1、元素周期表和元素周期律的应用一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)1下列关于化学观或化学研究方法的叙述中，错误的是(D)A在化工生产中应遵循“绿色化学”的思想B在过渡元素中寻找优良的催化剂C在元素周期表的金属和非金属分界线附近寻找半导体材料D根据元素周期律，由HClO4可以类推出氟元素也存在最高价氧化物的水化物HFO4解析：氟元素没有正价，D选项错误。2原子结构决定元素的性质，下列说法正确的是(B)ANa、Al、Cl的原子半径依次减小，Na、Al3、Cl的离子半径也依次减小B在第A族元素的氢化物(H2R)中，热稳定性最强的是H2OC第二周期元素的最高化合价都等于其原子的最外
2、层电子数D非金属元素的非金属性越强，其氧化物对应水化物的酸性也一定越强解析：Na、Al3的电子层结构相同，Al的核电荷数大，离子半径较小，Cl的电子层数最多，离子半径最大，故离子半径：ClNaAl3，A错误；第A族中O元素的非金属性最强，对应的氢化物最稳定，B正确；O元素、F元素没有最高化合价，C错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，不是最高价氧化物对应的水化物，其酸性不一定符合此规律，如非金属性：ClS，但次氯酸是弱酸，硫酸是强酸，D错误。3.X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子是内层电子数的3倍，下列说法正确的是(B)A
3、X的气态氢化物比Y的稳定BW的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强CZ的非金属性比Y的强DX与Y形成的化合物都易溶于水解析：四种元素都是短周期元素，且“Y原子的最外层电子是内层电子数的3倍”，故Y是氧元素，X是氮元素、Z是硫元素、W是氯元素。根据元素周期律推断知，只有B选项正确。4W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是(D)AX的非金属性是同周期中最强的B对应气态氢化物的稳定性：YZC对应简单离子半径：XW
4、DY的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应解析：根据条件可知，W的原子序数是8，则W是氧元素，又因为W、X、Y、Z的原子序数递增，原子半径X最大，且X和氖原子的核外电子数相差1，故X是钠，Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是硅，Z的非金属性在同周期元素中最强，则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的，A错误；对应气态氢化物的稳定性：ZY，B错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简单离子半径：WX，C错误；Y的氧化物是二氧化硅，能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠反应，D正确。5下列说法错误的是(D)ANa与Al为同周期元素，钠原子最外层有1个电子，铝原子最外层有3个电子，所以
5、钠的金属性比铝强BNa与Mg为同周期元素，且Mg的核电荷数比Na的大，所以钠的金属性比镁强CNaOH为强碱，而Al(OH)3具有两性，所以钠的金属性比铝强DZn2Fe3=Zn22Fe2，所以Zn的金属性比Fe强解析：由反应ZnFe2=Zn2Fe才可说明Zn的金属性比Fe强。6对四种元素G、L、M、R进行如下实验：金属实验GLMR和冷水反应不反应慢慢反应未做实验未做实验和2 molL1盐酸反应溶解并放出气体溶解并放出气体不反应不反应和Rn的水溶液反应溶解并形成沉淀未做实验溶解并形成沉淀未做实验根据表中所给实验结果，判断这四种金属活泼性由强到弱的顺序正确的是(C)AL、G、R、M BG、L、M、R
6、 CL、G、M、R DL、R、G、M解析：G和冷水不反应，L与冷水慢慢反应，可知L的活泼性比G强；G、L与盐酸反应并放出气体，M、R不反应，可知G、L的活泼性比M、R强；G、M与Rn的水溶液反应，可知G、M的活泼性比R强。由上可知，四种金属活泼性由强到弱的顺序为L、G、M、R。7短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y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。下列说法不正确的是(C)AX的简单氢化物的热稳定性比W的强BY的简单离子与X的具有相同的电子层结构CY与Z形成
7、化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红DZ与X属于同一主族，与Y属于同一周期解析：由题知，W为氮，X为氧，Y为钠，Z为硫。同周期元素从左至右，简单氢化物的热稳定性逐渐增强，H2O的热稳定性比NH3的强，A项正确；氧离子(O2)和钠离子(Na)核外都有10个电子，B项正确；钠和硫形成的化合物为硫化钠，它是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，能使红色石蕊试纸变蓝色，不能使蓝色石蕊试纸变色，C项错误；氧、硫位于同主族，钠与硫位于第三周期，D项正确。8已知X、Y、Z为原子序数相连的三种元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱关系为：HXO4H2YO4H3ZO4。则下列说法中正确的是(A)A气态氢化物的稳定性：H
8、XH2YZH3B非金属活泼性：YXYZD原子最外电子层上的电子数关系：Z解析：可用特例法求解，符合题意的X、Y、Z可以是Cl、S、P，然后利用元素周期表相关规律作答。9镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是(B)ALi2SO4能溶于水BLiOH是易溶于水、受热不分解的强碱CLi遇浓硫酸不产生“钝化”现象DLi2CO3受热分解，生成Li2O和CO2解析：根据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推测锂的有关性质。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性质推测相应的Li及其化合物的
9、性质。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是难溶、易分解的中强碱，Mg与浓硫酸能发生反应，MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，故B项不正确。10短周期的三种元素X、Y、Z，已知X元素的原子核外只有一个电子，Y元素的原子M层上的电子数是它的内层电子总数的一半，Z元素原子L层上的电子数比Y元素原子L层上的电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的化学式不可能是(A)AX2YZ4 BXYZ3 CX3YZ4 DX4Y2Z7解析：X元素的原子核外只有一个电子，则X是H元素，X处于第A族，X在化合物中一般为1价；Y元素原子的M层上的电子数是它K层和L层电子总数的一半，则M层有5个电子，故Y为P元素，在化
10、合物中一般为3、5价等；Z元素原子的L层电子数比Y元素原子的L层电子数少2个，则Z元素原子L层有6个电子，故Z为O元素，在化合物中一般为2价：X2YZ4中Y元素化合价为6价，不符合，A错误；XYZ3中Y元素化合价为5价，符合，B正确；X3YZ4中Y元素化合价为5价，符合，C正确；X4Y2Z7中Y元素化合价为5价，符合，D正确。11X、Y是周期表中的两种元素，X的原子半径比Y的小，且二者具有相同的电子层数，下列有关叙述正确的是(选项中m、n均为正整数)(D)A若X、Y的原子序数相差1，Y位于第A族，则X一定位于第A族B若Y(OH)m易溶于水，则X(OH)n一定不溶于水C若HnXOm为强酸，则X的
11、氢化物溶于水一定显酸性D若Y元素形成的单质是气体，则X元素形成的单质一定也是气体解析：电子层数相等，说明X、Y位于同一周期，X的原子半径比Y的原子半径小、那么X的核电荷数必然比Y大，所以在周期表中，X的位置在Y同周期的右边。题意未说明X、Y是短周期元素，则X可能为第B族，A项错误；若Y为K元素，X为Ca元素，KOH易溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，B项错误；若X为N元素，其氢化物为NH3，其水溶液显碱性，C项错误；同一周期从左到右，单质的状态由固态到气态，或由固态到液态再到气态，X的位置在Y同周期的右边，所以若Y元素形成的单质是气体，则X元素形成的单质一定也是气体，D项正确。12短周期元素W
12、、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(D)WXYZA.氢化物沸点：WWC化合物熔点：Y2X3YZ3D简单离子的半径：YX解析：根据元素周期表的结构可以判断出W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。NH3存在分子间氢键，而HCl不存在分子间氢键，所以NH3的沸点比HCl的沸点高，A项错误；Al(OH)3显两性，N的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，B项错误；Al2O3熔点高于AlCl3，C项错误；Al3和O2的电子层结构相同，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Al3Mg(OH)
13、2(填化学式)。解析：本题需熟记元素周期表的结构，充分运用各元素的电子层结构和化学性质及递变规律进行解答。14(12分)现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm)：原子半径/nm0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082最高化合价2157153最低化合价2313(1)号元素在周期表中的位置是第二周期第A族；上述元素处于同一主族的有Li和Na，N和P(用元素符号表示)。(2)元素和能形成两种化合物，写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式：2Na2O22H2O=4Na4OHO2。(3)含锂材料在社会中广泛应用，如各种储氢材料(Li2N
14、H等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题：Li和Li作核反应堆最佳热载体，LiH和LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是AD(填序号)。A.Li和Li互为同位素B.Li和Li属于同种核素C.LiH和LiD的化学性质不同D.LiH和LiD是同种物质下列说法不正确的是C(填序号)。A碱性：Be(OH)2LiOHNaOHNaLiLiC氧化性：LiNaKRbRbKNaLiBe解析：由题中及表中数据可知，分别位于第A族、第A族、第A族、第VA族、第A族、第A族、第VA族和第A族。Be的原子半径为0.089 nm，Be的最高化合价为2，的最高化合价也是2、半径比Be大，则为Mg；的
15、最高化合价为1、半径比Mg小，则是Li；的最高化合价为1、半径比Mg大，则为Na；和的最高化合价都是5、最低化合价都是3，则它们为第VA族元素，因为的半径较大，故为P、为N；根据同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，可知为B、为O、为Cl。综上所述，分别为O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。(1)号元素为B元素，在周期表中的位置是第二周期第A族；上述元素处于同一主族的有两组，分别是Li和Na，N和P。(2)元素和能形成两种化合物，分别为氧化钠和过氧化钠，其中较稳定的是过氧化钠，过氧化钠与水反应的离子方程式为2Na2O22H2O=4Na4OHO2。(3)Li和Li互为同位素，A正确；Li
16、和Li属于不同的核素，B错误；LiH和LiD是同种物质(都是氢化锂)，化学性质几乎完全相同，C错误，D正确。Be、Li、Na、K的金属性依次增强，故其最高价氧化物对应水化物的碱性从弱到强的顺序为Be(OH)2LiOHNaOHNaLiLi，B正确；Li、Na、K、Rb、Cs的金属性依次增强，故其阳离子的氧化性依次减弱，故氧化性从强到弱的顺序为LiNaKRbCs，C错误；同主族元素从上到下金属性依次增强，同周期元素从左到右金属性依次减弱，金属性由强到弱的顺序为CsRbKNaLiBe，D正确。15(16分)下表为元素周期表的一部分，请参照元素在表中的位置，回答下列问题。族周期A01AAAAAA23(
17、1)第三周期元素中非金属性最强的元素的原子结构示意图是。(2)最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HNO3H2CO3H2SiO3(填化学式)。(3)下列可以判断和金属性强弱的是cd(填序号)。a单质的熔点：b化合价：d最高价氧化物对应水化物的碱性：(4)为验证第A族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答：仪器A的名称是分液漏斗，A中发生反应的离子方程式是2BrCl2=Br22Cl。棉花中浸有NaOH溶液的作用是Cl22OH=H2OClClO(用离子方程式表示)。验证溴与碘的非金属性强弱：通入少量的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡、静置，可观察
18、到溶液分层，下层液体为紫红色。该实验必须控制单质的加入量，否则得不出溴的非金属性比碘强的结论，理由是氯气能够氧化溴离子和碘离子，氯气必须少量，否则干扰检验结果。第A族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下原子半径逐渐增大(填“增大”或“减小”)，得电子能力逐渐减弱。解析：根据在元素周期表中的位置可知，为H，为C，为N，为O，为Na，为Al，为Si，为S，为Cl。(1)第三周期元素中非金属性最强的元素是Cl，其原子结构示意图是。(2)元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HNO3H2CO3H2SiO3。(
19、3)根据单质的熔点不能判断金属性强弱，a错误；化合价高低不能作为比较金属性的依据，b错误；Na与水反应比Al剧烈，说明金属性：NaAl，可以比较，c正确；元素的金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，可以比较，d正确。(4)A为分液漏斗，A中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，离子方程式为2BrCl2=Br22Cl。NaOH溶液用于吸收氯气，离子方程式为Cl22OH=H2OClClO。溴与KI反应生成碘单质，碘单质易溶于四氯化碳，将A中液体滴入试管内，充分振荡、静置，可观察到溶液分层，下层呈紫红色；若通入过量氯气，剩余的氯气能够进入试管先于Br2氧化碘离子，干扰溴与碘离子的反应，所以氯气必
20、须少量，否则干扰检验结果。同主族元素从上到下，原子核外电子层数增加，原子半径增大，故得到电子能力减弱。16(12分)A、B、C、D 4种元素，A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等；B的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；C元素原子的最外层电子数比次外层少2个；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C。(1)B元素的名称为氮；B在周期表中的位置是第二周期第A族。(2)A、B形成的化合物的电子式为。(3)C的元素符号为S，C的最高价氧化物的化学式为SO3。(4)D的最高价氧化物对应的水化物的化学式为KOH。解析：A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等，A是H；B的原子半径是其所在主族中最小的，说明B为第一周期或者第二周期元素，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3，则B为N；C元素原子的最外层电子数比次外层少2个，C的最外层电子数为6，次外层为8，由此推出C为S；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子层排布，两元素可形成化合物D2C，则D为K。