高考专题-元素周期律元素周期表考点三位置、结构、性质的相互推断讲义高三化学一轮复习

高考专题：元素周期律和元素周期表[考纲要求]1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。考点三位置、结构、性质的相互推断[要点浓缩]特殊点或易错点：钾密度反常，铯略带金色；液溴易挥发，固碘易升华；考查化合价，氧氟最特别；比较金属性（非金属性），莫忘最高价。[要点细化]1．元素周期表中元素金属性和非金属性的递变(1)金属性最强的元素(不考虑放射性元素),位于周期表的左下角,是Cs。

(2)非金属性最强的元素,位于周期表的右上角,是F。

2．同一元素的“位”“构”“性”关系3．根据元素在周期表中位置，确定其化合物的化学式知道元素在周期表中的主族序数后，根据化合价规律就可以写出它的化合物的化学式，例如(用R代表元素)：ⅣAⅤAⅥAⅦA氢化物RH4RH3H2RHR最高价氧化物RO2R2O5RO3R2O7最高价含氧酸H4RO4或H2RO3H3RO4或HRO3H2RO4HRO4[温馨提示]“序、层”、“序、价”规律1．“序、层”规律(1)若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大。(2)同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。2．“序、价”规律在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。[能力提升]某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：______与盐酸反应最剧烈，______与盐酸反应最慢。(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：_________________________________________________________________________________________。Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。(3)仪器A的名称为______，干燥管D的作用是______。(4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为______、______、______，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为________________________________________________________________________。(5)若要证明非金属性：C>Si，则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________，观察到C中溶液的现象为____________________。(6)若A中改加浓HNO3，能否证明非金属性：C>Si？为什么？应怎样改进？答案(1)钾铝(2)不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物(3)分液漏斗防止倒吸(4)浓盐酸KMnO4Na2SS2－＋Cl2=S↓＋2Cl－(5)硫酸Na2SiO3有白色胶状沉淀产生(6)否，因为浓HNO3具有挥发性，C中白色胶状沉淀也可能是HNO3和Na2SiO3反应生成的。可以在两个装置之间加一个装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去HNO3。[典题演练]1．(2019·浙江4月选考，14)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是()A．第35号元素的单质在常温常压下是液体B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素C．第84号元素的最高化合价是＋7D．第七周期0族元素的原子序数为118[解析]35号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As)，为非金属元素，B项合理；第84号元素位于第六周期ⅥA族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是＋6，C项不合理；第七周期0族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。答案C2．(2019·全国卷Ⅲ，9)X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是()A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物C．X与Z可形成离子化合物ZXD．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸[解析]MgO为离子晶体，碳的氧化物为分子晶体，故镁的氧化物的熔点高于碳的氧化物，A错误；非金属性：C>Si，故氢化物的热稳定性：CH4>SiH4，B正确；C、Si形成的化合物SiC为共价化合物，C错误；Mg能溶解在浓硝酸中，Si不与浓硝酸反应，D错误。答案B3．(2019·全国卷Ⅱ，9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A．原子半径：W<XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z<WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱[解析]原子半径：N<Al，A项正确；常温常压下，单质硅呈固态，B项正确；由非金属性：P<N，可知气态氢化物热稳定性：PH3<NH3，C项正确；Al的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，并非强碱，D项错误。答案D4．(2016·全国卷Ⅰ，13)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，0.01mol·L－1r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()A．原子半径的大小W<X<YB．元素的非金属性Z>X>YC．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[解析]由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl2，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01mol·L－1r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：H<O<C，错误；B项，根据同周期元素非金属性的变化规律，可知非金属性：O＞C，再由CCl4、ClO2中化合价的正负，可知非金属性：O＞Cl＞C，错误；C项，氧的氢化物可能为H2O或H2O2，常温常压下二者均为液态，正确；D项，碳的最高价氧化物的水化物H2CO3为弱酸，错误。答案C5．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，由这些元素组成的常见物质的转化关系如下图，其中a、b、d、g为化合物，a为淡黄色固体，c是Z的单质，该单质与沸水反应，且该单质可制造照明弹；f为固体单质。下列有关说法正确的是()A．简单离子半径：Y>Z>XB．元素的非金属性：W>XC．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>ZD．X、Y两种元素组成的化合物只含离子键[解析]a为淡黄色固体，且为常见化合物，故a为Na2O2，c能与沸水反应，还可制造照明弹，故c为Mg单质，即Z为Mg，Y为Na；f为固体单质，根据图中各物质的转化关系可知f为C单质，故W为C，X为O；转化关系图中b为CO2，d为Na2CO3，e为O2，g为MgO。简单离子半径O2－>Na＋>Mg2＋，A项错误；非金属性：C<O，B项错误；NaOH的碱性比Mg(OH)2的强，C项正确；O、Na可组成Na2O、Na2O2，前者只含离子键，后者含离子键和共价键，D项错误。答案C6．(2020·天津市第一中学高三上学期第三次月考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A．简单离子半径：Z<YB．d中既含有离子键又含有共价键，其中阳离子和阴离子的数目之比为2∶1C．简单气态氢化物的热稳定性：Y>XD．由上述4种元素组成的化合物的水溶液一定显酸性[解析]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，d为Na2O2，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体，则m为O2，则Y为O元素，根据图示转化关系可知：a为烃，b、c分别为CO2、H2O，e、f分别为Na2CO3、NaOH，结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na，据此解答。Z、Y的离子具有相同电子层结构，原子序数越大，其相应的离子半径就越小，所以简单离子半径：Z＜Y，选项A正确；过氧化钠为离子化合物，含有离子键和共价键，含有阳离子钠离子和阴离子过氧根离子，阳离子和阴离子的数目之比为2∶1，选项B正确；元素非金属性越强，其对应的氢化物越稳定，由于元素的非金属性：Y>X，所以简单气态氢化物的热稳定性：Y＞X，选项C正确；上述4种元素组成的化合物是NaHCO3，该物质属于强碱弱酸盐，其水溶液水解显碱性，选项D错误。答案D7．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Z位于同主族，四种元素组成的一种化合物的结构式为。下列说法不正确的是()A．W的最简单氢化物的稳定性比X的弱B．X、Y形成的化合物水溶液显碱性C．W与Y形成的化合物中一定含有离子键D．原子半径：Y>Z>X>W[解析]本题主要考查原子结构与元素周期律的知识，侧重考查学生元素推断和知识迁移能力。W、X、Y、Z四种元素依次为O、F、Na、S。氧的非金属性比氟的弱，稳定性：H2O<HF，A项正确；NaF溶液显碱性，B项正确；Na2O2和Na2O中均含有离子键，C项正确；原子半径：Na>S>O>F，D项错误。答案D8．(2019·全国卷Ⅰ，13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是()A．WZ的水溶液呈碱性B．元素非金属性的顺序为X>Y>ZC．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构[解析]氯化钠是强酸强碱盐，其水溶液呈中性，A项错误；元素非金属性顺序为Z(Cl)>Y(P)>X(Si)，B项错误；磷的最高价氧化物是P2O5，其对应的水化物为HPO3、H3PO4，它们均是中强酸，C项正确；2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D项错误。答案C9．R、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，a、b、c、d分别是这4种元素的单质。已知：Y是地壳中含量最高的金属元素。向甲的溶液中通入丙气体，产生白色沉淀，它们之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A．元素对应的简单离子的半径：Y>Z>XB．元素非金属性：Z>R>XC．Y的最高价氧化物对应的水化物是强碱D．元素最高化合价：Z>X>Y>R[解析]Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y是铝元素，c是金属Al，甲是含铝化合物。向甲的溶液中通入丙气体，产生白色沉淀，白色沉淀是氢氧化铝。丙气体溶于水溶液呈碱性，则丙为氨气。中学两种气体相遇产生白烟的有氨气与氯化氢、氨气与硝酸蒸气等。结合R、X、Y、Z是短周期元素及框图信息可知，丁为氯化铵，乙为氯化氢。则R为H，X为N，Y为Al，Z为Cl。A项，最外层电子数相等时，离子的电子层数越多，离子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。所以，离子半径r(Cl－)>r(N3－)>r(Al3＋)，错误；B项，NH3、N2H4中N为负化合价，H为正化合价，说明N吸引电子的能力比H的强，即N的非金属性比H的强，错误；C项，氢氧化铝是两性氢氧化物，是一种弱碱，错误；D项，Cl、N、Al、H的最高化合价分别为＋7、＋5、＋3、＋1，正确。答案D10．短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，溶液pH与RZ2体积关系如下图。下列说法正确的是()A．X2R溶液的浓度为0.03mol·L－1B．最简单气态氢化物的稳定性：Y＞Z＞RC．工业上通常采用电解法冶炼Q的单质D．RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中，均无明显现象[解析]短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构，说明X为氢元素；Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，为碳元素；Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质，为活泼金属，可能为钠、镁、铝中的一种。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，根据溶液的pH变化分析，应为硫化氢和二氧化硫的反应，即R为硫，Z为氧。A项，2H2S＋SO2=2H2O＋3S↓，根据图像分析，当二氧化硫的体积为336mL时，溶液的pH为7，说明硫化氢的物质的量为0.03mol，其浓度为eq\f(0.03mol,0.1L)＝0.3mol·L－1，故错误；B项，非金属性越强，其最简单气态氢化物的稳定性越强，故稳定性顺序为：Z＞R＞Y，故错误；C项，Q为活泼金属钠、镁、铝中的一种，工业上通常采用电解法冶炼Q的单质，故正确；D项，二氧化硫通入Ba(NO3)2溶液中会产生硫酸钡沉淀，故错误。答案C11．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，它们之间可形成组成不同的多种可溶性常见盐，其中有两种组成为ZXY3、ZWY4。下列说法中正确的是()A．简单离子半径：r(W)>r(Z