新高一化学暑假讲义（新人教版）讲义18 元素周期表（教师版含解析）

第十八讲元素周期表1.初步了解元素周期表的发展历程。2.能说出元素周期表的编排原则及其结构。3.能根据原子序数确定元素在周期表中的位置。4.掌握利用元素周期表推断元素的方法。一．元素周期表1.元素周期表的发展历程（1）诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫首制。（2）编制：将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列。（3）意义：揭示了化学元素间的联系。（3）演变：为未知元素留下的空位先后被填满。（4）现行：排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数。2．元素周期表的结构（1）编排原则横行：电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。纵列：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。（2）元素周期表的结构周期：横行称为周期，现行的元素周期表有7个横行，即7个周期。短周期长周期序号1234567元素种类28818183232零族元素原子序数81018365486118族：纵行称为族，元素周期表有18个纵行，16个族，7个主族，7个副族，1个第VⅢ族（第8,9,10行为同一族），1个0族。主族：由短周期元素和长周期元素共同组成的族，元素的族序数标A。7个主族分别表示为IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA。副族：完全由长周期元素组成的族，元素的族序数标B。7个副族分别表示为IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB。第VⅢ族：第8,9,10三个纵行。0族：第18纵行，即稀有气体。注意：（1）第IIIB族的元素种类最多，因为存在镧系和锕系。第六周期、第七周期元素种类数都是32种。第IIA和第IIIA同周期元素原子序数只差1、11、25。（3）元素周期表中的方格中的符号的意义3.确定元素在周期表中位置的常考方法（1）利用原子结构与周期表的关系原子的电子层数=周期序数原子结构与周期表的关系原子的价电子数=族序数如：某原子核外电子最外层有7个电子，有3电子层，则科推出该元素在第三周期第VIIA族，是Cl。（2）根据0族定位法：根据0族元素的原子序数，推出与其原子序数相近元素的位置。周期数一二三四五六七0族元素原子序数21018365486118例：求56号元素在元素周期表中的位置。根据0族元素的原子序数可知，第四周期的0族元素序数为54，则56号元素应在下一周期，位置应为第五周期第IIA族。（3）同主族相邻两元素原子序数的差的情况①若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数的差等于上周期元素种类数。②若为ⅢA族至0族元素，则原子序数的差等于下周期元素种类数。（4）利用“阴上阳下”规律判断 具有相同电子层结构的离子，其对应元素在周期表中的位置关系符合“阴上阳下”的规律。若、、、（>0）的电子层结构相同，则它们对应的元素在周期表中的位置关系如下：……ZM…………YX……五、原子结构与元素性质原子结构与元素性质的关系（1）金属元素：原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性。（2）非金属元素：原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。2.碱金属元素： 碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。碱金属的原子结构元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm碱金属元素锂Li3120.152钠Na11130.186钾K19140.227铷Rb37150.248铯Cs55160.265结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大（2）碱金属元素的化学性质：①钠、钾与氧气反应比较实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈。反应方程式：2Na＋O2eq\o(=,\s\up14(△))Na2O2、K＋O2eq\o(=,\s\up14(△))KO2。Li在氧气中燃烧产生Li2O，钠在氧气中燃烧产生Na2O2，K在氧气中产生KO2，铷、铯在氧气中燃烧产物更为复杂。②钠、钾与水反应比较碱金属单质钠钾实验操作实验现象相同点：金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色，不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧实验原理2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2K＋2H2O=2KOH＋H2↑实验结论与水反应剧烈程度：K＞Na；金属的活泼性：K＞Na碱金属元素化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子原子核对最外层电子吸引力逐渐减弱，原子失电子能力增强。因此，金属性：Li<Na<K<Rb<Cs。碱金属单质的物理性质元素Li、Na、K、Pb、Cs(原子序数增大)相同点除铯外，其余都呈银白色，它们都比较软，有延展性，密度较小，熔点较低，导电、导热性强递变规律密度逐渐增大(钠、钾反常)熔、沸点逐渐降低个性特点①铯略带金属光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大3.卤族元素卤族元素（简称卤素）是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。卤素单质的物理性质（2）卤素的原子结构特点及性质预测相同点①卤族元素位于周期表第ⅦA族；②最外层上都有7个电子。递变性从F→I核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大，得电子能力逐渐变弱。性质预测非金属性：F>Cl>Br>I（3）卤素单质的化学性质①与H2反应②卤素单质之间的置换反应实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈橙红色Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色Cl2＋2KI=2KCl＋I2静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色Br2＋2KI=2KBr＋I2结论Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强注意：因为F2能与H2O发生反应(2F2＋2H2O=4HF＋O2)，所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。1．元素周期表，所含元素种类最多的族是A．第Ⅲ族 B．第IA族C．0族 D．第ⅢB族【答案】D【详解】元素周期表中所含元素种类最多的族是第ⅢB族，因为含有镧系和錒系。答案选D。2．已知某元素的原子结构示意图如图所示，试推测其在元素周期表的位置为A．第四周期VII族 B．第五周期7A族 C．第五周期VIA族 D．第五周期VIIA族【答案】D【详解】根据某元素的原子结构示意图可以推知其在周期表中的位置，其一般规律为，对于主族元素，原子核外电子层数等于其周期数，原子最外层电子数等于其族序数，根据题目给的原子结构示意图，原子核外共有5层电子，且最外层电子数为7，可知该元素在周期表中的位置为第五周期第VIIA族，故答案选D。【点睛】本题中有一个小陷阱，也是学生在作答填空题时经常会犯的错误，就是要注意，在写周期数时最好使用汉字，在写族序数时一定要使用罗马数字，主族、副族分别要用A、B来表示。3．A、B两种元素为同一周期ⅡA和ⅢA元素，若A元素的原子序数为x，则B元素的原子序数可能为①x+1②x+81③x+11④x+18⑤x+25⑥x+32A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑥【答案】C【详解】IIA族为第二列，IIIA族为第十三列。同一周期的元素在第二、三周期时，IIA族、IIIA族相邻，原子序数相差1，B元素的原子序数为x+1；同一周期的元素在第四、五周期时，IIA族、IIIA族不相邻，中间相差10列，每格有1种元素，B元素的原子序数为x+11；同一周期的元素在第六、七周期时，IIA族、IIIA族不相邻，中间相差10列，第三列每格15种元素，其余每格有1种元素，B元素的原子序数为x+25，故①③⑤正确。答案选C。【点睛】本题考查的是元素周期表的结构及其应用。元素周期表中，从第四周期开始出现过渡元素，第ⅠA、ⅡA之后是第ⅢB，在第六、七周期中的过渡元素又出现镧系和锕系，根据周期表的结构来进行推断。4．下列叙述中正确的是A．除零族元素外，原子最外层电子数都等于该元素所属的族序数B．各主族元素都是由金属元素和非金属元素组成的C．过渡元素包括副族元素和第VIII族元素D．ⅠA、IIA族的元素全部是金属元素，均能与酸发生反应生成氢气【答案】C【详解】A．除零族元素外，短周期元素原子的最外层电子数等于该元素所属的主族序数，故A错误；B．不是各主族元素都是由金属元素和非金属元素组成的，比如第ⅡA元素中无非金属元素，故B错误；C．过渡元素包括七个副族元素和第VIII族元素，故C正确；D．ⅠA、IIA族的元素除氢元素以外全部是金属元素，均能与酸发生反应生成氢气，故D错误；故选C。5．下列关于元素周期表的说法正确的是A．元素周期表是按照元素相对原子质量大小排列而成的B．元素周期表有7个横行，也是7个周期；有18个纵行，即18个族C．凡是位于元素周期表中同一周期的元素，都是按从左到右的顺序原子最外层电子数由1递增到8D．凡是位于元素周期表中同一主族的元素，都是按从上到下的顺序电子层数逐渐增多【答案】D【详解】A.元素周期表是按照元素的原子序数的大小排列而成的，故A错误；B.元素周期表有个周期，个族，故B错误；C.凡是位于元素周期表中同一周期的元素，电子层数均相同，短周期的元素从左到右的顺D.序原子最外层电子数由1递增到8，但长周期元素无此结论，故C错误；凡是位于元素周期表中同一主族的元素，都是按从上到下的顺序电子层数逐渐增多，故D正确；故正确答案为D。6．在元素周期表中，主族元素自ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连一条斜线，此即为金属元素与非金属元素的分界线，从分界线附近可以找到A．耐高温材料 B．新型农药材料 C．半导体材料 D．新型催化剂材料【答案】C【分析】根据元素周期表中的元素分布及元素常见的性质来解题，一般金属延展性较好，可用于做合金，金属元素和非金属元素交界处的元素可以制作半导体材料，一般过度金属可以用来做催化剂，农药分为有机和无机，一般非金属元素可以制作有机农药，由此分析解答。【详解】A．耐高温材料可从过渡元素区找到，不在分界线附近寻找，故A不符合题意；B．新型农药材料可从元素周期表右上角非金属元素区找到，不在分界线附近寻找，故B不符合题意；C．在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素，往往既有一定的金属性，又有一定的非金属性，故可在此区域找到半导体材料，故C符合题意；D．可以用于做催化剂的元素种类较多，一般为过渡金属元素，新型催化剂材料可从过渡元素区找到，不在分界线附近寻找，故D不符合题意。答案选C。7．下列四种演示金属钾与水反应的实验装置，正确的是A． B． C． D．【答案】B【分析】钾与水发生剧烈的氧化还原反应，生成氢氧化钾和氢气，反应放出大量的热。【详解】A．钾与水反应剧烈，从安全角度来看，应加盖玻璃片，防止液体飞溅，故A错误；B．B装置反应空间大且加有玻璃片，能防止液体溅出来，较为安全，故B正确；C．C装置空间太小可能会爆炸，故C错误；D．钾与水反应太剧烈，且反应放出大量的热，收集气体不易操作，故D错误；故选B。8．卤族元素是最活泼的一族非金属元素，下列关于卤族元素的说法正确的是A．卤素单质的最外层电子数都是7B．从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，原子半径依次减小C．从到，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱D．卤素单质与化合的难易程度由难到易的顺序为、、、【答案】C【详解】A.卤素原子的最外层电子数都是7，故A错误；B.从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，原子半径依次增大，故B错误；C.从到，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱，故C正确；D.卤素单质与化合的难易程度由易到难的顺序为、、、，故D错误；故选C。9．A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示.已知B、C元素的族序数之和是A元素族序数的2倍，B和C元的原子序数之和是A的4倍，则A、B、C分别为A．、、B．、、C．、、D．、、【答案】D【详解】设A的原子序数是x，则B和C分别是x+7、x+9，则根据B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，可知4x＝x+7+x+9，解得x＝8，则A是O，B是P，C是Cl，答案选D。10．表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：(1)属于第二周期元素的有_______、__________、________(填元素符号)，属于第ⅢA族的有________(填元素符号)，属于第IA族的有__________、_______(填元素符号)。(2)C元素在元素周期表中的位置是第_____周期第____族。B元素在元素周期表中的位置是第_____周期第____族。【答案】（1）C、O、FAlNa、K（2）3VA；2ⅥA【分析】根据元素在周期表中的分布，A是F，B是O，C是P，D是C，E是Ar，F是Cl，G是S，H是P，I是Mg，J是Na，K是Ca，L是K，M是过渡金属元素，N是Br，结合元素周期表的结构分析解答。【详解】(1)属于第二周期元素的有D、B、A三种元素，分别为C、O、F；属于第ⅢA族的是H，为Al元素；属于第IA族的有J、L两种元素，分别为Na、K，故答案为：C；O；F；Al；Na；K；(2)C是P元素，在元素周期表中的位置是第3周期第VA族。B是O元素，在元素周期表中的位置是第2周期第ⅥA族，故答案为：3；VA；2；ⅥA。1．如果n为第ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n+1的元素可能位于（）①第ⅢA族②第ⅤA族③第ⅢB族④第ⅠA族A．①③ B．①② C．②③ D．①③④【答案】A【详解】元素周期表中，在第二、三周期中，若为第Ⅱ族中某元素的原子序数，则原子序数为的元素位于第Ⅲ族；从第四周期往后，若为第Ⅱ族中某元素的原子序数，则原子序数为的元素位于第Ⅲ族；①③正确，故答案为A。2．A、B两种元素为同一族第三周期和第四周期元素，若A元素的原子序数为x，则B元素的原子序数可能为①x＋2②x＋8③x＋18④x＋32A．①③ B．②④ C．②③ D．①②【答案】C【详解】同一族第三周期和第四周期元素，原子序数相差可能为8（如19号元素钾与11号元素钠），也可能为18（如31号镓元素与13号铝元素），所以若A元素的原子序数为x，则B元素的原子序数可能为x＋8或x＋18。故选C。3．下列关于元素周期表说法正确的是A．元素周期表中最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族B．在过渡元素中找优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料C．元素所在族序数等于元素原子最外层电子数D．元素周期表有七个横行，分为七个周期，有18个纵行，分为18个族，其中8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族【答案】B【详解】A．元素周期表中最外层电子数为2的元素可能是第ⅡA族，也可能是副族元素，故A错误；B．制备催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料在过渡元素中寻找，故B正确；C．主族元素的族序数等于最外层电子数，但副族元素不一定，故C错误；D．元素周期表有七个横行，分为七个周期，有18个纵行，分为16个族，其中8、9、10三个纵行合称Ⅷ族，D说法错误；本题答案B。4．据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是A．铷的原子序数为37B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应D．铷的氢氧化物是弱碱【答案】D【详解】A．铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A说法正确；B．铷的原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B说法正确；C．铷的氧化物为碱性氧化物，则暴露在空气中易与CO2反应，C说法正确；D．铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D说法错误；答案为D。5．下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是①金属性最强的是锂②氧化性最强的是锂离子③在自然界中均以化合态形式存在④Li的密度最大⑤铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸A．①②③ B．④⑤ C．②④ D．②③⑤【答案】D【详解】①同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，即Cs的金属性最强，故①错误；②单质的还原性越强，则其离子的氧化性越弱，同主族从上到下，元素的金属性增强，则Li＋的氧化性最强，故②正确；③碱金属都是活泼的金属，自然界中均以化合态形式存在，故③正确；④从上到下碱金属元素单质的密度呈增大的趋势，Cs的密度最大，故④错误；⑤Cs的金属性非常强，与水反应十分剧烈，故⑤正确；综上所述，②③⑤正确，故选D。6．下列关于卤族元素的递变规律不正确的是A．、、、的氧化性逐渐减弱B．、、、的热稳定性逐渐减弱C．、、、的还原性逐渐增强，颜色逐渐变深D．、、、的密度逐渐增大【答案】C【详解】A．随着原子序数的增大，卤族元素的得电子能力逐渐减弱，、、、的氧化性逐渐减弱，选项A正确；B．随着原子序数的增大，卤族元素的得电子能力逐渐减弱，所以单质与氢气化合的能力逐渐减弱，、、、的热稳定性逐渐减弱，选项B正确；C．随着原子序数的增大，卤族元素的得电子能力逐渐减弱，所以对应阴离子的失电子能力逐渐增强，即、、、的还原性逐渐增强，但四种离子均为无色，选项C错误；D．随着原子序数的增大，卤素单质的密度逐渐增大，选项D正确。答案选C。7．为比较卤素单质氧化性进行实验：①氯水滴入溴化钠溶液中，溶液变黄；②氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色。下列有关分析不合理的是A．①中反应：Cl2+2Br-＝2Cl-+Br2B．②中再加入CCl4,振荡、静置，下层溶液为紫红色C．根据①②得出结论：氧化性Cl2>Br2>I2D．将②中氯水换成溴水即可得出最后结论【答案】C【详解】A.氯水滴入溴化钠溶液中，溶液变黄，说明有单质溴生成，则①中反应为Cl2+2Br-＝2Cl-+Br2，A正确；B.氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色，说明有单质碘生成，则②中再加入CCl4，振荡、静置，下层溶液为紫红色，B正确；C.根据①②得出结论是氧化性氯气强于溴和碘，但不能得出溴强于碘的结论，C错误；D.要验证溴的氧化性强于碘，只需要将②中氯水换成溴水即可得出最后结论，D正确；答案选C。8．关于元素周期表的说法正确的是A．第IA族的元素都为金属元素B．同主族元素相差的原子序数可能为16、26、36、46C．同周期IA族和ⅢIA族原子序数差可能为1、11、25D．元期表中有7个主族，7个副族，一个0族，一个VIII族，共16个族16个纵行【答案】C【详解】A．第ⅠA族的元素除H元素外，其他元素都是金属元素，故A错误；B．在元素周期表中，第一周期共有2种元素，第二周期共有8种元素，第三周期共有8种元素，第四周期共有18种元素，第五周期共有18种元素，第六周期共有32种元素，第七周期共有32种元素，故主族元素相差的原子序数可能为2或8或18或32，不可能为16、26、36、46，故B错误；C．同周期ⅡA族和ⅢA族原子序数差可能为1、11、25，若两种原子均位于第二周期Be和B的原子序数相差1，若两种原子均位于第三周期，Mg和Al的原子序数相差1，若两种原子均位于第四周期，Ca和Ga的原子序数相差11，若两种原子均位于第五周期，Sr和In的原子序数相差11，若两种原子均位于第六周期，Ba和Tl的原子序数相差25，故C正确；D．周期表中有7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，共16个族，由于第Ⅷ族占3个纵行，故元素周期表有18个纵行，故D错误；故选C。9．原子序数为x的元素E在周期表中位于A，B，C，D四种元素中间(如图所示)，则A，B，C，D四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)()A．4x B．4x+6 C．4x+10 D．4x+14【答案】B【详解】在A、B、C、D四种元素中，同周期的A、C两种元素的原子序数之和为2x，又因同主族各周期相邻的两元素之间的原子序数相差8、18、32。所以四种元素中，同主族的B，D两种元素的原子序数之和可能为2x、2x+10或2x+14。则四种元素的原子序数之和可能为4x、4x+10或4x+14，只有选项B不可能。故合理选项是B。10．元素周期表中前七个周期的元素种类数如下：周期一二三四五六七元素种类数28818183232请你从中寻找规律，并预言第八周期最多可能包含的元素种类数为（）A．18 B．32 C．50 D．64