02 考向2 元素周期表与元素周期律（附答案解析）-备战高考化学大二轮专题突破系列（全国通用）

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【研析真题•明方向】
1．(2022·江苏卷)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A．半径大小：r(Al3+)＜r(Na+) B．电负性大小：χ(F)＜χ(O)
C．电离能大小：I1(O)＜I1(Na)D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3
2．(2021·湖北卷)金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na－。下列说法错误的是( )
A．Na－的半径比F－的大 B．Na－的还原性比Na的强
C．Na－的第一电离能比H+大 D．该事实说明Na也可表现出非金属性
3．(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＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3D．非金属性：F＞O＞N
4．(2020·江苏卷)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强 B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na) D．原子的最外层电子数n：n(Na)NaHCO3
C．酸性：H2SO4>H3PO4 D．还原性：I－>Br－
10．下列排序正确的是( )
A．还原性：Cl－>Br－>I－ B．离子半径：Al3＋>Na＋>O2－
C．热稳定性：H2O>NH3>PH3 D．结合H＋的能力：CH3COO－>HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) >AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))
【题型特训•练高分】
1．2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是( )
A．Ts是第七周期第ⅦA族元素 B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C．Ts在同族元素中非金属性最弱 D．中子数为176的Ts核素符号是eq \\al(176,117)Ts
2．下列叙述不正确的是( )
A．原子半径：Na>Mg>Al
B．热稳定性：HCl>H2S>PH3
C．N、O、F元素的非金属性依次减弱
D．P、S、Cl元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强
3．下列各组物质性质比较的表示中，不正确的是( )
A．与H2反应由易到难：Cl2>Br2>I2>F2 B．还原性：HFHI D．密度：F2H2S>PH3
C．N、O、F元素的非金属性依次减弱
D．P、S、Cl元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强
7．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2
B．第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8
C．第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D．基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
8．短周期主族元素a、b、c、d原子序数依次增大，a是短周期主族元素中原子半径最小的元素，b是地壳中含量最多的元素，c元素的单质常用作半导体材料，d元素的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法不正确的是( )
A．d单质在常温下是气体 B．原子半径：r(c)>r(d)>r(b)
C．简单氢化物的沸点：d>b D．最高价氧化物对应水化物的酸性：d>c
9．下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5，则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞②＞① B．原子半径：④＞③＞②＞①
C．电负性：④＞③＞②＞① D．最高正化合价：④＞③＝②＞①
10．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述不正确的是( )
A．第一电离能：Na＜Mg＜Al B．电负性：Na＜Mg＜Al
C．还原性：Na＞Mg＞Al D．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3
11．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：①原子半径A＜B，②离子半径A＞B，③原子序数A＞B，④原子最外层电子数A＜B，⑤A的正价与B的负价绝对值一定相等，⑥A的电负性小于B的电负性，⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的是( )
A．①②⑦ B．③④⑥ C．③⑤ D．③④⑤⑥⑦
12．以下验证元素的金属性、非金属性强弱的实验，所用物品不合理的是( )
A．比较钾、钠：Na、K、H2O B．比较镁、铝：MgCl2溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液
C．比较硫、氯：Na2S溶液、NaCl溶液、pH试纸 D．比较溴、碘：溴水、KI-淀粉试纸
13．下列实验不能达到实验目的的是( )
14．已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同电子层结构,下列关系正确的是( )
A．质子数：c>b B．离子的还原性：Y2->Z-
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ D．原子半径：X F－，正确；B选项，Na—的半径比Na的大，Na－中原子核对最外层电子的引力更小，更易失去电子，故Na—的还原性比Na的强，正确；C选项，H－的1s上有2个电子，为全充满稳定结构，不易失去电子，故Na－的第一电离能比H－的小，错误；D选项，该事实说明Na可以形成Na－，表现出非金属性，正确。
3．A。解析：A．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，由于S元素最高价含氧酸是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A错误；B．同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。元素的金属性：K＞Na＞Li，所以碱性：KOH＞NaOH＞LiOH，B正确；C．同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强；同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱。元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞S＞P，所以氢化物的热稳定性：H2O＞H2S＞PH3，C正确；D．同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强，所以元素的非金属性：F＞O＞N，D正确；故合理选项是A。
4．A。解析：金属性：Na>Mg，故碱性：NaOH>Mg(OH)2，A项正确；氯和溴均属于卤族元素，同一主族元素从上到下单质的氧化性逐渐减弱，得电子能力：Cl2>Br2，B项错误；同一周期主族元素，从左到右原子半径依次减小，则r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，C项错误；氯和溴属于同一主族，最外层电子数相等，D项错误。
5．D。解析：Rb为碱金属，属于第五周期元素，故In亦为第五周期元素，In与Al同主族，即为第ⅢA族元素，A项正确；eq \\al(115, 49)In的中子数为115－49＝66，质子数为49，质子数等于核外电子数，故中子数与电子数之差为17，B项正确；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：In>Al，C项正确；同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱，故其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，即碱性：In(OH)3I1(S)，故C错误；非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性PS，C不符合题意；Fe是变价金属，氧化性强的物质可将其氧化为高价态，氧化性弱的物质将其氧化为低价态，所以可根据其生成物中Fe的价态高低得出结论氧化性：Cl2>S，则元素的非金属性：Cl>S，D不符合题意。
6．D。解析：一般元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱，A不符合题意；元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定，同周期元素从左向右，非金属性逐渐增强，NH3、H2O、HF的稳定性逐渐增强，B不符合题意；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，其单质与水反应的剧烈程度增大，C不符合题意；不能根据得失电子数目的多少判断元素金属性和非金属性的强弱，D符合题意。
7．A。解析：碳酸、盐酸分别为含氧酸、无氧酸，碳酸钠与盐酸反应，不能比较元素非金属性强弱，则与元素周期律无关，A选；Mg比Al活泼，金属越活泼，反应越剧烈，与元素周期律有关，B不选；非金属性：O>S，元素的非金属性越强，对应的气态氢化物越稳定，C不选；非金属性：Cl>Br，元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，D不选。
8．A。解析：同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径：Te>S，故A正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，对应单质的氧化性逐渐减弱，氧化性：TeP，则酸性：H2SO4>H3PO4，故C不选；非金属性：Br>I，则还原性：I－>Br－，故D不选。
10．C。解析：非金属性：Cl>Br>I，则阴离子的还原性：Cl－PH3，C正确；酸性：醋酸>碳酸>氢氧化铝，则结合H＋的能力：CH3COO－Al，故A正确；P、S、Cl为同周期主族元素，核电荷数越大，元素非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，则稳定性由强到弱的顺序为HCl>H2S>PH3，故B正确；N、O、F为同周期主族元素，核电荷数越大，元素非金属性越强，则N、O、F元素的非金属性依次增强，故C错误；P、S、Cl为同周期主族元素，核电荷数越大，元素非金属性越强，则P、S、Cl元素最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，故D正确。
3．A。解析：非金属性越强与氢气化合越容易，同主族元素自上而下非金属性依次减弱，所以非金属性：F>Cl>Br>I，则与H2反应由易到难：F2>Cl2>Br2>I2，故A错误；非金属性越强单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，所以还原性：HFHI，故C正确；卤素单质是结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，密度越大，所以密度：F2H2S>PH3，故B正确；N、O、F为同周期主族元素，核电荷数越大，元素非金属性越强，则N、O、F元素的非金属性依次增强，故C错误；P、S、Cl为同周期主族元素，核电荷数越大，元素非金属性越强，则P、S、Cl元素最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，故D正确。
7．B。解析：ⅡA族原子的价电子数均为2，基态原子价电子排布均为ns2，A说法正确；第三、四周期同主族元素原子序数的差值：前两个主族为8、后五个主族为18，B说法错误；第四周期ⅡA、ⅢA族元素分别为20Ca、31Ga，中间有10种过渡元素，二者原子序数相差11，C说法正确；基态原子3d轨道上有5个电子的元素，价电子排布分别为3d54s1、3d54s2，分别位于ⅥB族或ⅦB族，D说法正确。
8．C。解析：根据a是短周期主族元素中原子半径最小的元素，可确定a为H；地壳中含量最多的元素为O，则b为O；由c元素的单质常用作半导体材料，可知c为Si；再由d元素的最高正价与最低负价的代数和为6，可确定d为Cl。Cl2在常温下呈气态，A项正确；原子半径：Si>Cl>O，B项正确；常温下H2O呈液态，HCl呈气态，故氢化物的沸点：H2O>HCl，C项错误；非金属性：Cl>Si，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>H2SiO3，D项正确。
9．A。解析：由电子排布式可知：①为S，②为P，③为N，④为F。第一电离能为④＞③＞②＞①，A正确；B不正确，原子半径应是②最大，④最小；C不正确，电负性：④最大，②最小；D不正确，F无正价，最高正价：①＞②＝③。
10．A。解析：同周期从左到右元素的第一电离能一般呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族元素的p轨道全空或半充满是较稳定结构，所以其第一电离能较相邻元素的略大。
11．B。解析：A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A在B的下一周期。①错误，因A原子半径大于同一主族的上一周期元素原子的半径，该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径，所以原子半径A＞B；②错误，具有相同的电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；⑦错误，A的第一电离能小于B的第一电离能。
12．C。解析：体积大致相同的Na、K与水反应，钾反应更剧烈，表明钾的金属性比钠强，A所用物品合理；向MgCl2溶液、AlCl3溶液中不断滴加NaOH溶液，前者生成白色沉淀，后者起初生成沉淀后来沉淀溶解，表明Al(OH)3能表现出酸性，从而得出Mg(OH)2的碱性强，Mg的金属性比Al强，B所用物品合理；用pH试纸测定Na2S溶液、NaCl溶液的pH，前者的pH大，表明酸性：H2SI，D所用物品合理。
13．B。解析：A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应的难易程度，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，但无法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H2CO3与H2SO4的酸性强弱，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。
14．B。解析：X、W是阳离子,Y、Z是阴离子,所以X、W位于Y、Z的下一周期;再根据所带电荷数,则W的原子序数大于X,Z的原子序数大于Y。X在Y的下一周期,所以质子数b>c,A项错误。 Z元素在Y元素的右侧,Z元素的非金属性比Y元素强,所以阴离子的还原性Y2->Z-,B项正确。 Z元素的非金属性比Y元素强,所以Z的氢化物比Y的氢化物稳定,C项错误。 X与W是同周期元素,X的原子序数小于W,所以X的原子半径大于W,D项错误。
15．C。解析：气态氢化物稳定性与非金属性一致，非金属性：O＞N＞Si，所以气态氢化物稳定性：H2O＞NH3＞SiH4，A正确；氢元素可与非金属元素形成共价化合物如H2O等，也可以与某些金属元素形成离子化合物如NaH等，B正确；不能用氢化物的酸性来验证非金属性强弱，可以采用最高价含氧酸的酸性强弱来验证，C错误；根据元素周期表知识判断，各周期0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118，所以第118号元素在周期表中位于第七周期0族，D正确。
16．D。解析：由于NH3分子间存在氢键，导致PH3的熔、沸点比NH3的低，A项错误；元素非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因非金属性：O>N，则H2O比NH3稳定，而非金属性：O>S，则无法通过类比比较H2S与NH3的稳定性，B项错误；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，能用元素周期律解释F2在暗处遇H2即爆炸，但I2在暗处遇H2几乎不反应，C项错误；同一主族从上到下元素的金属性逐渐增强，金属性：Ca>Mg，则同族元素对应的最高价氧化物的水化物Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2的碱性，同理，金属性：Pb>Sn，所以Pb(OH)4的碱性也应强于Sn(OH)4的碱性，D项正确。
17．A。解析：不能利用无氧酸的酸性比较非金属性，应利用元素最高价氧化物对应水化物的酸性比较Cl、S的非金属性，故A错误；由X→X＋失去1个电子，Y→Y2－得到2个电子，设X＋和Y2－的核外电子数为a，则X、Y的原子序数分别为a＋1、a－2，所以原子序数：X＞Y，故B正确；由题给信息可知Mg、Ca、Sr、Ba对应的硫酸盐的溶解度逐渐减小，所以推断出SrSO4不溶于水，但溶解度比BaSO4大，故C正确；Cs和Ba分别位于第六周期ⅠA族和ⅡA族，Cs的金属性强，所以Cs的最高价氧化物对应的水化物CsOH的碱性强，故D正确。
18．B。解析：同主族元素的金属性从上到下逐渐增强，与水反应越来越剧烈，ⅡA族元素从上到下依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra，已知Mg与水反应缓慢，Ca与水反应较快，所以Ba与水反应会更快，故A正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，ⅣA族元素从上到下依次为C、Si、Ge、Sn、Pb，其中C不导电(除了石墨)，Si、Ge在金属元素和非金属元素分界线上，都是半导体材料，但Sn、Pb都是金属，是电的良导体，推测不合理，故B错误；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，形成的气态氢化物稳定性也逐渐减弱，已知HCl在1 500 ℃时才分解，而HI在230 ℃时即分解，由此推测HBr的分解温度介于两者之间，故C正确；同周期从左到右，元素的非金属性逐渐增强，与H2化合越来越容易，Si、P、S是第三周期从左向右相邻的三种元素，已知Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应，因此P与H2要在高温时反应，推测合理，故D正确。
短周期
长周期
序号
一
二
三
四
五
六
七
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
0族元素原子序数
2
10
18
36
54
86
118
原子半径
①同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小，如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)r(Cl)
②同主族原子半径随原子序数递增逐渐增大，如：r(Li)