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第二节 元素周期律
第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
基础巩固
1.关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述,其中正确的是( )。
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人们寻找某些特殊的材料。
A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②
【答案】A
【解析】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,根据元素性质的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。
2．如图所示，元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。
下列说法正确的是
A．虚线左下方的元素均为非金属元素
B．紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素
C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D．可在虚线的右上方，寻找耐高温材料
【答案】C
【解析】A．虚线左下方的元素均为金属元素，故A错误；
B．紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，故B错误；
C．元素周期表中分界线附近的元素往往都既具有金属性，又具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材
料(如Ge、Si等)，故C正确；
D．过渡元素均属于金属元素，位于虚线左下方，在过渡元素中可寻找耐高温材料，虚线的右上方，为非
金属元素，在非金属元素中寻找制农药的元素，故D错误。
综上所述，答案为C。
3．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它
们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列
夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是( )
A．X单质不易与水反应 B．XO 可被碳或氢还原为X
2
学科网（北京）股份有限公司C．高纯度的X晶体可用作制造半导体材料 D．XH 的稳定性比SiH 的高
4 4
【答案】D
【解析】第ⅣA族元素有碳、硅、锗、锡、铅，其中位于第四周期的是锗，其化学性质与硅类似，硅不
和水反应，锗也不和水反应，A正确；二氧化硅可以被碳或氢还原为硅，二氧化锗也可以，B正确；单质
硅是一种半导体材料，单质锗也是半导体材料，C正确；同主族元素，原子序数越小，非金属性越强，其
最低价氢化物的稳定性越强，故氢化物稳定性：SiH>GeH，D错误。
4 4
4．运用元素周期律分析下面的推断，其中正确的是( )
A．第六周期第IIIA的铊(Tl)既能与盐酸反应产生氢气，又能跟NaOH溶液反应放出氢气
B．第六周期第VIIA的砹(At)为有色固体，易溶于四氯化碳，但难溶于水
C．第五周期第IIA的锶的硫酸盐(SrSO )是易溶于水的白色固体
4
D．第四周期第VIA的硒的氢化物(H Se)是无色有毒，比HS稳定的气体
2 2
【答案】B
【解析】A项，Tl与NaOH溶液不反应，铊(Tl)能与盐酸作用产生氢气，故A错误；B项，同主族元素性
质具有相似性，从上到下有递变性，则砹(At)为有色固体，易溶于四氯化碳，但难溶于水，故B正确；C
项，硫酸钡不溶于水，可知同主族Sr对应的硫酸锶(SrSO )是难溶于水的白色固体，故C错误；D项，同
4
主族元素的原子，从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱，则硒化氢(H Se)是无色，有毒，不如HS稳定的气
2 2
体，故D错误。
5．短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有5个电子，Y是迄今发现的非金属性最
强的元素，Z的原子半径是短周期元素原子中最大的，W与Y属于同一主族。下列说法错误的是（ ）
A．简单离子半径：Y>Z
B．对应氢化物的稳定性：Y>X
C．Z和W两种元素组成的物质为离子化合物
D．Z、X、Y对应的最高正价依次升高
【答案】D
【解析】由分析可知：X为N元素，Y为F元素，Z为Na元素，W为Cl元素
A、氟离子和钠离子都含有2个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径Y＞Z，故A正确；
B、非金属性N＜F，非金属性越强对应氢化物的稳定性越强，则氢化物稳定性Y＞X，故B正确；
C、Na和Cl元素形成的化合物为NaCl，属于离子化合物，故C正确；
D、N、Na的最高价分别为+5、+1，但F元素没有正化合价，故D错误；
6．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同一周期，它们的最高价氧化物的水化
物能两两反应，X原子最外层电子数是电子层数的三倍，W的最高正价与最低负价的代数和为6。下列推
测正确的是( )
A．Y、Z、W三种元素的简单离子半径：Y＞Z＞W
B．X与Y可形成Y X 和Y X两种离子化合物
2 2 2
C．W元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H WO
2 4
D．Y、Z单质的还原性：Z＞Y
【答案】B
学科网（北京）股份有限公司【解析】由上述分析可知，X为O，Y为Na，Z为Al，W为Cl。
A．电子层越多，离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则Y、Z、W三种
元素的简单离子半径：W＞Y＞Z，故A错误；
B．X与Y可形成Na O 和Na O两种离子化合物，均含离子键，故B正确；
2 2 2
C．W的最高价为+7价，W元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HWO ，故C错误；
4
D．同周期自左向右金属性逐渐减弱，则Y、Z单质的还原性：Y＞Z，故D错误；
7．四种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示，其中 Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数
的3倍。下列说法正确的是( )
X Y
Z W
A.元素W位于第三周期第ⅤA族 B．元素Y的氢化物水溶液呈酸性
C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z＞W D．Z的最高化合价为＋5价
【答案】D
【解析】根据四种短周期元素在周期表中的位置关系可知X、Y在第二周期，Z、W在第三周期，Z元素
原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍，则Z是P，Y是N，X是C，W是S。A项，W即S元素在
第三周期第ⅥA族；B项，NH 的水溶液呈碱性；C项，酸性HPO ＜HSO ；D项，Z为P，最外层有5
3 3 4 2 4
个电子，最高化合价为＋5价。
8.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)>r(Q)
C.Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数均相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的弱
【答案】B
【解析】X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。A项,X(N)的最高正化合价为+5价,Z(Al)的最高正化合
价为+3价,X(N)、Z(Al)的最高正化合价之和为8,A项正确。B项,原子半径r(Al)>r(N),即r(Z)>r(X),B
项错误。C项,Y2-为O2-,Z3+为Al3+,它们的核外电子数和电子层数均相同,C项正确。D项,元素W的最高价氧
化物对应的水化物为HSO,其酸性比Q的最高价氧化物对应的水化物(HClO)弱,D项正确。
2 4 4
9．下表中的实线表示元素周期表的部分边界，已知A、B、C、D、E为短周期元素。
学科网（北京）股份有限公司回答下列问题：
(1)请在上表中用实线补出元素周期表的上边界。___________
(2)某主族元素原子的核外电子排为： ，该元素在元素周期表中的位置为___________。
(3)元素E的非金属性___________(填“强于”或“弱于”)元素D的非金属性，从原子结构的角度解释原
因___________。下列方法能验证以上结论的是___________(填序号)。
a．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
b．比较这两种元素的常见单质的沸点
c．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d．比较这两种元素的含氧酸的酸性
【答案】(1)
(2)第四周期ⅢA族 (3)强于 同周期元素随着原子序数的递增，原子半径递减，得电子能力增强，
非金属性增强 ac
【解析】(1)元素周期表的结构以及元素的分布情况，七个周期、七个主族、七个副族、一个0族、一个
ⅤⅢ族；表示元素周期表的部分边界如下： ；
(2)该原子有4个电子层，位于第四周期，最外层电子数是3，位于第ⅢA族，则该元素的位置为第四周期
ⅢA族；(3)E和D位于同一周期，从左到右非金属性增强，则E的非金属性强于D的，原因是同周期元
素随着原子序数的递增，原子半径递减，得电子能力增强，非金属性增强；a．非金属性越强，其单质和
氢气化合的越容易，则比较这两种元素的单质与氢气化合的难易可验证E和D的非金属性，a正确；b．
沸点是物理性质，不能用来比较非金属性，b错误；c．非金属性越强，气态氢化物越稳定，则可用稳定
性来比较非金属性，c正确；d．比较这两种元素的最高价氧化物的含氧酸的酸性，才能比较非金属性，d
错误；故选ac；
10．（2022·天津市滨海新区大港油田第一中学高一期末）下图是元素周期表的一部分，根据① ～ ⑨在
周期表中的位置按题目要求回答：
学科网（北京）股份有限公司(1)在元素①～⑨中，金属性最强的元素是_______ (填元素符号)。
(2)①、②、③三种元素的原子半径由大到小的顺序是_______ (填元素符号)
(3)⑧和⑨两种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性较强的是_______ (填化学式)。
(4)元素④的简单氢化物比元素⑧的简单氢化物的稳定性_______ (填“强”或“弱”)。
(5)⑥、⑦、⑨三种元素的常见离子的半径最小的是_______(用化学式表示)。
(6)⑤和⑦两种元素的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)Na
(2)C﹥ N﹥H
(3)HClO
4
(4)强
(5)Al3+
(6)Al(OH) +OH-=2H O+AlO -
3 2 2
【解析】根据元素在周期表中的位置关系，①为H元素，②为C元素，③为N元素，④为O元素，⑤为
Na元素，⑥为Mg元素，⑦为Al元素，⑧为S元素，⑨为Cl元素，据此分析结合元素性质和元素周期律
解答。
（1）元素周期表中，同周期元素从左到右金属性依次减弱，同主族元素从上到下金属性依次增强，则在
元素①～⑨中，金属性最强的元素是Na元素，故答案为：Na；
（2）①为H元素，②为C元素，③为N元素，H原子是原子半径最小的原子，同一周期元素，原子半径
随着原子序数增大而减小，则三种元素的原子半径由大到小的顺序是C﹥N﹥H，故答案为：C﹥N﹥H；
（3）⑧为S元素，⑨为Cl元素，两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H SO 、HClO ，元素的非
2 4 4
金属性越强，最高价氧化物对应的水化物中酸性越强，Cl的非金属性大于S，则两种元素的最高价氧化物
对应的水化物中酸性较强的是HClO ，故答案为：HClO ；
4 4
（4）④为O元素，⑧为S元素，非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越高，元素的非金属性O>S，则
元素④的简单氢化物比元素⑧的简单氢化物的稳定性强，故答案为：强；
（5）⑥为Mg元素，⑦为Al元素，⑨为Cl元素，三种元素的常见离子分别为Mg2+、Al3+、Cl-，电子层越
多，半径越大，电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小，则半径大小关系为 Cl->Mg2+>Al3+，故
半径最小的是Al3+，故答案为：Al3+；
（6）⑤为Na元素，⑦为Al元素，两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和Al(OH) ，它们
3
之间能发生反应生成偏铝酸钠和水，其离子方程式为 Al(OH)3+OH-=2H2O+AlO -，故答案为：Al(OH) +OH-
2 3
=2H O+AlO -。
2 2
能力提升
学科网（北京）股份有限公司11．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 X Y Z M R
原子半径/nm 0.186 0.102 0.075 0.074 0.143
主要化合价 ＋1 ＋6 －2 ＋5 －3 －2 ＋3
已知X是短周期中最活泼的金属元素，且与R同周期。下列叙述不正确的是( )
A．离子半径大小：Y2－>M2－>R3＋
B．Z与M组成的某种化合物能形成酸雨
C．Y与M组成的化合物跟水反应后一定能得强酸
D．X、Y、R的最高价氧化物的水化物两两之间能发生反应
【答案】C
【解析】根据原子半径及主要化合价知，X为Na，Y为S，Z为N，M为O，R为Al。A项，Y2－、M2
－、R3＋分别是S2－、O2－、Al3＋，离子半径大小为S2－>O2－>Al3＋；B项，Z与M组成的化合物为NO、NO
2
等，NO 能形成酸雨；C项，Y与M组成的化合物SO 跟水反应生成的HSO 是弱酸；D项，X、Y、R的
2 2 2 3
最高价氧化物的水化物分别是NaOH、HSO 、Al(OH) ，两两之间能发生反应。
2 4 3
12．（2022·全国·高一课时练习）德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将
在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85,关于铷的下列说法中正确
的是
A．与水反应比钠更剧烈
B．单质具有很强氧化性
C．Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳
D．RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱
【答案】AC
【解析】根据铷的原子序数可知，铷是第五周期第ⅠA族元素，同主族从上而下金属性逐渐增强，单质
还原性逐渐增强，据此分析。
A．铷和钠同族，从上到下金属性增强，与水反应越激烈，因此铷与水反应比钠更剧烈，A正确；
B．铷是金属元素，最外层有1个电子，易失去电子，因此单质具有很强还原性，B错误；
C．Rb O是碱性氧化物，在空气中易吸收水生成氢氧化铷，和二氧化碳反应生成碳酸铷，C正确；
2
D．铷和钠同族，从上到下金属性增强，其最高价氧化物对应水化物碱性逐渐增强，因此 RbOH的碱性比
同浓度的NaOH强，D错误；
故答案选AC。
13．（2022·上海交大附中高二开学考试）某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如图所示的
“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点代表氢元素。下列说法中错误的是
学科网（北京）股份有限公司A．离O点越远的元素原子半径越大
B．虚线相连的元素处于同一族
C．B元素是图中金属性最强的元素
D．A、B组成的化合物中可能含有共价键
【答案】A
【解析】O点代表氢元素、A点代表氧元素、B点代表钠元素、C点代表铝元素。
A．离O点越远的元素原子的核电荷数增大，但同周期主族元素，从左到右原子半径减小，A错误；
B．由原子序数可以知道，虚线相连的元素处于同一族，B正确；
C．B为钠元素，为前18号元素种金属性最强的元素，C正确；
D．氧元素与钠元素形成Na O ，含有共价键，D正确；
2 2
正确选项A。
14．镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为 31，
属ⅢA族。镓的熔点为29.78 ℃，沸点高达2 403 ℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到
－120 ℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是( )
A．镓是制造高温温度计的上佳材料
B．镓能溶于强酸和强碱中
C．镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中
D．近年来镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体家族的新成员”，这
是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质
【答案】D
【解析】镓的熔点为29.78 ℃，沸点高达2 403 ℃；镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－
120 ℃，因此A、C两项正确。铝能溶于强酸和强碱中，铝是电的良导体而不是半导体，镓是“类铝”元
素，所以镓能溶于强酸和强碱中，镓是电的良导体而不是半导体，即B正确，D不正确。
15．（2022·全国·高一课时练习）联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”，表明了元素周
期律的重要性。以下短周期主族元素中，含元素a的化合物被广泛用于制作手机电池，古迪纳夫因在该领
域做出了杰出贡献荣获2019年诺贝尔化学奖。
a … b c d
e … g h j
(1)a原子结构示意图为_______。
学科网（北京）股份有限公司(2)d在周期表中的位置是_______。
(3)元素g的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为_______。
(4)由单质a制成的电池需要注意防水，其原因用化学反应方程式表示为_______。
(5)科学家在研究元素周期表时，预言了在元素h的下一周期存在一种“类h”元素，该元素多年后被德国
化学家文克勒发现，命名为锗(Ge)，锗在周期表的位置为_______。
(6)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文为“镆”、Mc可由反应 Am＋ Ca→Mc＋3
n得到。Mc用核素符号表示为_______。
【答案】(1)
(2)第二周期VIIA族
(3)2Al＋2OH-＋2H O=2AlO -＋3H ↑
2 2 2
(4)2Li＋2H O=2LiOH＋H ↑
2 2
(5)第四周期第IVA族
(6) Mc
【解析】含元素a的化合物被广泛用于制作手机电池，则a为Li元素；e与a位于同一主族，则e为Na元
素；a、b、c、d、e、g、h、j均为短周期主族元素，根据元素周期表可推断，b为N元素，c为O元素，d
为F元素，g为Al元素，h为Si元素，j为Cl元素。
（1）a为Li，是3号元素，原子结构示意图为 。故答案为： ；
（2）d为F元素，d在周期表中的位置是第二周期VIIA族。故答案为：第二周期VIIA族；
（3）g为Al元素，元素g的单质与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为 2Al＋2OH-＋
2H O=2AlO -＋3H2↑。故答案为：2Al＋2OH-＋2H O=2AlO -＋3H ↑；
2 2 2 2 2
（4）Li能和水反应生成LiOH和H ，由单质a制成的电池需要注意防水，其原因用化学反应方程式表示为
2
2Li＋2H O=2LiOH＋H ↑。故答案为：2Li＋2H O=2LiOH＋H ↑；
2 2 2 2
（5）锗在周期表的位置为第四周期第IVA族。故答案为：第四周期第IVA族；
（6）Mc可由反应 Am＋ Ca→Mc＋3 n得到，Mc的质子数为95＋20-3×0=115，Mc的质量数为243＋
48-3×1=288，Mc用核素符号表示为 Mc。故答案为： Mc。
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