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第3课时 元素周期表和元素周期律的应用
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.元素“位－构－性”推断应用
1,4,8
11,12,13
2.元素周期律应用
2,3,5,7
14
3.综合应用
6,9,10
15,16
[基本目标]
1．某元素的原子最外电子层上只有两个电子，下列关于该元素的说法正确的是( )
A．一定是金属元素
B．一定是第ⅡA族元素
C．一定是过渡元素
D．可能是金属元素，也可能不是金属元素
D 解析 某元素原子最外层上只有两个电子，可能为稀有气体He，也可能为第ⅡA族元素，如Mg，还有可能为副族元素。D项正确。
2．碲(Te)是与O、S同主族的元素，位于第五周期。据此，推断碲的相关性质错误的是( )
A．碲的单质在常温下是固态
B．碲的常见化合价是－2、＋4、＋6
C．碲可能作半导体材料
D．碲的氢化物H2Te很稳定
D 解析 同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性减弱。
3．元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具，下列叙述不正确的是( )
A．从左到右，元素周期表中的第15列为第ⅤA族
B．某周期第ⅡA族元素的原子序数为x，则与它同周期的第ⅢA族元素的原子序数可能为x＋25
C．第ⅥA族元素，随原子半径增大，对应气态氢化物的稳定性逐渐增强
D．53号元素位于周期表中第5周期第ⅦA族
C 解析 第ⅥA族元素，随原子半径增大，对应气态氢化物的稳定性逐渐减弱。
4．短周期元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图(甲不一定在丁、庚的连线上)，戊、己分别是空气、地壳中含量最多的元素。下列判断正确的是( )
A．甲一定是金属元素
B．气态氢化物的稳定性：庚＞己＞戊
C．乙、丙、丁的最高价氧化物的水化物可以相互反应
D．庚的最高价氧化物的水化物酸性最强
B 解析 空气中含量最多的元素是氮元素，则戊是N元素；地壳中含量最多的元素是氧元素，则己是O元素；甲不一定在丁、庚的连线上，则甲可能是H元素或Li元素；乙是Mg元素、丙是Al元素；丁是C元素、庚是F元素。甲可能是H元素，A项错误；气态氢化物的稳定性HF>H2O>NH3，B项正确；氢氧化铝具有两性，但与氢氧化镁、碳酸不反应，C项错误；氟元素没有含氧酸，D项错误。
5．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：W＞Z＞Y＞X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W＞Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y＞X＞W＞Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
A 解析 X、Y、Z、W都是短周期元素，并且有题图所示的相对位置，则W在第三周期。W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，设W原子的最外层电子数为x，则3x＝2＋8＋x，x＝5，W是P元素。结合题图和周期表分析可知，X是N元素，Y是O元素，Z是Si元素。根据同周期，同主族元素原子半径递变规律，原子半径：Z＞W＞X＞Y，A项错误。
6．X、Y是周期表中的两种元素，X原子半径比Y的小，且二者具有相同的电子层数，下列有关叙述正确的是(选项中m、n均为正整数)( )
A．若X、Y的原子序数相差1，Y为第ⅡA族，则X一定是第ⅢA族
B．若Y(OH)m易溶于水，则X(OH)n一定不溶于水
C．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
D．若Y元素形成的单质是气体，则X元素形成的单质一定也是气体
D 解析 电子层数相等，位于同一周期，X的原子半径比Y的原子半径小，那么X的核电荷数必然比Y大，所以在周期表中，X的位置在Y同周期的右边。题意未说明X、Y是短周期元素，则X可能为第ⅢB族，A项错误；若Y为K元素，X为Ca元素，Ca(OH)2微溶于水，B项错误；若X为N元素，氢化物为NH3，其水溶液显碱性，C项错误；同一周期，单质的状态由固态到气态，或由固态到液态再到气态，X的位置在Y同周期的右边，所以，若Y元素形成的单质是气体，则X元素形成的单质一定也是气体，D项正确。
7．近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第六周期第ⅢA族，下列对铊的性质推导可能正确的是( )
①铊是易导电的银白色金属 ②Tl(OH)3是两性氢氧化物
③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强 ④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A．①④ B．②③
C．只有① D．只有④
A 解析 它位于第六周期第ⅢA族，与Al同族，同主族元素，随着原子序数增大，元素原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。故①④正确。
8．如图是元素周期表的一部分。X、Y、Z、W均为短周期元素，Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8。下列说法错误的是( )
X
Y
Z
W
A．气态氢化物的稳定性：Z<W
B．原子半径由大到小的顺序为Z>W>X>Y
C．X元素只能形成一种单质
D．Y元素可形成多种氧化物
C 解析 根据Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8，则Z的最外层电子数是6，总电子数是16，是S元素，故X、Y、Z、W分别是C、N、S、Cl元素，C元素可以形成石墨、金刚石等多种单质，C项错误。
9. 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。请回答下列问题：
(1)写出四种元素的元素符号：
W________；X________；Y________；Z________。
(2)四种元素的所有化合价中，最低负化合价为________价，最高正化合价为________价。
(3)甲和乙分别是由W、X、Y、Z四种元素中的三种元素组成的常见化合物，化合物甲具有消毒杀菌作用，其化学式为__________；化合物乙是一种常见的化肥，其化学式为__________。
解析 (1)Y和Z的单质是空气中的主要成分，且r(Y)>r(Z)，故Y是氮元素、Z是氧元素，进而推知X为氢元素；r(W) >r(Z) ，原子序数W>Z，所以W只能是第三周期元素，W最外层有7个电子，故W是氯元素。(2) N的最低化合价为－3，Cl的最高化合价为＋7。(3)由H、N、O、Cl中的三种元素组成的具有消毒杀菌作用的化合物是次氯酸；化合物乙是氮肥，可能是氯化铵或硝酸铵或氨水。
答案 (1)Cl H N O
(2)－3 ＋7
(3)HClO NH4Cl(或NH4NO3或NH3·H2O)
10．A、B、C、D为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示，A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。
(1)写出A元素的名称：________。
(2)B位于周期表中第________周期第________族。
(3)C的原子结构示意图为______________。
(4)D的单质与水反应的化学方程式为________________________________________。
解析 设B的原子序数为x＋8，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，则2x＝x＋8，x＝8，故A为N，B为S，C为F，D为Cl。
答案 (1)氮 (2)3 ⅥA (3)
(4)Cl2＋H2OHCl＋HClO
[发展目标]
11．如图是元素周期表的一部分，关于图中阴影部分元素的说法中，正确的是( )
A．N元素为第一周期元素
B．PH3的稳定性比H2S强
C．该纵行元素的最高价氧化物对应的水化物化学式均为H3RO4
D．H3AsO4的酸性比H3PO4弱
D 解析 本题主要考查第ⅤA族元素的结构、位置、性质的关系，N元素为第二周期，A项错误；P的非金属性比S弱，故PH3的稳定性比H2S弱，B项错误；N元素对应酸为HNO3，C项错误；As在P的下一周期，非金属性比P弱，故H3AsO4的酸性比H3PO4弱。
12．如表是元素周期表的一部分。有关说法正确的是( )
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
a
b
3
d
e
f
g
h
i
①a、b、e、f四种元素的原子半径：e＞f＞b＞a ②h、i两种元素简单阴离子的还原性：h＞i ③a、g两种元素氢化物的稳定性：a＞g ④d、e、f三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强 ⑤八种元素中d元素的单质还原性最强，i元素的单质氧化性最强
A．①③④ B．②③⑤
C．②④⑤ D．①③⑤
B 解析 根据各元素在周期表中的位置，可知a是C元素，b是N元素，d是Na元素，e是Mg元素，f是Al元素，g是Si元素，h是S元素，i是Cl元素。同周期从左到右原子半径逐渐减小，电子层越多，半径越大，所以原子半径Mg>Al>C>N，①错误；原子的得电子能力越强，单质的氧化性越强，离子的还原性越弱，得电子能力Cl>S，氧化性Cl>S，还原性Cl－<S2－，②正确；元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性C>Si，元素氢化物的稳定性CH4>SiH4，③正确；元素的金属性Na>Mg>Al，元素最高价氧化物对应的水化物的碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，④错误；原子的得电子能力越强，单质的氧化性越强，还原性越弱；原子的失电子能力越强，单质的还原性越强，氧化性越弱，失电子能力最强的是Na，还原性最强，得电子能力最强的是Cl，氧化性最强，⑤正确。
13．四种短周期元素的相关信息如表所示：
元素
相关信息
X
最外层电子数是其内层电子数的2倍
Y
它是地壳中含量最高的元素
Z
Z2＋与Y2－具有相同的电子层结构
W
它与X同主族
下列说法错误的是( )
A．原子半径大小顺序：W＞Z＞X＞Y
B．Z2＋与Y2－的半径大小：Y2－>Z2＋
C．气态氢化物的热稳定性：Y＞W
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：W＜X
A 解析 由已知得X为C，Y为O，Z为Mg，W为Si。A项，原子半径：Mg＞Si＞C＞O，即Z＞W＞X＞Y，错误；B项，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，O2－>Mg2＋，正确；C项，稳定性：H2O＞SiH4，正确；D项，酸性：H2SiO3＜H2CO3，正确。
14．A、B、C、D、E、F、G是七种常见的短周期元素，其原子序数依次增大，请根据所给信息填写表中空白，并回答下列问题：
编号
基本信息
解决的问题
①
其中两种元素的原子核外电子层数与最外层电子数之比分别为1∶3、3∶1
这两种元素分别是________、________
②
其中一种元素的氧化物与强酸、强碱均能反应；另一种元素的单质、氧化物及氧化物对应的水化物均能与NaOH溶液反应
这两种元素分别是________、________
③
G分别能与A、E形成原子个数比均为4∶1的分子X、Y
X的分子式为____，E在周期表中的位置是____________
(1)仅由表中信息还不能确定的元素是______(填字母序号)，若要确定其是何种元素，还需要的条件是______(填序号)。
a．单质能与氧气反应
b．最高价氧化物对应的水化物呈强酸性
c．单质在常温下为固体
d．简单氢化物的稳定性比E的简单氢化物强
(2)基本信息②中，两种元素的氧化物分别与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)上述某两种元素间可形成原子个数比为1∶1及1∶2的两种化合物，写出前者与H2O反应的离子方程式：_________________________________________________________。
解析 由③中化合物原子个数比及原子序数关系可知：A为碳，E为硅，G为氯，进而推知D为铝，C为钠，B为氧，F为磷或硫。硫、磷常温下单质为固体。
答案 ①O Na ②Al Si ③CCl4 第三周期第ⅣA族
(1)F b (2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)2Na2O2＋2H2O===4OH－＋4Na＋＋O2↑
15．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素，已知A、B、E三种原子最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物两两皆能发生反应生成盐和水，C元素的最外层电子数比次外层电子数少4，D元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。
(1)写出元素的名称：C________，D________。
(2)写出元素的原子结构示意图：A________，B________。二者离子半径：________>________(填离子符号)。
(3)A、B的最高价氧化物的水化物的碱性：__________> ________(填化学式，下同)。
(4)D、E的气态氢化物的稳定性：________>________。
答案 (1)硅 磷
(2) Na＋ Al3＋
(3)NaOH Al(OH)3 (4)HCl PH3
16．阅读下面的信息，推断元素及有关物质。信息①：X、Y、Z、W是常见的短周期元素，其原子序数依次增大，且原子核外最外层电子数均不少于2。
(1)根据信息①，X一定不是________(填字母)。
A．氢 B．碳
C．氧 D．硫
信息②：上述四种元素的单质均能在足量的氧气中燃烧，生成的四种氧化物中，有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓氢氧化钠溶液，其相对分子质量都大于26。
(2)这四种元素中是否可能有一种是铝元素？________。(填“是”或“否”)
信息③：向上述四种元素的单质组成的混合物中加入足量盐酸，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
(3)白色沉淀物的化学式的为________________。
信息④：向上述四种元素的单质组成的混合物中加入足量烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸，最终溶液中析出白色沉淀。
(4)生成白色沉淀物的离子方程式为____________________________。
信息⑤：X与W同主族。
(5)X与浓硫酸加热时反应的化学方程式为__________________________。
解析 (1)若X为H元素，则其最外层只有1个电子，与题意不符；若X为S元素，则Y、Z、W中至少有一种元素位于长周期，也与题意不符。(2)根据信息②知，在上述四种元素的单质中至少有一种元素的氧化物既可与稀硫酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应，为两性氧化物。Al2O3为两性氧化物，且相对分子质量大于26，所以可能有铝元素。(3)短周期元素的单质中可溶于盐酸且原子核外最外层电子数不少于2的元素可能为Mg或Al，而形成的氢氧化物不溶于过量烧碱溶液的只能为Mg(OH)2。(4)短周期元素的最外层电子数不少于2且单质可溶于烧碱溶液的为Si或Al，反应分别生成Na2SiO3和NaAlO2，但加入过量的盐酸能产生沉淀的只能是Na2SiO3，反应的离子方程式为SiO＋2H＋===H2SiO3↓。(5)综合前四小题的信息知，W为Si，则X为C，C与浓硫酸反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
答案 (1)AD (2)是 (3)Mg(OH)2
(4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(5)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
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