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2019-2020年高考化學一輪復習 第五章 第二講 元素周期表元素周期律 [考綱展示] 1．掌握元素周期律的實質。了解元素周期表(長式)的結構(周期、族)及其應用?！?.以第三周期為例，掌握同一周期內元素性質的遞變規(guī)律與原子結構的關系。　3.以ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規(guī)律與原子結構的關系?！?.了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質遞變規(guī)律。 一、原子序數(shù) 按照元素在周期表中的順序給元素所編的序號。 原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)。 二、編排原則 三、元素周期表的結構 1．周期(7個橫行，7個周期) 短周期 長周期 序號 1 2 3 4 5 6 7 元素種數(shù) 2 8 8 18 18 32 32 0族元素原子序數(shù) 2 10 18 36 54 86 118 2.族(18個縱行，16個族) 主族 列序 1 2 13 14 15 16 17 族序 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副族 列序 3 4 5 6 7 11 12 族序 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB Ⅷ族 第8、9、10共3個縱行 0族 第18縱行 　　四、元素周期表中元素的分區(qū) 1．分界線：如上圖所示，沿著元素周期表中B、Si、As、Te、At與Al、Ge、Sb、Po的交界處畫一條斜線，即為金屬元素和非金屬元素的分界線(氫元素除外)。 2．金屬元素：位于分界線的左面區(qū)域，包括所有的過渡元素和部分主族元素。 3．非金屬元素：位于分界線的右面區(qū)域，包括部分主族元素和0族元素。 4．分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。 五、元素周期表中的特殊位置 1．過渡元素：元素周期表中部從第ⅢB族到第ⅡB族10個縱列共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。 2．鑭系：元素周期表第六周期中，57號元素鑭到71號元素镥共15種元素。 3．錒系：元素周期表第七周期中，89號元素錒到103號元素鐒共15種元素。 4．超鈾元素：在錒系元素中92號元素鈾(U)以后的各種元素。 (1)周期表18個縱行是16個族，第8、9、10縱行為一族。 (2)在描述元素在Ⅷ族時，不要寫成ⅧB。 (3)元素周期表中，族序數(shù)Ⅱ、Ⅲ是主族和副族的分界線，第一次分界時主族(ⅡA)在副族(ⅢB)之前，第二次分界時副族(ⅡB)在主族(ⅢA)之前。 (4)同周期第ⅡA族和第ⅢA族原子序數(shù)的差值可能為1、11、25。 　 (xx高考福建卷)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如右所示，其中W原子的質子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍。下列說法不正確的是(　　) A．原子半徑：W>Z>Y>X B．最高價氧化物對應水化物的酸性：X>W>Z C．最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>X>W>Z D．元素X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數(shù)相等 [解析]　從元素周期表的局部圖可知短周期元素X、Y、Z、W為二、三周期元素，W位于第三周期，W原子的質子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，故W是P元素，據(jù)此推出X、Y、Z分別是氮、氧、硅。根據(jù)四種元素在周期表中的位置關系可知，原子半徑：Z>W>X>Y，A項錯誤；非金屬性：O>N>P>Si，最高價氧化物對應水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，即X>W>Z，氫化物的熱穩(wěn)定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，即Y>X>W>Z，B、C項正確；主族元素除O、F外，其他元素最高化合價都等于其主族序數(shù)，D項正確。 [答案]　A —直接相鄰的原子序數(shù)關系 (1)“┳”型 (2)“┻”型 (3)“╋”型 　　　 　1.(xx高考浙江卷)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如下表所示，其中X元素的原子內層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的一半，則下列說法中正確的是(　　) X Y Z W Q A．鈉與W可能形成Na2W2化合物 B．由Z與Y組成的物質在熔融時能導電 C．W得電子能力比Q強 D．X有多種同素異形體，而Y不存在同素異形體 解析：選A。根據(jù)X原子的結構特點確定X元素，并結合五種元素在周期表中的相對位置關系確定其他元素，再結合各選項分析、解決問題。X元素的原子內層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的一半，而原子的最外層電子數(shù)不超過8個，則X為C元素，結合五種元素的相對位置關系，從而可知，Y為O元素，Z為Si元素，W為S元素，Q為Cl元素。O和S元素同處第ⅥA族，類比Na和O元素形成化合物Na2O2，推測Na和S元素可形成化合物Na2S2，A項正確。Si和O元素形成的SiO2為原子晶體，在熔融狀態(tài)下不導電，B項錯。Cl元素的非金屬性比S元素的強，則Cl原子得電子能力比S原子強，C項錯。C元素可形成金剛石、石墨、C60等多種同素異形體，O元素可形成O2、O3等同素異形體，D項錯。 題組一　元素周期表的結構 1．第三周期第ⅣA族的元素是________(填元素符號，下同)；Na元素的原子序數(shù)為11，其相鄰的同族元素的原子序數(shù)是________；短周期元素中，族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素有________，族序數(shù)等于周期序數(shù)2倍的元素有________，周期序數(shù)等于族序數(shù)2倍的元素有________。 解析：第三周期第ⅣA族元素的原子有3個電子層，最外層電子數(shù)為4，其核外電子排布為2、8、4，即14號元素Si；與Na元素(原子序數(shù)為11)相鄰的同族元素的原子序數(shù)是11－8＝3或11＋8＝19；在短周期元素中，族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素有第一周期第ⅠA族的H元素，第二周期第ⅡA族的Be元素，第三周期第ⅢA族的Al元素；族序數(shù)等于周期序數(shù)2倍的元素有第一周期第ⅡA族元素(不存在此元素)，第二周期第ⅣA族的C元素，第三周期第ⅥA族的S元素；周期序數(shù)等于族序數(shù)2倍的有第二周期第ⅠA族的Li元素。 答案：Si　3、19　H、Be、Al　C、S　Li 2．(教材改編)判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)最外層電子數(shù)為2的元素一定在第ⅡA族。(　　) (2)元素周期表中第Ⅷ族元素種類最多。(　　) (3)第三、四周期同主族相鄰元素的原子序數(shù)之差都是18。(　　) (4)同周期的ⅡA族元素與ⅢA族元素的原子序數(shù)之差都相同。(　　) (5)115號元素位于第七周期第ⅤA族。(　　) (6)原子序數(shù)之差為2的兩種元素不可能位于同一主族。(　　) (7)位于同一主族的甲、乙兩種元素，甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)可能為x＋4。(　　) (8)位于同一周期的甲、乙兩種元素，甲位于ⅠA族，原子序數(shù)為x，乙位于ⅢA族，則乙原子序數(shù)可能為x＋19。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)　(5)√　(6)　(7)　(8) 題組二　元素周期表的應用 3．(xx福建莆田高三質檢)原子序數(shù)為Z的元素R，在周期表中位于A、B、C、D四種元素的中間，如圖所示。A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)之和為下列數(shù)據(jù)，其中不可能是(　　) C A R B D A.4Z B．4Z＋10 C．4Z＋5 D．4Z＋14 解析：選C。由周期表的結構可知C與R或R與D的原子序數(shù)之差可能為8、18、32。即C、D原子序數(shù)之和存在三種情況：2Z、2Z＋10或2Z＋14。而A、B原子序數(shù)之和為2Z(如圖)。 C A ZR B D 4.(xx高考福建卷)四種短周期元素在周期表中的位置如右圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是(　　) A．原子半徑Zr(陽離子) 逐漸增大 性質 化合價 最高正化合價由＋1→＋7(O、F除外)，負化合價＝－(8－主族序數(shù)) 相同，最高正化合價＝主族序數(shù)(O、F除外) 元素的金屬性和非金屬性 金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱 離子的氧化性、還原性 陽離子氧化性逐漸增強，陰離子還原性逐漸減弱 陽離子氧化性逐漸減弱，陰離子還原性逐漸增強 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性 逐漸增強 逐漸減弱 最高價氧化物對應水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱酸性逐漸增強 堿性逐漸增強酸性逐漸減弱 四、元素金屬性強弱的比較 1．結構比較法：最外層電子數(shù)越少，電子層數(shù)越多，元素金屬性越強。 五、元素非金屬性強弱的比較 1．結構比較法：最外層電子數(shù)越多，電子層數(shù)越少，非金屬性越強。 (1)對于主族元素而言，元素的最高正化合價和主族序數(shù)相同，但是氟沒有正價，氧無最高正價，一般為零價或負價。,(2)判斷元素非金屬性或金屬性的強弱，依據(jù)是元素原子在化學反應中得失電子的難易而不是得失電子的多少。,(3)根據(jù)元素氧化物對應水化物的酸堿性的強弱判斷元素非金屬性或金屬性的強弱時，必須是其最高價氧化物。 　(xx高考北京卷)下列有關性質的比較，不能用元素周期律解釋的是(　　) A．酸性：H2SO4>H3PO4 B．非金屬性：Cl>Br C．堿性：NaOH>Mg(OH)2 D．熱穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3 [解析]　A．S、P位于同一周期，且S位于P的右側。同周期元素從左向右非金屬性逐漸增強，故非金屬性S>P，所以H2SO4的酸性大于H3PO4。B.Cl、Br位于同一主族，Cl位于Br的上方，同主族元素由上到下非金屬性逐漸減弱，故非金屬性Cl>Br。C.Na、Mg是同周期元素，Na位于Mg的左側，故Na的金屬性比Mg的強，則NaOH的堿性比Mg(OH)2的強。D.NaHCO3的熱穩(wěn)定性差，是由于HCO3受熱易分解。 [答案]　D 　2.(xx高考山東卷)根據(jù)原子結構及元素周期律的知識，下列推斷正確的是(　　) A．同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱 B．核外電子排布相同的微?；瘜W性質也相同 C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半徑逐漸減小 D.Cl與Cl得電子能力相同 解析：選D。A.同主族的非金屬元素，從上到下非金屬性逐漸減弱，最高價含氧酸的酸性依次減弱。含氧酸不一定是最高價含氧酸，該選項錯誤。 B．K＋、Ca2＋、S2－、Cl－的核外電子排布相同，都是，但化學性質不同，如S2－、Cl－具有還原性，而K＋、Ca2＋具有氧化性，該選項錯誤。 C．根據(jù)“具有相同電子層結構的離子，核電荷數(shù)越大微粒半徑越小”可知，半徑：S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，該選項錯誤。 D.Cl與Cl屬于同種元素，具有相同的核外電子排布：，得電子能力相同，該選項正確。 題組一　對元素周期律的考查 1．(xx山東濟南期末)下列說法正確的是(　　) A．形成離子鍵的陰、陽離子間只存在靜電吸引力 B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性和還原性均依次減弱 C．第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強 D．元素周期律是元素原子核外電子排布周期性變化的結果 解析：選D。形成離子鍵的陰、陽離子間存在靜電作用，該靜電作用既包括靜電吸引，也包括靜電排斥；同主族元素，從上至下，氫化物的還原性依次增強；第三周期非金屬元素最高價含氧酸的酸性從左到右依次增強，但稀有氣體除外；由于元素原子核外電子排布的周期性變化，引起原子最外層電子排布出現(xiàn)周期性變化，則元素性質出現(xiàn)周期性變化。 2．(xx山東沾化模擬)下列各組中的性質比較，不正確的是(　　) A．穩(wěn)定性：NH3>PH3>SiH4 B．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4 C．堿性：KOH>NaOH>Mg(OH)2 D．還原性：F－>Cl－>Br－ 解析：選D。由于非金屬性N>P>Si，則穩(wěn)定性NH3>PH3>SiH4，故A正確。由于非金屬性Cl>S>P，則酸性HClO4>H2SO4>H3PO4，故B正確。由于金屬性K>Na>Mg，則堿性KOH>NaOH>Mg(OH)2，故C正確。由于單質的氧化性F2>Cl2>Br2，則還原性F－H2CO3 B．熱穩(wěn)定性：HI>HBr>HCl C．堿性：CsOH>NaOH D．若離子半徑：R2－>M＋，則原子序數(shù)：R>M 解析：選C。碳、硅同主族，碳的非金屬性比硅強，故酸性H2CO3>H2SiO3，A項錯誤；非金屬性Cl>Br>I，故氫化物的穩(wěn)定性HIM＋，則原子序數(shù)可能：M>R，D項錯誤。 4．(xx江蘇揚州模擬)下列實驗不能達到預期目的的是(　　) 序號 實驗操作 實驗目的 A Cl2、Br2分別與H2反應 比較氯、溴的非金屬性強弱 B MgCl2、AlCl3溶液中分別通入NH3 比較鎂、鋁的金屬性強弱 C 測定同濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH 比較碳、硫的非金屬性強弱 D Fe、Cu分別與鹽酸反應 比較鐵、銅的金屬性強弱 解析：選B。A項Cl2、Br2分別與H2反應，根據(jù)反應條件的難易即可判斷出氯、溴的非金屬性強弱；B項MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨氣，MgCl2與NH3H2O反應生成Mg(OH)2，AlCl3與NH3H2O反應生成Al(OH)3，無法比較二者的金屬性強弱；C項測定同濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根據(jù)Na2CO3溶液顯堿性而Na2SO4溶液顯中性，可判斷出Na2CO3水解而Na2SO4不水解，則酸性H2SO4>H2CO3，從而判斷出碳、硫的非金屬性強弱；D項利用Fe、Cu與鹽酸反應現(xiàn)象的不同即可判斷出Fe、Cu的金屬性強弱。 題組三　微粒半徑大小比較及應用 5．下列粒子半徑大小的比較正確的是(　　) A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na 解析：選B。A項中的離子具有相同的核外電子排布，則核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故A項錯誤；B項中S2－和Cl－的電子層比Na＋和Al3＋多，再根據(jù)核外電子排布相同的離子半徑比較規(guī)律可知B項正確；對于同周期的元素原子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故C項錯誤；D項是同主族元素原子，核電荷數(shù)越大，半徑越大，故D項錯誤。 6．(xx河北邯鄲一模)幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如表所示： 元素代號 X Y Z R T 原子半徑(nm) 0.160 0.080 0.102 0.143 0.074 主要化合價 ＋2 ＋2 －2，＋4，＋6 ＋3 －2 根據(jù)表中信息，判斷以下說法正確的是(　　) A．單質與稀硫酸反應的速率快慢：R＞Y＞X B．離子半徑：T2－＞X2＋ C．元素最高價氧化物對應水化物的堿性：Y＞R＞X D．單質與氫氣化合的難易程度：Z＞T 解析：選B。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，由化合價數(shù)據(jù)知Z為S，T為O，R為Al，再根據(jù)原子半徑數(shù)據(jù)，X和Y位于同主族，Y為Be，X為Mg。鎂、鈹、鋁與稀硫酸反應(接觸面積相同)時，鎂的反應速率最快，A選項錯誤；O2－與Mg2＋都是10電子粒子，O2－的半徑較大，B選項正確；堿性：Mg(OH)2＞Be(OH)2，Mg(OH)2＞Al(OH)3，氫氧化鎂的堿性最強，C選項錯誤；氧的非金屬性比硫的強，O2與H2化合比S與H2化合容易，D選項錯誤。 　 1．原子半徑的比較 (1)同一周期元素原子，原子序數(shù)越大，原子半徑越小。例如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。 (2)同一主族元素原子，電子層數(shù)越多，原子半徑越大。例如：r(I)>r(Br)>r(Cl)>r(F)。 (3)不同周期、不同主族元素的原子 原子半徑可根據(jù)同主族與同周期原子半徑的比較規(guī)律解決。 例如：比較r(K)與r(Mg)，可利用同主族r(K)>r(Na)，然后利用同周期r(Na)>r(Mg)可得出r(K)>r(Mg)。 2．離子半徑的比較 (1)同種元素的粒子，電子數(shù)越多，半徑越大。 例如：r(Cl－)>r(Cl)；r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。 (2)電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小。 例如：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 (3)同主族元素的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。 例如：r(K＋)>r(Na＋)>r(Li＋)；r(S2－)>r(O2－)。 (4)所帶電荷、電子層數(shù)都不相同的離子，可選一種離子參照比較。 例如：比較r(K＋)與r(Mg2＋)的大小，可選r(Na＋)作參照：r(K＋)>r(Na＋)，r(Na＋)>r(Mg2＋)，故r(K＋)>r(Mg2＋)。 考 點 三　元素“位—構—性”的關系及應用[學生用書P110] 一、元素“位—構—性”的關系 1．性質與位置的互推 (1)根據(jù)元素的性質可以推知元素在周期表中的位置，如同周期主族元素A、B、C的金屬性逐漸增強，則可知A、B、C在同周期中按C、B、A的順序從左向右排列。 (2)根據(jù)元素在周期表中的位置關系，可以推斷元素的性質，如A、B、C三元素在同一主族中從上往下排列，則A、B、C的單質氧化性依次減弱或還原性依次增強。 2．結構與性質的互推 (1)若某主族元素的最外層電子數(shù)小于4，則該元素容易失電子；若該元素的最外層電子數(shù)大于4，則該元素容易得電子。 (2)若某主族元素容易得電子，則可推知該元素的最外層電子數(shù)大于4；若某元素容易失電子，則可推知該元素的最外層電子數(shù)小于4。 3．結構與位置的互推 由原子序數(shù)確定主族元素位置方法：只要記住了稀有氣體元素的原子序數(shù)(He－2、Ne－10、Ar－18、Kr－36、Xe－54、Rn－86)，就可確定主族元素的位置。 (1)若比相應的稀有氣體元素多1或2，則應處在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88號元素：88－86＝2，則應在第七周期第ⅡA族； (2)若比相應的稀有氣體元素少1～5時，則應處在同周期的ⅢA族～ⅦA族，如84號元素應在第六周期第ⅥA族； 二、元素“位—構—性”的應用 1．尋找新材料 2．預測元素的性質 (1)比較不同周期、不同主族元素的性質，如金屬性Mg>Al、Ca>Mg，則由堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2，得堿性：Ca(OH)2>Al(OH)3。 (2)推測未知元素的某些性質 ①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶。 ②根據(jù)鹵族元素的性質遞變規(guī)律，可推知不常見元素砹(At)應為黑色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt難溶于水。 “序、層”、“序、價”規(guī)律 (1)“序、層”規(guī)律 ①若一種陽離子與一種陰離子電子層數(shù)相同，則“陰前陽后”，即陰離子在前一周期，陽離子在后一周期，陽離子的原子序數(shù)大。 ②同周期元素的簡單陽離子與陰離子相比，陰離子原子序數(shù)大。 (2)“序、價”規(guī)律 在短周期元素中，元素的原子序數(shù)與其主要化合價的數(shù)值在奇偶性上一般一致，“價奇序奇，價偶序偶”。 　(xx高考天津卷)隨原子序數(shù)遞增，八種短周期元素(用字母x等表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。 根據(jù)判斷出的元素回答問題： (1)f在周期表中的位置是________________________________________________________________________。 (2)比較d、e常見離子的半徑大小(用化學式表示，下同)：________>________；比較g、h的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱：____________________。 (3)任選上述元素組成一種四原子共價化合物，寫出其電子式：____________。 (4)已知1 mol e的單質在足量d2中燃燒，恢復至室溫，放出255.5 kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)上述元素可組成鹽R：zx4f(gd4)2。向盛有10 mL 1 molL－1 R 溶液的燒杯中滴加1 molL－1 NaOH溶液，沉淀物質的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如下： ①R溶液中，離子濃度由大到小的順序是_____________________________________。 ②寫出m點反應的離子方程式：_________________________________________。 ③若在R溶液中改加20 mL 1.2 molL－1 Ba(OH)2溶液，充分反應后，溶液中產生沉淀的物質的量為________mol。 [解析]　根據(jù)圖中八種短周期元素原子半徑的相對大小，最高正價或最低負價的變化，判斷出x是H，y是C，z是N，d是O，e是Na，f是Al，g是S，h是Cl。 (1)f是Al，在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。 (2)O2－和Na＋的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故r(O2－)>r(Na＋)；元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性：Cl>S，故酸性：HClO4>H2SO4。 (3)八種短周期元素組成的四原子共價化合物有NH3、H2O2、C2H2等，它們的電子式分別為、等。 (4)1 mol Na在O2中完全燃燒生成Na2O2放出熱量為255.5 kJ，則該反應的熱化學方程式為2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH＝－511 kJmol－1。 (5)鹽R的化學式為NH4Al(SO4)2。①因為Al(OH)3的堿性比NH3H2O的堿性弱，故Al3＋的水解程度大于NH4的水解程度，溶液呈酸性，離子濃度大小順序為c(SO4)>c(NH4)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)。②向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由圖像分析，先發(fā)生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH4＋OH－===NH3H2O，最后是沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO2＋2H2O，故m點的離子反應為NH4＋OH－===NH3H2O。③因NH4Al(SO4)2的物質的量為0.01 L1 molL－1＝0.01 mol，Ba(OH)2的物質的量為0.02 L1.2 molL－1＝0.024 mol，產生沉淀的反應有兩類，一是SO4＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO4)＝0.01 mol2＝0.02 mol，0.02 mol<0.024 mol，故n(BaSO4)＝0.02 mol；二是OH－參與的反應， Al3＋?。?OH－ 　===　 Al(OH)3↓ 0.01 mol　0.03 mol　 0.01 mol OH－余0.024 mol2－0.03 mol＝0.018 mol，之后發(fā)生反應：NH4＋OH－===NH3H2O，n(NH4)＝0.01 mol，再消耗OH－0.01 mol，則剩余OH－為0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，最后發(fā)生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO2＋2H2O，OH－為0.008 mol，溶解Al(OH)3為0.008 mol，則剩余Al(OH)3為0.01 mol－0.008 mol＝0.002 mol。溶液中產生沉淀的物質的量為0.02 mol＋0.002 mol＝0.022 mol。 [答案]　(1)第三周期ⅢA族　(2)r(O2－)　r(Na＋)　HClO4>H2SO4 (3) 等其他合理答案均可) (4)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH＝－511 kJmol－1 (5)①c(SO4)>c(NH4)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－) ②NH4＋OH－===NH3H2O ③0.022 　3.(xx高考天津卷節(jié)選)元素單質及其化合物有廣泛用途，請根據(jù)周期表中第三周期元素相關知識回答下列問題： (1)按原子序數(shù)遞增的順序(稀有氣體除外)，以下說法正確的是________。 a．原子半徑和離子半徑均減小 b．金屬性減弱，非金屬性增強 c．氧化物對應的水化物堿性減弱，酸性增強 d．單質的熔點降低 (2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素名稱為________，氧化性最弱的簡單陽離子是________。 (3)已知： 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子化合物 離子化合物 離子化合物 共價化合物 熔點/℃ 2 800 2 050 714 191 工業(yè)制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是______________________________；制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是____________________________。 解析：(1)第三周期元素從左到右原子序數(shù)依次增大，原子半徑逐漸減小，金屬陽離子的半徑小于同一周期非金屬元素陰離子半徑，a錯誤；第三周期元素從左到右元素得電子能力增強，失電子能力減弱，即金屬性減弱，非金屬性增強，b正確；第三周期元素從左到右最高價氧化物對應水化物的堿性減弱，酸性增強，c錯誤；第三周期元素單質熔點最高的是硅，最低的是氯氣，所以從左到右元素單質的熔點不是逐漸降低的，d錯誤。 (2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素的原子結構示意圖為○ ＋18 ，其元素名稱是氬；Na的失電子能力最強，所以Na＋的氧化性最弱。 (3)MgO的熔點太高，電解時消耗的能量多，增加生產的成本；AlCl3屬于共價化合物，熔融態(tài)時難導電。 答案：(1)b　(2)氬　Na＋(或鈉離子) (3)MgO的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產成本　AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)難導電 題組一　元素“位—構—性”的關系 1．X、Y、Z是三種主族元素，如果Xn＋與Yn－具有相同的電子層結構，Zn－的半徑大于Yn－的半徑，則三種元素的原子序數(shù)由大到小的順序是(　　) A．Z>X>Y B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．X>Z>Y 解析：選A。對于主族元素X、Y、Z，當Xn＋與Yn－具有相同的電子層結構時，則X在Y的下一周期，原子序數(shù)X>Y，r(Zn－)>r(Yn－)，說明Z在Y下面的周期，原子序數(shù)Z>Y，綜上分析X與Z至少在同一周期，且原子序數(shù)Z>X，綜上所述原子序數(shù)關系Z>X>Y，答案為A。 2．已知短周期元素的四種離子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的電子層結構，則下列敘述中正確的是(　　) A．原子序數(shù)：D>C>B>A B．原子半徑：B>A>C>D C．離子半徑：C3－>D－>A2＋>B＋ D．氧化性：A2＋>B＋，還原性：C3－B>D>C，原子半徑：B>A>C>D，離子半徑：C3－>D－>B＋>A2＋，氧化性：A2＋>B＋，還原性C3－>D－，故正確答案為B。 題組二　元素“位—構—性”的綜合應用 3．W、X、Y、Z是四種常見的短周期主族元素，其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖所示。已知Y、Z兩種元素的單質是空氣的主要成分，W原子的最外層電子數(shù)與Ne原子的最外層電子數(shù)相差1。下列說法正確的是(　　) A．Y、W的最簡單氫化物的水溶液都呈酸性 B．X、Y、Z中的任意兩種元素均可形成兩種或兩種以上的化合物 C．上述四種元素形成的化合物都抑制水的電離 D．W的單質可從Z的最簡單氫化物中置換出Z的單質 解析：選B。首先推斷出W、X、Y、Z依次是Cl、H、N、O。Cl、N的最簡單氫化物分別是HCl、NH3，后者的水溶液呈堿性，A選項錯誤。H、N、O中任意兩種都可以形成兩種或兩種以上的化合物，如NH3和N2H4，H2O和H2O2，N2O、NO和NO2等，B選項正確。H、N、O可形成NH4NO3，NH水解促進水的電離，C選項錯誤。Cl2不能從H2O中置換出O2，而是發(fā)生反應生成HCl和HClO，D選項錯誤。 4. 元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有關A、B、C、D、E五種元素的敘述中，正確的是(　　) A．D單質在過量的B單質中燃燒的主要產物為DB3 B．C的氫化物的水溶液酸性比E的強 C．A與B形成的陰離子可能有AB、A2B D．E單質分子間由于氫鍵作用，所以很容易液化 解析：選C。根據(jù)五種元素在元素周期表中的相對位置，可以確定A為碳、B為氧、C為氟、D為硫、E為氯。A項，硫在氧氣中燃燒生成SO2，錯；B項，氫氟酸為弱酸，其酸性比鹽酸的弱，錯；C項，碳與氧形成的陰離子較多，AB為碳酸根離子，A2B為草酸根離子，對；D項，氯氣分子中沒有氫、氧、氮、氟等原子，也就不存在氫鍵，錯。 1．牢記1～6周期的元素種類數(shù)：2、8、8、18、18、32。 2．熟記周期表中各族的排列順序：ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。 3．掌握4個關系式 (1)質子數(shù)＝原子序數(shù)； (2)電子層數(shù)＝周期序數(shù)； (3)最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)； (4)最低負價＝主族序數(shù)－8。 4．理解元素性質的2個遞變規(guī)律 1．(xx高考海南卷)下列離子中半徑最大的是(　　) A．Na＋ B．Mg2＋ C．O2－ D．F－ 解析：選C。這些離子核外電子排布都是2、8的電子層結構。對于電子層結構相同的離子來說，核電荷數(shù)越大，離子半徑就越小，所以四個選項中離子半徑最大的是O2－。 2．(xx高考新課標全國卷Ⅰ)X、Y、Z均為短周期元素，X、Y處于同一周期，X、Z的常見最低價離子分別為X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的電子層結構。下列說法正確的是(　　) A．原子最外層電子數(shù)：X＞Y＞Z B．單質沸點：X＞Y＞Z C．離子半徑：X2－＞Y＋＞Z－ D．原子序數(shù)：X＞Y＞Z 解析：選D。短同期元素X、Z形成的常見最低價離子為X2－、Z－，Y＋和Z－具有相同的電子層結構，則X、Y、Z三種元素分別處于第ⅥA、ⅠA、ⅦA族。又知X和Y處于同一周期，Y＋和Z－具有相同的電子層結構，從而推知X、Y、Z分別為S、Na和F。A.原子最外層電子數(shù)：F>S>Na。B.Na單質為金屬晶體，S、F2為分子晶體，S為固體，F(xiàn)2為氣體，顯然沸點：Na>S>F2。C.具有相同電子層結構的離子，元素的原子序數(shù)越大，離子半徑越小，Na＋、F－具有相同的電子層結構，則離子半徑：F－>Na＋，S2－多一個電子層，所以S2－半徑最大。D.三種元素的原子序數(shù)關系為S>Na>F。 3.(xx高考廣東卷)(雙選)甲～辛等元素在周期表中的相對位置如右表。甲與戊的原子序數(shù)相差3，戊的一種單質是自然界硬度最大的物質，丁與辛屬同周期元素，下列判斷正確的是(　　) A．金屬性：甲>乙>丁 B．原子半徑：辛>己>戊 C．丙與庚的原子核外電子數(shù)相差13 D．乙的單質在空氣中燃燒生成只含離子鍵的化合物 解析：選BC。由“戊的一種單質是自然界硬度最大的物質”可知戊為碳元素；由“甲與戊的原子序數(shù)相差3”可知甲為鋰元素。A.同主族元素從上到下金屬性逐漸增強，即金屬性：乙>甲，A錯誤。B.同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，即原子半徑大小順序為庚>己>戊，辛>庚，因此原子半徑大小順序為辛>己>戊，B正確。C.根據(jù)元素周期表的結構可知丙和庚在第四周期中，排在ⅡA族和ⅢA族元素中間的是10種過渡金屬元素，從而可知丙與庚的原子序數(shù)差為13，C正確。D.鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉，其中的過氧根離子中存在共價鍵，D錯誤。 4．(xx高考天津卷)下列有關元素的性質及其遞變規(guī)律正確的是(　　) A.ⅠA族與ⅦA族元素間可形成共價化合物或離子化合物 B.第二周期元素從左到右，最高正價從＋1遞增到＋7 C.同主族元素的簡單陰離子還原性越強，水解程度越大 D.同周期金屬元素的化合價越高，其原子失電子能力越強 解析：選A。ⅠA族和ⅦA族元素，如H與Na、Cl可形成HCl和NaCl，兩者分別屬于共價化合物和離子化合物，A正確。第二周期F元素無正價，B錯。如第ⅦA族的元素中，還原性F－I－，C錯。同周期金屬元素從左到右化合價升高，其還原性減弱，原子失電子能力減弱，D錯。 5．(xx高考山東卷)W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的相對位置如圖所示，W的氣態(tài)氫化物可與其最高價含氧酸反應生成離子化合物，由此可知(　　) W X Y Z A.X、Y、Z中最簡單氫化物穩(wěn)定性最弱的是Y B．Z元素氧化物對應水化物的酸性一定強于Y C．X元素形成的單核陰離子還原性大于Y D．Z元素單質在化學反應中只表現(xiàn)氧化性 解析：選A。W、X、Y、Z均為短周期元素，且W的氣態(tài)氫化物可與其最高價含氧酸反應生成離子化合物，則W為N元素，結合四種元素在周期表中的相對位置可知，X為O元素，Y為S元素，Z為Cl元素。B項，Cl元素的非金屬性強于S元素，則Cl元素最高價氧化物對應水化物的酸性一定強于S元素最高價氧化物對應水化物的酸性，但Cl元素的低價態(tài)氧化物對應水化物的酸性不一定強于S元素，如HClO的酸性比H2SO3的弱。C項，O元素的非金屬性比S元素強，O2的氧化性強于S單質，則O2－的還原性比S2－弱。D項，Cl2中Cl元素為0價，處于中間價態(tài)，與強氧化劑(如酸性KMnO4溶液等)反應表現(xiàn)還原性，與強還原劑(如Fe、H2等)反應表現(xiàn)氧化性，Cl2與NaOH溶液的反應中，Cl2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。 6．(xx高考大綱全國卷)五種短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大。A和C同族，B和D 同族，C離子和B離子具有相同的電子層結構。A和B、D、E均能形成共價型化合物。A和B形成的化合物在水中呈堿性，C和E形成的化合物在水中呈中性。 回答下列問題： (1)五種元素中，原子半徑最大的是________，非金屬性最強的是________。(填元素符號) (2)由A和B、D、E所形成的共價型化合物中，熱穩(wěn)定性最差的是______________。(用化學式表示) (3)A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應，產物的化學式為______，其中存在的化學鍵類型為________________________________________________________________________。 (4)D最高價氧化物的水化物的化學式為________。 (5)單質D在充足的單質E中燃燒，反應的化學方程式為____________________________；D在不充足的E中燃燒，生成的主要產物的化學式為__________。 (6)單質E與水反應的離子方程式為________________________________________________________________________ ______________________。 解析：由A和B、D、E三種元素均能形成共價型化合物，結合A和B形成的化合物的水溶液顯堿性可知，A為H元素，B為N元素。由A、B、C原子序數(shù)依次增大，A和C 同族，則C為Na元素。B和D同族，則D為P元素。又因為C和E形成的化合物在水中呈中性，可知E為Cl元素。 (1)根據(jù)同周期元素原子序數(shù)越大原子半徑越小，非金屬性越強，同主族元素原子序數(shù)越大原子半徑越大，非金屬性越弱可知，五種元素中，原子半徑最大的是Na原子，非金屬性最強的是Cl元素。 (2)非金屬性越弱，氫化物的穩(wěn)定性越差，故最不穩(wěn)定的是PH3。 (3)HCl與NH3反應生成離子化合物NH4Cl，NH和Cl－之間存在離子鍵，在NH中存在共價鍵。 (4)P的最高價氧化物為P2O5，其水化物為磷酸，化學式為H3PO4。 (5)磷在足量的氯氣中燃燒生成五氯化磷，在少量氯氣中燃燒生成三氯化磷。 (6)氯氣溶于水后有一部分生成鹽酸和次氯酸，但次氯酸是弱酸，不能完全電離，在離子方程式中寫分子形式。 答案：(1)Na　Cl　(2)PH3 (3)NH4Cl　離子鍵和共價鍵 (4)H3PO4　(5)2P＋5Cl22PCl5　PCl3 (6)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO 一、選擇題 1．元素的原子結構決定其性質和在周期表中的位置，下列有關結構和性質的說法中，正確的是(　　) A．形成離子鍵的陰、陽離子間不存在靜電排斥力 B．元素周期表中，第三周期最右端的元素得電子能力最強 C．主族元素原子中最易失去的電子能量最高 D．目前使用的元素周期表中最長的周期含有36種元素 解析：選C。離子鍵中既存在靜電吸引力，也存在靜電排斥力，A項不正確；第三周期最右邊的元素是氬，性質非常穩(wěn)定，B項不正確；目前使用的元素周期表中最長的周期含有32種元素，D項不正確。 2．(xx江西南昌調研)下列結論不正確的是(　　) A．粒子半徑：S>S2－>Cl－>F B．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4 C．氧化性：Cl2>S>Se>Te D．離子還原性：S2－>I－>Br－>OH－ 解析：選A。同一種元素的陰離子半徑比其原子大，所以S2－半徑應比S半徑大。 3．(xx山東濰坊模擬)下列根據(jù)元素周期表和元素周期律得出的推斷中正確的是(　　) A．金屬元素原子最外層電子數(shù)越少，該金屬失電子能力越強 B．若存在簡單陰離子R2－，則R一定位于ⅥA族 C．aA2＋、bB＋、cC3－三種離子具有相同的電子層結構，則原子序數(shù)c>a>b D．鉛位于周期表中金屬和非金屬的交界處，可作半導體材料 解析：選B。A選項由Na與Ca的活潑性強弱可知錯誤，C選項原子序數(shù)a>b>c，錯誤，D選項，鉛是金屬，屬于導體，錯誤。 4．(xx蘇北四市聯(lián)考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。下列說法正確的是(　　) X Y Z W A.元素Y和元素Z的最高正化合價相同 B．單核陰離子半徑的大小順序為r(W)>r(Y)>r(Z) C．氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性順序為Xr(Cl－)、r(S2－)>r(O2－)，B項錯；氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：NH3H2S，C項錯；HNO3、H2SO4、HClO4三種酸中，HClO4的酸性最強，D項正確。 5．某元素的一個原子形成的離子可表示為Xn－，下列說法正確的是(　　) A.Xn－含有的中子數(shù)為b＋a B.Xn－含有的電子數(shù)為a－n C．X原子的質量數(shù)為a＋b＋n D．1個X原子的質量約為 g 解析：選D。 Xn－中a表示質子數(shù)，b表示質量數(shù)，“n－”表示X得到n個電子變成Xn－，則其含有的中子數(shù)為b－a，電子數(shù)為a＋n。1 mol Xn－的質量約為b g，則1個X原子的質量約為 g。 6．X、Y、Z是周期表中相鄰的三種短周期元素，X和Y同周期，Y和Z同主族，三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17，核內質子數(shù)之和為31，則X、Y、Z是(　　) A．Mg、Al、Si B．Li、Be、Mg C．N、O、S D．P、S、O 解析：選C。A項中Mg、Al同周期，但Al、Si不同主族，故錯誤。B中三者最外層電子數(shù)之和為5，不等于17，故錯誤。D項三者質子數(shù)之和為15＋16＋8＝39，不等于31，故錯誤。 7．(xx河南洛陽質檢)應用元素周期律分析下列推斷，其中正確的組合是(　　) ①鉈(Tl)與鋁同主族，其單質既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應 ②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HF大于HCl ③硒(Se)位于元素周期表第ⅥA族，其最高價氧化物對應水化物的酸性比硫酸弱 ④第二周期非金屬元素的氣態(tài)氫化物溶于水后，水溶液均為酸性 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 解析：選D。在元素周期表中，鉈位于鋁的下面，其金屬性比鋁的金屬性強，不與堿反應，①錯誤；由NH3可知④錯誤。 8．現(xiàn)有四種短周期元素的有關信息如下表所示： 元素 結構特點及在周期表中的位置 單質及化合物的部分性質與用途 甲 在元素周期表中，主族序數(shù)等于周期數(shù) 工業(yè)上用電解法冶煉該金屬 乙 單質及氧化物的晶體結構穩(wěn)定 氧化物是工業(yè)制普通玻璃的主要原料 丙 原子最外層電子數(shù)是最內層電子數(shù)的2倍 單質存在多種同素異形體 丁 元素能形成兩種不同的陰離子 丁的一種單質與KI溶液反應生成另一種丁的單質 則甲、乙、丙、丁四種元素的原子序數(shù)從大到小排列的是(　　) A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙 C．丙、丁、甲、乙 D．乙、甲、丁、丙 解析：選D。由表中信息推知：甲是Al、乙是Si、丙是C、丁是O，原子序數(shù)Si>Al>O>C，故D正確。 二、非選擇題 9．(xx江西南昌調研)A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次遞增的五種短周期元素，已知： ①B原子核外電子總數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4∶3； ②D原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)之比為3∶4； ③E－、C＋、A＋的離子半徑逐漸減??； ④A單質在E單質中燃燒火焰呈蒼白色。 請回答下列問題： (1)E的最高價氧化物對應水化物的化學式為________________________________________________________________________； 它的酸性比D的最高價氧化物對應水化物的酸性____________(填“強”或“弱”)； (2)X、Y是由上述元素中任意3種組成的強電解質，且構成的原子個數(shù)比均為1∶1∶1。已知X溶液中水電離出來的c(H＋)＝10－12 molL－1，則X的電子式為____________；Y的水溶液酸堿性與X相同，則其原因是(寫離子方程式)________________________________________________________________________； (3)B與C構成原子個數(shù)比為1∶1的化合物與H2O反應的化學方程式為________________________________________________________________________； (4)A與B，A與D均可形成18個電子的分子，這兩種分子在水溶液中反應生成物之一是含10電子的化合物；該反應可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________， 原因是(用化學方程式表示)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：由題意可得出B為O，D為S；由③可知A、C在第ⅠA族，A的原子序數(shù)小于O，所以A為H，C為Na，E為Cl。(1)高氯酸為最強無機酸；(2)X抑制了水的電離，應為酸或堿，且原子個數(shù)比為1∶1∶1，可得出X為NaOH，Y為NaClO或NaHS；(3)B與C構成原子個數(shù)比為1∶1的化合物應為Na2O2；(4)A與B，A與D能形成18個電子的分子，則應為H2O2和H2S，依據(jù)氧化還原反應及10電子的化合物可知生成S、H2O。 答案：(1)HClO4　強 (2)Na＋[H]－　ClO－＋H2OHClO＋OH－(或HS－＋H2OH2S＋OH－) (3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (4)產生淡黃色沉淀　H2S＋H2O2===S↓＋2H2O 10．(xx安徽師大附中模擬)X～W是元素周期表中的短周期元素，其性質或結構信息如下表： 元素 X Y Z V W 性質或結構信息 單質為有色氣體，有毒，可用于自來水消毒 日常生活中常見金屬，熔化時并不滴落，好像有一層膜兜著 其單質的體積在空氣中約占4/5左右 單質為淡黃色晶體，質脆，不溶于水，微溶于酒精 位于第ⅣA族，是形成的化合物最多的元素之一 回答下列問題： (1)X在元素周期表中的位置是________________________________________________________________________， V2－的結構示意圖為__________________。 (2)Z的單質特別穩(wěn)定，原因在于________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； X、Y和V三元素中原子半徑最小的是________(填元素符號)。 (3)X的氫化物和Z的氫化物反應生成的化合物溶于水，水溶液呈酸性的原因是_______________________________________