高中化学必修一《4.2 元素周期律》导学案

《第二节元素周期律》导学案第1课时元素性质的周期性变化规律【学习目标】课程标准核心素养1.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。2．以第三周期为例，了解同周期元素性质的递变规律。1.宏观辨识与微观探析：能从原子结构视角说明元素的性质和规律。2．科学探究和创新意识：能通过实验探究物质的性质和变化规律，能提出有意义的实验探究问题，根据已有经验和资料做出预测和假设。元素周期律【课前预习】1．原子核外电子排布的周期性变化以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。2．原子半径的周期性变化规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化(不考虑稀有气体元素)。3．元素主要化合价的周期性变化以原子序数为1～18的元素为例，探究元素主要化合价的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化，即最高正价：由＋1到＋7(O无最高正价、F无正价)；最低负价：由－4到－1。【重难点解决】粒子半径大小比较的“四同”【课堂练习】1．对于第二周期元素从左到右(稀有气体元素除外)，下列说法中不正确的是()A．原子半径逐渐减小B．最外层电子数逐渐增多C．最高正化合价逐渐升高D．元素的非金属性逐渐增强解析：选C。对于同周期元素，从左到右，随着原子序数的递增，最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小，最高正化合价逐渐升高(但第二周期O、F例外)，元素的非金属性逐渐增强。故A、B、D正确，C错误。2．下列粒子半径大小比较正确的是()A．r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(O2－)B．r(S2－)>r(Cl－)>r(Na＋)>r(Al3＋)C．r(Na)<r(Mg)<r(Al)<r(S)D．r(Cs)<r(Rb)<r(K)<r(Na)解析：选B。A项，4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，即r(Al3＋)<r(Mg2＋)<r(Na＋)<r(O2－)，故A错误；C项，Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，故C错误；D项，Na、K、Rb、Cs同属于第ⅠA族，其原子半径r(Cs)>r(Rb)>r(K)>r(Na)，故D错误；B项，S2－和Cl－核外电子数相同，核电荷数Cl>S，则离子半径r(S2－)>r(Cl－)，Na＋和Al3＋核外电子数相同，核电荷数Al>Na，则离子半径r(Na＋)>r(Al3＋)，电子层数Cl－＞Na＋，则离子半径r(Cl－)＞r(Na＋)，故B正确。3．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、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：A>B>D>CB．原子的最外层电子数目：A>B>D>CC．原子序数：d>c>b>aD．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋解析：选D。A、B、C、D在元素周期表中的相对位置为eq\f(CD,BA)，所以原子序数：a>b>d>c；原子半径：B>A>C>D；离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋；原子的最外层电子数目：D>C>A>B。第三周期元素金属性、非金属性的变化规律1．钠、镁、铝的金属性强弱(1)实验探究：钠、镁与水的反应实验操作实验现象实验结论及化学方程式钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，向反应完后的溶液加酚酞，溶液变红钠与冷水反应剧烈。化学方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，溶液变为粉红色镁与冷水几乎不反应，能与热水反应。化学方程式为Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))H2↑＋Mg(OH)2↓结论：金属性Na＞Mg(2)实验探究：氢氧化铝、氢氧化镁分别和盐酸、氢氧化钠的反应实验操作实验现象及离子方程式①向试管加入2mL1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中向一支试管中滴加2mol/L盐酸，边滴加边振荡白色沉淀溶解，溶液变澄清。离子方程式为Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O向另一支试管中滴加2mol/L氢氧化钠溶液，边滴加边振荡白色沉淀溶解，溶液变澄清。离子方程式为Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O②向试管加入2mL1mol/LMgCl2溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色Mg(OH)2沉淀为止。将Mg(OH)2沉淀分装在两支试管中向一支试管中滴加2mol/L盐酸，边滴加边振荡白色沉淀溶解，溶液变澄清。离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O向另一支试管中滴加2mol/L氢氧化钠溶液，边滴加边振荡白色沉淀不溶解结论：a.NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物；b.金属性：Na＞Mg＞Al2.Si、P、S、Cl的非金属性强弱非金属元素SiPSCl最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸(酸性比H2SO4强)酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3结论Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强3.元素周期律(1)元素性质与原子结构的关系在同一周期中，各元素的原子核外电子层数相同，但从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。因此，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。(2)元素周期律①含义：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。②元素的性质包括原子半径、主要化合价、金属性和非金属性等。③实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。同周期、同主族元素性质的递变规律项目同周期(自左至右)同主族(从上到下)原子半径减小增大主要化合价＋1→＋7－4→－1(F为正价，O无最高正价)相似金属性减弱增强非金属性增强减弱离子阳离子氧化性增强减弱阴离子还原性减弱增强单质氧化性增强减弱还原性减弱增强氢化物稳定性增强减弱还原性减弱增强最高价氧化物对应水化物酸性增强减弱碱性减弱增强1．下列有关元素周期律的叙述中，正确的是()A．氧化性强弱：F2＜Cl2B．金属性强弱：K＜NaC．酸性强弱：H3PO4＜H2SO4D．碱性强弱：NaOH＜Mg(OH)2解析：选C。同主族，从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，非金属单质的氧化性逐渐减弱，A、B错误；同周期，从左到右，元素的金属性减弱，非金属性增强，即最高价氧化物的水化物的碱性减弱，酸性增强，C正确，D错误。2．下列关于元素周期律的叙述中不正确的是()A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强C．同周期元素的原子半径以第ⅦA族的为最大D．Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱解析：选C。Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次为1、2、3，其原子的还原性依次减弱，但离子的氧化性依次增强；P、S、Cl的最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，由于P、S、Cl的非金属性依次增强，其对应的简单气态氢化物的稳定性也依次增强；除稀有气体元素外，同周期元素从左到右其原子半径逐渐减小；因Na、Mg、Al的金属性依次减弱，故它们的氢氧化物的碱性依次减弱。3．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族元素的简单氢化物中，稳定性最好的是水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族元素的简单氢化物中，H2O比H2S、H2Se、H2Te稳定，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，C项错；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项错。课堂小结合格考训练1．下图表示1～18号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中纵坐标表示()A．电子层数 B．最外层电子数C．最高化合价 D．原子半径答案：B2．已知下列原子的半径：原子NSOSi半径r/(10－10m)0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是()A．1.10×10－10m B．0.80×10－10mC．1.20×10－10m D．0.70×10－10m解析：选A。N、S、O、Si、P在元素周期表中的相对位置如图：NOSiPS根据元素周期律可得，原子半径r(Si)>r(P)>r(S)，故磷原子的半径可能是1.10×10－10m。3．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是()A．H3BO3的酸性比H2CO3的强B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R>M解析：选B。B、C同周期，B在C左边，故硼酸酸性弱于碳酸，A项错误；Mg、Be同主族，镁在下方，Mg(OH)2的碱性强些，B项正确；同主族元素从上到下，其氢化物的热稳定性依次减弱，C项错误；阴、阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数小些，D项错误。4．短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示：甲乙丙丁戊下列判断正确的是()A．原子半径：丙<丁<戊B．金属性：甲>丙C．氢氧化物碱性：丙>丁>戊D．最外层电子数：甲>乙解析：选C。根据元素周期律可知，同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，故A、D两项错误；同周期金属元素从左到右，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，故C项正确；同主族元素自上而下，金属性逐渐增强，故B项错误。5．下列为元素周期表中的一部分，用化学式或元素符号回答下列问题：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二⑥⑩三①③⑤⑦⑨四②④⑧(1)①③⑤中，最高价氧化物对应的水化物的碱性最强的是________(填化学式)。(2)②③④中，形成的简单离子半径由大到小的顺序是________________。(3)①和⑧的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为________和________。①和⑧两元素形成化合物的化学式为________，该化合物的溶液与元素⑦的单质反应的离子方程式为__________________________________。(4)⑦⑧⑩三种元素形成的气态氢化物最稳定的是________________，三者非金属性强弱顺序为______________________________________。解析：(1)①③⑤中，最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3，故碱性最强的是NaOH。(2)②③④中，形成的简单阳离子分别为K＋、Mg2＋、Ca2＋，其离子半径大小顺序为r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)。(3)①和⑧的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和HBrO4；①和⑧两元素形成化合物的化学式为NaBr，Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。(4)⑦⑧⑩分别为Cl、Br、F，三者非金属性强弱顺序为F＞Cl＞Br，三种元素形成的气态氢化物最稳定的是HF。答案：(1)NaOH(2)r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)(3)NaOHHBrO4NaBrCl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)HFF＞Cl＞Br等级性测试1．原子序数为3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是()A．电子层数 B．核外电子数C．原子半径 D．化合价解析：选B。原子序数为3～10的元素，原子的电子层数都为2，A错误；除了10号稀有气体元素原子外，3～9号元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，C错误；氧无最高正价、氟无正价，D错误。2．下列递变规律不正确的是()A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强B．钠、镁、铝的还原性依次减弱C．HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱D．P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高解析：选A。非金属性Cl＞S＞P，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱，故A项错误；金属性Na＞Mg＞Al，元素的金属性越强，对应的单质的还原性越强，则钠、镁、铝的还原性依次减弱，故B项正确；非金属性Cl＞S＞P，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故C项正确；P、S、Cl三种元素原子的最外层电子数分别为5、6、7，最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，故D项正确。3．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是()A．酸性：HNO3＞H2CO3B．非金属性：Cl＞BrC．碱性：NaOH＞Mg(OH)2D．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3解析：选D。在元素周期表中N、C属于同周期元素，N在C的右边，非金属性强于C，所以最高价氧化物的水化物的酸性HNO3强于H2CO3，A项不合题意；在元素周期表中Cl与Br属于同主族元素，Cl在Br的上方，非金属性强于Br，B项不合题意；在元素周期表中，Na与Mg属于同周期元素，Na在Mg的左边，金属性强于Mg，所以最高价氧化物的水化物的碱性NaOH强于Mg(OH)2，C项不合题意；D项考查碳酸的正盐与酸式盐热稳定性的问题，不涉及元素周期律的相关知识。4．A、B、C为三种短周期元素，A、B在同一周期，A、C的最低价离子分别为A2－、C－，离子半径A2－大于C－，B2＋和C－具有相同的电子层结构。下列判断正确的是()A．原子序数由大到小的顺序是C>A>BB．原子半径由大到小的顺序是r(B)>r(A)>r(C)C．离子半径由小到大的顺序是r(C－)＜r(B2＋)＜r(A2－)D．原子最外层电子数由多到少的顺序是B>A>C解析：选B。由题意可知，A、B、C分别为S、Mg、F。A项中原子序数由大到小的顺序应为A>B>C；C项中离子半径由小到大的顺序应为B2＋＜C－＜A2－；D项中最外层电子数由多到少的顺序应为C>A>B。5．电子层数相同的X、Y、Z三种元素，原子序数都小于18，已知最高价氧化物对应水化物的酸性HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判断错误的是()A．原子半径：X>Y>ZB．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3C．非金属性：X>Y>ZD．阴离子的还原性：Z3－>Y2－>X－解析：选A。由三种元素最高价氧化物对应水化物的分子式知X、Y、Z的最高正价分别为＋7、＋6、＋5，因为F没有＋7价，所以X一定是Cl，则Y是S，Z是P。因为非金属性Cl>S>P，所以气态氢化物的稳定性HCl>H2S>PH3，阴离子的还原性P3－>S2－>Cl－，即B、C、D选项都正确。因为电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径P>S>Cl，A选项错误。6．A、B两元素原子电子层数相同，如果A的原子半径比B的大，则下列判断正确的是()A．两元素形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性应是A强于BB．A的气态氢化物比B的气态氢化物稳定C．A元素的金属性比B元素的金属性强D．A的阴离子比B的阴离子还原性弱解析：选C。A、B两元素位于同周期，A的原子半径比B的大，则A位于B的左边，A元素的金属性比B的强。7．四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是()A．原子半径：Z<MB．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱C．X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小D．Z位于元素周期表中第二周期ⅥA族解析：选B。根据各元素在周期表中的相对位置及只有M为金属元素可知，M为Al，X为Si，Y为N，Z为O。同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径Z<M，A项正确；Y的最高价氧化物对应的水化物是HNO3，X的最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3，HNO3酸性更强，B项错误；Si的非金属性比O弱，所以Si的气态氢化物的热稳定性比O的小，C项正确；Z是氧元素，位于元素周期表中第二周期ⅥA族，D项正确。8．如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法中正确的是()A．原子半径：Z>Y>XB．气态氢化物的稳定性：R<WC．WX3和水反应生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解析：选D。由题图可知X为氧元素，Y为钠元素，Z为铝元素，W为硫元素，R为氯元素。原子半径Y＞Z＞X，A项错误；元素的非金属性越强，对应气态氢化物就越稳定，所以HCl比H2S稳定，B项错误；SO3和H2O反应生成H2SO4，H2SO4为共价化合物，C项错误；Y和Z的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3，Al(OH)3为两性氢氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应，D项正确。9．元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)：元素代号ABCDE原子半径/nm0.160.1430.1020.0990.074主要化合价＋2＋3＋6、－2＋7、－1－2(1)用元素代号标出它们在周期表中的对应位置(以下为周期表的一部分)。(2)B元素处于周期表中第________周期________族。(3)B的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为_________________________________________。(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。(5)C与E形成的化合物有________(填化学式)。解析：(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O。(2)B处于周期表中第三周期ⅢA族。(3)B、C的最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3和H2SO4。(4)O元素无最高正价，A、B、C、D的最高价氧化物对应水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，其中HClO4酸性最强。(5)S与O形成的化合物有SO2和SO3。答案：(1)(2)三ⅢA(3)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(4)HClO4(5)SO2和SO310．短周期A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大。在周期表中，A的原子半径最小。B元素的原子最外层电子数是内层电子数的两倍。C为地壳中含量最多的元素。D是原子半径最大的短周期主族元素。D的单质在加热条件下与C的单质充分反应，可以得到与E单质颜色相同的固态化合物。D与F形成的化合物DF是常用的调味品。试根据以上叙述回答下列问题：(1)写出下列元素的名称：A__________，B__________，C__________，D__________。(2)E在元素周期表中的位置：_____________________________。(3)F的离子结构示意图：___________________________。(4)A、B组成的最简单化合物的名称是________。(5)C、D按原子个数比1∶1组成的一种化合物与水发生反应的化学方程式为______________________________________________________。(6)能说明E的非金属性比F的非金属性________(填“强”或“弱”)的事实是_______________________________________________(举一例)。答案：(1)氢碳氧钠(2)第三周期ⅥA族(3)(4)甲烷(5)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(6)弱S与Fe反应生成FeS，Cl2与Fe反应生成FeCl3(答案合理即可)第2课时元素周期表和元素周期律的应用课程标准核心素养1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。2．体会元素周期律(表)在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。1.证据推理：能结合有关资料说明元素周期律(表)对合成新物质、制造新材料的指导作用。2．社会责任：深刻认识化学对创造更多的物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。元素周期表的分区及元素化合价规律1．元素金属性和非金属性的递变(1)请填写出图中序号所示内容：①增强；②Al；③Si；④非金属；⑤金属；⑥增强；⑦增强；⑧增强。(2)第二、三、四、五、六周期除过渡元素外，依次有2、3、4、5、6种金属元素，有6、5、4、3、2种非金属元素(含稀有气体元素)。(3)分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。2．元素的化合价与元素在周期表中的位置的关系(1)价电子：与元素化合价有密切关系的电子。①主族元素的价电子：原子的最外层电子；②过渡元素的价电子：原子的最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。(2)化合价规律(氧、氟除外)①主族元素：最高正化合价＝族序数＝最外层电子(价电子)数；②非金属元素：最高正化合价＝原子所能失去或偏移的最外层电子数；最高正化合价＋|最低负化合价|＝8。1．下列关于元素周期律和元素周期表的叙述中正确的是()A．同一主族从上到下，元素金属性逐渐减弱B．元素周期表是元素周期律的具体表现形式C．同一周期从左到右，元素原子半径逐渐增大D．非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值解析：选B。同一主族从上到下，元素金属性逐渐增强，A不正确；元素周期表是元素周期律的具体表现形式，B正确；同一周期从左到右，元素原子半径逐渐减小，C不正确；非金属元素的最高正化合价等于其最外层电子数，D不正确。2．某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述中不正确的是()A．R是第ⅣA族元素B．R的气态氢化物化学式为H2RC．R能形成两种氧化物RO2和RO3D．R的气态氢化物的水溶液显酸性解析：选A。短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是＋6，最低负价为－2，则R是第ⅥA族的硫元素，A项错误；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫可以形成SO2和SO3，C项正确；H2S的水溶液显弱酸性，D项正确。3．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()A．元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②B．气态氢化物的稳定性：⑤＞②C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤D．元素的最高正化合价：③＝⑥解析：选C。元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；元素非金属性越强，则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性H2O＞H2S，酸性HClO4＞H2SO4，B项错误，C项正确；F无正价，D项错误。元素周期表和元素周期律的应用1．对化学研究的指导作用(1)根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的变化规律。(2)根据元素的原子结构推测其在元素周期表中的位置和性质。(3)依据元素周期律和周期表，对元素性质进行系统研究，为新元素的发现以及预测它们的原子结构和性质提供线索。2．对社会生产的指导作用(1)在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，如硅、锗、镓等。(2)研究周期表中与氟、氯、硫、磷、砷等位置靠近的元素，制造新品种的农药。(3)在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。元素“位、构、性”之间的关系(1)原子结构与元素在周期表中位置的关系结构eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(电子层数＝周期序数,最外层电子数＝主族序数))位置(2)原子结构与元素性质的关系结构eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外层电子数越少,电子层数越多))越易失电子，单质还原性越强,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外层电子数越多,电子层数越少))越易得电子，单质氧化性越强))性质(3)位置、结构和性质的关系1．下列说法错误的是()A．用作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的分界线附近B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的右上方区域内D．在周期表过渡元素中寻找制造耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素解析：选C。构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。2．镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，下列关于镭的性质描述中不正确的是()A．在化合物中呈＋2价B．单质能和水反应，放出氢气C．镭比钙的金属性弱D．碳酸镭难溶于水解析：选C。镭是第七周期ⅡA族元素，根据同主族元素性质的递变规律可知，镭在化合物中的化合价为＋2价，A正确；Ca能与水反应放出H2，则比Ca活泼的镭也能与水反应放出H2，B正确；镭的金属性比钙强，C错误；BaCO3难溶于水，则碳酸镭也难溶于水，D正确。3．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强于Al(OH)3A．①② B．①③C．②④ D．③④解析：选C。原子序数为15的元素是P，其原子半径大于N原子半径，①不正确；第二周期ⅣA族元素为C，C的非金属性弱于N，其氢化物的稳定性弱于NH3，③不正确。课堂小结合格考训练1．根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是()A．Si、K B．C、SiC．Si、Ge D．As、Se解析：选C。在元素周期表中，金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如Si、Ge为典型的半导体材料。2．碲(Te)是与O、S同主族的元素，位于第五周期。据此，推断碲的相关性质错误的是()A．碲的单质在常温下是固态B．碲的常见化合价是－2、＋4、＋6C．碲可用作半导体材料D．碲的氢化物H2Te很稳定解析：选D。第ⅥA族，从上到下，元素非金属性逐渐减弱，所以H2Te不稳定。3．某主族元素R原子的质量数为79，已知R的单核离子含有45个中子和36个电子，下列有关R的叙述错误的是()A．R位于第四周期第ⅥA族B．R的最高价氧化物对应水化物的化学式为H3RO4C．R的气态氢化物的化学式为H2RD．R的阴离子具有强还原性解析：选B。由于主族元素R原子的质量数为79，含有45个中子，所以质子数为79－45＝34，该原子有4个电子层，最外层是6个电子，所以R位于第四周期第ⅥA族；由于R的最高正价是＋6价，所以R的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4，气态氢化物的化学式为H2R，R的阴离子失电子能力较强，所以具有强还原性。4．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法中正确的是()A．原子半径：W>Z>Y>XB．最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱C．Y的气态氢化物的稳定性较Z的弱D．四种元素的单质中，Z的熔、沸点最高解析：选D。Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y为O，故X为N，Z为S，W为Cl，A项错误；HClO4酸性比H2SO4酸性强，B项错误；H2O比H2S稳定，C项错误；S单质为固体，其他元素的单质为气体，D项正确。5．用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl。回答下列问题：(1)有关制备氮化硅的上述反应中，属于第二周期元素的是__________(填元素符号)。(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是__________(填序号)。a．比较两种元素的气态氢化物的沸点b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小c．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱(3)Si与Al具有相似的化学性质，写出Si与强碱溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)反应中只有N属于第二周期元素。(2)气态氢化物的沸点属于物理性质，与非金属性(化学性质)无关，a错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元素的非金属性越强，b正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，而不是指氢化物的酸性，c错误。(3)Si与Al处于金属与非金属的交界处，二者化学性质相似；Si与强碱溶液反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑。答案：(1)N(2)b(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑等级性测试1．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是()A．事物的性质总在不断地发生明显的变化B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料解析：选C。同族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误；紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误；耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误。2．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是()A．原子半径：Br>Se>PB．还原性：S2－>Se2－>Br－C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族D．Se、Br位于同一主族解析：选C。由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径Se>Br，A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期ⅥA族，C项正确。3．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是()A．Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多B．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强C．因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强D．O与S为同主族元素，且O比S的非金属性强解析：选C。A项同主族元素核电荷数越大，电子层数越多；B项同周期元素从左到右非金属性逐渐增强；D项同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。4．下列对砷(As)的有关判断正确的是()A．砷原子序数为33，它与铝同主族B．砷的原子半径小于磷的原子半径C．砷化氢的稳定性比溴化氢的强D．砷酸的酸性比硫酸的弱解析：选D。砷原子序数为33，位于第ⅤA族，A错；砷、磷同主族，且砷位于磷的下一周期，故砷的原子半径大于磷的原子半径，B错；砷、溴同周期，砷的非金属性比溴弱，因此砷化氢的稳定性比溴化氢的弱，C错；非金属性S＞P＞As，因此砷酸的酸性比硫酸的弱，D对。5．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是()YZXWA.原子半径：X＜Y＜ZB．气态氢化物的稳定性：X＞ZC．一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞W解析：选C。设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。原子半径Z＜Y＜X，A错误；气态氢化物的稳定性X＜Z，B错误；一定条件下氧元素、氯元素都能与Mg反应形成化合物，分别为MgO和MgCl2，C正确；最高价氧化物对应水化物的酸性Y＜W，D错误。6．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是()元素代号ABCDE原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074主要化合价＋1＋3＋2＋6、－2－2A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等B．离子半径：A＋<D2－C．最高价氧化物对应水化物的碱性：A<CD．简单氢化物的稳定性：D>E解析：选B。由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。E2－与B3＋的核外电子数都为10，A错误；离子半径Na＋<S2－，B正确；钠比铍金属性强，故最高价氧化物对应水化物的碱性Be(OH)2<NaOH，C错误；元素的非金属性越强，其对应简单氢化物就越稳定，稳定性H2O>H2S，D错误。7．X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种，原子序数依次增大。W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y、Z位于同一周期，Z单质是一种良好的半导体。W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是()A．原子半径：W>Y>Z>XB．气态氢化物的稳定性：X<ZC．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>WD．Y、Z的氧化物都有酸性和碱性解析：选A。由题意可推出X为O，Y为Al，Z为Si，W为K。B项，气态氢化物的稳定性H2O>SiH4，错误；C项，最高价氧化物对应水化物的碱性KOH>Al(OH)3，错误；D项，Y的氧化物Al2O3有两性，而Z的氧化物SiO2不具有两性，它是酸性氧化物，错误。8．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