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第二节 元素周期表 元素周期律
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考纲导引 考点梳理
1.了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。2.掌握元素周期律的实质。3. 以第三周期为例，掌握同一周期内，以第ⅠA族和第Ⅶ族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 1. 元素周期表2.元素周期律。3.元素周期表和元素周期律的应用。
【基础知识梳理】
一、元素周期表
1．编排原则[来源:21世纪教育网]
(1)按原子序数递增的顺序从左到右排列；
(2)将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行(周期序数＝原子的电子层数)；
(3)把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行(主族序数＝原子最外层电子数)。
2．结构特点
(2)周期（7个横行，7个周期）
短周期 长周期
序号 1 2 3 4 5 6 7
元素种数 2 8 8 18 18 32 不完全周期，最多容纳32种元素[来源:21世纪教育网]21世纪教育网
0族元素原子序数 221世纪教育网 10 18[来源:21世纪教育网] 3621世纪教育网 5421世纪教育网21世纪教育网 8621世纪教育网21世纪教育网
(3)族18列，16个族
主族 列序 1 2 13 14 15 16 17
族序号 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
副族 列序 3 4 5 6 7 11 12
族序号 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB
第Ⅷ族 第 8、9、10 共3列
0族 第18列
二、元素周期律
1.定义：元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性的变化规律，这个规律叫做元素周期律
2.本质：元素原子核外电子排布的周期性变化。
3.主族元素的周期性变化规律
元素性质 同周期元素（左→右） 同主族元素（上→下）
最外层电子数 逐渐增多（1e—→8e—） 相同
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
主要化合价 最高正价逐渐增大（＋1→＋7）最低负价＝－(8－主族序数) 最高正价、最低负价相同（除F、O外）最高正价＝主族序数
最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强
非金属元素气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
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强 非金属性逐渐减弱金属性逐渐增强
得失电子能力 失减得递增 得减失递增
第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势
电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小
三、元素周期表和元素周期律的应用
1.元素分区
①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋
与 硼、硅、砷、碲、砹
的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置：分界线左下方金属元素区，分界线右上方为非金属元素区 。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
非金属性逐渐增强 周期金 1属 B 非金属区 非 2性 Al Si 金 3逐 Ge As 属 4 渐 Sb Te 性 5 增 金属区 Po At 增 6 强 强 7 金属性逐渐增强 主族ⅠAⅡAⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2．元素周期表和元素周期律的应用
(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索。
(2)寻找新材料
①半导体材料：在_金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找；
②在过渡元素中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；
③在周期表中的氯、硫、磷附近探索研制农药的材料。
(3)预测元素的性质(根据同周期、同主族性质的递变规律)。
(1)比较不同周期、不同主族元素的性质。如金属性Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3，Ca(OH)2＞Mg(OH)2(填“＞”、“＜”或“＝”)；
(2)推测未知元素的某此性质。如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合,Hat不稳定，水溶液呈酸
性，AgAt不 溶于水等。
【要点名师透析】
一、元素“位、构、性“的关系
1.掌握四个关系式：
①电子层数＝周期数
②质子数＝原子序数
③最外层电子数＝主族序数
④主族元素的最高正价＝族序数，负价＝主族序数－8
2、元素周期表的结构与原子序数的关系
（1）同主族、邻周期元素的原子序数差
①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数；
②位于过渡元素右侧的主族元素，即ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。例如，氯和溴的原子序数之差为：35－17＝18(溴所在第四周期所含元素的种数)。
（2）同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序数差
第二、三周期元素，原子序数差为1；
第四、五周期元素，原子序数差为11；
第六周期元素，原子序数差为25。
3.主族元素在周期表中位置的推断方法
（1）根据核外电子排布规律
①最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
②最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。
③最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。
④某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。
⑤电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。
（2）根据周期表结构与原子电子层结构的关系
核外电子层数＝周期数(对于大部分元素来说)；
主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|。
①族序数等于周期数的元素是H、Be、Al等。
②短周期中最高正价与最低负价代数和为零的是H(NaH中氢原子显－1价)、C、Si。
③最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素是S。
④除H外，原子半径最小的元素是F。
⑤最高正价不等于族序数的元素是O、F等。
⑥不易表现出正价的元素有O、F。
【典例1】下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是(　　)
族周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 c d
3 a b e f
A.e的氢化物比d的氢化物稳定
B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a
C．六种元素中，e元素单质的化学性质最活泼
D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
【答案】D
【解析】同主族元素从上到下元素氢化物的稳定性减弱，A项错误；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，B项错误；a到f六种元素分别为Na、Mg、C、O、S、Cl，其中金属单质Na的化学性质最活泼，非金属单质中Cl2、O2化学性质均比S活泼，C项错误。
二、元素的金属性或非金属性强弱的判断
①与水反应置换氢的难易
②最高价氧化物的水化物碱性强弱
金属性强弱 ③单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极上得电子的先后）
④互相置换反应(金属活动性顺序表)
依据： ⑤原电池反应中正负极（负极活泼）
⑥一般来说，元素第一电离能越小，电负性越小，则其金属性越强
①与H2化合的难易及氢化物的稳定性
非金属性强弱 ②最高价氧化物的水化物酸性强弱
③单质的氧化性或离子的还原性
④互相置换反应
⑤一般来说元素第一电离能越大，电负性越大，其非金属性越强
金属活动性顺序表：K>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
【典例2】下表是元素周期表的一部分。X、Y、Z、W均为短周期元素，X、W的质子数之和为23。下列说法正确的是( )
A.X元素最多可形成五种氧化物
B．W元素的非金属性比Z元素非金属性弱
C．Z和X能以共价键结合形成一种无机非金属材料
D．Y元素的最高价氧化物的水化物是含氧酸中酸性最强的
【答案】C
【解析】设X的原子序数为a，则W的原子序数为a＋9，由题意得：a＋a＋9＝23，a＝7，所以X为N，Y为F，Z为Si，W为S。X的氧化物有：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六种；W元素的非金属性比Z元素非金属性强；Y为F，无最高价氧化物的水化物。
三、微粒半径大小比较规律
元素的原子半径，离子半径大小比较
1．核电荷数相同的微粒，电子数越多，则半径越大，即同种元素：阳离子半径<原子半径<阴离子半径，如：
H＋Fe2＋>Fe3＋；Na＋2．电子数相同的微粒，核电荷数越多则半径越小
(1)与He电子层结构相同的微粒：H－>Li＋>Be2＋。
(2)与Ne电子层结构相同的微粒： O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。
(3)与Ar电子层结构相同的微粒：S2－>Cl－>K＋>Ca2＋。
3．电子数和核电荷数都不同的微粒：
(1)同主族的元素，无论是金属还是非金属，无论是原子半径还是离子半径从上到下递增。
(2)同周期：原子半径从左到右递减，如Na>Cl。
(3)同周期元素的离子半径比较时要把阴阳离子分开。同周期非金属元素形成的阴离子半径大于金属元素形成的阳离子半径，如Na＋【典例3】已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径　A>B>D>C
B．原子序数　d>c>b>a
C．离子半径　C>D>B>A
D．单质的还原性　A>B>D>C
【答案】　C
【解析】首先将四种离子分成阳离子与阴离子两类，分析其原子序数及离子半径。阳离子为aA2＋、bB＋，因具有相同的电子层结构，故原子序数a>b，离子半径AD。再将其综合分析，因四种离子具有相同的电子层结构，故A、B位于C、D的下一周期，其原子序数为a>b>d>c，离子半径A【感悟高考真题】
1.（2011·江苏高考·5）.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8
B.原子半径的大小顺序为：rX>rY>rZ>rW>rQ
C.离子Y2-和Z 3+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
【答案】选A。
【解析】解答本题时应根据元素在周期表中的位置推测相应元素，结合同周期、同主族元素性质的递变进行有关推断。X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。A项，X（N）的最高正价为+5价，Z（Al）的最高正价为+3价，X（N）、Z（Al）的最高正价之和为8，A项正确；B项，原子半径 rZ（Al）>rX（N）,B项错误；C项，Y2-为O2—，Z3+为Al3+ ，它们的核外电子数和电子层数均相同，C项错误；D项，元素W的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,其酸性比Q的最高价氧化物对应的水化物（HClO4）弱，D项错误。
2.（2011·福建高考·7）.依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是
A.H3BO3的酸性比H2CO3的强
B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C.HCl、 HBr 、HI的热稳定性依次增强
D.若M+和R2-的核外电子层结构相同，则原子序数：Ｒ＞M
【答案】选B。
【解析】解答本题要明确如下三点：
（1）非金属性越强，最高价含氧酸的酸性和气态氢化物的稳定性就越强。
（2）金属性越强，最高价碱的碱性就越强。
（3）核外电子层结构相同的微粒，其核外电子总数相同。
B和C都是第二周期的元素，核外电子数越多，非金属性越强，即非金属性：C＞B，所以酸性：H2CO3＞H3BO3，A选项错误；Be和Mg都是第IIA族的元素，电子层数越多，金属性越强，即金属性：Mg＞Be，所以碱性：Mg（OH）2＞Be（OH）2，B选项正确；Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，所以HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱，C选项错误；M失去1个电子和R得到2个电子后核外电子总数相同，所以M的原子序数比R的大，D选项错误。
3.（2011·广东高考·22）短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，乙位于第VA族，甲和丙同主族，丁的最外层电子数和电子层数相等，则
A、原子半径：丙>丁>乙
B、单质的还原性：丁>丙>甲
C、甲、乙、丙的氧化物均为共价化合物[来源:21世纪教育网]
D、乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
【答案】选A、D。
【解析】解答本题应从题给信息找到突破口，结合元素在周期表中的位置关系推断出各元素的符号，然后再结合元素的有关性质作答。
由甲和乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性知该氢化物是NH3，所以甲为H，乙为N；因丁的原子序数是四种元素中最大的，又丁的最外层电子数和电子层数相等，则丁为Al；丙的原子序数比N大但比Al小，又丙与H同主族，所以丙为Na。单质的还原性Na>Al，B项不正确；Na是活泼金属，其氧化物为离子化合物，C项不正确。
4.（2011·山东高考·13）.元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强
D.元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素属于过渡元素
【答案】选C。
【解析】应注意对相关结论的正确分析与判断。
A项，对于主族元素而言，元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价，对于过渡元素而言，如铁，最外层只有2个电子，而最高价态却为+3价，A错误；B项，根据能量最低原理，在多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，B错误；D项，元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素具有一定的金属性和非金属性，过渡元素是元素周期表中所有的副族元素和Ⅷ族元素，D错误。
5.（2011·浙江高考·9）．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g/L；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是
A．原子半径：W＞Z＞Y＞X＞M
B．XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物
C．由X元素形成的单质不一定是原子晶体
D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键
【答案】选C。
【解析】解答本题要明确如下几点：
（1）掌握气体的摩尔质量M=Vmρ这一计算公式。
（2）以具体元素推断为基础，运用元素周期表，结合元素周期律，考虑位、构、性关系推断X、Y、Z、W、M分别是什么元素。
（3）知道常见物质的分子结构，以及利用成键类型去区分离子化合物和共价化合物。
X、Y、Z、M、W依次为C、N、O、H、Na。A项错误，同一周期中随原子序数的递增原子半径递减，所以，原子半径：C＞N＞O；B项错误，W2Z2即Na2O2为离子化合物 ；C项石墨、C60等不是原子晶体；
D项，NH4HCO3为离子化合物，符合条件，而CH3－NO2为共价化合物不符合条件。
6.（2010·上海·20）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 X Y Z W
原子半径/pm 160 143 70 66
主要化合价 +2 +3 +5、+3、-3 -2
下列叙述正确的是
A．X、Y元素的金属性 XB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成2W2
C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
【答案】D
【解析】此题考查了物质结构与元素周期律知识。根据题给数据，X、Y的化合价不同，但原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，故金属性X>Y，A错；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则其可能是O，Z是N，两者的单质直接生成NO，B错；据此判断可知X是Mg，Y是Al；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，其不溶于氨水，C错；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D对。
知识归纳：解答元素推断题的突破口可能是原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质等；在此题中解答时，关键是抓住元素性质和元素在周期表中的位置的关系，从原子半径的变化和元素的最高正价和最低负价入手寻求突破。
7.（2010·浙江·8）有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期， Z、M同主族； X+与M2-具有相同的电子层结构；离子半径：Z2-＞W-；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是
X、M两种元素只能形成X2M型化合物
由于W、Z、M元素的氢气化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
【答案】D
【解析】本题为元素周期律与周期表知识题。首先，运用周期表工具，结合周期规律，考虑位、构、性关系推断X、Y、Z、W、M分别是什么元素。在此基础上应用知识解决题给选项的问题。本题分析的要点或关键词是：短周期元素、同周期、同主族、相同的电子层结构、离子半径大小、单质晶体熔点硬度、半导体材料等。找到突破口：Y单质晶体熔点高硬度大、半导体材料，则Y是Si。根据X、Y、Z、W同周期，Z2- M2-知Z是S，M是O（Z、M同主族）。X+与M2-具有相同的电子层结构则X为Na。离子半径：Z2-＞W-,则W为Cl。整理一下：X\Y\Z\W\M分别是：Na\Si\S\Cl\O。
A、X、M两种元素能形成X2M和Na2O2两种化合物。B、W、Z、M元素的氢气化物分别为HCl\H2S\H2O，分子量减小，但由于水中存在氢键，沸点最高。C、Y、Z、W的单质分别为：Si\S\O2。分别属于原子晶体和分子晶体两种类型。D、W和M的单质Cl2\O3可作水处理剂。
8.（2010·江苏·13）已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是
A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应
C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质
D．化合物AE与CE古有相同类型的化学键
【答案】BC
【解析】本题主要考查的原子结构与元素周期律的应用。从题目所给条件可以看出A为N元素、B为C元素、C为Na元素、D为Al元素、E为Cl元素，A项，由C、N元素组成的化合物，在常温下，一般形成的原子晶体，呈固态；B项，其对应的最高价氧化物对应的水化物为NaOH和Al(OH)3,能反应；C项，对于Na、Al、Cl2的制备，在工业上都采用电解的方法；D项，化合物AE和NCl3，为分子晶体，只有共价键，化合物CE为NaCl,是离子晶体，存在离子键。综上分析可知，本题选C项。
9.（2009·北京卷）由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X
存在如在右图转化关系（部分生成物和反应条件略去）
下列推断不正确的是
A．若X是，C为含极性键的非极性分子，则A一定是氯气，且D和E不反应
B．若A是单质，B和D的反应是，则E一定能还原
C．若D为CO，C能和E反应，则A一定为，其电子式是
D．若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则X一定是铝盐
【答案】 A
【解析】本题考查元素及其化合物的转化关系。选项A，X是Na2CO3，C为CO2，当A为NO2，B为HNO3，D为NaHCO3也不合转化关系。选项B，根据B、D反应的离子方程式OH― + HCO3―＝H2O + CO32―，A为活泼金属Na（或K等），B为NaOH、E为H2，X为CO2，C为Na2CO3，D为NaHCO3，H2在加热时能还原Fe2O3。选项C，A为Na2O2，B为O2，E为NaOH，X为C，C为CO2，D为CO，符合转化关系，正确。选项D，D为摩尔质量为78g/mol的Al(OH)3，A为摩尔质量为78g/mol 的Na2O2，X为铝盐，C为偏铝酸盐，铝盐和偏铝酸盐在溶液中发生双水解反应生成Al(OH)3，符合转化关系，正确。
10.（2009·全国卷2）某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是
A. 它是副族元素 B. 它是第六周期元素
C. 它的原子核内有63个质子 D. 它的一种同位素的核内有89个中子
【答案】D
【解析】核外电子数等于其质子数，C项正确；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类，63-2-8-8-18-18=9，显然其属于第六周期，从左到右的第9种，而第六周期中包含镧系，所以它应属于副族，A项、B项均正确；由于存在同位素，所以相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用152-63=89来计算，D项错。
11.（2010·广东理综卷）短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示，下面判断正确的是
A．原子半径： 丙＜丁＜戊 B．金属性：甲＞丙
C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 D．最外层电子数：甲＞乙
【答案】C
【解析】同周期元素原子半径是减小的，故A错；同主族元素金属性自上而下是增强的，故B错；同周期的元素的金属性越来越弱，故对应碱的碱性也是减弱的，C正确；同周期的最外层电子数越来越多，故D错。
12.（2010·四川）下列说法正确的是
A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表IIA族
B.主族元素X、Y能形成型化合物，则X与Y 的原子序数之差可能为2或5
C.氯化氢的沸点比氟化氢的沸点高
D.同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同
【答案】B
【解析】本题考查物质结构知识；本题可用举例法，氦原子最外层电子数为2，为零族，A项错误；MgCl2中原子序数之差为5，CO2中原子充数之差为2,B项正确；由于HF中存在氢键，故HF的沸点比HCl的高，C项错误；第IA中H2O为分子晶体，其它碱金属氧化物为离子晶体，D项错误。
13..（2009·海南卷） 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：WC．单质的氧化能力：W【答案】B
【解析】本题中元素为同一周期，从左至右最外层电子数依次增加。而单质的活泼性分金属与非金属性，氧化能力随着单质晶体形态及分子内的化学键不同有变化，最高化合价随原子序数的递增有特例（O、F无正价）。
14．（2011·海南高考·13）四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X Y
Z W
请回答下列问题：
（1）元素Z位于周期表中第________周期___________族；
（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_______________（写化学式）；
（3）XW2的电子式为_______________；
（4）Y的最高价氧化物的化学式为________________；
（5）W和Y形成的一种二元化合物具有色温效应，其相对分子质量在170~190之间，且W的质量分数约为70％。该化合物的化学式为_________________。
【解析】本题解题的突破口是“Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍”。
【答案】由于第一周期只有2种元素，根据短周期元素在周期表中的位置，确定Z只能是第三周期的元素，假设其最外层电子数为x，则有2+8+x＝3x，解得x＝5，即Z为磷元素，据此可以判断出其他元素如下表：
X（C） Y（N）
Z（P） W（S）
（1）磷位于元素周期表的第三周期第VA族。
（2）第VA族元素形成的气态氢化物呈碱性，其碱性随着原子序数的增大而减弱，即NH3的碱性最强。
（3）XW2是CS2，其结构式为S＝C＝S，电子式为。
（4）氮元素最高正价为+5价，最高价氧化物为N2O5。
（5）设该化合物的质量为m，n（S）∶n（N）＝∶≈1∶1，其最简式为SN，假设其化学式为（SN）n，170＜46n＜190，解得：3.7＜n＜4.1，所以n＝4，化学式为S4N4。
【答案】（1）三 VA （2）NH3 （3） （4）N2O5 （5）S4N4
15.（2010·福建·23）（15分）
J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。
（1）M的离子结构示意图为_____;元素T在周期表中位于第_____族。
（2）J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为______。
（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，反应的化学方程式为_____。
（4）L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______。
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H>0）并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是_______（选填序号）。
选项 a b c d
x 温度 温度 加入H2的物质的量 加入甲的物质的量
y 甲的物质的量 平衡常数K 甲的转化率 生成物物质的量总和
（5）由J、R形成的液态化合物JR2 0．2mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。 该反应的热化学方程式为________。
【解析】
(1) J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等,可以判断J元素为碳元素；M是地壳中含量最多的金属元素为铝元素；根据J、R在周期表中的相对位置可以判断R为硫元素，则T为氯元素，处于第三周期第七主族
（2）J和氢组成含有6个原子的分子为乙烯，其结构简式为
（3）M和T形成的化合物为，与水反应，其中氯化氢气体呈雾状
（4）①氨水与双氧水发生氧化还原反应：
生成无污染的氮气；
②甲在固体体积的密闭容器中发生分解反应，表明正反应为吸热反应，升高温度，平衡朝着正方向移动，甲物质的量减少；加入的物质的量即增加生成物的浓度，平衡朝逆方向移动，甲的转化率减小
（5）JR2为CS2,燃烧生成二氧化碳和二氧化硫，依题意可以很快的写出反应的热化学方程式
【答案】(1) ； ⅦA
（2）
（3），
（4）①
②a和c;a或c
（5）
16.（2010·安徽·25）（14分）
X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：
元素 相关信息
X X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
Y 常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积
Z Z和Y同周期,Z的电负性大于Y
W W的一种核素的质量数为63，中子数为34
（1）Y位于元素周期表第　　　周期表　　　族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是　　　　　　（写化学式）。
（2）XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在　　　个σ键。在H―Y、H―Z两种共价键中，键的极性较强的是　　　　，键长较长的是　　　　　。
（3）W的基态原子核外电子排布式是　　　　　　　　　　　。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是　　　　　　　　 　　　　　　。
（4）处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。
已知：
XO(g)+O2(g)=XO2(g) H=－283.0 kJ·mol－2
Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=－296.0 kJ·mol－1
此反应的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】(1)3 VIA HClO4
(2)2 H-Z H-Y
(3)[Ar]3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2
(4)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) △H=-270kJ/mol
【解析】由表中可知，X为C Y为 S Z为 Cl W为Cu
17.（09·重庆理综·29）（15分）化合物A由周期不同的短周期元素X、Y组成，是良好的耐热冲击材料。
（1）X的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，X的原子结构示意图为
。
（2）X的硫酸盐溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
（3）一定条件下，A和水缓慢作用生成含Y的化合物Z，Z分子含有10个电子。
①Z与H2O2反应，其产物之一是Y的单质，Y的单质地电子式为 ；Z分子的结构呈 。
②A的化学式是
（4）X的单质、石墨和二氧化钛（TiO2）按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料（在火箭河导弹上有重要应用），其反应的化学方程式是 。
【答案】（1）
（2）Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O
（3）① 三角锥形 ②AlN
（4）4Al＋3TiO2＋3C2Al2O3＋3TiC
【考点模拟演练】
一、选择题
1.门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是：
A．X单质不易与水反应 B．XO2可被碳或氢还原为X
C．XCl4的沸点比SiCl4的高 D．XH4的稳定性比SiH4的高
【答案】D
2.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是（m、n均为正整数）
　 A．若R(OH)n为强碱，则W(OH）n＋1也为强碱
　 B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素
　 C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6
　 D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素
【答案】B
3.（2011·辽宁铁岭六校高三第二次联考）元素A的阳离子aAm+与元素B的阴离子bBn—具有相同的电子层结构。以下关于A、B元素性质的比较中，正确的是（ ）
①原子序数：a＞b ②离子半径：aAm+ ＜bBn— ③原子半径：A＜B ④元素所在的周期数：A＞B ⑤A的最高正价与B的最低负价的绝对值相等 ⑥b = a+m-n
A．②③④ 　　 B．①②④ 　 　 C．④⑤⑥ 　 　 D．②⑤⑥
【答案】B
4.（2011·吉林东北师大附中高三第三次摸底）现有四种短周期元素的有关信息如下表所示：
元素 结构特点及在周期表中的位置 单质及化合物的部分性质与用途
甲 在元素周期表中，主族序数等于周期数 工业上用电解法冶炼该金属
乙 单质的晶体类型为原子晶体 氧化物是工业制普通玻璃的主要原料
丙 原子最外层电子数是最内层电子数的2倍 单质存在多种同素异形体
丁 元素能形成两种不同的阴离子 丁的一种单质与KI溶液反应生成另一种丁的单质
则甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小排列的是 （ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙
C．丙、丁、甲、乙 D．乙、甲、丁、丙
【答案】B
【解析】根据表中信息，甲是Al，乙是Si，丙是C，丁是O，丁的一种单质与KI溶液反应生成另一种丁的单质的化学方程式可表示为O3+2KI+H2O =2KOH+O2+I2。由此可知选项D正确。
【考点】物质结构、元素周期律
5.下列粒子中，粒子的氧化性依次增强，且粒子的半径依次减小的是(　　)
A．O、Cl、S、P　　
B．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
C．I－、Br－、Cl－、Fe3＋
D．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
【解析】　A项：氧化性Cl>S>P，O>S，半径ClCa2＋>Mg2＋>Al3＋。
【答案】　B
6.(2011·崇文模拟)如图为元素周期表中短周期的一部分，关于Y、Z、M的说法正确的是
A.非金属性：Y>Z>M
B.离子半径：M->Z2->Y-
C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D.三种元素中，Y的最高价氧化物对应的水化物酸性最强
【解析】选C。由图示关系可推知：X为氦，Y为氟，M为氯，Z为硫。元素的非金属性关系为：Y>M>Z，故A项不正确；离子半径关系为：S2->Cl->F-，故B项不正确；SCl2的电子式为，故C项正确；Y为氟，不存在最高价氧化物对应的水化物，故D项不正确。
7.(2011·漳州模拟)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素。已知：①四种元素的电子层数之和等于10，且它们分别属于连续的四个主族；②四种元素的原子中半径最大的是X原子。下列说法正确的是( )
A.W和X位于第二周期
B.Y和Z分别是Al和Si
C.W和X分别是O和F
D.Z的金属性可能比X的金属性强
【解析】选B。四种元素的电子层数之和等于10，有两种可能：(1)1+3+3+3；(2)2+2+3+3。后一种情况无法满足X的原子半径最大的条件。因此(1)符合要求，四种元素依次是H、Mg、Al、Si。据此即可判断B正确。
8.(2011·深圳模拟)已知X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是( )
A.W的原子序数可能是Y的原子序数的2倍
B.X可能为氢元素
C.W的气态氢化物的稳定性一定比Y的强
D.X、Y、Z、W四种元素的最外层电子数之和可能为25
【解析】选A。当Y为氧、W为硫时，A项正确；从图中可知X右边存在Y元素，由周期表结构可知X不可能为H；从上至下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，C项错误；由于四种元素分别属于两个主族，每个主族的元素中，若其最外层电子数为奇数，两奇数相加为偶数，若为偶数，相加也为偶数，所以最外层电子数总和一定为偶数。
9.（2011·广东深圳外国语高三第三次调研）x、y、z是三种短周期的主族元素，在周期表中的位置如图，x原子的最外层电子数是其
次外层电子数的3倍，下列说法正确的是
A．原子半径：XB. 气态氢化物的热稳定性：X>Z
C．Y和Z的最高价氧化物对应水化物均为强酸
D．若Z的最高正价为+m，则X的最高正价也一定为+m
【答案】B
10.（2011·安徽无为中学高三第三次检测）X、Y、Z、W都是短周期主族元素。其中X原子最外层电子数是内层电子总数的3倍；X、Z同族，Y、Z同周期，W与X、Y既不同族也不同周期；X、Y、Z三种原子的最外层电子数之和为19。下列说法正确的是（ ）
A．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为：HYO3
B．X、Y、Z形成的简单离子的半径大小为：Yn-＞Zm-＞Xm-
C．元素Z、Y分别与元素W形成的化合物的热稳定性为：WmZ＜WnY
D．相同条件下，HnY溶液的酸性比HmZ溶液的酸性弱
【答案】C
11.（2011·北京五中高三期中）主族元素W、X、Y、Z位于同一周期，原子序数依次增大，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。W、X的最高价氧化物对应的水化物可以相互反应， W与Y 可形成化合物W2Y，Y的最外层电子数是核外电子层数的2倍。下列说法正确的是：　　　　　　　　（　　）
A．Y的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定
B．W的最高价氧化物对应的水化物是最强的碱
C．Y单质和氧气、氢气都能发生化合反应，且产物都具有还原性
D．W、X、Y、Z四种元素的原子半径由小到大的顺序是：W【答案】选C
12.（2011·江苏南通高三期中）X、Y、Z、W都是短周期主族元素。其中X原子最外层电子数是内层电子总数的3倍；X、Z同族，Y、Z同周期，W与X、Y既不同族也不同周期；X、Y、Z三种原子的最外层电子数之和为19。下列说法正确的是
A．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为：HYO4
B．X、Y、Z形成的简单离子的半径大小为：Yn－＞Zm－＞Xm－
C．元素Z、Y分别与元素W形成的化合物的热稳定性为：WmZ＜WnY
D．相同条件下，HnY溶液的酸性比HmZ溶液的酸性弱
【答案】AC
13.（2011·山东聊城高三期中）下列说法正确的是 （ ）
A．第二周期元素从C到F，非金属性逐渐减弱
B．第三周期元素从Na到Cl，原子半径逐渐增大
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次逐渐减弱
D．LiOH、NaOH、KOH的碱性依次逐渐减弱
【答案】C
14.（2011·黑龙江铁人中学高三期中）据国外资料报道，在独居石（一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nd等的磷酸盐）中，查明有尚未命名的116、124、126号元素．判断其中116号应位于周期表中的 （　　）
A．第六周期ⅣA族　　　　　 B．第七周期ⅥA族
C．第七周期Ⅷ族 D．第八周期ⅥA族
【答案】B
15.（2011·辽宁建昌高中高三第三次月考）A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，它们都可以在氧气中燃烧，生成的四种氧化物中有二种可溶于盐酸，三种可溶于氢氧化钠。将它们的单质溶于盐酸后过滤，向滤液中加过量的氢氧化钠，有白色沉淀生成；另将其单质溶于氢氧化钠，过滤，向滤液中加过量的盐酸，也可以得到白色沉淀，已知A、D同主族，则A为
A.碳 B.钠 C.硅 D.硫
【答案】A
16.（2011·北京四中高三上学期期中）元素周期表中同周期或同主族元素，随着原子序数的递增，下列说法正确的是
　A．ⅦA族元素的氢化物沸点逐渐升高
　B．ⅥA族元素的原子核外最外层电子数逐渐增多
　C．碱金属元素的最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强
　D．第二周期元素（除稀有气体元素）的最高化合价数值逐渐增大
【答案】C
二、非选择题
17.（2011·山东莱芜高三11月）.（10分）下表为元素周期表的一部分，请参照元素①-⑥在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
（1）②、③、⑤的原子半径由大到小的顺序为 ；⑤、⑥的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 。
（2）由上述6种元素形成的常见物质A、B、C、D、E、F的相互转化关系如下图（反应条件均未列出，部分产物已略去）。已知，A、D、F为单质，且A、D为同主族元素的单质，B为氧化物。
①若A为金属单质，E为盐，则E的化学式为 ；反应①的离子反应方程式为 。
②若A为非金属单质，E为氧化物，则F的化学式为 ；请写出B与氢氧化钠溶液反应的化学反应方程式 ；写出D的一种重要用途 。
【答案】.(10分)
（1）Si、C、O （1分） HClO4 H2SiO3 （1分）
(2)①NaCl（2分） 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑（2分）
②O2（1分）SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O(2分)用作半导体材料（1分）
18.（2011·福建四地六校高三第二次月考）（15分）J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等；M是地壳中含量仅次于氧元素的非金属元素；L的最简单气态氢化物甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
（1）M的原子结构示意图为________ ；元素R在周期表中位于第_____周期，第_____族, 元素T最高价氧化物对应水化物化学式是________。
（2）写出J和氧形成的一种酸性氧化物的电子式____________，含有共价键是______（填极性键或非极性键）。
（3）写出能说明T非金属性比R强的反应的化学方程式___________________________
（4）在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______________________________________
（5）0.2mol由M形成的气态氢化物在O2中完全燃烧，生成一种固体和液态水，298K时放出热量a kJ 。 该反应的热化学方程式为_____________________________________________
【答案】(15分)（1） ；三、ⅥA；HClO 4
（2）CO2电子式略，极性键
（3）Cl2+H2S＝S+2HCl (或其他合理答案)
（4）2NH3·H2O+3H2O2＝N2↑+8H2O或2NH3+3H2O2＝N2↑+6H2O
（5）SiH4 (g)＋2O2(g)＝SiO2 (s)＋2 H2O (l) ΔH＝－5akJ/mol（方程式各3分，其他每空1分）
19.（2011·福建厦门双十中学高三期中）（10分）现有A、B、C、D、E六种元素原子序数依次增大；只有E不是短周期元素；对其分别描述如下表：
元素编号 元素描述
A 单质是最理想的气体燃料；而氧化物是最常用的液态灭火剂
B 氧化物之一不但能造成酸雨，还能造成光化学烟雾
C 所处周期数、族序数都与电子层数相等
D 最高化合价为+7
E 目前用量最大，应用最广泛的金属
（1）元素D的最高价氧化物为无色液体， 0．25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式 ；
（2）用一个化学方程式表示C与E的金属性强弱 。
（3）A与B两种元素组成一种阳离子，检验某溶液中含有该离子的方法是 。
（4）含C的某化合物可用作净水剂，该物质的水溶液呈酸性，其原因是 。（用离子方程式表示）
（5）E单质在海水中易被腐蚀，写出正极反应式： 。
【答案】（10分）
（1）C12O7（l）+H2O（1）=2HClO4（aq）；△H＝－4Q kJ·mol－1（2分）
（2）2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe（2分，其他合理答案也给分）
（3）取少量的溶液于试管中，滴加浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝。（2分）
（4）Al3++3H2OAl（OH）3+3H+（2分）
（5）2H2O+O2+4e－＝4OH－（2分）
www.
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