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2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用：第五章物质结构元素周期律第2节 元素周期表 元素周期律
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第2节 元素周期表 元素周期律
【考纲要求】
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。 以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 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。 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。
考点一 元素周期表
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＝质子数＝核外电子数。
2．元素周期表的编排原则
3．元素周期表的结构
(1)周期(7个横行，7个周期)
周期
短周期
长周期
序号
一
二
三
四
五
六
七
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)族(18个纵行，16个族)
主族
纵行
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
纵行
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10三个纵行
0族
第18纵行
4.元素周期表中的特殊位置
(1)分区
①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。
(2)过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
(3)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。
(4)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。
(5)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
1．元素周期表是按元素的相对原子质量由小到大排列而形成的( )
2．三、四周期同主族元素的原子序数相差8( )
3．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素( )
4．同周期第ⅡA族和第ⅢA族的原子序数相差1( )
5．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( )
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.×
题组一 考查元素周期表的结构特点及应用
1．若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是( )
A．n＝m＋1 B．n＝m＋18
C．n＝m＋25 D．n＝m＋11
解析：选B。对于第二、三周期来说，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1；对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。
2.如图A、B、C、D、E是长式元素周期表中的5种元素(不包括镧系和锕系)。下列说法不正确的是( )
A．A、E原子序数之差可能为2
B．D、E原子序数之差可能是8、18或32
C．B、C原子序数之差一定是2
D．B、D原子序数之差不可能是7
解析：选A。由题给5种元素的位置关系可以看出，A不是第一周期元素。因为A若为氢元素，则其位于最左边一族，就不会有B；A若为氦元素，则其位于最右边一族，那么不会有C。既然A不是氢元素或氦元素，则A、E原子序数之差不可能为2，A错误；由表中位置关系可知D、E原子序数之差可能是8、18或32，B正确；又知B、D原子序数之差应大于8，D正确；B、C之间仅隔有E一种元素，故原子序数之差一定为2，C正确。
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
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。两元素分布在过渡元素两侧时，第四或第五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六或第七周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六、七周期为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①ⅠA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。
②ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
题组二 考查元素位置的确定
3．下列有关原子序数为6、8、11、13的元素的表述正确的是( )
①原子序数为8的元素的最高化合价为＋6
②原子序数为6的元素是4种元素中最活泼的非金属元素
③原子序数为11的元素原子核电荷数和中子数一定均为11
④原子序数为13的元素位于元素周期表的第三周期第ⅢA 族
A．①② B．①③
C．④ D．③④
解析：选C。原子序数为6、8、11、13的元素分别为C、O、Na、Al。O没有最高正价，①错误；4种元素中O是最活泼的非金属元素，②错误；钠原子核电荷数一定为11，中子数不确定，③错误；Al位于元素周期表的第三周期第ⅢA 族，④正确。
4．原子序数为34的元素R，在周期表中的位置为( )
A．第三周期第ⅥA族 B．第四周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅣA族 D．第四周期第ⅥA族
解析：选D。与34号元素相邻的稀有气体原子序数为36，因34比36少2，故R元素与36号元素处于同一周期(第四周期)，其位置应在36号元素Kr左移2个格，即第四周期第ⅥA族。
利用稀有气体元素确定主族元素在周期表中的位置
原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。
例如：(1)35号元素(相邻近的是 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，即溴元素；
(2)87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，即钫元素。
考点二 元素周期律
1．元素周期律
2．主族元素的周期性变化规律
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(稀有气体元素除外)
逐渐增大
离子半径
阳离子半径逐渐减小，阴离子半径逐渐减小；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.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性
比较
本质
原子越易失电子，金属性越强
判断
依据
①在金属活动性顺序表中位置越靠前，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单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，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的金属性比X强
非金属
性比较
本质
原子越易得电子，非金属性越强
判断
依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱，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若An－＋B―→Bm－＋A，则B的非金属性比A强
4.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素。
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
例如：金属性Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3。(填“＞”“＜”或“＝”)
②推测未知元素的某些性质
例如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2 难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
1．I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强( )
2．P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强( )
3．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱( )
4．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( )
5．第二周期元素从左到右，元素的金属性逐渐增强( )
6．元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱( )
答案：1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.×
题组一 考查金属性和非金属性的比较
1．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B。A．元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力就越强，因此单质氧化性就越强，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．S单质、Cl2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越大，物质的熔、沸点就越高，这与元素的非金属性强弱无关；C．元素的非金属性越强，其单质与氢气化合形成氢化物就越容易，形成的氢化物的稳定性就越强，因此可以比较元素的非金属性的强弱；D．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，因此可以通过比较硫、氯两种元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱比较元素的非金属性的强弱。
2．下列实验不能达到实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、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
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
解析：选B。A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，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。
题组二 考查微粒半径的大小比较
3．下列各组粒子中按半径由大到小排列的是( )
A．O、Cl、S、P
B．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
D．Li、Na、K、Cs
解析：选C。比较粒子半径大小有以下原则：①原子半径同周期从左到右逐渐减小，②同主族从上到下逐渐增大，D正确顺序为Cs>K>Na>Li，③同周期元素离子核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，Mg2＋>Al3＋，④各层电子排布饱和时，一般电子层越多，半径越大，B正确顺序为Ba2＋>Ca2＋>Mg2＋>Al3＋。故只有C正确。
4．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
A．原子序数：D＞C＞B＞A
B．原子半径：B＞A＞C＞D
C．离子半径：C3－＞D－＞A2＋＞B＋
D．氧化性：A2＋＞B＋，还原性：C3－＜D－
解析：选B。由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：。原子序数大小应为A＞B＞D＞C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B项正确；离子半径应为C3－＞D－＞B＋＞A2＋，C项错误；还原性应为C3－＞D－，D项错误。
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
题组三 考查 “序、层”规律和“序、价”规律的应用
5．X、Y、Z是三种主族元素，如果Xn＋阳离子与Yn－阴离子具有相同的电子层结构，Zn－阴离子半径大于Yn－阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是( )
A．Z>X>Y B．X>Y>Z
C．Z>Y>X D．X>Z>Y
解析：选A。根据“序、层”规律可知，X元素在Y元素的下一周期，Z元素在X同周期或下几个周期，故三种元素的原子序数大小顺序为Z>X>Y。
6．X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为n，则X的原子序数不可能是( )
A．n－8 B．n－3
C．n－1 D．n＋5
解析：选A。由化学式X2Y3可知，X为＋3价，Y为－2价，即X可能为第ⅢA族或第ⅤA族元素。有如下几种可能：
(1)ⅢA ⅥA (2)ⅤA ⅥA
X Y X Y
5B 8O 7N 8O
13Al 16S 15P 16S
据以上分析，可知答案为A。
另解：由化学式X2Y3知，X、Y的原子序数，一个为奇数，一个为偶数，根据“序、价”规律可判断A项不可能。
“序、层”
规律
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
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
“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”
1．(2017·高考全国卷Ⅰ，12，6分)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；氧离子(O2－)和钠离子(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，不能使蓝色石蕊试纸变色，C项错误；氧、硫位于同主族，钠与硫位于第三周期，D项正确。
2．(2017·高考全国卷Ⅱ，9，6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是( )
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
解析：选B。解答本题的关键是确定b原子次外层有2个电子还是8个电子。若b原子次外层有2个电子，则a为He，与a为主族元素不符，故b原子次外层应有8个电子，即a原子核外有8个电子，a为O；结合c所在周期数与族数相同，可确定c为Al；再结合b原子次外层有8个电子，可推出b可能为Na或Mg，d与a同族，则d为S。原子半径：Na(或Mg)>Al>S>O，A项错误；同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，即金属性：Na(或Mg)>Al，B项正确；Al2O3对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3是两性氢氧化物，C项错误；同主族元素自上而下，非金属性逐渐减弱，则对应单质的氧化性逐渐减弱，即氧化性：O2>S，D项错误。
3．(2017·高考全国卷Ⅲ，12，6分)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( )
W
X
Y
Z
A．氢化物沸点：W
C．化合物熔点：Y2X3
A．原子半径：r(X)
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。
5．(2016·高考全国卷Ⅱ，9，6分)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＋1
B．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。
6．(2016·高考全国卷Ⅲ，12，6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：W
C．气态氢化物的热稳定性：W
解析：选B。根据“X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的”可知X为Na，结合题给条件推出W为O(或N)，Y为S(或P)，Z为Cl。Cl－具有3个电子层，Na＋、O2－(或N3－)只有2个电子层，所以Cl－的半径大于Na＋、O2－(或N3－)的半径，Na＋、O2－(或N3－)具有相同的电子层结构，则核电荷数越小，离子半径越大，所以简单离子半径为Cl－>O2－(或N3－)>Na＋，故A项错误。非金属性越强，其对应的气态氢化物越稳定，故C项错误。非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故D项错误。
一、选择题
1．下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )
A．第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
B．第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7
C．同周期元素(0族元素除外)从左到右，原子半径逐渐减小
D．同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
解析：选C。同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，A错误；第二周期元素中，O没有最高正价，F没有正价，B错误；同周期元素(0族元素除外)从左到右，随着核电荷数的逐渐增多，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，因此原子半径逐渐减小，C正确；在第三周期的元素中，Al为＋3价，Na为＋1价，但失电子能力Na>Al，D错误。
2．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>H3PO4
B．非金属性：Cl>Br
C．碱性：NaOH>Mg(OH)2
D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
解析：选D。A．S、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。B．Cl、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。C．Na、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。D．NaHCO3的热稳定性差，是由于NaHCO3受热易分解。
3．甲、乙、丙、丁四种主族元素位于同一短周期，原子序数依次增加。下列判断正确的是( )
A．原子半径：甲<乙<丙
B．最外层电子数：丙>丁
C．若甲、乙、丙均是金属，则氢氧化物碱性：甲<乙<丙
D．若乙的最高价含氧酸为强酸，则丙是活泼非金属元素
解析：选D。依据同周期元素性质变化规律可知：A项原子半径应是甲>乙>丙；B项最外层电子数：丙<丁；C项氢氧化物碱性：甲>乙>丙。
4．如表所示是元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
二
c
d
三
a
b
e
f
A．e的氢化物比d的氢化物稳定
B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a
C．六种元素中，e元素单质的化学性质最活泼
D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
解析：选D。同主族元素从上到下元素氢化物的稳定性依次减弱，A错误；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，B错误；a～f六种元素分别为Na、Mg、C、O、S、Cl，其中金属单质中Na的化学性质最活泼，非金属单质中Cl2、O2化学性质均比S活泼，C错误。
5.W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物。下列推断中正确的是( )
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最差的是Y
B．X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
C．Z元素氧化物对应水化物的酸性强于Y
D．Y元素单质在化学反应中只表现出氧化性
解析：选A。根据W、X、Y、Z为四种短周期元素，且W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物，应是铵盐，由元素在周期表中的位置可知，W是氮元素，X为氧元素，Y为硫元素，Z为氯元素。非金属性O>S，Cl>S，则其氢化物中H2S最不稳定，故A正确；非金属性O>S，则阴离子还原性S2－>O2－，故B错误；氯元素的最高价含氧酸比硫元素的最高价含氧酸酸性强，故C错误；S与氢氧化钠的反应中既表现氧化性，也表现还原性，故D错误。
6．电子层数相同的短周期元素X、Y、Z、W，其中X的最外层电子数比K层少1个，Y的最外层电子数比K层多1个，Z的单质常用于制造太阳能电池，W的原子半径是同周期主族元素中最小的。下列推断中正确的是( )
A．Z的简单氢化物的热稳定性强于W的简单氢化物
B．Z的氧化物与水反应可制得相应的含氧酸
C．X、Y、W的原子半径依次减小，对应的简单离子半径依次增大
D．X、Y、W的最高价氧化物对应的水化物之间互相都能发生反应
解析：选D。由题意推知Z是硅，故这些元素都在第三周期，从而推断出X是钠，Y是铝，W是氯。热稳定性：SiH4
Y
Z
X
W
A．原子半径：X
C．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。设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，则Y为N元素、X为Si元素、Z为O元素、W为Cl元素。A．原子半径：Z
A．四种元素中有两种元素在第二周期
B．W所在主族元素的原子次外层电子数可能为2或8，不可能为18
C．X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
D．工业上获得X、Y单质的方法主要是电解其熔融的氯化物
解析：选B。四种元素的电子层数之和等于10，有两种可能：1＋3＋3＋3或2＋2＋3＋3。后一种情况无法满足四种元素中X的原子半径最大的条件，因此只有第一种符合要求，四种元素依次是H、Mg、Al、Si，故A错误；W是氢元素，第ⅠA 族元素的原子，锂次外层电子数为2，其他原子次外层电子数都为8，不可能为18，故B正确；X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3，Al(OH)3不溶于弱酸和弱碱，故C错误；工业上通过电解氧化铝获得铝单质，不能通过电解氯化铝的方法获得，故D错误。
9．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是( )
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.186
0.143
0.089
0.104
0.074
主要化合价
＋1
＋3
＋2
＋6、－2
－2
A．E2－与B3＋的核外电子数不可能相等
B．离子半径大小A＋
解析：选B。由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。E2－与B3＋的核外电子数都为10，相等，A错误；离子半径大小Na＋H2S，D错误。
10．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，则离子半径：X2－＞Y2＋
解析：选C。A项，非金属性的强弱，应根据最高价氧化物对应水化物的酸性比较，不能根据氢化物的酸性进行比较，HF的酸性比HCl弱，但非金属性F大于Cl，正确；B项，优良的催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等)，大多属于过渡元素，正确；C项，短周期元素正化合价数值和其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4 价，错误；D项，微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，核电荷数：Y＞X，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：X2－＞Y2＋，正确。
二、非选择题
11．已知A、B、C、D、E、F都是短周期的主族元素，原子序数依次增大，其中A是宇宙中最丰富的元素，B的单质常温下为气体，C和E同主族，C和E可形成EC2和EC3两种分子，D是短周期中原子半径最大的元素。请回答下列问题：
(1)①B在元素周期表中的位置是________________________；
②上述元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是________(写化学式)。
(2)C、D、E、F四种元素对应的简单离子的半径由小到大的顺序是______________(用离子符号表示)。
(3)工业上常用A、B组成的物质X来检验F的单质是否发生泄漏，有大量白烟生成，写出此反应的化学方程式：___________________________________。
该反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为________。
解析：根据题意可知：A是H，B是N，C是O，D是Na，E是S，F是Cl。(1)①B 在元素周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；②上述元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是HClO4。(2)C、D的简单离子核外有两个电子层；E、F的简单离子核外有三个电子层；对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小；对于电子层结构不同的离子来说，核外电子层数越多，离子半径越大，因此这四种元素的简单离子的半径由小到大的顺序是Na＋
(2)Na＋
12．A、B、C、D四种元素都是短周期元素，A元素的离子具有黄色的焰色反应。B元素的离子结构和Ne 具有相同的电子层排布；5.8 g B的氢氧化物恰好能与100 mL 2 mol/L盐酸完全反应；B原子核中质子数和中子数相等。H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰。D元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3倍。根据上述条件完成下列问题：
(1)C元素位于第________周期第________族，它的最高价氧化物的化学式为__________。
(2)A元素是______________， B 元素是______________，
D元素是______________。(填元素符号)
(3)A与D形成稳定化合物的化学式是____________，该化合物中存在的化学键类型为________________，判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是__________________。
(4)C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为_________________________________________________________________________。
解析：A元素的焰色反应为黄色，推出A为Na；根据B元素离子结构和Ne具有相同的电子层结构，且5.8 g B的氢氧化物恰好能与100 mL 2 mol/L盐酸完全反应，推出B为Mg；H2在氯气中燃烧产生苍白色火焰，则C为Cl；D元素原子的电子层结构里，最外层电子数是次外层电子数的3倍，推出D为O。
(1)Cl位于第三周期ⅦA族，最高价＝所在主族序数(O、F除外)，其最高价氧化物为Cl2O7；(2)根据以上分析可知A、B、D分别是Na、Mg、O；(3)Na的稳定氧化物是Na2O2，属于离子晶体，含有离子键和非极性共价键。过氧化钠为淡黄色，则判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是看表面颜色是否变白；(4)氯气在氢氧化钠溶液中发生歧化反应，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
答案：(1)三 ⅦA Cl2O7 (2)Na Mg O
(3)Na2O2 离子键和(非极性)共价键 看表面颜色是否变白
(4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
13．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验操作步骤：
Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。
Ⅱ.A中看到白色沉淀时……关闭活塞a。请回答：
(1)B中反应的离子方程式是_______________________________________________。
(2)通过步骤Ⅰ、 Ⅱ 得知盐酸具有的性质是________(填字母)。
A．挥发性 B．还原性
C．氧化性 D．酸性
(3)C装置的作用是_______________________，X是____________(写化学式)。
(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是_________________，D中反应的化学方程式是__________________________________________________。
(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是_____________________________________(从原子结构角度加以解释)。
解析：B中CaCO3与盐酸反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，此反应表明盐酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此现象表明盐酸具有挥发性。C装置是用NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl气体，以保证与Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀的是CO2，此反应的化学方程式为CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，从而说明碳酸的酸性强于硅酸，进而证明碳的非金属性强于硅。
答案：(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)AD (3)除HCl气体 NaHCO3
(4)关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，当D中出现白色胶状沉淀后 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
(5)碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱
14．X～W是元素周期表中的短周期元素，其性质或结构信息如下表：
元素
性质或结构信息
X
单质为有色气体，有毒，可用于自来水消毒
Y
日常生活中常见金属，熔化时并不滴落，好像有一层膜兜着
Z
其单质的体积在空气中约占4/5
V
单质为淡黄色晶体，质脆，不溶于水，微溶于酒精
W
位于第 ⅣA族，是形成化合物最多的元素之一
回答下列问题：
(1)X在元素周期表中的位置是___________________________________________，
V2－的离子结构示意图为________________________________________________。
(2)Z的单质特别稳定，原因在于__________________________________________；
X、Y和V三元素中原子半径最小的是________(填元素符号)。
(3)X的氢化物和Z的氢化物反应生成的化合物溶于水，水溶液呈酸性的原因是__________________________________________(用离子方程式说明)。
(4)WV2常温下呈液态，是一种常见的溶剂。已知WV2在氧气中完全燃烧，生成VO2和WO2，若 1 mol WV2在1 mol O2中完全燃烧，则所得气体混合物在标准状况下的体积为________L。
解析：短周期元素X的单质为有色气体，可用于自来水消毒，则X为Cl；金属Y加热至熔化并不滴落，原因是表面形成高熔点的氧化膜兜着，则Y为Al；单质Z在空气中体积约占4/5，则Z为N；V的单质为淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，则V为S；W位于第ⅣA族，是形成化合物最多的元素之一，则W为C。
答案：(1)第三周期第ⅦA族
(2)氮气分子中氮氮键为氮氮三键，难断裂 Cl
(3)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
(4)22.4
【考纲要求】
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。 以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 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。 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。
考点一 元素周期表
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＝质子数＝核外电子数。
2．元素周期表的编排原则
3．元素周期表的结构
(1)周期(7个横行，7个周期)
周期
短周期
长周期
序号
一
二
三
四
五
六
七
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)族(18个纵行，16个族)
主族
纵行
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
纵行
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10三个纵行
0族
第18纵行
4.元素周期表中的特殊位置
(1)分区
①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。
(2)过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
(3)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。
(4)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。
(5)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
1．元素周期表是按元素的相对原子质量由小到大排列而形成的( )
2．三、四周期同主族元素的原子序数相差8( )
3．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素( )
4．同周期第ⅡA族和第ⅢA族的原子序数相差1( )
5．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( )
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.×
题组一 考查元素周期表的结构特点及应用
1．若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是( )
A．n＝m＋1 B．n＝m＋18
C．n＝m＋25 D．n＝m＋11
解析：选B。对于第二、三周期来说，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1；对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。
2.如图A、B、C、D、E是长式元素周期表中的5种元素(不包括镧系和锕系)。下列说法不正确的是( )
A．A、E原子序数之差可能为2
B．D、E原子序数之差可能是8、18或32
C．B、C原子序数之差一定是2
D．B、D原子序数之差不可能是7
解析：选A。由题给5种元素的位置关系可以看出，A不是第一周期元素。因为A若为氢元素，则其位于最左边一族，就不会有B；A若为氦元素，则其位于最右边一族，那么不会有C。既然A不是氢元素或氦元素，则A、E原子序数之差不可能为2，A错误；由表中位置关系可知D、E原子序数之差可能是8、18或32，B正确；又知B、D原子序数之差应大于8，D正确；B、C之间仅隔有E一种元素，故原子序数之差一定为2，C正确。
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
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。两元素分布在过渡元素两侧时，第四或第五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六或第七周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六、七周期为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①ⅠA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。
②ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
题组二 考查元素位置的确定
3．下列有关原子序数为6、8、11、13的元素的表述正确的是( )
①原子序数为8的元素的最高化合价为＋6
②原子序数为6的元素是4种元素中最活泼的非金属元素
③原子序数为11的元素原子核电荷数和中子数一定均为11
④原子序数为13的元素位于元素周期表的第三周期第ⅢA 族
A．①② B．①③
C．④ D．③④
解析：选C。原子序数为6、8、11、13的元素分别为C、O、Na、Al。O没有最高正价，①错误；4种元素中O是最活泼的非金属元素，②错误；钠原子核电荷数一定为11，中子数不确定，③错误；Al位于元素周期表的第三周期第ⅢA 族，④正确。
4．原子序数为34的元素R，在周期表中的位置为( )
A．第三周期第ⅥA族 B．第四周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅣA族 D．第四周期第ⅥA族
解析：选D。与34号元素相邻的稀有气体原子序数为36，因34比36少2，故R元素与36号元素处于同一周期(第四周期)，其位置应在36号元素Kr左移2个格，即第四周期第ⅥA族。
利用稀有气体元素确定主族元素在周期表中的位置
原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。
例如：(1)35号元素(相邻近的是 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，即溴元素；
(2)87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，即钫元素。
考点二 元素周期律
1．元素周期律
2．主族元素的周期性变化规律
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(稀有气体元素除外)
逐渐增大
离子半径
阳离子半径逐渐减小，阴离子半径逐渐减小；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.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性
比较
本质
原子越易失电子，金属性越强
判断
依据
①在金属活动性顺序表中位置越靠前，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单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，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的金属性比X强
非金属
性比较
本质
原子越易得电子，非金属性越强
判断
依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱，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若An－＋B―→Bm－＋A，则B的非金属性比A强
4.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素。
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
例如：金属性Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3。(填“＞”“＜”或“＝”)
②推测未知元素的某些性质
例如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2 难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
1．I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强( )
2．P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强( )
3．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱( )
4．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( )
5．第二周期元素从左到右，元素的金属性逐渐增强( )
6．元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱( )
答案：1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.×
题组一 考查金属性和非金属性的比较
1．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B。A．元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力就越强，因此单质氧化性就越强，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．S单质、Cl2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越大，物质的熔、沸点就越高，这与元素的非金属性强弱无关；C．元素的非金属性越强，其单质与氢气化合形成氢化物就越容易，形成的氢化物的稳定性就越强，因此可以比较元素的非金属性的强弱；D．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，因此可以通过比较硫、氯两种元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱比较元素的非金属性的强弱。
2．下列实验不能达到实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、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
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
解析：选B。A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，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。
题组二 考查微粒半径的大小比较
3．下列各组粒子中按半径由大到小排列的是( )
A．O、Cl、S、P
B．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
D．Li、Na、K、Cs
解析：选C。比较粒子半径大小有以下原则：①原子半径同周期从左到右逐渐减小，②同主族从上到下逐渐增大，D正确顺序为Cs>K>Na>Li，③同周期元素离子核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，Mg2＋>Al3＋，④各层电子排布饱和时，一般电子层越多，半径越大，B正确顺序为Ba2＋>Ca2＋>Mg2＋>Al3＋。故只有C正确。
4．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
A．原子序数：D＞C＞B＞A
B．原子半径：B＞A＞C＞D
C．离子半径：C3－＞D－＞A2＋＞B＋
D．氧化性：A2＋＞B＋，还原性：C3－＜D－
解析：选B。由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：。原子序数大小应为A＞B＞D＞C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B项正确；离子半径应为C3－＞D－＞B＋＞A2＋，C项错误；还原性应为C3－＞D－，D项错误。
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
题组三 考查 “序、层”规律和“序、价”规律的应用
5．X、Y、Z是三种主族元素，如果Xn＋阳离子与Yn－阴离子具有相同的电子层结构，Zn－阴离子半径大于Yn－阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是( )
A．Z>X>Y B．X>Y>Z
C．Z>Y>X D．X>Z>Y
解析：选A。根据“序、层”规律可知，X元素在Y元素的下一周期，Z元素在X同周期或下几个周期，故三种元素的原子序数大小顺序为Z>X>Y。
6．X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为n，则X的原子序数不可能是( )
A．n－8 B．n－3
C．n－1 D．n＋5
解析：选A。由化学式X2Y3可知，X为＋3价，Y为－2价，即X可能为第ⅢA族或第ⅤA族元素。有如下几种可能：
(1)ⅢA ⅥA (2)ⅤA ⅥA
X Y X Y
5B 8O 7N 8O
13Al 16S 15P 16S
据以上分析，可知答案为A。
另解：由化学式X2Y3知，X、Y的原子序数，一个为奇数，一个为偶数，根据“序、价”规律可判断A项不可能。
“序、层”
规律
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
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
“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”
1．(2017·高考全国卷Ⅰ，12，6分)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；氧离子(O2－)和钠离子(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，不能使蓝色石蕊试纸变色，C项错误；氧、硫位于同主族，钠与硫位于第三周期，D项正确。
2．(2017·高考全国卷Ⅱ，9，6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是( )
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
解析：选B。解答本题的关键是确定b原子次外层有2个电子还是8个电子。若b原子次外层有2个电子，则a为He，与a为主族元素不符，故b原子次外层应有8个电子，即a原子核外有8个电子，a为O；结合c所在周期数与族数相同，可确定c为Al；再结合b原子次外层有8个电子，可推出b可能为Na或Mg，d与a同族，则d为S。原子半径：Na(或Mg)>Al>S>O，A项错误；同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，即金属性：Na(或Mg)>Al，B项正确；Al2O3对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3是两性氢氧化物，C项错误；同主族元素自上而下，非金属性逐渐减弱，则对应单质的氧化性逐渐减弱，即氧化性：O2>S，D项错误。
3．(2017·高考全国卷Ⅲ，12，6分)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( )
W
X
Y
Z
A．氢化物沸点：W
C．化合物熔点：Y2X3
A．原子半径：r(X)
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。
5．(2016·高考全国卷Ⅱ，9，6分)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＋1
B．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。
6．(2016·高考全国卷Ⅲ，12，6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：W
C．气态氢化物的热稳定性：W
解析：选B。根据“X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的”可知X为Na，结合题给条件推出W为O(或N)，Y为S(或P)，Z为Cl。Cl－具有3个电子层，Na＋、O2－(或N3－)只有2个电子层，所以Cl－的半径大于Na＋、O2－(或N3－)的半径，Na＋、O2－(或N3－)具有相同的电子层结构，则核电荷数越小，离子半径越大，所以简单离子半径为Cl－>O2－(或N3－)>Na＋，故A项错误。非金属性越强，其对应的气态氢化物越稳定，故C项错误。非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故D项错误。
一、选择题
1．下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )
A．第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
B．第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7
C．同周期元素(0族元素除外)从左到右，原子半径逐渐减小
D．同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
解析：选C。同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，A错误；第二周期元素中，O没有最高正价，F没有正价，B错误；同周期元素(0族元素除外)从左到右，随着核电荷数的逐渐增多，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，因此原子半径逐渐减小，C正确；在第三周期的元素中，Al为＋3价，Na为＋1价，但失电子能力Na>Al，D错误。
2．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>H3PO4
B．非金属性：Cl>Br
C．碱性：NaOH>Mg(OH)2
D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
解析：选D。A．S、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。B．Cl、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。C．Na、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。D．NaHCO3的热稳定性差，是由于NaHCO3受热易分解。
3．甲、乙、丙、丁四种主族元素位于同一短周期，原子序数依次增加。下列判断正确的是( )
A．原子半径：甲<乙<丙
B．最外层电子数：丙>丁
C．若甲、乙、丙均是金属，则氢氧化物碱性：甲<乙<丙
D．若乙的最高价含氧酸为强酸，则丙是活泼非金属元素
解析：选D。依据同周期元素性质变化规律可知：A项原子半径应是甲>乙>丙；B项最外层电子数：丙<丁；C项氢氧化物碱性：甲>乙>丙。
4．如表所示是元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
二
c
d
三
a
b
e
f
A．e的氢化物比d的氢化物稳定
B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a
C．六种元素中，e元素单质的化学性质最活泼
D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
解析：选D。同主族元素从上到下元素氢化物的稳定性依次减弱，A错误；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，B错误；a～f六种元素分别为Na、Mg、C、O、S、Cl，其中金属单质中Na的化学性质最活泼，非金属单质中Cl2、O2化学性质均比S活泼，C错误。
5.W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物。下列推断中正确的是( )
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最差的是Y
B．X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
C．Z元素氧化物对应水化物的酸性强于Y
D．Y元素单质在化学反应中只表现出氧化性
解析：选A。根据W、X、Y、Z为四种短周期元素，且W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物，应是铵盐，由元素在周期表中的位置可知，W是氮元素，X为氧元素，Y为硫元素，Z为氯元素。非金属性O>S，Cl>S，则其氢化物中H2S最不稳定，故A正确；非金属性O>S，则阴离子还原性S2－>O2－，故B错误；氯元素的最高价含氧酸比硫元素的最高价含氧酸酸性强，故C错误；S与氢氧化钠的反应中既表现氧化性，也表现还原性，故D错误。
6．电子层数相同的短周期元素X、Y、Z、W，其中X的最外层电子数比K层少1个，Y的最外层电子数比K层多1个，Z的单质常用于制造太阳能电池，W的原子半径是同周期主族元素中最小的。下列推断中正确的是( )
A．Z的简单氢化物的热稳定性强于W的简单氢化物
B．Z的氧化物与水反应可制得相应的含氧酸
C．X、Y、W的原子半径依次减小，对应的简单离子半径依次增大
D．X、Y、W的最高价氧化物对应的水化物之间互相都能发生反应
解析：选D。由题意推知Z是硅，故这些元素都在第三周期，从而推断出X是钠，Y是铝，W是氯。热稳定性：SiH4
Y
Z
X
W
A．原子半径：X
C．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。设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，则Y为N元素、X为Si元素、Z为O元素、W为Cl元素。A．原子半径：Z
A．四种元素中有两种元素在第二周期
B．W所在主族元素的原子次外层电子数可能为2或8，不可能为18
C．X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
D．工业上获得X、Y单质的方法主要是电解其熔融的氯化物
解析：选B。四种元素的电子层数之和等于10，有两种可能：1＋3＋3＋3或2＋2＋3＋3。后一种情况无法满足四种元素中X的原子半径最大的条件，因此只有第一种符合要求，四种元素依次是H、Mg、Al、Si，故A错误；W是氢元素，第ⅠA 族元素的原子，锂次外层电子数为2，其他原子次外层电子数都为8，不可能为18，故B正确；X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3，Al(OH)3不溶于弱酸和弱碱，故C错误；工业上通过电解氧化铝获得铝单质，不能通过电解氯化铝的方法获得，故D错误。
9．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是( )
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.186
0.143
0.089
0.104
0.074
主要化合价
＋1
＋3
＋2
＋6、－2
－2
A．E2－与B3＋的核外电子数不可能相等
B．离子半径大小A＋
解析：选B。由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。E2－与B3＋的核外电子数都为10，相等，A错误；离子半径大小Na＋
10．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，则离子半径：X2－＞Y2＋
解析：选C。A项，非金属性的强弱，应根据最高价氧化物对应水化物的酸性比较，不能根据氢化物的酸性进行比较，HF的酸性比HCl弱，但非金属性F大于Cl，正确；B项，优良的催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等)，大多属于过渡元素，正确；C项，短周期元素正化合价数值和其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4 价，错误；D项，微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，核电荷数：Y＞X，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：X2－＞Y2＋，正确。
二、非选择题
11．已知A、B、C、D、E、F都是短周期的主族元素，原子序数依次增大，其中A是宇宙中最丰富的元素，B的单质常温下为气体，C和E同主族，C和E可形成EC2和EC3两种分子，D是短周期中原子半径最大的元素。请回答下列问题：
(1)①B在元素周期表中的位置是________________________；
②上述元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是________(写化学式)。
(2)C、D、E、F四种元素对应的简单离子的半径由小到大的顺序是______________(用离子符号表示)。
(3)工业上常用A、B组成的物质X来检验F的单质是否发生泄漏，有大量白烟生成，写出此反应的化学方程式：___________________________________。
该反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为________。
解析：根据题意可知：A是H，B是N，C是O，D是Na，E是S，F是Cl。(1)①B 在元素周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；②上述元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是HClO4。(2)C、D的简单离子核外有两个电子层；E、F的简单离子核外有三个电子层；对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小；对于电子层结构不同的离子来说，核外电子层数越多，离子半径越大，因此这四种元素的简单离子的半径由小到大的顺序是Na＋
(2)Na＋
12．A、B、C、D四种元素都是短周期元素，A元素的离子具有黄色的焰色反应。B元素的离子结构和Ne 具有相同的电子层排布；5.8 g B的氢氧化物恰好能与100 mL 2 mol/L盐酸完全反应；B原子核中质子数和中子数相等。H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰。D元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3倍。根据上述条件完成下列问题：
(1)C元素位于第________周期第________族，它的最高价氧化物的化学式为__________。
(2)A元素是______________， B 元素是______________，
D元素是______________。(填元素符号)
(3)A与D形成稳定化合物的化学式是____________，该化合物中存在的化学键类型为________________，判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是__________________。
(4)C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为_________________________________________________________________________。
解析：A元素的焰色反应为黄色，推出A为Na；根据B元素离子结构和Ne具有相同的电子层结构，且5.8 g B的氢氧化物恰好能与100 mL 2 mol/L盐酸完全反应，推出B为Mg；H2在氯气中燃烧产生苍白色火焰，则C为Cl；D元素原子的电子层结构里，最外层电子数是次外层电子数的3倍，推出D为O。
(1)Cl位于第三周期ⅦA族，最高价＝所在主族序数(O、F除外)，其最高价氧化物为Cl2O7；(2)根据以上分析可知A、B、D分别是Na、Mg、O；(3)Na的稳定氧化物是Na2O2，属于离子晶体，含有离子键和非极性共价键。过氧化钠为淡黄色，则判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是看表面颜色是否变白；(4)氯气在氢氧化钠溶液中发生歧化反应，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
答案：(1)三 ⅦA Cl2O7 (2)Na Mg O
(3)Na2O2 离子键和(非极性)共价键 看表面颜色是否变白
(4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
13．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验操作步骤：
Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。
Ⅱ.A中看到白色沉淀时……关闭活塞a。请回答：
(1)B中反应的离子方程式是_______________________________________________。
(2)通过步骤Ⅰ、 Ⅱ 得知盐酸具有的性质是________(填字母)。
A．挥发性 B．还原性
C．氧化性 D．酸性
(3)C装置的作用是_______________________，X是____________(写化学式)。
(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是_________________，D中反应的化学方程式是__________________________________________________。
(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是_____________________________________(从原子结构角度加以解释)。
解析：B中CaCO3与盐酸反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，此反应表明盐酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此现象表明盐酸具有挥发性。C装置是用NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl气体，以保证与Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀的是CO2，此反应的化学方程式为CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，从而说明碳酸的酸性强于硅酸，进而证明碳的非金属性强于硅。
答案：(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)AD (3)除HCl气体 NaHCO3
(4)关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，当D中出现白色胶状沉淀后 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
(5)碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱
14．X～W是元素周期表中的短周期元素，其性质或结构信息如下表：
元素
性质或结构信息
X
单质为有色气体，有毒，可用于自来水消毒
Y
日常生活中常见金属，熔化时并不滴落，好像有一层膜兜着
Z
其单质的体积在空气中约占4/5
V
单质为淡黄色晶体，质脆，不溶于水，微溶于酒精
W
位于第 ⅣA族，是形成化合物最多的元素之一
回答下列问题：
(1)X在元素周期表中的位置是___________________________________________，
V2－的离子结构示意图为________________________________________________。
(2)Z的单质特别稳定，原因在于__________________________________________；
X、Y和V三元素中原子半径最小的是________(填元素符号)。
(3)X的氢化物和Z的氢化物反应生成的化合物溶于水，水溶液呈酸性的原因是__________________________________________(用离子方程式说明)。
(4)WV2常温下呈液态，是一种常见的溶剂。已知WV2在氧气中完全燃烧，生成VO2和WO2，若 1 mol WV2在1 mol O2中完全燃烧，则所得气体混合物在标准状况下的体积为________L。
解析：短周期元素X的单质为有色气体，可用于自来水消毒，则X为Cl；金属Y加热至熔化并不滴落，原因是表面形成高熔点的氧化膜兜着，则Y为Al；单质Z在空气中体积约占4/5，则Z为N；V的单质为淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，则V为S；W位于第ⅣA族，是形成化合物最多的元素之一，则W为C。
答案：(1)第三周期第ⅦA族
(2)氮气分子中氮氮键为氮氮三键，难断裂 Cl
(3)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
(4)22.4
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