2019-2020年高三化學一輪總復習 第五章 第2講 元素周期律和元素周期表 新人教版.doc
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2019-2020年高三化學一輪總復習 第五章 第2講 元素周期律和元素周期表 新人教版 [考綱要求] 1.掌握元素周期律的實質(zhì)；了解元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。2.以第三周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.以ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。4.了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律。 考點一 元素周期表 1．世界上第一張元素周期表是在1869年由俄國化學家門捷列夫繪制完成的，隨著科學的不斷發(fā)展，已逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)在的常用形式。 2．原子序數(shù)：按照元素在周期表中的順序給元素編號，稱之為原子序數(shù)，原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。 3．編排原則 (1)周期：把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行。 (2)族：把最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱行。 4．元素周期表的結(jié)構(gòu) 5．元素周期表中的特殊位置 (1)分區(qū) ①分界線：沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫一條斜線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)分界線(氫元素除外)。 ②各區(qū)位置：分界線左面為金屬元素區(qū)，分界線右面為非金屬元素區(qū)。 ③分界線附近元素的性質(zhì)：既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。 (2)過渡元素：元素周期表中部從ⅢB族到ⅡB族10個縱列共六十多種元素，這些元 素都是金屬元素。 (3)鑭系：元素周期表第六周期中，57號元素鑭到71號元素镥共15種元素。 (4)錒系：元素周期表第七周期中，89號元素錒到103號元素鐒共15種元素。 (5)超鈾元素：在錒系元素中92號元素鈾(U)以后的各種元素。 6．元素周期表結(jié)構(gòu)中隱含的兩條規(guī)律： (1)同周期主族元素原子序數(shù)差的關(guān)系 ①短周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差； ②兩元素分布在過渡元素同側(cè)時，原子序數(shù)差＝族序數(shù)差。兩元素分布在過渡元素兩側(cè)時，四或五周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋10，六周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋24； ③四、五周期的ⅡA與ⅢA族原子序數(shù)之差都為11，六周期為25。 (2)同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差的關(guān)系 ①ⅠA族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差2、8、8、18、18、32； ②ⅡA族和0族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差8、8、18、18、32； ③ⅢA～ⅦA族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差8、18、18、32。 深度思考 1．下面的虛線框中每一列、每一行相當于元素周期表的每一族和每一周期，但它的列數(shù)和行數(shù)都多于元素周期表。請在下面的虛線框中用實線畫出元素周期表第一至第六周期的輪廓，并畫出金屬與非金屬的分界線和第Ⅷ族的輪廓。 答案 2．(1)甲、乙是元素周期表中同一主族的兩種元素，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)不可能是________(填序號)。 A．x＋2 B．x＋4 C．x＋8 D．x＋18 (2)若甲、乙分別是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序數(shù)分別為m和n，則下列關(guān)于m和n的關(guān)系不正確的是________(填序號)。 A．n＝m＋1 B．n＝m＋18 C．n＝m＋25 D．n＝m＋11 答案 (1)B (2)B 解析 因前六周期中元素的數(shù)目分別為2、8、8、18、18、32；同一主族中乙的原子序數(shù)可以是x＋2、x＋8、x＋18、x＋32，也可以是x－2、x－8、x－18、x－32。對于第一、二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數(shù)只相差1，而對于第四、五周期來說，由于存在過渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數(shù)則相差11；而對于第六、七周期來說，由于存在鑭系和錒系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數(shù)則相差25。 3．若A、B是相鄰周期同主族元素(A在B上一周期)，A、B所在周期分別有m種和n種元素，A的原子序數(shù)為x，B的原子序數(shù)為y，則x、y的關(guān)系為________________。 答案 y＝x＋m或y＝x＋n 解析 當A、B在ⅠA族和ⅡA族時，y＝x＋m，當A、B在ⅢA～ⅦA族時，y＝x＋n。 題組一 元素周期表結(jié)構(gòu)的考查 1．下列各圖為元素周期表的一部分，表中的數(shù)字為原子序數(shù)，其中M為37的是 ( ) 答案 C 解析 本題常由于對于元素周期表的結(jié)構(gòu)掌握不實造成錯誤。根據(jù)元素周期表中每周期所含有的元素的種類數(shù)分別為2,8,8,18,18,32，由此分析比較得出A符合題意。 2.如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數(shù)為x，則 這五種元素的核電荷數(shù)之和為 ( ) A．5x＋10 B．5x C．5x＋14 D．5x＋16 答案 A 直接相鄰的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序數(shù)關(guān)系 (1) (2) (3) 題組二 元素周期表中元素性質(zhì)的考查 3．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如表所示。下列說 法中，正確的是 ( ) A．W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強酸 B．Y的原子半徑在同周期主族元素中最大 C．W的非金屬性比Z的弱 D．Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性在同主族元素中最強 答案 A 解析 根據(jù)四種元素在周期表中的相對位置關(guān)系，可以推斷X為He，Y為F，Z為S，W為Cl。Cl的最高價氧化物對應(yīng)的水化物HClO4是強酸，A對；同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，因此Y的原子半徑在同周期主族元素中最小，B錯；同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強，因此非金屬性W＞Z，C錯；S為ⅥA族元素，ⅥA族元素中O的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定，D錯。 4.元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有關(guān)A、B、C、D、E 五種元素的敘述中，正確的是 ( ) A．D在過量的B中燃燒的主要產(chǎn)物為DB3 B．C的氫化物的水溶液酸性比E的強 C．A與B形成的陰離子可能有AB、A2B D．E單質(zhì)中由于形成了氫鍵，所以很容易液化 答案 C 解析 根據(jù)五種元素在元素周期表中的相對位置，可以確定A為碳、B為氧、C為氟、D為硫、E為氯。A項，硫在氧氣中燃燒生成SO2，錯；B項，氫氟酸為弱酸，其酸性比鹽酸的弱，錯；C項，碳與氧形成的陰離子較多，AB為碳酸根離子，A2B為草酸根離子，對；D項，氯氣單質(zhì)分子中沒有氫原子，也就不存在氫鍵，錯。 考點二 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)形式 項目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子結(jié)構(gòu) 核電荷數(shù) 逐漸增大 逐漸增大 電子層數(shù) 相同 逐漸增多 原子半徑 逐漸減小 逐漸增大 離子半徑 陽離子逐漸減小陰離子逐漸減小r(陰離子)＞r(陽離子) 逐漸增大 性質(zhì) 化合價 最高正化合價由＋1→＋7(O、F除外)負化合價＝－(8－主族序數(shù)) 相同 最高正化合價＝主族序數(shù)(O、F除外) 元素的金屬性和非金屬性 金屬性逐漸減弱 非金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強 非金屬性逐漸減弱 離子的氧化、還原性 陽離子氧化性逐漸增強 陰離子還原性逐漸減弱 陽離子氧化性逐漸減弱 陰離子還原性逐漸增強 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性 逐漸增強 逐漸減弱 最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱 酸性逐漸增強 堿性逐漸增強 酸性逐漸減弱 4.元素金屬性強弱的比較 (1)結(jié)構(gòu)比較法：最外層電子數(shù)越少，電子層數(shù)越多，元素金屬性越強。 (2)位置比較法 (3) 實驗比較法 5．元素非金屬性強弱的比較 (1)結(jié)構(gòu)比較法：最外層電子數(shù)越多，電子層數(shù)越少，非金屬性越強。 (2)位置比較法 (3) 實驗比較法 注意 (1)通常根據(jù)元素原子在化學反應(yīng)中得、失電子的難易判斷元素非金屬性或金屬性的強弱，而不是根據(jù)得、失電子的多少。 (2)通常根據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性的強弱判斷元素非金屬性或金屬性的強弱，而不是根據(jù)其他化合物酸堿性的強弱來判斷。 深度思考 (1)下列事實能說明氯元素原子得電子能力比硫元素原子強的是________。 ①HCl的溶解度比H2S大?、贖Cl的酸性比H2S強?、跦Cl的穩(wěn)定性比H2S大?、蹾Cl的還原性比H2S弱?、軭ClO4的酸性比H2SO4強?、轈l2與鐵反應(yīng)生成FeCl3，而S與鐵反應(yīng)生成FeS?、逤l2能與H2S反應(yīng)生成S ⑧在周期表中Cl處于S同周期的右側(cè)?、徇€原性：Cl－＜S2－ (2)有三種金屬元素A、B、C，在相同條件下，B的最高價氧化物的水化物的堿性比A的最高價氧化物的水化物的堿性強；若將A、C相連后投入稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)C表面有明顯氣泡產(chǎn)生。則這三種金屬元素的原子失電子能力由強到弱的順序是________。 答案 (1)③④⑤⑥⑦⑧⑨ (2)B＞A＞C 解析 (1)元素原子得電子能力的強弱與元素氫化物的溶解性無關(guān)，所以①不符合題意；氫化物的酸性強弱和元素原子得電子能力大小沒有固定的對應(yīng)關(guān)系，所以②也不符合題意，其他均符合題意。(2)由金屬B的最高價氧化物的水化物的堿性比A的最高價氧化物的水化物的堿性強，可判斷失電子能力B＞A；又根據(jù)A與C形成原電池，C作正極，可判斷失電子能力A＞C，故三種金屬元素的原子失電子能力B＞A＞C。 題組一 元素性質(zhì)的直接判斷 1．下表是元素周期表的一部分，有關(guān)說法正確的是 ( ) ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 二 c d 三 a b e f A.e的氫化物比d的氫化物穩(wěn)定 B．a(chǎn)、b、e三種元素的原子半徑：e>b>a C．六種元素中，c元素單質(zhì)的化學性質(zhì)最活潑 D．c、e、f的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性依次增強 答案 D 解析 結(jié)合元素周期表考查元素周期律。容易判斷出a為Na、b為Mg、c為C、d為O、e為S、f為Cl。以下各選項可據(jù)此判斷。本題若不推出具體元素，結(jié)合“位—構(gòu)—性”也可作答。氫化物的穩(wěn)定性取決于元素的非金屬性強弱，d、e是同族元素，非金屬性從上到下減弱，因而氫化物穩(wěn)定性也減弱，A錯；同一周期元素，半徑從左到右逐漸減小，a＞b＞e，B錯；C是第ⅣA族元素，性質(zhì)最穩(wěn)定，C錯；最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性取決于元素的非金屬性強弱，非金屬性越強，酸性越強，元素的非金屬性：c＜e＜f，因此酸性依次增強，D對。 2．依據(jù)元素周期表及元素周期律，下列推測正確的是 ( ) A．H3BO3的酸性比H2CO3的強 B．Mg(OH)2的堿性比Be(OH)2的強 C．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次增強 D．若M＋和R2－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：R＞M 答案 B 解析 本題考查元素周期表與元素周期律知識，意在考查考生運用元素周期律判斷元素及其化合物性質(zhì)的能力。硼、碳同周期，硼在碳的左邊，故硼酸的酸性弱于碳酸的，A項錯誤；鎂、鈹同主族，鎂在下方，故Mg(OH)2的堿性強，B項正確；同主族元素從上到下，其氫化物的熱穩(wěn)定性依次減弱，C項錯誤；陰、陽離子電子層結(jié)構(gòu)相同時，陰離子對應(yīng)的元素在陽離子對應(yīng)元素的上一周期，原子序數(shù)較小，D項錯誤。 3．下列說法正確的是 ( ) A．形成離子鍵的陰、陽離子間只存在靜電吸引力 B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性和還原性均依次減弱 C．第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強 D．元素周期律是元素原子核外電子排布周期性變化的結(jié)果 答案 D 解析 本題考查離子鍵和元素周期律的知識。陰、陽離子間存在靜電吸引力和靜電排斥力，兩種作用力平衡時，形成離子鍵，A選項錯誤；HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，還原性依次增強，B選項錯誤；第三周期非金屬元素的最高價含氧酸或者最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性從左到右依次增強，C選項錯誤；D選項正確。 題組二 “原子半徑、元素化合價”規(guī)律應(yīng)用 4．根據(jù)表中短周期元素性質(zhì)的數(shù)據(jù)判斷，下列說法正確的是 ( ) 元素編號 元素性質(zhì) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 原子半徑 /10－10m 0.66 1.36 1.23 1.10 0.99 1.54 0.70 1.18 最高或最 低化合價 ＋2 ＋1 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋3 －2 －3 －1 －3 A.元素①⑧形成的化合物具有兩性 B．元素⑦位于第三周期Ⅴ族 C．元素④⑤形成的化合物是離子化合物 D．元素③的最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性最強 答案 A 解析?、僦挥校?價，可知①為氧。③⑥只有＋1價，由原子半徑關(guān)系可知③為鋰，⑥為鈉。④⑦為ⅤA族元素，由原子半徑關(guān)系可知④為磷，⑦為氮。⑤的最高化合價為＋7，則⑤為氯(氟無正價)。②為ⅡA族元素，由原子半徑關(guān)系可知②為鎂(比③鋰大)，同理⑧為鋁。A中①⑧形成的氧化鋁具有兩性，A正確；B中⑦應(yīng)位于第二周期ⅤA族；C中形成的PCl3或PCl5均為共價化合物；元素⑥的最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性最強，D不正確。 5．幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如表所示： 元素符號 X Y Z R T 原子半徑(nm) 0.160 0.080 0.102 0.143 0.074 主要化合價 ＋2 ＋2 －2，＋4，＋6 ＋3 －2 根據(jù)表中信息，判斷以下說法正確的是 ( ) A．單質(zhì)與稀硫酸反應(yīng)的速率快慢：R＞Y＞X B．離子半徑：T2－＞X2＋ C．元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性：Y＞R＞X D．單質(zhì)與氫氣化合的難易程度Z＞T 答案 B 解析 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，由化合價數(shù)據(jù)知Z為S，T為O，R為Al，再根據(jù)原子半徑數(shù)據(jù)，X和Y位于同主族，Y為Be，X為Mg。鎂、鈹、鋁與稀硫酸反應(yīng)(接觸面積相同)時，鎂的反應(yīng)速率最快，A選項錯誤；O2－與Mg2＋都是10電子粒子，O2－的半徑較大，B選項正確；堿性：Mg(OH)2＞Be(OH)2，Mg(OH)2＞Al(OH)3，氫氧化鎂的堿性最強，C選項錯誤；氧的非金屬性比硫的強，氧與氫化合比硫與氫化合容易，D選項錯誤。 元素化合價規(guī)律 (1)主族元素的最高正價等于主族序數(shù)，且等于主族元素原子的最外層電子數(shù)，其中氟無正價。 (2)非金屬元素的最高正價與最低負價的絕對值之和為8，絕對值之差為0、2、4、6的主族元素分別位于ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。 題組三 微粒半徑大小比較及應(yīng)用 6．下列粒子半徑大小的比較正確的是 ( ) A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na 答案 B 解析 A項中的離子具有相同的核外電子排布，則核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故A項錯誤；B項中S2－和Cl－的電子層數(shù)比Na＋和Al3＋多，再根據(jù)核外電子排布相同的離子半徑比較規(guī)律可知B項正確；C項屬于同周期的元素原子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故C項錯誤；D項是同主族元素原子，核電荷數(shù)越大，半徑越大，故D項錯誤。 7．X和Y兩元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑；Z和Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同，Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素的原子序數(shù)的關(guān)系是 ( ) A．X>Y>Z B．Y>X>Z C．Z>X>Y D．Z>Y>X 答案 D 解析 根據(jù)原子序數(shù)和元素周期律推測原子和離子半徑大小，這是正向思維。而此題是已知原子和離子半徑的大小，要判斷原子序數(shù)大小的關(guān)系，這是逆向思維。已知電子層結(jié)構(gòu)相同的陽離子，核電荷數(shù)大的半徑??；具有相同的電子層數(shù)的原子，隨著原子序數(shù)增大，原子半徑遞減。根據(jù)題意，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑，則X的原子序數(shù)小于Y的原子序數(shù)；Z和Y元素的原子核外電子層數(shù)相同，且Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑，則Z元素的原子序數(shù)大于Y元素的原子序數(shù)。由此得出三種元素原子序數(shù)的關(guān)系為Z＞Y＞X。 微粒半徑大小比較方法 特別說明 以上方法僅適用于主族元素。 題組四 元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實驗探究 8．某化學興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計了如下系列實驗。 Ⅰ.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1 mol分別投入到足量的0.1 molL－1的鹽酸中，試預(yù)測實驗結(jié)果：______________________________________________________________ 與鹽酸反應(yīng)最劇烈，________________________與鹽酸反應(yīng)最慢。 (2)將NaOH溶液與NH4Cl溶液混合生成NH3H2O，從而驗證NaOH的堿性大于NH3H2O，繼而可以驗證Na的金屬性大于N，你認為此設(shè)計是否合理？并說明理由：________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 Ⅱ.利用下圖裝置可以驗證非金屬性的變化規(guī)律。 (3)儀器A的名稱為________，干燥管D的作用是________________________。 (4)實驗室中現(xiàn)有藥品Na2S、KMnO4、濃鹽酸、MnO2，請選擇合適藥品設(shè)計實驗驗證氯的非金屬性大于硫：裝置A、B、C中所裝藥品分別為________、________、________，裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，離子方程式為____________。 (5)若要證明非金屬性：C>Si，則A中加________、B中加Na2CO3、C中加________，觀察到C中溶液的現(xiàn)象為_______________________________________________。 答案 (1)鉀 鋁 (2)不合理，用堿性強弱比較金屬性強弱時，一定要用元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強弱比較，NH3H2O不是N元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物 (3)分液漏斗 防止倒吸 (4)濃鹽酸 KMnO4 Na2S S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－ (5)硫酸 Na2SiO3 有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 解析 (4)由題中所給藥品可知可用Na2S與氯氣發(fā)生置換反應(yīng)判斷非金屬性強弱，因為無加熱裝置，所以只能選擇KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣；(5)由B中藥品Na2CO3可知，用最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱來判斷非金屬性強弱，所以A中加入硫酸，B、C裝置中加入相應(yīng)的鹽。 9．某同學做同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律實驗時，自己設(shè)計了一套實驗方案，并記錄了有關(guān)實驗現(xiàn)象如下表： 實驗方案 實驗現(xiàn)象 ①用砂紙擦后的鎂帶與沸水反應(yīng)，再向反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞 A浮于水面，熔成一個小球，在水面上無定向移動，隨之消失，溶液變紅色 ②向新制的H2S飽和溶液中滴加新制的氯水 B產(chǎn)生氣體，可在空氣中燃燒，溶液變成淺紅色 ③鈉與滴有酚酞試液的冷水反應(yīng) C反應(yīng)不十分強烈，產(chǎn)生可燃性氣體 ④鎂帶與2 molL－1的鹽酸反應(yīng) D劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體 ⑤鋁條與2 molL－1的鹽酸反應(yīng) E生成白色膠狀沉淀，既而沉淀消失 ⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量 F生成淡黃色沉淀 請你幫助該同學整理并完成實驗報告： (1)實驗?zāi)康模篲______________________________________________________。 (2)實驗用品： 儀器：_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________， 藥品：______________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)實驗內(nèi)容：(填寫題給信息表中的序號) 實驗方案 實驗現(xiàn)象 有關(guān)化學方程式 (4)實驗結(jié)論：________________________________________________________。 (5)請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡單說明具有上述結(jié)論的原因。 (6)請你補充兩組簡單易行的實驗方案，證明此周期中另外兩種元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 答案 (1)驗證第三周期元素從左到右金屬性遞減、非金屬性遞增的規(guī)律 (2)試管、酒精燈、砂紙、鑷子、小刀、膠頭滴管等 鎂帶、鈉、鋁條、新制氯水、新制飽和硫化氫溶液、2 molL－1的鹽酸、NaOH溶液、蒸餾水、酚酞試液、AlCl3溶液 (3) 實驗 方案 實驗 現(xiàn)象 有關(guān)化學方程式 ③ A 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ① B Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑ ④ D Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ ⑤ C 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ ⑥ E AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O ② F H2S＋Cl2===2HCl＋S↓ (4)金屬性：Na>Mg>Al；非金屬性：Cl>S (5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三個電子層，但最外層電子數(shù)依次為1、2、3、6、7，原子半徑隨電子數(shù)增多而減小，所以原子核對最外層電子的吸引力依次增強，失電子能力減弱，得電子能力增強。 (6)方案一：測定0.1 molL－1的Na2SiO3、Na3PO4的pH，由此判斷兩種鹽溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸兩種最高價含氧酸的酸性強弱順序，進而得出硅、磷兩種元素非金屬性強弱的順序。 方案二：在硅酸鈉溶液中滴加磷酸溶液，可發(fā)生反應(yīng)生成硅酸沉淀，進而得出硅、磷兩種元素非金屬性強弱的順序。 解析 該題綜合性很強，以實驗探究的形式考查元素周期律的知識，并且以實驗方案設(shè)計的形式考查學生的思維想象能力和創(chuàng)新能力。解答該題要認真審題，結(jié)合元素化合物的性質(zhì)和元素周期律的知識，系統(tǒng)分析，填出(3)表中內(nèi)容。再結(jié)合實驗要求，得出實驗?zāi)康?、實驗所需儀器、藥品，綜合分析，得出實驗結(jié)論。結(jié)合元素周期律的實質(zhì)，分析(5)。該題中的實驗對第三周期的元素進行了實驗探究，但沒有涉及Si和P兩種元素，結(jié)合Si、P兩元素在第三周期的位置和其性質(zhì)、設(shè)計實驗方案，證明其非金屬性的遞變規(guī)律，可利用其最高價含氧酸的酸性，或利用最高價含氧酸 的鈉鹽的水解程度等方法。 考點三 元素周期表、元素周期律的應(yīng)用 1．根據(jù)元素周期表中的位置尋找未知元素 2．預(yù)測元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測) (1)比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì) 如金屬性Mg＞Al，Ca＞Mg，則堿性Mg(OH)2＞Al(OH)3，Ca(OH)2＞Mg(OH)2(填“＞”、“＜”或“＝”)。 (2)推測未知元素的某些性質(zhì) 如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶；再如：已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知未學元素砹(At)應(yīng)為有色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。 3．啟發(fā)人們在一定區(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì) (1)半導體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。 (2)農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。 (3)催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。 題組一 綜合判斷元素在周期表中的位置 1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)原子的最外層有2個電子的元素一定是ⅡA族元素 () (2)元素所在的主族序數(shù)與最外層電子數(shù)之比為1的元素都是金屬元素 () (3)原子序數(shù)為29的元素位于元素周期表的第四周期 ⅠB族 (√) (4)俄羅斯專家首次合成了一個X原子，116號元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族 (√) (5)位于第四周期第ⅡB族 (√) (6)原子及離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù) () (7)原子最外層電子數(shù)大于3(小于8)的元素一定是非金屬元素 () (8)某元素的離子的最外層與次外層電子數(shù)相同，該元素一定位于第三周期 () 2．早在2007年3月21日，我國就公布了111號元素Rg的中文名稱。該元素名稱及所在周期是 ( ) A．钅侖 第七周期 B．鐳 第七周期 C．錸 第六周期 D．氡 第六周期 答案 A 解析 第六周期的稀有氣體為86號元素氡(Rn)，顯然111號元素Rg在第七周期，排除選項C、D，而鐳為88號元素，故選A。 推斷元素在周期表位置的常用方法 1．根據(jù)核外電子排布規(guī)律 (1)最外層電子數(shù)等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。 (2)最外層有1個或2個電子，則可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦。 (3)最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多的元素一定位于第二周期。 (4)某元素陰離子最外層電子數(shù)與次外層相同，該元素位于第三周期；若為陽離子，則位于第四周期。 (5)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，若電性相同，則位于同周期，若電性不同，則陽離子位于陰離子的下一周期——“陰上陽下”規(guī)律。 2．根據(jù)稀有氣體元素的原子序數(shù) 第一～七周期稀有氣體元素的原子序數(shù)依次為2、10、18、36、54、86、118(第七周 期若排滿)，可利用元素的原子序數(shù)與最相近稀有氣體元素原子序數(shù)的差值來推斷元 素在周期表中的位置，遵循“比大小，定周期；比差值，定族數(shù)”的原則。如53號元素，由于36＜53＜54，則53號元素位于第五周期，54－53＝1，所以53號元素位于54號元素左側(cè)第一格，即ⅦA族，得53號元素在元素周期表中的位置是第五周期ⅦA族。 題組二 綜合判斷元素或物質(zhì)的性質(zhì) 3．根據(jù)第ⅡA族、第ⅦA族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，回答下列問題： (1)Be(OH)2的溶解性：________溶于水，屬于________性氫氧化物。 (2)砹(At)屬于________色固體，HAt________穩(wěn)定，水溶液呈________性，其酸性________(填“大于”或“小于”)HBr的酸性；AgAt________溶于水。 答案 (1)難 兩 (2)有 不 酸 大于 不 4．已知釷(Th)的原子可發(fā)生下列放射性變化，Th→X＋α，生成的X是與鈁(Fr)同周期的一種元素的原子，下列對X的推斷錯誤的是 ( ) A．X的氫氧化物是一種強堿 B．X的碳酸正鹽不溶于水 C．X原子核外有6個電子層 D．X的最高化合價為＋2價 答案 C 解析 X的位置在第七周期第ⅡA族，應(yīng)有7個電子層，它的最高正價為＋2價，它的金屬性比Ba還強，其碳酸鹽與CaCO3、BaCO3相似，不溶于水，據(jù)此分析，A、B、D選項均正確，只有C選項錯誤。 5．元素X、Y和Z可結(jié)合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序數(shù)之和為26；Y和Z在同一周期。下列有關(guān)推測正確的是 ( ) A．XYZ3是一種可溶于水的酸，且X與Y可形成共價化合物XY B．XYZ3是一種微溶于水的鹽，且X與Z可形成離子化合物XZ C．XYZ3是一種易溶于水的鹽，且Y與Z可形成離子化合物YZ D．XYZ3是一種離子化合物，且Y與Z可形成離子化合物YZ2 答案 B 題組三 “序、層”規(guī)律和“序、價”規(guī)律的應(yīng)用 6．X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序數(shù)為n，則X的原子序數(shù)不可能是 ( ) A．n－8 B．n－3 C．n－1 D．n＋5 答案 A 解析 由化學式X2Y3可知，X為＋3價，Y為－2價，即X可能為第ⅢA族或第ⅤA族元素。有如下幾種可能 (1)ⅢA ?、鯝 (2)ⅤA ?、鯝 X Y X Y 5B 8O 7N 8O 13Al 16S 15P 16S 據(jù)以上分析，可知答案為A。 另解：由化學式X2Y3知，X、Y的原子序數(shù)，一個為奇數(shù)一個為偶數(shù)，根據(jù)“序、價”規(guī)律可判斷A項正確。 7.X、Y、Z是三種主族元素，如果Xn＋陽離子與Yn－陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)， Zn－陰離子半徑大于Yn－陰離子半徑，則三種元素的原子序數(shù)由大到小的順序是( ) A．Z>X>Y B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．X>Z>Y 答案 A 解析 根據(jù)“序、層”規(guī)律可知，X元素在Y元素的下一周期，Z元素在X同周期或下幾個周期，故三種元素的原子序數(shù)大小順序為Z>X>Y。 “序、層”規(guī)律 1．“序?qū)印币?guī)律 (1)若一種陽離子與一種陰離子電子層數(shù)相同，則“陰前陽后”，陰離子在前一周期，陽離子在后一周期，陽離子的原子序數(shù)大。 (2)同周期元素的簡單陽離子與陰離子相比，陰離子原子序數(shù)大。 2．“序、價”規(guī)律 在短周期元素中，元素的原子序數(shù)與其主要化合價的數(shù)值在奇偶性上一般一致，“價奇序奇，價偶序偶”。 1．(xx北京理綜，9)已知33As、35Br位于同一周期。下列關(guān)系正確的是 ( ) A．原子半徑：As＞Cl＞P B．熱穩(wěn)定性：HCl＞AsH3＞HBr C．還原性：As3－＞S2－＞Cl－ D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4 答案 C 解析 解答本題主要從元素周期表、元素周期律的角度分析，要了解同一主族、同一周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。同一周期原子半徑從左到右依次減小，A選項中P的原子半徑大于Cl，A錯；非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強，故B選項中熱穩(wěn)定性：HCl>HBr>AsH3，D選項中酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，B、D均錯；S和Cl處于同一周期，故還原性：S2－>Cl－，而As和Se處于同一周期，還原性：As3－>Se2－，而S和Se又處于同一主族，還原性：Se2－>S2－，故C正確。 2．(xx山東理綜，9)下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)的說法正確的是 ( ) A．非金屬元素組成的化合物中只含共價鍵 B．ⅠA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素 C．同種元素的原子均有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù) D．ⅦA族元素的陰離子還原性越強，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強 答案 B 解析 非金屬元素組成的化合物中可以含有離子鍵，如NH4Cl；B項正確；同種元素的原子質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不一定相同；ⅦA族元素的陰離子還原性越強，對應(yīng)元素的非金屬性越弱，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越弱，如：非金屬性：Cl>I，還原性：I－>Cl－，酸性：HClO4>HIO4。 3．(xx福建理綜，8)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相對位置如右 圖所示，其中T所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等。下列判斷不正確的是 ( ) A．最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：R > Q B．最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Q < W C．原子半徑：T>Q>R D．含T的鹽溶液一定顯酸性 答案 D 解析 由各元素的相對位置可以判斷R在第二周期，T、Q、W三種元素在第三周期，再根據(jù)T所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等可判斷T為Al，則R為N、Q為Si、W為S。最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：NH3>SiH4，故A正確；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：H2SiO3下載提示(請認真閱讀)
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