讲义06 元素周期表和元素周期律-2021年高考化学三轮题型抢分讲义

讲义 06 元素周期表和元素周期律（选择 6） 【高考定位】物质结构与元素周期律每年必考，题型为选择题，相对单一，试题命制时主要 是以原子(或离子)结构、核外电子排布、元素化合物的性质为突破口，进行元素的推断，然 后分项考查粒子半径大小的比较，金属性、非金属性强弱的比较，气态氢化物的稳定性强弱， 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱等元素周期律知识，有时还涉及化学键与物质类别关系 的判断。物质结构和元素周期律的内容考查逐渐简单，更加接近大纲要求，因为许多考点都 可以在选修 3 的题目中得到考查。所以这道题主要就是考查元素推断、原子结构特点及元素 对应单质机化合物的性质等。 【知识讲解】 1.周期表的结构 2.元素周期表的特点 (1)短周期元素只有前三周期； (2)主族中只有ⅡA 族元素全部为金属元素； (3)ⅠA 族元素不等同于碱金属元素，H 元素不属于碱金属元素； (4)元素周期表第 18 列是 0 族，不是ⅧA 族，第 8、9、10 三列是Ⅷ族，不是ⅧB 族； (5)长周期不一定是 18 种元素，第六周期有 32 种元素。 3.微粒半径大小比较 （1）同主族元素，电子层数越多，半径越大。如 r(Be)r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋) （4）同种元素，电荷数越大，半径越小。如 r(Na)＞r(Na＋)、r(Cl－)>r(Cl)、r(Fe2＋)>r(Fe3＋) 4．金属性和非金属性强弱比较 金属性比较 在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强 单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强 单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 若 Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则 Y 的金属性比 X 强 非金属性比较 与 H2 化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强 单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强 An－＋B―→Bm－＋A，则 B 的非金属性比 A 强 5.元素推断 (1)根据原子或离子的结构示意图推断：①已知原子结构示意图，可由下列等式确定元素在 周期表中的位置和元素的种类：电子层数＝周期数，最外层电子数＝主族序数。如果已知离 子的结构示意图，则须将其转化为原子结构示意图来确定；②电子层结构相同的微粒：阴离 子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前面，阳离子对应的元素在具有相同 电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置，简称“阴前阳下”。 (2)根据元素化合价的特征关系推断：①根据等式确定元素在周期表中的位置：最高正化合 价＝最外层电子数＝主族序数(O、F 除外)；②如果已知最低负化合价(或阴离子的符号)，则 须用等式先求出最高正化合价：最高正化合价＝8－|最低负化合价|，再确定元素在周期表中 的位置。 (3)根据原子半径的递变规律推断：根据原子半径来推断元素的相对位置：同周期中左边元 素的原子半径比右边元素的原子半径大(稀有气体元素除外)，同主族中下边元素的原子半径 比上边元素的原子半径大。 (4)根据元素的特征来推断元素的位置：如根据“形成化合物最多的元素”“空气中含量最多的 元素”“地壳中含量最多的元素”等特征来推断。 (5)根据稀有气体的原子序数推断：各周期最后的元素都是稀有气体元素，其原子序数的数 值实际上等于前几周期的元素种数之和。熟记这些原子序数，对推断某元素在周期表中的位 置很有帮助。 (6)根据元素周期表中短周期特殊结构推断：①元素周期表中第一周期只有两种元素 H 和 He， H 元素所在的第ⅠA 族左侧无元素分布；②He 为零族元素，零族元素为元素周期表的右侧 边界，零族元素右侧没有元素分布，利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。 6.化学键与化合物的关系 (1)当化合物中只存在离子键时，该化合物是离子化合物。 (2)当化合物中同时存在离子键和共价键时，该化合物是离子化合物。 (3)当化合物中只存在共价键时，该化合物是共价化合物。 (4)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含 有非金属元素，但个别含有金属元素，如 AlCl3 也是共价化合物；只含有非金属元素的化合 物不一定是共价化合物，如铵盐。 (5)非金属单质只有共价键(稀有气体除外)。 (6)气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物(如 NaH)是离子化合物，含离子键。 (7)离子晶体熔化时破坏离子键，原子晶体熔化时破坏共价键，而分子晶体熔化时破坏分子 间作用力。 (8)分子的稳定性与分子间的作用力无关，而与分子内部的化学键的强弱有关。 【过关搏杀】 1．某种有机发光材料由不同主族的短周期元素 R、W、X、Y 、Z 组成。五种元素的原子 序数依次增大，W 和 X 的原子序数之和等于 Z 的原子序数，只有 W、X、Y 同周期，且 W、 X、Y 相邻。下列说法正确的是( ) A．离子半径： Z>Y>X B．最高正价： RZ>Y B．原子半径：ZQ>R B．该化合物存在离子键和共价键 C．元素的非金属性：Y X B．最高价氧化物对应水化物的酸性 Z>Y C．简单离子的半径：Z>Q>X D．最简单氢化物的稳定性：Q>Z>Y 19．某种化合物的结构如图所示，其中 X、Y、Z、Q、W 为原子序数依次增大的五种短周 期元素，X、W 为同族，Q 原子核外最外层电子数与 Y 原子核外电子总数相同。下列叙述 正确的是( ) A．元素非金属性的顺序为：Q＞Y＞Z>X B．Z 的氧化物对应的水化物是一种一元强酸 C．由 X、Y、Q、W 四种元素形成的化合物的水溶液可能呈酸性 D．ZX3 可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红 20．短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，四种元素组成的一种分子簇的球 棍模型如图所示。W 与 X 不在同一周期，X 原子的最外层电子数与核外电子总数之比为 3： 4，Z 的周期数等于族序数。下列说法不正确的是 A．化学式为 Y2Z2X6W2 B．X 分别与 Y、Z 形成的化合物为离子化合物 C．简单离子的半径： X＞ Y＞ Z D．Y、Z 的简单离子均可抑制水的电离 21．2020 年是“氢键”的百年诞辰.M 分子部分结构如图所示(-表示氢键)。W X Y Z、 、 、 是 短周期主族元素，M 中含有碳、氮、W、Z 四种元素，化合物 W2Z 能与 Y2 反应产生 Z2，X 元素是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( ) A．氢键是一种特殊的化学键 B．稳定性：W2Z＞WY C．X 的氧化物的水化物是强碱 D．简单离子半径： Z>Y>X 22．一种由三种短周期元素组成的化合物(结构如图所示)具有很强的氧化性，其中 X 元素的 原子半径是短周期主族元素中最大的，Y、Z 同族且 Z 元素原子序数是 Y 的两倍。 下列说法正确的是( ) A．X、Y、Z 三种元素形成的简单离子半径大小为：Z＞X＞Y B．其阴离子中各原子均达 8 电子稳定结构 C．该化合物具有强氧化性是因为 X+离子具有强氧化性 D．已知在催化剂下该化合物能将 Mn2+氧化为 MnO 4  ，则当有 1molMnO 4  生成时反应转移 5mole- 23．科学家利用原子序数依次递增的短周期元素 W、X、Y、Z 组合成一种超分子，其分子 结构示意图如图所示(图中实线代表共价键，其他重复单元的 W、X 未标注)。W、X、Z 分 别位于不同周期，Z 的原子半径在其所在周期中最大。下列说法错误的是 A．Z 元素的金属性在其所在周期中最强 B．W 与 Z 可形成离子化合物 C．单核离子半径： Z Y D．氢化物的稳定性： Y X 24．科学家合成出了一种用于分离镧系金属的化合物 A，其结构如图所示。短周期元素 X、 Y、Z 原子序数依次增大，其中 Z 位于第三周期，其最高正价与最低负价代数和为 4.Z 与 Y 可以形成分子 6ZY 。下列关于 X、Y、Z 的叙述，正确的是 ( ) A．最高价氧化物对应水化物的酸性： ZZ C．最简单氢化物的沸点： Z>Y D．化合物 A 中，X、Y、Z 最外层都达到 8 电子稳定结构 25．短周期元素 X 、 Y 、 Z 、 M 的原子半径和最外层电子数之间的关系如图 1 所示；甲、 乙、丙、 K 、 L 、 N 均是由这些元素组成 的单质或化合物，上述物质的转化关系如图 2 所示，其中， K 是无色气体，是主要的大气污染物之一， 10.05mol L 丙溶液的 pH 1 ， 下列说法正确的是( ) A． Y 、 Z 的最高正化合价分别为+ 4、+ 6 B．氢化物的熔、沸点： Z M Y  C． Y 、 M 的单质分别直接与 Z 的单质反应，都能生成两种氧化物 D．化合物 N 中所有原子均满足 8 电子稳定结构 参考答案 【过关搏杀】 1．D【解析】五种元素的原子序数依次增大，只有 W、X、Y 同周期，则 R 为 H 元素，Z 为第三周期元素，W、X、Y 均为第二周期元素；W 和 X 的原子序数之和等于 Z 的原子序 数，五种元素不同主族，则 Z 不可能为 Na，若为 Mg，则没有满足条件的 W 和 X，若为 Al，则 W、X、Y 分别为 6、7、8 号元素，即分别为 C、N、O，符合题意；若 Z 为 Si，则 没有满足条件的 W 和 X；若 Z 为 P，则 W、X、Y 分别为 7、8、9 号，分别为 N、O、F， 而 N 与 P 同主族，不符合题意；若 Z 的原子序数再增大，则 Y 不可能为第二周期主族元素； 综上所述 R 为 H 元素、W 为 C 元素、X 为 N 元素、Y 为 F 元素、Z 为 Al 元素。 A．电子层数数相同时核电荷数越小离子半径越大，所以离子半径 N3->F->Al3+，即 X>Y>Z， 故 A 错误； B．主族元素若有最高正价，则最高正价等于族序数，所以最高正价 HMg2+，C 正确； D．非金属性 O>Cl > Si，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，D 正确。 19．C【解析】X、Y、Z、Q、W 为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，W 能形成+1 价阳离子，则 W 是 Na 元素；X、W 为同族，则 X 为 H 元素；根据形成共价键数，Z 形成 3 个共价键、Y 形成 4 个共价键、Q 形成 2 个共价键，Q 核外最外层电子数与 Y 核外电子总 数相同，则 Y 是 C 元素、Z 是 N 元素、Q 是 O 元素。 A.同周期元素，从左到右非金属性依次增强，则元素非金属性的顺序为 O(Q）＞N(Z)＞C(Y)， 故 A 错误； B.氮元素的氧化物对应的水化物不一定是一元强酸，如亚硝酸为弱酸，故 B 错误； C.由 H、C、O、Na 四种元素能形成的化合物 NaHC2O4，NaHC2O4 在溶液中电离大于水解， 使溶液呈酸性，故 C 正确； D.氨气的水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故 D 错误。 20．D【解析】短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，X 原子的最外层电子 数与核外电子总数之比为 3：4，由于最外层电子数不超过 8，原子只能有 2 个电子层，最外 层电子数为 6，故 X 为 O 元素；Z 的周期数等于族序数，其原子序数大于氧，只能处于第 三周期，故 Z 为 Al；W、X(氧)位于不同周期，且 W 的原子半径小于氧的半径，可推知 W 为 H 元素；根据图示可知，四种元素组成的分子簇化学式为 H2Al2O6Y2，结合化合价代数和 为 0 可知，Y 的化合价为+2，其原子半径大于 Al，则 Y 为 Mg 元素。 A． 由图可知，该分子的化学式为 Y2Z2X6W2，故 A 正确； B． O 分别与 Mg、Al 形成的化合物为 MgO、Al2O3，均为离子化合物，故 B 正确； C． O2-、Mg2+、Al3+的核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子的 半径：O2-＞Mg2+＞Al3+，故 C 正确； D． Mg2+、Al3+均为可水解的弱离子，均可促进水的电离，故 D 错误。 21．D【解析】 W X Y Z、 、 、 是短周期主族元素；M 中含有碳、氮、W、Z 四种元素，且 能形成氢键，根据原子结构可知，W 是 H，Z 是 O；化合物 W2Z 能与 Y2 反应产生 Z2，则 Y 的非金属性强于 Z，Y 是 F；X 元素是地壳中含量最高的金属元素，则 X 是 Al；综合分析： W 是 H、X 是 Al、Y 是 F、Z 是 O。 A．氢键是一种特殊的分子间作用力，影响物质的物理性质，A 错误； B．非金属性越强，对应氢化物的热稳定性越强，故稳定性：HF＞H2O，B 错误； C．氢氧化铝是两性氢氧化物，C 错误； D．原子结构相同，序数越大，半径越小，故简单离子半径： O>F>Al ，D 正确。 22．D【解析】X 元素的原子半径是短周期主族元素中最大的，是钠元素，Y、Z 同族且 Z 元素原子序数是 Y 的两倍，所以 Y 为氧元素，Z 为硫元素。 A. X、Y、Z 三种元素形成的简单离子分别为钠离子，氧离子和硫离子，钠离子和氧离子有 两个电子层，根据核电荷数越大，半径越大分析，氧离子半径大于钠离子，硫离子有三个电 子层，三种离子中半径最大，故半径大小 Z＞X＞Y 是错误的，故 A 错误； B.其阴离子中硫原子形成 6 对共用电子，不是 8 电子稳定结构，故 B 错误； C.钠离子没有强氧化性，故 C 错误； D.已知在催化剂下该化合物能将 Mn2+氧化为 MnO 4  ，锰元素变化了 5 价，所以则当有 1molMnO 4  生成时反应转移 5mole-，故 D 正确。 23．D【解析】根据图示可知 W 形成 1 个共价键，又是短周期中原子序数最小的元素，说 明 W 原子核外只有 1 个电子，则 W 是 H 元素，X 形成 4 个共价键，则 X 是 C 元素，W、 X、Z 分别位于不同周期，Z 的原子半径在同周期元素中最大，则 Z 是 Na 元素，Y 形成 2 个共价键，原子序数比 C 大，比 Na 小，说明 Y 原子核外有 2 个电子层，最外层有 6 个电 子，则 Y 是 O 元素。 A．同一主族的元素，原子序数越大，金属越强；同一周期的元素，原子序数越大，金属越 弱，可知 Na 元素的金属性在其所在周期中最强，A 项正确； B．W 是 H 元素，Z 是 Na 元素，则 W 与 Z 可形成离子化合物 NaH，B 项正确； C．Y 是 O，Z 是 Na 元素，O2-、Na+核外电子排布都是 2、8，电子排布相同，离子的核电 荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径：Z