【考点突破】第四章第5课时 元素周期表和元素周期律的应用高一化学同步课件（人教版2019必修第一册）

第二节

元素周期律第三章物质结构元素周期律第5课时元素周期表和元素周期律的应用元素周期表和元素周期律的应用01“位”“构”“性”关系及应用02课堂练习0304

考点

·

突破ExamPointsBreakthrough巩固提升EPB考点突破01元素周期表和元素周期律的应用【情境】奥地利首都维也纳一家矿场监督牟勒是第一个提取出碲的人。1782年，牟勒从一种被当地人称为“奇异金”的矿石中提取出碲。已知：Te与O、S同主族。【问题探究】1．碲的单质是什么状态的物质？请说明理由。【解析】固态；同主族非金属单质的熔点从上到下逐渐升高，硫单质是固体，故碲单质也是固体。2．碲元素的常见化合价有哪些？【解析】类比S元素可知，碲元素的主要化合价有－2、＋4、＋6价。3．碲单质有可能作半导体材料吗？请说明理由。【解析】能作半导体材料；原因是碲位于金属元素和非金属元素分界线附近，具有一定的金属性。4．元素周期表在预测新元素、发现新物质方面起着巨大的作用。随着社会的发展，对新型农药的需求量越来越大。若要寻找新型农药，可在周期表的哪个位置进行探索？【解析】可在氟、氯、硫、磷、砷等元素所在周期表中的位置附近寻找。归纳总结1．元素周期表的金属区和非金属区(1)分界线的划分：沿着周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之间画一条虚线，虚线左下方是金属元素，虚线右上方是非金属元素。(2)分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性，故元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。2．元素化合价与元素在周期表中位置的关系(1)主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数，最高正化合价＋|最低负化合价|＝8。(2)非金属元素的化合价①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。②最低负价的绝对值等于使它达到8电子稳定结构所需要得到的电子数。(仅限第ⅣA族～第ⅦA族元素)③最高正价与最低负价的绝对值之和等于8(O、F除外)。3．在科技生产中的应用4．元素周期律在理论上的应用(1)预测未知元素的性质依据：同主族元素性质的递变规律。如已知卤族元素的性质递变规律，可推知未知元素砹(At)的单质应为有色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。(2)比较元素的性质依据：元素周期律。如比较H2SO4和H2SeO4的酸性强弱，因为S、Se同主族，自上至下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，故酸性：H2SO4>H2SeO4。(3)解释实验现象，如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。

易错点(1)在分界线的左侧(第ⅠA族)还包括非金属元素氢。(2)元素周期表的左下方金属性最强的元素是铯(Fr是放射性元素，除外)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是CsOH。右上方非金属性最强的元素是氟，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4。

课堂练习1．元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应用错误的是A．可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料B．可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料C．可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等D．可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质【答案】B【解析】A．在金属元素与非金属元素的交界处的元素具有金属性、非金属性，可作半导体材料，故可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料，A正确；B．在过渡元素区域寻找优良的催化剂和耐高温耐腐蚀的合金材料，可以在非金属区域寻找制农药和药物的元素，B错误；C．可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等，如Fe3O4等磁性材料，C正确；D．利用“元素周期表”，同一族的元素具有相似的化学性质，可以预测新元素的原子结构和性质，可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质，D正确；故答案为：B。2．元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断，下列说法不正确的是(

)A．若aX2＋和bY－的核外电子层结构相同，则原子序数：a＝b＋3B．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推断出元素的非金属性：Cl>FC．锗与硅位于金属与非金属的交界处，都能作半导体材料D．S和Se分别位于第ⅥA族的第三、四周期，则氢化物的稳定性：H2S>H2Se【解析】选B

aX2＋的核外电子数为a－2，bY－的核外电子数为b＋1，由二者核外电子层结构相同可知a－2＝b＋1，则a＝b＋3，A项正确；HCl和HF不是最高价含氧酸，所以不能根据二者酸性强弱来判断元素非金属性的强弱，B项错误；锗与硅位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料，C项正确；同一主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，S的非金属性比Se强，则氢化物的稳定性：H2S>H2Se，D项正确。3．科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是(

)A．它的最外层电子数为4B．它的最高价氧化物对应的水化物是强酸C．它具有＋2、＋4价D．它的金属性比铅强【解析】选B由题意知，该元素位于第ⅣA族铅元素下面，金属性比铅强，D正确，B不正确；因处于第ⅣA族，其原子最外层有4个电子，A正确；由第ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知C正确。EPB考点突破02“位”“构”“性”关系及应用【情境】人工合成氨是科学史上的里程碑之一。一百多年来，工业合成氨需要高温高压的苛刻条件，而自然界的生物固氮是在常温常压下进行的。因此高效的人工模拟生物固氮成为催化科学领域的圣杯。【问题探究】若要研制新型的高效催化剂，应该在元素周期表的什么位置寻找合适的元素？

【答案】在元素周期表中的过渡元素部分寻找合适的催化剂。归纳总结1．同一元素的“位、构、性”关系可表示如下具体表现为：(1)结构与位置的关系(2)结构与性质的关系(3)位置、结构和性质的关系2．主族元素在周期表中的特殊位置(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al；(2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S；(3)族序数等于周期数3倍的元素：O；(4)周期数是族序数2倍的短周期元素：Li；(5)周期数是族序数3倍的短周期元素：Na；(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si；(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S；(8)除H外，原子半径最小的元素：F；(9)最高价不等于族序数的元素：O、F。3．元素“位、构、性”规律中的特例(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(H)无中子。(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。(5)氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显－1价；在NaH中氢显－1价。

课堂练习1．锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及各种电子装置，锗(Ge)是第四周期第IVA族元素，位于周期表中金属区与非金属区的交界线上。下列叙述正确的是A．锗的单质具有半导体的性能 B．锗是金属性很强的元素C．锗化氢(GeH4)稳定性很强 D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸【答案】A【解析】A．锗位于金属元素与非金属元素的分界线附近，金属性和非金属性都较弱，反应中既不易得到电子，也不易失去电子，常用于做半导体材料，故A正确；B．位于周期表中金属区与非金属区的交界线上，金属性和非金属性都较弱，故B错误；C．主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，锗化氢(GeH4)稳定性很弱，故C错误；D．锗和硅位于同一主族，主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，则硅的非金属性强于锗的，非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，所以锗酸的酸性比硅酸弱为弱酸。硅酸不溶于水，推知锗酸(H4GeO4)难溶于水，故D错误；故答案为A。2．运用元素周期律分析下面的推断，其中错误的是A．铍(Be)的氧化物的水化物可能具有两性B．砹元素位于卤素族，(At2)为有色固体；HAt不稳定；AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸C．锶元素位于第IIA族，硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体D．锂在空气中点燃生成Li2O2【答案】D【解析】A．元素周期表中Be和Al处于对角线位置上，处于对角线的元素具有相似性，所以Be(OH)2具有两性，A正确；B．同一主族元素具有相似性，所以卤族元素性质具有相似性，根据元素的性质、氢化物的性质、银盐的性质可推知砹(At)为有色固体，HAt不稳定，砹化银不溶于水也不溶于稀酸，B正确；C．同主族元素性质具有相似性，锶元素位于第IIA族，钡和锶位于同一主族，性质具有相似性，硫酸钡是不溶于水的白色固体，所以硫酸锶也是不易溶于水的白色固体，C正确；D．Li的金属性比Na弱，在空气中点燃无法生成过氧化物，会生成Li2O，D错误；答案选D。【解析】选B由5种元素在周期表中的位置可以推知：Z为Al，X为N，Y为O，W为S，Q为Cl。Y原子的电子总数是8，其K层有2个电子，电子总数是K层电子数的4倍，A项正确；原子半径大小顺序为r(Z)>r(W)>r(Q)>r(X)>r(Y)，B项错误；氯气能与硫化氢发生置换反应生成氯化氢和硫单质，C项正确；根据同周期元素性质递变规律可知非金属性：短周期中F元素非金属性最强，但是F无正价，没有含氧酸，故短周期中Cl元素的最高价氧化物对应水化物的酸性最强，D项正确。EPB考点突破03巩固提升01练习与应用1．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素性质。下列说法正确的是A．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同B．主族元素的最高正价等于该元素原子的最外层电子数C．在金属元素与非金属元素的交界处寻找优良的催化剂D．短周期第IVA与VIIA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构【答案】D【解析】A．核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同，如F-、Ne、Na+核外电子排布相同但化学性质不同，故A错误；B．主族元素的最高正价不一定等于该元素原子的最外层电子数，如：F无正价，故B错误；C．在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料，故C错误；D．短周期第IVA元素：C、Si，易形成4个共用电子对，VIIA族元素：F、Cl，易形成1个共用电子对，短周期第IVA与VIIA族元素的原子间构成的分子：CF4、CCl4、SiF4、SiCl4，均满足原子最外层8电子结构，故D正确；故选D。练习与应用022．元素周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。下列说法正确的是A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到催化剂材料B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药C．在过渡元素中可寻找制造半导体的元素D．可在第I、IIA族元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素【答案】B【解析】A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到制造半导体材料的元素，A错误；B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药，B正确；C．在过渡元素中可寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，C错误；D．可在过渡元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，D错误；故答案为：B。03练习与应用3．关于114号元素(位于元素周期表第七周期第ⅣA族)，下列有关说法错误的是A．非金属性比砹强 B．该元素是一种金属元素C．该元素的主要化合价为+2、+4 D．该元素是一种放射性元素【答案】A【分析】结合元素周期表结构可知114号元素位于第七周期IVA族，即为碳族元素，【解析】A．与砹同周期且为金属元素，同周期元素从左向右非金属性增强，非金属性比砹弱，A错误；B．碳族元素从第三周期开始均为金属元素，B正确；C．碳族元素，主要化合价为－4价、＋4价、＋2价，因其为金属，所以主要化合价为+2、+4，C正确；D．从第七周期开始后续元素是放射性元素，D正确；故选A。练习与应用04【解析】选C

A项，虚线左下方的元素均为金属元素，错误；B项，紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，错误；C项，元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性，又具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，正确；D项，在过渡元素中可寻找耐高温材料，在非金属元素中寻找制农药的元素，错误。练习与应用0505【解析】选A

X原子最外层有5个电子，X是N元素；根据X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置可知，Y、Z、W分别是P