2023版 创新设计 高考总复习 化学 人教版第五章　物质结构　元素周期律

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(1)概念：原子序数是按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。(2)关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
一、元素周期表1.原子序数
2.元素周期表编排原则
3.元素周期表的结构 (1)周期
(3)金属区和非金属区①分区图示
②分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。③各区位置：分界线左面为______元素区，分界线右面为________元素区。④分界线附近元素的性质：既表现______元素的性质，又表现________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______族到______族10个纵列元素，都是______元素。②镧系：元素周期表第____周期第______族中，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____周期第______族中，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。
4.元素周期表的三大应用　(1)科学预测，为新元素的发现及预测它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。
(1)最外层电子数相同的元素，不一定在同一主族(　　)(2)除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数(　　)(3)碱金属元素是指第ⅠA族的所有的元素(　　)(4)元素周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素(　　)(5)铁元素位于元素周期表的第四周期第ⅧB族(　　)(6)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(　　)答案 (1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× (6)×
【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
二、元素周期律1.元素周期律
2.主族元素的周期性变化规律
(1)酸性：H2SO3＞H2CO3，所以非金属性：S＞C(　　)(2)酸性：HCl＞H2S，所以非金属性：Cl＞S(　　)(3)同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱(　　)(4)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7(　　)(5)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小(　　)(6)N和As属于第ⅤA族元素，N原子得电子能力比As原子强(　　)答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
考点二　元素周期律及其应用
考点一　元素周期表的结构及应用
【典例1】 下列各图为周期表中一部分，原子序数与其位置不相符的是(　　)
解析　2号元素位于第一周期、9和10号元素位于第二周期，2和10号元素位于同一族且属于0族，所以其原子序数相差8，故A正确；3、4、5号元素属于第二周期元素，12号元素属于第三周期元素，同一族相邻元素原子序数相差8，但周期表中4号和5号元素不相邻，故B错误；21号元素属于第ⅢB族元素，和第ⅡA族相邻，第三周期和第四周期中第ⅠA族、第ⅡA族同一族相邻元素原子序数相差8，第四周期和第五周期第ⅠA族、第ⅡA族同一族相邻元素原子序数相差18，故C正确；第二周期和第三周期同一族相邻元素原子序数相差8，第三周期和第四周期，第ⅢA族到第ⅦA族元素，其同一族相邻元素原子序数相差18，故D正确。
直接相邻的“ ┳ ”型、“ ┻ ”型、“ ╋ ”型原子序数关系
题组一　元素周期表的结构1.下列叙述不正确的是(　　)
A.Ca原子核外有4层电子，Ca位于第四周期B.元素周期表中只有短周期与长周期C.每个短周期都既有金属元素又有非金属元素D.短周期中，同周期元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)
解析　Ca原子核外电子排布为2、8、8、2，有4层电子，所以钙元素位于第四周期，A项正确；元素周期表中第一、二、三周期为短周期，第四、五、六、七周期为长周期，B项正确；第一周期只有H、He两种元素，均为非金属元素，C项错误；短周期中，同周期元素(稀有气体元素除外)随着原子序数的递增，原子核对核外电子的吸引力增强，从而导致原子半径逐渐减小，D项正确。
题组二　原子序数与元素位置的关系2.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为 (　　)
A.5x＋10＋14D.5x＋16
3.科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是(　　)　A.115号元素在第六周期　B.113号元素在第七周期ⅢA族　C.115号和113号元素都是非金属元素　D.镅元素和115号元素不在同一周期
解析　元素周期表中112号元素在第七周期第ⅡB族，则115号元素在第七周期第ⅤA族，故A错误；元素周期表中112号元素在第七周期第ⅡB族，则113号元素在第七周期第ⅢA族，故B正确；115号和113号元素都在第七周期，均为金属元素，故C错误；镅元素为95号元素，在第七周期的锕系，镅元素和115号元素在同一周期，故D错误。
题组三　元素周期表的应用4.下列关于元素周期表应用的说法正确的是(　　)
A.为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索B.在金属与非金属的交界处，寻找可作催化剂的合金材料C.在ⅠA、ⅡA族元素中，寻找制造农药的主要元素D.在过渡元素中，可以找到半导体材料
解析　元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律，为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索，故A正确；在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料，故B错误；通常制造农药的主要元素有F、Cl、S、P等元素，并不在ⅠA、ⅡA族中，故C错误；在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料，并不是半导体材料，故D错误。
【典例2】 (2021·河南鹤壁模拟)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＞Si
解析　A项因O、N、Si元素的非金属性逐渐减弱，所以气态氢化物的稳定性H2O＞NH3＞SiH4，正确；B项氢元素与其他元素可形成共价化合物如H2O、NH3、SiH4 、H2S等，也可形成离子化合物如NaH等，正确；C项HCl的酸性比碳酸强，但HCl不是氯的最高价氧化物对应的水化物，不能证明元素的非金属性Cl＞C，错误；D项根据元素的原子序数与元素在周期表中位置的规律，可推出第118号元素在周期表中位于第七周期0族，正确。
元素金属性和非金属性强弱的判断方法
题组一　元素性质的递变规律1.已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是(　　)　A.原子半径：As＞Cl＞P　B.热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr　C.还原性：As3－＞S2－＞Cl－　D.酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4
解析　原子半径大小顺序是As＞P＞Cl，故A错误；非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，则热稳定性：HCl＞HBr＞AsH3，故B错误；单质的氧化性Cl2＞S＞As，所以阴离子的还原性：As3－＞S2－＞Cl－，故C正确；非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，则酸性H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4，故D错误。
2.(2021·天津一模)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　　)A.酸性：H3BO3O2－C.沸点：H2SS解析　C和B在同一周期，B在ⅢA族，C在ⅣA族，C的电负性更大，最高价态的含氧酸的酸性，C大于B，可以用元素周期律解释，A正确；O和S在同一主族，O在第二周期，S在第三周期，O2－的半径小于S2－，所以O2－更难失去电子，还原性不如S2－，可以用元素周期律解释，B正确；水的沸点高
于H2S的原因是水分子之间会形成氢键，分子间结合更紧密，所以沸点更高，而H2S不能，形成分子间氢键，不能用元素周期律解释，C错误；Si和S在同一周期，Si在ⅣA族，S在ⅥA族，按照元素周期律，同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，可以用元素周期律解释，D正确。
题组二　微粒半径的大小比较3.下列粒子半径大小的比较正确的是(　　)
A.Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－B.S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋C.Na＜Mg＜Al＜SD.Cs＜Rb＜K＜Na解析　Na＋、Mg2＋、Al3＋、O2－四种微粒都是两个电子层，核电荷数越多，半径越小，所以粒子半径：Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，故A错误；S2－、Cl－三个电子层，Na＋、Al3＋都是两个电子层，电子层越多，半径越大，核电荷数越多，半径越小，所以粒子半径：S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，故B正确；电子层一样，核电荷数越多，半径越小，所以原子半径：Na＞Mg＞Al＞S，故C错误；电子层数越多，半径越大，所以原子半径：Cs＞Rb＞K＞Na，故D错误。
微粒半径大小比较的方法
题组三　元素金属性和非金属性强弱的判断4.甲、乙两种非金属元素：
①甲的单质比乙的单质容易与氢气化合②甲的单质能与乙的阴离子发生置换反应③甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸 性强④与某金属反应时，甲元素原子得电子数目比乙的多⑤甲单质的熔、沸点比乙的低能说明甲比乙的非金属性强的是(　　)A.只有④ B.只有⑤ C.①②③ D.①②③④⑤
5.(2021·福建福州模拟)下列实验不能作为判断依据的是(　　)
A.向等物质的量浓度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液，观察溶液的颜色，判断N和Si的非金属性强弱B.铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱C.硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳酸与硅酸的酸性强弱D.Br2和I2分别与H2反应的难易，判断溴与碘的非金属性强弱
解析　A项，由现象可知，Na2SiO3溶液水解显碱性，则硝酸的酸性大于硅酸，则非金属性：N>Si，正确；B项，铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液先和水反应生成氢氧化钠，再和CuSO4反应，不能置换出铜，所以不能判断钠与铁的金属活动性强弱，错误；C项，CO2通入硅酸钠溶液，发生强酸制取弱酸的反应，生成硅酸沉淀可以知道碳酸的酸性大于硅酸，正确；D项，卤素单质与氢气化合越容易，非金属性越强，可用Br2和I2分别与H2反应的难易，判断溴与碘的非金属性强弱，正确。
微专题18　“位—构—性”综合推断题的解题策略
【知识进阶】 1.同一元素的“位—构—性”关系
(1)结构与位置互推要掌握四个关系式①电子层数＝周期数；②质子数＝原子序数；③最外层电子数＝主族序数；④主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝最高正价－8。(2)性质与位置互推要熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律。
(3)结构和性质互推要了解四个规律和方法：①电子层数和最外层电子数决定元素的金属性和非金属性；②同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似；③正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点的方法；④判断元素金属性和非金属性的强弱的方法。
【专题精练】 1.短周期元素m、n、p、q在元素周期表中的排序如图所示，其中m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应。下列说法正确的是(　　)　A.非金属性：m>n　B.氢化物稳定性：nq　D.最高价氧化物对应水化物酸性：p>q
解析　m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应，说明m为氮元素，则n为氧元素，p为硫元素，q为氯元素。同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，则氮和氧比较，氧的非金属性强，故A错误；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，则水的稳定性强于硫化氢，故B错误；硫离子和氯离子电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，所以硫离子半径大，故C正确；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，非金属性Cl>S，则高氯酸的酸性强于硫酸，故D错误。
2.(2022·广东惠州一调)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有3个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是(　　)　A.原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)　B.Y的最高价氧化物对应的水化物可以与氢氧化钠溶液反应　C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强　D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
解析　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，由“X是地壳中含量最多的元素”，知X为O元素；由“Y原子的最外层有3个电子”，知Y为Al元素；由“Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料”，知Z为Si元素，由“W与X位于同一主族”，知W为S元素。同一周期主族元素，从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素，从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径r(Al)＞r(Si)＞r(S)＞r(O)，A项错误；Al的最高价氧化物对应的水化物为
　Al(OH)3，Al(OH)3是两性氢氧化物，能够与氢氧化钠溶液反应，B项正确；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，所以Si的最高价氧化物对应水化物的酸性比S的弱，C项错误；元素的非金属性越强，对应简单气态氢化物的热稳定性越强，所以O的简单气态氢化物的热稳定性比S的强，D项错误。
3.(2021·湖南邵阳一模)科学家合成一种化合物是很多表面涂层的重要成分，其结构如图所示，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有X、Y在同一周期。下列说法正确的是(　　)
A.X的氢化物均为气体B.原子半径：X＜YC.Y与W形成的所有化合物仅含有极性共价键D.ZY2作为一种高效安全绿色杀菌剂，在自来水消毒等方面应用广泛
解析　W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有X、Y在同一周期，可知W位于第一周期，则W为H，则Z为Cl。题给结构中X形成四个单键，Y能形成两个单键或一个双键，则X为C，Y为O。碳的氢化物有多种，可以是气体、液体、固体，A错误；C的原子半径大于O，B错误；H2O2含有非极性键，C错误；ClO2可作为消毒剂、漂白剂，是一种高效安全绿色杀菌剂，D正确。
4.(2021·大连二模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的最低负价与W相同，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.Y气态氢化物的沸点高于WB.化合物M中W都满足8电子稳定结构C.元素非金属性强弱的顺序为Z＞W＞YD.W分别与X、Y、Z不都能形成多种化合物
解析　X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na；根据M的结构可知，W可以与Y形成2个共价键，则W的最外层含有6个电子，结合其原子序数小于Na，推出W为O；W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，则Z的最外层电子数为8－1＝7，Z的原子序数大于Na，则Z为Cl；Y的最低负价与W相同，则Y为S。水分子间能够形成氢键，其沸点高于H2S，A错误；化合物M的阴离子带两个单位负电荷，由其结构知，都满足8电子稳定结构，B项正确；元素非金属性强弱的顺序为O＞Cl＞S，C项错误；O分别与Na、S、Cl能够形成的化合物有Na2O、Na2O2，SO2、SO3，Cl2O、ClO2、Cl2O7等，都能形成多种化合物，D项错误。
非金属性强弱比较的实验设计
【核心归纳】　非金属性强弱比较的实验设计方法一　利用非金属单质之间的置换反应判断(以氯的非金属性大于硫为例说明)
即An－＋B―→A＋Bm－，则B比A的非金属性强。方法二：利用元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断(以C的非金属性大于Si为例说明)
即元素“最高价”氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。说明：关注关键词“最高价”，不是最高价氧化物对应的水化物则不能用于判断，如H2SO3的酸性强于H2CO3，但不能说明S的非金属性强于C。
【迁移应用】1.下列实验操作与实验目的相符的是(　　)
解析　A.HF和HCl的沸点大小与分子间的作用力有关，与氟、氯的非金属性无关，因此不能通过测定HF和HCl的沸点来比较氟、氯的非金属性强弱，A不符合题意；B.向氯化钙中滴加氢氧化钠溶液时，不能比较出氢氧化钠和氢氧化钙的碱性强弱，则不能比较钙、钠的金属性强弱，B不符合题意；C.HCl、H2S均不是Cl、S的最高价的含氧酸，因此不能通过测定等浓度的HCl、H2S两溶液的pH来比较氯、硫的非金属性强弱，C不符合题意；D.非金属的非金属性越强，其单质的氧化性越强，氯气能置换出碘，说明氯气的氧化性大于碘，则非金属性Cl＞I，D符合题意。
2.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小组各自设计一个实验比较非金属性强弱，请回答：
1.(2021·北京卷)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　　)
A.酸性：HClO4>H2SO3>H2SiO3B.碱性：KOH>NaOH>LiOHC.热稳定性：H2O>H2S>PH3D.非金属性：F>O>N
解析　 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，H2SO3中S为＋4价，不是S的最高价态，不能用元素周期律解释酸性强弱，A项符合题意；由元素的金属性：K>Na>Li，可知最高价氧化物对应水化物的碱性：KOH>NaOH>LiOH，B项不符合题意；根据非金属性：O>S>P，可知气态氢化物的热稳定性：H2O>H2S>PH3，C项不符合题意；根据同周期主族元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，可知非金属性：F>O>N，D项不符合题意。
A.X的非金属性比Q的强B.Q的简单离子半径比R的大C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强D.Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强
2.(2021·天津卷改编)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是(　　)
解析　由原子半径和最外层电子数(在周期表中的族序数)的关系以及原子序数关系可知，R是K、Y是Na、X是C、Z是S、Q是Cl。C的非金属性比Cl弱，A项错误；K＋与Cl－的核外电子排布相同，K＋的核电荷数大，半径小，B项正确；S比Cl的非金属性弱，H2S的热稳定性比HCl的弱，C项错误；Na的金属性比K弱，NaOH的碱性比KOH弱，D项错误。
3.(2021·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是(　　)　A.原子半径：Z>Y>X>W　　B.W与X只能形成一种化合物　C.Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应　D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
解析　由综合推断知，W为H、X为N、Y为Al、Z为S。一般来说，电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，所以原子半径：Y>Z>X>W，A错误。H、N可以形成NH3、N2H4等多种化合物，B错误。Y的氧化物为Al2O3，Al2O3是两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应，C错误。H、N和S可以形成(NH4)2S，该化合物中既含有离子键也含有共价键，D正确。
4.(2021·全国乙卷，5)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是(　　)　A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z　B.化合物XW中的化学键为离子键　　C.Y单质的导电性能弱于Z单质的　D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
解析　由于X、Y、Z为同周期相邻元素，因此它们的最外层电子数之和必然是3的倍数并且小于15。假设是12，则X、Y、Z最外层电子数依次为3、4、5，W的最外层电子数为3，则W与X同族，与题意不符；假设是9，则X、Y、Z最外层电子数依次为2、3、4，W的最外层电子数为6，符合题意。由W、X、Y、Z的原子序数依次增大可知，W、X、Y、Z分别是O、Mg、Al、Si。原子半径：Mg>Al>Si>O，即X>Y>Z>W，A错误；MgO是由离子键构成的化合物，B正确；Al是导体，而Si是半导体，Al的导电性大于Si，C错误；Si的氧化物的水化物为H2SiO3，其酸性弱于碳酸，D错误。
5.(2021·浙江6月选考)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如下所示，其中Y的最高化合价为＋3。下列说法不正确的是(　　)
1.(2022·广东四校联考)2020年我国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，其中“铷(Rb)原子钟”被誉为卫星的“心脏”，下列有关说法错误的是(　　) 解析　同主族元素，从上到下，元素的金属性逐渐增强，故铷的金属性比 钠强，B错误。
2.(2022·广东惠州一调)下列有关性质的比较中，不能用元素周期律解释的是(　　)　A.金属性：Na＞MgB.非金属性：O＞S　C.碱性：NaOH＞Mg(OH)2D.酸性：HCl＞H2SiO3
解析　同一周期主族元素，从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，故金属性Na＞Mg，A项能用元素周期律解释；同一主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，故非金属性：O＞S，B项能用元素周期律法解释；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性NaOH＞Mg(OH)2，C项能用元素周期律解释；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，HCl不是Cl的最高价含氧酸，D项不能用元素周期律解释。
3.(2021·吉林松源模拟)下列对于元素周期表结构的叙述中，正确的是(　　)　A.7个横行代表7个周期，18个纵列代表18个族　B.副族元素中没有非金属元素　C.除第一周期外，其他周期均有18种元素　D.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
解析　7个横行代表7个周期，18个纵列代表16个族，7个主族、7个副族、1个0族、1个ⅤⅢ族，A错误；副族元素均在长周期，均为金属元素，只有主族元素存在非金属元素，B正确；2、3周期有8种元素，6、7(如填满)周期有32种元素，则只有4、5周期有18种元素，C错误；碱金属元素为金属元素，而第ⅠA族元素含H，碱金属元素是指第ⅠA族除H之外的所有元素，D错误。
4.下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)
A.最外层上有2个电子的元素，一定位于第ⅡA族B.原子序数为14的元素位于元素周期表的第3周期ⅣA族C.稀有气体元素原子的最外层电子数均为8D.第二周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6
解析　He最外层有2个电子，位于0族，选项A错误；原子序数为14的元素为Si，原子结构中有3个电子层，最外层电子数为4，位于元素周期表的第3周期ⅣA族，选项B正确；He原子的最外层电子数为2，除He外稀有气体元素原子的最外层电子数均为8，选项C错误；第二周期ⅣA族元素为C，存在同位素，质子数一定为6，中子数可能为6、7、8等，选项D错误。
5.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(P)，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。
6.下列说法错误的是(　　)
A.X和Y两种元素为同一周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，若X的原子序数为x，则Y的原子序数可能为x＋1，x＋11，x＋25B.短周期元素Z和W组成化合物ZW3，若W的原子序数为x，Z的原子序数不可能是x＋14C.短周期元素Q和M组成化合物Q2M，Q和M所在的族序数可能为ⅤA和第ⅥAD.利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药
解析　X和Y两种元素为同一周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，X的原子序数为x，则Y位于三、四、六周期的原子序数分别为x＋1，x＋11, x＋25，A正确；短周期元素Z和W组成化合物ZW3，如PH3，W的原子序数为1，Z的原子序数为15，B错误；短周期元素Q和M组成化合物Q2M，如N2O，Q和M所在的族序数可能为ⅤA和第ⅥA，C正确；氟、氯、硫、磷附近的元素均是非金属元素，可用于研制新型农药，D正确。
7.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　)
解析　A项，金属性越强，与水反应越剧烈，Na、Mg与冷水反应，Na比Mg剧烈，金属性Na>Mg，正确；B项，金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物碱性越强，Ca、Mg对应的最高价氧化物的水化物碱性Ca(OH)2强于Mg(OH)2，金属性Ca>Mg，正确；C项，非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，次氯酸中氯为＋1价，不是最高价，且应比较最高价氧化物的水化物的酸性，不是比较氧化性，错误；D项，非金属性越强，气态氢化物越稳定，稳定性HBr>HI，则非金属性Br>I，正确。
8.根据元素周期律，由下列事实进行的归纳推测合理的是(　　)
解析　A.K的金属性比Na强，K与水反应比Na与水反应更剧烈，故A错误；B.Na与Cl形成离子键，但Al与Cl形成共价键，故B错误；C.Si是半导体材料，同族的Ge是半导体材料，但ⅣA族元素的单质不都是半导体材料，如Pb为金属单质，是导体，故C错误；D.同主族非金属氢化物稳定性依次减弱，HCl在1 500 ℃时分解，HI在230 ℃时分解，则HBr的分解温度介于二者之间，故D正确。
9.(2022·福建泉州质监)X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的四种短周期元素，X的最外层电子数是内层的两倍，Y、Q同主族且可以形成两种常见的物质QY2、QY3，Z的最高价氧化物对应的水化物呈两性，下列说法错误的是(　　)　A.离子半径：Q＞Y＞Z　B.简单氢化物的稳定性：Y＞X　C.Y、Z、Q形成的一种化合物可用于净水　D.往石蕊试液中通入QY2，试液先变红后褪色
解析　X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的四种短周期元素，X的最外层电子数是内层的两倍，则X为C，Z的最高价氧化物对应的水化物呈两性，则Z为Al，Y处于C和Al之间，且能与同族的Q形成两种常见的物质QY2、QY3，则Y为O，Q为S。离子的电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，其离子半径越小，则离子半径S2－＞O2－＞Al3＋，A项正确；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，则H2O的稳定性大于CH4，B项正确；O、Al、S可形成Al2(SO4)3，其中的Al3＋在水溶液中水解生成的氢氧化铝胶体吸附性较强，可以净水，C项正确；往石蕊试液中通入SO2气体，试液只变红，不褪色，D项错误。
10.某同学设计了如图所示元素周期表，已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍。空格中均有对应的元素填充。下列说法正确的是(　　)
A.白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素B.X、Y分别与Z形成的化合物都只有两种C.X、Y元素最高价氧化物对应的水化物酸性：X＞YD.X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物
解析　按照图示，白格填充的为主族元素和稀有气体元素，灰格填充的为副族元素，A错误； X和Z可以形成NO、NO2、N2O5等氮氧化物，不止2种，B错误； X的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，Y的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，则酸性HNO3＞H3PO4，C正确；非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，同主族元素，从上到下非金属性减弱，同周期元素，从左到右，非金属性增强，则非金属性强弱顺序为O＞N＞P，氢化物稳定性最强的是Z的氢化物H2O，D错误。
11.(2021·陕西咸阳一模)有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f随着原子序数的递增，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示。z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01 ml/L)的pH与原子序数的关系如图2所示。
根据上述信息回答下列问题：(1)g在元素周期表中的位置是____________。(2)比较d、e、f的简单离子半径大小为___________ < ____________ < ____________(用离子符号表示)；y、h的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是____________(用化学式表示)。(3)下列可作为比较e和f金属性强弱的依据是____________(填字母)。A.测等浓度相应氯化物水溶液的pHB.测两种元素单质的硬度和熔、沸点C.比较单质作还原剂时失去的电子数目的多少D.比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度
(4)由元素y、z、e组成的剧毒化合物eyz不慎泄露时，通常用过氧化氢溶液处理，以减少污染，反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程式为______________________________________。答案　(1)第三周期第ⅥA族 (2)Al3＋　Na＋　O2－　HClO4(3)AD(4)NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑
解析　根据x、y、d、f随着原子序数的递增，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化，可知x、y、d、f元素分别是H、C、O、Al；根据z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01 ml/L)的pH与原子序数的关系，可知z、e、g、h元素分别是N、Na、S、Cl。(1)g 是S元素，在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族；(2)电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径大小为Al3＋C，HClO4、H2CO3中酸性较强的是
HClO4；(3)氯化铝溶液的pH小于等浓度氯化钠溶液的pH，说明氢氧化铝的碱性比氢氧化钠弱，证明钠的金属性大于铝，故选A；单质的硬度和熔、沸点与金属性强弱无关，故不选B；金属单质作还原剂时失去的电子数目的多少与金属性强弱无关，故不选C；金属性越强，与酸反应的速率越快，根据单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度，可判断金属性强弱，故选D。(4)由元素C、N、Na组成的剧毒化合物NaCN不慎泄露时，通常用过氧化氢溶液处理，反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，则反应生成碳酸氢钠和氨气，该反应的化学方程式为NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑。
12.某校化学学习小组分别设计了一组实验来探究元素周期律。
[查阅资料]Ⅰ.常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。Ⅱ.H2SiO3难溶于水。(1)第一小组根据元素非金属性与其对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验探究。
实验药品：大理石、稀硝酸、硅酸钠溶液。①烧杯C中现象为_____________________________，发生反应的离子方程式为__________________________。②实验预期结论： _______________________。③存在问题： ______________________________________________。
(2)第二小组设计了如图2装置来验证卤素单质的氧化性，A、B、C三处分别是蘸有溴化钠溶液的棉花、湿润的淀粉碘化钾试纸、湿润的红色纸条。①写出A处反应的离子方程式： ____________________________________。②B处实验现象是__________________________________________。③实验预期结论： ________________________________________________。④存在问题： ____________________________________________________。
13.(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，16)2019年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中，X位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列叙述正确的是(　　)
A.原子半径：X>Z>WB.非金属性：X>Z>WC.Y的氢化物可用于刻蚀玻璃D.X的氧化物对应的水化物均为强酸
解析　据图可知X可以形成6个共价键，X原子的电子数为Z原子的两倍，则原子序数为偶数，且位于第三周期，所以为S元素，则Z为O元素；W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一个共价键，则Y为F元素，整个离子带一个单位负电荷，则W为N元素。A.电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径S>N>O，即X>W>Z，故A错误；B.同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性O>S，即Z>X，故B错误；C.Y为F元素，其氢化物为HF，可以与SiO2反应从而刻蚀玻璃，故C正确；D.X为S元素，其＋4价氧化物对应的水化物H2SO3为弱酸，故D错误。
14.(2021·河北卷，改编)下图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是(　　)
解析　由题图和题意可知，X和Z分别是F、Cl；又Y的原子序数为W原子价电子数的3倍且题给化合物中Y、W分别可形成5、3个共价键，故W、Y分别为N、P。F只有－1、0两种价态，没有最高正价，A错误；HCl为强酸，HF为弱酸，B错误；根据元素周期律可知，四种元素原子半径由大到小的顺序为P>Cl>N>F，即Y>Z>W>X，C错误；Cl、N、H三种元素可形成离子化合物NH4Cl，其既含有离子键又含有共价键，D正确。
15.X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大。X原子核外各层电子数之比为1∶2，Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，W和R是同周期相邻元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。请回答下列问题：　(1)元素X的最高价氧化物的电子式为________________；元素Z的离子结构示意图为____________________。　(2)单质铜和元素Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为__________________________________________________________。　(3)元素W位于周期表的第________族，其非金属性比R弱，用原子结构的知识解释原因； ____________________________________________________。
(4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色，工业上用Y的气态氢化物的水溶液做该氧化物的吸收剂，写出吸收剂与足量该氧化物反应的离子方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)Y和Z组成的化合物ZY，被大量用于制造电子元件。工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在高温下制备ZY，其中Z的氧化物和X单质的物质的量之比为1∶3，则该反应的化学方程式为_____________________。
解析　由X原子核外各层电子数之比为1∶2，推出X为C；由Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨且R的原子序数大于Y，推出Y和R分别为N和S；由W和R是同周期相邻元素且R的原子序数大于W，推出W为P；由Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，推出Z为Al。(4)氨水与足量SO2反应生成NH4HSO3。
热点强化练8　“位—构—性”关系推断
1.(2021·陕西汉中一模)W、X、Y、Z 均为短周期元素，原子序数依次增加，W 原子的最外层电子数是次外层的3倍，X－、Y＋具有相同的电子层结构，Z 的阴离子不能发生水解反应。下列说法正确的是(　　)　A.原子半径：Y>Z>X>W　B.简单氢化物的沸点：W>X>Z　C.最高价氧化物对应的水化物的酸性：X>Z　　D.W、X 可分别与 Y 形成化合物，其所含的化学键类型一定完全相同
解析　W、X、Y、Z 均为短周期元素，原子序数依次增加，W 原子的最外层电子数是次外层的3倍，W是O元素；Z 的阴离子不能发生水解反应，Z是Cl元素，X－、Y＋具有相同的电子层结构，X是F元素、Y是Na元素。电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径：Na>Cl>O>F，故A错误；H2O、HF分子间能形成氢键，水分子间氢键多，HCl不能形成氢键，简单氢化物的沸点：H2O>HF>HCl，故B正确；F元素没有正价，F不能形成含氧酸，故C错误；O与Na能形成化合物Na2O2、Na2O，Na2O2含的化学键为离子键、共价键；Na2O含的化学键为离子键；F与Na能形成化合物NaF，所含的化学键为离子键；所以含的化学键类型不一定完全相同，故D错误。
2.(2021·甘肃兰州一诊)X、Y、Z、W、M为短周期主族元素，25 ℃时，其最高价氧化物对应水化物的溶液浓度均为0.01 ml ·L－1的pH和原子半径大小的关系如下图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
A.M元素一定位于第三周期第ⅠA族B.X与Z的简单气态氢化物反应生成的化合物中含有离子键和极性键C.Z、W的气态氢化物的热稳定性：Z解析　X、Y、Z、W、M 均为常见的短周期主族元素，25 ℃时，其最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 ml ·L－1)的pH，X、Z的 0.01 ml ·L－1的最高价含氧酸的pH＝2，都为一元强酸，结合X、Z的原子半径可知，X为N元素，Z为Cl元素；Y的半径大于N，且酸性比硝酸弱，则Y为C元素；W的原子半径大于Cl，且对应的酸的pH小于2，应为硫酸，则W为S元素；M的原子半径最大，且0.01 ml ·L－1M的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为12，则M为Na。Na元素一定位于第三周期第ⅠA族，故A
正确；X与Z的简单气态氢化物反应生成的化合物氯化铵中含有铵根与氯离子形成的离子键和N—H极性键，故B正确；非金属性：Cl＞S，则最简单气态氢化物的热稳定性：Z＞W，故C错误；W的氧化物SO2中＋4价的硫处于中间价态，可能具有还原性、氧化性，故D正确。
3.(2021·安徽蚌埠二检)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大且总和为24。由四种元素组成的某化合物结构如图所示，具有良好的储氢性能，下列有关叙述错误的是(　　)
A.原子半径由大到小顺序：W＞Y＞Z＞XB.简单气态氢化物稳定性：Z＞YC.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D.该化合物中，X、Y、Z之间均为共价键
解析　短周期主族元素X、Y、Z、W中W原子序数最大，可形成W＋，故W为Na；X原子序数最小，只能形成一个共价键，X为H；X、Y、Z、W的原子序数总和为24，故Y、Z原子序数之和为12，Z原子可形成三个共价键，原子序数大于Y，故Z为N，Y为B。原子半径：Na＞B＞N＞H，A正确；非金属性N＞B，简单气态氢化物稳定性Z＞Y，B正确；H3BO3(硼酸)为一元弱酸，C不正确；由阴离子的结构式可知D正确。
4.(2021·河南六市高三联考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，K、L、M均是由这些元素组成的二元化合物。甲、乙分别是元素X、Y的单质，甲是常见的固体，乙是常见的气体，K是无色气体，是主要的大气污染物之一，0.05 ml ·L－1丙溶液的pH为1。上述物质的转化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
解析　短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，K、L、M均是由这些元素组成的二元化合物。0.05 ml /L丙溶液的pH为1，可知丙为二元强酸， K是无色气体，是主要的大气污染物之一，则丙应为H2SO4，K为SO2，乙是常见的气体，乙为O2，L为H2O；甲是常见的固体单质，且与浓硫酸反应生成水、SO2和化合物M，则甲为C，M为CO2，因此W为H元素，X为C元素，Y为O元素，Z为S元素。W与X形成的化合物为烃，如乙烷、丙烷等分子中含有碳碳非极性键，故A错误；X、Z对应的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、H2SO4，其中H2SO4为强电解质，H2CO3为弱电解质，故B错误；化合物COS都由非金属元素构成，只含共价键，故C正确；K(SO2)、M(CO2)常温下均为气体，L为水，常温下为液体，因此水的沸点最高，故D错误。
5.(2022·广东四校联考)X、Y、Z、W四种短周期元素位于三个不同的周期，且原子序数依次增大。它们能形成结构如图所示的分子，下列推断错误的是(　　)
A.X、Z原子之间形成的是极性共价键B.气态氢化物的沸点：W＞ZC.Y、Z、W分别与X可形成18电子分子D.最高价含氧酸的酸性：W＞Y
解析　X、Y、Z、W四种短周期元素位于三个不同的周期，且原子序数依次增大，则X为H元素；由图可知，Y能形成4个共价键，则Y为C元素或Si元素；Z能形成三个共价键，则Z为N元素或P元素；W能形成2个共价键，则W为O元素或S元素，又Y、Z、W的原子序数依次增大，且分布于第二周期和第三周期，则Y只能为C元素，W只能为S元素，Z可能为N元素或P元素。两种不同非金属原子之间形成极性共价键，A正确；若Z为N，则气态氢化物的沸点：NH3＞H2S，B错误；C2H6、N2H4、PH3、H2S均为18电子分子，C正确；非金属性：S＞C，则最高价含氧酸的酸性：H2SO4＞H2CO3，D正确。
6.(2021·宁夏石嘴山一模)科学家利用原子序数依次递增的W、X、Y、Z四种短周期元素，“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其分子结构示意图如图所示(短线代表共价键)。其中W、X、Z分别位于不同周期，Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)
A.简单离子半径：Z＞Y＞WB.Y与W、X、Z均能形成至少两种化合物C.氢化物的沸点： Y＞XD.1 ml ZW与水发生反应生成1 ml W2，转移电子2 ml
解析　W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次递增，Z是同周期中金属性最强的元素，且W、X、Z分别位于不同周期，可知，Z为Na，W为H；X、Y位于第二周期，由超分子的结构示意图知，X连四条键、Y连两条键，则X为C，Y为O。H＋核外没有电子，半径最小，Na＋、O2－的核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，则简单离子半径：O2－＞Na＋＞H＋，故A错误；O与H可形成H2O、H2O2，O与C可形成CO、CO2，O与Na可形成Na2O、
Na2O2，故B正确；C的氢化物为烃，含C原子数少的烃为气态或液态，含C原子数多的烃为固态，O的氢化物为H2O、H2O2，呈液态，则C的氢化物的沸点不一定比O的氢化物的沸点低，故C错误； 1 ml NaH和H2O发生反应生成1 ml H2，NaH＋H2O=== H2↑＋NaOH，1 ml NaH反应转移1 ml 电子，故D错误。
7.(2021·河北保定一模)现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是电子层数的2倍；Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的Z2T化合物的水溶液呈碱性。五种元素的原子半径与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径和离子半径均满足：YTC.最高价氧化物对应的水化物的酸性：T解析　由题和题图分析可知，X为H，Y为O，Z为Na，R为C，T为S元素，原子半径YZ＋，A不符题意；Y为氧元素、T为硫元素，其气态氢化物分别是H2O和H2S，水分子间因可以形成氢键，所以H2O沸点大于H2S；作为同族元素，氧元素非金属性强于硫元素，故H2O热稳定性大于H2S，B符合题意；T是硫元素、R是碳元素，其最高价氧化物对应水化物分别是H2SO4和H2CO3，酸性是H2SO4>H2CO3，C不符题意；D.X为氢元素、R为碳元素、Y为氧元素，其组成的化合物可以是H2CO3，也可以是有机物乙醇(C2H5OH)、甲醇、乙醛等，这些化合物的水溶液不一定都显酸性，D不符题意。