元素周期律与元素周期表.docx

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元素周期律与元素周期表

高考化学分类解析（七）——元素周期律与元素周期表

●考点阐释

1.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）。

2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质（例如：

原子半径、元素化合价、单质及其重要化合物的性质）的递变规律与原子结构的关系；以第ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。

3.作为元素周期律具体表现的元素周期表应用广泛，应对其结构十分熟悉。

能根据提供的原子序数判断其在元素周期表中的位置（一般指主族元素），并能依据在周期表中的位置推断其主要性质。

●试题类编

（一）选择题

1.下列说法正确的是

A.非金属元素R所形成的含氧酸盐（MaROb）中的R元素必定呈现正价

B.只有非金属能形成含氧酸或含氧酸盐

C.除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸

D.非金属的最高价含氧酸都具有强氧化性

2.短周期的三种元素分别为X、Y和Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上的电子数少2个。

则这三种元素所组成的化合物的分子式不可能是

A.X2YZ4B.XYZ3

C.X3YZ4D.X4Y2Z7

3.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有

A.1对B.2对C.3对D.4对

4.某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98，且X的氢化物的分子式不是H2X，则下列说法正确的是

A.X的最高价含氧酸的分子式可表示为H3XO4

B.X是第二周期ⅤA族元素

C.X是第二周期ⅥA族元素

D.X的最高化合价为＋4

5.有人认为在元素周期表中，位于ⅠA族的氢元素，也可以放在ⅦA族，下列物质能支持这种观点的是

A.HFB.H3O＋C.NaHD.H2O2

6.下列叙述正确的是

A.同周期元素中ⅦA族元素的原子量大

B.ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子

C.室温时，零族元素的单质都是气体

D.所有主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等

7.周期表中16号元素和4号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是

A.电子数B.最外层电子数

C.电子层数D.次外层电子数

8.下列说法中错误的是

A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数

B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素

C.除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8

D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同

9.第四周期某主族元素的原子，它的最外电子层上有两个电子，下列关于此元素的叙述正确的是

A.原子半径比钾的原子半径大B.氯化物难溶于水

C.原子半径比镁的原子半径大D.碳酸盐难溶于水

10.下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是

A.LiIB.NaBrC.KClD.CsF

11.下列叙述正确的是

A.同周期元素的原子半径以ⅦA族的为最大

B.在周期表中零族元素的单质全部是气体

C.ⅠA、ⅡA族元素的原子，其半径越大越容易失去电子

D.所在主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等

12.已知短周期元素的离子，aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是

A.原子半径A＞B＞D＞CB.原子序数d＞c＞b＞a

C.离子半径C＞D＞B＞AD.单质的还原性A＞B＞D＞C

13.下列关于稀有气体的叙述不正确的是

A.原子的最外电子层都有8个电子

B.其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同的核外电子排布

C.化学性质非常不活泼

D.原子半径比同周期ⅦA族元素原子的大

14.甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是

A.x＋2B.x＋4C.x＋8D.x＋18

15.已知元素砷（As）的原子序数为33，下列叙述正确的是

A.砷元素的最高化合价为＋3

B.砷元素是第四周期的主族元素

C.砷原子的第3电子层含有18个电子

D.砷的氧化物的水溶液呈强碱性

16.在周期表中，第三、四、五、六周期元素的数目分别是

A.8、18、32、32B.8、18、18、32

C.8、18、18、18D.8、8、18、18

17.X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别是1、4、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是

A.XYZB.X2YZC.X2YZ2D.X2YZ3

18.关于ⅠA族和ⅡA族元素的下列说法中正确的是

A.在同一周期中，ⅠA族单质的熔点比ⅡA族的高

B.浓度都是0.01mol·L－1时，氢氧化钾溶液的pH比氢氧化钡的小

C.氧化钠的熔点比氧化镁的高

D.加热时，碳酸钠比碳酸镁易分解

19.X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的化学式可表示为

A.XYB.XY2C.XY3D.X2Y3

20.19世纪中叶，门捷列夫的突出贡献是

A.提出原子学说B.发现元素周期律

C.提出分子学说D.发现氧气

21.已知铍（Be）的原子序数为4。

下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是

A.铍的原子半径大于硼的原子半径

B.氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8

C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱

D.单质铍跟冷水反应产生氢气

22.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是

A.X的原子序数比Y的小

B.X原子的最外层电子数比Y的大

C.X的原子半径比Y的大

D.X元素的最高正价比Y的小

23.若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是

A.1B.3C.5D.6

（二）笔答题

24.已知：

①A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。

元素Y、X、Z的原子序数依次递增。

②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。

③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。

④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。

（1）元素X是___________，Z是___________。

（2）写出③中反应的化学方程式：

____________________________________________。

（3）写出④中反应的化学方程式：

____________________________________________。

25.致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。

人们曾采用过乙醚、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃。

于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。

据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：

（1）氢化物的易燃性：

第二周期__________＞__________H2O＞HF；

第三周期SiH4＞PH3＞__________＞__________。

（2）化合物的毒性：

PH3＞NH3H2S_______H2O；CS2__________CO2CCl4＞CF4（选填＞或＜）。

于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。

（3）已知CCl4的沸点为76.8℃。

CF4的沸点为－128℃。

新致冷剂的沸点范围介于其间。

经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其他类似的还可以是___________。

（4）然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是___________。

但求助于周期表中元素及其化合物的___________变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。

①毒性②沸点③易燃性④水溶性⑤颜色

a.①②③b.②④⑤c.②③④

26.填写下列空白：

（1）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：

___________。

（2）周期表中位于第8纵行的铁元素属于第族。

（3）周期表中最活泼的非金属元素位于第纵行。

（4）所含元素超过18种的周期是第、周期。

28.（2000年上海，25）不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为Ｅ）如图所示。

试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。

（1）同主族内不同元素的Ｅ值变化的特点是：

______________________________。

各主族中Ｅ值的这种变化特点体现了元素性质的___________变化规律。

（2）同周期内，随原子序数增大，Ｅ值增大。

但个别元素的E值出现反常现象。

试预测下列关系式中正确的是___________（填写编号，多选倒扣）

①Ｅ（砷）＞E（硒）②E（砷）＜E（硒）

③E（溴）＞E（硒）④E（溴）＜E（硒）

（3）估计1　mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：

___________＜E＜___________

（4）10号元素E值较大的原因是__________________________________________。

29.（1999年上海，26）设想你去某外星球做了一次科学考察，采集了该星球上十种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：

按照元素性质的周期递变规律，试确定以上十种元素的相对位置，并填入下表：

30.（1995年上海，30）今有A、B、C、D四种短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A与C、B与D分别是同族元素，B、D两元素的质子数之和是A、C两元素质子数之和的两倍，这四种元素中有一种元素的单质能溶解于CS2溶剂中，则四种元素是：

A___________、B、C、D。

●答案解析

（一）选择题

1.答案：

A

解析：

金属元素也能形成含氧酸及其含氧酸盐，如高锰酸钾；氧、氟两非金属元素不能形成含氧酸。

许多含氧酸如碳酸、磷酸不具有强氧化性，故B、C、D均不正确。

2.答案：

A

解析：

由题意可知X为H、Li、Na三种元素中的一种，Y为P，Z为O，则P在含氧酸及其盐中可呈＋3、＋5两种价态，A中Y为＋6价，故A不可能。

3.答案：

B

解析：

分析此题时首先要明确两元素不可能在同一周期，如在同一周期则是一种元素。

即只能是一种元素在第一周期，另一元素在第二周期。

所以两元素最外层电子数之比为1∶2。

第一周期的元素的最外层电子数是1或2，则另一元素的最外层电子数为2或4。

4.答案：

A

解析：

此题考查了原子结构、元素在周期表中的位置与物质性质的关系。

最高价含氧酸的相对分子质量为98的酸常见有两种：

硫酸和磷酸。

且磷元素的氢化物的分子式不是H2X，而是PH3，故X应为磷。

5.答案：

C

解析：

ⅦA族元素易得一个电子形成－1价阴离子且最外层达稳定结构，氢元素如果能形成－1价阴离子，且最外层达稳定结构，即可说明可以放在ⅦA族。

在NaH中，H为－1价阴离子。

6.答案：

C

解析：

此题主要考查元素周期表中，同周期同主族元素性质的一些递变规律，在同周期中零族元素的原子半径最大，而在同主族中，半径越大，越难得电子。

单原子离子的化合价和它的族序数不一定相等，如ⅣA铅形成的Pb2＋。

7.答案：

AD

解析：

元素周期表中16号元素为硫元素，次外层电子数为8，4号元素铍，其次外层电子数为2，故A、D正确。

8.答案：

AD

解析：

本题是对原子结构、同位素、元素周期表的结构等知识的考查。

对于原子，其核外电子层数等于该元素所在的周期数，而离子则不然；同一元素的各种同位素的化学性质均相同，但物理性质不同。

9.答案：

CD

解析：

处于第四周期的主族元素的原子，其最外电子层上有两个电子，说明该元素是Ca，它的原子半径比钾的原子半径小，但比镁的原子半径大；氯化钙能溶于水，碳酸钙难溶于水。

10.答案：

A

解析：

本题考查了同主族元素离子半径大小递变规律。

ⅦA元素阴离子半径大小顺序是：

I－＞Br－＞Cl－＞F－；ⅠA元素阳离子半径由大到小的顺序是：

Cs＋＞K＋＞.a＋＞Li＋。

故阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。

11.答案：

BC

解析：

同周期元素原子的半径从左到右依次减小，故A错；对于选项D，要审准题意，注意“原子形成单原子离子”，如氯原子形成的单原子离子只能是Cl－，故D错。

12.答案：

C

解析：

aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，说明A与B同周期，C与D同周期，且A、B处于C、D的下一周期，所以，原子半径应是B＞A＞C＞D，原子序数应是a＞b＞d＞c，离子半径应是C＞D＞B＞A，单质的还原性应是B＞A＞C＞D。

故只有选项C是正确的。

13.答案：

AB

解析：

稀有气体也是一族元素，即零族。

它们原子最外层电子都达到稳定结构（除He最外层2个电子外，其余都是8个电子稳定结构），故A选项错误，其原子与下一周期ⅠA、ⅡA族阳离子有相同的核外电子排布，故B选项错误。

由于最外层达稳定结构，因此化学性质非常不活泼，C选项正确。

它们的原子半径比同周期ⅦA族元素原子要大，故D选项也正确。

14.答案：

B

解析：

元素周期表有7个周期，16个族，主族是长短周期共同组成的族，同一主族的两元素原子序数差值是有规律的。

同主族相邻两周期原子序数差值可能为2、8、18、32等，很显然上下两周期两元素的原子序数的差值不可能为4，即正确答案为B。

15.答案：

BC

解析：

由砷的原子序数可以推出砷处于第四周期、ⅤA族，为一非金属元素，因此它的最高正价为＋5价，其氧化物的水溶液应呈酸性。

16.答案：

B

解析：

此题考查了核外电子的排布规律和元素周期表的结构。

17.答案：

A

解析：

由短周期元素的最外层电子数可知：

X可能为H、Li或Na；Y可能为C或Si，而Z可能为O或S，则B项可能为HCHO，C项可能为HCOOH，D项可能为Na2CO3。

18.答案：

B

解析：

同周期的ⅠA族元素原子的原子半径比ⅡA族元素的大，价电子数少，故ⅠA族单质熔点应比ⅡA族单质低。

因Mg2＋的半径小于Na＋的半径，MgO中的离子键强于Na2O中的离子键，MgO的熔点高于Na2O。

难溶性的碳酸盐受热较易分解。

19.答案：

A

解析：

短周期中，最外层电子数是次外层电子数一半的元素有Li和Si，它们的前一周期中最外层只有一个电子的元素分别是H、Li，H与Li、Si形成的化合物的化学式中只有A符合题意，即LiH。

20.答案：

B

解析：

元素周期律的发现主要是门捷列夫做的工作。

提出原子学说的是卢瑟福，提出分子学说的是阿伏加德罗，发现氧气的是拉瓦锡。

21.答案：

AC

解析：

A，因同周期元素的原子半径从左至右递减，故A对；C，因同主族元素从上至下金属性增强，最高正价氧化物水化物碱性增强，所以C正确。

而BeCl2中Be的最外层电子数为2;Mg不与冷水作用，而Be金属性弱于Mg与冷水更难作用。

所以B、D不正确。

22.答案：

CD

解析：

X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，则它们的相对位置是X在Y的下一周期，由此对照选项可得解。

23.答案：

D

解析：

短周期中符合原子个数比为2∶3的化合物有B2O3、Al2O3、B2S3、Al2S3原子序数差值分别为3、5、11、3；Be3N2、Mg3N2、Be2P3、Mg2P3原子序数之差分别是3、5、11、3；N2O3中原子序数之差为1。

（二）笔答题

24.答案：

（1）Cl（或氯）K（或钾）

（2）Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O

（3）2KClO3

2KCl＋3O2↑

解析：

该题为元素化合物的推断题，在解答有关的推断题时，首先找出突破口，而本题的突破口在②③两步中，由②可知X元素应为非金属（因为有多种价态），又由③可知单质A与强碱液反应，联想Cl2与NaOH的反应，进而确定A单质为Cl2，而X元素为Cl，又因Z元素原子序数大于X，可推知为K元素，又联想KClO3催化分解产物的化学式。

25.答案：

（1）CH4＞NH3；H2S＞HCl

（2）＞＞（3）CFCl3（或CF3Cl）（4）使大气臭氧层出现空洞a

解析：

此题介绍了致冷剂的使用以及对环境的污染和开发新致冷剂的思路，阅题后感到耳目一新，但此题要考查的知识是非常简单的。

（1）联想二周期和三周期元素的氢化物不难填出空格。

（2）由题给信息毒性PH3＞NH3即同主族元素所形成结构和组成相似的物质，从上而下毒性增大。

（3）由CF2Cl2的组成可联想出与它类似的物质，如CF3Cl或CFCl3。

（4）氟里昂CF2Cl2这种致冷剂对环境有危害，它可以破坏臭氧层，所以开发新致冷剂要注意这种物质的毒性、沸点、可燃性、以及对环境的危害性等因素。

26.答案：

（1）

O

（2）Ⅷ（3）17（4）六七

27.答案：

（1）n＝2m＝4

（2）a＝119

解析：

＝0.778……①

＝0.636……②

由①和②解得n／m＝1／2，讨论得n＝2m＝4，再把m或n代入①或②得a＝119。

28.答案：

（1）随着原子序数增大，E值变小周期性

（2）①③（3）485738

（4）10号元素为氖。

该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构

解析：

此题考查了元素第一电离能的变化规律和学生的归纳总结能力。

（1）从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到.e、Na到Ar呈现明显的周期性。

（2）从第二、三周期可以看出，第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低。

由此可以推测E（砷）＞E（硒）、E（溴）＞E（硒）。

（3）根据同主族、同周期规律可以推测：

E（K）＜E（Ca）＜E（Mg）。

（4）10号元素是稀有气体氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。

29.答案：

解析：

本题考查了元素的性质随着原子序数（题中给元素相对原子质量）的递增而呈现周期性变化这一规律。

解题时要充分利用表中数据，结合学习过的元素周期性变化：

①同族金属元素（性质相似的金属元素）从上到下，熔点逐渐降低；②同周期的金属元素，从左到右，熔点逐渐升高。

解题的方法技巧是：

①确定元素种类：

B、F、G、H属活泼金属；D、J属不活泼金属；C、I属非金属；A、E属稀有元素。

②按元素的相对原子质量由小到大排列一横行；再把同类元素按相对原子质量自上而下排成一纵行；③结合表中已定位的A、B、H元素，确定其他元素的位置。

30.答案：

A：

HB：

OC：

NaD：

S

解析：

由题意可知A、B、C、D在周期表中的位置可能为：

（1）

（2）一周期A

二周期AB二周期B

三周期CD三周期CD

若为

（1），设核电荷数A=x,B=y,则

C=x＋8,D=y＋8

由题意得2（2x＋8）=2y＋8,得x=

（4＜y＜10,x,y为正整数）

y=6,x=1（A为H不在二周期）不合理；y=8,x=2（A为He）也不合理。

若为

（2），则A为H，C为Na，由题意（1＋11）×2=2y＋8,y=8,即B为O，D为S，得解。

●命题趋向与应试策略

（一）重视基础形成知识规律

1.原子结构与元素周期表关系的规律

（1）电子层数＝周期数（电子层数决定周期数）

（2）最外层电子数＝主族序数＝最高正价数＝价电子数

（3）核内质子数＝原子序数

（4）负价绝对值＝8－主族序数（限ⅣA～ⅦA）

（5）原子半径越大，失电子越易，还原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物的相应水化物碱性越强，其离子的氧化性越弱。

（6）原子半径越小，得电子越易，氧化性越强，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，形成最高价氧化物的相应水化物酸性越强，其离子的还原性越弱。

2.由原子序数确定元素位置的规律

基本公式：

原子序数－区域尾序数（10，18，36，54，86）＝差值，对于18号以前的元素，若0＜差值≤7时，元素在下一周期，差值为主族序数；若差值为0，则元素在尾序数所在的周期，一定为零族元素。

对于19号以后的元素分三种情况：

（1）若差值为1～7时，差值为族序数，位于Ⅷ族左侧。

（2）若差值为8、9、10时，为Ⅷ族元素。

（3）若差值为11～17时，再减去10最后所得差值，即为Ⅷ族右侧的族序数。

3.元素周期表中位置、结构、性质规律

（1）从元素周期表归纳电子排布规律

①最外层电子数等于或大于3（小于8）的一定是主族元素。

②最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素又可能是副族或零族元素氦。

③最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。

④某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。

⑤电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。

（2）从元素周期表归纳元素化合价的规律

①主族元素的最高正价数等于主族序数，等于主族元素原子的最外层电子数，其中氟无正价。

非金属元素除氢外，均不能形成简单阳离子，金属元素不能形成简单阴离子。

②主族元素的最高正价数与最低负价数的绝对值之和为8，绝对值之差为0，2，4，6的主族依次为ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。

③非金属元素的正价一般相差2，如氯元素正化合价有＋7，＋5，＋3，＋1等，某些金属也符合此规律，如锡元素正化合价有＋4、＋2价

④短周期正价变化随原子序数递增，同周期有一个＋1到＋7价的变化（ⅠA～ⅦA）；长周期有两个＋1到＋7价的变化（ⅠA～ⅦB，ⅠB～ⅦA）。

（3）从元素周期表归纳元素形成单质的状态，形成晶体类型

①非金属单质最多的周期为第二周期（B、C、N2、O2、O3、F2等），最多的主族为ⅦA族（F2、Cl2、Br2、I2、At2）。

②只有非金属单质而无金属单质的主族为ⅦA族。

③常温下呈现气态的单质为H2、O2、F2、Cl2、N2、O3、He、Ne、Ar、Kr、Xe等。

④单质的晶体类型主要有金属晶体，分布在周期表梯子线（两区分界线）的左下方（氢除外）；原子晶体分布在梯子线的附近（C、Si、B等）；分子晶体分布在梯子线的右上方（N2、O2、F2、Ne等）。

（二）分析热点把握命题趋向

元素周期律和元素周期表是学习化学的一种重要工具，对整个中学化学的教学有着重大的指导作用，因此有关本部分的知识是高考必考的内容之一。

热点内容主要集中在以下几个方面：

一是元素周期律的迁移应用，该类题目的特点是：

给出一种不常见的主族元素，分析推测该元素及其化合物可能或不可能具有的性质。

解该类题目的方法思路是：

先确定该元素所在主族位置，然后根据该族元素性质递变规律进行推测判断。

二是确定“指定的几种元素形成的化合物”的形式，该类题目的特点是：

给出几种元素的原子结构或性质特征，判断它们形成的化合物的形式。

解此类题的方法思路是：

定元素，推价态，想可能，得化学式。

三是由“位构性”关系推断元素，该类题目综合性强，难度较大，一般出现在第Ⅱ卷笔答题中，所占分值较高。

元素周期律与元素周期表知识内容丰富，规律性强，因此命题的空间极为广阔。

考查元素周期表的结构与元素性质的递变规律的试题，或以一组元素加以比较或以一种元素进行多方面的分析，具有一定的综合性，同时体现元素周期表的发现方法——分类方法的运用的试题，