化学高分培养计划一轮全国创新高分讲义：第20讲 元素周期表元素周期律

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第20讲元素周期表元素周期律一、元素周期表的结构及其应用1．原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。2．元素周期表的编排原则3．元素周期表的结构（1）周期（7个横行，7个周期）（2）族①18个纵行：七个主族、七个副族、一个第Ⅷ族、一个0族。②纵行对应的族.1～2纵行→第ⅠA～ⅡA族；3~7纵行→第ⅢB～ⅦB族；8～10纵行→第Ⅷ族；11～12纵行→第ⅠB、第ⅡB族；13～17纵行→第ⅢA～ⅦA族；第18纵行为0族。4．元素周期表中元素的分区5．元素周期表的应用二、元素周期律及其应用1．元素周期律2．主族元素的周期性变化规律3．同主族元素性质的递变规律(1）碱金属元素(Li、Na、K、Rb、Cs)。①熔点由高到低的顺序为Li〉Na>K〉Rb>Cs。②最高价氧化物对应水化物的碱性由弱到强的顺序为LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH.③与酸或水反应的剧烈程度为Li<Na<K<Rb〈Cs.（2)卤族元素(F、Cl、Br、I)。①单质熔点由高到低的顺序为I2、Br2、Cl2、F2。②氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HF、HCl、HBr、HI。③与H2反应的剧烈程度为F2>Cl2>Br2〉I2。④最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO4〉HBrO4〉HIO4。4．同周期元素性质的递变规律对于第3周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl.（1)单质置换出水或酸中氢的能力为Na〉Mg〉Al。（2)最高价氧化物对应水化物的碱性为NaOH>Mg(OH）2>Al(OH)3。（3)单质与H2化合的能力为Si〈P〈S<Cl。(4)气态氢化物的稳定性为SiH4<PH3〈H2S<HCl。(5)最高价氧化物对应水化物的酸性为H2SiO3〈H3PO4<H2SO4<HClO4。1．正误判断，正确的画“√”,错误的画“×”。(1)L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等。()(2）所有主族元素的最高化合价与它的族序数数值相等。(）（3)同周期主族元素中，第ⅦA族元素的原子半径最小.(）（4）第ⅦA族元素，自上而下,原子半径逐渐减小。()（5)同周期主族元素形成的简单离子中第ⅠA族元素的离子半径最小。（）（6)下列离子半径由大到小的顺序:r（S2－）>r(Cl－）>r（Al3＋）>r（Mg2＋)>r（Na＋）。（)(7）第ⅤA族元素的最高正价与族序数相同。（)答案(1）√（2）×（3)√（4)×(5)×(6）×（7）√2．教材改编题（据人教必修二P19T3)根据元素周期表和元素周期律分析下面的推断，其中正确的是()A．镁的失电子能力比钠强B．HBr比HCl稳定C．H2SO4比HClO4酸性强D．Ca(OH）2比Mg(OH）2碱性强答案D考点1元素周期表及应用典例1下列有关元素周期表结构的说法中正确的是（)A．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族B．在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找合金材料C．某元素原子核外的电子数为83，则它是第六周期第ⅤA元素D．除短周期外，其他周期均为18种元素，副族元素没有非金属元素解析A项，也可能为He(0族）；B项,分界线附近可以寻找半导体材料；D项，六、七周期为32种元素.答案C名师精讲1．周期表中原子序数之间的关系（1）同主族、邻周期元素的原子序数差①元素周期表中左侧元素(第ⅠA、第ⅡA族）:同主族相邻两元素中，Z(下）＝Z(上）＋上一周期元素所在周期的元素种类数目；②元素周期表中右侧元素（第ⅢA～ⅦA族）：同主族相邻两元素中，Z（下）＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目。(2）同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差2.根据稀有气体元素的原子序数来确定元素在周期表中位置的方法原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。若ΔZ<0，则与稀有气体元素同周期,主族序数为8－|ΔZ|;若ΔZ〉0，则在稀有气体元素下一周期，主族序数为ΔΖ。例如①35号元素（最邻近的是36Kr),则35－36＝－1，故周期数为4，族序数为8－|－1｜＝7，即第四周期第ⅦA族，为溴元素.②87号元素(相邻近的是86Rn)，则87－86＝1，故周期数为7,族序数为1，即第七周期第ⅠA族，为钫元素。3．元素周期表中的3个关系（1）两个等量关系(主族元素）周期序数＝原子核外电子层数最外层电子数＝主族序数＝价电子数＝8－|最低负价|（H除外).(2)元素周期表特殊性在元素周期表中含元素种类最多的族是第ⅢB族;形成化合物种类最多的族是第ⅣA族。(3）原子序数的奇偶关系①原子序数是奇数的主族元素，其所在主族序数必为奇数。②原子序数是偶数的主族元素，其所在主族序数必为偶数。1．国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是（)A．两种元素位于同一周期B．116号元素位于第ⅥA族C．两种元素都是活泼的非金属元素D．114号元素的原子半径比116号元素的大答案C解析第114号元素和第116号元素分别处于第七周期第ⅣA族和第ⅥA族,均为金属元素，A、B正确，C错误；依据同周期原子半径递变规律判断114号元素的原子半径比116号元素的大，D正确。2．下列叙述正确的是（）A．除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B．副族元素没有非金属元素C．碱金属元素是指第ⅠA族的所有的元素D．周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素答案B解析A项，O、F元素无正价；C项，H元素不属于碱金属元素；D项,第ⅡA族不含非金属元素,第ⅦA族不含金属元素。考点2元素周期律及其应用典例2（2015·江苏高考)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、ZB．原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、XC．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、XD．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W解析由题意推断，X、Y、Z、W分别是O、F、Al、Si.最外层电子数：F〉O〉Si〉Al,A正确;原子半径：Al>Si>O〉F，B错误；非金属性：O〉Si>Al,C错误；简单气态氢化物的稳定性：HF〉H2O>SiH4,D错误.答案A名师精讲1．元素金属性和非金属性的强弱比较(1)通常根据元素原子在化学反应中得、失电子的难易程度判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据得、失电子数的多少.(2）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱,而不是根据氧化物对应的水化物的酸性或碱性的强弱来判断.2．微粒半径大小比较3．“序、层”“序、价”规律（1)“序、层”规律若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，即阴离子在前一周期,阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大.(2）“序、价”规律在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。3．下列各组微粒半径大小顺序正确的是（）A．r(O)>r（Cl）〉r（S)〉r（P)B．r(Al3＋)>r（Mg2＋)>r(Ca2＋）〉r(Ba2＋)C．r（H＋）〉r（Al3＋）〉r(Mg2＋）>r（K＋)D．r(Cs)>r（K)>r（Na)〉r(Li)答案D解析比较微粒半径大小有以下原则：①同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，所以A项中r(P）〉r(S）>r(Cl），错误；②核外电子排布相同，核电荷数越大，元素离子半径越小，r(Mg2＋）〉r（Al3＋）,B、C项错误；③同主族元素原子半径从上到下逐渐增大，D项正确。4．下表是元素周期表主族元素的一部分.短周期元素Y的最外层电子数是最内层电子数的2倍，Z单质可在空气中燃烧。下列叙述错误的是()XYZWA.Z的最高价氧化物对应水化物是强酸B．Y的最高价氧化物能溶于烧碱溶液C．X与W形成的化合物中含有离子键D．Z、W分别形成的简单离子中，前者的半径较大答案C解析短周期元素Y的最外层电子数是最内层电子数的2倍，可知Y最外层电子数为4，依据表格,Y只能为硅,则X为碳,Z为硫,W为氯.硫酸为强酸，A正确;二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，B正确；碳与氯形成四氯化碳，为共价化合物，没有离子键，C错误;硫、氯形成的简单离子核外电子层结构相同，氯的核电荷数大，所以氯离子半径小，D正确。(建议用时：40分钟)一、选择题（每题6分，共72分）1．已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是（）A．Y与Z的原子序数之和可能为2B．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素答案D解析由于X、Y、Z均为主族元素，结合其位置关系和元素周期表的结构,故Y元素一定不在第一周期,即X、Y、Z不可能都在短周期，D错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右侧，则Y、Z的原子序数之和为2a，A正确；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期（或分别位于第四、五、六周期）的右侧，则Y的原子序数为（a－17），B正确；若Y、X、Z分别位于四、五、六周期的右侧，则Z的原子序数为（a＋31），C2．根据中学化学教材中所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）A．两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1B．L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．某元素原子的核电荷数为53，则该元素位于第五周期第ⅦA族D．主族元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数答案D解析A项,在短周期里，除第1周期含两种元素外，其余两个周期所含元素都是8种。若两元素原子序数相差8,则不可能在同一周期也不可能相差两个周期，正确；B项，L层电子数为奇数，则L层一定是最外层，其所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，正确；C项，稀有气体元素Xe是54号元素，故核电荷数为53的元素位于第五周期第ⅦA族，正确；D项，氧、氟没有最高正价，错误。3．若甲、乙分别是同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是（)A．n＝m＋1 B．n＝m＋18C．n＝m＋25 D．n＝m＋11答案B解析对于第一、二、三周期，同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数只相差1；对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素,同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数则相差11；对于第六、七周期来说,由于存在镧系和锕系元素，同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数则相差25。4．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是(）A．W的气态氢化物与其含氧酸反应可生成离子化合物B．X元素氢化物的沸点低于Y的氢化物的沸点C．Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YD．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性答案A解析由题给元素周期表可知W、X、Y、Z分别为氮、氧、硫、氯。氨气与硝酸反应生成离子化合物硝酸铵，A项正确；水的沸点高于硫化氢的沸点,B项错误；次氯酸酸性弱于硫酸,C项错误；在Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O反应中，Cl2既表现氧化性又表现还原性，D项错误。5．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：下列说法不正确的是(）A．由元素X和Q组成的化合物不可能含有共价键B．X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可两两反应C．Y－半径比Q2－半径大D．M（OH)2的碱性比XOH的碱性弱答案A解析根据提供信息,可以推断X为Na,Y为Cl,Z为Al，M为Mg,R为N，Q为O。A项，Na和O形成的Na2O2中含有共价键，错误；B项，Na、Al、N的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al（OH)3、HNO3，两两之间可发生反应，正确；C项，离子半径：Cl－>O2－,正确;D项，金属性:Na〉Mg（同周期)，则Mg(OH）2的碱性比NaOH的碱性弱，正确。6．下列根据元素周期表和元素周期律得出的推断中正确的是（）A．金属元素原子最外层电子数越少,该金属失电子能力越强B．若存在简单阴离子R2－，则R一定位于第ⅥA族C．aA2＋、bB＋、cC3－三种离子具有相同的电子层结构，则原子序数c>a>bD．铅位于周期表中金属和非金属的交界处，可作半导体材料答案B解析A项由Na与Ca的活泼性强弱可知错误；C项原子序数a>b〉c，错误；D项，铅是金属，属于导体，错误。7．如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是（)A．原子半径：Z〉Y>WB．气态氢化物的稳定性:R<WC．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应答案D解析依据元素化合价规律可知X、Y、Z、W、R分别是氧、钠、铝、硫、氯元素。A项，原子半径Na>Al〉S（或Y〉Z>W）；B项，气态氢化物的稳定性：HCl〉H2S；C项,SO3（WX3)和水反应生成的H2SO4为共价化合物.8．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是（)A．对应简单离子半径:X〈WB．对应简单气态氢化物的稳定性:Y<ZC．化合物XZW既含离子键也含共价键D．Y的氧化物能与Z或X的最高价氧化物对应的水化物反应答案D解析根据题目所给信息可推出W为O,X为Na，Y为Si，Z为Cl.根据核外电子数相同的简单离子，原子序数越大,半径越小可知,对应简单离子半径:Na＋<O2－，A项正确；元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定，故HCl的稳定性强于SiH4，B项正确；NaClO为离子化合物，Na＋和ClO－之间为离子键，氯原子和氧原子之间为共价键,C项正确；SiO2可以与NaOH溶液反应生成盐和水,但和HClO4不反应，D项错误。9．X、Y是元素周期表中第ⅦA族的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是（)A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B．X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定D．Y的单质能将X从NaX溶液中置换出来答案C解析同主族元素从上到下,电子层数增多，非金属性减弱，A错误。根据氢化物的沸点不能比较元素的非金属性强弱，B错误.非金属性越强，其气态氢化物越稳定，C正确。D项说明Y的非金属性比X的强，D错误。10．短周期元素X、Y、Z、W，它们的原子序数依次增大.X与Z同主族，并且原子序数之和为20。Y原子的质子数为Z原子的质子数的一半，W原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多2个。下列叙述正确的是（)A．Y的最高价氧化物对应的水化物可与其简单气态氢化物发生反应B．原子半径:Z>W>Y>XC．简单气态氢化物的稳定性：Z>WD．X的简单气态氢化物与足量W的单质在光照条件下反应的生成物均为气体答案A解析在短周期元素中，C、Si的原子序数之和为6＋14＝20[或设X的原子序数为a,则Z的原子序数为a＋8，有a＋(a＋8)＝20，解得a＝6]，即X为C，Z为Si。Y原子的质子数为7，则Y为N。N原子最外层电子数为5，则W原子最外层电子数为7,W为Cl。11．(2017·福建质检）短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示.下列说法一定正确的是(）A．最高正化合价:Z>XB．X、Y、Z的单质中，Z的熔点最高C．若X为非金属元素，则离子半径：Xn－〉Ym－>Zm－D．若X为金属元素，则X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物中，Y的碱性最强答案C解析一般情况下，元素的最高正化合价与其族序数相等，但O、F无正化合价,Z为O或F时不符合题意,A项错误;若X为Si，则三者的单质中，Si的熔点最高，B项错误；若X为非金属元素，则Xn－、Ym－具有相同电子层结构，核电荷数越小，离子半径越大，故离子半径:Xn－>Ym－，而Y与Z同主族，离子半径：Ym－>Zm－,C项正确;X、Y、Z中X的金属性最强，故X的最高价氧化物对应水化物的碱性最强,D项错误。12．X、Y、Z、W、M均为短周期元素,X、Y同主族，X的氢化物和最高价氧化物的水化物能反应生成一种离子化合物,其水溶液显酸性；Z、W、M是第三周期连续的三种元素,其中只有一种是非金属，且原子半径Z〉W>M。下列叙述正确的是（)A．X、M两元素氢化物的稳定性：X〈MB．Z、W、M的氧化物均可做耐高温材料C．Z是海水中含量最高的金属元素，W是地壳中含量最多的金属元素D．Z、W、M的单质均能与稀硫酸反应制取氢气,但反应剧烈程度依次减弱答案B解析根据元素信息可以推断，X为N，Y为P，Z为Mg，W为Al，M为Si。A项,稳定性：NH3>SiH4；B项，MgO、Al2O3、SiO2的熔点均很高,可做耐高温材料；C项，海水中含量最高的金属元素是Na,不是Mg;D项,Si单质不和稀H2SO4反应。二、非选择题(共28分)13．(14分)X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下,六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体.X与M，W与N分别同主族，在周期表中X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，Z、W的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等。试回答下列问题：(1）N元素在周期表中的位置为__________________；Y的简单氢化物的稳定性________（填“>”“〈"或“＝"）W的简单氢化物的稳定性。（2)X、Z形成的含18电子的化合物的电子式为______________。(3）由X、Z、W、N四种元素组成的一种离子化合物A，已知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与足量盐酸反应的离子方程式_____________________________________________。(4）X和W组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是________（填化学式），此化合物可将碱性工业废水中的CN－氧化，生成碳酸盐和氨气,相应的离子方程式为_______________。答案（1）第三周期第ⅥA族<（2)(3)SOeq\o\al（2－，3）＋2H＋=H2O＋SO2↑或HSOeq\o\al(－，3）＋H＋=H2O＋SO2↑（4）H2O2OH－＋CN－＋H2O2=COeq\o\al（2－，3）＋NH3↑解析H的原子半径最小，所以X为H;X和M同主族，由M在题述元素中的排序知，M是Na。Y、Z、W位于第二周期，它们与H可形成等电子分子，结合Z、W的最外层电子数之和与Na的核外电子总数相等知，Y、Z、W依次为C、N、O，W与N同主族，则N为S。14．（14分)随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。根据判断出的元素回答问题：（1）f在周期表中的位置是___________________________。（2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示，下同）：________〉________；比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：______________________。(3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其