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2019年高考二轮复习之核心考点
考点十、原子结构、元素周期表和元素周期律的应用

题型介绍：
原子结构和元素周期律是每年必考的重点内容，纵观近几年高考试题，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，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：
【2018天津卷】下列有关物质性质的比较，结论正确的是 （ ）
A．溶解度：Na2CO3B．热稳定性：HClC．沸点：C2H5SHD．碱性：LiOH【答案】C

点睛：解决此类问题，一个是要熟悉各种常见的规律，比如元素周期律等；另外还要注意到一些反常的规律。例如：本题的选项A，比较碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度，一般碳酸盐比碳酸氢盐的溶解度小，碳酸钙难溶，而碳酸氢钙可溶，但是碳酸钠却比碳酸氢钠溶解度大。此外，比如，碱金属由上向下单质密度增大，但是钾反常等等。
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。 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】【辽宁实验中学2019届高三12月月考】下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
族
周期
IA
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为______。③、④、⑤、⑥简单离子半径由小到大的顺序为______。
（2）②、⑧、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是______。
（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：______。
（4）由表中两种元素的原子按1：1组成的常见液态化合物易被催化分解，可使用的催化剂为__________。
a.MnO2 b.FeCl3 c.CuSO4 d.KMnO4
（5）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：

a) X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_________，
b) N→⑥的单质的化学方程式为________________。
【答案】Na>Al>O Al3+H2CO3>H2SiO3 
a b c Al3++3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3NH4+ 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑
【解析】由元素在周期表中位置可知①为H、②为C、 ③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为Cl。

(2). 元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，因非金属性Cl>C>Si，所以酸性： HClO4>H2CO3>H2SiO3，故答案为： HClO4>H2CO3>H2SiO3；
(3). ①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，符合条件的有NaOH、NaClO等，NaOH和NaClO的电子式分别为：，故答案为：；
(4). 由表中两种元素的原子按1：1组成的常见液态化合物是H2O2，在MnO2或FeCl3、CuSO4等催化作用下分解，高锰酸钾具有强氧化性，与H2O2发生氧化还原反应，不能用作H2O2分解的催化剂，故答案为：abc；
(5). 由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生如图转化的反应，其中M是仅含非金属的盐，所以一定是铵盐；ZN→⑥的单质；根据周期表的结构判断⑥是金属铝，所以推断N是氧化铝电解生成金属铝，Z是氢氧化铝受热分解生成氧化铝，由产物及X+Y+H2O→Al(OH)3＋NH4＋可知该反应是铝盐和一水合氨的反应，所以X溶液与Y溶液反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，N→⑥的单质的化学方程式为2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑，故答案为：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑。
【 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】【备战2019考点07元素周期律和元素周期表】下列各组微粒半径大小顺序正确的是 （ ）
A．r(O)>r(Cl)>r(S)>r(P)
B．r(Al3+)>r(Mg2+)>r(Ca2+)>r(Ba2+)
C．r(H+)>r(Al3+)>r(Mg2+)>r(K+)
D．r(Cs)>r(K)>r(Na)>r(Li)
【答案】D
【解析】比较微粒半径大小有以下原则：①同周期从左到右逐渐减小，所以A项应为r(P)>r(S)>r(Cl)>r(O)，错误；②核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，r(Mg2+)>r(Al3+)，B、C错误；③同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，D正确。故选D。
【 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．【2018江苏卷】短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的最外层只有一个电子，Z 位于元素周期表ⅢA族，W 与X属于同一主族。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：r(W) > r(Z) > r(Y)
B．由X、Y 组成的化合物中均不含共价键
C．Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
【答案】D
【解析】分析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。根据元素周期律作答。
详解：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r（Y）r（Z）r（W），A项错误；B项，由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；C项，金属性：Na（Y）Al（Z），Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；D项，非金属性：O（X）S（W），X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项正确；答案选D。
点睛：本题考查元素周期表和元素周期律的推断，准确推断出各字母代表的元素是解题的关键，进而根据同周期、同主族元素结构和性质的递变规律作出判断。

夯实基础：
1．【上海长宁区2019届高三上学期期末】以下性质的比较中，错误的是 （ ）
A．酸性：H2CO3>H2SiO3>H3AlO3 B．沸点：HCl>HBr >HI
C．热稳定性：HF>HCl>H2S D．碱性：KOH>NaOH>Mg(OH)2
【答案】B

2．【北京朝阳区2019届高三第一学期期末】根据元素周期律判断，不正确的是 （ ）
A．铍(Be)原子失电子能力比Ca弱 B．K与水反应比Mg与水反应剧烈
C．HCl的稳定性强于HBr D．硼酸(H3BO3)的电离程度强于H2SO4
【答案】D
【解析】A.Be、Ca是同一主族的元素，由于原子半径Ca>Be，所以铍(Be)原子失电子能力比Ca弱，A正确；B.由于原子半径K>Mg，原子最外层电子数KBr，所以稳定性HCl>HBr，C正确；D.非金属性B3．【备战2019考点07元素周期律和元素周期表】已知短周期元素的四种离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是 （ ）
A．原子序数：D＞C＞B＞A
B．原子半径：B＞A＞C＞D
C．离子半径：C3－＞D－＞A2＋＞B＋
D．氧化性：A2＋＞B＋，还原性：C3－＜D－
【答案】B

4．【四川资阳市2019届高三二诊】A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的相对位置如图所示，B的气态氢化物是工业上合成硝酸的重要原料。下列有关说法正确的是 （ ）

A．B和C两原子间可以形成离子键
B．A的氧化物电子式为
C．原子半径：A>B>C
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：B>A
【答案】D
【解析】依题意，A、B、C为短周期元素，B的气态氢化物是工业上合成硝酸的重要原料，则B为N元素，从A、B、C的相对位置看，A为Si元素、C为S元素。A项、N元素和S元素均为非金属元素，两原子间不可能形成离子键，故A错误；B项、A的氧化物是二氧化硅，二氧化硅固体中不存在“SiO2”分子，其基本结构是“SiO4”四面体，每个硅原子与周围4个氧原子形成共价键，晶体中只有单键、没有双键，故B错误；C项、一般而言，电子层数越大，原子半径越大，则Si原子的原子半径最大；又同周期元素从左到右，原子半径依次减小，原子半径的大小顺序为Si>S；N和S既不是同周期也不是同主族，无法比较两者的原子半径，故C错误；D项、同周期元素，从左到右非金属性依次增强，同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则非金属性的强弱顺序为N >P>Si，故最高价氧化物对应的水化物的酸性HNO3>H2SiO3，故D正确。故选D。
5．【天津武清区2019届高三上学期期中】根据原子结构或元素周期律的知识，下列说法正确的是 （ ）
A．35Cl和37Cl的原子核外电子排布不同
B．CO2通入Na2SiO3溶液中可以得到硅酸溶胶
C．短周期主族元素原子最外层电子数一定等于其最高化合价
D．1 mol HCl分子和1 mol HF分子断键需要的能量前者大于后者
【答案】B

能力拓展：
6．【天津市七校2019届高三上学期期中】下列有关元素的说法正确的是 （ ）
A．ⅠA族与ⅦA族元素间一定形成离子化合物
B．第二周期元素从左到右，最高正价从+1递增到+7
C．同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
D．元素周期表中的117号元素（Uus）位于第七周期、ⅦA族
【答案】D
【解析】A. ⅠA族为H和碱金属，ⅦA族元素为非金属元素，H与卤族元素形成共价化合物，碱金属元素与卤族元素形成离子化合物，故A错误；B. 第二周期中，O没有最高正价，F没有正价，第二周期元素从左到右，最高正价从+1递增到+5，故B错误；C. 同周期金属元素的化合价越高，元素的金属性越弱，则失电子能力逐渐减弱，故C错误；D. 117号元素（Uus）位于第七周期、ⅦA族，故D正确；故选D。
7．【河北隆化县存瑞中学2019届高三上学期期中】下列结论正确的是 （ ）
①微粒半径：r(K+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl-) ②氢化物的稳定性：HF>HCl>H2S>PH3>SiH4
③还原性：I->Br->Cl->Fe2+ ④氧化性：Cl2>S>Se>Te
⑤酸性：H2SO4>H3PO4>H2CO3>H3BO3 ⑥非金属性：O>N>P>Si
⑦金属性：BeA．①② B．①③ C．②④⑤⑥⑦ D．①③⑤
【答案】C

8．【西宁市四中2019届高三上学期第二次模拟】X、Y、Z、M、R为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法中正确的是 （ ）

A．简单离子半径：R>M
B．M和Z两种元素可以共存于同一种离子化合物中
C．工业冶炼R的单质通常用热还原法
D．氧化物的水化物酸性：Z【答案】B

9．【安徽阜阳三中2019届高三第二次模拟】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．已知Ra是第七周期ⅡA族的元素，故Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强
C．如上图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项，非金属性：O>N>Si，非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，因此稳定性：H2O＞NH3＞SiH4，故A项正确；B项，同一主族自上而下，元素的金属性逐渐增强，则金属性Ra>Mg，故碱性Ra(OH)2>Mg(OH)2，故B项正确；C项，元素的最高价氧化物的水化物酸性越强，元素的非金属性越强。由图可知酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3，但盐酸不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，因此不能比较元素的非金属性强弱，故C项错误。D项，根据元素周期表可知：从上往下，0族元素的原子序数依次为：2，10，18，36，54，86，118，则第118号元素位于第七周期0族，故D项正确。综上所述，本题答案为C。
10．【福建龙海市二中2019届高三下学期期初】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且四种元素分别位于不同的主族，它们的单质常温下均呈气态。X、Y、W处于不同周期，且在一定条件下其单质能发生反应：X2+Y2→甲，X2+W2→乙，已知，甲、乙常温下均为气态，且两者在空气中相遇时可化合成丙。试回答下列问题：
(1)Y和Z对应的氢化物比较稳定的是：_____________。(填化学式)
(2)化合物丙属于_____晶体(填晶体类型)，其水溶液显酸性，用离子方程式表示其原因：___。
(3)X、Z可组成四原子化合物丁，丁中所含的化学键类型为：____________键，请说出化合物丁的一种常见用途：__________________________；
(4)X、Y组成的化合物Y2X4可以与Z2构成清洁高效的燃料电池，若电解质溶液为NaOH溶液，则负极的电极反应式为：__________________________。
(5)一定条件下，取 3.4 g甲气体置于1 L恒容的容器中，4分钟后，容器内的压强变为原来的1.2倍，且不再变化，该反应中甲气体的转化率为：_____________。
【答案】H2O 离子 NH4++H2ONH3·H2O+H+ 共价 作生氧剂、杀菌剂、消毒剂、漂白剂等 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 20%

(1)Y是N元素，Z是O元素，由于非金属性O>N，所以二者对应的氢化物比较稳定的是H2O；
(2)化合物丙是NH4Cl，该物质属于离子晶体；它是强酸弱碱盐，在溶液中NH4+发生水解反应，消耗水电离产生的OH-，当达到水解平衡时，由于c(H+)>c(OH-)，所以溶液显酸性，用离子方程式表示为：NH4++H2ONH3·H2O+H+；
(3)X、Z可组成的四原子化合物丁是H2O2，丁中所含的化学键类型有极性共价键和非极性共价键；该物质具有氧化性，可以氧化其它物质，起杀菌消毒作用；在实验室中可以制取氧气；还可以作漂白剂等；
(4)X、Y组成的化合物N2H4可以与O2构成清洁高效的燃料电池，N2H4发生氧化反应，为负极燃料，若电解质溶液为NaOH溶液，则负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；
(5)甲为NH3，3.4g甲的物质的量为0.2mol，将其置于1 L恒容的容器中，发生可逆的化学反应：2NH3N2+3H2，根据方程式可知：每有2molNH3分解，会产生1molN2、3molH2，气体的物质的量增加2mol，由于在恒容密闭容器中，气体的物质的量的比等于容器内气体的压强之比，假设反应的氨气的物质的量为xmol，则反应后气体的物质的量增加了xmol，4分钟后，容器内的压强变为原来的1.2倍，且不再变化，(0.2+x)÷0.2=1.2，解得x=0.04mol，所以该反应中甲气体的转化率为(0.04mol÷0.2mol)×100%=20%。
自我提升：
11. 【广州天河区2019届高三测试（二)】短周期元素x、y、d、f的最高正价或最低负价、原子半径的相对大小随原子序数的变化如图所示；短周期元素z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为001mol/L)的pH与原子序数的关系如图所示：

下列有关说法正确的是 （ ）
A．离子半径大小顺序：e>f>g>h
B．由x、z、d三种元素形成的化合物中一定不含离子键
C．y、d、g的简单气态氢化物中沸点最高的是g的氢化物
D．装满zd2气体的小试管倒扣水槽中充分反应，试管液面上升约2/3
【答案】D

B.x、z、d对应的元素分别是H、N、O，三种元素形成的化合物中NH4NO3含有离子键，故B错误；
C.y、d、g对应的元素分别是C、O、S，氢化物的稳定性可以根据非金属性来比较，非金属性越强则氢化物越稳定，同周期元素原子序数越大非金属性越强，同主族元素原子序数越小非金属性越强，故最稳定的是d的氢化物，故C错误；
D.z、d对应的元素分别是N、O，zd2为NO2，则装满zd2气体的小试管倒扣水槽中充分反应，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，每消耗3体积二氧化氮生成1体积的一氧化氮，则试管液面上升约2/3，故D正确。答案选D。
12．【浙江诸暨市2019届高三第一学期期末】X、Y、Z、M四种短周期元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法正确的是 （ ）

A．原子半径：M＞Z＞Y＞X
B．Z的气态氢化物最稳定，因其分子间存在氢键
C．最高价氧化物对应水化物的酸性M＜Z
D．元素的非金属性：X＜Y＜Z
【答案】D

13．【广东省2019届韶关市高考调研】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，其中X、Y、Z 三种元素中，可形成含二种元素的10电子微粒m、n、p、q，且有反应m+np+q；M的最高价氧化物对应的水化物为最强酸。则下列说法正确是 （ ）
A．原子半径XB．非金属性X C．X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液一定呈酸性
D．MZ2可用于自来水的杀菌消毒
【答案】D
【解析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，其中X、Y、Z 三种元素中，可形成含二种元素的10电子微粒m、n、p、q，且有反应，符合此反应的应为NH4+OH-NH3H2O，所以X为H、Y为N、Z为O，M为短周期，最高价氧化物对应的水化物为最强酸， M为Cl。
A.由上述分析可知原子半径大小应为：X< Z 14．【天津蓟州2019届高三上学期期末】下列正确的组合是 （ ）
①砷(As)位于元素周期表第ⅤA族，其最高价氧化物对应水化物的酸性比硝酸弱
②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
③气态氢化物的水溶液的酸性H2S弱于HCl
④非金属元素的气态氢化物溶于水后，均形成无氧酸
A．①③④ B．①②④ C．①③ D．②③
【答案】C

15．【福建永春县2019届高三上学期期中】X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/nm
0.186
0.074
0.099
0.143
主要化合价
-4,+4
-2
-1,+7
+3
其它
阳离子核外无电子
单质为半导体材料
焰色反应呈黄色
(1)R在元素周期表中的位置是___________________________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为____________。
(2)Z的单质与水反应的化学方程式是__________________________________________。
(3)Y与R相比，非金属性较强的是____________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是____________(选填字母序号)。
a.常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
b.稳定性XR >YX4
c.Y与R形成的化合物中Y呈正价
(4)根据表中数据推测，Y的原子半径的最小范围是大于_______nm小于______nm。
(5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物的水化物，且甲 + 乙→丙 + 水 。若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式是____________。
【答案】第三周期ⅦA族 同位素 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ Cl bc 0.099 0.143 NaAlO2或Na2SiO3

（1）R为Cl元素，原子核外电子数为17，有3个电子层最外层电子数为7，处于元素周期表中第三周期第ⅦA族，R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们属于同位素关系，故答案为：第三周期第ⅦA族；同位素。（2）Z为Na元素，Na与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故答案为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 。 （3）Y为Si，R为Cl，位于同一周期，根据同周期元素非金属性从左到右逐渐增强可知，Cl的非金属性大于Si，a.属于物质的物理性质，不能比较非金属性的强弱，故a错误；b.元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故b正确；c.Y与R形成的化合物中Y呈正价，说明R得电子能力强，非金属性强，故c正确，故答案为：Cl；bc。（4）Y为Si，与Al、Cl位于相同周期，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则Si的原子半径比Al小，比Cl大，即大于0.099nm小于0.143nm，故答案为：0.099nm；0.143nm。（5）甲+乙→丙+水，应为中和反应，若丙的水溶液呈碱性，则对应的物质的应为强碱弱酸盐，可为NaAlO2或Na2SiO3，故答案为：NaAlO2或Na2SiO3。

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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