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教育最新K122018-2019学年高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 1.2.2 元素周期表和元素

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小学+初中+高中

第 2 课时

元素周期表和元素周期律的应用
基础巩固

1 元素周期表里金属元素和非金属元素分界线附近的元素可能用于(

)

A.制新农药 C.制新医用药物 答案 B

B.制半导体材料 D.制高温合金

解析在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素 ,既表现金属性又表现非金属性,可作半导体 材料。 2 关于元素周期律和元素周期表的下列说法,正确的是( )

A.目前发现的所有元素占据了周期表里的全部位置,不可能再有新的元素被发现 B.元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性变化 C.俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献 D.同一主族的元素从上到下,金属性呈周期性变化 答案 B 解析元素周期律是元素性质随原子序数的递增而发生周期性变化的规律,B 项正确;俄国化学家门 捷列夫为元素周期表的建立作出了巨大贡献;有些元素还有待于发现,有些新元素已经被发现,因 此不能说不可能再有新元素被发现;在元素周期表中,同一主族的元素从上到下,由于原子半径逐 渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,属递变性变化而不是周期性变化。 3 下列说法正确的是( )

A.第ⅠA 族元素的金属性比第ⅡA 族元素的金属性强 B.第ⅥA 族元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高 C.同周期非金属氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强 D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小 答案 B 解析同周期第ⅠA 族元素的金属性比第ⅡA 族元素的金属性强,而不同周期两族元素金属性的比较 要结合同族元素的递变规律进行,如果忽略了是否是同周期元素,易错选 A。错选 C 是忽略了“最 高价氧化物”与“氧化物”的区别,而错用递变规律造成的。错选 D 是把原子半径的递变规律误

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小学+初中+高中 认为是离子半径的递变规律。 4 锗(Ge)是第四周期第ⅣA 族元素,处于元素周期表中金属与非金属的分界线附近,下列叙述正 确的是( )

A.锗是一种金属性很强的元素 B.锗的单质具有半导体的性能 C.GeH4 稳定性很强 D.锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸 答案 B 解析依据同主族元素性质递变规律可知 ,气态氢化物稳定性 :CH4>SiH4>GeH4,而已知硅烷(SiH4)不 稳定,故 GeH4 稳定性很弱;最高价氧化物对应水化物酸性:H2CO3>H2SiO3>H4GeO4,故 H4GeO4 为难溶于水 的弱酸。因为锗处于元素周期表中金属与非金属的分界线附近,所以锗单质应具有半导体的性能。 5A、B、C 均为短周期元素,A、B 同周期,A、C 的最低价离子分别为 A 和 C ,B 和 C 具有相同的 电子层结构。下列说法中正确的是( A.C 元素的最高正化合价为+7 价 B.原子半径:A>B>C C.离子半径:A >C >B D.还原性:A <C 答案 C 解析根据 A、B、C 在周期表中的位置关系及其离子结构的特点,可推知它们在周期表中的相对位 置,又知是短周期元素,则 C 为 F,B 为 Mg,A 为 S。A 项,F 无正价;B 项,原子半径应为 B>A>C;D 项, 还原性应为 A >C 。 6 下表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 )
2222+ 22+ -

)

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

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小学+初中+高中 C.X 元素只能形成一种单质 D.Y 元素可形成多种氧化物 答案 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,即 X、Y、Z、W 分别是 C、N、S、Cl,碳元素可以组成石墨、金刚石等多种单质,C 项 错误。 7 某元素 R 的最高价氧化物对应水化物是 HnRO2n-2,则元素 R 在其气态氢化物中的化合价是 ( ) B.12-3n D.3n-12

A.3n-10 C.3n-4 答案 D

解析元素 R 在其氧化物中显正价,而在其氢化物中显负价。 设 R 的最高化合价为+x,由化合物中正、 负化合价代数和为 0,列式:(+1)·n+x+(-2)·(2n-2)=0,解得 x=3n-4。因为元素的最高化合价+| 最低化合价|=8,所以氢化物中元素 R 的化合价为-[8-(3n-4)]=3n-12。 8 元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( A.同一元素不可能既表现金属性又表现非金属性 B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C.短周期元素形成离子后,最外层都达到 8 电子稳定结构 D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同 答案 B 解析第三周期的 Al 元素,既有金属性又有非金属性,故 A 项错误;H 最外层无电子,Li 最外层 2 个 电子,因此并非所有的短周期元素原子形成离子后,最外层都达到 8 电子稳定结构,故 C 项错误;同 主族元素的原子,化学性质有相似性,但并不完全相同,故 D 项错误。 9 元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含着许多信息和规律。 下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为 0.089 nm)。 元素代号 原子半径/nm 主要化合价/价 A 0.160 +2 B 0.143 +3 C 0.102 +6、-2 D 0.099 -1 E 0.074 -2
+ +

)

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(1)用元素代号标出它们在周期表中对应位置(以下为周期表的一部分)。

(2)B 元素处于周期表中第

周期第

族。 (填离子符号)。 (填化学式)。

(3)C、D 的简单离子的半径由大到小顺序为

(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 (5)C、E 形成的化合物为 答案 (1) (填化学式)。

(2)三 ⅢA (3)S >Cl

2-

-

(4)HClO4 (5)SO2、SO3

解析 (1)由主要化合价和原子半径知 A 为 Mg,B 为 Al,C 为 S,D 为 Cl,E 为 O。 (2)B 处于周期表中第三周期第ⅢA 族。 (3)C、D 的简单离子分别为 S 、Cl ,半径大小为 S >Cl 。 (4)最高价氧化物对应水化物分别为 Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4,其中 HClO4 酸性最强。 (5)S 与 O 形成的化合物有 SO2 和 SO3。 10 回答下列问题: (1)酸性:H2CO3 (2)碱性:Mg(OH)2 H2SiO3。 Al(OH)3。 HCl。 HCl。
22-

(3)气态氢化物稳定性:H2S (4)还原性:H2O H2S,H2S

根据以上内容可以归纳出: ①元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越 ②元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越 ③元素非金属性越强,其对应气态氢化物的稳定性越 ④元素非金属性越强,其对应气态氢化物的还原性越 答案 (1)> (2)> (3)< (4)< > ①强 ②强 ③强 ④弱 。 。 。 。

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小学+初中+高中 解析 (1)可根据非金属性强弱判断对应酸的酸性强弱;(2)金属性强弱顺序为 Mg>Al,所以碱性强弱 顺 序 为 Mg(OH)2>Al(OH)3;(3) 非 金 属 性 :Cl>S, 所 以 氢 化 物 稳 定 性 :HCl>H2S;(4) 还 原 性:H2O<H2S,H2S>HCl。 能力提升 1 下列各组元素性质递变的情况中,错误的是( A.Li、Be、B 原子最外层电子数依次增多 B.P、S、Cl 元素最高化合价依次升高 C.N、O、F 原子半径依次增大 D.P、S、Cl 元素的最低化合价依次为-3 价、-2 价、-1 价 答案 C 解析 )

2 运用元素周期律分析下面的推断,其中推断错误的是 A.氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁的弱 B.砹(At2)为有色固体,HAt 不稳定 C.硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体 D.硒化氢(H2Se)是无色、有毒,比 H2S 稳定的气体 答案 D

(

)

解析 A 项,Be 和 Mg 同主族,金属性 Be 不如 Mg 的强,故 Be(OH)2 的碱性比 Mg(OH)2 的弱;B 项,卤族元 素的单质从上到下,颜色加深,氢化物越来越不稳定;C 项,Sr 和 Ba 同主族,故 SrSO4 也难溶于水;D 项,Se 的非金属性不如 S 的强,故 H2Se 不如 H2S 稳定。 3 下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是( A.酸性:H2SO4>H3PO4 B.非金属性:Cl>Br C.碱性:NaOH>Mg(OH)2 )

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小学+初中+高中 D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3 答案 D 解析 A 项,同周期元素(稀有气体元素除外),从左到右非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化 物的酸性逐渐增强,硫元素的非金属性强于磷元素的,则硫酸的酸性强于磷酸的;B 项,同主族元素, 自上而下非金属性逐渐减弱,则氯元素的非金属性强于溴元素的;C 项,同周期元素,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,钠的金属性强于镁的,则氢氧化钠的碱性 强于氢氧化镁的;D 项,碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠的,与元素周期律没有关系,D 项符合,答案选 D。



4 短周期元素 X、Y、Z、W 在元素周期表中的相对位置如右图所示,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 答案 A 解析从元素周期表的局部图可知为第二、三周期元素,W 为第三周期元素,其原子的质子数是其最 外层电子数的三倍,故 W 是磷元素,据此推出 X、Y、Z 分别是氮、氧、硅元素。根据四种元素在周 期表中的位置关系,原子半径:Z>W>X>Y,A 选项错误;非金属性:O>N>P>Si(Y>X>W>Z),最高价氧化物 对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4>H2SiO3,氢化物的稳定性:H2O>NH3>PH3>SiH4,B、 C 选项正确;主族元素 除 O、F 外,最高化合价数等于主族序数,D 选项正确。



5(2016 全国乙)短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是由这些元素组成
-1

的二元化合物。n 是元素 Z 的单质,通常为黄绿色气体,q 的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L r 溶 液的 pH 为 2,s 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )

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小学+初中+高中 A.原子半径的大小 W<X<Y B.元素的非金属性 Z>X>Y C.Y 的氢化物常温常压下为液态 D.X 的最高价氧化物的水化物为强酸 答案 C 解析根据单质 n 为黄绿色气体,说明 n 是 Cl2,则 Z 为 Cl,0.01 mol·L r 溶液 pH 为 2,则 r 为一元 强酸,q 水溶液具有漂白性,说明 m 为 H2O,r 为 HCl,q 为 HClO。s 通常是难溶于水的混合物,则 p 可 能为 CH4,与 Cl2 反应生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 或 CCl4,均难溶于水。推断 W、X、Y、Z 分别是 H、C、 O、Cl。A 选项,原子半径应为 W<Y<X,错误;B 选项,非金属性应为 Y>Z>X,错误;C 选项,Y 的氢化物 为 H2O、 H2O2,常温常压下均为液态,正确;D 选项,碳的最高价氧化物对应的水化物为碳酸,碳酸为弱 酸。 6 下图为元素周期表的一部分。 X Y Z W
-1

X、Y、Z、W 均为短周期元素,若 W 原子的最外层电子数是其次外层电子数的 。则下列说法中正确 的是( )

A.Y 单质可与 Z 的氢化物的水溶液反应 B.含氧酸的酸性:W>Z C.原子半径由大到小的排列顺序是 Z>Y>X D.X 的单质中有一种为白色蜡状固体 答案 A 解析由 W 的原子结构特点可推知 W 为氯元素,则依它们在元素周期表中的位置关系可知 X、Y、Z 依次为氮元素、氧元素和硫元素。A 项中的反应是 2H2S+O2 2S↓+2H2O,A 项正确;B 项若为最高

价含氧酸,则酸性关系正确,其他价态的化合物则不一定,B 项错误;X、 Y、 Z 的原子半径应是 Z>X>Y,C 项错误;氮元素的单质 N2 为无色气体,D 项错误。 7 下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z 为核电荷数,Y 为元素的有关性质)。 (1)把与下面元素有关性质相符的曲线标号填入相应的空格中: 小学+初中+高中

小学+初中+高中

①第ⅡA 族元素原子的最外层电子数 ②第三周期元素的最高化合价 ③F 、Na 、Mg 、Al 的离子半径
+ 2+ 3+

。 。 。

(2)元素 X、Y、Z、M、N 均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知 Y 原子最外层电子数与 核外电子总数之比为 3∶4;M 元素原子的最外层电子数与电子层数之比为 4∶3;N 、Z 、X 的半径 逐渐减小;化合物 XN 常温下为气体。据此回答: ①X 为 (名称),Y 为 (元素符号),Z 的原子结构示意图为 。 。
+ +

②N 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 ③工业上制取单质 M 的化学方程式为



答案 (1)①b ②c ③a (2)①氢 O ②HClO4 ③SiO2+2C Si+2CO↑

+11

解析 (1)①第ⅡA 族元素原子的最外层电子数都是 2,b 符合。 ②第三周期元素的最高化合价从+1 价逐渐递增到+7 价,c 符合。 ③F 、Na 、Mg 、Al 的离子半径大小顺序为 F >Na >Mg >Al ,a 符合。 (2)已知 Y 原子最外层电子数与核外电子总数之比为 3∶4,则 Y 为 O。M 元素原子的最外层电 子数与电子层数之比为 4∶3,则 M 为 Si。由 X、Y、Z、M、N 的原子序数关系和 N、Z、X 的简单离 子形式以及化合物 XN 的状态可知,N 为 Cl,Z 为 Na,X 为 H。 ★ 8 下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
+ 2+ 3+ + 2+ 3+

元素 ⅠA 周期 二 三 四 ⑨ ③ ④ ⑤ ① ⑥ ② ⑦ ⑩ ⑧ ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0

小学+初中+高中

小学+初中+高中 (1)⑤和⑧的元素符号是 (2)表中最活泼的金属是 和 。 (填元素符号,下同)。

,非金属性最强的元素是

(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是 氧化物对应水化物反应的化学方程式:

,分别写出该元素的氢氧化物与⑥和⑨的最高价

。 (4)请设计一个实验方案,比较⑦和⑩单质氧化性的强弱:

。 答案 (1)Si Ar (2)K F Al2(SO4)3+6H2O,Al(OH)3+KOH KAlO2+2H2O

(3)Al 2Al(OH)3+3H2SO4

(4)向 NaBr 溶液中通入适量 Cl2 后,溶液由无色变为橙红色,再向反应后的溶液中加入 CCl4, 振荡后分层,下层 CCl4 层呈橙红色,可证明氯气的氧化性比溴强 解析 (1)由⑤和⑧号元素的位置可知⑤号为 Si,⑧号为 Ar。 (2)同一周期,从左→右非金属性逐渐增强 ;同一主族,从上到下,金属性逐渐增强 ,故最活泼 的金属是⑨(即 K),非金属性最强的元素是②(即 F)。 (4)⑦号、⑩号单质分别为 Cl2 和 Br2,可利用单质间的置换反应来比较两者氧化性强弱。



9 某同学为了探究元素非金属性递变规律,设计了如图所示实验装置。

根据强酸制弱酸的原理 ,所选物质要既能证明同族元素性质递变规律 ,又能证明同周期元素性质 递变规律。 所给试剂(供选择): 稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、Na2SiO3 溶液、Ca(ClO)2 溶液。 (1)填装置中的物质名称:a (2)观察到的现象有:c 式:c 小学+初中+高中 ,c ,d ,d ,d 。 。离子方程

小学+初中+高中 。 (3)由于硝酸具有挥发性,所以,该装置存在的缺陷是

, 改进方法为 。 答案 (1)稀硝酸 碳酸钙 硅酸钠溶液 (2)产生气泡,碳酸钙溶解 产生白色胶状沉淀 CaCO3+2H Si +CO2+H2O C +H2SiO3↓或 Si +2CO2+2H2O
+

Ca +CO2↑+H2O

2+

H2SiO3↓+2HC

(3)挥发出来的硝酸随 CO2 进入到试管 d 里,对二氧化碳与硅酸钠溶液的反应产生干扰 在 c、 d 试管之间增加一个装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶 解析依据题意,所选物质的中心元素的一种与另一种元素同周期且相邻,与第三种元素同主族且 相邻。只有硝酸、碳酸钙、硅酸钠溶液符合要求。硝酸具有挥发性,能发生反 应:Na2SiO3+2HNO3 2NaNO3+H2SiO3↓,所以,必须除去二氧化碳中混有的 HNO3,可用饱和碳酸氢钠

溶液吸收挥发出的 HNO3。

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