备战2021 高考化学 考点27 元素周期律及其应用（原卷版）

备战2021 高考化学 考点27 元素周期律及其应用（原卷版）

考点 27 元素周期律及其应用 一、元素周期律 1．定义 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。 2．实质 元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。 3．元素周期表中主族元素性质的递变规律 内容 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 电子层结构 电子层数相同，最外层电子数 逐渐增多 电子层数逐渐增多，最外层电 子数相同 得电子能力 逐渐增强 逐渐减弱 失电子能力 逐渐减弱 逐渐增强 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对 应水化物的酸碱性 酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强 非金属元素气态氢化 物的形成及稳定性 气态氢化物的形成越来越容 易，其稳定性逐渐增强 气态氢化物的形成越来越困 难，其稳定性逐渐减弱 4．元素金属性和非金属性的比较 比较金属性和非金属性的强弱，主要有以下 3种方法： （1）结构比较法 最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强；最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性 越强。 （2）位置比较法 元素周期表 金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强” 非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强” 金属活动性顺序 按 K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、 Pt、Au的顺序，金属性减弱 非金属活动性顺 序 按 F、O、Cl、Br、I、S 的顺序，非金属性减弱 （3）实验比较法 5．微粒半径的比较 二、元素周期律的应用 1．比较不同主族、不同周期元素及化合物的性质 如金属性Mg>Al，Ca>Mg，则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3，Ca(OH)2>Mg(OH)2，即 Ca(OH)2>Al(OH)3。 2．推测未知元素及化合物的某些性质 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。 考向一 元素金属性和非金属性的比较 典例 1 下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 选项 事实 推论 A 与冷水反应，Na比Mg剧烈 金属性：Na>Mg B Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Ca>Mg C SO2与 NaHCO3溶液反应生成 CO2 非金属性：S>C D t ℃时，Br2＋H2 2HBr K＝5.6×107 I2＋H2 2HI K＝43 非金属性：Br>I 1．下列实验操作不能达到实验目的的是 选项 实验操作 实验目的 A Cl2、Br2分别与 H2反应 比较氯、溴的非金属性强弱 B 向 MgCl2、AlCl3溶液中分别滴加氨水 比较镁、铝的金属性强弱 C 测定相同物质的量浓度的 Na2CO3、Na2SO4 的溶液的 pH 比较碳、硫的非金属性强弱 D Fe、Cu 分别放入稀盐酸中 比较铁、铜的金属性强弱 过 关 秘 籍 （1）通常根据元素原子在化学反应中得、失电子的难易程度判断元素非金属性或金属性的强弱，而不 是根据得、失电子数的多少。 （2）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不 是根据其他化合物酸性或碱性的强弱来判断。 （3）金属性是指金属原子失电子能力的性质，金属活动性是指在水溶液中，金属原子失去电子能力的 性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。如金属性 Pb>Sn，而金属活动性 Sn>Pb。 （4）利用原电池原理比较元素金属性时，不要忽视介质对电极反应的影响。如 Al−Mg−NaOH溶液构 成原电池时，Al为负极，Mg为正极；Fe−Cu−HNO3(浓)构成原电池时，Cu为负极，Fe为正极。 考向二 微粒半径大小的比较 典例 2 已知 1-18号元素的离子 aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同电子层结构，下列关系正确的是（ ） A．质子数：c＞b B．离子的还原性：Y2-＞Z- C．氢化物的稳定性：H2Y＞HZ D．原子半径：X＜W 2．五种短周期元素的某些性质如表所示(其中只有W、Y、Z为同周期元素)。下列说法正确的是 元素代号 X W Y Z Q 原子半径(×10-12m) 37 64 66 70 154 主要化合价 +1 -1 -2 +5、-3 +1 A．W的最高正价为十 7 B．由 Q 与 Y 形成的化合物中只存在离子键 C．Z与 X之间形成的化合物具有还原性 D．由 X、Y、Z 三种元素形成的化合物的水溶液一定呈碱性 “三看”法快速判断简单微粒半径的大小 1．短周期主族元素 X、Y、Z.、W的原子序数依次增大，元素 Y是地壳中含量最多的元素。X与 Z同主族 且二者可形成离子化合物，W最外是电子数是其电子层数的 2倍。下列说法正确的是 A．非金属性:XHBrO4>HIO4 ②碱性：Ba(OH)2>Mg(OH)2>Be(OH)2 ③非金属性：F>C>O ④氧化性：Li＋HCl A．①②③ B．①②⑤ C．②③④ D．①②④⑤ 3．同主族中常见的三种元素 X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性强弱的顺序为 HXO4Y－ C．气态氢化物的稳定性：HXZ 4．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述不正确的是 A．X、Y的最高价氧化物都可以作耐火材料 B．Z的非金属性小于W C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D．X的单质可分别与 Z、W的单质发生氧化还原反应 5．部分短周期元素原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数的变化关系如图所示，下列说法正 确的是 A．离子半径的大小顺序：dz>d C．除去实验后试管中残留的 g的单质，可用热的氢氧化钠溶液 D．g、h的氧化物对应的水化物的酸性：h>g 6．下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是 A．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z＜M B．X、N 两种元素形成的化合物属于离子化合物 C．Y、R 两种元素气态氢化物的稳定性：Y＞R D．简单离子的半径：Z＞M＞ X 7．如图所示是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置 D的活塞， 将装置 D中少量溶液加入装置 E中，振荡，观察实验现象，下列说法正确的是 A．F2不能与 NaCl溶液反应置换出氯气 B．装置 B中可盛放水吸收氯气中的 HCl气体 C．装置 E下层呈现紫红色 D．装置 E中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性：Br>I 8．X、Y、Z、W为原子序数递增的 4种短周期元素，其中 Y、Z为金属元素。X、Y、Z、W的最高价氧化 物对应的水化物甲、乙、丙、丁之间存在如图所示反应关系(图中“—”相连的两种物质能发生反应)。下 列判断正确的是 A．X是元素周期表中非金属性最强的元素 B．冶炼 Z的单质可通过电解其氯化物的方式获得 C．4种元素形成的简单离子中，Y离子半径最小 D．W的阴离子可能促进水的电离 9．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。 甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图 1 所示的装置来一次性完成同 主族元素碳与硅的非金属性强弱比较的实验。 乙同学设计了如图 2所示的装置来验证卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是蘸有 NaBr溶 液的棉花、湿润的淀粉 KI试纸、湿润的红色试纸。 已知常温下浓盐酸与高锰酸钾反应能够生成氯气。可供选择的试剂有：大理石、碳酸钠粉末、浓盐酸、 稀硝酸、硅酸钠溶液 图 1 图 2 根据图 1回答： （1）甲同学设计实验的依据是 。从所给试剂中选出最合适的物质：A ， B ，C 。(写化学式) （2）烧瓶中发生反应的离子方程式为 ；烧杯中发生反应的离子方程式 为 。 根据图 2回答： （3）乙同学的实验原理是 。 （4）B处的实验现象是 。 （5）B处主要发生的反应的离子方程式为 。 （6）乙同学设计的装置能否验证卤族元素性质的递变规律? (填“能”或“不能”)，理由 是 。 1.（2020·新课标Ⅱ）一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、 X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为 24。下列有关叙述错误的是 A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键 B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应 C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸 D．X的氟化物 XF3中原子均为 8电子稳定结构 2.（2020·浙江卷）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价，Y 元素与 Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物 2 4Z X 的电子总数为 18个；Q元素的原子最外层电子 数比次外层少一个电子。下列说法不正确．．．的是( ) A．原子半径：Z Y M  B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z Y M  C． 2 2X Z ZX 易溶于水，其水溶液呈碱性 D．X、Z和 Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物 3．[2019新课标Ⅰ]科学家合成出了一种新化合物（如图所示），其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z 核外最外层电子数是 X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 A．WZ的水溶液呈碱性 B．元素非金属性的顺序为 X>Y>Z C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸 D．该新化合物中 Y不满足 8电子稳定结构 4．[2019 新课标Ⅲ]X、Y、Z 均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为 10，X与 Z 同族，Y 最外层电子数等于 X次外层电子数，且 Y原子半径大于 Z。下列叙述正确的是 A．熔点：X的氧化物比 Y的氧化物高 B．热稳定性：X的氢化物大于 Z的氢化物 C．X与 Z可形成离子化合物 ZX D．Y的单质与 Z的单质均能溶于浓硝酸 5．[2018天津卷]下列有关物质性质的比较，结论正确的是 A．溶解度：Na2CO3c>b>a B．4种元素中 b的金属性最强 C．c的氧化物的水化物是强碱 D．d单质的氧化性比 a单质的氧化性强 7．[2017天津]根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确．．．的是 A．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4 B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物 C．图 1所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si D．用中文“ ”（ào）命名的第 118号元素在周期表中位于第七周期 0族 8．[2016·全国Ⅲ]四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子 层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与 Y同族，Z与 X形成的离子化合物的水溶 液呈中性。下列说法正确的是 A．简单离子半径：WZ 9．[2015·上海]不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是 A．单质氧化性的强弱 B．单质沸点的高低 C．单质与氢气化合的难易 D．最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱 10．[2015·全国Ⅰ]W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外 L电子层的电子数 分别为 0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为 18。下列说法正确的是 A．单质的沸点：W>X B．阴离子的还原性：W>Z C．氧化物的水化物的酸性：Y

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