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專題3.3 元素周期律、元素周期表試題的解題方法與技巧 高考對本講內(nèi)容的考查空間很大，知識面很廣，主要考查原子結(jié)構(gòu)中各種微粒關(guān)系，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)圖式進行分析判斷和簡單計算，對1～20號元素原子結(jié)構(gòu)的考查是重點，注意規(guī)律和結(jié)論的應用。其次以元素化合物為載體，綜合應用元素周期表和元素周期律，可集判斷、實驗、計算于一體。題型穩(wěn)定。另外高考對化學鍵的考查主要是圍繞電子式正誤判斷、化學鍵與物質(zhì)類別和性質(zhì)的關(guān)系兩方面進行、題目基礎(chǔ)性強，一般不獨立命題。通常為選擇題的一個選項和基礎(chǔ)填空。預計2019年高考中選擇題考查以重大科技為背景，考查原子結(jié)構(gòu)、同位素知識。元素周期律(表)主要是比較元素的金屬性、非金屬性的強弱或者原子、離子半徑的大小、氫化物的穩(wěn)定性等。非選擇題主要是利用“位—構(gòu)—性”關(guān)系在推斷的基礎(chǔ)上，考查元素化合物及化學反應原理知識。 二、元素周期律 1、定義：元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。 2、實質(zhì)：元素原子核外電子排布周期性變化的結(jié)果。 3、具體表現(xiàn) 同周期(從左到右) 同主族(從上到下) 原子序數(shù) 依次遞增 依次遞增 電子層數(shù) 相同 依次遞增 最外層電子數(shù) 依次遞增（從1至8） 相同（He除外） 原子半徑 逐漸減小 逐漸增大 主要化合價 最高正價由＋1價到＋7價價(O、F除外) 最低負價由－4價到－1價 一般相同 金屬性 逐漸減弱 逐漸增強 非金屬性 逐漸增強 逐漸減弱 方法技巧： 1、元素金屬性和非金屬性的比較方法 元 素 金 屬 性 比 較 本質(zhì) 原子越易失去電子，金屬性就越強 判斷 依據(jù) ①同周期從左到右金屬性減弱；同主族從上到下金屬性增強。 ②在金屬活動性順序表中越靠前，金屬性越強 ③單質(zhì)與水或與非氧化性酸反應置換出氫氣越劇烈，金屬性越強 ④單質(zhì)還原性越強或陽離子氧化性越弱，金屬性越強 ⑤最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強 ⑥若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，則Y比X金屬性強 ⑦電化學原理：不同金屬形成原電池時，通常作負極的金屬性強；在電解池中的惰性電極上，先析出的金屬性弱。 元 素 金 屬 性 比 較 本質(zhì) 原子越易得到電子，非金屬性就越強 判斷 依據(jù) ①同周期從左到右非金屬性增強；同主族從上到下非金屬性減弱 ②單質(zhì)與H2化合越容易，形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強 ③單質(zhì)氧化性越強，陰離子還原性越弱，非金屬性越強 ④最高價氧化物的水化物酸性越強，非金屬性越強 ⑤若An－＋B―→Bm－＋A，則B比A非金屬性強 2、微粒半徑大小比較的常用規(guī)律 （1）同周期元素的微粒：同周期元素的原子或最高價陽離子或最低價陰離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸減小(稀有氣體元素除外)，如Na＞Mg＞Al＞Si，Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，S2－＞Cl－。 （2）同主族元素的微粒：同主族元素的原子或離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸增大，如Li＜Na＜K，Li＋＜Na＋＜K＋。 （3）電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒：電子層結(jié)構(gòu)相同(核外電子排布相同)的離子半徑(包括陰、陽離子)隨核電荷數(shù)的增加而減小，如O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋。 （4）同種元素形成的微粒：同種元素原子形成的微粒電子數(shù)越多，半徑越大。如Fe3＋＜Fe2＋＜Fe，H＋＜H＜H－。 （5）電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的，可通過一種參照物進行比較如比較A13+與S2－的半徑大小，可找出與A13+電子數(shù)相同的O2－進行比較，A13+＜O2－，且O2－＜S2－，故A13+＜S2－。 3、“位—構(gòu)—性”的綜合判斷與應用 （1）由原子序數(shù)確定元素位置的規(guī)律：只要記住了稀有氣體元素的原子序數(shù)(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可由主族元素的原子序數(shù)推出主族元素的位置。 ①若比相應的稀有氣體元素多1或2，則應處在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88號元素：88－86＝2，則應在第七周期第ⅡA族； ②若比相應的稀有氣體元素少1～5時，則應處在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84號元素應在第六周期第ⅥA族； ③若預測新元素，可與未發(fā)現(xiàn)的稀有氣體元素(118號)比較，按上述方法推測知：114號元素應為第七周期第ⅣA族。 （2）性質(zhì)與位置互推問題是解題的關(guān)鍵：熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，主要包括： ①元素的金屬性、非金屬性。 ②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。 ③最高價氧化物對應水化物的酸堿性。 ④金屬與H2O或酸反應的難易程度。 （3）結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推問題是解題的要素 ①最外層電子數(shù)是決定元素原子的氧化性和還原性的主要原因。 ②原子半徑?jīng)Q定了元素單質(zhì)的性質(zhì)；離子半徑?jīng)Q定了元素組成化合物的性質(zhì)。 ③同主族元素最外層電子數(shù)相同，性質(zhì)相似。 A.原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大，所以原子半徑W>Y，A正確； B.元素的非金屬性越強，其簡單氫化物的穩(wěn)定性就越強。由于元素的非金屬性X>W，所以最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性X>W，B錯誤； 【點睛】 本題考查元素周期表、元素周期律的知識，突破口是只有短周期元素Z為金屬元素。掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系是解題關(guān)鍵。 【例4】A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素，其中A的原子序數(shù)是B 和D原子序數(shù)之和的1/4，C的原子半徑在所有短周期主族元素中最大，甲和丙是D元素的兩種常見氧化物，乙和丁是B元素的兩種常見同素異形體，0.005 mol/L戊溶液的pH=2，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應物省略)，下列敘述一定正確的是 A．C、D兩元素形成的化合物的原子個數(shù)比為1:2 B．C、E形成的化合物的水溶液呈堿性 C．簡單離子半徑：D> C> B D．最高價氧化物對應水化物的酸性：E>A 【答案】D 【解析】 【分析】 A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素，0.005mol/L戊溶液的pH=2，說明戊為二元強酸，則戊為硫酸，丙為SO3；甲和丙是D元素的兩種常見氧化物，甲為SO2，D為S元素，E為Cl元素；乙和丁是B元素的兩種常見同素異形體，二氧化硫被乙氧化生成三氧化硫，可知乙為O3，丁為O2，則B為O元素；A的原子序數(shù)是B和D原子序數(shù)之和的，A的原子序數(shù)為(8+16)=6，可知A為C元素；C的原子半徑在所有短周期主族元素中最大，C為Na元素，據(jù)此分析解答。 【詳解】 【點睛】 本題考查無機物的推斷及原子結(jié)構(gòu)與元素周期律，把握圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系、元素化合物知識來推斷物質(zhì)和元素為解答的關(guān)鍵。本題的突破口為“0.005mol/L戊溶液的pH=2”。本題的易錯點為C，要注意離子半徑比較方法的理解和靈活運用。 1．下列關(guān)于C60、H3、O2－、N5+等微粒的敘述錯誤的是 A．碳、氫、氧、氮元素各含有不同核素 B．H3與H2化學性質(zhì)相同，互為同位素 C．C60與N5+中都含有共價鍵 D．KO2屬于含有共價鍵的離子化合物 【答案】B 【解析】 【分析】 根據(jù)核素、同位素、共價鍵、離子化合物等概念分析判斷。 【詳解】 A項：核素是具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。如碳有、、三種核素，氫、氧、氮元素也各有不同核素，A項正確； B項：同位素是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子之間的互稱。H3、H2的氫元素的兩種不同的單質(zhì)，是同素異形體，B項錯誤； C項：C60與N5+中，都是非金屬原子間通過共用電子對相結(jié)合，都含有共價鍵，C項正確； D項：KO2由K+、O2-構(gòu)成，屬于離子化合物；O2-中兩個氧原子由共價鍵結(jié)合，D項正確。 本題選B。 2．我國科學家通過測量SiO2中26 Al和10 Be兩種元素的比例來確定“北京人”的年齡，這種測量方法叫鋁鈹測年法。下列關(guān)于26 Al和10 Be的說法不正確的是( ) A．10 Be和9 Be是中子數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同的不同原子 B．10 Be原子核內(nèi)的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多 C．5.2g 26 A13+中所含的電子數(shù)約為1.21023 D．26AI和26 Mg的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和核外電子數(shù)都不相同 【答案】C 【解析】 【分析】 A. 10 Be和9 Be互為同位素； B. 10 Be的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為4，中子數(shù)為10-4=6； C.結(jié)合n=、N=nNA計算； C. 根據(jù)有機物結(jié)構(gòu)特點，COCl2的結(jié)構(gòu)式為：，C正確； D. H2O2是共價化合物，電子式為：H H，D錯誤； 答案為C。 5．下列關(guān)于化學鍵的敘述正確的是 A．離子化合物中只含有離子鍵 B．單質(zhì)分子中均不存在化學鍵 C．含有非極性鍵的化合物一定是共價化合物 D．共價化合物分子中一定含有極性鍵 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點睛】 離子化合物中肯定有離子鍵，可能有共價鍵；共價化合物中一定沒有離子鍵，肯定有共價鍵；不同種非金屬元素原子間形成極性共價鍵，同種非金屬元素原子間形成非極性共價鍵，惰性氣體單質(zhì)分子中沒有化 【點睛】 非金屬元素對應的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性只與微粒間化學鍵強度有關(guān)。 8．短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序數(shù)依次增大，X 是地殼中含量最多的元素，Y 原子的最外層只有一個電子，Z 位于元素周期表ⅢA族，W 與X屬于同一主族。下列說法正確的是 A．原子半徑：r(W) > r(Z) > r(Y) B．由X、Y 組成的化合物中均不含共價鍵 C．Y 的最高價氧化物的水化物的堿性比Z的弱 D．X 的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強 【答案】D 【解析】 分析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大；X是地殼中含量最多的元素，X為O元素；Y原子的最外層只有一個電子，Y為Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z為Al元素；W與X屬于同一主族，W為S元素。根據(jù)元素周期律作答。 點睛：本題考查元素周期表和元素周期律的推斷，準確推斷出各字母代表的元素是解題的關(guān)鍵，進而根據(jù)同周期、同主族元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律作出判斷。 9．W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的主族元素，且原子序數(shù)均不大于20，常溫下W的某種氣態(tài)氫化物通入溴水中，溴水褪色，且生成一種密度大于水的油狀液體，X原子的核外電子總數(shù)與Y原子的最外層電子數(shù)相等，Z最高價氧化物的水化物為R，R的水溶液能使紅色石蕊試紙變藍，且R的溶解度隨溫度升高而降低。下列有關(guān)說法中正確的是 A．Z為第3周期IIA元素 B．簡單離子半徑：Z>Y C．最高價氧化物的水化物的酸性：X>W D．Z的單質(zhì)與Y的單質(zhì)反應生成的產(chǎn)物中含有共價鍵 【答案】C 【解析】 【分析】 W的某種氣態(tài)氫化物通入溴水中使其褪色，乙烯滿足條件，故W為碳元素；Y原子的最外層電子數(shù)不大于7，所以X原子序數(shù)不大于7，又W為碳元素，故X為氮元素，Y為氯元素；R為堿，溶解度隨溫度升高而降低，R為Ca(OH)2,則Z為鈣元素。 【詳解】 10．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增，其原子最外層電子數(shù)之和為18。W和X位于相鄰周期，Y的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，W的一種同位素廣泛應用于考古測定文物年代，Y的一種氧化物和Z的單質(zhì)在水溶液中均具有漂白性，下列敘述正確的是 A．最高正價：Wr(X)>r(Y) D．最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>Y 【答案】D 【解析】 【分析】 W的一種同位素廣泛應用于考古測定文物年代，W為C元素；Y的一種氧化物和Z的單質(zhì)在水溶液中均具有漂白性，Y為硫，Z為氯元素；短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增，其原子最外層電子數(shù)之和為18，X最外層電子數(shù)為18-4-6-7=1，X為鈉元素。 【詳解】 A. W為C，X為鈉，最高正價：W>X，故A錯誤； B. Z和W、Z和Ⅹ形成的化合物為CCl4、NaCl，前者為共價化合物，后者為離了化合物，故B錯誤； C. 同一周期的原子半徑從左到右逐漸減小，原子半徑的大小順序：r(X)>r(Y)>r(Z) ，故C錯誤； D. 非金屬性Cl＞S，則最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>Y，即酸性HClO4>H2SO4，故D正確； 故選D。