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2018年高考二轮复习之核心考点步步高系列
考点十、原子结构、元素周期表和元素周期律
题型介绍：
原子结构和元素周期律是每年必考的重点内容，主纵观近几年年高考试题，主要是以元素及其化合物知识为载体，用物质结构理论，将解释现象、定性推理、规律总结、简单计算相结合，全方位、多层次地考查考生综合分析能力、逻辑推理能力及迁移应用能力。在选择题中，主要考查同位素概念、元素周期表位构性的关系，多涉及周期律中化合价、原子半径、氢化物稳定性、最高氧化物水化物的酸碱性比较，化学键类型的判断等，在部分省市卷及全国卷中均有出现，但更多的在物质结构综合推断题中出现，同时结合元素化合物知识、化学反应原理等进行考查。
高考选题：
【2017北京卷】2016年IUPAC命名117号元素为Ts（中文名“”，tián），Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 （ ）
A．Ts是第七周期第ⅦA族元素 B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C．Ts在同族元素中非金属性最弱 D．中子数为176的Ts核素符号是
【答案】D
【名师点睛】明确元素周期表的结构以及编制原则是解答的关键，元素周期表每一周期元素种类依次为2、8、8、18、18、32、32（周期表未排满），则每一周期最后一种惰性气体原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118，因此只要记住了稀有气体元素的原子序数，就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。即（1）若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期第ⅡA族；（2）若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84号元素应在第六周期第ⅥA族；（3）若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素(118号)比较，按上述方法推测知：117号元素应为第七周期第ⅦA族。
解题技巧：
1、区分：元素、核素、同位素之间的关系
2、熟记微粒间“四个”数量关系
①质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。
②质量数＝质子数＋中子数
③质子数＝阳离子的核外电子数＋阳离子所带正电荷数。
④质子数＝阴离子的核外电子数－阴离子所带负电荷数。
3、核外电子排布规律及应用
规律学习是主线，特性特点往往是考点，所以我们在复习中不仅要掌握原子结构的规律，还要掌握原子结构的特性。核电荷数为1～18的元素的原子结构是高考重点要求与考查的内容，熟练掌握其结构特征，尤其是核外电子排布是快速判断元素的前提和基础。
（1）规律
①最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
②最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；3倍的是O；4倍的是Ne；的是Li、Si。
③电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
④最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S；3倍的是O。
（2）特性
核电荷数为1～18的元素的特征性质：
①气态密度最小，原子核中只有质子没有中子，原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。
②单质硬度最大，熔沸点最高，形成化合物种类最多，正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。
③原子半径最大的是Na，最小的是H。
④地壳中含量最多的元素为氧，其次是硅；地壳中含量最多的金属元素是铝。
⑤一些元素的应用：Li、H常用于高能电池，Si是制造光电池、半导体的常用材料；Al是应用最广泛的短周期金属元素；14C常用于文物的年代鉴定。
（3）熟记常见的等电子微粒
①常见“10e－”微粒
A、分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；
B、阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、NH4+；
C、阴离子：F－、O2－、OH－、NH2-。
②常见“18e－”微粒
A、分子：Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH；
B、阳离子：K＋、Ca2＋；
C、阴离子：Cl－、S2－、HS－。
③其他等电子微粒
A、“14e－”：Si、N2、CO、C2H2、C22-；
B、“16e－”：S、O2、C2H4、HCHO。
4、微粒半径大小比较
（1）粒子半径比较基本原则
①一看“电子层数”：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。如同一主族元素，电子层数越多，半径越大如：r(Cl)＞r(F)、r(O2－)＞r(S2－)、r(Na)＞r(Na+)。
②二看“核电荷数”：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。如同一周期元素，电子层数相同时核电荷数越大，半径越小。如r(Na)＞r(Cl)、r(O2－)＞r(F－)＞r(Na+)。
?③三看“核外电子数”：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。如：r(Cl－)＞r(Cl) 、r(Fe2+)＞r(Fe3+)。
（2）微粒半径的大小比较规律
①同周期元素的原子半径随原子序数的递增逐渐减小。如：Na>Mg>Al>Si（稀有气体的原子半径不参与比较）。
②同主族元素原子的半径随原子序数的递增逐渐增大。如： Li③同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小。如：第三周期中：Na+>Mg2+>Al3+。
④同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小。如：第三周期中：P3->S2->Cl-。
⑤同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大。如：第ⅠA族中：Na+⑥同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大，如：第ⅦA族中：F-⑦阳离子半径总比相应原子半径小。如：Na+⑧阴离子半径总比相应原子半径大。如：S2->S，Br->Br。
⑨电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如：S2->Cl->K+>Ca2+，Al3+⑩同一元素不同价态的离子半径，价态越高则离子半径越小。如：Fe>Fe2+>Fe3+，H->H>H+。
5、元素原子序数的确定
（1）依据主族元素在周期表中的位置
对于主族元素，电子层数＝周期数，最外层电子数＝主族序数，所以知道元素在周期表中的位置，即能画出其原子结构示意图，从而确定其原子序数。如某元素的位置为第四周期第ⅦA族，其原子结构
示意图为 ，则原子序数Z为35。
（2）利用同主族相邻两元素原子序数的关系
①元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)：同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目。
②元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)：同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目。
③直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系
（3）利用同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序数的关系
设ⅡA族、ⅢA族元素原子序数分别为x、y，
则有y=x+1（第二、三周期）
y=x+11（第四、五周期）
y=x+25（第六、七周期）
（4）已知元素的原子序数确定其在元素周期表中的位置
方法：第一～七周期稀有气体元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118(第七周期若排满)，可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的差值来推断元素在周期表中的位置，遵循“比大小，定周期；比差值，定族数”的原则。如53号元素，由于36＜53＜54，则53号元素位于第五周期，54－53＝1，所以53号元素位于54号元素左侧第一格，即ⅦA族，得53号元素在元素周期表中的位置是第五周期ⅦA族。
6、理解化学键与物质类别的关系
高频考点一：等电微粒的推导
【典例】【湖北省部分重点高中协作体2018届高三上学期期中】A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的短周期主族元素。B、C、D均能与A形成10电子分子，E单质可用于野外焊接钢轨的原料，F与D同主族。
（1）D、E、F的离子半径由大到小的顺序为___________（填离子符号）。
（2）写出能证明G比F非金属性强的一个化学方程式：_____________。
（3）F和G形成的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，该化合物与水反应生成F单质、F的最高价含氧酸和G的氢化物，三种产物的物质的量之比为2:1:6，甲的电子式为_____，该反应的化学方程式为______________。
（4）C能分别与A和D按原子个数比1:2形成化合物乙和丙，乙的结构式为________。常温下，液体乙与气体丙反应生成两种无污染的物质，该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
（5）现取100 mL1 mol／L的E的氯化物溶液，向其中加入1 mol／L NaOH溶液产生了3.9 g沉淀，则加入的NaOH溶液体积可能为____mL。
【答案】 S2-> O2-> Al3+ Cl2+H2S=2HCl+S（或Cl2+Na2S=2NaCl+S↓） 3SCl2+4H2O=2S+H2SO4+6HCl 2：1 150或350
【解析】试题分析：A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的短周期主族元素。B、C、D均能与A形成10电子分子，则A、B、C、D分别为H、C、N、O等4种元素。E单质可用于野外焊接钢轨的原料，则E为铝，F与D同主族，则F为S，G为氯元素。
（3）F和G形成的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，则该化合物为二氯化硫，该化合物与水反应生成硫、硫酸和氯化氢，三种产物的物质的量之比为2:1:6，所以甲的电子式为，该反应的化学方程式为3SCl2+4H2O=2S+H2SO4+6HCl。
（4）C能分别与A和D按原子个数比1:2形成化合物N2H4和NO2，乙的结构式为。常温下，液体乙与气体丙反应生成两种无污染的物质，该反应的化学方程式为2N2H4+2NO2=3N2+4H2O，所以该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1。
（5）100 mL1 mol/L的氯化铝溶液中含氯化铝0.1mol，向其中加入1 mol/L NaOH溶液产生了0.05mol氢氧化铝，则可能有两种情况，一是加入0.15molNaOH，二是加入0.35molNaOH，则加入的NaOH溶液体积可能为150或350mL。
【名师揭秘】这类推断题抓住简单离子达到稀有气体的稳定结构，然后进行推断。就如10电子以氖为中心，其前面的阴离子与其后面的阳离子。
高频考点二：元素周期表的结构
【典例】【浙江省温州市2018届高三上学期期中】已知X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．原子半径：W>X
B．氢化物的热稳定性和沸点：ZC．元素Y与元素Z可形成化合物YZ2
D．由氢化物水溶液的酸性：W>Z可推知元素的非金属性W>Z
【答案】C
【解析】A、同周期自左向右原子半径逐渐减小，原子半径：W＜X，A错误；B、同周期自左向右非金属性逐渐增强，氢化物稳定性逐渐增强，氢化物的热稳定性：Z【名师揭秘】元素周期表能够反映原子的位置和结构，在元素推断中如果已知元素在周期表中的位置，就可以快速确定元素的名称、原子结构及性质。但在实际考查中往往不是呈现完整的元素周期表，而是呈现某一片段，这就要求根据呈现的片段结构中提供的信息来推断元素。
高频考点三：元素周期律的应用
【典例】【湖南省祁阳四中2018届高三第四次月考】下列有关物质性质的比较顺序中，不正确的是（ ）
A．热稳定性：HF＜HCl＜HBr＜HI B．微粒半径：K+＞Na+＞Mg2+＞Al3+
C．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3 D．熔点：Li＞Na＞K＞Rb
【答案】A
【名师揭秘】元素周期律的变化表现在离子半径、化合价、金属性和非金属性。其核心在金属性和非金属性。我们要知道金属性和非金属性表现在哪些方面，并能与元素及化合物知识、相关的实验现象结合起来。
高频考点四：粒子半径大小比较
【典例】【重庆市第一中学2018届高三11月月考】几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
L
M
X
R
T
Q
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
0.078
主要化合价
+2
+3
+6、-2
+2
-2
+5、-3
则下列相关叙述错误的是 （ ）
A．简单氢化物的沸点: X>T>Q
B．离子半径: X2-> T2-> L2+> M3+
C．工业上用电解熔融状态的M和T的化合物制取单质M
D．M和R的最高价氧化物对应的水化物既能与强碱反应又能与强酸反应
【答案】A
【名师揭秘】粒子半径大小比较，首先看电子层，再看核电荷，最后看电子数，这几点之间具有层次性，具有先后关系，在比较过程中可以先分组，然后组内比较。
高频考点五：位—构—性的综合应用
【典例】【天津市第一中学2018届高三上学期第二次月考】短周期主族元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，R的简单氢化物可用作制冷剂，X是短周期中金属性最强的元素。Y离子在同周期元素简单离子半径中最小，由W、X和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法正确的是 （ ）
A．原子半径：Z>Y>X>W
B．Z的简单氢化物的热稳定性比W强
C．X与Z形成化合物的水溶液可使红色石蕊试纸变蓝
D．Y的氧化物既可溶于R的最高价氧化物对应的水化物，也可溶于R的氢化物水溶液
【答案】C
【解析】R的简单氢化物可用作制冷剂，常见为氨气，则R为N元素，X是短周期中金属性最强的元素，X为Na元素，Y离子在同周期元素简单离子半径中最小，因Y的原子序数大于X，则Y为第三周期元素，第三周期元素形成的简单离子中，铝离子半径最小，则Y是Al元素，由W、X和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生，黄色沉淀为S，则由 W、X和Z三种元素形成的一种盐为Na2S2O3，刺激性气体为SO2，则W为O元素，Z为S元素。
A．根据元素周期率可知，同周期元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，同主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐增大，因此原子半径：Na＞Al＞S＞O，即X＞Y＞Z＞W，故A错误；B．非金属性O＞N，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则H2O的稳定性大于H2S的稳定性，即Z的简单氢化物的热稳定性比W弱，故B错误；C．X与Z形成的化合物是Na2S，为强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，则可使红色石蕊试纸变蓝，故C正确；D．Y的氧化物是Al2O3，R的最高价氧化物对应的水化物是硝酸，因硝酸是强酸，所以Al2O3可溶于硝酸中，R的氢化物是NH3，溶于水生成弱碱NH3·H2O，则Al2O3不能溶于NH3的水溶液中，故D错误；答案选C。
【名师揭秘】原子序数、电子层数、化合价之间结合元素周期律之间的推断为常考题型，有如下关系：（1）“序层”规律：①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大，②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大；（2）“序、价”规律：在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。
1．【2017天津卷】根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是 （ ）
A．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4
B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C．图1所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si
D．用中文“”（ào）命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
【答案】C
【解析】A、气态氢化物稳定性与非金属性一致，非金属性O＞N＞Si，所以气态氢化物稳定性H2O＞NH3＞SiH4，A正确；B、氢元素可与非金属元素形成共价化合物如H2O等，也可以与某些金属生成离子化合物如NaH等，B正确；C、不能用氢化物的酸性来验证非金属性强弱，可以采用最高价含氧酸酸性强弱来验证，C错误；D、根据元素周期表知识判断，各周期0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118，所以第118号元素在周期表中位于第七周期0族，D正确。故选C。
【名师点睛】熟练应用元素周期律是准确解题的核心。A、C两项元素的非金属性可以用氢化物的稳定性，最高价氧化物对应水化物的酸性，相互置换能力等来判断。B项则涉及到离子化合物、共价化合物的判断，可以根据组成元素来判断。
2．【2017新课标3卷】短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是 （ ）
W
X
Y
Z
A．氢化物沸点：WW
C．化合物熔点：Y2X3【答案】D
【名师点睛】考查元素周期表的结构及元素周期律的应用，其中微粒的半径大小比较是该题的难点，比较法是：（1）同周期元素的微粒：同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)，如Na＞Mg＞Al＞Si，Na+＞Mg2+＞Al3+，S2－＞Cl－；（2）同主族元素的微粒：同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大，如Li＜Na＜K，Li+＜Na+＜K+；（3）电子层结构相同的微粒：电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2－＞F－＞Na+＞Mg2+＞Al3+；（4）同种元素形成的微粒：同种元素原子形成的微粒电子数越多，半径越大，如Fe3+＜Fe2+＜Fe，H+＜H＜H－；（5）电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较，如比较Al3+与S2－的半径大小，可找出与Al3+电子数相同的O2－进行比较，Al3+＜O2－，且O2－＜S2－，故Al3+＜S2－。
3．【2016年高考新课标Ⅱ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 （ ）
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【答案】A
【解析】
试题分析：a的原子中只有1个电子，则a为氢元素，a、b、c、d为短周期元素，b2-和C+离子的电子层结构相同，则b为氧元素，C为Na元素，d与b同族，则d为硫元素。A．H与O、S形成化合物为H2O和H2S，氢元素的化合价为+1，而NaH中氢元素的化合价为-1价，A项错误；B．氧元素与其他元素能形成H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2等化合物 ，B项正确；C．同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，电子层数越多，原子半径越大，原子半径：Na>S>O>H，C项正确；D．d和a形成的化合物为H2S，硫化氢是二元弱酸，H2S的溶液呈弱酸性，D项正确；答案选A。
【考点定位】考查元素的推断，元素周期律的应用等知识。
【名师点睛】本题考查元素的推断，元素周期律的应用等知识。在短周期元素中，能形成b2-和C+离子的元素只能位于第二、第三周期，所以b为氧元素，c为Na元素，H原子的核外只有一个电子，则A为H元素，d与b同族，则d为S元素，然后根据元素周期律的基础知识解答即可。
4．【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
C．W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】B
【解析】
【考点定位】本题主要是考查元素推断、元素周期律的应用等
【名师点晴】正确推断出元素是解答的关键，注意元素周期律的灵活应用。“位—构—性”推断的核心是“结构”，即根据结构首先判断其在元素周期表中的位置，然后根据元素性质的相似性和递变性预测其可能的性质；也可以根据其具有的性质确定其在周期表中的位置，进而推断出其结构。该题难度不大。
5．【2016年高考上海卷】硼的最高价含氧酸的化学式不可能是 （ ）
A．HBO2 B．H2BO3 C．H3BO3 D．H2B4O7
【答案】B
【解析】
试题分析：B原子最外层电子数是3个，所以其最高化合价是+3价，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。
【考点定位】考查元素化合价判断及化学式书写。
【名师点睛】解决此类问题时首先注意审题“最高价”=主族元素的族序数=原子的最外层电子数。其次注意含计算氧酸中中心原子化合价时H原子为+1价、O原子为-2价，且化合物正、负化合价代数和为0。
6．【2016年高考上海卷】下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是 （ ）
A．CaO与CO2 B．NaCl与HCl C．SiC与SiO2 D．Cl2与I2
【答案】C
【解析】
【考点定位】考查物质熔沸点高低比较方法。
【名师点睛】物质熔点高低取决于熔化过程中需要破坏作用力类型和大小，一般来说原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。主要原因是原子晶体和离子晶体融化时分别破坏共价键和离子键，键能越大熔点越高，且原子晶体中原子间由共价键形成空间网状结构，需要破坏化学键数目大于离子晶体；而分子晶体熔化时只破坏分子间作用力，与化学键键能无关，且分子间作用力强弱远小于化学键。因此，本题换个角度考虑，实质是在考查晶体类型，即两种物质全部是分子晶体的选项符合题意。
7．【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：X＞Y＞Z＞W
B．W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强
C．W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】A
【解析】
【考点定位】考查元素周期表和元素周期律综合应用、原子半径比较方法。
【名师点睛】本题属于元素周期表和元素周期律综合应用题型，通常考查的重点是原子序数排在前20号的元素，依据题给信息准确推断元素种类是解题关键。元素的非金属性越强，氧化性越强，与氢气化合越容易，形成气态氢化物越稳定，元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强；元素的金属性越强，还原性越强，置换酸（或水）中的氢越容易，元素最高价氧化物对应水化物的碱性越强。同周期元素，从左到右，随着原子序数逐渐增大，原子半径减小，金属性减弱，非金属性增强；同主族元素，从上到下，随着原子序数逐渐增大，原子半径增大，非金属性减弱，金属性增强。
8．【2016年高考新课标Ⅰ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 mol·L–1 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WB．元素的非金属性Z>X>Y
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸
【答案】C
【解析】
【考点定位】考查元素周期表、元素周期律的应用及和无机框图题推断的知识。
【名师点睛】元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。元素周期表反映了元素的原子结构、元素的性质及相互转化关系的规律，是根据元素周期律的具体表现形式，元素周期律是元素周期表排布的依据。元素的原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性、原子核外电子排布都随着原子序数的递增而呈周期性的变化。同一周期的元素原子核外电子层数相同，从左到右原子序数逐渐增大；同一主族的元素，原子最外层电子数相同，从上到下原子核外电子层数逐渐增大。原子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因，掌握元素的单质及化合物的结构、反应条件、物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。本题难度较大，常由于物质的某个性质未掌握好导致失误、失分。
9．【2016年高考新课标Ⅲ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< XB． W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C．气态氢化物的热稳定性：WD．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z
【答案】B
【解析】
试题分析：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、钠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，故错误；B、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，故正确；C、水和硫化氢比较，水稳定性强，故错误；D、最高价氧化物对应的水化物中高氯酸是最强酸，故错误。
【考点定位】考查原子结构和元素周期律的关系
【名师点睛】本试题考查元素周期表和元素周期律的知识，首选根据题目信息判断出元素名称，再根据元素周期律进行知识的判断，这就需要掌握住（非）金属性的强弱、微粒半径的大小比较等知识，因此平时中夯实基础知识是关键，同时应注意知识的灵活运用，审清题意如是不是最高价等。元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。元素周期表反映了元素的原子结构、元素的性质及相互转化关系的规律，是根据元素周期律的具体表现形式，元素周期律是元素周期表排布的依据。元素的原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性、原子核外电子排布都随着原子序数的递增而呈周期性的变化。同一周期的元素原子核外电子层数相同，从左到右原子序数逐渐增大；同一主族的元素，原子最外层电子数相同，从上到下原子核外电子层数逐渐增大。原子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因，掌握元素的单质及化合物的结构、反应条件、物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。本题难度适中，常由于物质的某个性质未掌握好导致失误、失分。
10．【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 （ ）
A．X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：X＜Y，Z＞W
C．化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D．Y、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】D
【解析】
试题分析：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，则X为C元素，X、Y的核电荷数之比为3:4，则Y为O元素，W?的最外层为8电子结构，W为F元素或Cl元素，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，则Z为Na元素，W只能是Cl元素。A．X与Y形成的化合物有CO和CO2，Z的最高价氧化物的水化物是NaOH，CO与NaOH不反应，A项错误；B．一般来说，电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，质子数越多，半径越小，则原子半径大小：X>Y，Z＞W，B项错误；C．化合物Z2Y和ZWY3分别是Na2O、NaClO3，氯酸钠是含氧酸盐，既存在离子键，也存在共价键，C项错误；D．Y的单质臭氧，W的单质氯气，Y、W的化合物ClO2可作水的消毒剂，D项正确；答案选D．
【考点定位】考查元素的推断，元素周期律的综合应用等知识。
【名师点睛】掌握原子的电子层结构特征。最外层电子数是电子层数的2倍的有氦、碳、硫，最外层电子数是电子层数的3倍的有氧。最外层电子数是次外层电子数2倍的为碳，最外层电子数是次外层电子数3倍的为氧。最外层电子数是内层电子数一半的为磷和锂。同主族元素原子序数是2倍关系的为硫和氧。
11．【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 ⅥA （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）
【解析】
考点：考查元素及化合物的推断、元素的位置、物质化学键类型的判断、化学式、化学方程式的书写等。
【名师点睛】高考要求学生熟练掌握同一周期、同一主族的原子结构和元素性质的递变规律，了解元素原子结构、元素在周期表中的位置、性质及其它们之间的关系。高考命题中常将将元素周期表、元素周期律、与元素性质结合进行考查，有时还会结合相应物质的性质和制备进行考查，该种题型是高考经典和必考题型。通过元素周期表考查元素性质（主要包含元素主要化合价、元素金属性非金属性、原子或离子半径等），充分体现了化学周期表中位置反映结构、结构决定性质这一基本原理，更突显了化学学科规律的特色。本题基础性强，难度不大。主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查，比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。
夯实基础：
1．【河北省衡水市安平中学2018届高三上学期期中】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
【答案】D
2．【吉林省实验中学2018届高三上学期第四次模拟】重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是 （ ）
A．重水是原子反应堆的导热剂
B．氘(D)原子核内有1个中子
C．H2O与D2O的物理性质不相同
D．1H、D与16O、18O形成的水分子，其相对分子质量不相同的有5种
【答案】A
【解析】原子反应堆的导热剂是钠钾合金，故A错误；氘(D)原子核内有1个质子、1个中子，故B正确；H2O与D2O的分子质量不相同，故C正确；1H、D与16O、18O形成的水分子有1H216O（18）、1H218O (20)、D216O (20)、D218O (22)、1HD16O(19)、1HD18O(21)，其相对分子质量不相同的有5种，故D正确。
3．【宁夏银川一中2018届高三上学期第四次月考】下列说法中正确的是 （ ）
A．Na2S2、 NaClO 中所含化学键类型完全相同
B．只有活泼金属元素与活泼非金属元素之间才能形成离子键
C．等物质的量的 CN－和 N2 含有的共用电子对数相等
D．氯气与 NaOH 反应的过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成
【答案】C
【解析】A．Na2S2含离子键和S－S非极性键，NaClO中含离子键和Cl－O极性键，则化学键不完全相同，A错误；B．铵盐中含离子键，均为非金属元素，离子键的形成中可能不含金属元素，B错误；C．等物质的量的CN－和N2含有的共用电子对数相等，均是三对，C正确；D．氯气与NaOH反应生成NaClO、NaCl、H2O，产物中不存在非极性键，则离子键、极性键和非极性键的断裂，但没有非极性键的形成，D错误；答案选C。
4．【广东省揭阳市第一中学2018届高三上学期第二次阶段考试】W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是 （ ）
A．单质的沸点：W>X
B．阴离子的还原性：W>Z
C．氧化物的水化物的酸性：YD．X与Y不能存在于同一离子化合物中
【答案】B
5．【陕西省西安中学2018届高三上学期期中】下列各项表达中正确的是 （ ）
A．Na2O2 的电子式为
B．16O2 和 18O2 互为同素异形体
C．在氮原子中，质子数为 7 而中子数不一定为 7
D．Cl—的结构示意图为
【答案】C
【解析】A．Na2O2是离子化合物，电子式为，A错误；B．16O2和18O2均表示氧气分子，不能互为同素异形体，B错误；C．由于存在同位素，因此在氮原子中，质子数为 7，而中子数不一定为7，C正确；D．Cl－的结构示意图为，D错误，答案选C。
能力拓展：
6．【浙江省“七彩阳光”联盟2018届高三上学期期中】下列说法正确的是 （ ）
A．H2O的沸点比H2S高，所以H2O?比H2S?更稳定
B．干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
C．N2和CCl4中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D．NaHCO3受热分解的过程中，只有离子键被破坏
【答案】C
7．【山西省康杰中学2018届高三第二次月考】如图是常温下部分短周期元素，最高价氧化物对应水化物的等物质的量浓度稀溶液的pH值与原子序数的关系图，其中H的氧化物是两性氧化物。下列说法正确的是 （ ）
A．元素B对应的氢化物比J对应的氢化物熔沸点更高，原因是B的氢化物中的键能比J中的大。
B．根据图形分析可知，K、L两种元素最高价氧化物对应的水化物的酸性，前者较强。
C．晶体IC2熔化时克服的化学键和晶体KC2与水反应时克服的化学键，类型相同。
D．元素K、H、G分别形成的简单离子的半径逐渐减少
【答案】C
不同的离子，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：S2?>Mg2+>Al3+，故D错误；答案选C。
8．【重庆市巴蜀中学2018届高三上学期第四次月考】X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期主族元素，它们满足以下条件：①在元素周期表中，Z 与Y、W均相邻；②X、Y、W分别位于不同周期；③Y、Z、W三种元素的原子最外层电子数之和为17。 下列说法错误的是 （ ）
A．简单阴离子的离子半径：W>Y>Z>X
B．X、Y、Z既能形成离子化合物，又能形成共价化合物
C．W的常见氧化物均为酸性氧化物
D．X分别与Y、Z形成的核外电子总数为10的微粒最多只有5种
【答案】D
【解析】X、Y、W分别位于不同周期且均为主族元素，所以X一定位于第一周期，X为H，Y、W分别位于第二、三周期，Z 与Y、W均相邻，则三种元素的位置关系有两种情况： 或 ，若为第一种情况，设Y最外层为a个电子，则有a+a+1+a+1=17，a=5，则Y为N，Z为O，W为S；若为第二种情况，设Y最外层为a个电子，则有a+a+a+1=17，a无解，故X、Y、Z和W四种元素分别为：H、N、O、S。A、电子层数越多，半径越大，电子层结构相同时，原子序数越大，半径越小，所以阴离子的离子半径：S2->N3->O2->H-，A正确。B、H、N、O形成的化合物物如HNO3为共价化合物，形成的NH4NO3为离子化合物，B正确。C、S的氧化物SO2为H2SO3的酸性氧化物，SO3为H2SO4的酸性氧化物，故两者都是酸性氧化物，C正确。D、H与N、O形成的10电子的粒子有：NH3、NH2-、NH4+、H2O、OH-、H3O+共有6种，D错误。正确答案为D
9．【江西省临川第二中学2018届高三上学期第五次月考】如图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是 （ ）
A．简单离子的半径：Z>Y>X
B．Z2Y2与M2Y3中所含化学健的类型完全相同
C．Z、M、R的高价氧化物对应的水化物之间能相互反应
D．气态氢化物的沸点：Y>X>R
【答案】CD
则沸点由大到分子：H2O＞HF＞HCl，故D正确。答案选C。
10．【湖北省宜昌市葛洲坝中学2018届高三11月阶段性检测】下表是氧族部分元素的相关性质。
元素
性质
8O
16S
34Se
52Te
主要化合价
-2
-2、+4、+6
-2、+4、+6
原子半径
逐渐增大
单质与H2
反应情况
点燃时
易化合
加热
化合
加热
难化合
不能
直接化合
请回答下列问题:
（1）硒在周期表中位置____。
（2）碲的化合价可能有____。
（3）硫、硒、碲的氢化物水溶液的酸性由强至弱的顺序是__________(填化学式)。
（4）氢硒酸有较强的____(填“氧化性”或“还原性”),因此放在空气中易变质,其可能发生的化学方程式为_____________。
（5）氧族元素单质与H2反应过程中的焓变如图所示,其中a、b、c、d分别表示氧族中某一元素的单质。则b代表___,d代表___(均写单质名称)。
【答案】 第四周期第ⅥA族 -2、+4、+6 H2Te、H2Se、H2S 还原性 2H2Se+O2===2Se↓+2H2O
硒 氧气
（4）硒元素的非金属性比硫弱，氢化物的还原性比硫化氢强，氢硒酸有较强的还原性，因此放在空气中易变质，其可能发生的反应与硫化氢相似，反应的化学方程式为2H2Se+O2===2Se↓+2H2O。
（5）元素的非金属性越强，元素单质与H2反应过程中的焓变越小，则b代表硒，d代表氧气。
自我提升：
11．【湖北省宜昌市葛洲坝中学2018届高三11月阶段性检测】A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。下列有关说法正确的是 （ ）
A．A、C的氢化物的沸点都是同族元素中最低的
B．三种元素的最高化合价分别与其主族序数相等
C．原子半径：B >A>C
D．非金属性：C>B，C单质能从B的氢化物水溶液中置换出B
【答案】C
12．【湖北省宜昌市葛洲坝中学2018届高三11月阶段性检测】下列有关物质结构的说法正确的是 （ ）
A．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
B．干冰升华时，会发生共价键的断裂
C．氯化钠和HCl溶于水都发生电离，克服粒子间作用力的类型相同
D．在反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑中，既有离子键、极性键和非极性键的断裂，又有离子键、极性键和非极性键的形成
【答案】D
【解析】A．非极性键也可以存在于化合物中，如Na2O2的过氧根中存在O—O非极性键，故A错误；B．干冰升华时，分子间作用力发生变化，共价键不变化，故B错误；C．氯化钠和HCl溶于水都发生电离，前者克服离子键，后者克服共价键，克服粒子间作用力的类型不同，故C错误；D．在反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑中，既有离子键、极性键和非极性键的断裂，又有离子键、极性键和非极性键的形成，故D正确。故选D。
13．【河北省衡水市安平中学2018届高三上学期期中】短周期元素X和元素Y，元素X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为(a-b)，L层电子数为(a+b)，则X、Y两元素形成的化合物可能具有的性质是 （ ）
A．和水反应 B．和硫酸反应 C．和氢氧化钠反应 D．和氯气反应
【答案】C
【解析】短周期元素X和元素Y，元素X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为（a-b），L层电子数为（a+b），则L层电子数为8，所以a+b=8，元素X原子有2个电子层，b=2，所以a=8-b=8-2=6，X为O元素；元素Y原子的M层电子数为a-b=6-2=4，Y为Si元素，X、Y两元素形成的化合物为SiO2。SiO2和水不反应，A项错误；SiO2性质稳定，溶于HF酸，不溶于其它酸，B项错误；SiO2与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，C项正确；SiO2不与氯气反应，D项错误；答案选C。
14．【河南省2018届高三高中毕业班阶段性测试（二）】已知短周期主族元素a、b、c的原子序数依次增大,a和b同主族,且b的核电荷数是a的质子数的2倍，下列说法正确的是 （ ）
A．b的含氧酸的酸性比c的含氧酸的酸性弱
B．a与b形成的共价化合物在常温下为气体
C．ba2和c2均用作漂白剂，混合使用效果会更好
D．bac2在水中发生水解，可以生成两种酸
【答案】D
15．【海南省海口市第一中学2018届高三11月月考】下列为元素周期表的一部分，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在表中的位置，回答下列问题。
（1）B、C、H三元素中非金属性最强的是________(写出元素名称)，写出AF化合物的电子式__________，若AF与水反应产生2.24L气体（标准状况下），则转移电子数目为_______。
（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原子个数比为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：_____________________________________。
【答案】 氮 Na+[:H]- 6.02×1022 Al2O3＋2OH－===2AlO2—＋H2O 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
铝，溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O。（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原子个数比为1:1和1:2的两种离子化合物Z和M，因此该元素是O，X是双氧水，Y是水，Z是过氧化钠，M是氧化钠，所以Z与Y反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑。
以短周期元素或常见主族元素为载体考查同周期、同主族元素性质的递变规律，以及学生的分析推理能力。这类题目经常渗透化学反应原理的内容。这也是近年来有关该模型的一种变化趋势，使题目更加具有综合性，考查的知识点更多。这种变化趋势要求考生在复习备考时注意将原子结构、元素周期律知识与选修4中的化学反应原理知识相结合，使不同知识点能够发生横向联系。

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