江苏省2020版高考化学新增分大一轮复习专题5微观结构与物质的多样性第16讲元素周期律和元素周期表讲义(含解析)苏教版.docx
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1、1第 16 讲 元素周期律和元素周期表考纲要求 1.了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质的递变规律。3.理解元素(主族和零族)原子结构,在周期表中的位置、性质及其它们之间的关系。考点一 元素周期表的结构1.原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编号,称之为原子序数,原子序数核电荷数质子数核外电子数。2.编排原则(1)周期:把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序,从左至右排成的横行。(2)族:把最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序,从上至下排成的纵行。3.元素周期表的结构总结Error!元素周期表(1)元素周期表中位于
2、金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素()(2)第A 族全部是金属元素()(3)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格,它们是同位素()(4)两短周期元素原子序数相差 8,则周期数一定相差 1()请在下表中画出元素周期表的轮廓,并在表中按要求完成下列问题:(1)标出族序数。2(2)画出金属与非金属的分界线,写出分界线处金属的元素符号,并用阴影表示出过渡元素的位置。(3)标出镧系、锕系的位置。(4)写出各周期元素的种类。(5)写出稀有气体元素的原子序数。(6)标出 113 号118 号元素的位置。答案题组一 元素周期表的结构应用1.在元素周期表中,铂元素如图所示,下列有关说法正确的是( )
3、A.铂是非金属元素,在常温下呈固态B. Pt 和 Pt 的核外电子数相同,互为同位素2087 1987C.“195.1”是铂的质量数D.由 78 可以推出 Pt 为第 5 周期元素答案 B解析 铂为金属元素,A 项错误; Pt 和 Pt 的质子数相同,中子数不同,是两种不同2087 1987的核素,二者互为同位素,B 项正确;“195.1”是铂元素的相对原子质量,C 项错误;由378 推出 Pt 为第 6 周期元素,D 项错误。题组二 周期表的片段在元素推断题中的应用2.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 元素的原子序数之和是 A 元素原子序数的 4 倍,则
4、 A、B、C 分别为( )A.Be、Na、AlB.B、Mg、SiC.O、P、ClD.C、Al、P答案 C解析 设 A 的原子序数为 x,则 B 的原子序数为 x81,C 的原子序数为 x81,由(x81)( x81)4 x,解得 x8,所以 A 为 O 元素,B 为 P 元素,C 为 Cl 元素。3.X、Y、Z、W 均为短周期元素,它们在元素周期表中位置如图所示,已知 W 原子的最外层电子数比内层电子数少 3 个,下列说法正确的是( )A.氧化物对应水化物酸性 W 比 Z 强B.Y 单质与 Z 的氢化物水溶液反应,有沉淀生成C.X 单质氧化性强于 Y 单质D.简单离子的半径:ZW答案 BD解析
5、 X、Y、Z、W 均为短周期元素,W 原子的最外层电子数比内层电子数少 3 个,则 W 为Cl 元素,结合元素在周期表中相对位置可知,Z 为 S,Y 为 O,X 为 N。HClO 为 Cl 的一种氧化物对应的水化物,其为弱酸,酸性比 H2SO3、H 2SO4都弱,A 项错误;氧气和硫化氢溶液反应生成硫单质,溶液变浑浊,B 项正确;非金属性:NO,元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,C 项错误;S 2 、Cl 具有相同的核外电子排布,则核电荷数越大离子半径越小,D 项正确。考点二 元素周期律及应用1.元素周期律42.主族元素的周期性变化规律项目 同周期(左右) 同主族(上下)核电荷数 逐渐
6、增大 逐渐增大电子层数 相同 逐渐增多原子半径 逐渐减小 逐渐增大原子结构 离子半径阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子) r(阳离子)逐渐增大化合价最高正化合价由17(O、F 除外)负化合价(8主族序数)相同,最高正化合价主族序数(O、F 除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱性质最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱3.元素周期表、元素周期律的应用(1)根据元素
7、周期表中的位置寻找未知元素(2)预测元素的性质(由递变规律推测)比较不同周期、不同主族元素的性质如:金属性:MgAl、CaMg,则碱性:Mg(OH) 2Al(OH) 3、Ca(OH) 2Mg(OH) 2,则 Ca(OH)2Al(OH) 3(填“” “”或“”)。推测未知元素的某些性质如:已知 Ca(OH)2微溶,Mg(OH) 2难溶,可推知 Be(OH)2难溶;再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt 不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。(3)启发人们在一定区域内寻找新物质半导体元素在金属与非金属分界线附近,如:Si、Ge、Ga 等。5农药中
8、常用元素在右上方,如:F、Cl、S、P、As 等。催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找,如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd 等。1.根据元素周期律比较下列各组性质(用“”或“”填空):(1)金属性:K_Na_Mg,非金属性:F_O_S。(2)碱性:Mg(OH) 2_Ca(OH)2_KOH。(3)酸性:HClO 4_H2SO4_HClO。(4)热稳定性:CH 4_NH3_H2O。(5)还原性:HBr_HCl,I _S2 。(6)氧化性:Fe 3 _Cu2 _Fe2 。答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 2.比较下列微粒半径大小(用“”或“”填空):(1)Na_Mg_C
9、l(2)Li_Na_K(3)Na _Mg2 _Al3(4)F _Cl _Br(5)Cl _O2 _Na _Mg2(6)Fe2 _Fe3答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)“三看”法快速判断简单微粒半径的大小一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。题组一 根据元素周期律和周期表判断物质的性质1.运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是( )A.已知 Ra 是第 7 周期A 族的元素,故 Ra(OH)2的碱性比 Mg(OH)2的碱性强
10、B.已知 As 是第 4 周期A 族的元素,故 AsH3的稳定性比 NH3的稳定性弱C.已知 Cs 的原子半径比 Na 的原子半径大,故 Cs 与水反应比 Na 与水反应更剧烈D.已知 Cl 的非金属性比 S 的强,故 HClO 的酸性比 H2SO3的强答案 D6解析 HClO、H 2SO3均不是最高价含氧酸,其酸性与非金属性没有直接关系。2.根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息,下列叙述正确的是( )元素代号 A B C D E原子半径/nm 0.186 0.143 0.089 0.104 0.074主要化合价 1 3 2 6、2 2A.E2 与 B3 的核外电子数不可能相等
11、B.离子半径:A D 2C.最高价氧化物对应水化物的碱性:ACD.氢化物的稳定性:DE答案 BC解析 由表中数据可知,A 为钠,B 为铝,C 为铍,D 为硫,E 为氧。离子半径:Na S 2 ,B 项正确。3.位于 3 个不同短周期的主族元素 a、b、c、d、e,原子序数依次增大。其中 b、d 同主族,d 元素最高与最低化合价的代数和等于 4,c 原子最外层电子数比 b 原子次外层电子数多 1个。下列判断中错误的是( )A.a、b、c 的简单离子半径依次增大B.a、b、c 形成的化合物既溶于强酸又溶于强碱C.b 的氢化物的氧化性可能比 e 的强D.d 的最高价氧化物对应的水化物是强酸答案 A解
12、析 由题意知,a 为氢元素,b 为氧元素,c 为铝元素,d 为硫元素,e 为氯元素。a、b、c 的简单离子半径,氧离子大于铝离子,A 项错误;a、b、c 形成的化合物氢氧化铝既溶于强酸又溶于强碱,B 项正确;b 的氢化物 H2O2的氧化性比 HCl 的强,C 项正确;d 的最高价氧化物对应的水化物 H2SO4是强酸,D 项正确。金属性和非金属性强弱的判断方法元素周期表:金属性“右弱左强,上弱下强,右上弱左下强” ;非金属性“左弱右强,下弱上强,左下弱右上强”金属活动性顺序:按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 的顺序,金属性减弱(其中 PbSn)三
13、表非金属活动性顺序:按 F、O、Cl、Br、I、S 的顺序,非金属性减弱7置换反应:强的置换弱的,适合金属也适合非金属与水或非氧化性酸反应越剧烈,或最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则金属性越强三反应与氢气反应越容易,生成的气态氢化物的稳定性越强,或最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则非金属性越强氧化性 金属离子的氧化性越弱,对应单质的金属性越强还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱,对应单质的非金属性越强题组二 元素的金属性或非金属性与实验探究的融合4.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是( )选项 事实 结论A 与冷水反应,Na 比 Mg 强烈 金属性:NaMgB C
14、a(OH)2的碱性强于 Mg(OH)2 金属性:CaMgC SO2与 NaHCO3溶液反应生成 CO2 非金属性:SCDt时,Br 2H 22HBr K5.610 7I2H 22HI K43非金属性:BrI答案 C解析 C 项,根据事实可知,H 2SO3比 H2CO3酸性强,但 H2SO3不是最高价含氧酸,故不能说明非金属性:SC。5.下列实验不能作为判断依据的是( )A.向等物质的量浓度的 NaNO3溶液和 Na2SiO3溶液中分别滴加 3 滴酚酞溶液,观察溶液的颜色,判断 N 和 Si 的非金属性强弱B.铁投入 CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入 CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁
15、的金属活动性强弱C.硅酸钠溶液中通入 CO2产生白色沉淀,判断碳酸与硅酸的酸性强弱D.Br2和 I2分别与 H2反应的难易,判断溴与碘的非金属性强弱答案 B解析 A 项,由现象可知,Na 2SiO3溶液水解显碱性,则硝酸的酸性大于硅酸,则非金属性:NSi,正确;B 项,铁投入 CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入 CuSO4溶液是先和水反应,生成氢氧化钠再和 CuSO4反应,不能置换铜,所以不能判断钠与铁的金属活动性强弱;C 项,CO2通入硅酸钠溶液,发生强酸制取弱酸的反应,生成硅酸沉淀可以知道碳酸的酸性大于硅酸,正确;D 项,卤素单质与氢气化合越容易,非金属性越强,可用 Br2和 I2分别与
16、 H2反应的难易,判断溴与碘的金属性强弱,正确。8规避金属性和非金属性判断中的易错点(1)关注关键词“最高价” ,根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时,必须是其最高价氧化物的水化物。(2)关注关键词“难易” ,判断元素非金属性或金属性的强弱,依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。1.(2018江苏,8)短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,X 是地壳中含量最多的元素,Y 原子的最外层只有一个电子,Z 位于元素周期表A 族,W 与 X 属于同一主族。下列说法正确的是( )A.原子半径: r(W) r(Z) r(Y)B.由 X、
17、Y 组成的化合物中均不含共价键C.Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比 Z 的弱D.X 的简单气态氢化物的热稳定性比 W 的强答案 D解析 X 是地壳中含量最多的元素,则 X 为 O 元素,Y 原子的最外层只有一个电子,Z 位于元素周期表A 族,X、Y、Z、W 原子序数依次增大且均为短周期主族元素,则 Z 为 Al 元素,Y 为 Na 元素,W 与 X 属于同一主族,则 W 为 S 元素。A 错:Na、Al、S 在同一周期,随着核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,所以 r(Y) r(Z) r(W);B 错:X、Y 组成的 Na2O2中含有共价键;C 错:Y、Z 最高价氧化物的水化物分别为 NaOH
18、、Al(OH) 3,NaOH 的碱性强于Al(OH)3。2.(2017江苏,5)短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,其中只有 Y、Z 处于同一周期且相邻,Z 是地壳中含量最多的元素,W 是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )A.原子半径: r(X)N2,错误;D 项,H、N、O 可以形成共价化合物:HNO 3、HNO 2、NH 3H2O,离子化合物:NH 4NO3,正确。93.(2016江苏,4)短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,X 原子的最外层有 6 个电子,Y 是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中 Z 位于A 族,W 与 X 属于同一主族。下
19、列说法正确的是( )A.元素 X、W 的简单阴离子具有相同的电子层结构B.由 Y、Z 两种元素组成的化合物是离子化合物C.W 的简单气态氢化物的热稳定性比 Y 的强D.原子半径: r(X)SOF,D 错误。4.(2014江苏,9)短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X 原子的最外层电子数是其内层电子数的 2 倍,Y 是地壳中含量最高的元素,Z 2 与 Y2 具有相同的电子层结构,W 与 X 同主族。下列说法正确的是( )A.原子半径的大小顺序: r(W) r(Z) r(Y) r(X)B.Y 分别与 Z、W 形成的化合物中化学键类型相同C.X 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比
20、W 的弱D.Y 的气态简单氢化物的热稳定性比 W 的强答案 D解析 短周期主族元素 X 原子的最外层电子数是其内层电子数的 2 倍,则 X 是 C 元素;Y 是地壳中含量最高的元素,则 Y 是 O 元素;Z 2 与 Y2 具有相同的电子层结构,则 Z 是 Mg 元素;W 与 X 同主族,则 W 是 Si 元素。A 项,原子半径大小顺序为 r(Mg) r(Si) r(C) r(O);B项,O 与 Mg 元素形成离子键,O 与 Si 元素形成共价键,化学键类型不同;C 项,C 元素的非金属性强于 Si 元素,则 H2CO3的酸性强于 H2SiO3;D 项,O 元素的非金属性强于 Si 元素,则H2
21、O 的稳定性强于 SiH4。5.(2013江苏,10)短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为 13。X 的原子半径比 Y 的小,X 与 W 同主族,Z 是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是( )A.原子半径的大小顺序: r(Y)r(Z)r(W)B.元素 Z、W 的简单离子的电子层结构不同C.元素 Y 的简单气态氢化物的热稳定性比 Z 的强D.只含 X、Y、Z 三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物答案 D10解析 Z 是氧,最外层电子数为 6,则另外 3 种元素原子的最外层电子数之和为 7。X 的原子序数小于 Y,原子半径也小于 Y,则 Y
22、 在 X 的下一周期,W 与 X 同主族,W 原子序数最大,则X 为氢,W 为钠,Y 为氮。A 项,原子半径 r(W) r(Y) r(Z),错误;B 项,Z、W 的简单离子为 O2 、Na ,具有相同的电子层结构,错误;C 项,O 的非金属性比 N 的强,则气态氢化物 H2O 更稳定,错误;D 项,X、Y、Z 三种元素可形成离子化合物 NH4NO3、NH 4NO2,也可形成共价化合物 HNO3、HNO 2等,正确。A 组一、单项选择题1.中国科学院近代物理研究所人员成功合成了新核素 Ac,主要用于宇航飞行器的热源。20589205Ac 可由 207Ac 转化而成,下列有关 205Ac、 207
23、Ac 的说法中正确的是( )A.核外电子数分别为 116、118B.205Ac、 207Ac 化学性质相同C.205Ac、 207Ac 在周期表中的位置不同D.物质的量相等的 205Ac、 207Ac 质量相同答案 B解析 205Ac、 207Ac 为 同 位 素 , 核 外 电 子 数 都 是 89 个 , A 项 错 误 ; 205Ac、 207Ac 的 核 外 电 子排 布 相 同 , 故 二 者 的 化 学 性 质 相 同 , B 项 正 确 ; 205Ac、 207Ac 互 为 同 位 素 , 在 元 素 周 期 表 中的 位 置 相 同 , C 项 错 误 ; 205Ac、 207
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