2019-2020学年高中化学 专题1 微观结构与物质的多样性 第一单元 原子核外电子排布与元素周期律 第3课时 元素周期表及其应用学案 苏教版必修2

1 第第 3 3 课时课时 元素周期表及其应用元素周期表及其应用 1 了解元素周期表的结构 认识同周期同主族元素性质的递变规律 2 了解 金属 非金属元素在周期表中的位置及其性质的递变规律 3 理解元素性质 原子结构 及元素在周期表中的位置三者之间的关系并掌握其应用 元素周期表的结构 学生用书 p7 1 编排依据 元素周期律 2 排列原则 1 横行 电子层数相同 每个横行称为周期 2 纵行 最外层电子数相同 每个纵行称为族 3 组成结构 1 周期 周期序数 1234567 元素种类 288181832 26 未填满 分类短周期长周期 其中第 7 周期又称不完全周期 2 族 族主族0 族副族 族 构成周期由长周期元素和短周期元素共同构成仅由长周期元素构成 所含纵行1 2 13 17 18 3 7 11 128 9 10 族序数 a a a a 0 b b b b 1 判断正误 1 最外层电子数是 2 的元素 都是 a 族元素 2 氧元素为第 a 族元素 故其最高正价为 6 价 3 周期序数 原子的电子层数 主族序数 原子的最外层电子数 4 若第 7 周期填满 会包含 32 种元素 5 fe 元素位于周期表的 b 族 6 元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格 它们是同位素 答案 1 2 3 4 5 6 2 下列说法正确的是 2 a 我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量 b 元素周期表中同一横行元素原子的电子层数相同 c 元素周期表有 16 个纵行 d 元素周期表已发展成一个稳定的形式 它不可能再有新的变化了 答案 b 3 甲 乙是周期表中同一主族的两种元素 若甲的原子序数为x 则乙的原子序数不 可能是 a x 2 b x 4 c x 8 d x 18 解析 选 b 据元素周期表中各周期元素的种类及各主族中元素相对位置可知 相邻 周期的同主族元素之间原子序数之差有如下几种情况 2 如 h 和 li 之间 8 如 li 和 na 之间 18 如 k 和 rb 之间 32 如 cs 和 fr 之间 显然 a c d 都是可能的 只有 b 项x 4 是不可能的 1 元素周期表的结构 七主七副七周期 0 族 族镧锕系 2 元素在周期表中位置的推断 1 原子结构示意图法 2 稀有气体原子序数 2 10 18 36 54 86 定位法 比大小定周期 比较该元素的原子序数与 0 族元素的原子序数大小 找出与其相邻近的 0 族元素 那 么该元素就和序数大的 0 族元素处于同一周期 求差值定族数 a 若原子序数比相应的 0 族元素多 1 或 2 则该元素应处在该 0 族元素所在周期的下 一个周期的 a 族或 a 族 b 若原子序数比相应的 0 族元素少 5 1 时 则应处在同周期的 a a 族 c 若原子序数与相应的 0 族元素相差其他数 则由相应差找出相应的族 3 实例 53 号元素 由于 36 53 54 则 53 号元素位于第 5 周期 54 53 1 所以 53 号元素位于 54 号元 素左侧第一格 即 a 族 故 53 号元素位于第 5 周期 a 族 88 号元素 3 由于 86 88y 离子半径 x z2 c 同族元素中 z 的氢化物稳定性最高 d 同周期元素中 y 的最高价含氧酸的酸性最强 解析 选 b 分析题给条件可推知 x 是钠 na y 是氯 cl z 是氧 o 原子半径 7 x y 但 x na 与 z2 o2 电子层结构相同 故离子半径为 x z2 同周期 同主族元素性质的变化规律比较 项目同周期 从左到右 同主族 从上到下 最外层电子数 由 1 逐渐增到 7 第 1 周期由 1 到 2 相同 主要化合价 最高正价 1 7 负价 4 1 o f 除外 最高正价相同 o f 除外 原子半径 逐渐减小 稀有气体除外 逐渐增大 得失电子能力 得电子能力增强 失电子能力减弱 得电子能力减弱 失电子能力增强 单质的氧化性 还原性 还原性减弱 氧化性增强 氧化性减弱 还原性增强 最高价氧化物对 应水化物的酸碱性 碱性减弱 酸性增强 酸性减弱 碱性增强 非金属氢化 物的生成难 易和稳定性 生成由难到易 稳定性由弱到强 生成由易到难 稳定性由强到弱 1 短周期中金属元素的最外层电子数 3 2 金属元素无负价 氟元素无正价 氧元素一般不显正价 a b c d 为短周期元素 a 的原子中只有 1 个电子 b2 和 c 离子的电子层 结构相同 d 与 b 同族 下列叙述错误的是 a a 与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为 1 b b 与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物 c c 的原子半径是这些元素中最大的 d d 与 a 形成的化合物的溶液呈弱酸性 解析 由题中信息可知 a b c d 分别是 h o na s h 与 na 形成的二元化合 物 nah 中 h 元素的化合价为 1 a 项错误 o 与其他三种元素可分别形成 8 h2o h2o2 na2o na2o2 so2 so3等 b 项正确 na 元素位于第三周期 a 族 在四种元 素中原子半径最大 c 项正确 硫化氢是一种弱酸 d 项正确 答案 a 1 a 元素在周期表中的位置为 试比较 a 与 li 半径的相对大小 2 d 元素在周期表中的位置为 其最高正化合价和最低负化合价分别是 答案 1 第 1 周期 a 族 h li 2 第 3 周期 a 族 6 价 2 价 同周期元素原子结构与性质的递变规律 1 下列气态氢化物中稳定性由强到弱的顺序正确的是 a ch4 nh3 h2o hf b sih4 ph3 h2s hcl c hf h2o nh3 ph3 d nh3 ph3 h2s hbr 解析 选 c 元素的非金属性 f o n c 所以气态氢化物的稳定性 ch4 nh3 h2o hf a 错误 元素的非金属性 cl s p si 所以气态氢化物的稳定性 sih4 ph3 h2s hcl b 错误 元素的非金属性 f o n p 所以气态氢化物的稳定性 hf h2o nh3 ph3 c 正确 元素的非金属性 n br s p 所以气态氢化物的稳定性 nh3 hbr h2s ph3 d 错误 2 a b c d e 是同一周期的五种主族元素 a 和 b 的最高价氧化物对应水化物显 碱性 且碱性 b a c d 两种元素对应的简单气态氢化物的稳定性 c d e 是这五种 元素中形成的简单离子中半径最小的元素 则它们的原子序数由小到大的顺序是 a b a c d e b a e b c d c e b a c d d b a e d c 解析 选 d 因 a b c d e 是同一周期的五种主族元素 a 和 b 的最高价氧化物对 应水化物显碱性 且碱性 b a 则金属性 b a c d 两种元素对应简单气态氢化物的 稳定性 c d 则非金属性 c d 由同周期从左到右 元素的金属性减弱 非金属性增 强 则 a b c d 的原子序数由小到大的顺序为 b a d c e 是这五种元素中形成的简 单离子中半径最小的元素 a b e 均为金属元素 离子具有相同的电子排布 根据离子 半径的比较规律 序大径小 则三者中 e 的原子序数最大 故五种元素的原子序数由小 到大的顺序为 b a e d c 9 同主族元素性质递变规律及应用 3 下列递变情况中正确的是 a ch4 sih4 geh4 snh4的沸点依次降低 b hf hcl hbr hi 的还原性依次减弱 c hf hcl hbr hi 的稳定性依次增强 d hf hcl hbr hi 的酸性依次增强 解析 选 d ch4 sih4 geh4 snh4的沸点依次升高 a 错误 同主族元素自上而下非 金属性逐渐减弱 对应氢化物的还原性逐渐增强 则 hf hcl hbr hi 的还原性依次增强 b 错误 同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱 对应氢化物的稳定性逐渐减弱 所以 hf hcl hbr hi 的稳定性依次减弱 c 错误 hf hcl hbr hi 的酸性依次增强 d 正 确 4 在新研制的超导材料中 铊 tl 是主要组成元素之一 已知铊为第 a 族原子序数 最大的金属元素 则下列关于铊元素性质的推测 不正确的是 a 单质铊是银白色的金属 b tl oh 3与 al oh 3相似 也是两性氢氧化物 c 可以形成氧化物 tl2o3 d 与酸反应比铝剧烈 解析 选 b 根据同主族元素性质的相似性和递变规律可知 铊 tl 是银白色金属 金属性强于铝 因此 a d 正确 为第 a 族元素 因而可以形成 3 价的氧化物 tl2o3 c 正确 al oh 3是两性氢氧化物 但铊金属性强于铝 故 tl oh 3不是两性氢氧化物 b 错 5 砷为第 4 周期 a 族元素 根据它在周期表中的位置推测 砷不可能具有的性质是 a ash3比 nh3稳定性强 b 可以存在 3 3 5 等多种化合价 c h3aso4的酸性比 hno3弱 d 砷的非金属性比磷弱 解析 选 a n p as 均为 a 族元素 分别位于第 2 3 4 周期 根据元素周期律 判断 as 比 n p 的非金属性弱 nh3比 ash3稳定性强 h3aso4 as2o5的对应水化物 的酸性 比 hno3弱 as 与 n p 同在 a 族 n 和 p 都有 3 3 5 等多种化合价 则 as 也有 3 3 5 等多种化合价 元素周期表的应用 10 1 位 构 性之间的关系 1 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置 2 元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点 2 应用 1 根据元素在周期表中的位置 推测元素的原子结构 预测其主要性质 2 研究合成新物质 在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料 如 si ge 等 在过渡元素中寻找各种优良的催化剂及耐高温 耐腐蚀的合金材料 1 短周期主族元素 x y z w 原子序数依次增大 x 原子最外层有 6 个电子 y 是 至今发现的非金属性最强的元素 z 在周期表中处于周期序数等于族序数的位置 w 的单质 广泛用作半导体材料 下列叙述正确的是 a 原子最外层电子数由多到少的顺序 y x w z b 原子半径由大到小的顺序 w z y x c 元素非金属性由强到弱的顺序 z w x d 简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序 x y w 解析 选 a 由 y 是至今发现的非金属性最强的元素 可知 y 为 f 由 x 原子序数 小于 y 且 x 原子最外层有 6 个电子 可知 x 为 o 由 z 在周期表中处于周期序数等于 族序数的位置 且 z 是原子序数大于 y f 的原子序数的短周期元素可知 z 为 al 由 w 的单质广泛用作半导体材料 可知 w 是 si a 选项 原子最外层电子数由多到少的顺序 f o si al 所以正确 b 选项 原子半径由大到小的顺序 al si o f 所以错误 c 选项 元素非金属性由强到弱的顺序 o si al 所以错误 d 选项 简单气态氢化物 的稳定性 f 的最强 所以错误 2 1 在如图所示的元素周期表中全部是金属元素的区域为 a a b b c c d d 2 现有甲 乙两种短周期元素 室温下 甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中都生成致 密的氧化膜 乙元素原子核外 m 电子层与 k 电子层上的电子数相等 用元素符号将甲 乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置 甲 乙两元素相比较 金属性较强的是 填名称 可以验证该结论的实验 是 a 将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中 11 b 将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应 c 将这两种元素的单质粉末分别和热水作用 并滴入酚酞试液 d 比较这两种元素的气态氢化物的稳定性 3 丙是常见的化合物 其化学式为 xcl3 x 代表的元素符号可能为 要 求写出两种位于不同族的元素 解析 1 周期表中的 b 区域是过渡金属区 全是金属元素 a 区的氢为非金属元素 c 区既有金属元素又有非金属元素 d 区为稀有气体元素 2 根据题中叙述可推知甲为 al 乙为 mg 其中 mg 的金属性比 al 的强 比较元素金 属性强弱的常用方法有单质与酸反应情况 单质与水反应情况 比较最高价氧化物的水化 物的碱性强弱等 在空气中放置已久的这两种元素的块状单质 其中铝表面会形成氧化膜 对单质与热水的反应速率会有影响 故 a 错 3 x 的化合价为 3 若为主族元素应想到 a 族的元素 教材中常见的为 b al a 族中的 n p 分别能形成 ncl3 pcl3 第 4 周期中的 fe 也有 3 价 因此容易 得出答案 答案 1 b 2 见下图 镁 bc 3 b 或 al n 或 p fe 任填两种 元素 位 构 性 之间的关系 1 结构与位置的关系 1 电子层数 周期序数 2 质子数 原子序数 3 主族元素原子最外层电子数 主族序数 4 主族元素的最高化合价 主族序数 最低化合价 主族序数 8 一般规律 2 位置与性质的关系 12 1 同周期主族元素从左到右 元素金属性减弱 非金属性增强 2 同主族元素从上到下 元素金属性增强 非金属性减弱 3 元素的化合价与元素所在主族的规律性 元素的最高正价与最低负价的代数和为 0 则该元素位于 a 族 元素的最高正价与最低负价的代数和为 2 则该元素位于 a 族 元素的最高正价与最低负价的代数和为 4 则该元素位于 a 族 元素的最高正价与最低负价的代数和为 6 则该元素位于 a 族 3 结构与性质的关系 短周期元素 w x y 和 z 在周期表中的相对位置如表所示 这四种元素原子的 最外层电子数之和为 21 下列关系正确的是 wx yz a 氢化物沸点 ww c 化合物熔点 y2x3 yz3 d 简单离子的半径 y x 解析 根据元素周期表的结构可以判断出 w 为 n 元素 x 为 o 元素 y 为 al 元素 z 为 cl 元素 nh3存在分子间氢键 而 hcl 不存在分子间氢键 所以 nh3的沸点比 hcl 的沸 点高 a 项错误 al oh 3显两性 n 的氧化物对应的水化物 hno3 hno2均显酸性 b 项错 误 al2o3是离子晶体 而 alcl3是分子晶体 离子晶体的熔点一般高于分子晶体的熔点 c 项错误 al3 和 o2 的电子层结构相同 具有相同电子层结构的离子 核电荷数越大 离 子半径越小 所以离子半径 al3 y x b 最高价氧化物对应水化物的酸性 z y c 原子半径 z y x d 气态氢化物的稳定性 z y x 解析 选 d x y z 是 3 种短周期元素 x 原子的最外层电子数是其电子层数的 3 倍 则 x 有 2 个电子层 最外层电子数为 6 故 x 为氧元素 x y 位于同一主族 故 y 为硫元 素 y z 处于同一周期 z 原子的核外电子数比 y 少 1 则 z 原子的核外电子数为 15 故 14 z 为磷元素 同周期元素自左而右非金属性增强 同主族元素自上而下非金属性减弱 所 以非金属性 p s o 即 z y x 故 a 错误 非金属性 p s 元素的非金属性越强 最高 价氧化物对应水化物的酸性越强 即 zs o 即 z y x 故 c 错误 非金属 性 p s o 元素的非金属性越强 对应氢化物越稳定 所以氢化物稳定性 z yb 则 b 在 e 的上一周期中 原子半径 a b 同时 原子序数 ae 核电荷数 dc 核电荷数 bb c b 不可能为 li 则 c 一定为 非金属元素 其最高价氧化物对应水化物显酸性 c 项错误 c 可能为 f 元素 d 可能为 na 元素 则 c d 的单质可形成 1 1 型离子化合物 naf d 项错误 5 w x y z 是四种短周期元素 它们的核电荷数依次增大 四种元素的性质或原 子结构的部分信息如下表所示 元素元素的性质或原子结构的部分信息 w 元素的离子核外无电子 x 地壳中含量最多的元素 y 元素的离子半径在该周期中最小 z z 的单质是淡黄色固体 下列叙述不正确的是 a w 与 z 形成的化合物在常温下为气体 b y 的最高价氧化物对应的水化物不与 naoh 溶液反应 c x 和 z 形成的常见化合物能形成酸雨 d 简单氢化物的稳