内容正文:
第23讲 元素周期表和元素周期律的应用
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标,学习有方向
知识导图搭框架,轻松学习建逻辑
教材精讲精析,基础全面掌握
重点详解详析,难点提升突破
核心命题精准练,发散思维练方法
常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
1.了解元素周期表中金属元素与非金属元素的分区,熟悉在元素周期表中的寻找新材料,根据元素在元素周期表中的位置预测元素的性质。
2.了解元素与元素周期律的应用,理解元素原子结构、元素在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系,建立“位、构、性”关系应用的思维模型。
重难点
1.元素与元素周期律的应用
2.“位、构、性”关系应用
知识点1:元素周期表中金属元素与非金属元素的分区
1.元素周期表分区图示
金属元素与非金属元素在元素周期表中有相对明确的分区,如图,虚线左下方是 元素(氢除外),右上方为 元素。
在分界线左侧还有一种非金属元素—— 。
元素周期表中左下方是金属性最强的元素 (Fr是放射性元素,除外),碱性最强的碱是 ,右上方是非金属性最强的元素 ,但无机含氧酸中酸性最强的为 。
由于金属元素与非金属元素之间没有严格的界限,因此位于分界线附近的元素既表现出一定的 ,又表现出一定的 。
2.元素周期律和元素周期表的应用
(1)寻找新材料
(2)预测元素的性质
预测性质
举例
比较不同周期、不同主族元素的性质
如金属性:Mg>Al、Ca>Mg,则由碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2,得碱性:Ca(OH)2>Al(OH)3。
推测陌生元素的某些性质
①已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶。
②根据卤族元素的性质递变规律,可推知砹(At2)应为黑色固体,与氢难化合,HAt不稳定,其水溶液呈酸性,AgAt难溶于水等。
①“序、层”规律:若一种阳离子与一种阴离子的电子层数相同,则“阴前阳后”,即阴离子在前一周期,阳离子在后一周期,阳离子的原子序数大。
②“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,即“价奇序奇,价偶序偶”。
知识点2:“位—构—性”与元素的综合推断
1.元素的原子结构、位置与性质之间的关系
元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构,原子结构决定了元素的性质和在周期表中的位置,而根据元素性质又可推知元素的原子结构,进而推知元素在周期表中的位置,总之,三者之间可相互推断,具体关系可表示如下:
①核外电子层数= 。
②主族元素的最外层电子数=价电子数= = (O、F元素除外)。
③质子数=原子序数=核外电子数=核电荷数。
④最低负价的绝对值=8-主族序数(仅限第IVA族~第VIIA族元素)。
⑤原子半径越大,失电子越 ,单质还原性越 ,对应阳离子的氧化性越 。
⑥原子半径越小,得电子越 ,单质氧化性越 ,形成的简单气态氢化物越 ,最高价氧化物对应水化物的酸性越 。
2.解答元素推断题的一般思路
(1)由元素原子或离子的核外电子排布推断
(2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断
(3)由元素在元素周期表中的位置推断
重难点1:元素周期律中的“规律”
1.“三角形”规律
所谓“三角形”,即A、B处于同周期,A、C处于同主族 (图中ABC位置),可推出三者原子结构、性质方面的规律。如原子序数:C B A;原子半径:r(C) r(A) r(B)。
A、B、C若为非金属元素,则非金属性:B A C;单质的氧化性:B A C;气态氢化物的稳定性:B A C;阴离子的还原性:C A B。
若A、B、C为金属,则金属性:C A B ;单质的还原性:C A B;最高价氧化物对应水化物的碱性:C A B;阳离子的氧化性:B A C。
2.“对角线”规律
在第二、三周期中,某些元素处于不同的主族,但其化学性质却很相似,如Li与Mg、Be与Al、B与Si等,这一规律称为“对角线”规律[注意:此对角线只能是左上右下的对角线,即第二周期第N主族元素与第三周期第(N+1)主族元素的性质相似](图中A、D位置)。应用此规律可根据已知元素及其化合物的性质,推导陌生元素及其化合物的性质。
3.两性规律
周期数等于其 数的元素一般具有两性,由此可推断元素及其化合物的性质。
命题点1:元素周期表和周期律的应用
【针对训练1】(24-25高一下·上海·期末)在元素周期表中右上角容易找到的元素是
A.制催化剂的元素 B.耐高温的合金元素
C.制备农药的元素 D.半导体元素
【针对训练2】在元素周期表里,金属元素与非金属元素分界线附近能找到
A.制新型催化剂的元素 B.制新型农药的元素
C.制半导体的元素 D.制耐高温合金的元素
【针对训练3】(24-25高一下·北京·期中)已知硒(Se)元素的原子序数为34,与硫同主族,下列关于Se的预测中,不正确的是
A.单质的氧化性强于
B.的最高价氧化物对应的水化物能与反应
C.的气态氢化物的化学式为
D.的常见氧化物有和
命题点2:“位—构—性”与元素的综合推断
【针对训练4】(25-26高一下·浙江嘉兴·期末)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图,其中Y原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍,W最高正价为+7,下列说法正确的是
A.上述四种元素均能以游离态存在于自然界中
B.X的最简单氢化物是电解质
C.原子半径:Z<W
D.最高价氧化物对应水化物酸性:Z>Y
【针对训练5】(25-26高一下·浙江宁波·期末)W、X、Y、Z代表四种短周期主族元素,其相对位置如下表所示。已知W的原子核外只有1个电子,Y的单质在空气中含量最多,Z的离子半径在同周期中最小。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.W与X形成的化合物可能是固态
C.X和Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 D.Z的氧化物是两性氧化物
【针对训练6】(24-25高一下·云南曲靖·期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中X和W位于同一主族,X、Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,Z的最外层电子数是内层电子数的3倍,W的原子半径在短周期元素中是最大的。下列叙述错误的是
A.简单离子半径: B.中仅含共价键
C.最简单氢化物的稳定性: D.YZ遇空气变色
命题点3:元素周期律中的“规律”
【针对训练7】(24-25高一下·浙江·期中)在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如右下图)的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则。下表中“方法导引”与“示例”对应关系不正确的是
选项
方法导引
示例
A
比较
Mg的金属性强于Be
B
预测
单质Si的熔点较高,则单质硼的熔点也很高
C
实验
向BeCl2溶液中逐滴加入2mol/L的NaOH溶液至过量,能看到先产生白色絮状沉淀,然后溶解
D
模型
Na元素与右上角的Be元素也有类似的对角线规则,性质上也具有一定的相似性
【针对训练8】(24-25高一下·北京·期中)A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如下图。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
下列说法正确的是
A.A和C原子半径的大小关系是:r(A) < r(C)
B.A元素的原子序数为7
C.B元素在周期表中的位置是第二周期第VIA族
D.C元素的最高正价为+7,最低负价为–1
【针对训练9】(24-25高一上·吉林四平·期末)短周期主族元素X、Y、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示,已知X、Y、Q三种元素最外层电子数之和为17。则下列说法正确的是
A.Q的单质经液化后可储存在钢瓶中
B.原子半径:Y<Z<Q
C.Q元素只有负价,没有最高正价
D.X元素的最高价氧化物对应的水化物为中强酸
一、单选题
1.(25-26高一下·北京·期中)下列关于元素周期表应用的说法中,不正确的是
A.在金属元素与非金属元素的交界处附近,可以寻找半导体材料
B.在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素
C.在元素周期表的右上角区域进行研究,可以制造出新品种的低毒性农药
D.应用元素周期表可以解释元素性质的递变规律,但无法预测陌生元素及其化合物的性质
2.元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的性质具有相似性,这种规律被称为“对角线规则”。下列叙述错误的是
A.在空气中燃烧生成 B.硼酸是弱酸
C.氧化铍的化学式为 D.是两性氢氧化物
3.(24-25高一下·山东青岛·期末)五种短周期元素在周期表中的位置如图所示。已知:W元素原子的最外层电子数是次外层的2倍,下列说法正确的是
A.5种元素最高价氧化物的水化物都是酸
B.、中所含化学键类型相同,熔点都很低
C.简单氢化物的稳定性:
D.只有一种X的氢化物与Y的氧化物发生反应生成强酸
4.(25-26高一下·福建南平·期中)在元素周期表中,E、G、H、J均为前四周期的主族元素,其位置如图所示,E、H、J的核外电子总数之和为55,下列说法正确的是
A.H的氧化物对应水化物都是强酸
B.E、G气态氢化物的沸点前者更高,所以非金属性:E>G
C.E、H最高价氧化物对应水化物的酸性,前者更强
D.气态氢化物的稳定性:
5.(24-25高一下·四川眉山·期末)运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是
A.铍(Be)是一种轻金属,它的氧化物的水化物可能具有两性
B.砹是一种有色固体,HAt很不稳定,AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体
C.硫酸锶()是难溶于水和盐酸的白色固体
D.硒化氢()是无色,有毒,比稳定的气体
6.(25-26高一下·湖北十堰·期末)已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,X的最简单氢化物是天然气主要成分,Y是地壳中含量最高的元素,Z的单质常温下为银白色金属,W的单质可用于杀菌消毒。下列说法正确的是
A.简单气态氢化物稳定性:
B.原子半径:
C.Z与Y形成的化合物均为碱性氧化物
D.W的最高价氧化物对应水化物为强酸
7.(25-26高一下·浙江湖州·期末)X、Y、Z、M、Q、R均为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Q>Y
B.化合物R(YX)2是强碱
C.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
D.Y与X或者M都可以形成具有漂白性的物质
8.(25-26高一下·安徽阜阳·期中)四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有一种金属元素。
W
X
Y
Z
下列说法错误的是
A.Y的单质能与盐酸反应 B.原子半径:
C.常用于测定古文物年代 D.W的最高价氧化物对应的水化物为强酸
9.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某分子结构如图所示,其中Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素。Q是宇宙中含量最多的元素,R的某些同位素可用于考古研究文物年代测定,X与Z位于同一主族。下列说法正确的是
A.原子半径:Y>Z
B.R元素的单质不与任何酸或碱反应
C.用1个Cl原子取代1个Q原子,可得到2种不同的结构
D.热稳定性:X的氢化物>W的氢化物
10.(25-26高一下·甘肃兰州·期中)元素周期律可以帮助人们认识物质性质,下列基于元素周期律的推断正确的是
A.的非金属性强于,则酸性:
B.与加热条件下生成,与加热条件下也生成
C.由氧化性:F2>O2,推断通入水中可以发生反应:
D.随着核电荷数递增,第VIIA族元素单质的熔点逐渐降低
11.(25-26高一下·河南南阳·阶段检测)短周期主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X 的质子数之和等于Z的质子数,Y的最外层电子数是其内层电子总数的一半,X与Z同主族。下列说法正确的是
A.简单氢化物的还原性:X>W
B.简单离子半径:Y>Z>X
C.Y与Z形成的化合物中每个原子均能达到8电子稳定结构
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>X
二、非选择题
12.(25-26高一下·河南·阶段检测)下表是元素a~h在元素周期表中的位置。
回答下列问题:
(1)生活中常见的a的简单气态氢化物的电子式为___________。
(2)h的原子结构示意图为___________。
(3)a~h这8种元素中,金属性最强的元素是___________(填元素符号,下同),非金属性最强的元素是___________。
(4)g的单质与水反应的离子方程式为___________。
(5)d~g4种元素形成的简单离子中,半径最小的离子是___________(填离子符号)。
(6)e的最高价氧化物对应的水化物与d的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式为___________。
(7)用原子结构解释非金属性g>f的原因:___________。
(8)依据元素周期律,下列推断正确的是___________(填标号)。
A.单质的还原性:d>e B.气态氢化物的稳定性:c>g
C.f的+4价氧化物既有氧化性又有还原性 D.c的单质的颜色比g的深
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第23讲 元素周期表和元素周期律的应用
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
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重点详解详析,难点提升突破
核心命题精准练,发散思维练方法
常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
1.了解元素周期表中金属元素与非金属元素的分区,熟悉在元素周期表中的寻找新材料,根据元素在元素周期表中的位置预测元素的性质。
2.了解元素与元素周期律的应用,理解元素原子结构、元素在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系,建立“位、构、性”关系应用的思维模型。
重难点
1.元素与元素周期律的应用
2.“位、构、性”关系应用
知识点1:元素周期表中金属元素与非金属元素的分区
1.元素周期表分区图示
金属元素与非金属元素在元素周期表中有相对明确的分区,如图,虚线左下方是金属元素(氢除外),右上方为非金属元素。
在分界线左侧还有一种非金属元素——氢。
元素周期表中左下方是金属性最强的元素Cs(Fr是放射性元素,除外),碱性最强的碱是CsOH,右上方是非金属性最强的元素F,但无机含氧酸中酸性最强的为HClO4。
由于金属元素与非金属元素之间没有严格的界限,因此位于分界线附近的元素既表现出一定的金属性,又表现出一定的非金属性。
2.元素周期律和元素周期表的应用
(1)寻找新材料
(2)预测元素的性质
预测性质
举例
比较不同周期、不同主族元素的性质
如金属性:Mg>Al、Ca>Mg,则由碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2,得碱性:Ca(OH)2>Al(OH)3。
推测陌生元素的某些性质
①已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶。
②根据卤族元素的性质递变规律,可推知砹(At2)应为黑色固体,与氢难化合,HAt不稳定,其水溶液呈酸性,AgAt难溶于水等。
①“序、层”规律:若一种阳离子与一种阴离子的电子层数相同,则“阴前阳后”,即阴离子在前一周期,阳离子在后一周期,阳离子的原子序数大。
②“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,即“价奇序奇,价偶序偶”。
知识点2:“位—构—性”与元素的综合推断
1.元素的原子结构、位置与性质之间的关系
元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构,原子结构决定了元素的性质和在周期表中的位置,而根据元素性质又可推知元素的原子结构,进而推知元素在周期表中的位置,总之,三者之间可相互推断,具体关系可表示如下:
①核外电子层数=周期数。
②主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正价(O、F元素除外)。
③质子数=原子序数=核外电子数=核电荷数。
④最低负价的绝对值=8-主族序数(仅限第IVA族~第VIIA族元素)。
⑤原子半径越大,失电子越容易,单质还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱。
⑥原子半径越小,得电子越容易,单质氧化性越强,形成的简单气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
2.解答元素推断题的一般思路
(1)由元素原子或离子的核外电子排布推断
(2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断
(3)由元素在元素周期表中的位置推断
重难点1:元素周期律中的“规律”
1.“三角形”规律
所谓“三角形”,即A、B处于同周期,A、C处于同主族 (图中ABC位置),可推出三者原子结构、性质方面的规律。如原子序数:C>B>A;原子半径:r(C)>r(A)>r(B)。
A、B、C若为非金属元素,则非金属性:B>A>C;单质的氧化性:B>A>C;气态氢化物的稳定性:B>A>C;阴离子的还原性:C>A>B。
若A、B、C为金属,则金属性:C>A>B ;单质的还原性:C>A>B;最高价氧化物对应水化物的碱性:C>A>B;阳离子的氧化性:B>A>C。
2.“对角线”规律
在第二、三周期中,某些元素处于不同的主族,但其化学性质却很相似,如Li与Mg、Be与Al、B与Si等,这一规律称为“对角线”规律[注意:此对角线只能是左上右下的对角线,即第二周期第N主族元素与第三周期第(N+1)主族元素的性质相似](图中A、D位置)。应用此规律可根据已知元素及其化合物的性质,推导陌生元素及其化合物的性质。
3.两性规律
周期数等于其主族序数的元素一般具有两性,由此可推断元素及其化合物的性质。
命题点1:元素周期表和周期律的应用
【针对训练1】(24-25高一下·上海·期末)在元素周期表中右上角容易找到的元素是
A.制催化剂的元素 B.耐高温的合金元素
C.制备农药的元素 D.半导体元素
【答案】C
【详解】A.制催化剂的元素多为过渡金属元素,位于元素周期表中间区域,A不符合题意;
B.耐高温的合金元素多为高熔点过渡金属元素,位于元素周期表中间区域,B不符合题意;
C.制备农药的元素多包含氟、氯、硫、磷等非金属元素,集中在元素周期表右上角区域,C符合题意;
D.半导体元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近,不在周期表右上角,D不符合题意;
故选C。
【针对训练2】在元素周期表里,金属元素与非金属元素分界线附近能找到
A.制新型催化剂的元素 B.制新型农药的元素
C.制半导体的元素 D.制耐高温合金的元素
【答案】C
【详解】A.制新型催化剂的元素主要分布在过渡金属区域,并不位于金属与非金属元素分界线附近,A错误;
B.制新型农药的元素多为S、P、Cl等元素周期表右上角的非金属元素,不在金属与非金属元素分界线附近,B错误;
C.Si、Ge等具有半导体特性的元素均位于金属与非金属元素分界线附近,因此该区域可找到制半导体的元素,C正确;
D.制耐高温合金的元素主要分布在过渡金属区域,并不位于金属与非金属元素分界线附近,D错误;
故选C。
【针对训练3】(24-25高一下·北京·期中)已知硒(Se)元素的原子序数为34,与硫同主族,下列关于Se的预测中,不正确的是
A.单质的氧化性强于
B.的最高价氧化物对应的水化物能与反应
C.的气态氢化物的化学式为
D.的常见氧化物有和
【答案】A
【详解】A.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,单质氧化性随非金属性减弱而减弱,Se位于S的下一周期,故Se单质氧化性弱于S,A错误;
B.Se的最高价为+6价,对应的最高价氧化物水化物为,属于酸,可与发生中和反应,B正确;
C.Se原子最外层有6个电子,最低负价为-2价,故气态氢化物化学式为,C正确;
D.Se与S同主族,性质相似,常见正化合价有+4、+6价,故常见氧化物为和,D正确;
故选A。
命题点2:“位—构—性”与元素的综合推断
【针对训练4】(25-26高一下·浙江嘉兴·期末)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图,其中Y原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍,W最高正价为+7,下列说法正确的是
A.上述四种元素均能以游离态存在于自然界中
B.X的最简单氢化物是电解质
C.原子半径:Z<W
D.最高价氧化物对应水化物酸性:Z>Y
【答案】D
【分析】短周期中W最高正价为+7,故W为Cl;Y最外层电子数是最内层的2倍,最内层电子数为2,故Y最外层电子数为4,结合相对位置可知Y为第三周期的Si,根据在周期表中的相对位置,则Z为S、X为第二周期的N;据此解答。
【详解】A.Cl、Si元素在自然界中仅以化合态存在,无游离态,并非四种元素都能以游离态存在,A错误;
B.X的最简单氢化物为NH3,NH3自身不能电离,属于非电解质,B错误;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径:S>Cl,即Z>W,C错误;
D.同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,非金属性:S>Si,非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强,故酸性:H2SO4>H2SiO3,即Z>Y,D正确;
故选D。
【针对训练5】(25-26高一下·浙江宁波·期末)W、X、Y、Z代表四种短周期主族元素,其相对位置如下表所示。已知W的原子核外只有1个电子,Y的单质在空气中含量最多,Z的离子半径在同周期中最小。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.W与X形成的化合物可能是固态
C.X和Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 D.Z的氧化物是两性氧化物
【答案】C
【分析】W原子核外只有1个电子,为H;Y的单质在空气中含量最高,为N;结合元素相对位置可知X为与Y同周期相邻的C;Z是第三周期离子半径最小的主族元素,为Al。
【详解】A.同周期主族元素原子半径从左到右递减,故原子半径,Al比C多一个电子层,半径大于C,因此原子半径,即,A正确;
B.W(H)与X(C)形成的化合物为烃类,碳原子数较多的烃为固态(如石蜡),因此可能是固态,B正确;
C.X(C)的最高价氧化物对应水化物为,属于弱酸;Z(Al)的最高价氧化物对应水化物为,是两性氢氧化物,不属于强酸,C错误;
D.Z(Al)的氧化物为,既能与强酸反应生成盐和水,又能与强碱反应生成盐和水,属于两性氧化物,D正确;
故选C。
【针对训练6】(24-25高一下·云南曲靖·期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中X和W位于同一主族,X、Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,Z的最外层电子数是内层电子数的3倍,W的原子半径在短周期元素中是最大的。下列叙述错误的是
A.简单离子半径: B.中仅含共价键
C.最简单氢化物的稳定性: D.YZ遇空气变色
【答案】B
【分析】短周期中Z最外层电子数是内层的3倍,Z为O;W原子半径在短周期最大,W为Na;X与W同主族,X为H;X、Y最外层电子数之和等于Z的最外层电子数(6),则Y最外层电子数为5,且原子序数小于O,故Y为N。
【详解】A.Y、Z、W的简单离子分别为、、,三者电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,即,故A正确;
B.为,与之间存在离子键,内部存在共价键,并非仅含共价键,故B错误;
C.非金属性,非金属性越强最简单氢化物越稳定,故稳定性,即,故C正确;
D.为,常温下遇空气中的反应生成红棕色,遇空气变色,故D正确;
故答案选B。
命题点3:元素周期律中的“规律”
【针对训练7】(24-25高一下·浙江·期中)在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如右下图)的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则。下表中“方法导引”与“示例”对应关系不正确的是
选项
方法导引
示例
A
比较
Mg的金属性强于Be
B
预测
单质Si的熔点较高,则单质硼的熔点也很高
C
实验
向BeCl2溶液中逐滴加入2mol/L的NaOH溶液至过量,能看到先产生白色絮状沉淀,然后溶解
D
模型
Na元素与右上角的Be元素也有类似的对角线规则,性质上也具有一定的相似性
【答案】D
【详解】A.从上到下,同主族元素的金属性依次增强,Mg与Be为同主族元素,且Mg在Be的下方,则Mg的金属性强于Be,A正确;
B.B在Si的左上方,二者的性质符合对角线规则,单质Si的熔点较高,则单质硼的熔点也很高,B正确;
C.Be在Al的左上方,二者的性质相似,Be(OH)2也具有两性,所以向BeCl2溶液中逐滴加入2mol/L的NaOH溶液至过量,先产生白色絮状Be(OH)2沉淀,然后Be(OH)2沉淀溶于过量的NaOH,看到沉淀溶解,C正确;
D.Be在Na的右上方,不符合对角线规则,性质上差异性大,不具有一定的相似性,D不正确;
故选D。
【针对训练8】(24-25高一下·北京·期中)A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如下图。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
下列说法正确的是
A.A和C原子半径的大小关系是:r(A) < r(C)
B.A元素的原子序数为7
C.B元素在周期表中的位置是第二周期第VIA族
D.C元素的最高正价为+7,最低负价为–1
【答案】B
【分析】A、B、C为短周期元素,由图可知,A、C处在第二周期,B处在第三周期。第二、三周期上下相邻元素的原子序数相差8。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数,表明B是16号元素硫,相应地A、C分别是氮、氟。
【详解】A.同周期元素,从左到右半径逐渐减小,A和C原子半径的大小关系是:r(A) >r(C),故A错误;
B.A为N,元素的原子序数为7,故B正确;
C.B元素为S,在周期表中的位置是第三周期第VIA族,故C错误;
D.氟元素只有-1价,故D错误;
故选B。
【针对训练9】(24-25高一上·吉林四平·期末)短周期主族元素X、Y、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示,已知X、Y、Q三种元素最外层电子数之和为17。则下列说法正确的是
A.Q的单质经液化后可储存在钢瓶中
B.原子半径:Y<Z<Q
C.Q元素只有负价,没有最高正价
D.X元素的最高价氧化物对应的水化物为中强酸
【答案】A
【分析】设X、Y元素原子最外层电子数为x,Q元素原子最外层电子数为x+2,则2x+x+2=17,解得x=5,所以X为N,Y为P,Z为S,Q为Cl,以此解题。
【详解】A.Cl的单质氯气经液化后可储存在钢瓶中,A正确;
B.由分析可知,Y为P,Z为S,Q为Cl,同周期主族元素,越靠右原子半径越小,则原子半径:Y>Z>Q,B错误;
C.Cl位于第ⅦA族,最高正价为+7价,C错误;
D.N元素的最高价氧化物对应的水化物硝酸为强酸,D错误;
故选A。
一、单选题
1.(25-26高一下·北京·期中)下列关于元素周期表应用的说法中,不正确的是
A.在金属元素与非金属元素的交界处附近,可以寻找半导体材料
B.在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素
C.在元素周期表的右上角区域进行研究,可以制造出新品种的低毒性农药
D.应用元素周期表可以解释元素性质的递变规律,但无法预测陌生元素及其化合物的性质
【答案】D
【详解】A.金属与非金属交界处的元素导电性介于导体和绝缘体之间,适合制备半导体材料,A正确;
B.过渡元素多为副族和Ⅷ族元素,普遍具有良好的催化活性、耐高温耐腐蚀的特性,可用于制造催化剂和特殊合金,B正确;
C.元素周期表右上角为非金属元素,农药常见组分F、Cl、S、P均位于该区域,可在此研究开发低毒农药,C正确;
D.元素周期表和元素周期律既可以解释已知元素的性质递变规律,也可以根据同周期、同主族的性质递变规律预测陌生元素及其化合物的性质,D错误;
故答案为:D
2.元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的性质具有相似性,这种规律被称为“对角线规则”。下列叙述错误的是
A.在空气中燃烧生成 B.硼酸是弱酸
C.氧化铍的化学式为 D.是两性氢氧化物
【答案】C
【详解】A.Li与Mg性质相似,Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,Li类似,燃烧生成Li2O和Li3N,A正确;
B.B与Si性质相似,H2SiO3为弱酸,故H3BO3也是弱酸,B正确;
C.Be为元素,常见化合价为+2价,O为-2价,氧化铍化学式应为BeO,Be2O3中Be为+3价,不符合实际,C错误;
D.Be与Al性质相似,Al(OH)3是两性氢氧化物,故Be(OH)2也是两性氢氧化物,D正确;
故选C。
3.(24-25高一下·山东青岛·期末)五种短周期元素在周期表中的位置如图所示。已知:W元素原子的最外层电子数是次外层的2倍,下列说法正确的是
A.5种元素最高价氧化物的水化物都是酸
B.、中所含化学键类型相同,熔点都很低
C.简单氢化物的稳定性:
D.只有一种X的氢化物与Y的氧化物发生反应生成强酸
【答案】C
【分析】W元素原子最外层电子数是次外层的2倍,则其次外层电子数为2,故W最外层电子数为4,W为元素。结合周期表位置,M与W同主族且为第三周期元素,故M为元素。X与W同周期且位于W右侧第二列,为第二周期VIA族元素,故X为元素。Y与X同主族且为第三周期元素,故Y为元素。Z与Y同周期且位于Y右侧,为第三周期VIIA族元素,故Z为元素。
【详解】A.X为O元素,O元素无最高正价,除了O元素其他四种元素最高价氧化物的水化物是酸,A错误;
B.含有共价键,也含有共价键,但是二氧化硅的熔点高,B错误;
C.非金属性O>S,元素非金属性越强,简单氢化物越稳定,因此稳定性,即简单氢化物的稳定性:,C正确;
D.X的氢化物有、,与反应生成(强酸),与反应也可生成(强酸),因此不止一种X的氢化物符合条件,D错误;
故选C。
4.(25-26高一下·福建南平·期中)在元素周期表中,E、G、H、J均为前四周期的主族元素,其位置如图所示,E、H、J的核外电子总数之和为55,下列说法正确的是
A.H的氧化物对应水化物都是强酸
B.E、G气态氢化物的沸点前者更高,所以非金属性:E>G
C.E、H最高价氧化物对应水化物的酸性,前者更强
D.气态氢化物的稳定性:
【答案】D
【分析】在元素周期表中,E、G、H、J均为前四周期的主族元素,E是第二周期元素、H和G是第三周期元素、J是第四周期元素;设G的原子序数为a,则E的原子序数为a-8、H的原子序数为a-1、J的原子序数为a+16, E、H、J的核外电子总数之和为55,a-8+a-1+a+16=55,a=16。则E是O元素、G是S元素、H是P元素、J是Ge元素。
【详解】A.P的氧化物对应水化物都是弱酸,故A错误;
B.O的非金属性大于S,H2O的沸点比H2S高,是因为H2O分子间形成氢键,故B错误;
C.O元素没有最高价含氧酸,故C错误;
D.元素非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性N>Ge,气态氢化物的稳定性:,故D正确;
选D。
5.(24-25高一下·四川眉山·期末)运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是
A.铍(Be)是一种轻金属,它的氧化物的水化物可能具有两性
B.砹是一种有色固体,HAt很不稳定,AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体
C.硫酸锶()是难溶于水和盐酸的白色固体
D.硒化氢()是无色,有毒,比稳定的气体
【答案】D
【详解】A.铍与铝在元素周期表中处于对角线位置,性质相似,氢氧化铝具有两性,因此铍的氧化物的水化物可能具有两性,且铍属于轻金属,A正确;
B.卤族元素从上到下单质颜色逐渐加深,气态氢化物稳定性逐渐减弱,卤化银颜色逐渐加深、难溶于水且感光性逐渐增强,因此砹是有色固体,HAt很不稳定,AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体,B正确;
C.锶与钡同主族,同主族元素化合物性质相似,硫酸钡是难溶于水和盐酸的白色固体,因此硫酸锶也是难溶于水和盐酸的白色固体,C正确;
D.硒与硫同主族,硫的非金属性强于硒,非金属性越强气态氢化物越稳定,因此稳定性弱于,D错误;
故选D。
6.(25-26高一下·湖北十堰·期末)已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,X的最简单氢化物是天然气主要成分,Y是地壳中含量最高的元素,Z的单质常温下为银白色金属,W的单质可用于杀菌消毒。下列说法正确的是
A.简单气态氢化物稳定性:
B.原子半径:
C.Z与Y形成的化合物均为碱性氧化物
D.W的最高价氧化物对应水化物为强酸
【答案】D
【分析】X的最简单氢化物是天然气主要成分(甲烷),故为碳();是地壳中含量最高的元素,故为氧();短周期中可用于杀菌消毒的单质为,故为氯();原子序数介于和之间,为短周期主族银白色金属,可能为、、。据此分析。
【详解】A.非金属性越强,简单气态氢化物稳定性越强,非金属性,故稳定性:,A错误;
B.电子层越多原子半径越大,同周期主族元素从左到右原子半径减小,故原子半径顺序为:,B错误;
C.若为,其与形成的不是碱性氧化物,若为,是两性氧化物,C错误;
D.的最高价氧化物对应水化物为高氯酸(),是典型强酸,D正确;
故选D。
7.(25-26高一下·浙江湖州·期末)X、Y、Z、M、Q、R均为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Q>Y
B.化合物R(YX)2是强碱
C.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
D.Y与X或者M都可以形成具有漂白性的物质
【答案】A
【分析】首先推断元素:X只有+1价且原子半径最小,为H;Y只有-2价无正价,为O,Z最高+5价、最低-3价,原子半径大于O小于Cl,为N,M最高+7价、最低-1价,为Cl,Q为+1价,原子半径大于Cl小于R,为Na,R为+2价,原子半径最大,为Ca;
【详解】A.Q的简单离子为,Y的简单离子为,二者核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,即,A错误;
B.为,溶解的部分在水溶液中完全电离,属于强碱,B正确;
C.H、O、N三种元素可组成酸(如)、碱(如)、盐(如),C正确;
D.O和H形成的具有漂白性,O和Cl形成的等物质也具有漂白性,D正确;
故答案选A。
8.(25-26高一下·安徽阜阳·期中)四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有一种金属元素。
W
X
Y
Z
下列说法错误的是
A.Y的单质能与盐酸反应 B.原子半径:
C.常用于测定古文物年代 D.W的最高价氧化物对应的水化物为强酸
【答案】D
【分析】四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有一种金属元素,故四种元素W、X、Y、Z分别为B、C、Al、Si。
【详解】A.Y为Al,Al与盐酸反应:,A正确;
B.原子半径从上往下逐渐增大,从左往右逐渐减小,故Al(Y)半径最大,其次为Si(Z),然后是B(W),原子半径最小的是X,B正确;
C.常用于测定古文物年代,C正确;
D.W为B,最高价氧化物对应的水化物为弱酸,D错误;
故选D。
9.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某分子结构如图所示,其中Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素。Q是宇宙中含量最多的元素,R的某些同位素可用于考古研究文物年代测定,X与Z位于同一主族。下列说法正确的是
A.原子半径:Y>Z
B.R元素的单质不与任何酸或碱反应
C.用1个Cl原子取代1个Q原子,可得到2种不同的结构
D.热稳定性:X的氢化物>W的氢化物
【答案】C
【分析】Q是宇宙中含量最高的元素,为;R的同位素用于考古年代测定,为;结合原子序数依次增大、短周期非金属、成键特点和X与Z同主族的条件,可推出W为,X为,Y为,Z为。
【详解】A.同周期主族元素从左到右原子半径减小,同主族从上到下原子半径增大,原子半径,即,A错误;
B.R为,碳单质可与浓硫酸、浓硝酸等酸在一定条件下反应,B错误;
C.该分子中等效氢共2种(与O相连的C上的氢、与N相连的C上的氢),故1个取代1个只能得到2种结构,C正确;
D.X的氢化物包括和,热稳定性弱于,未指明最简单氢化物,结论不成立,D错误;
故答案选C。
10.(25-26高一下·甘肃兰州·期中)元素周期律可以帮助人们认识物质性质,下列基于元素周期律的推断正确的是
A.的非金属性强于,则酸性:
B.与加热条件下生成,与加热条件下也生成
C.由氧化性:F2>O2,推断通入水中可以发生反应:
D.随着核电荷数递增,第VIIA族元素单质的熔点逐渐降低
【答案】C
【详解】A.元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,H3PO3不是P的最高价含氧酸(P最高价为,对应最高价含氧酸为H3PO4),无法通过N、P的非金属性比较和H3PO3的酸性,A错误;
B.Li的金属性弱于Na,与O2加热反应只生成Li2O,不会生成Li2O2,B错误;
C.氧化性F2>O2,氧化性强的单质可以置换出氧化性弱的单质,F2通入水中确实发生反应,C正确;
D.第VIIA族卤素单质均为分子晶体,相对分子质量越大分子间作用力越强,熔点随核电荷数递增逐渐升高,D错误;
答案选C。
11.(25-26高一下·河南南阳·阶段检测)短周期主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X 的质子数之和等于Z的质子数,Y的最外层电子数是其内层电子总数的一半,X与Z同主族。下列说法正确的是
A.简单氢化物的还原性:X>W
B.简单离子半径:Y>Z>X
C.Y与Z形成的化合物中每个原子均能达到8电子稳定结构
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>X
【答案】B
【分析】短周期主族元素Y最外层电子数是内层电子总数的一半,若Y为第二周期元素,内层电子总数为2,最外层电子数为1,对应元素为Li,原子序数为3,不存在原子序数介于Li之前的主族元素X与后续同主族短周期元素Z,排除该可能,故Y为第三周期元素,内层电子总数为10,最外层电子数为5,对应元素为P;X与Z为短周期同主族元素,二者质子数差值为8,结合W与X的质子数之和等于Z的质子数,可得W的质子数为8,对应元素为O;原子序数依次增大,X原子序数介于8和15之间,为第二周期主族元素,对应X为F,Z为与F同主族的第三周期元素Cl,最终确定W为O,X为F,Y为P,Z为Cl。
【详解】A.非金属性F强于O,非金属性越强对应简单氢化物的还原性越弱,故简单氢化物还原性,即W>X,A错误;
B.电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,电子层数越多离子半径越大,电子层为2层,、电子层为3层,核电荷数P<Cl,故离子半径,即Y>Z>X,B正确;
C.Y与Z形成的化合物如中P原子最外层电子数为10,不满足8电子稳定结构,C错误;
D.非金属性Cl>P,F无正价不存在最高价氧化物对应水化物,故最高价氧化物对应水化物酸性仅满足,X不存在对应酸,D错误;
故选B。
二、非选择题
12.(25-26高一下·河南·阶段检测)下表是元素a~h在元素周期表中的位置。
回答下列问题:
(1)生活中常见的a的简单气态氢化物的电子式为___________。
(2)h的原子结构示意图为___________。
(3)a~h这8种元素中,金属性最强的元素是___________(填元素符号,下同),非金属性最强的元素是___________。
(4)g的单质与水反应的离子方程式为___________。
(5)d~g4种元素形成的简单离子中,半径最小的离子是___________(填离子符号)。
(6)e的最高价氧化物对应的水化物与d的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式为___________。
(7)用原子结构解释非金属性g>f的原因:___________。
(8)依据元素周期律,下列推断正确的是___________(填标号)。
A.单质的还原性:d>e B.气态氢化物的稳定性:c>g
C.f的+4价氧化物既有氧化性又有还原性 D.c的单质的颜色比g的深
【答案】(1)
(2)
(3) Na F
(4)
(5)
(6)
(7)Cl与S位于同一周期的主族元素,同周期主族元素从左到右,核电荷数依次增多,原子半径逐渐减小,元素原子的得电子能力逐渐增强,元素的非金属性逐渐增强,因此非金属性:Cl>S
(8)ABC
【分析】首先根据周期表位置确定各元素:a是C、b是N、c是F、d是Na、e是Al、f是S、g是Cl、h是Ar。
【详解】(1)a是碳,生活中常见的简单气态氢化物为甲烷,其电子式为;
(2)h是氩,原子序数为18,原子核外电子分层排布,K层2个、L层8个、M层8个,故h的原子结构示意图为;
(3)同周期,从左到右,元素的金属性减弱,同主族,从上到下,元素的金属性增强,则8种元素中Na金属性最强;同周期,从左到右,元素的非金属性增强,同主族,从上到下,元素的非金属性减弱,8种元素中F非金属性最强;
(4)氯气与水反应生成HCl和弱电解质HClO,HClO不能拆,该反应为可逆反应,故氯气和水反应的离子反应方程式为;
(5)d~g的简单离子为、、,为3层电子,半径大于2层电子的;电子层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,因此半径最小的是;
(6)e的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物,d的最高价氧化物对应水化物是NaOH,二者反应生成四羟基合铝酸钠,离子方程式为;
(7)Cl与S位于同一周期的主族元素,同周期主族元素,从左到右,核电荷数依次增多,原子半径逐渐减小,元素原子的得电子能力逐渐增强,元素的非金属性逐渐增强,因此非金属性:Cl>S;
(8)A.同周期,从左到右,元素的金属性减弱,单质的还原性减弱,还原性:,A正确;
B.非金属性:,非金属性,越强气态氢化物越稳定,稳定性:,B正确;
C.S的+4价氧化物为,+4价S为中间价态,化合价既可以升也可以降,因此既有氧化性又有还原性,C正确;
D.卤素单质,从上到下,颜色逐渐加深,(淡黄绿色)颜色比(黄绿色)浅,D错误;
故答案选ABC。
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