第二讲元素周期律和元素周期表一、选择题1．下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )①原子序数为15的元素的最高化合价为＋3 ②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素 ③第2周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 ④原子序数为12的元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族A．①②B．①③C．②④D．③④解析 原子序数为15的元素是P，最高化合价为＋5价，①错误；在元素周期表中同一周期随原子序数递增非金属性逐渐增强，②正确；C的质子数为6，但中子数不一定为6，因C存在14C和13C等同位素，③错误；原子序数为12的元素为Mg，④正确。答案 C2．同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是()A．单质的化学活泼性：W＜X＜Y＜ZB．原子最外层电子数：W＜X＜Y＜ZC．单质的氧化能力：W＜X＜Y＜ZD．元素的最高化合价：W＜X＜Y＜Z解析 同周期元素从左到右，金属单质的化学活泼性逐渐减弱，而非金属单质的化学活泼性逐渐增强，A错误；同周期元素从左到右，原子的最外层电子数逐渐增高，B正确；同周期从左到右(除稀有气体)，单质的氧化能力逐渐增强，当Z为稀有气体时，其氧化能力最弱，C错误；元素的最高化合价等于原子的最外层电子数，但O无最高正价，F无正价，D错误。答案 B3．元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具，下列叙述不正确的是( )A．从左到右，元素周期表中的第15列为ⅤA族B．某ⅡA族元素的原子序数为x，则与它同周期的ⅢA族元素的原子序数可能为x＋25C．ⅥA族元素，随原子半径增大，对应气态氢化物的稳定性逐渐增强D．53号元素位于周期表中第5周期ⅦA族解析 ⅥA族元素，随原子半径增大，对应气态氢化物的稳定性逐渐减弱。答案 C7\n4．同一周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断错误的是( )A．原子半径：X＞Y＞ZB．气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3C．元素原子得电子能力：X＞Y＞ZD．阴离子的还原性：Z3－＞Y2－＞X－解析 由题目信息可知，X、Y、Z在同一周期中的位置从左到右为Z、Y、X，半径大小顺序应为Z＞Y＞X。利用元素、化合物的性质之间的关系进行判断。元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则元素原子的得电子能力越强，气态氢化物的稳定性越强，阴离子的还原性越弱。答案 A5．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．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B．原子半径的大小顺序为：rX>rY>rZ>rW>rQC．离子Y2－和Z3＋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 根据周期表的结构可推出元素分别为：X：N；Y：O；Z：Al；W：S；Q：Cl。A.元素最高正化合价一般等于其主族数。B.同周期原子半径从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大。C.离子Y2－和Z3＋都为10微粒，核外电子数和电子层数都相同。D.元素最高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的，因此酸性Q的强。答案 A6．下列事实一般不能用于判断金属性强弱的是( )A．金属间发生的置换反应B．1mol金属单质在反应中失去电子的多少C．金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱D．金属元素的单质与水或酸反应置换出氢的难易程度解析 元素的金属性是指元素的原子失电子的能力，元素的原子失电子的能力越强，元素的金属性就越强；金属活泼性是指单质在水溶液中失电子的能力，失电子的能力越强，金属活泼性越强；所以A、C、D都可以用于判断金属性强弱；而1mol金属单质失电子7\n的多少由原子结构决定，与失电子能力强弱无关。答案 B7．中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论合理的是( )A．根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大B．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7C．根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系，推出pH＝6.8的溶液一定显酸性D．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO解析 Mg的第一电离能大于Al，A错误；卤素中的氟无正价，B错误；未标明温度，故pH＝6.8的溶液不一定显酸性，C错误；CO2通入NaClO溶液中能生成HClO是根据较强酸可以制取较弱酸的规律，D正确。答案 D8．下列叙述正确的是( )A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同B．K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性C.Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大D．C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强解析 Fe与Cl2和稀盐酸反应所得氯化物分别是FeCl3和FeCl2，因此A错；由于ZnSO4能够水解生成Zn(OH)2和H2SO4而显酸性，因此B错；Li、Na、K的原子半径随着原子序数的增加而增大，但密度：ρ(Na)>ρ(K)，因此C错；D中酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3，因此D正确。答案 D二、非选择题9．短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B，在加热条件下反应生成化合物C，C与水反应生成白色沉淀D和气体E，D既能溶于强酸，也能溶于强碱。E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G，G在大气中能导致酸雨的形成。E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F。溶液F在空气中长期放置发生反应，生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色。请回答下列问题：(1)组成单质A的元素位于周期表中第________周期，第________族。(2)B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7\n(3)G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯。该反应的氧化产物为________，当生成2mol二氧化氯时，转移电子________mol。(4)溶液F在空气中长期放置生成H的化学反应方程式为：________________________________________________________________________。(5)H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析 由生成白色沉淀D，D既能溶于强酸，也能溶于强碱，推测D是Al(OH)3，再逆推可知，B为Al。G在大气中能导致酸雨的形成，可猜测G可能为SO2。逆推可知：A为S，综合可知C为Al2S3，D为Al(OH)3，E为H2S，G为SO2，F为Na2S。(3)SO2与氯酸钠在酸性条件下反应，SO2为还原剂，被氧化为SO，根据电子得失可以判断生成2mol二氧化氯时，转移电子2mol。由H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色。结合前面的信息可以推测H为Na2S2。答案 (1)3 ⅥA(2)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(3)硫酸钠(Na2SO4) 2(4)4Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2Na2S2(或2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S、Na2S＋S===Na2S2)(5)溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和(臭鸡蛋气味的)气体10．短周期元素A、B、C、D位于同周期且原子序数依次增大。已知A、C、D三种元素原子的最外层共有10个电子，且这三种元素的最高价氧化物所对应的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水。请完成下列各小题：(1)A、B、C三种阳离子的半径由大到小的顺序是：______________________(用离子符号表示)。(2)指出元素D在元素周期表中的位置：第________周期第________族。(3)元素B的氧化物属于________化合物(填“离子”或“共价”)。(4)A、C元素的最高价氧化物所对应的水化物之间反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(5)含有C阳离子的盐常用来净化水，其原因为_______________________________(用离子方程式和适当的文字说明)。解析 根据题目信息知A为钠元素，B为镁元素，C为铝元素，D为硫元素，结合问题可顺利作答。答案 (1)Na＋>Mg2＋>Al3＋(2)三 ⅥA(3)离子7\n(4)OH－＋Al(OH)3===[Al(OH)4]－(5)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，产生的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，它能凝聚水中的悬浮物并使之沉降，从而达到净水的目的11．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。(1)把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中：①ⅡA族元素的价电子数____________。②第三周期元素的最高化合价__________。③F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径________。(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4；M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体。据此回答：①N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为________。②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质，且两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比为1∶1∶1，A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小。则化合物A中的化学键类型为______________，B的化学式为________。③工业上制取单质M的化学方程式为______________________________________。解析 本题通过图表的形式考查元素周期律及结构、性质。熟练掌握元素周期表中的递变规律可迎刃而解。推断题中常考的就是短周期元素，应熟练掌握其外层电子结构。(2)由题意可知Y为O，M为Si，由离子所带电荷可知X为H，Z为Na，N为Cl。由题意可知A为NaOH，B为NaClO，A发生电离，B发生水解。7\n答案 (1)①b ②c ③a(2)①HClO4 ②离子键、共价键 NaClO ③SiO2＋2CSi＋2CO↑12．下表中阿拉伯数字(1、2…)是元素周期表中行或列的序号。请参照元素A～I在周期表中的位置，回答下列问题。纵行横行 121314151617181A2BCDE3FGHI(1)B、C两元素中非金属性较强的是________(写出元素名称)，请设计一个简单的实验证明这一结论________________________。(2)表中某元素能形成两性氧化物，写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式________________________________________________________________________。(3)表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与A～I中的一种元素构成原子个数比为1∶1和1∶2的两种共价化合物X和Y，该元素还能与A～I中的另一种元素构成离子个数比为1∶1和1∶2的两种离子化合物Z和M。写出Z与Y反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)I元素在周期表中的位置是第________周期、第________族。实验室中采用右图所示装置模拟工业上同时制取元素A和I的单质的过程。①写出电极C1上发生反应的电极反应式________。②当电极上产生112mL(标准状况)元素Ⅰ的单质气体时(假设气体完全逸出，溶液体积不变)，烧杯中溶液的pH＝________。(KW＝1.00×10－14)解析 根据各元素在周期表中的位置，推出A是H，B是C，C是N，D是O，E是F，F是Na，G是Al，H是Si，I是Cl。(1)N元素的非金属性强于C，可通过HNO3的酸性比H2CO3的酸性强证明。(2)Al2O3是典型的两性氧化物。(3)X、Y分别是H2O2、H2O，Z、M分别是Na2O2、Na2O。(4)电解饱和食盐水可同时制取H2和Cl2，当电解生成0.005molCl2时，反应生成0.01molNaOH，c(NaOH)＝0.1mol·L－1，溶液的pH＝13。答案 (1)氮 取碳酸钠或碳酸氢钠溶液置于试管中，向其中滴加稀硝酸，观察是否有无7\n色无味的气体产生，HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑或2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋H2O＋CO2↑(可不写化学方程式，其他合理答案也可)(2)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－(3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(4)3 ⅦA ①2Cl－===Cl2↑＋2e－ ②137
