元素周期表和元素周期律的应用

第一章物质结构元素周期律第二节元素周期律第2课时元素周期表和元素周期律的应用1．元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n－2，在其气态氢化物中，R元素的化合价为()A．－10＋3n B．－6＋3nC．－(12－3n) D．－(4－2n)解析：由题意知，R元素的最高正化合价为＋[2(2n－2)－n]，即＋(3n－4)，则在其气态氢化物中化合价为－[8－(3n－4)]＝－(12－3n)，选C。答案：C2．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZW原子半径/pm1601437066主要化合价＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列叙述正确的是()A．X、Y元素的金属性：X<YB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来解析：W是O元素，Z是N元素，Y是Al元素，X是Mg元素。A项，元素金属性：Mg＞Al；B项，一定条件下，N2和O2直接化合只能生成NO；C项，Al(OH)3不溶于稀氨水；D项，NH3在纯氧中点燃可生成N2：4NH3＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2N2＋6H2O。答案：D3．某主族元素R原子的质量数为79，已知R的单核离子含有45个中子和36个电子，下列有关R的叙述错误的是()A．R位于第四周期ⅥA族B．R最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3RO4C．元素R气态氢化物的化学式为H2RD．R的阴离子具有强还原性解析：由于主族元素R原子的质量数为79，含有45个中子，所以质子数为79－45＝34，由于R的单核离子含有45个中子和36个电子，所以该原子有4个电子层，最外层是6个电子，所以R位于第4周期ⅥA族；由于R的最高正价是＋6价，所以R最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2RO4，气态氢化物的化学式为H2R，R的阴离子失电子能力较强，所以具有强还原性。答案：B4．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是()A．X的非金属性是同周期中最强的B．对应气态氢化物的稳定性：Y>ZC．对应简单离子半径：X>WD．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应解析：根据条件可知，W的原子序数是8，则W是氧元素，又因为W、X、Y、Z的原子序数递增，原子半径X最大，且X和氖原子的核外电子数相差1，故X是钠，Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是硅，Z的非金属性在同周期元素中最强，则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的，A错误；对应气态氢化物的稳定性：Z>Y，B错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简单离子半径：W>X，C错误；Y的氧化物是二氧化硅，能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠溶液反应，D正确。答案：D5．下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是()①原子序数为15的元素的原子半径小于N原子半径②第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素③第二周期第ⅣA族元素的氢化物的稳定性大于NH3④原子序数为12的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强于Al(OH)3A．①②B．①③C．②④D．③④解析：原子序数为15的元素是P，其原子半径大于N原子，①不正确；第二周期第ⅣA族元素为C，C的非金属性弱于N，其氢化物的稳定性弱于NH3，③不正确。答案：C6．下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：(1)表中用字母标出的14种元素中，化学性质最不活泼的是________(用元素符号表示，下同)，金属性最强的是________，非金属性最强的是_______，常温下单质为液态的非金属元素是________，属于过渡元素的是(该空用字母表示)________。(2)B、F、C气态氢化物的化学式分别为______________，其中以________最不稳定。(3)第二周期中原子半径最小的是________。解析：元素周期表中0族元素化学性质不活泼。同周期从左到右金属性减弱，非金属性增强，原子半径减小；同主族从上到下金属性增强，非金属性减弱，原子半径增大；故金属性最强的是L(即K)，非金属性最强的是A(即F)，第2周期中原子半径最小的是A(即F)，B、F、C分别是O、Cl、P，非金属性P的最弱，则PH3最不稳定。常温下单质为液态的非金属元素只有溴。周期表中从ⅢB族到ⅡB族的元素都属于过渡元素。答案：(1)ArKFBrM(2)H2O、HCl、PH3PH3(3)F(时间：40分钟分值：100分)A级基础巩固1．下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是()A．同主族元素从上到下单质熔点逐渐升高B．元素周期表是元素周期律的具体表现形式C．同周期从左到右，元素原子半径逐渐增大D．非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值解析：A项，碱金属元素从上到下单质熔点逐渐降低；C项，同周期从左到右，元素的原子半径逐渐减小；D项，第ⅣA族元素的最高正化合价才等于它的负化合价的绝对值。答案：B2．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：、P位于同一周期，且S位于P的右侧。同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，故非金属性S>P，所以H2SO4的酸性大于H3PO4。、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属性逐渐减弱，故非金属性Cl>Br。、Mg是同周期元素，Na位于Mg的左侧，故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HCOeq\o\al(－,3)受热易分解。答案：D3．(2022·天津卷)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：元素的非金属性越强，其对应的气态氢化物的稳定性越强，A对；氢元素可与O、S等形成共价化合物，又可与Na、Ca等形成离子化合物，B对；该实验只能证明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3，与元素非金属性无关，C错；根据元素周期表可知，118号元素位于第七周期0族，D对。答案：C4．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＞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：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。答案：A5．X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是()A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY>XmRD．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸解析：X是原子半径最小的元素，即为H元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则为O元素，R、Y同族，则R为S元素；Z、W原子核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等，结合Z、W、R处于同一周期，且原子序数Z、W、R依次增大，则推出Z为Na元素，W为Al元素。A项，离子半径依次减小，不正确；B项，X可与Y形成H2O2，不正确；C项，稳定性：H2O>H2S，正确；D项，元素W的最高价氧化物的水化物是两性物质，不正确。答案：CB级能力提升6．四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。XYZW请回答下列问题：(1)元素Z位于周期表中第________周期，第________族。(2)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_____(写化学式)。(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是______(写化学式)。(4)Y的最高价氧化物的化学式为________。解析：根据周期表结构知，Z只能是第三周期元素，设其最外层电子数为x，则有2＋8＋x＝3x，x＝5，即Z为P元素，可以判断X是C元素，Y是N元素，W是S元素。(1)P位于第三周期第ⅤA族；(2)元素的气态氢化物分别是CH4、NH3、PH3和H2S，水溶液碱性最强的是NH3；(3)C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4，H2SO4酸性较强；(4)N元素最高正价为＋5价，最高价氧化物的化学式为N2O5。答案：(1)三ⅤA(2)NH3(3)H2SO4(4)N2O57．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。(1)它位于元素周期表中第________周期________族。(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是________。①它与硅位于同一主族②它与铝位于对角线位置，且性质相似③它位于周期表中金属与非金属分界线附近④它位于边界线附近⑤它是两性物质(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是________。A．左上角B．右上角C．过渡元素D．金属与非金属分界线附近解析：根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期第ⅣA族元素。锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质，它是金属元素。但不能说锗是两性物质，因两性物质是指既能溶于强酸又能溶于强碱且都生成盐和水的物质，如氧化铝、氢氧化铝。答案：(1)四ⅣA(2)②③(3)D8．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nm)。元素代号ABCDE原子半径/nm主要化合价＋2＋3＋6、－2－1－2(1)用元素代号标出它们在周期表中所对应的位置(以下为周期表的一部分)。(2)B元素处于周期表中第________周期，________族。(3)C、D的简单离子的半径由大到小顺序为________(用离子符号表示)。(4)上述五种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________(填化学式)。(5)C、E形成的化合物为________(填化学式)。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S2－、Cl－，半径大小为：S2－>Cl－。(4)最高价氧化物对应的水化物分别为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。答案：(1)(2)三ⅢA(3)S2－>Cl－(4)HClO4(5)SO2、SO39．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：①第ⅡA族元素的价电子数________。②第三周期元素的最高正化合价________。③F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径________。(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________(元素名称)，Y为________(元素符号)，Z原子结构示意图为____________________________________________。②工业上制取单质M的化学方程式为___________________________________________________________