第二节第2课时 元素周期表和元素周期律的应用.docx
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第二节第2课时元素周期表和元素周期律的应用
1．原子序数为114的元素在未被发现之前，科学家预测其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。
关于它的预测，错误的是（ ）
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：
由题意知，该元素位于第ⅣA族铅元素下面，金属性比铅强，D正确，B不正确；因处于第ⅣA族，其原子最外层有4个电子，A正确；由第ⅣA族元素常见化合物如CO、CO2、PbO2、PbSO4，可知C正确。
答案：
B
2.短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．X、Y、Z三种元素中，X的非金属性最强
B．Y的氢化物的稳定性比Z的氢化物弱
C．Y的最高正化合价为＋7价
D．X单质的熔点比Z的低
解析：
由题目信息（短周期图示位置关系），可确定X、Y、Z三种元素分别为He、F、S。
A项，非金属性最强的是F,错误；B项，HF比H2S更稳定，错误；C项，元素F无正化合价，错误；D项，因常温常压下He为气体，S为固体，正确。
答案：
D
3.W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成铵盐，下列说法正确的是（ ）
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最差的是Y
B．元素形成的单核阴离子还原性：
X＞Y
C．元素氧化物对应水化物的酸性：
Z＞Y
D．元素单质在化学反应中只表现氧化性
解析：
W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成铵盐，则W是N，所以X是O，Y是S，Z是Cl。
A项，X、Y、Z中非金属性最弱的是S，所以最简单氢化物稳定性最差的是硫的氢化物H2S，正确；B项，氧元素形成的单核阴离子还原性弱于硫离子，B错误；C项，Z元素氧化物对应水化物的酸性不一定强于Y的，如次氯酸的酸性弱于硫酸，C错误；D项，Z元素单质在化学反应中既能表现氧化性，也能表现还原性，D错误。
答案：
A
4．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。
已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是（ ）
A．X的非金属性是同周期中最强的
B．对应气态氢化物的稳定性：
Y>Z
C．对应简单离子半径：
X>W
D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
解析：
根据条件可知，W的原子序数是8，则W是氧元素；又因为W、X、Y、Z的原子序数递增，原子半径X最大，且X和氖原子的核外电子数相差1，故X是钠；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是硅；Z的非金属性在同周期元素中最强，则Z是氯。
X的金属性是同周期中最强的，A错误；对应气态氢化物的稳定性：
Z>Y，B错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简单离子半径：
W>X，C错误；Y的氧化物是二氧化硅，能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠溶液反应，D正确。
答案：
D
5．有机锗具有抗肿瘤活性，锗元素的部分信息如图。
则下列说法不正确的是（ ）
A．x＝2
B．锗元素与碳元素位于同一族，属于第ⅣA族
C．锗位于元素周期表第四周期，原子半径大于碳的原子半径
D．距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较低
解析：
由核外电子排布规律，离核较远的电子能量较高。
答案：
D
6．下图为短周期表的一部分，其中E为地壳中含量最高的元素，A的原子半径在同周期最大。
请完成下列问题：
（1）D元素在元素周期表中的位置：
________。
（2）A、E简单离子的半径由大到小顺序为________（用具体的微粒符号表示）。
（3）写出A和F两种元素的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式__________________________________________________
_____________________________________________________。
（4）工业用C的单质与B的最高价氧化物制备B单质的化学方程式________________________________________________________。
（5）证明元素F和G的非金属性强弱（用化学方程式表示）_____________________________________________________。
解析：
（1）E为地壳中含量最高的元素，则E为氧元素，所以D为氮元素，其在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族。
（2）E为O，则F为硫元素，所以A为Na，O2－和Na＋电子层结构相同，根据“序大径小”的方法可知O2－半径大于Na＋半径。
（3）Na和S两种元素的最高价氧化物的水化物分别为NaOH和H2SO4，两者反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O。
（4）C为碳元素，B为硅元素，C与SiO2在高温下的反应的方程式为2C＋SiO2
Si＋2CO↑。
（5）F为硫元素，G为氯元素，将氯气通入H2S溶液中，溶液变浑浊，说明有S单质生成，即可证明氯气的氧化性大于硫单质的氧化性，即氯的非金属性大于硫的非金属性，对应的化学方程式为H2S＋Cl2===S↓＋2HCl。
答案：
（1）第二周期第ⅤA族
（2）O2－>Na＋
（3）OH－＋H＋===H2O
（4）2C＋SiO2
Si＋2CO↑
（5）H2S＋Cl2===S↓＋2HCl（其他答案合理即可）
（时间：
40分钟）
A级 基础巩固
1．下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是（ ）
A．C、N、O、F B．K、Mg、Si、S
C．F、Cl、Br、ID．Li、Na、K、Rb
解析：
A中C的最高正价为＋4价，N为＋5价，F无正价，O无最高正价；B中K的最高正价为＋1价，Mg为＋2价，Si为＋4价，S为＋6价，符合题意；C中Cl、Br、I最高正价均为＋7价；D中Li、Na、K、Rb最高正价均为＋1价。
答案：
B
2．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A．酸性：
H2SO4>H3PO4
B．非金属性：
Cl>Br
C．碱性：
NaOH>Mg（OH）2
D．热稳定性：
Na2CO3>NaHCO3
解析：
A.S、P位于同一周期，且S位于P的右侧。
同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，故非金属性S>P，所以H2SO4的酸性大于H3PO4；B.Cl、Br位于同一主族，Cl位于Br的上方，同主族元素由上到下非金属性逐渐减弱，故非金属性Cl>Br；C.Na、Mg是同周期元素，Na位于Mg的左侧，故Na的金属性比Mg的强，则NaOH的碱性比Mg（OH）2的强；D.NaHCO3的热稳定性差，是由于HCO
受热易分解。
答案：
D
3．（2019·4月浙江卷）2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。
根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是（ ）
A．第35号元素的单质在常温常压下是液体
B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C．第84号元素的最高化合价是＋7
D．第七周期0族元素的原子序数为118
解析：
本题考查元素周期表的结构，元素在周期表中的位置等。
第35号元素为溴，溴单质在常温常压下是液体，A项正确；位于第四周期第ⅤA族的元素为砷，砷为非金属元素，B项正确；第84号元素位于第六周期第ⅥA族，最高化合价不可能是＋7，C项错误；第七周期0族元素的原子序数为118，D项正确，故选C。
答案：
C
4．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中W的气态氢化物的摩尔质量为34g·mol－1，Y的最低价氢化物为非电解质。
则下列说法正确的是（ ）
X
Y
Z
W
Q
A.阴离子还原性：
W＞Q
B．X的低价氧化物是酸性氧化物
C．Q单质易溶于水
D．Na与Y能形成化合物Na2Y2，且与水反应后溶液呈碱性
解析：
根据“W的气态氢化物的摩尔质量为34g·mol－1”可知，W是硫元素或者磷元素，再根据“Y的最低价氢化物为非电解质”，则可知W是磷元素，Q是硫元素，Y是氮元素，X是碳元素，Z是铝元素。
由于Q（S）的非金属性强于W（P），所以阴离子还原性：
W＞Q，A正确；X是碳元素，碳元素的低价氧化物为CO，属于不成盐氧化物，B错误；硫单质不溶于水，C错误；Na与氮元素不能形成化合物Na2Y2，D错误。
答案：
A
5．下列事实不能说明非金属性Cl>I的是（ ）
A．Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
B．稳定性：
HCl>HI
C．酸性：
HClO4>HIO4
D．酸性：
HClO3>HIO3
解析：
元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，说明Cl2的氧化性大于I2，元素的非金属性Cl大于I，A正确；元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，氯化氢比碘化氢稳定，可说明氯元素的非金属性比碘元素强，B正确；元素的非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强，酸性：
HClO4>HIO4，可说明氯元素的非金属性比碘元素强，C正确；酸性：
HClO3>HIO3，不能说明非金属性Cl>I，因为两种酸不是最高价含氧酸，D错误。
答案：
D
B级 能力提升
6．四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X
Y
Z
W
请回答下列问题：
（1）元素Z位于周期表中第________周期，第________族。
（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是________（写化学式）。
（3）X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是________（写化学式）。
（4）Y的最高价氧化物的化学式为________。
解析：
根据周期表结构知，Z只能是第三周期元素，设其最外层电子数为x，则有2＋8＋x＝3x，x＝5，即Z为P元素，可以判断X是C元素，Y是N元素，W是S元素。
（1）P位于第三周期第ⅤA族。
（2）元素的气态氢化物分别是CH4、NH3、PH3和H2S，水溶液碱性最强的是NH3。
（3）C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4，H2SO4酸性较强。
（4）N元素最高正价为＋5价，最高价氧化物的化学式为N2O5。
答案：
（1）三 ⅤA
（2）NH3 （3）H2SO4 （4）N2O5
7．短周期的五种元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。
A、B、C三种元素电子层数之和是5。
A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数；B元素原子最外层电子数是它的电子层数的2倍，A与D可以形成原子个数比分别为1∶1和2∶1的两种液态化合物；E单质用于净化水质。
请回答：
（1）写出D在元素周期表中的位置________。
（2）E的原子结构示意图是________。
（3）下列可以验证C与D两元素原子得电子能力强弱的实验事实是________（填序号）。
①比较这两种元素的气态氢化物的沸点
②比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
③比较这两种元素的单质与氢气化合的难易程度
（4）由A、B、C、D四种元素组成的甲为无机盐，既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应，则甲的化学式为________________。
解析：
根据A、D可形成原子个数比1∶1和2∶1的两种液态化合物知，这两种化合物为H2O2和H2O，再结合原子序数增大，所以A为H；D为O，则B只能为C，C为N，E单质可净化水质，E为Cl。
（1）O的原子序数是8，位于第二周期第ⅥA族。
（2）氯元素位于第三周期第ⅦA族，所以原子结构示意图为
。
（3）由气态氢化物的沸点无法确定元素的非金属性强弱。
（4）由H、C、N、O四种元素形成的无机盐既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应，一般是弱酸的酸式盐或弱酸的铵盐，因此甲是碳酸氢铵或碳酸铵，化学式分别是NH4HCO3或（NH4）2CO3。
答案：
（1）第二周期第ⅥA族
（2）
（3）②③
（4）NH4HCO3或（NH4）2CO3
8．用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：
3SiCl4＋2N2＋6H2
Si3N4＋12HCl。
完成下列填空：
（1）有关制备氮化硅的上述反应中；属于第二周期元素的是________（填元素符号）
（2）比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的下列方法可行的是________（填序号）。
a．比较两种元素的气态氢化物的沸点
b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小
c．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱
（3）Si与Al、Be具有相似的化学性质，写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式：
_________________________________________
_____________________________________________________。
解析：
（1）N属于第二周期元素。
（2）气态氢化物沸点的大小与分子间作用力有关，属于物理性质，与非金属性（化学性质）无关，a错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元素的非金属性越大，b正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，而不是指氢化物的酸性，c错误。
（3）Si、Al、Be三种元素均处于金属与非金属元素的交界处，所以三者的化学性质相似；Si与强碱溶液反应的离子反应方程式为Si＋2OH－＋H2O===SiO
＋2H2↑。
答案：
（1）N
（2）b
（3）Si＋2OH－＋H2O===SiO
＋2H2↑
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