4.2.2 元素周期表和元素周期律的应用 课件 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第2课时元素周期表和元素周期律的应用【课程目标】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)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。内容索引01.夯基提能02.素养落实03.课时作业（二十六）知识点一元素周期表的分区和元素化合价规律知识点二元素周期表和元素周期律的应用主族元素的周期性变化规律01.夯基提能知识点一元素周期表的分区和元素化合价规律

1．元素周期表的金属区和非金属区请填写出图中序号所示内容：①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________；⑦________；⑧________。增强AlSi非金属金属增强增强增强【师说·助学】结合上图，回答下列问题。(1)元素周期表的金属区和非金属区是如何分布的？并指出金属性、非金属性最强的元素(放射性元素除外)。(2)位于分界线处的元素的性质有何特点？

答案：(1)金属元素位于周期表分界线的左下方，金属性最强的是Cs(放射性元素除外)，非金属元素位于周期表分界线的右上方，非金属性最强的是F。(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。2．元素化合价与元素在周期表中位置的关系结合表格数据归纳化合价规律。(1)主族元素的最高正化合价＝____________＝________________(O、F除外)。族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA最高正价＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7最低负价－－4－3－2－1

绝对值之和－8888

主族序数最外层电子数(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最低负价等于使它达到稳定结构所需要得到的电子数。③|最高正价|＋|最低负价|＝____(H、O、F除外)。3．价电子主族元素的价电子数＝最外层电子数，过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。8即学即练1．正误判断，错误的说明原因。(1)金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性：____________________________________________________________。(2)原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素：____________________________________________________________。(3)最外层电子数是2的元素，最高正价一定是＋2价：____________________________________________________________。错误。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错误。如第ⅣA族元素Ge为金属元素错误。如稀有气体元素He，最外层电子数为2，其化合价为02．某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断(

)A．R的简单气态氢化物的化学式为H2RB．R一定是第ⅣA族元素C．R的简单气态氢化物比同周期其他元素的简单气态氢化物稳定D．R一定是第四周期元素答案：A解析：某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，说明该元素的最高正化合价为＋6价，该元素可为第ⅥA族元素中除了氧元素外的其他元素。该元素最低负化合价为－2价，则元素R的简单气态氢化物的化学式为H2R，故A正确；R一定是第ⅥA族元素，故B错误；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，故C错误；根据题干信息不能确定元素R所在的周期，故D错误。3．古时人们把雄黄酒洒在墙角、床底等处，可以驱虫，清洁环境。雄黄是一种矿物质，俗称“鸡冠石”，其主要成分是硫化砷，As位于元素周期表第ⅤA族。另外，与As同周期、第ⅥA族元素Se在生活中也有广泛的应用。(1)砷元素的最高价态是________；Se的最高价氧化物对应水化物的化学式为_____________。(2)试比较As、Se的气态氢化物的热稳定性______________________。＋5价H2SeO4H2Se＞AsH3

＞＞＞难黑难酸难2．在科技生产中的应用【师说·助学】门捷列夫在研究周期表时，科学地预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种当时尚未发现的元素。(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗(Ge)。①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si________Ge(填“>”或“<”)。>②锗位于硅的下一周期，试写出“锗”在周期表中的位置________________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是________________。③硅和锗的单质分别与H2反应时，反应较难进行的是________(填“硅”或“锗”)。第四周期第ⅣA族用作半导体材料锗(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因________________________。②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液，_____________和________________。原子最外层电子数都是3个稀硫酸(或盐酸)NaOH溶液即学即练1．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法不正确的是(

)A．在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素B．在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温、耐腐蚀合金的元素C．在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素D．地球上元素含量的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系答案：D解析：金属与非金属元素分界线附近的元素既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性，故可以寻找制备半导体材料的元素，A正确；过渡金属元素具有特殊性，可在过渡元素中寻找制备催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素，B正确；农药中通常含有氟、氯、硫、磷、砷等元素，故可在非金属元素区域寻找制备新型农药的元素，C正确；地球上元素含量的分布与其在周期表中的位置无关，D错误。2．镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素，关于镭的性质，下列描述不正确的是(

)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．碳酸镭难溶于水答案：C解析：镭是第七周期第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。02.素养落实主族元素的周期性变化规律内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构电子层数________依次________最外层电子数依次增加1个________原子半径逐渐________逐渐________元素的性质金属性逐渐________逐渐________非金属性逐渐________逐渐________主要化合价一般，最高正价：________________负化合价：________________最高正价数＝____________(O、F除外)相同增加相同减小增大减弱增强增强减弱＋1→＋7主族序数－8主族序数化合物性质最高价氧化物对应水化物酸性逐渐________碱性逐渐________酸性逐渐________碱性逐渐________气态氢化物的稳定性逐渐________逐渐________离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐________，阴离子还原性逐渐________阳离子氧化性逐渐__________，阴离子还原性逐渐____________增强减弱减弱增强增强减弱增强减弱减弱增强例1[2024·安徽宿州高一期末]下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是(

)A．氧化性：Cl2>Br2>I2B．失电子能力：K>Na>LiC．酸性：HClO4>H2SO4>H2SO3D．原子半径：N>O>H答案：C解析：周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，单质氧化性Cl2>Br2>I2，故A不符合；周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，元素的金属性增强，失电子能力K>Na>Li，故B不符合；周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性增强，但亚硫酸中硫不是最高价，酸性HClO4>H2SO4>H2SO3，不能用元素周期律解释，故C符合；电子层数越多，原子或离子的半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，对核外电子的吸引能力越强，原子或离子半径越小，原子半径N>O>H，故D不符合。例2[2024·河北石家庄高一期末]W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，X和Z同主族。盐YZW与浓盐酸反应生成黄绿色气体，此气体同冷的烧碱溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是(

)A．原子半径：W<X<Y<ZB．氢化物水溶液酸性：X>ZC．X的单质与水反应生成两种酸D．标准状况下，W的单质状态与X的相同答案：D解析：盐与浓盐酸反应生成黄绿色气体，该气体为氯气，与氢氧化钠溶液作用，得到含有YZW的溶液，则盐为NaClO，W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X与Z同族，则W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl。原子的核外电子层数越多原子半径越大，同一周期随着原子序数的增加原子半径减小，因此原子半径Na>Cl>O>F，A错误；X的氢化物水溶液为HF溶液，Z的氢化物水溶液为HCl溶液，氟元素的非金属性强于氯元素，与氢结合得更牢固，因此HF溶液中解离出的氢离子浓度小于HCl溶液中解离出的氢离子浓度，X的氢化物水溶液酸性弱于Z，B错误；氟气与水生成HF和氧气，C错误；W的单质为氧气，X的单质为氟气，二者在标准状况下都呈气态，D正确。【变式演练】1．[2024·辽宁大连高一期末]As与Ga同周期，As与N同主族，Ga与Al同主族。下列事实不能用元素周期律解释的是(

)A．非金属性：As＞GaB．碱性：Ga(OH)3＞Al(OH)3C．酸性：H3AsO4＞H3AsO3D．热稳定性：NH3＞AsH3答案：C解析：As与Ga同周期，As与N同主族，As与N都位于第ⅤA族，Ga与Al同主族，Ga与Al都位于第ⅢA族。同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强，非金属性As＞Ga能用元素周期律解释，A项不符合题意；同主族从上到下元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，金属性Ga＞Al，碱性Ga(OH)3＞Al(OH)3能用元素周期律解释，B项不符合题意；H3AsO4、H3AsO3都是As的含氧酸，H3AsO4中非羟基氧的个数为1，H3AsO3中非羟基氧的个数为0，含氧酸中非羟基氧的个数越大、酸性越强，故酸性H3AsO4＞H3AsO3，不能用元素周期律解释，C项符合题意；同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，非金属性N＞As，热稳定性NH3＞AsH3能用元素周期律解释，D项不符合题意。2．四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T是地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是(

)A．W的氢化物比R的氢化物稳定B．T的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱C．Q的原子半径比T的小D．W和Q的原子序数相差10答案：B解析：T是地壳中含量最高的金属元素，则T是Al元素，结合四种短周期主族元素在周期表中的相对位置推知，Q是C元素，R是P元素，W是S元素。由于元素的非金属性S>P，则氢化物的稳定性H2S>PH3，A正确；T是Al元素，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，属于弱碱，B错误；Q(C)处于第二周期，T(Al)处于第三周期，则原子半径C<Al，C正确；W(S)的原子序数是16，Q(C)的原子序数是6，二者的差值是10，D正确。03.课时作业（二十六）题组一元素周期表的分区和化合价变化规律1．(3分)[2024·长沙高一检测]元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是(

)A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强D．元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素属于过渡元素答案：C2．(3分)元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法正确的是(

)A．元素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答案：C解析：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。3．(3分)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气态氢化物的化学式为H2RC．R的最高价氧化物的化学式为RO3D．R的气态氢化物的水溶液显酸性答案：A解析：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价，最低负价为－2价，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；硫的最高价氧化物的化学式为SO3，C项正确；H2S的水溶液呈弱酸性，D项正确。题组二元素周期表和元素周期律的应用4．(3分)下列事实不能用元素周期律解释的是(

)A．酸性：H2SO3>H2CO3B．还原性：S2－>Cl－C．气态氢化物的稳定性：NH3>CH4D．Cl2从KI溶液中置换出I2答案：A解析：元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，H2SO3不是最高价含氧酸，不能用元素周期律解释，A符合题意；硫的非金属性弱于氯，故还原性：S2－>Cl－，能用元素周期律解释，B不符合题意；N的非金属性强于C，所以气态氢化物的稳定性NH3>CH4，能用元素周期律解释，C不符合题意；氯的非金属性强于碘，所以Cl2从KI溶液中置换出I2，能用元素周期律解释，D不符合题意。5．(3分)[2024·辽宁葫芦岛高一期末]下列关于物质的性质的比较，不正确的是(

)A．酸性强弱：HClO4＞H2SO4＞H3PO4B．离子半径大小：Na＋＞S2－＞Cl－C．碱性强弱：KOH＞NaOH＞LiOHD．金属性强弱：K＞Na＞Mg答案：B解析：P、S、Cl为同周期元素，非金属性Cl＞S＞P，则酸性强弱：HClO4＞H2SO4＞H3PO4，A正确；Na＋核外有2个电子层，S2－、Cl－核外有3个电子层，S的核电荷数比Cl小，则Na＋半径最小，离子半径大小：S2－＞Cl－＞Na＋，B不正确；Li、Na、K为同主族元素，电子层数依次增多，金属性依次增强，则碱性强弱：KOH＞NaOH＞LiOH，C正确；K、Na为同主族元素，K在Na的下方，Na、Mg为同周期元素，Na在Mg的左边，则金属性强弱：K＞Na＞Mg，D正确。6．(3分)[2024·四川绵阳高一期末]硒(Se)位于元素周期表中第四周期第ⅥA族，可用作光敏材料、电解锰的催化剂，也是动植物必需的营养元素。下列有关硒的说法错误的是(

)A．74Se、76Se互为同位素B．H2O的稳定性小于H2SeC．H2SO4的酸性比H2SeO4强D．将O2通入H2Se的水溶液中可得Se答案：B解析：同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，74Se、76Se符合同位素的概念，故A正确；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，O的非金属性强于Se，H2O的稳定性大于H2Se，故B错误；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，S的非金属性强于Se，H2SO4的酸性比H2SeO4强，故C正确；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性强的单质能置换非金属性弱的单质，O的非金属性强于Se，所以将O2通入H2Se的水溶液中可得Se，故D正确。题组三元素“位—构—性”关系的应用7．(3分)短周期元素A、B、C原子序数依次增大，A3－与B2－、C＋电子层结构相同，则下列说法中不正确的是(

)A．三种元素可组成CAB2和CAB3型化合物B．离子半径：C＋＞B2－＞A3－C．H2B在同主族元素气态氢化物中最稳定D．B的某种单质可用于杀菌消毒答案：B解析：三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，A3－与B2－、C＋的电子层结构相同，A、B在第二周期，C在第三周期，则A为N元素，B为O元素，C为Na元素。三种元素可组成化合物NaNO2和NaNO3，故A项正确；核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则离子半径：A3－＞B2－＞C＋，故B项错误；O为第ⅥA族中非金属性最强的元素，则对应的气态氢化物最稳定，故C项正确；O元素的单质臭氧具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D项正确。8．(3分)[2024·河北保定高一下学期考试]X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X、Z的最外层电子数均等于其周期序数，X是宇宙中含量最丰富的元素，Y是海水中含量最多的金属元素，W的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6。下列说法错误的是(

)A．W的氧化物对应的水化物一定是强电解质B．简单离子半径：W>Y>ZC．X2是一种清洁能源D．Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间能互相反应答案：A

9．(3分)已知铍(Be)的原子序数为4，下列关于铍及其化合物的叙述中正确的是(

)A．铍的金属性比镁强B．氯化镁的氧化性比氯化铍强C．氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱D．单质铍易和冷水反应产生氢气答案：C解析：Be位于第ⅡA族，金属性Be、Mg、Ca依次增强，A、B错误，C正确；镁与冷水很难反应，Be与冷水更难反应，D错误。10．(3分)某主族元素R原子的质量数为79，已知R离子含有45个中子和36个电子，下列关于R元素的叙述错误的是(

)A．R元素属于第ⅡA族B．R元素在周期表中处于第四周期C．R元素最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2RO4D．R元素气态氢化物的化学式为H2R答案：A解析：由题给信息知R的原子序数为79－45＝34，为Se元素，位于周期表中第四周期ⅥA族，故A项错误，B项正确；Se为ⅥA族，最高正价为＋6，最低负价为－2，故C、D项正确。题组四“位—构—性”与元素的综合推断11．(3分)如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是(

)A．元素①位于第二周期第ⅣA族B．气态氢化物的稳定性：④>②C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑤>④D．元素的最高正化合价：③＝⑤答案：C解析：对照元素周期表便可确定①、②、③、④、⑤分别是N、O、F、S、Cl。元素①是N，位于第二周期第ⅤA族，A项错误；S的非金属性比O弱，因此H2S的热稳定性比H2O弱，B项错误；Cl的非金属性比S强，HClO4的酸性大于H2SO4，C项正确；Cl的最高正化合价为＋7价，F没有正化合价，D项错误。12.(3分)[2024·天津河西区高一期末]短周期元素a、b、c、d在元素周期表中的位置如图所示。下列叙述错误的是(

)A．a与c属于同一主族，化学性质相似B．a的单质可与b的单质剧烈化合C．原子半径：c＞d＞bD．b下一周期的同主族元素的单质分别可与a、c、d的单质发生化合反应答案：A解析：根据元素在周期表的位置可知a是H，b是F，c是Na，d是Mg，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。a是H，c是Na，二者原子核外最外层电子数都是1个，位于元素周期表第ⅠA族，但H是非金属元素，在化学反应中能够表现氧化性、还原性，而Na是活泼的金属元素，只有强还原性，不具有氧化性，因此二者的化学性质不相似，A错误；H2与F2在冷暗处迅速化合形成HF，反应非常剧烈，B正确；同一周期元素，原子序数越大原子半径越小，不同周期元素，一般原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以原子半径：c(Na)＞d(Mg)＞b(F)，C正确；b是F，其下一