2023学年完整公开课版元素周期律2

1.2.2元素周期律【典例导悟】【典例1】用1～18号元素及其形成的化合物的化学式填空。（1）原子半径最小的元素是_________。（2）除稀有气体外，原子半径最大的元素是_________,它的原子结构示意图是_________。（3）与水反应最剧烈的金属是_________。（4）最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。（5）最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物的是___。（6）气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是_________。（7）最稳定的气态氢化物是_________。（8）金属性最强的元素是_________，非金属性最强的元素是_______。（9）酸性最强的最高价氧化物对应的水化物是______。【思路点拨】解答本题的关键有以下两点：（1）熟悉前18号元素的原子结构及在周期表中的位置。（2）灵活运用元素周期律的相关内容。【自主解答】本题是全方位考查对前18号元素的性质及原子结构的掌握程度，并熟练运用元素周期律对相关内容进行推断。答案：（1）H（2）Na(3)Na(4)NaOH(5)Be(OH)2、Al(OH)3(6)N(7)HF(8)NaF(9)HClO4【互动探究】比较6号、7号、8号、9号元素氢化物的稳定性大小顺序。提示：四种元素氢化物的稳定性大小顺序为：CH4＜NH3＜H2O＜HF。【典例2】几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：下列叙述正确的是A.离子半径大小：r(M3+)＞r(T2-)的氧化物对应的水化物可能具有两性单质在氧气中燃烧生成XO3、X形成的简单离子核外电子数相等【规范解答】选B。根据表格中元素的化合价和原子的原子半径，可以推断出：L为镁，M为铝，X为硫，R为铍，T为氧。A项中r(Al3+）<r(O2-)；C项中硫在氧气中燃烧只生成二氧化硫；D项中L、X形成的简单离子为Mg2+、S2-,核外电子数分别为10、18。【变式训练】1.已知下列元素的半径为：根据以上数据，磷原子的半径可能是（）A.1.10×10-10-10m-10m-10m【解析】选A。P和N同主族，P原子的半径应比N的大，P和Si、S同周期，原子序数比Si大，比S小，故P的原子半径比Si的小，比S的大，即×10-10m<r(P)<2.（2022·四川高考改造题）X、Y、Z、M是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X、Y、Z相邻。X的核电荷数是Y的核外电子数的一半，Y与M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是（）A.原子半径：Z>YB.简单离子的半径：M的离子>Z的离子>Y的离子>X的离子的阴离子和Y的阴离子核外电子数相同元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4【解析】选D。X、Y、Z相邻且X的原子序数为Y的核外电子数的一半，推测X为氧元素，则Y为硫元素，Z为氯元素，M为钾元素。Z元素最高价氧化物的水化物为HClO4，D正确。原子半径S>Cl，A错误；离子半径:S2->Cl->K+>O2-，B错；O2-核外电子数为10，S2-核外电子数为18，C错。【学业达标训练】1.（2022·广东理基改造题）下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是（）①原子序数为15的元素的原子半径小于N原子半径②第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素③第二周期第ⅣA族元素的氢化物的稳定性大于NH3④原子序数为12的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性大于Al(OH)3A.①②B.①③C.②④D.③④【解析】选C。本题考查原子结构与元素周期律。①原子序数为15的元素为磷，其原子半径大于N原子半径，错误；②在周期表中，同一周期，从左至右元素非金属性逐渐增强，卤素是同周期中非金属性最强的元素，正确；③第二周期第ⅣA族元素是碳，它的氢化物为CH4，稳定性小于NH3，错误；④原子序数为12的元素是镁，Mg(OH)2的碱性大于Al（OH）3，正确。2.下列各组元素中，按从左到右的顺序，原子序数递增、元素的最高正化合价也递增的是（）、N、O、F、Be、B、C、S、Cl、Ar、Mg、Al、Si【解析】选D。A项和C项原子序数递增，而A项中F无正价，C项中Ar化合价为0价；B项中的原子序数不完全呈递增性变化；D项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。3.同周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列说法中，正确的是(）A.原子半径：X＞Y＞ZB.非金属性：X＞Y＞ZC.气态氢化物的稳定性：ZH3＞H2Y＞HXD.原子序数：Z＞Y＞X【解析】选B。从最高价氧化物对应水化物的酸性强弱可知三种元素的非金属性强弱顺序为X＞Y＞Z，则这三种元素在元素周期表中的排列顺序为。则原子序数：Z＜Y＜X；根据同周期元素性质递变规律：原子半径的大小顺序为Z＞Y＞X，气态氢化物的稳定性为HX＞H2Y＞ZH3。4.元素性质呈现周期性变化的根本原因是（）A.原子半径呈周期性变化B.元素化合价呈周期性变化C.电子层数逐渐增加D.元素原子的核外电子排布呈周期性变化【解析】选D。元素性质呈现周期性变化的根本原因是原子的核外电子排布呈周期性变化。5.（2022·山东高考）下列说法正确的是（）比CH4稳定半径比F-的小与Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强和As属于第ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱【解析】选C。A项，C的非金属性比Si强，CH4比SiH4稳定；B项，O2-与F-核外电子排布相同，F原子序数大，F-半径小；D项，P的非金属性比As强，H3PO4酸性比H3AsO4的强。6.下列各元素性质的递变规律错误的是（）、Be、B原子最外层电子数依次增多、S、Cl元素的最高正化合价依次升高、C、N、O、F原子半径依次增大、Na、K、Rb的金属性依次增强【解析】选C。Li、Be、B原子的最外层电子数分别为1，2，3，A正确；P、S、Cl的最高正价，即它们的最外层电子数，分别是+5，+6，+7，B正确；B、C、N、O、F原子的电子层数相同，最外层电子数依次增多，则原子半径依次减小，C错误；Li、Na、K、Rb的最外层电子数相同，原子半径依次增大，则金属性依次增强，D正确。、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的水化物均呈碱性，且碱性B>A,C和D的气态氢化物的稳定性C>D；E是这五种元素中原子半径最小的元素，则原子序数由小到大的顺序为（）、B、C、D、E、C、D、B、A、A、D、C、E、D、A、B、E【解析】选C。本题主要考查同周期的元素性质递变规律，由于碱性B>A，故B和A在左端，且原子序数B<A,气态氢化物的稳定性C>D，C和D为非金属，靠近右端，原子序数D<C，由于E的原子半径最小，故E的原子序数最大，则原子序数由小到大的顺序为B<A<D<C<E。8.下列说法正确的是（）A.ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强B.ⅥA族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小【解析】选B。不同周期时，可能ⅠA族元素比ⅡA族元素金属性弱，A项错；ⅥA族元素的氢化物中，H2O比H2S、H2Se、H2Te稳定，H2O的沸点也最高，B正确；C项中没有说明是否是最高价氧化物对应的水化物；同周期非金属元素阴离子半径比金属元素阳离子半径大，D错误。9.原子序数为11～17号的元素，随核电荷数的递增，以下各项内容的变化是［填“增大（强）”、“减小（弱）”或“相同（不变）”］。（1）各元素的原子半径依次______，其原因是______。（2）各元素原子的电子层数_______，最外层电子数依次_______。（3）元素的金属性逐渐_______，而非金属性逐渐_______，元素失电子能力逐渐_______，得电子能力逐渐_______。【解析】原子序数为11～17号的元素，在周期表中位于第三周期，根据同一周期元素原子的结构和性质的变化，可解答本题。答案：（1）减小电子层数相同时，随核电荷数增大，原子核对外层电子的引力增大，因此原子半径减小（2）相同增大（3）减弱增强减弱增强、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。（1）写出A、B、C三元素名称____、____、____。(2)C在元素周期表中的位置是________________。（3）B的原子结构示意图为_____，C的氢化物与B的氢化物的稳定性强弱顺序为_____>_____（填化学式）。（4）比较A、C的原子半径：A_____C，写出A的气态氢化物与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：____________________。【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）1.已知原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素位于同一周期，下列关于该五种元素说法正确的是（）A.若D的最高价氧化物的水化物是强酸，则E一定是活泼非金属B.若A的最高价氧化物的水化物是强碱，则C一定是活泼金属C.若B是金属元素，则C一定也是金属元素D.若C是非金属元素，则D一定也是非金属元素【解析】选D。同周期元素，随着原子序数的递增，非金属性增强，最高价氧化物的水化物酸性增强，金属性减弱，最高价氧化物的水化物碱性减弱。A项中D是活泼非金属，E可能是稀有气体元素，所以A项不正确；B项中只能说明A是活泼金属，列于A之后的C元素，可能是金属，也可能是非金属，所以B项不正确；同样C项也不正确。2.下列说法正确的是()A.金属元素不能得电子，不显负价，故金属元素不能形成阴离子、S、Cl元素最高正价依次升高、C、N、O、F原子半径依次增大、Na、K、Rb的氧化物对应水化物的碱性依次减弱【解析】选B。A选项中金属元素无负价，但可以形成阴离子，如、等，同周期元素从左向右，原子半径逐渐减小，元素的最高正价逐渐升高，从Li到Rb，金属性依次增强，所以对应的碱的碱性依次增强。3.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（）A.原子半径：r(A)＞r(B)＞r(D)＞r(C)B.原子序数：d＞c＞b＞aC.离子半径：r(C3-)＞r(D-)＞r(B+)＞r(A2+)D.单质的还原性：A＞B＞D＞C【解析】选C。aA2+、bB+、cC3-、dD-都是短周期元素的离子，由于它们的电子层结构相同，因而C、D位于A、B的上一周期，为非金属元素，且原子序数：d＞c；A、B为金属元素，且原子序数：a>b，因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为：a＞b＞d＞c。由于A、B在C、D的下一周期，又是原子半径较大的金属元素，因而A、B的原子半径肯定比C、D的原子半径大，根据同周期元素原子半径的递变规律知，r(B)＞r(A)＞r(C)＞r(D)。电子层结构相同的离子，阴离子半径必然大于阳离子半径，且带负电荷越多，半径越大，阳离子带正电荷越多，半径越小，故离子半径由大到小的顺序为：r(C3-)＞r(D-)＞r(B+)＞r(A2+)。单质中，还原性：B＞A,C>D。故选C。4.（2022·襄樊高一检测）运用元素周期律分析下面的推断，其中推断错误的是（）A.氢氧化铍［Be(OH)2］的碱性比氢氧化镁弱B.砹（At）为有色固体，HAt不稳定C.硫酸锶（SrSO4）是难溶于水的白色固体D.硒化氢（H2Se）是无色、有毒，比H2S稳定的气体【解析】选D。A项，Be和Mg同主族，金属性不如镁的强，故Be(OH)2的碱性比Mg（OH）2弱；B项，卤族元素的单质从上到下，颜色加深，氢化物越来越不稳定；C项，Sr和Ba同主族，故SrSO4也难溶于水；D项，Se的非金属性不如S强，故H2Se不如H2S稳定。5.下列叙述中肯定A金属性比B金属性强的是（）原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少原子的电子层数比B原子的电子层数多molA与足量酸反应生成的H2比1molB与足量酸反应生成的H2多D.常温时，A能从水中置换出氢，而B不能【解析】选D。选项A，只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，而没有指明它们的电子层数多少，不正确。在选项B中指出了A、B原子的电子层数的多少，但是电子层数少的不一定比电子层数多的原子的金属性弱，比如Na比Cu少一个电子层，但是Na比Cu活泼，B不正确。选项C中说明等物质的量的A、B与酸反应生成氢气的多少，未说明与酸反应时速率的快慢，等物质的量的A、B与酸反应生成氢气多的金属活泼性不一定强，如1molAl比1molNa与足量盐酸反应时生成的氢气多，但Al没有Na活泼。选项D正确，因为只有很活泼的金属（如K、Ca、Na等)在常温下才可与水反应，而较不活泼的金属在常温下与H2O不反应。二、非选择题（本题包括3小题，共30分）6.（10分）（2022·大连高一检测）下表是周期表中的一部分，根据A～I在周期表中位置，用元素符号或化学式回答下列问题：（1）表中元素，化学性质最不活泼的是_____，只有负价而无正价的是_____，氧化性最强的单质是_____，还原性最强的单质是_____。（2）元素的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是_____，酸性最强的是_____，呈两性的是_____。（3）A分别与D、E、F、G、H形成的化合物的分子式分别为_____，最稳定的是_____。（4）在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的___。【解析】根据元素在元素周期表中位置，可推出A～I元素分别为：H、Na、Al、C、N、P、F、S、Ne。联系相应递变规律，这些元素中，Ne是稀有气体，性质最稳定；F元素原子得电子能力最强，只有负价没有正价，其单质氧化性最强，气态氢化物最稳定；Na元素原子失电子能力最强，其单质还原性最强；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是NaOH，H2SO4酸性最强，Al(OH)3呈两性。原子的电子层数越多，半径越大；电子层数相同的原子，核电荷数越大，半径越小。故原子半径最大的是Na。答案：（1）NeFF2Na(2)NaOHH2SO4Al(OH)3(3)CH4、NH3、PH3、HF、H2SHF(4)Na7.（10分）（思维拓展题）A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增加，他们的离子电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。回答下列问题：（1）这4种元素的符号依次是A_____，B_____，C_____，D_____。它们的原子半径由大到小的顺序是_________________。（2）分别写出这4种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式：_________________，分别比较酸性和碱性的强弱：_________________。（3）写出气态氢化物的化学式：_______________。比较其稳定性：______________，理由是_________。【解析】由A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8=16，A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是（2+8）×2=20，D为钙元素。根据核电荷数依次增大，并都形成离子，B为氯元素，C为钾元素。答案：（1）SClKCar(K)＞r(Ca)＞r(S)＞r(Cl)(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2酸性：HClO4＞H2SO4、碱性