元素周期表和元素周期律的应用Word文档下载推荐.docx
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二、元素周期表和周期律的应用
1．预测元素及其化合物的性质
（1）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。
（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。
根据卤素元素的性质递变规律，可推知不常见元素砹（At）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。
2．应用于元素“位置—结构—性质”的相互推断。
3．指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。
4．寻找有特殊用途的新物质
1．元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
A
B
①制半导体的元素
（a）F、Cl、Br、N、S“三角地带”
①
②制催化剂的元素
（b）金属与非金属元素的分界线附近
②
③制制冷剂的元素
（c）相对原子质量较小的元素
③
④地壳中含量较多的元素
（d）过渡元素
④
答案 （b） （d） （a） （c）
2．门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。
（1）门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗（Ge）。
①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。
试比较元素的非金属性Si________Ge（用“>
”或“<
”表示）。
②锗位于硅的下一周期，写出锗在周期表中的位置：
________。
根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是______________________________________。
③硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是________（填“硅”或“锗”）。
（2）“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓（Ga）。
①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。
试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因：
________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②为判断Ga（OH）3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液、________
和________。
答案
（1）①>
②第四周期第ⅣA族 作半导体材料
③锗
（2）①原子最外层电子数都是3个 ②NaOH溶液 稀硫酸（或盐酸）
1.元素位置、原子结构、元素性质之间的关系
2．元素“位、构、性”规律中的特例
（1）绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕（
H）无中子。
（2）元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。
（3）所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。
（4）非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。
（5）氟无正价，氧无最高正价；
在Na2O2中氧显－1价；
在NaH中氢显－1价。
1．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。
下列说法正确的是（ ）
A．元素的性质总在不断地发生明显的变化
B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C．可在虚线附近寻找半导体材料（如Ge、Si等）
D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料
答案 C
解析 同族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误；
紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误；
耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误。
2．X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。
Z原子的核外电子数比Y原子少1。
A．元素非金属性由弱到强的顺序为Z＜Y＜X
B．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C．三种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定
D．原子半径由大到小的顺序为Z＜Y＜X
答案 A
解析 X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明X是氧元素，则Y必然为硫元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1，则Z为磷元素。
元素非金属性由弱到强的顺序为P<
S<
O，A项正确；
S元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4，B项错误；
非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，因此X的气态氢化物最稳定，C项错误；
根据元素周期律，原子半径由大到小的顺序为Z>
Y>
X（P>
S>
O），D项错误。
3.四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T是地壳中含量最高的金属元素。
下列说法不正确的是（ ）
A．W的氢化物比R的氢化物稳定
B．T的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱
C．Q的原子半径比T的小
D．W和Q的原子序数相差10
答案 B
解析 T是地壳中含量最高的金属元素，则T是Al元素，结合四种短周期元素在周期表中的相对位置推知，Q是C元素，R是P元素，W是S元素。
A对，由于元素的非金属性：
P，则氢化物的稳定性：
H2S>
PH3；
B错，T是Al元素，其最高价氧化物对应的水化物是Al（OH）3，属于两性氢氧化物；
C对，Q（C）处于第二周期，T（Al）处于第三周期，则原子半径：
C<
Al；
D对，W（S）的原子序数是16，Q（C）的原子序数是6，二者的差值是10。
4．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗（Ge）、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。
已知锗的原子序数为32。
（1）它位于元素周期表中第______周期第______族。
（2）锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是________（填序号）。
①它与硅位于同一主族
②它位于周期表中金属与非金属分界线附近
③它位于边界线附近
④它是两性物质
（3）材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是________（填字母）。
A．左上角B．右上角
C．过渡元素D．金属与非金属分界线附近
答案
（1）四 ⅣA
（2）② （3）D
解析 根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期第ⅣA族元素。
锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质。
题组一 元素周期表的分区和化合价变化规律
1．已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是（ ）
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小（稀有气体除外）
解析 某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；
F没有正价，故B说法错误；
第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；
同周期元素从左向右原子半径逐渐减小（稀有气体除外），因此卤族元素的原子半径是同周期元素中最小的，故D说法正确。
2．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
3．下列有关元素化合价的说法正确的是（ ）
A．氯元素只有－1、＋1、＋5、＋7四种价态
B．主族元素的最高正化合价均等于其族序数
C．非金属元素的最低负化合价＝最高正化合价－8
D．金属元素无负化合价、氟元素无正化合价
答案 D
解析 氯元素还有＋3、＋4等价态，A错误；
氟元素没有正化合价，B错误；
氢元素的最低负化合价为－1，C错误；
金属元素的原子不能得到电子，故没有负化合价，D正确。
题组二 元素周期表和元素周期律的应用
4．下列有关过渡元素的说法正确的是（ ）
A．新型高效催化剂多与过渡元素有关
B．高效低毒农药多与过渡元素有关
C．过渡元素中只有铁、锰等少数元素存在变价
D．大多数过渡元素的单质不能与酸反应
解析 高效低毒农药多与元素周期表右上方的元素有关，B错误；
过渡元素多数都具有变价，C错误；
过渡元素最外电子层上的电子较少，具有较强的还原性，可与酸发生反应，D错误。
5．铊是超导材料的组成元素之一，铊在周期表中位于第六周期，与铝是同主族元素，元素符号是Tl，以下对铊的性质推断不正确的是（ ）
A．铊是易导电的银白色金属
B．能生成＋3价离子
C．氧化铊是两性氧化物
D．Tl3＋的氧化性比Al3＋弱
解析 同族元素性质有相似性，如铝是易导电的银白色金属，可形成＋3价离子，则铊元素也具有上述性质，A、B正确；
同主族元素随核电荷数的递增金属性逐渐增强，氧化铝是两性氧化物，则氧化铊是碱性氧化物而不具有两性，C错误；
Tl3＋的氧化性比Al3＋弱，D正确。
6．第ⅡA族元素从第二周期到第六周期的元素分别是Be（铍）、Mg（镁）、Ca（钙）、Sr（锶）、Ba（钡）。
下列关于第ⅡA族元素的推断可能正确的是（ ）
①常温下，单质铍能与水剧烈反应放出H2 ②常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2 ③Be（OH）2易溶于水 ④Ba（OH）2易溶于水 ⑤SrCO3易溶于水
A．①②③B．③⑤
C．②④D．①②③④⑤
解析 同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，与水反应越来越剧烈，即常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2，①错误，②正确；
Mg（OH）2难溶于水，Ca（OH）2微溶于水，推出Be（OH）2难溶于水，③错误；
Ba（OH）2是易溶于水的强碱，④正确；
根据MgCO3微溶、CaCO3、BaCO3难溶于水，推出SrCO3难溶于水，⑤错误。
7.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。
已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：
X<
Y<
Z
B．气态氢化物的热稳定性：
X>
C．一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：
W
解析 设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×
（y＋1），解得y＝7，则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。
原子半径：
Z<
X，A项错误；
气态氢化物的热稳定性：
Z，B项错误；
氧元素、氯元素都能与Mg反应形成化合物，分别为MgO、MgCl2，C项正确；
最高价氧化物对应水化物的酸性：
W，D项错误。
8．X、Y、Z、W为元素周期表中前20号元素中的四种，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y、Z位于同周期，Z位于第ⅣA族。
W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。
W<
X
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：
D．Y的氧化物为两性氧化物
解析 由题意可推出X为O，Y为Al，Z为Si，W为K。
A项，原子半径：
W>
Z>
X，错误；
B项，气态氢化物的热稳定性是H2O>
SiH4，错误；
C项，最高价氧化物对应的水化物的碱性：
KOH>
Al（OH）3，错误；
D项，Y的氧化物Al2O3为两性氧化物，正确。
9．元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断，下列说法不正确的是（ ）
A．若aX2＋和bY－的核外电子层结构相同，则原子序数：
a＝b＋3
B．由水溶液的酸性：
HCl>
HF，可推断出元素的非金属性：
Cl>
F
C．锗与硅位于金属元素与非金属元素的分界线处，都能作半导体材料
D．S和Se分别位于第ⅥA族的第三、四周期，则氢化物的热稳定性：
H2Se
解析 aX2＋的核外电子数为a－2，bY－的核外电子数为b＋1，由核外电子层结构相同可知a－2＝b＋1，则a＝b＋3，A正确；
HCl和HF不是最高价含氧酸，所以不能根据两者酸性强弱来判断元素非金属性的强弱，B错误；
锗与硅位于金属元素与非金属元素的分界线处，都可以作半导体材料，C正确；
同一主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，S的非金属性比Se的强，则氢化物的热稳定性：
H2Se，D正确。
10．根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是（ ）
A．气态氢化物的稳定性：
H2O>
NH3
B．钠元素的金属性比镁元素的强
C．如图所示实验可证明元素的非金属性：
C>
Si
D．上图中NaHCO3饱和溶液的作用为除去CO2中的HCl气体
解析 元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，O元素的非金属性强于N元素，所以气态氢化物的稳定性：
NH3，A项正确；
在同一周期中，从左至右元素的金属性越来越弱，钠元素在镁元素的左边，所以钠元素的金属性比镁元素的强，B项正确；
证明非金属性强弱，比较的是元素的最高价氧化物对应水化物的酸性，稀盐酸不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，C项错误。
11．在一定条件下，RO
和I－发生反应的离子方程式为RO
＋6I－＋6H＋===R－＋3I2＋3H2O，则RO
中R元素的化合价及R所在的族是（ ）
A．＋5价，第ⅦA族B．＋5价，第ⅤA族
C．＋7价，第ⅦA族D．＋7价，第ⅤA族
解析 根据电荷守恒可知n＝1，所以RO
中R元素的化合价是＋5价；
还原产物是R－，说明R元素的最低化合价是－1价，所以R是第ⅦA族元素，A项正确。
12．下列事实不能用元素周期律解释的是（ ）
A．酸性：
H2SO3>
H2CO3
B．还原性：
S2－>
Cl－
C．气态氢化物的稳定性：
NH3>
CH4
D．Cl2从KI溶液中置换出I2
解析 元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，H2SO3不是最高价含氧酸，不能用元素周期律解释，A选；
硫的非金属性弱于氯，故还原性：
Cl－，能用元素周期律解释，B不选；
N的非金属性强于C，所以气态氢化物的稳定性：
CH4，能用元素周期律解释，C不选；
氯的非金属性强于碘，所以Cl2从KI溶液中置换出I2，能用元素周期律解释，D不选。
13．四种主族元素的离子aXm＋、bYn＋、cZn－和dRm－（a、b、c、d为元素的原子序数），它们具有相同的电子层结构，若m＞n，则对下列叙述的判断正确的是（ ）
①a－b＝m－n
②元素的原子序数：
a＞b＞c＞d
③元素非金属性：
Z＞R
④最高价氧化物对应水化物的碱性：
X＞Y
A．②③B．③
C．①②③④D．①②③
解析 金属元素的原子失去电子变为阳离子，非金属元素的原子获得电子变为阴离子，原子失去或获得的电子越多，其所带的电荷就越多，根据题意可得：
a－m＝b－n，整理可得a－b＝m－n，①正确；
由于这几种离子的电子层结构相同，aXm＋、bYn＋是阳离子，失去的电子：
m>
n，所以原子序数：
a＞b；
cZn－和dRm－是阴离子，得到的电子：
c>
d，阳离子的原子序数大于阴离子的原子序数，所以元素的原子序数：
a>
b>
d，②正确；
同一周期的元素，原子序数越大，元素非金属性越强，由于Z的原子序数大于R的原子序数，所以非金属性：
Z＞R，③正确；
同一周期的元素，原子序数越大，元素的金属性就越弱，原子序数：
X＞Y，所以最高价氧化物对应水化物的碱性：
Y＞X，④错误。
14．A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。
A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。
则4种元素的符号依次是A________，B________，C________，D________。
答案 S Cl K Ca
解析 由A、D两元素核外电子排布的特点可知：
A为S，D为Ca；
由核电荷数的相对大小及它们离子的电子层结构，可知B为Cl，C为K。
15．（2020·
北京顺义区高一检测）下表列出了①～⑪共11种元素在元素周期表中的位置：
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
一
二
⑤
三
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
四
⑪
请按要求回答下列问题：
（1）画出这11种元素中，非金属性最强的元素的原子结构示意图__________________。
（2）元素④⑤⑩分别和①形成的气态化合物中，最稳定的是____________________（填化合物的化学式）。
（3）元素⑨⑩⑪的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是____________________（填化合物的化学式）。
（4）在盛有水的小烧杯中加入元素⑩的单质，发生反应的离子方程式：
____________________
（5）请从原子结构的角度解释元素⑩的非金属性比元素⑪强的原因_______________________
答案
（1）
（2）HF （3）HClO4 （4）Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO （5）Cl和Br在同一主族，Br比Cl多一个电子层，Br原子的半径大，得电子能力弱
解析 由元素在周期表中的位置可知，①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Mg、⑧为Al、⑨为S、⑩为Cl，⑪为Br。
（1）同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，11种元素中，非金属性最强的元素是F，F原子核外有9个电子，原子结构示意图是
。
（2）F、O、Cl中，非金属性最强的是F，所以最稳定的是HF。
（3）S、Cl、Br中，非金属性最强的是Cl，非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，酸性最强的是HClO4。
（4）在盛有水的小烧杯中加入氯气反应生成盐酸和次氯酸，发生反应的离子方程式是Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO。
16．下表为元素周期表的一部分。
用化学式或元素符号回答下列问题。
（1）①③⑤中，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是________。
（2）②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是________。
（3）②和⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为________、________。
单质⑤与其反应的离子方程式分别为________________，________________。
①和⑨两种元素形成化合物的化学式为________，该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
答案
（1）NaOH
（2）r（K＋）>
r（Ca2＋）>
r（Mg2＋） （3）KOH HBrO4 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑ 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ NaBr Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
解析
（1）①③⑤最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Mg（OH）2、Al（OH）3，故碱性最强的是NaOH。
（2）②③④形成的简单阳离子分别为K＋、Mg2＋、Ca2＋，其离子半径大小顺序为r（K＋）>
r（Mg2＋）。
（3）②⑨的最高价氧化物对应的水化物分别为KOH、HBrO4。
①和⑨两种元素形成化合物的化学式为NaBr，Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。
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