元素周期表和元素周期律的应用
时间：45 分钟 一、选择题 1．运用元素周期律分析下面的判断，其中错误的是( B ) A．铍(Be)的氧化物的水化物可能具有两性 B．砹(At)为白色固体，HAt 不稳定，AgAt 感光性很强 C．硫酸锶(SrSO 4 )是难溶于水的白色固体 D．硒化氢(H 2 Se)无色、有毒，比 H 2 S 更不稳定 解析：对角线处的元素具有相似的性质，Al(OH) 3 是两性氢氧化物，所以 Be(OH) 2 有可能是两性氢氧化物，A 项正确；卤素单质的颜色由上至下逐渐加深，因而 At 单质的颜色不能是白色固体，B 项错；Sr 与 Ba、Ca 同主族，对应的硫酸盐应具有相似的溶解性，C 项正确；Se 与 S 位于ⅥA 族，非金属性比 S 弱，因此 H 2 Se 比 H 2 S 更不稳定，D 项正确。
2．科学家预测原子序数为 114 的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期第ⅣA 族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是( B ) A．它的最外层电子数为 4 B．它的最高价氧化物的水化物是强酸 C．它具有＋2、＋4 价 D．它的金属性比铅强 解析：
3.如图为周期表中短周期的一部分。已知 a 原子的最外层上的电子数目是次外层电子数目的一半，下列说法中不正确的是( C )
A．元素 a 的最高价氧化物的水化物的酸性比 b 的弱 B．元素 a 的原子半径比 d 的大 C．元素 a 的单质在空气中燃烧会导致“温室效应” D．元素 a 的单质是一种良好的半导体材料 解析：由图知，d 处于第二周期，a、b、c 处于第三周期。a 原子的最外层上的电子数
是次外层电子数的一半，则 a 是 Si，b 是 P，c 为硫，d 为氮元素，再由元素周期律可推出答案。
4．根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是( C ) A．气态氢化物的稳定性：H 2 O>NH 3 >SiH 4
B．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
D．用中文“ ”(ào)命名的第 118 号元素在周期表中位于第七周期 0 族 解析：非金属性：O>N>C>Si，故气态氢化物的稳定性：H 2 O>NH 3 >SiH 4 ，A 项正确；H 与 C、N、O、F 等非金属元素形成共价化合物，与 Na、Mg 等金属元素形成离子化合物，B 项正确；题图所示实验可证明酸性：HCl>H 2 CO 3 >H 2 SiO 3 ，但元素非金属性的强弱与元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱有关，HCl 不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，故不能根据其酸性强弱判断 Cl 的非金属性强弱，C 项错误；118 号元素在元素周期表中位于第七周期 0族，D 项正确。
5．运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是( B ) A．已知 Ra 是第七周期第ⅡA 族的元素，故 Ra(OH) 2 的碱性比 Mg(OH) 2 的碱性强 B．已知 As 是第四周期第ⅤA 族的元素，故 AsH 3 的稳定性比 NH 3 的稳定性强 C．已知 Cs 的原子半径比 Na 的原子半径大，故 Cs 与水反应比 Na 与水反应更剧烈 D．已知 Cl 的核电荷数比 Al 的核电荷数大，故 Cl 的原子半径比 Al 的原子半径小 解析：同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，故碱性 Ra(OH) 2 比 Mg(OH) 2 强；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，故稳定性 NH 3 大于 AsH 3 ；Na、Cs 同主族，Cs 原子半径大，金属性强，与水反应更剧烈；Al、Cl 同周期，随着核电荷数的增大，原子半径逐渐减小。
6.右表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关 R、W、X、Y、Z 五种元素的叙述中，正确的是( D )
A．常压下五种元素的单质中，Z 单质的沸点最高 B．Y、Z 的阴离子电子层结构都与 R 原子的相同 C．W 氢化物的稳定性比 X 氢化物稳定性强 D．Y 元素的非金属性比 W 元素的非金属性强 解析：Z 的阴离子电子层结构比 R 原子的多一个电子层，根据同周期的元素从左到右，非金属性逐渐增强可知 Y 元素的非金属性比 W 元素的非金属性强。
7．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( A ) A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定 解析：短周期元素中，最外层电子数是次外层电子数一半的元素只有 Li、Si，而非金属元素只能是 Si。Si 是亲氧元素，在自然界中主要以氧化物或硅酸盐的形式存在，A 项正确；Si 单质常用作半导体材料，SiO 2 可用作光导纤维，B 项错误；硅的最高价氧化物 SiO 2一般不与酸反应，但可与氢氟酸反应，C 项错误；根据同一主族元素性质的变化规律知，SiH 4的稳定性小于 CH 4 ，D 项错误。
8.已知 X、Y、Z、W 四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示，则下列说法中正确的是( B )
A．Z 元素的原子序数可能比 Y 元素的小 B．Z 元素的最高正化合价可能比 Y 元素的高 C．W 的气态氢化物的稳定性一定比 Y 的强 D．Z 的最高价氧化物对应水化物的酸性一定比 W 的强 解析：A 项，Z 元素在 Y 的下一周期，其原子序数一定比 Y 大；B 项，当 Z 为 P，Y 为 F时，P 的最高正价为＋5，F 的最高价为 0；C 项，根据同主族元素性质递变规律，Y 的氢化
物稳定性比 W 的氢化物稳定性强；根据元素周期律可知 D 项错误。
9.短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大。m、p、q、r、s 是由这些元素组成的二元化合物，常温常压下 r 为液体，其余均为无色气体，m 的摩尔质量为 p 的 2 倍，n 是元素 Y 的单质，是绿色植物光合作用产生的无色气体，p 物质能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，q 能使品红溶液褪色。几种物质之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是( D )
A．s 是 NO 2
B．非金属性：X>Y>Z C．q 与 s 均为酸性氧化物 D．X 的单质与 Y 的单质在一定条件下能发生反应 解析：二元化合物 r 常温常压下为液体，则 r 可能是水，由“n 是元素 Y 的单质，是绿色植物光合作用产生的无色气体，p 物质能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，q 能使品红溶液褪色”推知 n 是氧气、p 是氨气、q 是二氧化硫，由“m 的摩尔质量为 p 的 2 倍”推知 m 的相对分子质量是 34，则 m 是硫化氢。原子序数依次增大的 W、X、Y、Z 分别是 H、N、O、S。A项，s 是 NO，而不是 NO 2 ，错误。B 项，非金属性：O>N>S，错误。C 项，NO 不是酸性氧化物，错误。D 项，氮气和氧气在高温或放电条件下能发生化合反应生成 NO，正确。
10．镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是( B ) A．Li 2 SO 4 能溶于水 B．LiOH 是易溶于水、受热不分解的强碱 C．Li 遇浓硫酸不产生“钝化”现象 D．Li 2 CO 3 受热分解，生成 Li 2 O 和 CO 2
解析：Mg 和 Li 处于对角线位置，它们的性质相似；A 项，MgSO 4 易溶于水，故 Li 2 SO 4也易溶于水，A 正确；B 项，Mg(OH) 2 难溶于水，受热易分解，所以 LiOH 应难溶于水，受热易分解，故 B 错误；C 项， Mg、Li 均不能发生钝化，C 项正确；D 项，MgCO 3 受热分解，生成 MgO 和 CO 2 ，所以 Li 2 CO 3 受热分解，生成 Li 2 O 和 CO 2 ，故 D 正确。
11．有 X、Y 两种元素，原子序数≤20，X 的原子半径小于 Y，且 X、Y 原子的最外层电
子数相同(选项中 m 、 n 均为正整数)。下列说法正确的是( A ) A．若 X(OH) n 为强碱，则 Y(OH) n 也一定为强碱 B．若 H n XO m 为强酸，则 X 的氢化物溶于水一定显酸性 C．若 X 元素形成的单质是 X 2 ，则 Y 元素形成的单质一定是 Y 2
D．若 Y 的最高正价为＋ m ，则 X 的最高正价一定为＋ m
解析：因 X 的原子半径小于 Y 且 X、Y 原子的最外层电子数相同，则推知 X、Y 属同主族，且 X 在 Y 的上一周期，因此 A 项中若 X(OH) n 为强碱，则 Y(OH) n 也一定为强碱，A 正确；B 项中 H n XO m 为强酸，其氢化物溶于水不一定显酸性，如 HNO 3 →NH 3 ，B 错；C 项中 X 元素单质是X 2 ，但 Y 元素单质不一定为 Y 2 ，如 O 2 和 S，C 错；D 项中若 Y 的最高正价为＋ m ，而 X 的最高正价不一定为＋ m ，如 F 无正价，而 Cl 的最高正价为＋7，D 错。
12．短周期元素 X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( A )
A．元素 X 与元素 Z 的最高正化合价之和的数值等于 8 B．原子半径的大小顺序为：
r X > r Y > r Z > r W > r Q
C．离子 Y2－ 和 Z 3＋ 的核外电子数和电子层数都不相同 D．元素 W 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比 Q 的强 解析：本题考查元素周期表和元素周期律知识，是高考常考点。首先根据短周期元素位置推知 X、Y、Z、W、Q 分别为 N、O、Al、S、Cl。A 项，N、Al 最高正价之和为 8，A 正确。B 项，原子半径主要看电子层数，其次看核电荷数，所以原子半 径大小顺序为r (Al)> r (S)> r (Cl)> r (N)> r (O)。C 项，O2－ 与 Al 3＋ 核外电子数和电子层数相同。D 项，酸性HClO 4 >H 2 SO 4 ，故 D 错。
二、非选择题 13．①～⑪在元素周期表的对应位置如图所示，用化学式或元素符号回答下列问题。
(1)11 种元素中，化学性质最不活泼的是 Ar。
(2)①②⑤中，最高价氧化物的水化物，碱性最强的是 KOH。
(3)②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是 K＋ >Ca 2＋ >Mg 2＋ 。
(4)元素⑦的氢化物分子式为 H 2 O，该氢化物常温下和元素②的单质反应的离子方程式是2K＋2H 2 O===2K＋ ＋2OH － ＋H2 ↑，该氢化物与元素⑧的单质反应的离子方程式是 Cl 2 ＋H 2＋ ＋Cl － ＋HClO。
(5)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为 NaOH 和 HBrO 4 。①和⑨两元素形成化合物的化学式为 NaBr，该化合物灼烧时焰色为黄色，该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为 Cl 2 ＋2Br－ ===2Cl － ＋Br2 。
(6)① 和 ⑤ 最 高 价 氧 化 物 对 应 的 水 化 物 相 互 反 应 的 化 学 方 程 式 为 NaOH ＋Al(OH) 3 ===NaAlO 2 ＋2H 2 O。
(7)⑥和⑧形成的化合物的化学式为 CCl 4 ，该化合物溶解⑨的单质所得溶液为 Br 2 的 CCl 4溶液。
(8)⑧⑨⑪三种元素形成的气态氢化物最稳定的是 HF。
解析：首先根据元素在周期表中的位置推断出各种元素，然后根据元素周期律解答。
14．有 X、Y、Z 三种元素的原子序数依次增大，且位于同周期，价电子数之和为 10。它们的最高价氧化物的水化物之间，任意两种都能反应生成盐和水，M 元素与上述三种元素位于相邻的周期，而 M 原子的 L 电子层上有 4 个电子，试写出：
(1)X、Y、Z、M 的元素符号：X Na，Y Al，Z S，M C。
(2)Y 位于元素周期表中第三周期，第ⅢA 族。
(3)Z 的原子结构示意图为 。
(4)X 单质跟水反应的离子方程式为 2Na＋2H 2 O===2Na＋ ＋2OH － ＋H2 ↑。
(5)Y 的最高价氧化物与 Z 的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为 Al 2 O 3 ＋3H 2 SO 4 ===Al 2 (SO 4 ) 3 ＋3H 2 O。
(6)X 的氧化物的水化物与 Y 的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为 NaOH＋Al(OH) 3 ===NaAlO 2 ＋2H 2 O。
解析：首先推出 M 元素为 6 号元素即碳，则 X、Y、Z 为第三周期元素，因为它们的最高价氧化物的水化物任意两者均能反应，说明一定有 Al 元素，因为 Al(OH) 3 是两性氢氧化物，即 Y 是铝，则 X 是钠，因为 NaOH 可以跟 Al(OH) 3 作用，由价电子数，确定 Z 是硫(S)。
15．某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质的递变规律后，设计了一套实验方案进行实验探究，并记录了有关实验现象，如下表。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：探究同周期元素性质的递变规律。
(2)实验仪器：试管；烧杯；酒精灯；试管夹；镊子；小刀；玻璃片；砂纸；胶头滴管等。
(3)实验药品：钠、镁带、铝条、2 mol·L－1 盐酸、新制的氯水、饱和 H2 S 溶液、AlCl 3
溶液、NaOH 溶液等。
(4)请你写出上述的实验操作对应的现象：(用 A～F 表示) ①B；②F；③A；④D；⑤C；⑥E。
写出实验操作②、⑥中有关反应的离子方程式：
实验②Cl 2 ＋H 2 S===2H＋ ＋2Cl － ＋S↓， 实验⑥Al3＋ ＋3OH － ===Al(OH)3 ↓、Al(OH) 3 ＋OH－ ===AlO －2 ＋2H 2 O。
(5)实验结论：金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S(或同周期元素由左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强)。