1、第33讲周期表和周期律的应用一、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g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在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料，如Si、Ge、Ga等；研究氟、氯、硫、磷附近的元素，制造新品种农药；在过渡元素中寻找制造催化剂和耐
2、高温、耐腐蚀合金的元素，如Fe、Ni、Pt、Pd等。题型一：元素周期表和周期律的应用【变1-2】（2021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CX、Y的单质可以作半导体材料DY、Z、M的氧化物对应水化物的酸性依次增强【答案】D【分析】前四周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示，其中M的单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近，M是S，则Q是O，R是F，Z是P，Y是As，X是Ge，据此解答。【详解】根据以上分
3、析可知X、Y、Z、M、Q和R分别是Ge、As、P、S、O、F。则AS的非金属性强于P的，非金属性越强，相应氢化物的还原性越弱，则的还原性强于，A正确；B氟单质是最活泼的非金属单质，与反应生成氟化氢和，B正确；CGe、As均位于元素周期表中金属和非金属的分界线附近，因此其单质可以作半导体材，C正确；DAs、P、S的非金属性依次增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，其它氧化物的水化物的酸性不一定增强，D错误；答案选D。【例2】（2021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。
4、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。Ab、c、iBa、g、kCc、g、lDd、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：_。【答案】（1）911四B（2）D（3）H3PO4（4）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O【分析】由元素周期表中元素的位置，可以a是H，b是Na，c是Mg，d是Sr，e是Ti，f是Al，g是C，h是Ge，i是P，j是O，k是Se，l是Cl，m是Ar。（1）由元素周期表中元素的位置，可以a是H，b是Na，c是Mg，d是S
5、r，e是Ti，f是Al，g是C，h是Ge，i是P，j是O，k是Se，l是Cl，m是Ar。第一、二、三周期为短周期，所以上述元素中H、Na、Mg、Al、C、P、O、Cl、Ar属于短周期元素，共9种；H、Na属于IA族，Mg、Sr属于IIA族，Al属于IIIA族，C、Ge属于IVA族，P属于VA族，O、Se属于VIA族，Cl属于VIIA族，即属于主族元素的有H、Na、Mg、Sr、Al、C、Ge、P、O、Se、Cl共11种；由周期表的结构和元素的位置可知e处于第四周期B族；（2）金属元素单质是电的良导体，选项中只有D中全部为金属元素，故选D；（3）i是P，最外层电子数为5，故最高正化合价为+5，其最
6、高价氧化物对应的水化物化学式为H3PO4；（4）Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO、H2O，反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。题型二：金属性/非金属性强弱判断【变3-2】（2020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（）AZn和Fe分别与稀硫酸反应，判断金属性强弱：ZnFeBMg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：MgBaC酸性：H2SiO3HClO4，判断非金属性强弱：ClSiD依据O2、S分别与H2反应的难易程度，判断非金属性强弱：OS【答案】B【详
7、解】A. Zn和Fe分别与稀硫酸反应，通过反应的剧烈程度可以判断金属性强弱：ZnFe ，A正确；B.Ba投入到氯化铜溶液中，钡与水反应，不发生金属间的置换反应，则不能比较Ba、Mg的金属性强弱，B错误；C.最高价含氧酸的酸性越强，对应元素的非金属性越强，酸性：H2SiO3 Al(OH)3，故C正确；D强酸制弱酸，往硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸的酸性,故D正确；故答案：B。【题2】（2021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
8、化物的酸性W比Z强CY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【答案】D【分析】X、Y、Z、W均为短周期元素，Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，所以Y为O元素，根据X、Y、Z、W在周期表中相对位置可知，X为N元素，Z为S元素，W为Cl元素，据此分析解答。【详解】根据分析可知，X为N，Y为O，Z为S，W为Cl元素。A同周期随原子序数增大原子半径减小，电子层越多原子半径越大，则原子半径：ZWXY，故A错误；B非金属性WZ，则最高价氧化物对应水化物的酸性：WZ，B项没有指明是最高价氧化物对应的水化物，故B错误；C非金属性：
9、YZ，则Y的气态氢化物的稳定性较Z的强，故C错误；DS单质为固体，其他元素的单质为气体，Z的熔、沸点最高，故D正确；故选：D。【题4】（2021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：MYCY不与冷水发生反应D最简单氢化物稳定性比较：XM【答案】A【分析】M2的摩尔质量为，则M原子的摩尔质量为16gmol-1，M的质子数即为8，M是O元素；M为VIA族元素，相邻主族为VA族
10、和VIIA族，两族中属于前二十号元素的只有P元素单质常温下为固体，所以X是P元素；同周期左侧IA族元素原子半径最大，同主族周期数越大元素原子半径越大，所以Y元素为第四周期IA族19号元素K元素；N与Y元素同周期，又要满足前二十号元素，所以N为20号元素Ca元素；【详解】A同主族元素原子序数递增，原子半径增大，同周期主族元素，原子序数递增，原子半径递减，所以原子半径由大到小应为CaBeO，即MN，描述错误，不符题意；CNa单质可与冷水反应放出氢气，K元素金属性强于Na元素，故K单质也可与冷水放生反应，描述错误，不符题意；DP元素非金属性弱于O元素，故PH3稳定性弱于H2O，描述错误，不符题意；综
11、上，本题选A。【题5】（2020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Be的最高价氧化物的水化物可能具有两性Tl(对应元素位于第IIIA族)与盐酸和NaOH溶液作用均能产生氢气At(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Li在氧气中剧烈燃烧,产物是,其溶液是一种强碱溶液(Sr位于第IIA族)是难溶于水的白色固体是无色、有毒、比稳定的气体ABCD【答案】C【详解】元素周期表中Be和Al处于对角线位置上，处于对角线的元素具有相似性，所以BeO、Be(OH)2可能均有两性，故正确；铊
12、(Tl)与铝同主族，其单质能与盐酸反应，由于铊比铝活泼没有两性，所以不能与氢氧化钠反应，故错误；卤素单质都是有色物质，且随着原子序数增大其单质颜色加深，AgX中只有AgF易溶于水，其它卤化银既不属于水也不溶于稀硝酸，所以卤族元素At的单质为有色固体，AgAt可能不溶于水也不溶于稀硝酸，故正确；Li的活泼性小于Na，Li在氧气中燃烧生成Li2O，不会生成Li2O2，故错误；第IIA元素硫酸盐性质的递变规律，硫酸钡(BaSO4)是难溶于水的白色固体，则硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体，故正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性：SSe，则氢化物稳定性为：H2SH2Se，故错误；所以正
13、确的为：；答案选C。【题6】（2021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_。【答案】（1）O2-（2）BeO+2OH-=BeO+H2O【分析】同一周期，左到右，原子半径减小，同一主族，从上到下，原子半径增大；五种元素为1
14、-18号元素，上述分析可以知道，X为Mg，Y为Al，Z为S，M为Be，Q为O，R为H。（1）Mg2+、Al3+和O2-的核外电子数相同，核电荷数越小半径越大，故离子半径最大的为O2-。（2）Be的氧化物具有两性，能与氢氧化钠反应生成铍酸钠和氢气，反应式为BeO+2OH-=BeO+H2O。【练1】（2021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CBSi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SiCNa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MgDFe投入溶液中，能置换
15、出Cu，说明Fe的金属性比Cu的强【答案】A【详解】A盐酸中的溶质HCl不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，虽然HCl的酸性比碳酸的强，但不能作为Cl、C非金属性强弱的判断依据，A错误；B单质与越易化合，元素的非金属性越强，B正确；C单质与水越易反应生成碱和，其金属性越强，C正确；D较活泼的金属单质可将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来，D正确；故选A。【练2】（2021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
16、的稳定性：D最高价氧化物水化物的酸性：【答案】C【分析】X是地壳中含量最高的元素，即X为O，X和Y位于同一主族，且三种元素均为短周期，即Y为S，Z原子的核外电子数比Y原子少1个，即Z为P，据此分析；【详解】A同主族从上到下，原子半径增大，即r(S)r(O)，故A错误；B同主族从上到下，非金属性减弱，即O的非金属性强于S，故B错误；C同周期从左向右非金属性增大，S的非金属性强于P，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，即H2S比PH3稳定，故C正确；D非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，硫酸的酸性强于磷酸，故D错误；答案为C。【练3】（2021浙江省开化中学高二期中）四种短周期元素X
17、、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AX位于第二周期第A族BZ和W的最简单氢化物的热稳定性ZWCW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：【答案】C【分析】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，X、Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，设Y原子的最外层电子数为a，X、Z、W原子的最外层电子数分别为a-1、a+1、a+1，则a-1+a+a+1+a+1=21，解得a=5，则Y为N元素，X为C，Z为O，W为S，以此分析解答。【详解】结合分析可知，X为C，Y为N，Z为O，W为S元素，A碳的原子序数为
18、6，在周期表中位于第二周期第A族，故A正确；BZ为O，W为S，同主族从上到下非金属性减弱，则最简单氢化物的热稳定性ZW，故B正确；C没有指出元素最高价，无法比较N、S的氧化物对应水化物的酸性强弱，如硝酸的酸性大于亚硫酸，硫酸的酸性大于亚硝酸，故C错误；D电子层越多离子半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：，故D正确；故选：C。【练4】（2021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
19、离子半径：B阳离子的氧化性：C氧化物的水化物的酸性：DX和Y形成的化合物只有一种【答案】B【详解】AX为氢元素，W为硫元素，Y为氧元素，R为氯元素。则Z最外层电子数为3，Z为铝元素。半径小于，A项错误；B铝的还原性强于，则的氧化性弱于，B项正确；C没有说明是否为最高价氧化物的水化物，如的酸性弱于，C项错误；DH和O形成、，D项错误。故选B。【练5】（2021四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砹(At)是第A族元素，其氢化物的稳定性弱于HCl第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均
20、为酸性铊(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ABCD【答案】D【详解】同周期从左到右元素金属性递减，金属性越强，最高价氧化物的水化物碱性越强，第三周期的金属元素为钠、镁、铝，其最高价氧化物水化物分别为NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3,其碱性依次减弱，正确； 同一主族的元素，从上到下,元素非金属性递减，其简单气态氢化物的热稳定性依次减弱，所以热稳定性：HAtHCl，正确；第二周期氮元素的气态氢化物为NH3，其水溶液呈碱性，错误；铊和铝属于第IIIA族，同一主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，铊能与盐酸反应，但不与NaOH溶液反应，错误；答案选D。【练6】（2
21、021辽宁沈阳市第一七中学高二阶段练习）下表列出了七种元素在元素周期表中的位置。族周期A0一AAAAAA二三请回答下列问题：（1）、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、的氢化物的化学式分别是_、_、_；（3）、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）、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)。【答案】（1）O（2）CH4H2OHCl（3）OH+Al(OH)3+2H2O（4）（5）NaOHMg(OH)2Al(OH)3【分析】由元素周期表的排布位置可知，为H、为Na、为Mg、为Al、为C、为O、为Cl。（1）同周期元素随核电荷数增大，非金属性越强，故最强的为O。（2）C的氢化物为CH4，O的氢化物为H2O，Cl的氢化物为HCl。（3）氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，故反应的离子方程式为OH+Al(OH)3+2H2O。（4）电子层数越多半径越大，故原子半径最小的为。（5）同周期元素随核电荷数增大，金属性越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越弱，故由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2Al(OH)3。