第26讲 元素周期表、元素周期律 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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【复习目标】
1．掌握元素周期律的实质；了解元素周期表的结构及其应用。
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。
【知识精讲】
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
(1)把电子层数目相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行，共有7个横行。
(2)把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵列，共有18个纵列。
3．元素周期表的结构
【注意】
①ⅠA族元素不等同于碱金属元素，H元素不属于碱金属元素。
②元素周期表第18列是0族，不是ⅧA族，第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族。
（1）周期(7个横行，7个周期)
（2）族(18个纵列，16个族)
①主族：由短周期元素和长周期元素共同组成的族。
②副族：仅由长周期元素组成的族。
③Ⅷ族：包括8、9、10三个纵列。
④0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。
（3）元素周期表中元素的分布
①分界线：沿着元素周期表中B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、P的交界处画线，即为金属元素和非金属元素的分界线。
②金属元素：位于分界线的左下区域，包括所有的过渡元素和部分主族元素。
③非金属元素：位于分界线的右上区域，包括部分主族元素和0族元素及左上角的H元素。
④分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。
⑤过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种金属元素。
4．元素周期表的应用
（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
地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对探矿、研制新品种的农药等有指导意义。
【拓展】元素的原子序数差的关系
(1)位于过渡元素左侧的主族元素，即第ⅠA族、第ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数。
(2)位于过渡元素右侧的主族元素，即第ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。例如，氯和溴的原子序数之差为35－17＝18(溴所在第四周期所含元素的种数)。
(3)同周期两相邻主族元素的原子序数差可能为1或11(第四、五周期的第ⅡA和第ⅢA)或25(第六、七周期的第ⅡA和第ⅢA族)。
(4)含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素，所含元素形成化合物种类最多的族为第ⅣA族。
【例题1】在元素周期表中，铂元素如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B.eq \\al(208, 78)Pt和eq \\al(198, 78)Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第5周期元素
【例题2】下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是( )
【例题3】A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为( )
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
【例题4】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中位置如图所示，已知W原子的最外层电子数比内层电子数少3个，下列说法正确的是( )
A．氧化物对应水化物酸性W比Z强
B．Y单质与Z的氢化物水溶液反应，有沉淀生成
C．X单质氧化性强于Y单质
D．简单离子的半径：Z＜W
【方法技巧】
1．直接相邻的“┳”型、“┻”型、“＋”型原子序数关系
2．由稀有气体元素的原子序数确定元素在周期表中的位置
确定主族元素在周期表中位置的方法：原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝x。
例如：
①35号元素(最邻近的是36Kr)，则35－36＝－1，故周期数为四，族序数为8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，即溴元素；
②87号元素(最邻近的是86Rn)，则87－86＝1，故周期数为七，族序数为1，即第七周期第ⅠA族，即钫元素。
考点二 元素周期律及应用
1．元素周期律
2．主族元素的周期性变化规律
【注意】规避金属性和非金属性判断中的易错点
(1)关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。
(2)关注关键词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。
3．元素周期表、元素周期律的应用
(1)预测同主族元素的性质：如碱金属元素的一般性质。
(2)比较不同周期、不同主族元素的性质：如金属性Mg>Al、Ca>Mg，则金属性Ca>Al，碱性Ca(OH)2>Al(OH)3。
(3)推测未知元素的某些性质
①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。
②已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为黑色固体，与氢很难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。
(4)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。
4．元素金属性和非金属性强弱的判断方法
【技巧方法】“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。
【例题5】已知短周期主族元素的四种离子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－M>X
【例题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( )
【例题8】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
【例题9】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
【真题演练】
1．（2022·江苏·高考真题）工业上电解熔融和冰晶石的混合物可制得铝。下列说法正确的是（ ）
A．半径大小：B．电负性大小：
C．电离能大小：D．碱性强弱：
2．（2022·海南·高考真题）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是（ ）
A．是非极性分子
B．简单氢化物沸点：
C．Y与Z形成的化合物是离子化合物
D．X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
3．（2022·辽宁·高考真题）下列类比或推理合理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
4．（2022·湖南·高考真题）科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：
B．非金属性：
C．Z的单质具有较强的还原性
D．原子序数为82的元素与W位于同一主族
5．（2022·广东·高考真题）甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是（ ）
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
6．（2022·全国·高考真题）Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是（ ）
A．非金属性：B．单质的熔点：
C．简单氢化物的沸点：D．最高价含氧酸的酸性：
7．（2022·浙江·高考真题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族，Y的原子序数是W的2倍，X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是（ ）
A．非金属性：Y＞WB．XZ3是离子化合物
C．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸D．X与Y可形成化合物X2Y3
8．（2021·江苏·高考真题）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同个主族。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：r(X)Y
B．简单氢化物的还原性：X>Y
C．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强
D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种
15．（2021·广东·高考真题）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，的原子核只有1个质子；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期；元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是（ ）
A．是一种强酸
B．非金属性：
C．原子半径：
D．中，的化合价为+2价
16．（2021·湖南·高考真题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2：1的分子。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：
B．W与Y能形成含有非极性键的化合物
C．X和Y的最简单氢化物的沸点：
D．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
17．（2021·浙江·高考真题）现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：
下列说法正确的是（ ）
A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应
B．Y与Q元素组成的YQ4分子，空间构型为正四面体
C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D．第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
18．（2020·江苏·高考真题）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:
D．原子的最外层电子数n:
19．（2020·天津·高考真题）短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是（ ）
A．元素电负性：ZX>W
C．简单离子的半径：W>X>Y>ZD．氢化物水溶液的酸性：Y>W
21．（2021·海南·高考真题）短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，离子与分子均含有14个电子；习惯上把电解饱和水溶液的工业生产称为氯碱工业。下列判断正确的是（ ）（双选）
A．原子半径：
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：
C．化合物的水溶液呈中性
D．分子中既有键又有键
【课后精练】
第I卷（选择题）
1．（2022·全国·高三专题练习）下列物质性质的比较，正确的是（ ）
A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3B．熔点：K>Na>Li
C．溶解度：NaHCO3>Na2CO3D．氧化性：Li+＜Na+＜K+
2．（2022·河南·高三阶段练习）某化合物的分子结构如图所示，其中G、X、Y、Z、W为原子序数依次递增的短周期主族元素，G、Y、W分列不同的三个周期。下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：W>Z>Y>X>G
B．氢化物的稳定性：Z>W
C．Y与其他四种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
D．该化合物分子中所有原子均满足8电子稳定结构
3．（2022·全国·高三专题练习）在短周期元素中，属于非金属元素的有（ ）
A．9种B．10种C．12种D．13种
4．（2022·河南·高三开学考试）下列实验操作与相应实验目的均正确的是（ ）
A．图1为利用萃取碘水中的B．图2可验证非金属性：
C．图3为利用乙醇和乙酸制备乙酸乙酯D．图4为实验室制备氢氧化亚铁
5．（2022·福建·晋江市子江中学高三阶段练习）类推的方法在化学学习与研究中有广泛的应用，但有时会得出错误的结论，因此类推出的结论最终要经过实践的检验才能确定是否正确。以下几种类推结论中正确的是（ ）
A．CaCO3的溶解度小于Ca(HCO3)2，推出Na2CO3溶解度小于NaHCO3
B．由“2Fe+3Cl2=2FeCl3”反应可推出“2Fe+3I2=2FeI3”反应也能发生
C．H2SO4为强酸，推出HClO4为强酸
D．Na、Mg具有强还原性，Na常温下与水剧烈反应，故Mg常温下也能与水剧烈反应
6．（2022·青海·海东市第一中学二模）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中Y为金属元素，W、X、Y三种原子的最外层电子数之比为，Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为。下列说法正确的是（ ）
A．W、X两种元素原子最多形成两种微粒
B．X和Y形成的物质能作耐火材料
C．W、X的简单氢化物常温下均为气体
D．Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
7．（2022·广东·珠海市第一中学模拟预测）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，他们组成一种团簇分子，结构如图所示。X、M的族序数等于周期数，Y原子最外层电子数为6。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：ZZ
C．工业上常电解熔融的MY制取Z单质D．Z为镁元素
8．（2022·广东·高三开学考试）甲~辛八种元素在周期表中的相对位置如图所示。乙是原子半径最大的短周期主族元素，且与己的原子序数相差3，丁与辛同周期。下列判断正确的是（ ）
A．氢化物的沸点：戊＜已
B．最高价氧化物对应水化物的碱性：丁＜辛＜庚
C．己与庚的原子序数相差18
D．乙的单质与水、O2都能剧烈反应，含乙元素的产物都既含离子键，又含极性共价键
9．（2022·河南·高三开学考试）能形成电池负极的稳定膜，帮助电池在高温环境下正常工作。的结构如图所示，其中X，Y、Z、W的原子序数依次增大，元素X的最外层电子数比其内层电子数多1，Y原子的一种核素可用于考古断代，W的氢化物可以刻蚀玻璃。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：
B．X、Y的简单氢化物稳定性：
C．Y和Z形成的化合物为共价化合物，且可能不与碱发生反应
D．中各原子最外层都达到8电子稳定结构
10．（2022·辽宁·高三开学考试）2017年南京理工大学合成出下图的离子化合物，该物质由两种阳离子和两种阴离子构成，其中有两种10电子离子和一种18电子离子。X、Y、Z、M均为短周期元素，且均不在同一族。下列说法不正确的是（ ）
A．X与Y形成的化合物沸点高于Y同族元素与X形成的化合物
B．MY2均不含有非极性共价键
C．Y氢化物的稳定性一定比Z的强
D．在该盐中，存在极性共价键和非极性共价键
11．（2022·河南·高三阶段练习）一种基本工业原料的结构如图所示，其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W与Z同主族，X原子的质子数等于Y原子与W原子的最外层电子数之差。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：WB>AB．离子半径关系：Bn-＜An＋
C．C是稀有气体元素的原子D．原子半径关系：A＜B＜C
16．（2022·全国·高三专题练习）原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、R，含0.9%YR的水溶液称为生理盐水，X、Y、Z三种元素组成两种化合物a、b的性质如图，Z的质子数是X质子数的2倍。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：Y>Z>R>X
B．简单气态氢化物的稳定性：R>Z
C．化合物a的水溶液呈中性
D．X、Y形成的一种化合物中可能含有离子键和共价键
第II卷（非选择题）
17．（2022·上海青浦·二模）铋元素位于第六周期VA族，常用于治疗胃病的药物中，也广泛用于合金制造、冶金工业、半导体工业、核工业中。
(1)画出铋元素最外层电子的电子排布式_______，该元素的原子核外共有_______个未成对电子。
(2)铅铋合金被用于核反应堆的导热剂，判断：该合金的熔点_______金属铋的熔点(填“大于”、“小于”、“等于”、“无法确定”)。
(3)请尝试画出BiH3的电子式_______。推测以下说法正确的是_______。
A．BiH3是非极性分子 B．热稳定性：NH3>BiH3
C．酸性HBiO3>HNO3 D．原子半径r(Bi)Si
B
向某溶液中滴加少量NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无
C
将NaClO溶液滴到pH试纸上
测得pH=9.8
NaClO溶液水解显碱性
D
向氯化铁溶液中加入少量的KI溶液，充分反应后，再滴入几滴KSCN溶液
溶液颜色变红的
KI与FeCl3的反应为可逆反应
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.071
0.099
主要化合价
+2
+3
+6、-2
-1
-1、+7
BiF3
BiCl3
熔点/°C
649
233.5
元素符号
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
x值
0.98
1.57
2.04
2.55
3.44
3.98
0.93
1.61
1.90
2.19
2.58
3.16
锂
X
Y
失去第一个电子
519
502
580
失去第二个电子
7 296
4 570
1 820
失去第三个电子
11 799
6 920
2 750
失去第四个电子
－
9 550
11 600