2024版一轮高考化学总复习优化设计第五章物质结构及元素周期律第2讲元素周期表元素周期律

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第2讲元素周期表元素周期律第五章2024内容索引010203强基础固本增分探考点精准突破研专项前沿命题强基础固本增分一、元素周期表1.原子序数(1)含义:按照元素在元素周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。(2)存在关系:原子序数=

=核外

=

。

2.元素周期表的编排原则(1)周期:把

相同的元素,按

的顺序,从左至右排成的横行。

(2)族:把

相同的元素,按

的顺序,从上至下排成的纵列。

核电荷数

电子数质子数电子层数原子序数递增最外层电子数电子层数递增3.元素周期表(1)元素周期表的结构

(2)元素周期表的结构分解图示

短

288长18183232短周期和长周期7818应用提升关于元素周期表结构的3个易错点(1)最外层电子排布相同的原子对应元素不一定处于同主族,如He、Be的最外层均有2个电子,前者处于0族,后者处于ⅡA族。(2)ⅠA族和0族不是含元素种类最多的族,应是ⅢB族,共有32种元素。(3)Ⅷ族属于副族,但表示时仍表示“Ⅷ族”;过渡元素包括8个副族,全部是金属元素,原子最外层电子数不超过2个。4.元素周期表和元素周期律的应用(1)科学预测:为新元素的发现及预测其原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新物质(3)对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系。半导体

合金农药易错辨析(1)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。(

)(2)短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素。(

)(3)原子的最外层电子数是2的元素,一定是ⅡA族元素。(

)(4)短周期两元素原子序数相差8,则周期数一定相差1。(

)(5)最外层电子数相同的元素不一定在同一主族。(

)(6)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。(

)(7)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素。(

)(8)短周期元素中,若两种元素的原子序数相差2,则它们一定不是同主族元素。(

)×××√√×××二、元素周期律1.元素周期律的内容及实质

原子序数

2.元素周期表中主族元素结构及性质的递变规律

内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数电子层数

电子层数逐渐

最外层电子数最外层电子数逐渐

(1~7或2)

最外层电子数

原子半径逐渐

逐渐

离子半径阳离子半径逐渐

,阴离子半径逐渐

,r(阴离子)>r(阳离子)

逐渐增大相同

增多增多相同

减小增大减小减小内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)元素性质得电子能力逐渐

逐渐

失电子能力逐渐

逐渐

金属性逐渐减弱逐渐

非金属性逐渐

逐渐

离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强,阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱,阴离子还原性逐渐增强主要化合价最高正价:由+1→+7(O、F除外)最低负价:主族序数-8

O、F除外最高正价数=主族序数增强减弱减弱增强增强增强减弱内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)化合物的性质气态氢化物的还原性依次

依次

非金属元素气态氢化物的形成难易及稳定性气态氢化物的形成越来越

,其稳定性逐渐

气态氢化物形成越来越

,其稳定性逐渐

最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐

碱性逐渐

酸性逐渐减弱碱性逐渐增强减弱增强容易增强困难减弱增强减弱3.元素周期律的应用(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸(或碱)性、气态氢化物的稳定性等。如碱性:Ra(OH)2

Ba(OH)2;气态氢化物稳定性:CH4

SiH4。

(2)比较同周期元素及其化合物的性质。如酸性:HClO4

H2SO4;稳定性:HCl

H2S。

>>>>(3)推断一些未学过的元素的化合物的某些性质。如根据Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可以推知Be(OH)2更难溶。再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为

色固体,与氢

化合,HAt

稳定,水溶液呈

性,AgAt

溶于水等。

有

难不酸不易错辨析(1)酸性:H2SO3>H2CO3,所以非金属性:S>C。(

)(2)酸性:HCl>H2S,所以非金属性:Cl>S。(

)(3)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小。(

)(4)元素的原子得电子越多,非金属性越强;失电子越多,金属性越强。(

)(5)Cl-、S2-、Ca2+、K+半径依次减小。(

)(6)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7。(

)(7)第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均呈酸性。(

)(8)Si、S、Cl的最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸,且酸性依次增强。(

)××××××××探考点精准突破考点一元素周期表的结构及应用命题解读新教材变化新教材增加“思考与讨论”,讨论元素周期表的结构考情透析高频考点从近几年高考试题来看,元素周期表的结构及应用仍是高考命题的热点。预测考向新的一年高考可能会在选择题中考查元素周期表的结构及应用,侧重考查分析与推测能力等1.(2022广东卷,7)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是(

)A.原子半径:丁>戊>乙B.非金属性:戊>丁>丙C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应答案C

解析

甲~戊是短周期元素,戊的最高价氧化物对应水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S;若是硫酸,则戊为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则原子半径:丁>戊>乙,A正确。根据同周期从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,B正确。甲的氢化物可能为氨气,也可能为甲烷、乙烷等,若是氨气,遇氯化氢一定有白烟产生;若是甲烷、乙烷等,遇氯化氢不反应,没有白烟生成,C错误。丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸,也可能是磷酸,都一定能与强碱反应,D正确。2.(2022四川乐山一模)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,元素Z的核电荷数是元素Y的两倍,下列有关说法不正确的是(

)XY

ZWA.原子半径:X>YB.简单阴离子还原性:Z>WC.元素X、Y的单质在放电条件下生成红棕色气体D.四种元素的简单氢化物中,Y的氢化物沸点最高答案C

解析

由题干信息结合四种元素在周期表中的位置可知,元素Z的核电荷数是元素Y的两倍,则Y是O,Z为S,X为N,W为Cl。X为N,Y是O,原子半径:N>O,A正确;Z的简单阴离子为S2-,W的简单阴离子为Cl-,还原性:S2->Cl-,B正确;元素X、Y的单质即氮气和氧气,在放电条件下生成一氧化氮,为无色气体,C错误;四种元素的简单氢化物分别为NH3、H2O、H2S、HCl,其中H2O中存在氢键最多,沸点最高,D正确。3.四种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示,其中Y的简单氢化物的水溶液呈碱性,下列说法正确的是(

)A.元素W位于第三周期ⅤA族B.非金属性:X>YC.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>WD.Z的最高化合价为+5价XY

ZW答案

D

解析

由四种元素的相对位置可知,X、Y处于第二周期,Z、W处于第三周期。Y的简单氢化物的水溶液呈碱性,该溶液是氨水,Y是N元素,结合四种元素在周期表中的相对位置关系推知,X、Z、W分别为C、P、S元素。W(S)位于第三周期第ⅥA族,A错误;同周期主族元素,从左到右元素的非金属性逐渐增强,则非金属性:C<N,B错误;元素的非金属性:P<S,则最高价氧化物对应水化物的酸性:H3PO4<H2SO4,C错误;Z是P元素,处于第ⅤA族,最高化合价为+5价,D正确。归纳总结结合“片段型”元素周期表推断短周期主族元素(1)直接相邻的“┯”型、“┷”型结构片段表格中上一行元素处于第二周期,下一行元素处于第三周期,原子序数的关系如图所示:(2)直接相邻的“”型结构片段表格中上一行元素处于第二周期,下一行元素处于第三周期,同主族上下两种元素的原子序数相差8。考点二元素周期律及应用命题解读新教材变化增加了“探究·第三周期元素性质的递变”,将Al(OH)3放在该栏目中讲解考情透析高频考点从近几年高考试题来看,元素周期律及应用仍是高考命题的热点。预测考向新的一年高考可能会在选择题中考查元素推断、元素周期律及应用,侧重考查分析与推测能力等考向1元素的金属性和非金属性的比较1.(2022辽宁卷,7)下列类比或推理合理的是(

)选项已知方法结论A沸点:Cl2<Br2<I2类比沸点:H2<N2<O2B酸性:HClO4>HIO4类比酸性:HCl>HIC金属性:Fe>Cu推理氧化性:Fe3+<Cu2+DKsp:Ag2CrO4<AgCl推理溶解度:Ag2CrO4<AgCl答案A

解析

Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大,沸点逐渐升高,可推知分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,由于相对分子质量:H2<N2<O2,所以沸点:H2<N2<O2,A正确。非金属元素最高价含氧酸的酸性与非金属性有关,元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,所以酸性:HClO4>HIO4,酸性:HCl<HI,B错误。由金属性:Fe>Cu,可推出氧化性:Fe2+<Cu2+;由离子方程式2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+可得,氧化性:Fe3+>Cu2+,C错误。Ag2CrO4和AgCl的阴、阳离子个数比不相同,不能通过Ksp大小来比较二者在水中的溶解度,D错误。2.(2022陕西渭南期末)下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(

)选项事实结论A金属Li在空气中燃烧需点燃,金属Rb遇到空气即燃烧金属性:Rb>LiBNaOH的碱性强于Mg(OH)2的碱性金属性:Na>MgCSO2与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性:S>CD热分解温度:HBr为600℃,HI为300℃非金属性:Br>I答案C

解析

金属Li和Rb与同一氧化剂氧气反应,条件越容易,对应的还原剂还原性越强,Rb的金属性强于Li,A不符合题意;最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素金属性越强,NaOH的碱性强于Mg(OH)2,则金属性:Na>Mg,B不符合题意;SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明亚硫酸的酸性强于碳酸,亚硫酸不是硫元素最高价氧化物对应的水化物,不能说明硫元素的非金属性强于碳元素,C符合题意;气态氢化物越稳定,元素非金属性越强,热分解温度:HBr为600

℃,HI为300

℃,稳定性:HBr>HI,则非金属性:Br>I,D不符合题意。3.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍,由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是(

)A.元素非金属性强弱的顺序为W>Y>ZB.原子半径:X>Y>Z>WC.W分别与X、Y、Z形成的二元化合物均只有一种D.化合物M中W不都满足8电子稳定结构答案

B

解析

X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,则X是Na元素;W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍,且化合物M中W形成2个共价键,则W处于第ⅥA族;化合物M中Y形成4个共价键,则Y处于第ⅣA族,结合原子序数的大小关系推知W是O元素,Y是Si元素,Z是Cl元素。元素的非金属性:O>Cl>Si,A错误;原子半径:Na>Si>Cl>O,B正确;O与Na、Si、Cl可形成Na2O、Na2O2、SiO2、Cl2O、ClO2等常见化合物,C错误;化合物M中所有W原子均满足8电子稳定结构,D错误。归纳总结元素金属性和非金属性强弱的判断方法

考向2比较粒子半径的大小4.(2021全国乙卷,11)我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是(

)A.原子半径大小顺序为W>X>Y>ZB.化合物XW中的化学键为离子键C.Y单质的导电性能弱于Z单质的D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸答案

B

解析

根据题干中有关W、X、Y、Z原子结构的信息,并结合对地球土壤中的元素组成的初步认识,可推断出X、Y、Z分别为第三周期的Mg、Al、Si,W为O。O、Mg、Al、Si的原子半径大小顺序为X>Y>Z>W(Mg>Al>Si>O),A项错误;化合物XW(MgO)中的化学键是离子键,B项正确;Y(Al)单质的导电性强于Z(Si)单质的导电性,C项错误;Z的氧化物的水化物(硅酸或原硅酸)的酸性弱于碳酸的酸性,D项错误。5.下列有关微粒半径大小的比较错误的是(

)A.离子半径:r(Se2-)>r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)B.原子半径:r(Cl)>r(Li)>r(F)>r(H)C.若单核离子Xa+与Yb-具有相同的电子层结构,则离子半径:Xa+>Yb-D.若单核离子Xa+与Y(a+1)+具有相同的电子层结构,则离子半径:Y(a+1)+<Xa+答案C

解析

离子电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,原子序数越小,半径反而越大,所以离子半径大小顺序为r(Se2-)>r(S2-)>r(O2-)>r(Na+),A正确;原子电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越小,半径反而越大,所以原子半径大小顺序为r(Cl)>r(Li)>r(F)>r(H),B正确;单核离子Xa+与Yb-具有相同的电子层结构,则Xa+在下一周期,原子序数较大,所以离子半径:Xa+<Yb-,C错误;若单核离子Xa+与Y(a+1)+具有相同的电子层结构,则Y(a+1)+原子序数较大,所以离子半径:Y(a+1)+<Xa+,D正确。6.以下各项叙述错误的是(

)A.原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<CsB.同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C.离子半径由小到大的顺序是S2-<Cl-<K+<Ca2+D.碱金属离子的氧化性比较为Li+>Na+>K+>Rb+答案

C

解析

同主族元素,从上到下原子的电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,所以原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<Cs,故A正确;碱金属原子失去最外层电子形成离子,同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小,故B正确;电子层结构相同的阴阳离子,核电荷数越小,离子半径越大,故离子半径S2->Cl->K+>Ca2+,故C错误;碱金属单质的还原性随原子序数的递增而增强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱,故D正确。归纳总结比较粒子半径大小的方法研专项前沿命题元素周期表中“位—构—性”的关系及应用

题型考查内容选择题考查知识结合原子结构、元素在周期表中位置、元素及其化合物的性质等信息,推断未知元素,结合元素周期律进行判断核心素养证据推理与模型认知考向1元素周期表中“位—构—性”的关系及应用例1

(2022湖南卷,5)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是(

)A.原子半径:X>Y>ZB.非金属性:Y>X>WC.Z的单质具有较强的还原性D.原子序数为82的元素与W位于同一主族答案

C解析

由共价化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和,则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则C、O、F的原子半径大小顺序为C>O>F,A正确;同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,同主族元素,从上到下元素的非金属性依次减弱,则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O>C>Si,B正确;位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强,单质具有很强的氧化性,C错误;原子序数为82的元素为铅,与硅元素都位于元素周期表ⅣA族,D正确。针对训练1.(2022陕西西安一模)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物ZW2可与浓硫酸反应,其生成物甲可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(

)A.离子半径:Y>Z>X>WB.最高化合价:W>ZC.甲物质是一种强酸,有强腐蚀性D.W与X形成的化合物XW水溶液呈碱性答案D

解析

主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20,W与Z形成的化合物ZW2可与浓硫酸反应,其生成物甲可腐蚀玻璃,则W为F元素、Z为Ca元素、甲为氢氟酸;W与Y同族,则Y为Cl元素;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X的最外层电子数为1,X为Na元素。电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则氟离子的离子半径大于钠离子,A错误;氟元素的非金属性最强,没有正化合价,B错误;氢氟酸在溶液中部分电离,是能腐蚀玻璃的弱酸,不是强酸,C错误;氟化钠是强碱弱酸盐,氟离子在溶液中水解使溶液呈碱性,D正确。2.(2022宁夏银川一中一模)Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z、W为同周期相邻元素,R原子最内层电子数与最外层电子数相同,Y、W可形成如图所示的离子,下列说法错误的是(

)A.简单离子半径:W>RB.如图所示的离子能与稀硫酸反应,生成沉淀和气体C.Z的最高价氧化物对应的水化物为中强酸D.简单气态氢化物的稳定性:W>Y答案D

解析

Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,则Y核外电子分2层排布,依次排2、6个电子、Y为O;由Y、W可形成的离子结构知,W能形成6对共用电子对,则W最外层有6个电子,W为S;Z、W为同周期相邻元素,Z原子序数小于W,则Z为P;R原子序数最大,R原子最内层电子数与最外层电子数相同,则R核外电子分4层排布,依次排2、8、8、2个电子,R为Ca。电子层数相同时,核电荷数越多,离子半径越小,因此简单离子半径:S2->Ca2+,A正确;如题图所示的离子为

能与稀硫酸反应生成硫、二氧化硫和水,现象为生成沉淀和气体,B正确;P的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,H3PO4为中强酸,C正确;S的简单气态氢化物为H2S,O的简单气态氢化物为H2O,元素非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,因此简单气态氢化物的稳定性:H2O>H2S,D错误。归纳总结元素周期表中“位—构—性”的关系

考向2短周期元素的推断及元素周期律的应用例2

(2022全国乙卷,11)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃以下热分解时,无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是(

)A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物对应的水化物酸性:Y<XC.100~200℃阶段热分解失去4个W2ZD.500℃热分解后生成固体化合物X2Z3答案D

解析

化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如题图所示,在200

℃以下热分解时,无刺激性气体逸出,说明失去的是水,即W为H,Z为O;YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N;原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。X(B)的单质常温下为固体,A错误;根据非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),B错误;根据前面已知200

℃以下热分解时无刺激性气体逸出,说明失去的是水,若100~200

℃阶段热分解失去4个H2O,则质针对训练3.(2023陕西长安一中质检)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,r溶于水是强酸,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(

)A.W在周期表中