1、专题05 元素周期律、周期表【考向解读】 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成；了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布。4.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)及其应用。5.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以A族和A族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。8.了解化学键的定义；了解离子键、共价键的形成。 【命题热点突破一】元素周期表例1. 短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对
2、位置如右下图所示，其中 T 所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是 A.最简单气态氢化物的热稳定性：R QB.最高价氧化物对应水化物的酸性：Q Q RD.含 T 的盐溶液一定显酸性【答案】D【点评】 残缺元素周期表类的元素推断往往为给出元素周期表中短周期元素的一部分，根据文字信息或者周期表结构中“隐藏”的信息进行推断，如第一周期只有两端有元素、某元素上方有相邻元素，则必为第三周期元素或Li或Ne等。【变式探究】 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离子化合物，由此可知WXYZAX、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YBZ
3、元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YCX元素形成的单核阴离子还原性大于YDZ元素单质在化学反应中只表现氧化性【答案】A【命题热点突破二】元素周期律及其实质1.元素周期律涵 义元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化。实 质元素性质的周期性递变是核外电子排布周期性变化的必然结果。核外电子排布最外层电子数由1递增至8(若K层为最外层则由1递增至2)而呈现周期性变化。原子半径原子半径由大到小(稀有气体元素除外)呈周期性变化。原子半径由电子层数和核电荷数多少决定，它是反映结构的一个参考数据。主要化合价最高正价由+1递变到+7，从中部开始有负价，从-4递变至-1。(稀有气体元素化合价为零)， 呈周期
4、性变化。元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定，一般存在下列关系：最高正价数最外层电子数元素及化合物的性质金属性渐弱，非金属性渐强，最高氧化物的水化 物的碱性渐弱，酸性 渐强，呈周期性变化。这是由于在一个周期内的元素，电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，核对外层电子引力渐强，使元素原子失电子渐难，得电子渐易，故有此变化规律。2. 同周期、同主族元素性质的递变规律同周期（左右）同主族（上下）原子结构核电荷数逐渐增大增大电子层数相同增多原子半径逐渐减小逐渐增大化合价最高正价由+1+7负价数=8-族序数最高正价和负价数均相同，最高正价数=族序数元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增
5、强。金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。单质的氧化性和还原性氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱。氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。最高价氧化物的水化物的酸碱性酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。气态氢化物的稳定性、还原性，水溶液的酸性。稳定性逐渐增强，还原性逐渐减弱，酸性逐渐增强。稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，酸性逐渐减弱。例2、元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是A非金属性：ZTXBR与Q的电子数相差26C气态氢化物稳定性：R TQ【答案】BD是卤素，同主族非金属元素的非金属性随原子序数增大而减弱
6、，则非金属性：氟氯溴，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则HFHClHBr或RTQ，C项错误；T、Q分别是氯、溴，非金属性：氯溴，非金属性越强，最高价氧化物的水化物酸性越强，则高氯酸（HClO4）的酸性比高溴酸（HBrO4）强或 TQ，D项正确。【变式探究】已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性，下列说法正确的是AX、Y、Z、W的原子半径依次减小BW与X形成的化合物中只含离子键CW的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点D若W与Y的原子序数相差5，则二者形成化
7、合物的化学式一定为Y2W3【答案】 A【命题热点突破三】微粒半径的比较原子半径1.电子层数相同时，随原子序数递增，原子半径减小例：rNarMgrAlrSirprsrCl2.最外层电子数相同时，随电子层数递增原子半径增大。例：rLirNarkrRbrCs离子半径1.同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子.例：rCl-rCl，rFerFe2+rFe3+电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小.例：rO2-rF-rNa+rMg2+rAl3+带相同电荷的离子,电子层越多,半径越大.例：rLi+rNa+rK+rRb+rcs+；rO2-rs2-rse2-rTe2-
8、带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。 例：比较rk+与rMg2+可选rNa+为参照可知rk+rNa+rMg2+例3 . A、B、C为三种短周期元素，A、B在同周期，A、C的最低价离子分别为A2和C，B2和C具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()。A原子序数：ABBCC离子半径：A2CB2D原子核外最外层电子数：ACB【答案】C【变式探究】某矿石由前20号元素中的四种组成，其化学式为WYZX4。X、Y、Z、W分布在三个周期，原子序数依次增大，Y、W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，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
9、等，Y、Z位于同一周期，Z单质是一种良好的半导体。则下列判断正确的是()AY、Z的氧化物都有两性B气态氢化物的稳定性：ZXC原子半径：WYZXD最高价氧化物对应水化物的碱性：YW【答案】C【解析】 首先推出X和Z分别为O元素和Si元素。W能与冷水剧烈反应，且原子序数最大，推测W为K或Ca，若W为Ca，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，推出Y、Z最外层分别有4个和4个电子，而题中说，Y、Z(Si)位于同一周期，矛盾，故W只能是K，则Y为铝。【高考真题解读】1【2016年高考江苏卷】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的
10、非金属性最强的元素，在周期表中Z位于IA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是（ ）A元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构B由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物CW的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强D原子半径：r（X）r（Y）r（Z）r（W）【答案】B2【2016年高考上海卷】硼的最高价含氧酸的化学式不可能是（ ）AHBO2 BH2BO3 CH3BO3 DH2B4O7【答案】B【解析】B原子最外层电子数是3个，所以其最高化合价是+3，然后根据化合物中正负化合价的代数和等于0可知，不可能是H2BO3（其中B元素化合价为+4价），故只有选项B符合题意。3【2016年高考上海卷】下列各组
11、物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是（ ）ACaO与CO2 BNaCl与HCl CSiC与SiO2 DCl2与I2【答案】C【解析】CaO是离子化合物，熔化断裂离子键，而CO2在固态时是分子晶体，熔化破坏的是分子间作用力，与化学键无关，A错误；.NaCl是离子化合物，熔化断裂离子键，而HCl在固态时是分子晶体，熔化破坏的是分子间作用力，与化学键无关，B错误；SiC和SiO2都是原子晶体，熔化断裂的是共价键，与化学键有关，C正确；Cl2和I2在固态时都是分子晶体，熔化断裂的是分子间作用力，与化学键无关，D错误。4【2016年高考上海卷】已知W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大。W、Z同
12、主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是（ ）A原子半径：XYZWBW的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强CW的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性D若W与X原子序数差为5，则形成化合物的化学式为X3W2【答案】A5【2016年高考新课标卷】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 molL1 r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）A原子半径的大小WXXYCY的氢化物常温常压下为液态DX的最高价氧化
13、物的水化物为强酸【答案】C【解析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则Z是氯元素，n是Cl2；0.01 molL1 r溶液的pH为2，说明r是一元强酸，Cl2与两种元素组成的化合物反应会产生两种化合物，其中一种r是HCl，另一种物质q的水溶液具有漂白性，则说明W是H元素；m是H2O，q是HClO；两种元素组成的化合物p与Cl2光照反应产生HCl，同时产生s，s通常是难溶于水的混合物，根据转化关系图可知p是甲烷，则s可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的几种物质。因此X是碳元素，Y是氧元素。根
14、据元素周期律的原子半径变化规律：同一周期的元素，原子序数越大原子半径越小，同一主族的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则原子半径的大小WYX，A错误；同周期元素，随着原子序数的增大，自左向右元素的非金属性逐渐增强，则非金属性YX，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，相应元素的非金属性越弱，高氯酸的酸性大于碳酸的酸性，则非金属性ZX，氯元素与氧元素组成的常见化合物如次氯酸等，氯元素显正价，氧元素显负价，由此可判断非金属性YZ，因此元素的非金属性YZX，B错误；Y元素的氢化物有H2O和H2O2，二者在常温常压下都为液态，C正确；X的最高价氧化物的水化物是碳酸，该物质是二元弱酸，不是强酸，D错
15、误。6【2016年高考新课标卷】a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2-和C+离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是（ ）Aa与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1Bb与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物Cc的原子半径是这些元素中最大的Dd和a形成的化合物的溶液呈弱酸性【答案】A7【2016年高考新课标卷】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是（ ）A简单离子半径：W XZB W与X形成的化合物
16、溶于水后溶液呈碱性C气态氢化物的热稳定性：WZ【答案】B【解析】X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，为钠元素，ZX形成的化合物为中性，说明为氯化钠，则Y为硫元素，W为氧元素。A离子和氧离子电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故钠离子半径小于氧离子半径，A错误；氧和钠形成的化合物为氧化钠或过氧化钠，其水溶液都为氢氧化钠，显碱性，B正确；水和硫化氢比较，水稳定性强，C错误；最高价氧化物对应的水化物中高氯酸是最强酸，D错误。8【2016年高考浙江卷】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是其电子层数的2 倍，X、Y的核电荷数之比为3:4。W的最外层为8电子结
17、构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是（ ）AX与Y能形成多种化合物，一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应B原子半径大小：XY，ZWC化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键DY、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂【答案】D9【2016年高考海南卷】（8分）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2+电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，回答下列问题：（1）M元素位于周期表中的第_周期、_族。（2）Z元素是_，其在自然界中常见的二元化合物是_。（3）X与M的单质在高
18、温下反应的化学方程式为_，产物分子为直线形，其化学键属_共价键（填“极性”或“非极性”）。（4）四种元素中的_可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为_。【答案】（8分）（1）三 A （每空1分，共2分）（2）Si SiO2 （每空1分，共2分）（3）C+2SCS2 极性 （每空1分，共2分）（4）Mg Mg+2HCl=MgCl2+H2 （每空1分，共2分）10【2016年高考天津卷】(14分)下表为元素周期表的一部分。碳氮YX硫Z回答下列问题（1）Z元素在周期表中的位置为_。（2）表中元素原子半径最大的是(谢元素符号)_。（3）下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非
19、金属性强的是_；aY单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊b在氧化还原反应中，1molY单质比1molS得电子多cY和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高（4）X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为-69和58，写出该反应的热化学方程式_。（5）碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应，生成2molMg(OH)2和1mol烃，该烃分子中碳氢质量比为9:1，烃的电子式为_。Q与水反应的化学方程式为_。（6）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由表中两种气体组成，气体的相对分子质量都小于
20、50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1L2.2mol/LNaOH溶液和1molO2，则两种气体的分子式及物质的量分别为_，生成硫酸铜物质的量为_。【答案】（1）第三周期，A族（2）Si（3）ac（4）Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) H=-687kJ/mol（5）；Mg2C3+4H2O=2 Mg(OH)2+C3H4（6）NO 0.9mol；NO2 1.3mol；2mol1(2015江苏化学，2，2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是()A质子数为17、中子数为20的氯原子：ClB氯离子(Cl)的结构示意图：C氯分子的电子式：D氯乙烯分子的结构简式：H3
21、CCH2Cl【答案】C2(2015课标全国卷，9，6分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c和d的电子层结构相同。下列叙述错误的是()A元素的非金属性次序为cbaB. a和其他3种元素均能形成共价化合物C. d和其他3种元素均能形成离子化合物D元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6【解析】a的电子层结构与氦相同，则a为氢元素；b和c的次外层有8个电子，且最外层电子数分别为6、7，则b为硫元素，c为氯元素；d的最外层电子数为1，且c和d的电子层结构相同，则d为钾元素。A项，元素的非金
22、属性次序为ClSH，正确；H2S和HCl是共价化合物，KH、K2S和KCl是离子化合物，B项错误，C项正确；D项，氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为1和1、6和2、7和1，因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，正确。【答案】B3(2015海南化学，12，4分)a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是()Ad元素的非金属性最强B它们均存在两种或两种以上的氧化物C只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物Db、c、d分别与氢形成的化合物中
23、化学键均为极性共价键【答案】D4短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是()A上述四种元素的原子半径大小为WXYZBW、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20CW与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点【解析】依据题意，不难确定W、X、Y、Z四种元素依次为氢(H)、碳(C)、氮(N)或氧(O)、氖(Ne)。A项，
24、X、Y、W元素的原子半径大小为XYW；B项，四种原子最外层电子总数为18或19；C项，H2O2或N2H4分子中既含极性共价键又含非极性共价键；D项，W与X组成的化合物包括所有的烃类，故沸点不一定比H2O或NH3的低。【答案】C5X、Y、Z、W是短周期元素，原子序数依次增大。X是原子半径最小的元素；Y元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍；Z元素的1价阴离子、W元素的3价阳离子的核外电子排布均与氖原子相同。下列说法中正确的是()AX、Y形成的化合物只含有极性键BX单质和Z单质在暗处能剧烈反应C含W元素的盐溶液一定显酸性DZ离子半径小于W离子半径【答案】B6元素周期律揭示了元素间的递变规律，下列递
25、变规律正确的是()AA族元素氢化物沸点：SiH4CH4，所以A族元素氢化物沸点：PH3NH3B第二周期元素氢化物稳定性：HFH2O，所以第三周期元素氢化物稳定性：HClH2SCA族元素的非金属性：FCl，所以A族元素氢化物的酸性：HFHClD镁比铝活泼，工业上用电解熔融氧化铝制铝，所以工业上也用电解熔融氧化镁制镁【解析】A项，由于NH3分子间能形成氢键，所以其沸点高于PH3，错误；C项，非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，不能说明氢化物酸性强弱，错误；D项，由于MgO的熔点高，故工业上是电解熔融的氯化镁制镁，错误。【答案】B7W、X、Y、Z是短周期中的常见元素，其部分性质如下表
26、，下列说法不正确的是()W单质是淡黄色固体X第三周期原子半径最小的金属Y单质不能将比它不活泼的金属从盐溶液中置换出来Z原子最外层电子数是电子总数的A.Y、X、W的原子半径依次减小，X、Y、W单核离子的半径依次增大BW、X、Y的最高价氧化物的水化物之间可以两两反应CY的氧化物与Z的最高价氧化物反应一定是氧化还原反应DW、Z、X、Y的最高正价依次降低【解析】根据题意可以推出W为S，X为Al，Y为Na，Z为C。A项，依据同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小，得Y、X、W的原子半径依次减小，依据核外电子排布相同的离子半径随核电荷数的增大而减小，得X、Y、W单核离子的半径依次增大，正确；B项，W、
27、X、Y的最高价氧化物的水化物分别为H2SO4、Al(OH)3、NaOH，它们之间可以两两反应，正确；C项，Y的氧化物是Na2O或Na2O2，Z的最高价氧化物是CO2，它们之间的反应不一定是氧化还原反应，错误；D项，W、Z、X、Y的最高正价分别为：6、4、3、1，依次降低，正确。【答案】C8主族元素M、R形成的简单离子M2与R的核外电子数之和为20，下列说法正确的是()AM原子的质子数一定大于R原子的质子数BM可能存在16M、18M两种核素CM2与R的电子层结构不可能相同D两种离子结合形成的化合物中可能含有共价键【答案】B9下列叙述中，正确的是()ASiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共
28、价键B离子化合物中一定有金属元素C由阳离子和阴离子结合生成的化合物一定是离子化合物D由两种共价化合物结合生成的化合物一定是共价化合物【解析】离子化合物中不一定含金属元素，如铵盐，B错；C项，由阳离子和阴离子结合生成的化合物不一定是离子化合物，如NHOH=NH3H2O，错误；D项，由两种共价化合物结合生成的化合物不一定是共价化合物，如NH3HCl=NH4Cl，错误。【答案】A10 A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素且B、C相邻，A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物。D元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知：甲E2
29、=丙B2，甲丙=丁，下列说法中正确的是()A离子半径：DCBBA与B两种元素共同形成的10电子粒子有3种CD元素在周期表中的位置是第二周期第A族D丁物质均由非金属元素构成，只含共价键【答案】B11(2015重庆理综，8，15分)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。(1)NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，N2的电子式为_。(2)Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为_(已知该反应为置换反应)。(3)KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和N
30、a2O。KClO4含有化学键的类型为_，K的原子结构示意图为_。(4)NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而发生分解，其化学方程式为_。(5)100 g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6 L(标准状况)。用碱石灰除去的物质为_；该产气药剂中NaN3的质量分数为_。【解析】(1)氮原子最外层有5个电子，共用3对电子形成氮气，氮气的电子式为NN。(2)置换反应中，Fe2O3作氧化剂，还原产物是铁。(3)KClO4中K与ClO之间存在离子键，ClO内部Cl与O之间存在共价键。(4)NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O。(5)碱石灰是CaO和NaOH组成的混合物，可以吸收水和CO2。n(N2)1.5 mol，根据氮原子守恒n(NaN3)1 mol，w(NaN3)100%65%。【答案】(1)NN(2)Fe(3)离子键和共价键(4)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O (5)CO2 、H2O65%
