酸铵显酸性,氨水显碱性,故由W、X、Y三种元素形成的化合物不一定都是酸性,故D错误;故选B。
2.(2020·天津高考真题)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
A.元素电负性:Z
【解析】四种短周期元素,均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知,该酸为弱酸,则Z为P元素;0.1 ml∙L−1 W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70,说明该物质为多元强酸,为硫酸,则W为S元素;0.1 ml∙L−1 Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13.00,说明该物质为一元强碱,为氢氧化钠,则Y为Na元素;0.1 ml∙L−1 X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1.00,说明该物质为一元强酸,为硝酸,则Y为N元素,据此回答。A.同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大,因S的原子序数大于P,则S的电负性大于P,正确;B.电子层数越多离子半径越大,Na+有两个电子层而S2−有三个电子层,因此S2−的离子半径较大,错误;C.同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大,但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态,原子结构较为稳定,故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大,故P的第一电离能大于S,错误;D.相对分子质量越大,物质的熔沸点越高,但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键,因此NH3的沸点高于PH3的沸点,错误;综上所述,答案为A。
3.【2022年全国甲卷】Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是
A.非金属性:B.单质的熔点:
C.简单氢化物的沸点:D.最高价含氧酸的酸性:
【答案】D
【解析】Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q与X、Y、Z不在同一周期,Y原子最外层电子数为Q原子内层电子数的2倍,则Q应为第二周期元素,X、Y、Z位于第三周期,Y的最外层电子数为4,则Y为Si元素,X、Y相邻,且X的原子序数小于Y,则X为Al元素,Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19,则Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12,主族元素的最外层电子数最多为7,若Q的最外层电子数为7,为F元素,Z的最外层电子数为5,为P元素,若Q的最外层电子数为6,为O元素,则Z的最外层电子数为6,为S元素,若Q的最外层电子数为5,为N元素,Z的最外层电子数为7,为Cl元素;综上所述,Q为N或O或F,X为Al,Y为Si,Z为Cl或S或P,据此分析解题。A.X为Al,Q为N或O或F,同一周期从左往右元素非金属性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,故非金属性:Q>X,A错误;B.由分析可知,X为Al属于金属晶体,Y为Si属于原子晶体或共价晶体,故单质熔点Si>Al,即Y>X,B错误;C.含有氢键的物质沸点升高,由分析可知Q为N或O或F,其简单氢化物为H2O或NH3或HF,Z为Cl或S或P,其简单氢化物为HCl或H2S或PH3,由于前者物质中存在分子间氢键,而后者物质中不存在,故沸点Q>Z,C错误;D.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,P、S、Cl的非金属性均强于Si,因此最高价含氧酸酸性:Z>Y,D正确;故答案为:D。
4.(2018·天津高考真题)下列有关物质性质的比较,结论正确的是
A.溶解度:Na2CO3
【解析】A.碳酸钠的溶解度应该大于碳酸氢钠,实际碳酸氢钠在含钠化合物中属于溶解度相对很小的物质。错误;B.同周期由左向右非金属的气态氢化物的稳定性逐渐增强,所以稳定性应该是:HCl>PH3。错误;C.C2H5OH分子中有羟基,可以形成分子间的氢键,从而提高物质的沸点,正确;D.同周期由左向右最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱,所以碱性应该是:LiOH>Be(OH)2,错误。
5.(2017·天津高考真题)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(à)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
【答案】C
【解析】A.C、N、O属于同周期元素,从左至右,非金属性依次增强,原子序数C<N<O,非金属性O>N>C,C、Si属于同主族元素,从上到下,非金属性依次减弱,原子序数C<Si ,非金属性C>Si,则非金属性O>N>Si,非金属性越强,氢化物越稳定,气态氢化物的稳定性H2O>NH3>SiH4,正确;B.H与F、Cl等形成共价化合物,与Na等形成离子化合物,则氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物,正确;C.利用最高价含氧酸的酸性比较非金属性强弱,HCl不是最高价含氧酸,则不能比较Cl、C的非金属性,错误;D.118号元素的原子序数为118,质子数为118,核外电子数为118,其原子结构示意图为,它的原子结构中有7个电子层,最外层电子数为8,则第118号元素在周期表中位于第七周期0族,正确。答案为C。
1.(2023秋·山东青岛·高三统考期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子最高能级有3个未成对电子,Z与X形成的化合物常用于汽车的安全气囊,Y、W处于同一主族,下列说法错误的是
A.原子的半径:Z>W>X>Y
B.简单氢化物的还原性、水溶液的酸性:W>Y
C.化合物中存在离子键、非极性共价键
D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种
【答案】D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子最高能级有3个未成对电子,则X为N元素 ;Z与X形成的化合物ZX3常用于汽车的安全气囊,则Z为Na元素;Y、W处于同一主族,则Y为O元素、W为S元素或Y为F元素、W为Cl元素。
【详解】A.电子层数越大,原子的原子半径越大,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则四种原子的原子半径的大小顺序为Z>W>X>Y,故A正确;
B.由分析可知,Y为O元素、W为S元素或Y为F元素、W为Cl元素,同主族元素,从上到下元素的非金属性越弱,氢化物的还原性依次增强、氢化物溶液的酸性依次增强,则水的还原性弱于硫化氢、氟化氢的还原性弱于氯化氢,水的酸性弱于氢硫酸、氢氟酸的酸性溶液盐酸,故B正确;
C.叠氮化钠是含有离子键、非极性共价键的离子化合物,故C正确;
D.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能小于氮元素的元素有锂、铍、硼、碳、氧,共有5种,故D错误;
故选D。
2.(湖北省云学新高考联盟2022-2023学年高二上学期期末联考化学试题)现有X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。对它们的结构或性质的描述如下:X元素的核外电子数和电子层数相等;Y元素的基态原子,在同周期中末成对电子数最多;基态Z、W原子中能级和能级上的电子总数相同;Q元素的主族序数与周期数的差为3。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:
B.最简单氢化物的沸点:
C.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物或离子化合物
D.Q的氧化物对应水化物的酸性强于碳酸
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,X元素的核外电子数和电子层数相等,则X为H;Y元素的基态原子,在同周期中末成对电子数最多,Y为N;基态Z、W原子中能级和能级上的电子总数相同,则Z为O,W为Mg;Q元素的主族序数与周期数的差为3,Q为S。据此分析,X、Y、Z、W、Q分别为H、N、O、Mg、S。
【详解】A.核外电子数相同时,核电荷数越大半径越小,故离子半径W<Z,故A错误;
B.Z的氢化物H2O常温下为液态,Y的氢化物NH3为气态,故B正确;
C.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物HNO3或离子化合物NH4NO3,故C正确;
D.S的氧化物对应水化物为H2SO3、H2SO4,酸性都强于碳酸,故D正确;
故选A。
3.(2023·湖南衡阳·统考一模)“证据推理与模型认知”是化学学科学习的基本素养。下列推论合理的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【详解】A.HCl、HBr、HI的酸性由键能决定,键长越长,键能越小,酸性越强,因此推出氧族元素对应氢化物的酸性:,A项合理;
B.元素非金属性越强,对应简单离子的还原性越弱,因此还原性:,B项不合理;
C.Na、Mg原子核外有三层电子,Mg核电荷数大,对应半径小,O原子核外有两层电子,半径最小;Na+、Mg2+、O2-核外电子均为两层,原子核中核电荷数越小,对应的离子半径越大,即离子半径:,C项不合理;
D.C、Si、Ge均为共价晶体,熔点由键能决定;F2、Cl2、Br2、I2为分子晶体,熔点由范德华力决定,相对分子质量越大,范德华力越大,则熔点:,D项不合理。
本题选A。
4.(2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测)下列能说明金属性Mg>Al的是
①表面积相同的金属与盐酸反应的剧烈程度Mg>Al
②Mg(OH)2不溶于NaOH,Al(OH)3溶于NaOH
③等浓度的Mg(NO3)2和Al(NO3)3溶液的pH前者大
④电负性Mg<Al
⑤第一电离能Mg>Al
A.①②③B.①②④C.②③④D.②④⑤
【答案】B
【详解】①表面积相同的金属与盐酸反应的剧烈程度Mg>Al,说明Mg更活泼,能说明金属性Mg>Al,正确;
②Mg(OH)2不溶于NaOH,Al(OH)3溶于NaOH,说明已经显示出酸的性质,说明它的碱性比Mg(OH)2的碱性弱,进而说明金属镁比铝失电子的能力强,即镁的金属性比铝的金属性强,正确;
③等浓度的Mg(NO3)2和Al(NO3)3溶液的pH前者大,两种金属离子带电量不同,水解后氢离子浓度不同,不能说明镁更活泼,错误,
④同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强,金属性逐渐减弱,电负性Mg<Al ,镁的金属性更强,正确;
⑤同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大,但Mg的最外层为全充满状态,电子能量最低,第一电离能Mg>Al,不能说明镁的金属性更强,错误;
故选①②④,故选B。
5.(2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末)据报道,我国科学家找到了水稻突变体“耐砷富硒”开关,这对提高水稻营养价值、降低砷的毒性意义重大。下列说法错误的是
A.砷与磷属于同族元素B.原子半径:
C.既有氧化性又有还原性D.砷的简单氢化物为
【答案】D
【分析】砷(As)是第33号元素,位于周期表第四周期第VA族,硒(Se)是第34号元素,位于周期表第四周期第VIA族,据此回答。
【详解】A.根据分析,砷与磷属于同族元素,A正确;
B.同周期元素,从左到右,原子半径依次减小,所以原子半径,B正确;
C.Se的最高价是+6价,最低价是-2价,中Se的价态是+4价,处于中间价态,所以SeO2既有氧化性又有还原性,C正确;
D.As的最低价是-3价,其简单氢化物为,D错误;
故选D。
6.(2021·浙江绍兴·校考模拟预测)W、X、Y和 Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。W的一种核素可用于文物年代的测定,X与 W同周期相邻,四种元素中只有Y为金属元素,Z的单质为黄绿色气体。下列叙述正确的是
A.X的氢化物沸点高于W的氢化物
B.Z的氧化物对应的水化物均为强酸
C.四种元素中,Z 原子半径最大
D.Y 与 Z 形成的化合物可能存在离子键或者共价键
【答案】D
【分析】W、X、Y和 Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。W的一种核素可用于文物年代的测定,则 W为碳元素;X与W同周期且相邻,则X为氮元素;Z的单质为黄绿色气体,则Z为氯元素;四种元素中只有 Y为金属元素,则Y可能为钠元素或镁元素或铝元素。
【详解】A.C的氢化物有多种,随着C数的增大其氢化物沸点越高,A错误;
B.Cl的最高价氧化物对应的水化物为强酸,B错误;
C.当电子层数相同时,其原子半径随核电荷数的增加而减小,因此Y>Z,C错误;
D.Na和Cl形成NaCl,Mg和Cl形成MgCl2,为离子化合物,含有离子键,而AlCl3,为共价化合物,含有共价键,D正确;
故选D。
核心考点3、综合应用
1.元素周期表中元素的分区
2.寻找新材料
(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。
3.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。
4. 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
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。
(3)“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。
(4)“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”。
1.【2022年湖南卷】科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A.原子半径:B.非金属性:
C.Z的单质具有较强的还原性D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
【答案】C
【解析】由共价化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和,则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则C.O、F的原子半径大小顺序为C>O>F,故A正确;B.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,同主族元素,从上到下元素的非金属性依次减弱,则C.O、Si的非金属性强弱顺序为O>C>Si,故B正确;C.位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强,单质具有很强的氧化性,故C错误;D.原子序数为82的元素为铅元素,与硅元素都位于元素周期表ⅣA族,故D正确;故选C。
2.(2021·山东真题)X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6,二者形成的一种化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列说法错误的是
A.原子半径:X>YB.简单氢化物的还原性:X>Y
C.同周期元素形成的单质中Y氧化性最强D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种
【答案】D
【解析】Y位于第三周期,且最高正价与最低负价的代数和为6,则Y是Cl元素,由X、Y形成的阴离子和阳离子知,X与Y容易形成共价键,根据化合物的形式知X是P元素。A.P与Cl在同一周期,则P半径大,即X>Y,A项不符合题意;B.两者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl,半径是P3->Cl-,所以PH3的失电子能力强,还原性强,即X>Y,B项不符合题意;C.同周期元素从左往右,金属性减弱,非金属性增强,各元素对应的金属单质还原性减弱,非金属单质的氧化性增强,所以Cl2的氧化性最强,C项不符合题意;D.同一周期,从左到右,第一电离能呈现增大的趋势,第VA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能;所以第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl,所以有5种,D项符合题意;故选D。
3.(2021·河北真题)如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是
A.X和Z的最高化合价均为+7价
B.HX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为与
C.四种元素中,Y原子半径最大,X原子半径最小
D.Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
【答案】CD
【解析】结合图中所示结构可知图中两种化合物均为共价化合物,已知X和Z同主族,可得X和Z同为第ⅦA族,Y为第ⅤA族元素,W为第ⅢA族或第ⅤA族元素,再结合W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素, Y原子序数为W原子价电子数的3倍推知W、X、Y、Z分别为N、F、P、Cl,据此答题。A.X和Z分别是F、Cl,F无正价,A错误;B.和分别是HF和HCl,HF在水中不是强酸,B错误;C.四种元素W(N)、X(F)、Y(P)、Z(Cl)中,W(N)、X(F)有两个电子层,Y(P)、Z(Cl)有三个电子层,半径大于W(N)和X(F),Y(P)原子序数小于Z(Cl),故Y原子半径在这四种元素中最大;X(F)原子序数大于W(N),故X原子半径在这四种元素中最小,C正确;D.Z(Cl)、W(N)和氢三种元素可形成氯化铵,属于同时含有离子键和共价键的化合物,D正确;故选CD。
4.(2021·广东真题)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,的原子核只有1个质子;元素、、原子序数依次增大,且均位于的下一周期;元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是
A.是一种强酸
B.非金属性:
C.原子半径:
D.中,的化合价为+2价
【答案】C
【解析】题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。的原子核只有1个质子,则X为H元素;元素、、原子序数依次增大,且均位于的下一周期,即第二周期元素,则Y为C元素,Z为O元素,W为F元素;元素的原子比原子多8个电子,则E为Cl元素,综合以上分析可知,X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。A.氯元素非金属性较强,其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸,故A正确;B.同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强,所以非金属性:F>O>C,故B正确;C.同一周期从左到右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,电子层越多半径越大,所以原子半径:Cl>C>F,故C错误;D.OF2中,F为-1价,则O的化合价为+2价,故D正确;
1.(2023·安徽宣城·安徽省宣城市第二中学模拟预测)我国科学家最近在锂电池研究方面取得新进展,其电解质阴离子结构如图所示。已知:短周期元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次递增且X、Y、Z、R位于同周期。下列叙述正确的是
A.原子的第一电离能:B.简单氢化物的还原性:
C.Y的氧化物对应的水化物一定是强酸D.简单氢化物的沸点:
【答案】B
【分析】短周期元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次递增且X、Y、Z、R位于同周期,根据阴离子结构中的成键特点并结合原子序数的大小关系,可知X为C,Y为N,Z为O,R为F,W为S。
【详解】A.根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第IIA族大于第IIIA族,第VA族大于第VIA族,因此原子的第一电离能:,故A错误;
B.非金属性越弱,其对氢化物还原性越强,因此的还原性强于,故B正确;
C.氮的含氧酸中,除了是强酸外,为弱酸,故C错误;
D.常温下为液态,水存在氢键的数目比HF和氨气的多,因此沸点比和都高,故D错误。
综上所述,答案为B。
2.(2022·河北邯郸·邯郸一中校考模拟预测)某药物的一种成分均由短周期主族元素组成,其结构如图所示。元素X、Y、Z、W、E的原子序数依次增大,X与其它几种元素不同周期,W与E原子的基态价电子排布均为。下列说法中错误的是
A.原子半径:
B.氢化物的沸点:
C.第一电离能:
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
【答案】B
【分析】X、Y、Z、W、E的原子序数依次增大,W与E原子的基态价电子排布均为,则W为F原子、E为Cl元素;X与其它几种元素不同周期,则X为H元素;由药物的结构示意图可知,Y、Z形成共价键的数目为4、2,则Y为C元素、Z为O元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:,故A正确;
B.碳可以形成相对分子质量很大的烃,其沸点可能大于水,故B错误;
C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则氟元素的第一电离能大于氧元素,故C正确;
D.元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,氯元素的非金属性强于碳元素,则高氯酸的酸性强于碳酸,故D正确;
故选B。
3.(2022·山西运城·统考模拟预测)化合物Z2[X2Y4(YW)](YW)是制造北京冬奥会滑雪头盔的原料之一,其中W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W、X、Z处于不同周期,W、X与Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的最外层电子数,Z原子的K层与M层电子数相等,Y为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:W
C.W、Y、Z三种元素形成的化合物属于强碱
D.一定浓度的W3XY3溶液可用于中和溅到皮肤上的碱液
【答案】D
【分析】Y为O元素,W为H元素,Z为Mg元素,X为B元素,据此答题。
【详解】A.原子半径从左往右依次减小,从上往下依次增大,则Mg>B>O>H,A项错误;
B.合金中也有可能有非金属元素,B项错误;
C.H、O、Mg三种元素形成的化合物为Mg(OH)2不属于强碱,C项错误;
D.一定浓度的H3BO3溶液可用于中和溅到皮肤上的碱液,D项错误;
答案选D。
4.(2022·山东·校联考模拟预测)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。下列说法正确的是
A.简单离子半径大小顺序: r(Q) >r(W) >r(X) >r(Y) >r(Z)
B.第一电离能: I1(X) >I1(Y)>I1(W)>I1(Q)
C.元素X、Y、W、Q的简单氢化物都是极性分子
D.元素W与Y形成的阴离子W2Y具有较强的氧化性,W显+7价
【答案】C
【分析】依据短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置可知,具体元素如下:
。
【详解】A.电子层数越多,微粒半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,微粒半径越小,电子层数和核电荷数都相同时,核外电子数越多,微粒半径越大,因此简单离子半径大小顺序为: r(W)> r(Q)> r(X)>r(Y)>r(Z),即S2->Cl->N3->O2->A13+,A错误;
B.X(N)价电子排布是2s22p3,p轨道电子半满,洪特规则特例,所以I1(N)>I1(O):同周期的VIA和VIIA元素第一电离能排序没有反常情况,I1(Cl)>I1(S),B错误;
C.元素X、Y、W、Q的简单氢化物分别是NH3、H2O、H2S、 HCl,都是由极性键构成的极性分子,C正确;
D.元素W与Y形成的阴离子W2Y为S2O,含有过氧根离子,具有较强的氧化性,S显+6价,D错误;
答案选C。
5.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测)2021年,英国剑桥大学Dminic S.Wright课题组设计了一种新型电池中电解质(结构如图所示)的合成路线。已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,三者的核外电子数之和等于35,Y与Z位于同一周期,则下列说法正确的是
A.简单离子的半径:X>Y
B.Z的最高价氧化物对应水化物是强酸
C.工业上常采用电解Y的氧化物冶炼单质Y
D.该化合物阴离子中各原子均满足8电子稳定结构
【答案】A
【分析】X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,三者的核外电子数之和等于35,Y与Z位于同一周期,从结构图Z形成6个共价键,X为1价,若X为H,Y为Li,Z为31号,不合理,若X为H,Y为Na,则Z为23号元素,不合理,若X为F,Y为Na,Z为35-9-11=15,Z为P。
【详解】A.F-、Na+电子层结构相同,核电荷大的半径小,简单离子的半径:F->Na+,故A正确;
B.Z的最高价氧化物对应水化物H3PO4是弱酸,故B错误;
C.工业上常采用电解熔融氯化钠冶炼单质钠,故C错误;
D.该化合物阴离子中F原子满足8电子稳定结构,但P最外层有12个电子,故D错误;
故选A。
6.(2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q 原子序数依次增大,形成的化合物是一种重要的食品添加剂,结构如下图。Z核外最外层电子数与X 核外电子总数相等。W的原子半径在周期表中最小。下列有关叙述正确的是
A.原子半径大小:Y>Z>Q
B.该化合物中Y 原子不满足8 电子稳定结构
C.该化合物中,W、X、Y、Z、Q 之间均为共价键
D.Q元素对应的单质能与水反应,也能与乙醇反应
【答案】D
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大,W的原子半径在周期表中最小,则W为H元素;而Z核外最外层电子数与X核外电子总数相等,可知X处于第二周期,Q形成+1价阳离子,故Q处于IA族,化合物结构中X形成4个共价键、Y形成3个共价键、X形成2个共价键,故X为C元素,结合原子序数可知Y为N元素,Z为O元素、Q为Na元素。
【详解】由分析可知,W为H元素、X为C元素、Y为N元素、Z为O元素、Q为Na元素。
A.同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:Q(钠)>Li>Y(N)>Z(氧),A错误;
B.该化合物中N原子形成3个共价键,满足8电子稳定结构,B错误;
C.该化合物中钠离子与阴离子之间形成离子键,C错误;
D.钠与既能与水反应产生氢气,也能与乙醇反应产生氢气,D正确;
故合理选项是D。
7.(2023·湖南衡阳·统考一模)X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素在元素周期表中的位置如图所示,Z的第一电离能比W的第一电离能大,M的3p轨道上有2个未成对电子。以下说法错误的是
A.电负性:W>Z>Y
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:M>Y
C.通过电解熔融的可制得X单质
D.常温下,将一定量气态充入一烧瓶内,烧瓶内始终为无色
【答案】D
【分析】M的3p轨道上有2个未成对电子,则M的电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,则M为Si或S;同一周期从左到右,元素的电离能逐渐增大,但N>O,综上可知,X、Y、Z、W、M分别为Al、C、N、O、S。
【详解】A.同周期从左到右,元素的电负性逐渐减小,因此电负性:O>N>C,即W>Z>Y,A正确;
B.M、Y对应的最高价氧化物对应水化物即硫酸与碳酸,酸性大小:硫酸>碳酸,即M>Y,B正确;
C.通过电解熔融的Al2O3可以得到Al,C正确;
D.将N2O4通入烧瓶后会发生可逆反应:,因此容器内会出现红棕色,D错误。
本题选D。
8.(2023·北京顺义·一模)如表为元素周期表的一部分,其中X、Y、W、Z为短周期元素,W的单质常温下为黄绿色气体。下列说法不正确的是
A.X、Y的单质均存在同素异形体
B.Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增
C.R的单质可用于制造半导体材料
D.工业上电解NaW溶液得W2可使用阴离子交换膜
【答案】D
【分析】W的单质常温下为黄绿色气体,则W为Cl元素,由元素在周期表中的位置可知,X为P元素,Y为O元素,Z为F元素,R为Ge元素,T为Br元素,据此分析解答。
【详解】A.P对应的同素异形体有红磷、白磷等,O对应的同素异形体有氧气、臭氧等,故A正确;
B.同周期主族元素从左到右元素的非金属性增强,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增,故B正确;
C.Ge和Si位于同一主族,为重要的半导体材料,故C正确;
D.工业上电解饱和食盐水可制得Cl2,因需要将产生的NaOH和Cl2分开,只允许阳离子通过,故需使用阳离子交换膜,故D错误;短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10,共3个纵列
0族
第18纵列
④
⑤
①
③
⑥
②
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
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的水化物
H3ZO4
溶液对应的pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
选项
已知信息
推论
A
酸性:HI>HBr>HCl
酸性:
B
非金属性:F>O>N
还原性:
C
原子半径:Na>Mg>O
离子半径:
D
熔点:C>Si>Ge
熔点:
X
Y
Z
W
Q
Y
Z
X
W
R
T
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