第4课时 元素周期表的应用
题组一 元素“位—构—性”关系推断
1．硒(Se)是人体健康必需的一种微量元素。已知Se的原子结构示意图为。下列说法不正确的是( )
A．该原子的质量数为34
B．该元素处于第四周期ⅥA族
C．SeO2既有氧化性又有还原性
D．酸性：H2SO4＞H2SeO4
2．X元素和Y元素的原子，在化学反应中都易失去电子而形成与Ne相同的电子层结构，已知X的原子序数比Y的大，下列说法正确的是( )
A．X元素的金属性比Y元素的强
B．X和Y的单质都不能从水中置换出氢气
C．Y元素的最高价氧化物的水化物的碱性比X元素的弱
D．X元素的最高化合价比Y元素的高
3．某主族元素R的最高化合价与最低化合价的代数和为4，由此可以判断( )
A．R一定是第四周期元素
B．R一定是 ⅣA族元素
C．R的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定
D．R的气态氢化物的化学式为H2R
4．(2022·广西贵港高一期末)已知1～18号元素中部分元素对应的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系错误的是( )
A．质子数：b＞c
B．还原性：X＞W
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．离子半径：Z－>X＋
题组二 元素周期表与元素周期律的应用
5．短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物的水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
6．(2022·山东枣庄高一期末)下列关于元素周期表(律)的描述正确的是( )
A．在金属元素与非金属元素的交界处可以寻找半导体材料
B．元素周期表中从ⅠA族到 ⅡB族之间12个纵列的元素都是金属元素
C．0族元素是同周期中非金属性最强的元素
D．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大
7．下列说法正确的是( )
A．原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素
B．某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期
C．第三周期元素的主族序数等于它们的最高化合价
D．最外层电子数相同的元素的性质一定相似
8．关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述：
①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具；
②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；
③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；
④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料和稀有矿产。其中正确的是( )
A．①②③④ B．只有②③④
C．只有③④ D．只有②③
9．近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第六周期ⅢA族，下列对铊的性质推导可能正确的是( )
①铊是易导电的银白色金属 ②Tl(OH)3是两性氢氧化物 ③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强 ④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A．①④ B．②③
C．只有① D．只有④
10．W、X、Y、Z四种元素是原子序数依次增大的短周期元素，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
11．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是( )
A．31d和33d属于同种核素
B．简单气态氢化物的热稳定性：a＞d＞e
C．b、c的最高价氧化物的水化物可以发生反应
D．a和b形成的化合物只有一种
12．(2022·安徽宣城高一期末)X、Y、Z、M四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期序数，YX3的水溶液显弱碱性，Z的核外电子数等于X、Y核内质子数之和，M与X同主族。下列说法不正确的是( )
A．简单离子半径：Z＞M
B．简单气态氢化物的热稳定性：Z＞Y
C．X与Z形成的10电子微粒：只有2种
D．化合物MX中X的化合价为－1价
13．四种短周期元素X、Y、Z和W在元素周期表中的位置关系如表所示，原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
X Y
Z W
A.原子半径(r)大小：r(X)＞r(Y)
B．金属性：X＞Y
C．W的非金属性比Z的强，所以W的氢化物的沸点比Z的高
D．Z的简单阴离子的失电子能力比Y的强
14．(2022·广西河池高一期末)X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一族，Y、Z位于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，Z原子的核外电子数比Y的核外电子数多1，下列说法正确的是( )
A．离子半径由大到小的顺序：Z>Y>X
B．由X、Y两种元素组成的化合物可能具有漂白性
C．X、Y两种元素的简单气态氢化物中，Y的简单气态氢化物较稳定
D．Y、Z元素最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z
15．(2022·云南玉溪高一期末)元素周期表体现了元素“位－构－性”的关系，揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题。
(1)元素Po在元素周期表中的位置为第________周期________族。
(2)Br的最高价氧化物的水化物的化学式为________，Ge的最高价氧化物为________。
(3)H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4________(填“>”“<”或“＝”，下同)H2SeO4。氢化物的还原性：H2S________H2Se。
(4)可在图中分界线(虚线部分)附近寻找________(填字母)。
A．优良的催化剂 B．半导体材料
C．合金材料 D．农药
(5)某小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉，无明显现象，缓慢加热，发现碳粉逐渐溶解，产生红棕色气体，试写出上述反应的化学方程式：________________，在该反应中硝酸体现的性质为________。
16．(2022·陕西榆林高一期末)元素周期表与元素周期律在学习、 研究中有很重要的作用。下表所示为某5种元素的相关信息，已知W、X都位于第三周期。
元素 信息
Q 最外层电子数是次外层电子数的3倍
W 最高化合价为＋7价
X 最高价氧化物的水化物在本周期中碱性最强
Y 焰色反应(透过蓝色钴玻璃)的火焰呈紫色
Z 与W同主族且其单质在CCl4溶液中呈橙色
请回答：
(1)W在元素周期表中的位置为________，X的最高价氧化物的水化物的化学式为________。
(2)Y的单质与水反应的离子方程式是________________________________。
(3)金属性：Y________(填“＞ ”或“＜”)X，用原子结构解释原因：________________
_____________________________________________________________________________。
(4)下列关于Z及其化合物的推断正确的是________(填字母)。
A．Z的化合价中有－1价和＋7价
B．Z的最高价氧化物的水化物的酸性弱于W的最高价氧化物的水化物的酸性
C．Z元素单质的氧化性强于W元素单质的氧化性
(5)将X元素的单质在Q元素的单质中点燃生成M，预测将M投入硫酸亚铁溶液中，反应的主要现象是____________________________________________________________________。
第4课时 元素周期表的应用
1．A [从Se的原子结构示意图看出，Se的质子数为34，质量数一定大于34，A错误；Se原子有4个电子层，最外层电子数为6，所以Se在周期表中的位置为第四周期ⅥA族，B正确；SeO2中Se的化合价为＋4价处于中间价态，所以SeO2既具有氧化性又具有还原性，C正确；Se的非金属性弱于S，所以最高价氧化物的水化物的酸性：H2SO4＞H2SeO4，D正确。]
2．D [由题干信息可知，二者均为第三周期的金属元素。由X的原子序数比Y的原子序数大可知，X元素位于Y元素的右边，则X元素的金属性比Y元素的弱，X元素的最高价氧化物的水化物的碱性比Y元素的弱，X元素的最外层电子数比Y元素的多，X元素的最高化合价比Y元素的高，A、C项错误，D项正确；第三周期的金属元素有Na、Mg、Al，一定条件下，Na、Mg都能从水中置换出氢气，B项错误。]
3．D [元素R的最高化合价与最低化合价的代数和为4，可以判断最高化合价与最低负化合价分别为＋6、－2，为ⅥA族元素。]
4．C [4种离子都具有相同的电子层结构，W、X为阳离子，Y、Z为阴离子，则W、X在周期表中的位置在Y、Z的下一周期，故原子序数的顺序为c
5．D [短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断R为N、Q为Si、W为S元素。氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H4SiO4的酸性强，B正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al＞Si＞P，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P＞N，即原子半径：Al＞Si＞P＞N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。]
6．A [ⅠA族的H元素为非金属元素，故B错误；0族元素既不易得电子也不易失电子，故不是非金属性最强的元素，故C错误；同周期元素中，ⅠA族元素的原子半径最大，故D错误。]
7．C [由元素周期表的分区知，ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族既包含金属元素又包含非金属元素，A项错误；某元素离子的最外层和次外层电子数相同，可能是，若为阴离子，则为第三周期元素；若为阳离子，则为第四周期元素，B项错误；最外层电子数相同的元素，如Mg和He，不在同一主族，元素性质没有相似性，D项错误。]
8．A [根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等，是学习化学知识的一种重要工具，①正确；利用元素周期表，根据元素性质变化规律可以预测新元素的原子结构和性质，②正确；利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素，③正确；在非金属元素区寻找研制新农药的元素，在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等，利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料，④正确。]
9．A [铊位于第六周期ⅢA族，与Al同族，同主族元素随着原子序数增大，原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强。故①④正确。]
10．B [四种元素的电子层数之和等于10，有两种可能：①1＋3＋3＋3；②2＋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，这四种元素依次是H、Mg、Al、Si。]
11．C [分析可知a是O，b是Na，c是Al，d是P，e是S。31d和33d的质子数相同，中子数不同，是不同的核素，互为同位素，故A错误；非金属性：a(O)＞e(S)＞d(P)，故简单气态氢化物的热稳定性：a＞e＞d，故B错误；b为Na、c为Al，NaOH能与Al(OH)3反应生成NaAlO2和H2O，故C正确；a和b形成的化合物有Na2O和Na2O2，故D错误。]
12．C [分析可知，X为H、Y为N、Z为O、M为Na，据此解题。O2－和Na＋的核外电子数相同，核电荷数越大半径越小，即离子半径：O2－＞Na＋，故A正确；非金属性越强其简单气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：H2O＞NH3，故B正确；H与O形成的10电子微粒有OH－、H3O＋、H2O等，故C错误；化合物NaH中Na为＋1价，H为－1价，故D正确。]
13．C [设X的原子序数为a，则Y、Z、W的原子序数分别为a＋1、a＋9、a＋10，即4a＋20＝48，解得a＝7，即X、Y、Z和W分别为N元素、O元素、S元素和Cl元素。A项，O原子半径小于N原子半径，正确；C项，氢化物的沸点与元素的非金属性强弱无关，错误；D项，硫离子的还原性强于氧离子，正确。]
14．B [分析可知，X为氧元素，Y为硫元素，Z为氯元素。根据“层多径大、序大径小”，离子半径由大到小的顺序为S2－＞Cl－＞O2－，A项错误；O、S组成的化合物SO2具有漂白性，B项正确；同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，C项错误；同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，酸性：HClO4＞H2SO4，D项错误。]
15．(1)六 ⅥA (2)HBrO4 GeO2 (3)< < (4)B (5)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 强氧化性
解析 (3)As和Se在同一周期，同一周期元素从左往右非金属性逐渐增强，其最高价氧化物的水化物酸性逐渐增强，H3AsO4酸性小于H2SeO4；S和Se在同一主族，同一主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其氢化物的还原性逐渐增强。
16．(1)第三周期ⅦA族 NaOH (2)2K ＋2H2O===2K＋ ＋2OH－＋H2↑ (3)＞ K和Na位于同一主族，电子层数K大于Na，原子半径K大于Na，原子核对核外电子的吸引力K小于Na，失电子能力K大于Na，则金属性K强于Na
(4)AB (5)有气泡产生，并生成红褐色沉淀
解析 Q最外层电子数是次外层电子数的3倍，即Q次外层为2，最外层为6，则Q为O；W的最高化合价为＋7且为第三周期元素，W为Cl；X的最高价氧化物的水化物碱性最强即X为Na；Y焰色反应为紫色，则Y为K；Z单质在CCl4中呈橙色，则Z为Br。(1)W为Cl，位于第三周期ⅦA族，X为Na，其最高价氧化物的水化物为NaOH。 (4)Z为ⅦA族，最外层电子数为7，那么最高正价＝最外层电子数＝＋7，最低负价＝最外层电子数－8＝－1，A项正确；W和Z为同主族元素，自上而下非金属性减弱，其最高价氧化物的水化物酸性减弱，B项正确；W和Z为同主族元素，自上而下非金属性减弱，其单质的氧化性减弱，即氧化性：Cl2>Br2，C项错误。(5)X与Q的单质点燃生成Na2O2，Na2O2与水发生氧化还原反应产生NaOH和O2，同时将 FeSO4氧化为Fe3＋，与OH－结合为沉淀。
