元素周期表、元素周期律的应用.doc

学科：奥化教学内容：元素周期表、元素周期律的应用【内容综述】本期主要探讨运用元素周期表和元素周期律推测未知元素及所形成的物质的性质，即在周期表中的位置、原子结构和性质三者之间的关系。【要点讲解】一、从抽象到具体推测元素的原子序数例1：两种短周期的元素X和Y，可组成化合物XY3，当Y的原子序数为m时，X的原子序数可能是哪些？（1）m-4；（2）m+4；（3）m+8；（4）m-2；（5）m+6。在解题中应首先根据抽象化学式XY3确定X、Y可能的化合价 XY3或XY3，依据X、Y可能的化合价找到它们在周期表中的位置 X位于A族或A，Y位于A或A，再根据它们在周期表中位置推断出具体元素进行组合，这样从抽象的化学式XY3落实到具体实例：BF3、AlF3、BCl3、AlCl3、NH3、PH3。此时要注意思维的严谨性，记住特殊实例：PCl3、SO3。最后再用具体实例代替抽象的XY3，逐一进行核对得出X可能的原子序数，以上答案均可能。此类型题的特点主要集中在短周期元素的范围内进行讨论，有时还强调属于离子型或共价型化合物，主要考查思维的敏捷性和全面性。短周期元素两两形成化合物的类型与实例归纳如下：类型 AB AB2 A2B AB3 A2B3 A3B2 离子型 A与AA与A A与A A与A A与A A与A 共价型 H与A A与A H与A H与A B与A 特例 CO、NO SO2、NO2 N2O PCl3、SO3 N2O3 例2：X、Y是除第一周期外的短周期元素，它们可以形成离子化合物XmYn，且离子均具有稀有气体原子的结构，若X的原子序数为a，则Y 的核电荷数不可能是：Aa+8-m-n Ba+16-m-n Ca-m-n D a-8+m+n根据化学式XmYn推算X、Y两元素的化合价分别为+n、-m，此时所形成的阳离子Xn+和阴离子Ym-均具有稀有气体原子的结构，所对应的稀有气体原子有以下三种情况：同一种原子，则有a-n=b+m；相差一周期，则a-n+8=b+m；相差两周期，则a-n+16=b+m。故答案D错误。例3：若短周期中的两元素可以形成原子个数比为2：3的化合物，则两种元素的 原子序数之差不可能是：A1 B3 C5 D6根据题意，两元素可形成A2B3型化合物，A为+3价即为A族的Al或B及A族的N或P；可形成-2价的元素为A族的O或S。A、A族元素的原子序数为 奇数，A族元素的原子序数为偶数，因此其差值不可能为偶数，故答案应选D。此题利用了短周期元素的主族序数与原子序数的关系：主族序数为奇数则原子序数为奇数；主族序数为偶数则原子序数为偶数。二、运用位、构、性三者间的关系预测未知物例4：同主族元素形成的同类型的化合物，往往其结构和性质相似。化合物PH4I是一种晶体，下列对它的叙述中错误的是：A它是一种含有共价键的离子化合物B这种化合物加热时，可能产生有色气体C这种化合物的电子式为 D这种化合物不能跟烧碱发生反应对于PH4I我们是不熟悉的，可通过“同主族元素形成的同类型的化合物，往往其结构和性质相似”将PH4I与NH4Cl进行类比，同时注意它们之间的差异性。NH4Cl中存在N H共价键和NH4+与Cl-间的离子键，推测PH4I中则应存在P H共价键和PH4+与I-间的离子键。NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，推测PH4I分解为PH3和HI ，同时应注意到HI的热稳定性比HCl的 热稳定性差，易分解成H2和I2，而I2蒸气是紫红色的气体。通过书写NH4Cl电子式：，断定PH4I电子式应为NH4Cl能与烧碱反应放出NH3，推测PH4I一定也能和烧碱反应。故答案D应为此题选项。例5：锡为A族元素，锡的单质和化合物与某些物质在化学性质上有许多相似之处。（1）锡溶于盐酸，再向反应后的溶液中通入氯气，有关反应类似于铁的相应变化。完成有关反应的化学方程式。（2）将（1）中溶液蒸干后继续加热所得固体，变化过程类似于FeCl3溶液相应的变化，则最后得到的固体物质是（写分子式）。（3）若向（1）中所得溶液中加入NaOH溶液至过量，先产生白色沉淀（该沉淀物中含2个氢原子），后白色沉淀溶解，反应过程类似于AlCl3溶液的相应反应。完成有关的离子方程式。将Sn与Fe类比，注意到Fe元素具有变价的特点，结合Sn作为A族元素，推测Sn元素的变价为+2和+4，故Sn与盐酸反应时产物为低价Sn的氯化物，即SnCl2，而且可根据FeCl2易被氧化得知SnCl2在氯气中也容易被氧化为Sn的高价氯化物，即SnCl4。相应反应方程式为Sn+2HCl=SnCl2+H2，SnCl2+Cl2=SnCl4；FeCl3溶液在蒸干过程中由于水解平衡的移动，最终产物为Fe2O3，根据题意可推测SnCl4应具有类似的性质，即由于水解平衡的正向移动，使得SnCl4全部转化为Sn(OH)4，然后分解成SnO2。将Sn与Al类比，Al溶于NaOH溶液时会发生如下反应：Al3+3OH-=Al(OH)3，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，则Sn4+与NaOH反应时：Sn4+4OH-=SnO(OH)2+H2O，SnO(OH)2+2OH-=SnO32-+2H2O。在解答此类问题时不仅要求掌握原有的知识，而且得具有把原有知识进行筛选，将某些知识点迁移到解决新问题的能力，同时还要结合新信息自己的特点。注意不是一定同主族之间才可根据相似性进行类推。【能力训练】 1X、Y、Z是短周期元素的单质，A、B是常见的化合物，已知有下面反应：X+ZB；Y+ZA；X+AY+B。下面有关叙述正确的是：AA中不含元素X，B中不含元素YB元素X一定是金属CX是镁、Y是碳、B是MgODY是氢、X是铝、A是AlCl32短周期元素X和Y能形成XY4型化合物，若X的原子序数为m，Y的核电荷数为n，则m与n的关系不可能是：Am+8=n Bm-13=n Cn-11=m Dn=m-53氢化钠（NaH）是一种白色的离子晶体。NaH与水反应放出氢气。下列叙述中正确的是：ANaH在水中显酸性BNaH中氢离子的电子层排布与氦原子的相同CNaH中氢离子半径比锂离子半径大DNaH中氢离子可被还原成氢气4有关碱金属和碱土金属的一些数据如下：C金属 熔点() 沸点() 原子半径(10-9m) 离子半径(10-9m) Li 180.54 1370.0 0.152 0.068 Na 97.81 882.9 0.186 0.095 K 63.65 774.0 0.227 0.133 Cs 28.40 678.4 0.265 0.169 Ca 839.00 1484.0 0.197 0.099 下列有关反应均在高温和隔绝空气条件下进行，其中正确的是：A2Cs+CaCl2=Ca+2CsCl2BCs+LiCl=Li+CsClCNa+KCl=NaCl+KDK+NaCl=KCl=Na5溴化碘分子式为IBr，它的许多性质与卤素单质相似，下列叙述正确的是：A固体IBr是分子晶体BIBr可以和水发生氧化还原反应，生成IBr和HIOCIBr溶于水后，溶液中的I-、Br-的物质的量浓度相等DIBr在一定条件下可与Mg反应，生成MgI2和MgBr26已知同周期的X、Y、Z三元素的最高氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是：HXO4、H2YO4、H3ZO4，下列判断不正确的是：A含氧酸的酸性：H3ZO4 H2YO4 HXO4B非金属性：XYZC气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序由弱到强D元素的负化合价的绝对值按X、Y、Z顺序由小到大7第二主族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12g，加足量水经完全反应后蒸干，得固体16g，试推测该元素可能是：AMg BCa CSr DBa8BGO是我国研制的一种闪烁交替材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验。它是锗酸铋的简称。若已知：（1）在BGO中，锗处于其最高价态；（2）在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8个电子的稳定结构；（3）BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂的氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空：（1）锗和铋的元素符号分别是_和_；（2）BGO晶体的化学式是_ ；（3）BGO晶体中所含铋的氧化物的化学式是_。参考答案【能力训练】1AC2A。提示：B、C、D选项实例依次为SiH4、CCl4、CH4。3BC。提示：根据Na与H失电子能力，可判断在NaH中Na显+1价，H显-1价。NaH与H2O反应方程式为： NaH+H2O=NaOH+H2。4C5AD6AC7BC。此题应用极端假设法进行计算。若混合物全部为R单质，设R的原子量为M则有RR(OH)2 mM 3412 1234/M若混合物全部为R的氧化物，则有ROR(OH)2 mM+1618121218/(M+16)据题意：1218/(M+16) 41234/M，