物质结构元素周期律

第五章物质结构元素周期律考点一原子构成、同位素1．原子的构成(1)原子的构成粒子(2)构成原子或离子的微粒间的数量关系①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数。②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数。如Mg2＋的核外电子数是10。④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数。如Cl－的核外电子数是18。(3)一个信息丰富的符号[拓展归纳](1)原子结构中的“不一定”①原子中不一定都含有中子，如eq\o\al(1,1)H中没有中子。②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。③易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。④形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2电子稳定结构。(2)两种相对原子质量①原子(即核素)的相对原子质量一个原子(即核素)的质量与12C质量的eq\f(1,12)的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。②元素的相对原子质量是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。2．元素、核素、同位素(1)“三素”概念辨析(2)同位素的特征与应用①同位素的特征a．化学性质几乎完全相同，物理性质不同。b．天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。②常见的重要核素及其应用核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子[拓展归纳](1)现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。(2)不同核素可能具有相同的质子数，如eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的质量数，如eq\o\al(11,6)C、eq\o\al(11,7)N。(3)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。(4)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。(5)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。(6)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子，相对分子质量不同。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。[题点全练]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)31S原子核内中子数为16(×)(2)2H＋核外电子数为2(×)(3)13C和15N核内中子数相差1(√(4)eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是同位素，核反应属于化学变化(×)(5)元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的(√)(6)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数(√)(7)Oeq\o\al(2－,2)和S2－具有相同的质子数和电子数(√)(8)18O2和16O2是两种不同的原子(×)2．核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是()\o\al(134,55)Cs和eq\o\al(137,55)Cs形成的单质物理性质相同\o\al(134,55)Cs比eq\o\al(131,53)I多3个中子\o\al(134,55)Cs和eq\o\al(137,55)Cs形成的单质化学性质相同\o\al(134,55)Cs与eq\o\al(137,55)Cs都是铯的同素异形体解析：选C同位素原子形成的单质，化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，A错误，C正确；eq\o\al(134,55)Cs的中子数为134－55＝79，eq\o\al(131,53)I的中子数为131－53＝78，二者中子数相差1，B错误；eq\o\al(134,55)Cs和eq\o\al(137,55)Cs互称同位素，而不是同素异形体，D错误。[真题验收]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2022·全国卷Ⅲ)mol的11B中，含有个中子(√)(2)(2022·北京高考)117号元素Ts的同位素原子具有相同的电子数(√)(3)(2022·北京高考)中子数为176的Ts核素符号是eq\o\al(176,117)Ts(×)(4)(2022·江苏高考)质量数为31的磷原子：eq\o\al(31,15)P(√)(5)(2022·江苏高考)中子数为10的氧原子：eq\o\al(10,8)O(×)(6)(2022·全国卷Ⅱ)235g核素eq\o\al(235,92)U发生裂变反应：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)neq\o(→,\s\up7(裂变),\s\do5())eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，净产生的中子(eq\o\al(1,0)n)数为10NA(×)(7)(2022·山东高考)eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子能力相同(√)2．(2022·海南高考)下列分子中，其中子总数为24的是()A．18O3 B．2Heq\o\al(17,2)O2C．14N16O2 D．14C16O解析：选D18O3中含有的中子总数为(18－8)×3＝30，故A错误；2Heq\o\al(17,2)O2中含有的中子数为(2×1＋2×9)＝20，故B错误；14N16O2中含有的中子数为7＋2×8＝23，故C错误；14C16O2中含有的中子数为8＋2×8＝24，故D正确。3．(2022·上海高考)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为。关于eq\o\al(293,116)Lv的叙述错误的是()A．原子序数116 B．中子数177C．核外电子数116 D．相对原子质量293解析：选D对于eq\o\al(293,116)Lv，质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数＝116，A、C正确；中子数＝质量数－质子数＝293－116＝177，B正确；293为核素eq\o\al(293,116)Lv的质量数，而不是相对原子质量，D错误。考点二核外电子排布核外电子排布规律及应用1.核外电子排布规律核外电子排布的几条规律之间既相互独立，又相互统一，不能独立地应用其中一条，如M层最多排18个电子，但钾原子的结构示意图为而不是。2．原子结构示意图Al3＋结构示意图为；Cl－结构示意图为。[对点训练]1．下列微粒结构示意图正确的是()A．(2022·江苏高考)氟原子的结构示意图：B．(2022·江苏高考)Mg2＋的结构示意图：C．(2022·江苏高考)氯离子(Cl－)的结构示意图：D．(2022·江苏高考)硫离子(S2－)的结构示意图：解析：选B氟原子的结构示意图为，A错误；Cl－的结构示意图为，C错误；S2－的结构示意图为，D错误。2．已知某粒子的结构示意图为。试回答(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。(2)当y＝8时，粒子可能为(填粒子符号)_______、_______、________、________、________。(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应水化物间发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。解析：(1)当x－y＝10时，即x＝10＋y，该粒子质子数和核外电子数相等，即该粒子为原子。(2)当y＝8时，该粒子结构示意图为，该粒子可能为S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋。(3)当y＝3时，该元素为Al，其最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，当y＝7时，该元素为Cl，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4。二者反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。答案：(1)原子(2)S2－Cl－ArK＋Ca2＋(3)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O短周期元素原子的核外电子排布及“等电子体”粒子1.短周期元素原子核外电子排布的特征最外层电子数等于次外层电子数→Ar、Be电子层数与最外层电子数相等→Al、Be最外层电子数是内层电子总数的一半→P、Li次外层电子数是最外层电子数的2倍→Si、Li电子层数是最外层电子数的2倍→Li最外层电子数是电子层数的2倍→S、C最外层电子数是次外层电子数的2倍→C最外层电子数是次外层电子数的3倍→O最外层电子数是次外层电子数的4倍→Ne2．寻找“10电子”粒子和“18电子”粒子的方法(1)“10电子”粒子(2)“18电子”粒子CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……[对点训练]3．下列各组中两种粒子所含电子数不相等的是()A．H3O＋和OH－ B．CO和N2C．HNO2和NOeq\o\al(－,2) D．CHeq\o\al(＋,3)和NHeq\o\al(＋,4)解析：选DCHeq\o\al(＋,3)中电子数为8，NHeq\o\al(＋,4)中电子数为10，二者不相等。4．X和Y均为短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的倍，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的分子式可表示为()A．XY B．XY2C．XY3 D．XY4解析：选C由题意知X是N，Y是H，C正确。5．已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是()A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物B．X、Y、Z组成的盐中既含离子键又含共价键C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1，常温下为液态的两种化合物D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的微粒仅有2种解析：选D根据题意可知，X为H，Y为N，Z为O，故Y、Z可组成NO，其质量比为7∶8，A正确；题中三元素可组成NH4NO3，B正确；H与O可组成H2O、H2O2，C正确；H、N、O可组成的10e－微粒有：H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－等，D错误。6.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图中转化关系。(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒，请写出：A的化学式：________；D的化学式：________。(2)如果A和C是18电子的微粒，B和D是10电子的微粒，请写出A与B在溶液中反应的离子方程式：_____________________________________________。解析：(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒，结合10电子微粒的结构性质特征判断：A为NHeq\o\al(＋,4)，B为OH－，C为NH3，D为H2O。(2)如果A和C是18电子的微粒，B和D是10电子的微粒，观察框图，容易想到H2S＋OH－=HS－＋H2O或HS－＋OH－=S2－＋H2O，则A为H2S，B为OH－，C为HS－，D为H2O，所以A与B在溶液中反应的离子方程式为H2S＋OH－=HS－＋H2O。答案：(1)NHeq\o\al(＋,4)H2O(2)H2S＋OH－=HS－＋H2O[真题验收]1．(2022·全国卷Ⅰ)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是()A．单质的沸点：W>XB．阴离子的还原性：W>ZC．氧化物的水化物的酸性：Y<ZD．X与Y不能存在于同一离子化合物中解析：选BW、X、Y、Z四种元素均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，故W是第一周期的H元素，X是第二周期的N元素，Y、Z是第三周期元素，因为四种元素的最外层电子数之和为18，故Y、Z最外层电子数之和为18－(1＋5)＝12，又因为第三周期主族元素最外层电子排布是1～7，故只有Y的最外层电子数是5，Z的最外层电子数是7才能满足条件，则Y是P元素，Z是Cl元素。H2和N2都是分子晶体，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，故沸点：N2>H2，A不正确。Cl元素的非金属性强于H元素，元素得电子能力越强，其对应阴离子越不容易失去电子，故对应阴离子的还原性：Cl－弱于H－，B正确。P元素的非金属性弱于Cl元素的非金属性，元素非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，故酸性：H3PO4<HClO4，题目中未说明“最高价”，C不正确。铵盐是离子化合物，N和P可能存在于同一离子化合物中，如(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等，D不正确。2．(2022·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d和b同族。下列叙述错误的是()A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C．c的原子半径是这些元素中最大的D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性解析：选A由题中所给的信息可知，a为H，b为O，c为Na，d为S。A项中，H与Na可以形成化合物NaH，H的化合价为－1；B项中，O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物；C项中，四种元素原子半径大小顺序为Na＞S＞O＞H;D项中，H与S形成化合物H2S，其水溶液呈弱酸性。[综合演练提能][课堂巩固练]1．(2022·河南师大附中月考)金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关48Ti和50Ti的说法不正确的是()A．48Ti和50Ti互为同位素B．48Ti和50Ti的中子数不同C．48Ti和50Ti的质子数相同D．48Ti和50Ti互称同素异形体解析：选D48Ti和50Ti的质子数相同，质量数不同，故中子数不同，B、C项正确；质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，故A项正确，D项错误。2．在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34A．34S原子核内中子数为16B．2H＋的酸性比1H＋的酸性更强C．13C和15D．1Heq\o\al(16,2)O在相同条件下比1Heq\o\al(18,2)O更易蒸发解析：选D34S原子核内的中子数为34－16＝18，A项错误；2H＋与1H＋都是氢离子，化学性质相同，即2H＋的酸性与1H＋的酸性相同，B项错误；13C原子的质子数为6,15N原子的质子数为7，则13C和15N原子核内的质子数相差1，C项错误；因1Heq\o\al(16,2)O的相对分子质量为1×2＋16＝18，1Heq\o\al(18,2)O的相对分子质量为1×2＋18＝20，则1Heq\o\al(16,2)O的沸点低，1Heq\o\al(16,2)O在相同条件下比1Heq\o\al(18,2)O更易蒸发，D项正确。3．元素周期表中锶元素的数据见图。下列说法正确的是()eq\x(\a\al(38Sr,锶,)A．Sr元素的质量数是87B．Sr元素属于非金属元素C．Sr元素的相对原子质量是D．若Sr元素的一种核素核内有50个中子，则该核素的符号是eq\o\al(50,38)Sr解析：选C元素没有质量数，故A错误；Sr元素属于金属元素，故B错误；锶的相对原子质量是，故C正确；若Sr元素的一种核素核内有50个中子，则该核素的符号是eq\o\al(88,38)Sr，故D错误。4．(2022·兰州模拟)下列微粒中，其最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数的是()A．S B．MgC．Cl D．Be解析：选A硫原子核外电子排布为2、8、6，符合最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数，A正确；Mg核外电子排布为2、8、2，不符合，B错误；Cl核外电子排布为2、8、7，不符合，C错误；Be核外电子排布为2、2，不符合，D错误。5．(2022·南开中学月考)下列说法中肯定错误的是()A．某原子K层上只有一个电子B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D．阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8解析：选BH原子K层上只有一个电子，A项正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，B项错误；K层上最多只能排2个电子，M层和L层都为8个电子的离子可能为S2－、Cl－、K＋或Ca2＋等，C项正确；Li＋的最外层电子数为2，Na＋的最外层电子数为8，D项正确。6．X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素，原子序数依次增大。X是原子半径最小的元素，Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Z为地壳中含量最高的元素，R与X同主族；Y、R、Q最外层电子数之和为8，M的单质是黄绿色有害气体。请回答下列问题：(1)R在元素周期表中的位置为_________________________________________。(2)Z、Q、M简单离子半径由大到小的顺序为(写元素离子符号)____________________。(3)由X、Y、Z三种元素形成的盐类化合物的水溶液呈酸性的原因：______________(用离子方程式表示)。溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为_______________________________________。(4)YX4M的电子式为________，Q3Y2与水可剧烈反应，产生沉淀与气体，反应的化学方程式为______________________(5)X、Z两元素形成原子个数比为1∶1的化合物中含有的化学键类型为____________。(6)M的单质与R的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________。解析：X是原子半径最小的元素，X为H元素；Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，为氨气，则Y为N元素；Z为地壳中含量最高的元素，故为O元素；R与X同主族，且原子序数大于8，故R为Na元素；Y、R、Q最外层电子数之和为8，故Q的最外层有2个电子，且原子序数比11大，故为Mg元素；M的单质是黄绿色有害气体，故M为Cl元素。(1)R为Na元素，在周期表中处于第三周期第ⅠA族。(2)Z、Q、M的简单离子分别为O2－、Mg2＋、Cl－，而微粒的电子层数越多，半径越大，故Cl－的半径最大；当电子层数相同时，核电荷数越多，则半径越小，故Mg2＋的半径最小，故简单离子半径由大到小的顺序为Cl－＞O2－>Mg2＋。(3)由X、Y、Z三种元素形成的盐类化合物为NH4NO3，NHeq\o\al(＋,4)水解使溶液显酸性：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，由于NHeq\o\al(＋,4)水解，且溶液显酸性，故离子浓度大小关系为c(NOeq\o\al(－,3))＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(H＋)＞c(OH－)。(4)YX4M为NH4Cl，其为离子化合物，电子式为；Q3Y2为Mg3N2，在水溶液中发生水解反应生成氢氧化镁和氨气。(5)X、Z两元素形成的原子个数比为1∶1的化合物为H2O2，为共价化合物，只含共价键。(6)M的单质(即为氯气)，与R的最高价氧化物对应水化物(即为NaOH)反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。答案：(1)第三周期第ⅠA族(2)Cl－＞O2－＞Mg2＋(3)NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋c(NOeq\o\al(－,3))＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(H＋)＞c(OH－)(4)Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑(5)共价键(6)Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O[课下提能练]1.元素周期表中铊元素的数据如图，下列说法正确的是()A．铊元素的质量数是B．铊原子的中子数为81C．铊对应的氢氧化物有两性D．铊元素位于第ⅢA族解析：选D铊元素的相对原子质量是，故A错误；铊原子的质子数为81，故B错误；铊不位于金属与非金属的分界线处，对应的氢氧化物没有两性，故C错误；铊元素最外层有3个电子，位于第ⅢA族，故D正确。2．(2022·重庆十八中月考)我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”年龄，这种测量方法叫铝铍测年法。关于26Al和10Be的说法不正确的是()A．10Be和9Be是中子数不同质子数相同的不同原子B．10Be的原子核内中子数比质子数多C．5.2g26Al3＋中所含的电子数约为×1023D．26Al和26Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同解析：选C10Be和9Be互为同位素，中子数不同质子数相同，A项正确；10Be的原子核内，质子数为4，中子数为10－4＝6，中子数比质子数多，B项正确；5.2g26Al3＋中所含的电子数约为eq\fg,26g·mol－1)×(13－3)×NAmol－1≈×1024，C项错误；26Al和26Mg的质子数分别为13、12，中子数分别为13、14，核外电子数等于质子数，故两者所含质子数、中子数和核外电子数都不相同，D项正确。3．(2022·泰安一检)下列有关化学用语表达正确的是()A．35Cl－和37Cl－的结构示意图均可以表示为B．HClO的结构式：H—Cl—OD．质子数为92、中子数为146的U原子：eq\o\al(146,92)U解析：选A35Cl－和37Cl－的核电荷数均为17，核外电子总数均为18，其结构示意图均可表示为，A项正确；次氯酸分子中O原子分别与H、Cl原子之间形成1个共用电子对，故HClO的结构式为H—O—Cl，B项错误；HF属于共价化合物，电子式为，C项错误；质子数为92、中子数为146的U原子的质量数为238，该原子可表示为eq\o\al(238,92)U，D项错误。4．月球上的每百吨eq\o\al(3,2)He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以eq\o\al(4,2)He的形式存在。已知一个12C原子的质量为ag，一个eq\o\al(3,2)He原子的质量为bg，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是()\o\al(3,2)He比eq\o\al(4,2)He多一个中子B．氦元素的近似相对原子质量为\o\al(3,2)He的相对原子质量为eq\f(12b,a)\o\al(3,2)He的摩尔质量为bNA解析：选Ceq\o\al(3,2)He比eq\o\al(4,2)He少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个eq\o\al(12,)6C原子质量的eq\f(1,12)的比值是该核素的相对原子质量，因此eq\o\al(3,2)He的相对原子质量为eq\f(12b,a)，C正确；eq\o\al(3,2)He的摩尔质量为bNAg·mol－1，D错误。5．(2022·定州中学月考)科学家最近发现了一种只由四个中子构成的粒子R，这标志着人类对化学微观世界的研究又取得了新的进展。下列有关R的说法不正确的是()A．R与其他原子一样呈电中性B．R的质量数与4He相同C．与氢原子的质子数相同D．R中不含质子可称为“零号元素”解析：选C根据题意，该粒子只由四个中子构成，中子不带电，故该粒子不显电性，A正确；质量数＝质子数＋中子数＝0＋4＝4，B正确；氢原子的质子数为1，该粒子只含有中子，不含有质子，C错误；该粒子质子数为0，可称为“零号元素”，D正确。6．(2022·南阳一中月考)我国科研人员在兰州合成了镤元素的一种同位素镤­239，并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素，比镤­239的原子核内少54个质子和100个中子，则A元素在周期表中的位置是()A．第三周期第ⅠA族 B．第四周期第ⅠA族C．第五周期第ⅠA族 D．第二周期第ⅡA族解析：选C镤­239的质子数为239－148＝91，则A元素的一种同位素的质子数是91－54＝37，根据37－2－8－8－18＝1可知，A元素位于第五周期第ⅠA族，C正确。7．核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则ng它的氧化物所含电子物质的量为()\f(n,A＋16)(A－N＋8)mol \f(n,A＋16)(A－N＋10)molC．(A－N＋2)mol \f(n,A)(A－N＋6)mol解析：选A氧化物的化学式为RO，则ng它的氧化物所含电子物质的量为eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)mol。8．元素A和元素B的原子序数都小于18。已知A元素原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；B元素原子的M层电子数为a－b，L层电子数为a＋b，则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有()A．能与水反应 B．能与硫酸反应C．不能与氢氧化钠反应 D．能与碳酸钠反应解析：选D元素A和B的原子序数都小于18，B元素原子的L层电子数为a＋b，则a＋b＝8，A元素原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，则b＝2，a＝8－2＝6，故A为O元素，B元素原子的M层电子数为a－b＝6－2＝4，故B为Si元素，A、B两元素所形成的化合物为SiO2。SiO2不与水反应，A项错误；SiO2不能与硫酸反应，B项错误；SiO2能与氢氧化钠反应，生成硅酸钠与水，C项错误；SiO2能与碳酸钠在高温下反应，生成硅酸钠与二氧化碳，D项正确。9．(2022·西安中学月考)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，Y与Z同周期，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不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是()A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4C．Y、Z、Q的单质分别与X的单质化合，只能形成AB2型化合物D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性解析：选DX、Y、Z、W、Q都是短周期元素，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则X为O；X与Z同族，则Z为S；Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，则Q为C；W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素，因此W为H；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16，Y与Z同周期，则Y为Si。C和H能形成10电子分子CH4、14电子分子C2H2、18电子分子C2H6，A项错误；Si的最高价氧化物对应水化物的化学式还能表示为H2SiO3，B项错误；C与O2化合还能形成CO，C项错误，NaHSO4溶液呈酸性，Na2SO3溶液呈碱性，Na2SO4溶液呈中性，D项正确。10.如图所示，a、b、c均为非金属单质，d、e均为含有10个电子的共价化合物，且分子中所含原子个数：d＞e，f为离子化合物。则下列说法错误的是()A．常温下，单质a呈气态B．单质c具有强氧化性C．稳定性：d＞eD．f受热易分解为d和e解析：选Ca、b、c均为非金属单质，d、e均为含有10个电子的共价化合物，则b一定是H2。分子中所含原子个数：d＞e，f为离子化合物，因此f一定是铵盐，则a是N2，c是F2，d是NH3，e是HF，f是NH4F。常温下N2是气体，A正确；F是最活泼的非金属元素，因此单质氟具有强氧化性，B正确；非金属性是F强于N元素，故氢化物稳定性是HF强于NH3，C不正确；铵盐受热易分解，因此NH4F受热分解生成NH11．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增加，Z是活泼金属元素，Y的最常见单质与Z的单质在适当条件下可按物质的量之比1∶4或1∶2的比例恰好反应生成Q或M，X、W能形成强含氧酸。下列说法错误的是()A．简单离子半径：Z＜Y＜X＜WB．简单氢化物的稳定性：Y＜XC．Q和M中的阴、阳离子个数比均为1∶2，但化学键种类有差异D．Z与W能形成ZW或Z2W型离子化合物解析：选B根据题意推知，X、Y、Z、W分别是N、O、Na、S(或Cl)元素，Q为Na2O，M为Na2O2。A项，简单离子的核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子半径：Z＜Y＜X＜W，正确；B项，O元素的非金属性比N强，简单氢化物的稳定性：H2O＞NH3，错误；C项，Na2O和Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2，Na2O2中含有非极性键和离子键，而Na2O中只含有离子键，正确；D项，Na与Cl能形成NaCl，Na与S能形成Na2S，二者均为离子化合物，正确。12．(2022·永新二中段考)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、6、8、8，它们的最外层电子数之和为10，下列说法正确的是()A．W与Y可以形成离子化合物B．X的简单氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最高，说明X的非金属性最强C．X和Z形成的原子个数比为1∶1的化合物中，既含有极性键又含有非极性键D．工业生产中，通常用电解Z的熔融氧化物来制取Z的单质解析：选AW、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、6、8、8，则W是H元素，X是O元素，Y、Z处于第三周期，四种元素原子的最外层电子数之和为10，Y、Z最外层电子数之和是10－1－6＝3，最外层电子数只能为1、2，又因为Y原子序数小于Z，则Y是Na元素、Z是Mg元素。A项，W与Y可以形成NaH，属于离子化合物，正确；B项，X的简单氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最高，是由于水分子之间存在氢键，错误；C项，X和Z形成的原子个数比为1∶1的化合物为MgO，只含有离子键，错误；D项，工业上，通常用电解熔融氯化镁冶炼镁，错误。13．X、Y、Z、W是四种短周期元素，X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价是＋7价。回答下列问题：(1)元素X原子结构示意图为____________________。(2)元素Y的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________。(3)元素Z能与氢元素形成一价阴离子，该阴离子的电子总数是________，与该离子电子总数相等的Z与氢形成的微粒是____________________。(4)ZW3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是________(用酸的分子式表示)。解析：(1)X、Y、Z、W均为短周期元素。X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍，说明X共有3个电子层，M层上有6个电子，为硫元素；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，说明Y有2个电子层，最外层有4个电子，为碳元素；Z的氢化物水溶液显碱性，为氮元素；W的最高正价为＋7，而F元素无正价，则W为氯元素。(2)碳的放射性同位素eq\o\al(14,)6C可用于考古断代。(3)氮元素与氢元素形成－1价阴离子，由于氮元素显－3价，氢显＋1价，因此该阴离子为NHeq\o\al(－,2)，其电子总数是10，与该离子电子总数相等的还有NH3、NHeq\o\al(＋,4)。(4)NCl3与H2O反应生成物中有碱，只能是NH3·H2O，N为－3价，Cl为＋1价，酸应为HClO，化学方程式为NCl3＋4H2O=NH3·H2O＋3HClO。(5)H2CO3、HNO3、H2SO4、HClO4中化学性质明显不同于其他三种酸的是H2CO3，H2CO3为弱酸。答案：(1)(2)eq\o\al(14,)6C(3)10NHeq\o\al(＋,4)、NH3(4)NCl3＋4H2O=NH3·H2O＋3HClO(5)H2CO314．现有部分元素的原子结构特点如表：XL层电子数是K层电子数的3倍Y核外电子层数等于原子序数ZL层电子数是K层和M层电子数之和W最外层电子数是次外层电子数的倍(1)画出W原子结构示意图__________。(2)元素X与元素Z相比，非金属性较强的是________(填元素名称)，写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式：_____________________________________。(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为____________。(4)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q，元素W和元素Y化合形成的化合物M，Q和M的电子总数相等。以M为燃料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：X元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，L层为6个电子，为氧元素；Y核外电子层数等于原子序数，Y只能是氢元素；Z元素原子L层电子数是K层和M层电子数之和，L层有8个电子，则其M层电子数为6，Z是硫元素；W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的倍，其次外层只能是K层，有2个电子，W为氮元素。(2)能说明氧元素比硫元素非金属性强的事实如氢硫酸与O2反应。(3)H、N、O、S四种非金属元素形成离子化合物只能是铵盐，其水溶液显强酸性应是强酸的酸式盐，应为NH4HSO4。(4)H和O按原子个数比1∶1化合形成的化合物为H2O2共有18个电子，则H和N形成的18电子微粒是N2H4，二者反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))N2＋4H2O。答案：(1)(2)氧元素2H2S＋O2=2H2O＋2S↓(其他合理答案亦可)(3)NH4HSO4(4)N2H4＋2H2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))N2＋4H2O15．有A、B、C、D四种元素，它们原子的核电荷数依次递增且均小于18；A原子核内仅有1个质子；B元素在地壳中含量最高；C元素原子M电子层有1个电子，D的单质常温下是黄绿色气体且有毒。(1)画出B元素原子的结构示意图：_________________________________________。(2)若C元素某原子核内中子数为12，则C元素的该核素表示为________。(3)B、C、D三种元素以原子个数比1∶1∶1形成的化合物的名称是________。(4)写出D的单质与A、B、C三元素所形成的化合物反应的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：A原子核内仅有1个质子，则A应为H元素；地壳中含量最高的为O元素，B元素在地壳中含量最高，则B为O元素；C元素原子M电子层有1个电子，则其原子的核电荷数＝核外电子总数＝11，应为Na元素；D的单质是黄绿色气体且有毒，则D为Cl元素，(1)根据分析可知，B是O元素，氧原子的核电荷数＝核外电子总数＝8，最外层为6个电子，其原子结构示意图为。(2)质量数＝质子数＋中子数，若C元素某原子核内中子数为12，其质量数为11＋12＝23。(3)B、C、D三种元素以原子个数比1∶1∶1形成的化合物为NaClO，名称为次氯酸钠。(4)D的单质为Cl2，A、B、C三元素所形成的化合物为NaOH，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水。答案：(1)(2)eq\o\al(23,11)Na(3)次氯酸钠(4)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O16．(2022·天津一中月考)A、B、C、D、E是核电荷数依次增大的五种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子；B元素的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；C元素原子的最外层电子数比次外层多4；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C(1)B在周期表中的位置为第________周期第________族。(2)E元素形成的氧化物对应的水化物的化学式为____________________________。(3)元素B、C、D、E形成的简单离子半径大小关系是________________(用离子符号表示)。(4)用电子式表示化合物D2C的形成过程：___________(5)由A、B、C三种元素形成的离子化合物的化学式为____________，它与强碱溶液共热，发生反应的离子方程式是___________________________________。(6)D2EC3一定条件下可以发生分解反应生成两种盐，其中一种产物为无氧酸盐，则此反应的化学方程式为__________________________________(化学式用具体的元素符号表示)。解析：A元素的原子核内只有1个质子，则A为H元素；B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3，则B的最高化合价为＋5价，位于周期表第ⅤA族，B元素的原子半径是其所在主族中最小的，应为N元素；C元素原子的最外层电子数比次外层多4个，只能有2个电子层，最外层电子数为6，应为O元素；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C(1)B是氮元素，在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族。(2)E是硫元素，形成的氧化物SO2、SO3对应的水化物的化学式分别为H2SO3、H2SO4。(3)元素B、C、D、E形成的简单离子中，S2－有三个电子层，N3－、O2－、Na＋只有两个电子层，且电子层结构相同的离子，核电荷数大的半径反而小，故离子半径大小关系是S2－＞N3－＞O2－＞Na＋。(4)Na最外层的一个电子易失去，氧最外层有6个电子，易得到2个电子形成8电子稳定结构，故Na2O的形成过程可表示为。(5)由H、N、O形成的离子化合物的化学式为NH4NO3，它是铵盐，与强碱溶液共热，发生反应生成NH3，离子方程式是NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O。(6)Na2SO3一定条件下可以发生分解反应生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，则为Na2S，反应的化学方程式为4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(一定条件),\s\do5())Na2S＋3Na2SO4。答案：(1)二ⅤA(2)H2SO3、H2SO4(3)S2－＞N3－＞O2－＞Na＋(4)(5)NH4NO3NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O(6)4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(一定条件),\s\do5())Na2S＋3Na2SO4考点一元素周期表及其应用对应学生用书P94[思维流程](一)元素周期表的结构1．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。2．编排原则3．元素周期表的结构(1)周期(7个横行，7个周期)短周期长周期序号1234567元素种数288181832320族元素原子序数21018365486118(2)族(18个纵行，16个族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、10，共3个纵行0族第18纵行(3)分区①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。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。(4)元素周期表中的特殊位置①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共60多种元素，这些元素都是金属元素。②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。③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。④超铀元素：在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素。[注意]①含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。②过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。③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。(二)元素周期表中的“规律”及应用1．元素周期表中的规律(1)同构规律稀有气体元素与同周期非金属元素的阴离子、下一周期主族金属元素的阳离子具有相同的电子层结构。(2)同周期序数差规律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。③两元素分布在过渡元素两侧时，第四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10；第六周期元素原子序数差＝族序数差＋24。如第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差，第四、五周期的都为11，第六周期为25。(3)同主族序数差规律①第ⅠA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。②第ⅡA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。[应用]第ⅠA、ⅡA族，下一周期元素的原子序数＝上一周期相邻元素的原子序数＋上一周期元素的数目。如11Na下一周期相邻元素是xK，Na所在周期有8种元素，所以有x＝11＋8＝19。③第ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。[应用]第ⅢA～ⅦA族，下一周期元素的原子序数＝上一周期相邻元素的原子序数＋下一周期元素的数目。如17Cl下一周期是yBr，Br所在周期有18种元素，所以有y＝17＋18＝35。2．元素周期表的三大应用(1)进行科学预测为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料(3)用于工农业生产对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。[注意]①从元素周期表的分区中可以看出，非金属性最强的是F，金属性最强的是Cs(放射性元素除外)。②金属元素和非金属元素分界线右侧都是非金属，但左侧的并不都是金属元素，如氢元素。③过渡元素都是金属元素，金属元素只有正价，没有负价。④处在金属元素和非金属元素分界线上下的元素单质并不一定是半导体，如Al是导体，B(硼)不导电。[题点全练]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素(×)(2)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素(×)(3)ⅠA族全部是金属元素(×)(4)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素(×)(5)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1(√)(6)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数(×)(7)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(×)(8)铁位于元素周期表的第四周期ⅧB族(×)2．元素周期表中，常用于制造半导体材料的是()A．位于周期表中部的过渡元素B．金属元素和非金属元素分界线附近的元素C．右上方区域的非金属元素D．左下方区域的金属元素解析：选B在金属元素和非金属元素分界线附近的元素常用于制造半导体材料。3．(2022·郑州模拟)国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是()A．两种元素位于同一周期B．116号元素位于第ⅥA族C．两种元素都是活泼的非金属元素D．114号元素的原子半径比116号元素的大解析：选C第114号元素和第116号元素分别处于第七周期ⅣA族和ⅥA族，均为金属元素，A、B正确；C错误；依据同周期原子半径递变规律判断114号元素的原子半径比116号元素的大，D正确。[规律方法]根据稀有气体元素的原子序数来确定元素在周期表中位置的方法原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。若ΔZ＜0，则与稀有气体元素同周期，族序数为8－|ΔZ|；若ΔZ＞0，则在稀有气体元素下一周期，族序数为ΔZ。例如①35号元素最邻近的是36Kr，则35－36＝－1，故周期数为4，族序数为8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，为溴元素。②87号元素相邻近的是86Rn，则87－86＝1，故周期数为7，族序数为1，即第七周期第ⅠA族，为钫元素。考点二元素周期律及其应用[思维流程]元素周期律1.元素周期律2．主族元素性质的变化规律项目同周期(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)最低负化合价＝－(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性、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的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3．元素周期律的应用(1)比较不同周期、不同主族元素的性质①比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱方法：金属性：Mg>Al，Ca>Mg，则碱性：Ca(OH)2eq\a\vs4\al(>)Mg(OH)2eq\a\vs4\al(>)Al(OH)3。②比较H2O和SiH4的稳定性强弱的方法：非金属性：C>Si，O>C，则氢化物稳定性：H2Oeq\a\vs4\al(>)CH4eq\a\vs4\al(>)SiH4。(2)预测未知元素的某些性质①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2eq\a\vs4\al(难)溶。②已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)的化合物的性质为HAteq\a\vs4\al(不)稳定，水溶液呈eq\a\vs4\al(酸)性，AgAteq\a\vs4\al(难)溶于水。[对点训练]1．下列各组物质的性质比较中不正确的是()A．热稳定性：SiH4＞PH3＞H2SB．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4C．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3D．氧化性：F2＞Cl2＞Br2解析：选A非金属性：S＞P＞Si，则氢化物的稳定性：H2S＞PH3＞SiH4，A错误。2．(2022·合肥质检)应用元素周期律分析下列推断，其中正确的是()A．铊(Tl)与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应B．气态氢化物的稳定性HF低于HClC．硒(Se)位于元素周期表第ⅥA族，其最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱D．第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性解析：选C在元素周期表中，铊位于铝的下面，其金属性比铝的金属性强，不与碱反应，A项错误；氟的非金属性比氯强，气态氢化物稳定性HF较强，B项错误；NH3的水溶液呈碱性，D项错误。元素金属性、非金属性强弱比较金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)判断方法①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强⑤若Xn＋＋Y→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)判断方法①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强[对点训练]3．X、Y两种元素的原子最外层都有7个电子。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是()A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B．X的气态氢化物的沸点比Y的气态氢化物的沸点低C．Y的单质能将X的单质从NaX的溶液中置换出来D．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定解析：选D最外层电子数相同的元素，原子半径越大，非金属性越弱，因此A项说明X的非金属性比Y弱；B项，气态氢化物的沸点(物理性质)高低只能反映分子间相互作用力的大小，而不能反映元素非金属性(化学性质)的强弱；C项说明Y的非金属性比X强。4．研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是()A．比较这两种元素的单质的密度和熔点B．比较氯化铝和氯化镁的摩尔质量C．将空气中久置的镁带和铝片分别置于热水中，并滴入酚酞溶液D．用pH计分别测量相同物质的量浓度的氯化铝溶液和氯化镁溶液的pH解析：选D单质的密度和熔点为物理性质，不能作为判断金属性的依据，A项错误；摩尔质量的大小与元素的金属性强弱无关，不能作为判断依据，B项错误；镁带和铝片表面均能形成致密的氧化膜，阻止镁、铝与水的反应，C项错误；利用同浓度Mg2＋与Al3＋水解后溶液的酸性强弱，可以判断金属性强弱，D项正确。5．下列实验不能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的ACl2、Br2分别与H2反应比较氯、溴的非金属性强弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨比较镁、铝的金属性强弱C测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH比较碳、硫的非金属性强弱DFe、Cu分别与稀盐酸反应比较铁、铜的金属性强弱解析：选BA项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易和反应剧烈程度可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，MgCl2与AlCl3均生成相应的沉淀，不能比较二者的金属性强弱；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性H2CO3<H2SO4，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，利用Fe、Cu与稀盐酸能否反应可判断出Fe、Cu的金属性强弱。微粒半径的大小比较方法[对点训练]6．下列离子中半径最大的是()A．Na＋ B．Mg2＋C．O2－ D．F－解析：选C选项中的离子都具有相同的电子层结构，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径就越小，离子半径大小顺序为r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。7．X、Y、Z均为短周期元素，其中两种为金属元素，一种为非金属元素，其原子半径分别为元素XYZ原子半径/nmX、Y处于同一周期，三种元素形成的简单离子具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A．原子最外层电子数：Z＞X＞YB．三种元素可能为同周期元素C．原子序数：Y＞X＞ZD．离子半径：X＞Y＞Z解析：选C由已知得三种元素在周期表中相对位置为，最外层电子数Z＞Y＞X，故A、B错误；由位置可知，原子序数Y＞X＞Z，故C正确；具有相同电子层结构的离子，原子序数大的离子半径小，则离子半径Z＞X＞Y，故D错误。[真题验收]1．(2022·上海高考)不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是()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：选BA项，元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力越强，单质的氧化性越强，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；B项，元素非金属性的强弱与单质的熔沸点高低无关；C项，元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，可以比较元素非金属性的强弱；D项，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强，可以通过比较两种元素最高价氧化物对应水化物酸性的强弱比较元素的非金属性的强弱。2．(2022·北京高考)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>H3PO4B．非金属性：Cl>BrC．碱性：NaOH>Mg(OH)2D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3解析：选DA．S、P位于同一周期，且S位于P的右侧，非金属性S>P，所以H2SO4的酸性强于H3PO4。、Br位于同一主族，Cl位于Br的上方，非金属性Cl>Br。、Mg是同周期元素，Na位于Mg的左侧，Na的金属性比Mg的强，则NaOH的碱性比Mg(OH)2的强。的热稳定性差，是由于NaHCO3受热易分解，与元素周期律无关。3．(2022·全国卷Ⅰ)X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A．原子最外层电子数：X＞Y＞ZB．单质沸点：X＞Y＞ZC．离子半径：X2－＞Y＋＞Z－D．原子序数：X＞Y＞Z解析：选D根据题中信息可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。原子最外层电子数：F>S>Na，A项错误；单质沸点：Na>S>F2，B项错误；离子半径：S2－>F－>Na＋，C项错误；原子序数：S>Na>F，D项正确。考点三元素周期表和元素周期律的综合应用[思维流程]1．元素的“位构性”之间的关系元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，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，故三者之间可相互推断，关系图如下：2．主族元素性质的特殊性氢质量最轻的元素，其单质可以填充气球碳形成化合物最多的元素；可形成自然界硬度最大的物质；气态氢化物中含氢质量分数最大的元素氮空气中含量最多的元素；气态氢化物的水溶液呈碱性的元素氧地壳中含量最多的元素；气态氢化物的沸点最高的元素；氢化物在通常状况下呈液态的元素氟最活泼的非金属元素；无正价的元素；无含氧酸的非金属元素；无氧酸可腐蚀玻璃的元素；气态氢化物最稳定的元素；阴离子的还原性最弱的元素钠短周期元素中与水反应较剧烈的金属元素，最高价氧化物的水化物碱性最强的元素；短周期主族元素中原子半径最大的元素；与氧气在加热条件下反应生成过氧化物(Na2O2)的元素；焰色反应为黄色的元素铝地壳中含量最多的金属元素；最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应硅良好的半导体材料，地壳中含量第二的元素，能跟强碱溶液反应，还能被氢氟酸溶解硫淡黄色晶体，它的氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物的浓溶液发生氧化还原反应氯短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素[题点全练]1．同主族中常见的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性强弱的顺序为HXO4<HYO4<HZO4。下列判断不正确的是()A．Y单质可以从海水中提取B．离子半径：X－>Y－C．气态氢化物的稳定性：HX<HZD．单质的氧化性：Y>Z解析：选D从元素最高价氧化物对应水化物的化学式可知，三种元素的最高化合价均为＋7价，故为第ⅦA族元素，由元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱可知，非金属性：X<Y<Z，由于氟元素无正价，则X、Y、Z分别为碘元素、溴元素、氯元素。从海水中可提取单质Br2，A项正确；离子半径：I－>Br－，B项正确；气态氢化物的稳定性：HI<HCl，C项正确；氧化性：Cl2>Br2，D项错误。2.右表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，Z元素的核电荷数等于X与Y元素核电荷数之和。下列说法正确的是()XYZWTA．氢化物稳定性Y比W强，是因为Y的氢化物中存在氢键B．WY2不可能与Y的某种氢化物反应生成强酸C．一定条件下，X单质能与ZY2反应生成Z单质，说明X的非金属性比Z强D．可以推测T元素的单质具有半导体特性，钠能与T形成化合物Na2T2解析：选D设X的原子序数为a，则Z的原子序数为a＋8，Y的原子序数为a＋2，又Z元素的核电荷数等于X与Y元素核电荷数之和，则a＋8＝a＋a＋2，a＝6；所以X为碳元素、Y为氧元素、Z为硅元素、W为硫元素、T为硒元素；氢化物的稳定性与氢键无关，A错误；二氧化硫与H2O2反应生成硫酸，B错误；一定条件下，碳单质能与二氧化硅反应生成硅单质，碳表现还原性，不能说明碳的非金属性比硅强，C错误；硒元素在金属与非金属的分界线附近，可以推测硒元素的单质具有半导体特性，硒与氧元素同族，钠能与硒形成化合物Na2Se2，D正确。[真题验收]1．(2022·全国卷Ⅰ)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是()A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期解析：选C由题知，W为氮，X为氧，Y为钠，Z为硫。同周期元素从左至右，简单氢化物的热稳定性逐渐增强，H2O的热稳定性比NH3的强，A项正确；O2－和Na＋核外都有10个电子，B项正确；钠和硫形成的化合物为硫化钠，它是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，能使红色石蕊试纸变蓝色，C项错误；氧、硫位于同主族，钠与硫同属于第三周期，D项正确。2．(2022·全国卷Ⅲ)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是()WXYZA．氢化物沸点：W<ZB．氧化物对应水化物的酸性：Y>WC．化合物熔点：Y2X3<YZ3D．简单离子的半径：Y<X解析：选D设元素W的最外层电子数为a，则X、Y、Z的最外层电子数分别为a＋1、a－2、a＋2，再由题意可列式为a＋(a＋1)＋(a－2)＋(a＋2)＝21，可得a＝5，又因四种元素为短周期元素，可得W、X为第二周期元素，Y、Z为第三周期元素，故W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。NH3存在分子间氢键，而HCl不存在分子间氢键，所以NH3的沸点比HCl的沸点高，A项错误；Al(OH)3显两性，N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，B项错误；Al2O3是离子晶体，而AlCl3是分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体的熔点，C项错误；Al3＋和O2－的核外电子排布相同，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Al3＋＜O2－，D项正确。3．(2022·江苏高考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是()A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B．W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱C．Y的单质的氧化性比Z的强D．X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物解析：选D地壳中含量最多的元素为O，则Z为O，Y为N，X为H，短周期中金属性最强的元素为Na，则W为Na。原子半径：r(Na)>r(N)>r(O)>r(H)，A项错误；NaOH为强碱，B项错误；非金属性：O>N，则氧化性O2(或O3)强于N2，C项错误；H、N和O可以组成共价化合物如NH3·H2O，也可以组成离子化合物如NH4NO3，D项正确。4．(2022·上海高考)已知W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是()A．原子半径：X＞Y＞Z＞WB．W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强C．W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性D．若W与X原子序数差为5，则形成化合物的化学式为X3W2解析：选A由于原子序数按W、X、Y、Z依次增大，X、Y、Z是同一周期的元素，原子半径：X>Y>Z。又因W、Z同主族，原子序数：Z>W，则原子半径：Z>W，故原子半径：X>Y>Z>W，A项正确。5．(2022·福建高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如右所示，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＞XB．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W＞ZC．最简单气态氢化物的热稳定性：Y＞X＞W＞ZD．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等解析：选A从元素周期表的局部图可知X、Y、Z、W为二、三周期元素，W位于第三周期，W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，故W是P元素，据此推出X、Y、Z分别是氮、氧、硅。根据四种元素在周期表中的位置关系可知，原子半径：Z>W>X>Y，A项错误；非金属性：O>N>P>Si，最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，即X>W>Z，氢化物的热稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，即Y>X>W>Z，B、C项正确；主族元素除O、F外，其他元素最高化合价都等于其主族序数，D项正确。6.(2022·山东高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如右所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是()YZXWA．原子半径：X＜Y＜ZB．气态氢化物的稳定性：X＞ZC．Z、W均可与Mg形成离子化合物D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞W解析：选C由X、Y、Z、W四种元素的相对位置关系和Y、W的原子序数之和是Z的3倍可推出：X是硅，Y是氮，Z是氧，W是氯。A项，原子半径：X＞Y＞Z。B项，气态氢化物的稳定性：X＜Z。C项，O、Cl分别与Mg形成MgO、MgCl2，它们均属于离子化合物。D项，非金属性：W(Cl)＞Y(N)，故最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Y。[综合演练提能][课堂巩固练]1．(2022·长沙长郡中学期中)美国FDA证实，该国地质勘测局在内华达州法隆镇的一些奶牛场附近的井水中发现了84号元素Po(钋)的一种放射性致癌同位素。钋是目前已知最稀有的元素之一，下列有关它的说法正确的是()A．门捷列夫能预测钋在地球上的分布B．钋位于元素周期表第七周期第ⅥA族C．钋原子的最外层电子数为6D．钋属于副族元素解析：选C门捷列夫发现了元素周期律，但不能预测元素在地球上的分布，A错误；钋的原子序数为84，和86号元素的原子序数相差2，故钋位于元素周期表第六周期第ⅥA族，B、D错误；钋原子的最外层电子数为6，C正确。2．砷(As)和镓(Ga)都是第四周期元素，分别属于ⅤA和ⅢA族。下列说法中不正确的是()A．原子半径：Ga>As>PB．热稳定性：NH3>PH3>AsH3C．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4D．Ga(OH)3可能是两性氢氧化物解析：选C酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，故C项错误。3．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>SiH4B．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>SiD．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族解析：选C非金属性：O>N>C>Si，故气态氢化物的稳定性：H2O>NH3>SiH4，A项正确；H与C、N、O、F等非金属元素形成共价化合物，与Na、Mg等金属元素形成离子化合物，B项正确；题图所示实验可证明酸