資源簡介

元素周期表和元素周期律的應用
【核心素養發展目標】
1．能利用元素在元素周期表中的位置和原子結構，分析、預測、比較元素及其化合物的性質
2．了解元素與元素周期律的應用，理解元素原子結構、在周期表中的位置和元素性質三者之間的關系，建立“位、構、性”關系應用的思維模型
【主干知識梳理】
一、金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質規律
1．元素周期表與元素周期律的關系
(1)元素周期表是元素周期律的具體表現形式，反映了元素之間的內在聯系
(2)元素周期表中元素的金屬性和非金屬性變化的規律
同周期元素由左向右金屬性減弱，非金屬性增強；同主族元素由上向下金屬性增強，非金屬性減弱
2．元素周期表的金屬區和非金屬區
分區示意圖
分界線的劃分 沿著周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之間畫一條虛線，虛線的左下方是金屬元素，右上方是非金屬元素
特點 ①金屬性強的在周期表的左下方，最強的是Cs(放射性元素除外)；非金屬性強的在周期表的右上方(稀有氣體除外)，最強的是F；最后一個縱行是0族元素
②分界線附近的元素，既能表現出一定的金屬性，又能表現出一定的非金屬性，故元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線
③金屬元素在分界線的左側，但分界線的左側并不都是金屬元素，如氫元素屬于非金屬元素
2．元素化合價與元素在周期表中位置的關系
(1)主族元素最高正化合價＝族序數＝最外層電子(價電子)數＝8－|最低負價| (其中，F無正價，O無最高正價)
(2)非金屬元素的化合價
①最高正價等于原子所能失去或偏移的最外層電子數
②負價等于使它達到8電子穩定結構所需得到的電子數
③最高正價與負價絕對值之和等于8，最高正價＋|最低負價|＝8，(H最低價為－1，O、F除外)
【微點撥】非金屬的最高正價與負價絕對值之和不一定均等于8，如H、O、F
(3)元素的最高正價和最低負價的絕對值之差與族序數的關系
最高正價－|最低負價| 6 4 2 0
主族族序數 ⅦA ⅥA ⅤA ⅣA
3．元素周期表中的重要規律
(1)“三角形”規律
所謂“三角形”，即A、B處于同周期，A、C處于同主族的位置，如圖所示，處于A、B、C位置上的元素，可排列出其原子結構、性質等方面的規律
應用 原子序數C＞B＞A；原子半徑C＞A＞B。 A、B、C若為非金屬元素，則非金屬性B＞A＞C；單質的氧化性B＞A＞C；陰離子的還原性Cn－8＞An－8＞Bn－7(設A為n族，則B為n＋1族，下同)；氣態氫化物的穩定性H7－nB＞H8－nA＞H8－nC。A、B、C若為金屬，則其失電子能力C＞A＞B；單質的還原性C＞A＞B；陽離子的氧化性B(n＋1)＋＞An＋＞Cn＋；最高價氧化物對應的水化物的堿性：C(OH)n＞A(OH)n＞B(OH)n＋1
(2)“對角線”規律
在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的，被稱為“對角線規則”，如：Li和Mg、Be和Al、B和Si等
應用 根據已知元素及其化合物的性質，推導未知元素及其化合物的性質
(3)“相似”規律
①同族元素性質相似；②左上右下對角線上元素性質相似；③同位素的化學性質幾乎完全相同
二、元素周期表和周期律的應用
1．預測元素及其化合物的性質
(1)比較不同周期，不同主族元素的性質
如：金屬性Mg＞Al，Ca＞Mg，則由堿性Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，得堿性Ca(OH)2＞Al(OH)3
(2)推測未知元素的某些性質
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶
又如：已知鹵族元素的性質遞變規律，可推知元素砹(At)應為黑色固體，與氫難化合，HAt不穩定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等
2．應用于元素“位置—結構—性質”的相互推斷
(1)“位”、“構”、“性”的關系
“位”、“構”、“性”的關系 對關系圖的理解
①從元素的原子結構推測元素在周期表中的位置及有關性質②從元素在周期表中的位置推測元素的原子結構及相關性質③元素的一些主要性質又能反映元素的原子結構和元素在周期表中的位置
(2)結構與位置互推問題是解題的基礎
①掌握四個關系式
a．核外電子層數＝周期數
b．質子數＝原子序數＝原子核外電子數＝核電荷數
c．最外層電子數＝主族序數
d．主族元素的最外層電子數＝主族序數＝最高正價數 (O、F元素除外)
e．最低負價的絕對值＝8－主族序數(僅限第ⅣA～ⅦA族)
②熟練掌握周期表中的一些特殊規律，如各周期元素種數；稀有氣體的原子序數及在周期表中的位置；同族上下相鄰元素原子序數的關系等
(3)性質與位置互推問題是解題的關鍵：熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質的遞變規律，主要包括：
①元素的金屬性、非金屬性
②氣態氫化物的穩定性
③最高價氧化物對應水化物的酸、堿性
(4)結構和性質的互推問題是解題的要素
①最外層電子數決定元素原子的氧化性和還原性
②原子半徑決定了元素單質的性質；離子半徑決定了元素組成化合物的性質
③同主族元素最外層電子數相同，性質相似
④判斷元素金屬性和非金屬性的方法
【微點撥】元素“位—構—性”規律中的特例
①絕大多數原子的原子核是由質子和中子構成的，只有氕(H)無中子
②元素周期表中的周期一般是從金屬元素開始，但第一周期例外，是從氫元素開始
③所有元素中，碳元素形成的化合物種類最多
④非金屬單質一般不導電，但石墨是導體，晶體硅是半導體
⑤氟無正價，氧無最高正價；在Na2O2中氧顯－1價；在NaH中氫顯－1價
3．尋找有特殊用途的新物質
①在金屬與非金屬分界線附近尋找半導體材料
②研究氟、氯、硫、磷附近元素，制造新農藥
③在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料
4．指導新元素的發現及預測它們的原子結構和性質
【課時跟蹤檢測】
1．元素周期表中的金屬和非金屬元素的分界線處用虛線表示。下列說法正確的是(　　)
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A．元素的性質總在不斷地發生明顯的變化 B．緊靠虛線兩側的元素都是兩性金屬元素
C．可在虛線附近尋找半導體材料(如Ge、Si等) D．可在虛線的右上方尋找耐高溫材料
2．鎵是俄國化學家門捷列夫在編制元素周期表時曾預言的“類鋁”元素。鎵的原子序數為31，屬第ⅢA族。鎵的熔點為29.78 ℃，沸點高達2 403 ℃。鎵有過冷現象(即冷至熔點下不凝固)，它可過冷到－120 ℃。由此判斷下列有關鎵的性質及其用途的敘述不正確的是(　　)
A．鎵是制造高溫溫度計的上佳材料
B．鎵能溶于強酸和強堿中
C．鎵與鋅、錫、銦等金屬制成的合金，可用在自動救火的水龍頭中
D．近年來鎵成為電子工業的新寵，其主要用途是制造半導體材料，被譽為“半導體家族的新成員”，這是利用了鎵的導電性介于導體和絕緣體之間的性質
3．關于元素周期表，下列敘述中不正確的是(　　)
A．在金屬元素與非金屬元素的分界線附近可以尋找制備半導體材料的元素
B．在過渡元素中可以尋找制備催化劑及耐高溫和耐腐蝕的元素
C．在非金屬元素區域可以尋找制備新型農藥材料的元素
D．在地球上元素含量的分布和它們在元素周期表中的位置有密切關系
4．已知鈹(Be)的原子序數為4，下列關于鈹及其化合物的敘述中正確的是(　　)
A．鈹的金屬性比鎂強 B．氯化鎂的氧化性比氯化鈹強
C．氫氧化鈹的堿性比氫氧化鈣的弱 D．單質鈹易和冷水反應產生氫氣
5．已知鋰及其化合物的許多性質與堿金屬差異較大，卻與鎂相似。下列有關鋰及其化合物的敘述不正確的是( 　)
A．碳酸鋰受強熱很難分解 B．碳酸鋰的溶解度比碳酸氫鋰的小
C．鋰在過量氧氣中燃燒，主要產物是氧化鋰而不是過氧化鋰 D．鋰可以與氮氣化合生成氮化鋰(Li3N)
6．門捷列夫在描述元素周期表時，許多元素尚未發現，但他為第四周期的三種元素留下了空位，并對它們的一些性質做了預測，X是其中的一種“類硅”元素，后來被德國化學家文克勒發現，并證實門捷列夫當時的預測相當準確。根據元素周期律，下列有關X的性質的描述中正確的是(　　)
A．X單質易與水反應 B．X形成的氧化物易與水反應生成酸
C．X易形成氧化物XO D．XH4的穩定性比SiH4的低
7．我國相關部門已經發布了113號Nh、115號Mc、116號Lv、117號Ts、118號Og等元素的中文名稱分別是钅爾、鏌、钅立、、。下列有關推斷正確的是(　　)
A．這五種元素均為主族元素
B．Nh的最高價氧化物是一種典型的兩性氧化物
C．Ts的簡單陰離子比該族上一周期簡單陰離子的還原性弱
D．Og在通常狀況下呈氣態，其余四種為固態
8．元素周期表中前三周期部分元素的原子序數與常見價態的關系圖如下。若用原子序數表示對應元素，下列說法中不正確的是(　　)
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A．a與d的非金屬性比較：dC．a可以形成兩種氫化物 D．b、c、e的最高價氧化物對應水化物之間均可反應
9．如圖是部分短周期元素化合價與原子序數的關系圖，下列說法不正確的是(　　)
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A．原子半徑：Z>Y>X B．氣態氫化物的穩定性：R>W
C．WX3為酸性氧化物 D．Y和Z兩者最高價氧化物對應的水化物能相互反應
10．下列對元素周期表說法不正確的是(　　)
A．共有7個周期和16個族
B．在過渡元素中可以尋找各種優良的催化劑
C．如果已知元素的最外層電子數為2，由此不能確定該元素在周期表中的位置
D．目前已知發現的第ⅣA族元素為6種，所以該族元素共有6種單質
11．如圖是部分短周期元素的原子序數與其某種常見化合價的關系圖，若用原子序數代表所對應的元素，則下列說法正確的是(　　)
A．31d和 33d屬于同種核素 B．氣態氫化物的穩定性：a>d>e
C．b和c的最高價氧化物對應的水化物可以反應 D．a和b只能形成一種化合物
12．下列有關元素周期表和周期律的說法中，正確的是(　　)
A．F元素是原子半徑最小的非金屬元素
B．碳、硅位于金屬與非金屬的交界處，都可以作半導體材料
C．X、Y屬于同周期元素，若原子序數XD．門捷列夫元素周期表有7個主族，7個副族，1個0族，1個Ⅷ族，共16縱列
13．1934年約里奧 居里夫婦在核反應中用α粒子(即氦核He)轟擊金屬原子X，得到核素Y，開創了人造放射性核素的先河：X＋HeY＋n，其中元素X、Y的最外層電子數之和為8。下列敘述正確的是(　　)
A．X的相對原子質量為26 B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半徑小于Y的 D．Y僅有一種含氧酸
14．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結構和元素的性質。下列說法正確的是(　　)
A．同一元素不可能既表現金屬性，又表現非金屬性
B．第三周期元素的最高正化合價等于它所處的主族序數
C．短周期元素形成離子后，最外層都達到8電子穩定結構
D．同一主族的元素的原子，最外層電子數相同，化學性質完全相同
15．下列有關原子結構和元素周期律的表述正確的是(　　)
①原子序數為15的元素的最高化合價為＋3價
②第ⅦA族元素是同周期中非金屬性最強的元素
③第二周期第ⅣA族元素的原子核電荷數和中子數一定為6
④原子序數為12的元素位于元素周期表的第三周期第ⅡA族
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
16．應用元素周期律分析，下列推斷正確的是(　　)
A．砹(At)是第ⅦA族元素，其氫化物的穩定性強于HCl
B．鉈(Tl)與鋁同主族，其單質既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應
C．第二周期非金屬元素的氣態氫化物溶于水后，水溶液均為酸性
D．第三周期金屬元素的最高價氧化物對應的水化物，其堿性隨原子序數的增大而減弱
17．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示。已知Y、W的原子序數之和是Z的3倍，下列說法正確的是(　　)
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A．原子半徑：XZ
C．一定條件下Z、W都能與Mg反應形成化合物 D．最高價氧化物對應水化物的酸性：Y>W
18．元素W、X、Y、Z、T在周期表中的位置如圖所示，已知W、X、Y、Z四種短周期元素原子最外層電子數之和為22，則下列說法正確的是(　　)
W X
Y Z
T
A．簡單陰離子半徑：Z＞Y＞X B．W只可以形成一種單質
C．Y、Z對應的氧化物的水化物的酸性，后者比前者強 D．T元素單質可能具有半導體的特性
19．如圖為元素周期表中短周期的一部分，四種元素均為非稀有氣體元素，下列關于這四種元素及其化合物的說法正確的是(　　)
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A．X、Y、Z、W可能均為金屬元素
B．氣態氫化物的穩定性：Z＞W＞X＞Y
C．Z的最高正化合價與最低負化合價的絕對值可能相等
D．Z的最高價氧化物對應的水化物可能為強堿
20．X、Y、Z、W為元素周期表中前20號元素中的四種，原子序數依次增大，W、Y為金屬元素，X原子的最外層電子數是次外層電子數的3倍，Y、Z位于同周期，Z位于第ⅣA族。W能與冷水劇烈反應，Y、Z原子的最外層電子數之和與X、W原子的最外層電子數之和相等。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：WC．最高價氧化物對應水化物的堿性：Y>W D．Y的氧化物為兩性氧化物
21．如圖所示，已知A元素最低化合價為－3價，它的最高價氧化物含氧元素的質量分數為56.36%，原子核內中子數比質子數多1個。試回答：
(1)寫出它們的元素符號：A________；B________；C________；D________；E_________
(2)A、B、C、D的簡單氣態氫化物中穩定性最差的是________(用分子式表示)
(3)指出C在元素周期表中的位置：__________________
(4)A、B、C三種元素最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的順序是___________________(用分子式表示)
22．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如圖所示，其中T所處的周期數與主族序數相等。請回答下列問題：
(1)W在周期表中的位置是________，Q、R、T三種元素原子半徑由大到小的順序為______________(用元素符號表示)，Q的最高價氧化物的化學式為____________，R的簡單氫化物分子中的電子數為____________
(2)元素的原子得電子能力：Q________W(填“強于”或“弱于”)
(3)原子序數比R多1的元素有一種氫化物能分解為它的另一種氫化物，該反應的化學方程式為_____________
23．門捷列夫在研究周期表時預言了包括“類鋁”“類硅”在內的11種元素
(1)門捷列夫預言的“類硅”，多年后被德國化學家文克勤發現，命名為鍺(Ge)
①已知主族元素鍺的最高化合價為＋4價，其最高價氧化物對應的水化物為兩性氫氧化物。試比較元素的非金屬性Si________Ge(用“>”或“<”表示)
②若鍺位于硅的下一周期，寫出“鍺”在周期表中的位置________。根據鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預測鍺單質的一種用途是________
③硅和鍺單質分別與H2反應時，反應較難進行的是________(填“硅”或“鍺”)
(2)“類鋁”在門捷列夫預言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發現，命名為鎵(Ga)
①由鎵的性質推知，鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期。試從原子結構的角度解釋鎵與鋁性質相似的原因_________________________________________________________________
②為判斷Ga(OH)3是否為兩性氫氧化物，設計實驗時，需要選用的試劑有GaCl3溶液，________和________
24．我國著名化學家張青蓮精確地測定了鍺(Ge)、鋅等九種元素的相對原子質量，得到的新值被作為國際新標準。已知鍺的原子序數為32
(1)它位于元素周期表中第______周期______族
(2)鍺類似于鋁，能溶于氫氧化鈉溶液，其主要原因是________(填序號)
①它與硅位于同一主族 ②它位于周期表中金屬與非金屬分界線附近
③它位于邊界線附近 ④它是兩性物質
(3)材料科學是目前全世界研究的熱點，為了尋找半導體材料，科學家應在元素周期表中某區域尋找元素組成材料，該區域是________
A．左上角 B．右上角 C．過渡元素 D．金屬與非金屬分界線附近
【元素周期表和元素周期律的應用】答案
1．C。解析：同族元素的性質是相似的，同周期元素的性質是遞變的，A項錯誤；緊靠虛線兩側的元素既表現金屬性又表現非金屬性，但沒有兩性金屬元素這一說法，B項錯誤；耐高溫材料應該在過渡元素中尋找，D項錯誤。
2．D。解析：鎵的金屬性比鋁的強，是典型的金屬，易導電，是電的良導體，D項錯誤。
3．D。解析：A對，金屬與非金屬元素分界線附近的元素既表現出一定的金屬性，又表現出一定的非金屬性，故可以尋找制備半導體材料的元素；B對，過渡金屬元素具有特殊性，可在過渡元素中尋找制備催化劑和耐高溫、耐腐蝕材料的元素；C對，農藥中通常含有氟、氯、硫、磷、砷等元素，故可在非金屬元素區域尋找制備新型農藥的元素；D錯，地球上元素含量的分布與其在周期表中的位置無關。
4．C。解析：Be位于第ⅡA族，金屬性Be、Mg、Ca依次增強，A、B錯，C正確；鎂與冷水很難反應，Be與冷水更難反應，D錯。
5．A。解析：解題時充分利用題目信息，鋰及其化合物的性質與鎂的相似，MgCO3煅燒分解成MgO和CO2，由此可知，Li2CO3也易分解。
6．D。解析：Si不能與水反應，X是其中的一種“類硅”元素，所以X單質不易與水反應，A錯誤；SiO2不能溶解于水，也不能與水發生反應產生相應的含氧酸，所以X形成的氧化物也不易與水反應生成酸，B錯誤；Si是第ⅣA族的元素，最高化合價為＋4價，因此X易形成氧化物XO2，C錯誤；同族元素從上到下元素的非金屬性逐漸減弱，元素的非金屬性越弱，其氫化物的穩定性就越弱，因此XH4的穩定性比SiH4的低，D正確。
7．D。解析：118號Og為0族元素，而不是主族元素，故A項錯誤；113號Nh位于周期表中第七周期第ⅢA族，同一主族從上到下，金屬性逐漸增強，則Nh的最高價氧化物為堿性氧化物，故B項錯誤；Ts的非金屬性比上一周期元素的非金屬性弱，所以Ts的簡單陰離子比該族上一周期簡單陰離子的還原性強，故C項錯誤；118號元素為稀有氣體元素，為0族元素，狀態為氣態，113號、115號、116號、117號分別為第ⅢA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素，根據主族元素的單質的狀態變化規律可知它們為固體，故D項正確。
8．B。解析：根據分析可知，a為O，b為Na，c為Al，d為P，e為Cl，同一主族從上到下非金屬性逐漸減弱，同一周期從左向右非金屬性逐漸增強，則非金屬性：O＞S＞P，即非金屬性：a＞d，故A正確；同一周期從左向右原子半徑逐漸減小，同一主族從上到下原子半徑逐漸增大，則原子半徑大小為：b＞c＞d＞e＞a，故B錯誤；O可以形成H2O和H2O2兩種氫化物，故C正確；Na、Al、Cl的最高價氧化物對應水化物分別為NaOH、氫氧化鋁和高氯酸，由于氫氧化鋁為兩性氫氧化物，則NaOH、氫氧化鋁和高氯酸之間均可反應，故D正確。
9．A。解析　X沒有最高正價，則X為氧元素。根據短周期元素的主族序數＝元素的最高正價數可推斷： Y為鈉元素，Z為鋁元素，W為硫元素，R為氯元素。原子半徑：Y(Na)> Z(Al)>X(O)，A不正確；氣態氫化物穩定性：R(HCl)>W(H2S)，B正確；WX3(SO3)與H2O化合生成H2SO4, SO3是酸性氧化物，C正確；Y(Na)和Z(Al)對應的最高價氧化物對應的水化物分別為NaOH與Al(OH)3，二者能發生反應：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，D正確。
10．D。解析：周期表有7個橫行，有7個周期；18個縱列，8、9、10三個縱列為第Ⅷ族，共16個族，分別為7個主族、7個副族、1個0族、1個Ⅷ族，故A正確；優良的催化劑含過渡金屬元素，則在過渡元素中可以尋找優良的催化劑，故B正確；已知元素的最外層電子數為2，由此不能判斷該元素在周期表中的位置，最外層電子數為2的元素可能是ⅡA族元素、可能是He、可能是第ⅡB族元素等，故C正確；有的元素單質有同素異形體，如C有金剛石、石墨、足球烯等同素異形體，故D錯誤。
11．C。解析：由部分短周期元素的原子序數與其某種常見化合價的關系圖分析，a為氧元素，e為硫元素，b為鈉元素，c為鋁元素，d為磷元素。31d和 33d質子數相同，中子數不同，不是同種核素，二者互為同位素，A項錯誤；a、e、d的非金屬性依次減弱，它們的氣態氫化物的穩定性也依次減弱，即a>e>d，B項錯誤； b和c的最高價氧化物對應的水化物分別為NaOH和Al(OH)3，C項正確；a和b可形成Na2O和Na2O2，D項錯誤。
12．C。解析：F元素是第二周期主族元素中原子半徑最小的非金屬元素，但原子半徑最小的非金屬元素是氫元素，故A錯誤；碳不位于金屬與非金屬的交界處，碳的單質石墨能導電，是導體，而硅位于金屬與非金屬的交界處，可以做半導體材料，故B錯誤；X、Y屬于同周期元素，若原子序數X13．B。解析：由題意得W＋4＝30＋1，則W＝27，因X為金屬原子，設X的最外層電子數為x，結合題給信息可知，x＋x＋2＝8，得x＝3，則X為Al，Y為P。Al的相對原子質量為27，A項錯誤；X(Al)、Y(P)均可形成三氯化物，分別為AlCl3、PCl3，B項正確；根據同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小知，X(Al)的原子半徑大于Y(P)的，C項錯誤；Y(P)有多種含氧酸，如H3PO3和H3PO4等，D項錯誤。
14．B。解析：第三周期的Al元素，既有金屬性，又有非金屬性，故A項錯誤；H＋最外層無電子，Li＋最外層有2個電子，因此并非所有的短周期元素原子形成離子后，最外層都達到8電子穩定結構，故C項錯誤；同主族元素的原子，化學性質有相似性，但并不完全相同，故D項錯誤。
15．C。解析：原子序數為15的元素是P，最高化合價為＋5價，①錯誤；在元素周期表中同一周期隨原子序數遞增，非金屬性逐漸增強，②正確；C的質子數為6，但中子數不一定為6，因C存在14C和13C等同位素，③錯誤；原子序數為12的元素為Mg，④正確。
16．D。解析：同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，對應氫化物的穩定性也逐漸減弱，故At的氫化物的穩定性弱于HCl，A項錯誤；同主族元素從上到下金屬性逐漸增強，Tl處于第六周期，是一種典型的金屬元素，只能與鹽酸反應，不能與氫氧化鈉溶液反應，B項錯誤；第二周期的非金屬元素對應的氫化物中，只有HF溶于水后溶液呈酸性，C項錯誤；同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應的水化物的堿性逐漸減弱，D項正確。
17．C。解析：設元素Y的原子序數為y，則y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，則Y為氮元素、X為硅元素、Z為氧元素、W為氯元素。原子半徑：Z18．D。解析：根據元素在周期表中的位置，W、X為第二周期元素，Y、Z為第三周期元素，設W的最外層電子數為a，則a＋(a＋1)＋(a＋2)＋(a＋3)＝22，解得a＝4，則W為C元素，X為N元素，Y為S元素，Z為Cl元素；T與C同主族，則T為Ge元素。陰離子的電子層數越多，離子半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大離子半徑越小，則簡單陰離子半徑：Y＞Z＞X，故A錯誤；C元素可以形成多種單質，如石墨、金剛石、C60等，故B錯誤；Cl的最高價含氧酸的酸性強于S的最高價含氧酸的酸性，因沒有注明是否為最高價含氧酸，該關系不一定成立，故C錯誤；Ge位于金屬、非金屬的分界線附近，元素的單質具有半導體的特性，故D正確。
19．C。解析：根據元素周期表的結構，四種元素不可能都是金屬元素，故A錯誤；如果Z為Si，Si的最高正價為＋4價，最低負價為－4價，兩者絕對值相等，故C正確。
20．D。解析：由題意可推出X為O，Y為Al，Z為Si，W為K。A項，原子半徑：W>Y>Z>X，錯誤；B項，氣態氫化物的熱穩定性是H2O>SiH4，錯誤；C項，最高價氧化物對應的水化物的堿性：KOH>Al(OH)3，錯誤；D項，Y的氧化物Al2O3為兩性氧化物，正確。
21．(1)P　S　Cl　O　Se
(2)PH3　
(3)第三周期第ⅦA族
(4)HClO4>H2SO4>H3PO4
解析：A的最低化合價為－3價，說明最高價為＋5價，故氧化物形式為A2O5，×100%＝56.36%，M≈31，故A為P，可推出B為S，C為Cl，D為O，E為Se。
22．(1)第三周期第ⅥA族　Al>C>N　CO2　10
(2)弱于　
(3)2H2O22H2O＋O2↑
解析：(1)因為四種元素都是短周期元素，根據周期表的結構，T所處的周期數與主族序數相等，則T為Al元素，推出Q為C元素，R為N元素，W為S元素，S元素位于第三周期第ⅥA族。原子半徑比較：一看電子層數，電子層數越多，原子半徑越大；二看原子序數，原子電子層數相等，半徑隨原子序數的遞增而減小。因此原子半徑：Al>C>N。Q的最高價氧化物為CO2，R的簡單氫化物為NH3，其電子數為10。(2)S元素的非金屬性強于C元素，S原子的得電子能力強于C原子。(3)原子序數比R多1的元素是O，其一種氫化物能分解成另一種氫化物，兩種氫化物分別為H2O2和H2O，其反應的化學方程式為2H2O22H2O＋O2↑。
23．(1)①>　
②第四周期ⅣA族　半導體材料
③鍺
(2)①原子最外層電子數都是3個
②NaOH溶液　稀硫酸(或鹽酸)
24．(1)四?、鬉　
(2)②　
(3)D
解析：根據元素周期表的結構可知，鍺屬于第四周期ⅣA族元素。鍺位于元素周期表中金屬與非金屬分界線附近，它具有某些金屬元素的性質，又具有某些非金屬元素的性質，它是金屬元素。
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