《周期表和周期律的应用（学生版）》讲义

第33第33讲周期表和周期律的应用知识导航知识导航知识精讲知识精讲一、金属元素和非金属元素的分区1.沿着周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之间画一条虚线，虚线的左下方是金属元素，右上方是非金属元素。2.分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。3.金属性最强的元素是铯元素（放射性元素除外）；非金属性最强的元素是氟元素（稀有气体不讨论）。二、元素周期表和元素周期律的应用1.根据“位—构—性”预测元素、物质的性质2.启发人们在一定区域内寻找新物质①在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料，如Si、Ge、Ga等；②研究氟、氯、硫、磷附近的元素，制造新品种农药；③在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素，如Fe、Ni、Pt、Pd等。对点训练对点训练题型一：元素周期表和周期律的应用【变1-2】（浙江·绍兴市教育教学研究院模拟预测）已知前四周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如下所示，其中M的单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近。下列说法不正确的是QRZMXYA．的还原性强于 B．能从中置换出C．X、Y的单质可以作半导体材料 D．Y、Z、M的氧化物对应水化物的酸性依次增强【例2】（辽宁实验中学高一阶段练习）如表是元素周期表的一部分，表中所列的每个字母分别代表某一元素。（1）表中所列元素中，属于短周期元素的有__种，属于主族元素的有___种。e元素在元素周期表中的位置是第__周期第__族。（2）下列___(填字母)元素的单质可能都是电的良导体。A．b、c、i B．a、g、k C．c、g、l D．d、e、f（3）i元素的最高价氧化物对应的水化物化学式为__。（4）l元素单质与b元素最高价氧化物对应的水化物溶液常温反应的离子方程式为：___。题型二：金属性/非金属性强弱判断【变3-2】（吉林·东北师大附中高一阶段练习）下列事实不能作为元素的金展性或非金属性强弱判断依据的是（）A．Zn和Fe分别与稀硫酸反应，判断金属性强弱：Zn＞FeB．Mg投入CuCl2溶液中能置换出铜，Ba

投入CuCl2溶液中不能置换出铜，判断金属性强弱：Mg＞BaC．酸性：H2SiO3<HClO4，

判断非金属性强弱：Cl＞

SiD．依据O2、S分别与H2反应的难易程度，判断非金属性强弱：O＞S题型三：元素性质的预测【变4】（河南·新乡市铁路高级中学高一阶段练习）应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列预测中正确的是①第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性②砹(At)单质为有色固体，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸③Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2，其溶液是一种强碱④硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体⑤硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体A．②④ B．②③④ C．①③⑤ D．②④⑤题型四：元素推断与元素周期律【变6-2】（辽宁沈阳·高一阶段练习）W、X、Y、Z为元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，W的单原子阳离子的水溶液中能使紫色石蕊试液显红色，X的最外层电子数为次外层电子数的三倍，Y的单质遇水剧烈反应生成H2，Z位于第三周期VIIA族。下列说法正确的是A．Y的单质在空气中燃烧后的产物中阳离子和阴离子的个数比为1：1B．Al在YXW的水溶液中不反应C．Z的单质具有强氧化性，可以和KSCN溶液一起用于检测Fe2+D．检验水溶液中Z的单原子阴离子的方法是在溶液中滴加AgNO3，看是否产生白色沉淀【例8】（全国·高一课时练习）随原子序数递增，八种原子序数小于20的元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

回答下列问题：(1)用于文物年代测定的元素，其核素符号为___________。(2)元素d、e、f、g简单离子的半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。(3)元素f的单质与元素e的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为___________。(4)元素h的单质的氧化性强于元素g的单质的氧化性的事实是___________(用离子方程式表示)。提分特训提分特训【题1】（广西·平果二中高一期中）下列实验不能作为判断依据的是A．钠和镁分别与冷水反应，判断钠和镁金属性强弱B．根据HF和HCl的水溶液的酸性强弱判断氟与氯的非金属性的强弱C．比较Mg(OH)2与Al(OH)3的碱性强弱，判断镁与铝的金属性强弱D．往硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳酸与硅酸的酸性强弱【题2】（云南省永善县第一中学高二期中）X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法正确的是A．原子半径： B．氧化物对应水化物的酸性W比Z强C．Y的简单气态氢化物的稳定性较Z的弱 D．四种元素的单质中，Z的熔、沸点最高【题4】（山西·康杰中学高二期中）M、N、X、Y为前二十号主族元素，M的一种原子的质子数等于中子数，由该原子构成M2气体标准状况下的密度为，M、X位于相邻主族，常温下X的单质为固体；N、Y位于同一周期，Y是前二十号主族元素中原子半径最大的元素。下列叙述正确的是A．原子半径比较：M<N B．金属性比较：N>YC．Y不与冷水发生反应 D．最简单氢化物稳定性比较：X>M【题5】（湖南·双峰县第一中学高二开学考试）应用元素周期律的有关知识,可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列预测中正确的是①Be的最高价氧化物的水化物可能具有两性②Tl(对应元素位于第IIIA族)与盐酸和NaOH溶液作用均能产生氢气③At(第VIIA族元素)的单质为有色固体,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸④Li在氧气中剧烈燃烧,产物是,其溶液是一种强碱溶液⑤(Sr位于第IIA族)是难溶于水的白色固体⑥是无色、有毒、比稳定的气体A．①②③④ B．②④⑥ C．①③⑤ D．②④⑤【题6】（全国·高三专题练习）X、Y、Z、M、Q、R是6种短周期元素，其原子半径及主要化合价如表：元素代号XYZMQR原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.0740.037主要化合价+2+3+6，-2+2-2+1（1）X、Y、Q各自形成简单离子，其中离子半径最大的是__(填离子符号)。（2）周期表中有些处于对角线(左上→右下)位置的元素，它们的单质及其化合物的性质相似，则M的氧化物与强碱溶液反应的离子方程式___。提分作业提分作业【练1】（全国·高一课时练习）下列关于元素金属性和非金属性强弱比较的说法不正确的是（）A．将大理石加入稀盐酸中，能产生气体，说明Cl的非金属性强于CB．Si与化合所需温度远高于S与化合所需温度，说明S的非金属性强于SiC．Na与冷水反应剧烈，而Mg与冷水反应缓慢，说明Na的金属性强于MgD．Fe投入溶液中，能置换出Cu，说明Fe的金属性比Cu的强【练2】（广东·揭阳市揭东区教育局教研室高三期中）短周期元素X、Y、Z中，其中X、Y位于同一主族，Y、Z位于同一周期。X是地壳中含量最高的元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1个，下列比较正确的是A．原子半径： B．元素非金属性：C．气态氢化物的稳定性： D．最高价氧化物水化物的酸性：【练3】（浙江省开化中学高二期中）四种短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，已知四种元素的原子最外层电子数之和为21，下列说法不正确的是A．X位于第二周期第ⅣA族B．Z和W的最简单氢化物的热稳定性Z＞WC．W的氧化物对应水化物的酸性一定比Y的强D．简单离子半径：【练4】（陕西·高二期中）短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，X原子的质子数与电子层数相同，Y和W的原子序数相差8，W原子最外层电子数是最内层电子数的3倍，Y、Z、R三种原子的最外层电子数之和为16。下列说法正确的是A．离子半径： B．阳离子的氧化性：C．氧化物的水化物的酸性： D．X和Y形成的化合物只有一种【练5】（四川省大竹中学高一阶段练习）应用元素周期律分析下列推断，其中正确的组合是①第三周期金属元素最高价氧化物对应的水化物，其碱性随原子序数的增大而减弱②砹(At)是第ⅦA族元素，其氢化物的稳定性弱于HCl③第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性④铊(Tl)与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应A．①②④ B．③④ C．①③④ D．①②【练6】（辽宁·沈阳市第一七〇中学高二阶段练习）下表列出了①～⑦七种元素在元素周期表中的位置。族周期ⅠA0一①ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA二⑤⑥三②③④⑦请回答下列问题：（1）①、⑤、⑥三种元素相比较，非金属性最强的元素是_________(填元素符号)；（2）元素⑤、⑥、⑦的氢化物的化学式分别是_______、________、_______；（3）②、④两种元素的最高价氧化物对应的水化物在溶液中相互反应的离子方程式是____；（4）七种元素中，原子半径最小的是______________(填序号)；（5）②、③、④三种元素最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序是_____________(填化学式)。A组·基础达标1．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是()A．Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多B．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强C．因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强D．O与S为同主族元素，且O比S的非金属性强【答案】C【解析】同主族元素核电荷数越大，电子层数越多，A正确；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，B正确；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，C错误，D正确。2．下列对砷(As)的有关判断正确的是()A．砷原子序数为33，它与铝同主族B．砷的原子半径大于磷的原子半径C．砷化氢的稳定性比溴化氢的强D．砷酸的酸性比硫酸的强【答案】B【解析】砷原子序数为33，位于第ⅤA族，A错误；砷、磷同主族，且砷位于磷的下一周期，故砷的原子半径大于磷的原子半径，B正确；砷、溴同周期，砷的非金属性比溴弱，因此砷化氢的稳定性比溴化氢的弱，C错误；非金属性S＞P＞As，因此砷酸的酸性比硫酸的弱，D错误。3．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是()A．原子半径：Br>Se>PB．还原性：S2－>Se2－>Br－C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族D．Se、Br位于同一主族【答案】C【解析】由图示信息可知Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：Se>Br，A，D均错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：Se2－>S2－，B错误；Se位于第四周期第ⅥA族，C正确。4．某主族元素R原子的质量数为79，已知R的单核离子含有45个中子和36个电子，下列有关R的叙述错误的是()A．R位于第四周期第ⅥA族B．R的最高价氧化物对应水化物的化学式为H3RO4C．R的气态氢化物的化学式为H2RD．R的简单阴离子具有强还原性【答案】B【解析】由于主族元素R原子的质量数为79，含有45个中子，所以质子数为79－45＝34，该原子有4个电子层，最外层是6个电子，所以R位于第四周期第ⅥA族，A正确；由于R的最高正价是＋6价，最低负价是－2价，所以R的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4，气态氢化物的化学式为H2R，R的简单阴离子失电子能力较强，所以具有强还原性，B错误，C、D正确。5．镓是俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31，属第ⅢA族。镓的熔点为29.78℃，沸点高达2403℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－120℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是()A．镓是制造高温温度计的上佳材料B．镓能溶于强酸和强碱中C．镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中D．近年来镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体家族的新成员”，这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质【答案】D【解析】镓的沸点高达2403℃，则可制作高温温度计，A正确；Ga与Al性质相似，为“类铝”元素，故可与强酸或强碱反应，B正确；Ga的熔点的29.78℃，其合金熔点更低，发生火灾，其自动救火的水龙头遇高温即开启，C正确；Ga与Al性质相似，为电的良导体，D错误。6．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是()元素代号ABCDE原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074主要化合价＋1＋3＋2＋6、－2－2A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等B．离子半径：A＋<D2－C．最高价氧化物对应水化物的碱性：A<CD．简单氢化物的稳定性：D>E【答案】B【解析】由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。E2－与B3＋的核外电子数都为10，A错误；离子半径Na＋<S2－，B正确；钠比铍金属性强，故最高价氧化物对应水化物的碱性Be(OH)2<NaOH，C错误；元素的非金属性越强，其对应简单氢化物就越稳定，稳定性H2O>H2S，D错误。7．四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。XYZW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________(填化学式)。(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是______________(填化学式)。(4)Y的最高价氧化物的化学式为________。【答案】(1)三ⅤA(2)NH3(3)H2SO4(4)N2O5【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。8．元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和性质，下图是元素周期表的一部分：(1)根据元素周期律，请你预测H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：H3AsO4________H3PO4(填“＞”“＜”或“＝”)。(2)根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在第ⅦA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第________族。(3)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为________________________________________。(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为____________。【答案】(1)＜(2)ⅣA(3)Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(4)硒【解析】(3)第三周期金属元素中原子半径最小的元素为Al，铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子。(4)R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，最外层电子数为6，处于第四周期第ⅥA族，为硒元素。B组·能力提升9．如图是元素周期表的一部分，关于元素X、Y、Z的叙述正确的是()①X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐②Y、Z的气态氢化物的水溶液的酸性：Y＜Z③Z的单质在常温下是液体，可与铁粉反应④Z的原子序数比Y大19⑤Z所在的周期中含有32种元素A．①②③④ B．①②③④⑤C．只有③ D．只有①④【答案】A【解析】据元素周期表的结构，可知R为He，X为N，Y为S，Z为Br；2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4，①正确；氢硫酸的酸性小于氢溴酸，②正确；Br2在常温下是液体，能与铁粉反应，③正确；Br的原子序数为35，S的原子序数为16，④正确；Br处于第四周期，该周期包括18种元素，⑤错误。10．甲～辛等元素在周期表中的相对位置如表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素。下列判断不正确的是()甲乙丙丁戊己辛庚A.金属性：甲＞乙＞丁B．原子半径：辛＞己＞戊C．丙与庚的原子核外电子数相差13D．单质己可作半导体材料【答案】A【解析】由题知戊为C，甲为Li。甲、乙、丙同主族，则乙为Na，丙为K，丁为Ca，金属性：乙＞甲，A错误；根据电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，得原子半径：辛＞己＞戊，B正确；丙、庚同属第四周期，第四周期有10种过渡元素，甲与戊的原子序数相差3，故丙与庚的原子核外电子数相差13，C正确；己为硅元素，单质硅可作为半导体材料，D正确。11．X、Y、Z、W为周期表中前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位于同一周期，Z单质是一种良好的半导体。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。下列说法正确的是()A．原子半径：W>Y>Z>XB．气态氢化物的稳定性：X<ZC．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>WD．Y、Z的氧化物都有酸性和碱性【答案】A【解析】由题意可推出X为O元素，Y为Al元素，Z为Si元素，W为K元素。气态氢化物的稳定性H2O>SiH4，B错误；最高价氧化物对应水化物的碱性KOH>Al(OH)3，C错误；Y的氧化物Al2O3有两性，而Z的氧化物SiO2是酸性氧化物，D错误。12．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是()A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、ZB．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、XC．元素非金属性由强到弱的顺序：Y、Z、W、XD．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W【答案】A【解析】由题意可推出X为O元素，Y为F元素，Z为Al元素，W为Si元素。原子最外层电子数的顺序是Y(F)＞X(O)＞W(Si)＞Z(Al),A正确；原子半径的顺序是Z(Al)＞W(Si)＞X(O)＞Y(F)，B错误；元素非金属性由强到弱的顺序是Y(F)＞X(O)＞W(Si)＞Z(Al)，C错误；简单气态氢化物的稳定性Y(F)的最强，D错误。13．A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，且均属于短周期元素，已知A是非金属元素，其电子层数与最外层电子数相等。Bn＋和C(n＋1)＋与氖原子具有相同的电子层结构，且C的氧化物为两性氧化物。Dn－、E(n－1)－与氩原子具有相同的电子层结构。(1)写出这五种元素的元素符号：A________；B________；C________；D____________；E________。(2)写出E单质与NaOH溶液在常温下反应的化学方程式：______________________________________________________________。(3)比较A、B、C、D、E的原子半径大小______________________________________________________________。【答案】(1)HMgAlSCl(2)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O(3)r(A)＜r(E)＜r(D)＜r(C)＜r(B)[或r(H)<r(Cl)<r(S)<r(Al)<r(Mg)]【解析】短周期元素中电子层数与最外层电子数相等的有H、Be、Al。其中只有H为非金属元素，所以A为H。由于C的氧化物为两性氧化物，Bn＋、C(n＋1)＋与Ne具有相同的电子层结构，则Bn＋、C(n＋1)＋分别为Mg2＋、Al3＋。故n＝2，则Dn－、E(n－1)－分别为S2－、Cl－。因此A、B、C、D、E