2018-2019版高中化学 第1章 原子结构与元素周期律 第3节 元素周期表的应用 第2课时 预测同主族元素的性质学案 鲁科版必修2.doc

第2课时预测同主族元素的性质一、卤族元素原子结构与性质的相似性和递变性1卤族元素原子结构和性质的相似性元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子结构示意图最外层电子数都为7最高正价无7价最低负价都为1价自然界中存在形态全部以化合态形式存在最高价含氧酸无HClO4HBrO4HIO4气态氢化物HFHClHBrHI2.卤族元素性质的递变性(1)卤族元素单质的物理性质及递变性单质物理性质F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气体气体液体固体密度逐渐增大熔、沸点逐渐升高(2)结构及化学性质的递变性结构及化学性质规律原子半径单质的氧化性阴离子的还原性与H2化合的难易程度氢化物的稳定性最高价氧化物对应水化物的酸性(1)卤素性质的相似性卤素原子都能得一个电子；单质都能与氢气发生化合反应；除F外，最高价氧化物对应的水化物的化学式为HXO4(X代表卤素原子)，且为强酸。(2)卤素性质的递变性从F到I，随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，得电子能力逐渐减弱，元素非金属性逐渐减弱。例1(2017枣庄高一检测)关于卤素X(依次为Cl、Br、I)的下列叙述不正确的是()A卤素单质与水反应均可用X2H2O=HXOHX表示BHX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强C卤素单质的颜色按相对分子质量增大而加深D相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的卤化物溶液里置换出来考点卤素的性质题点卤素性质的变化规律答案B解析HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱。特别提示卤素的特性(1)氟元素无正价，无含氧酸，而氯、溴、碘元素有最高正价和含氧酸。(2)X2H2O=HXHXO(X代表Cl、Br、I)，而2F22H2O=4HFO2。(3)溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属单质。(4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。(5)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。例2(2018寿光现代中学4月月考)下列说法中，不符合A族元素性质特征的是()A从上到下元素的非金属性增强B易形成1价离子C从上到下最高价氧化物对应的水化物酸性减弱(F除外)D从上到下氢化物的还原性依次增强考点卤素性质与原子结构的关系题点非金属性强弱判断的应用答案A解析同主族元素，从上到下元素的非金属性减弱，选项A错误；A族元素最外层7个电子，易得1个电子形成1价离子，选项B正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱(F除外)，选项C正确；同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以氢化物的还原性依次增强，选项D正确。易错警示非金属元素具有多种化合价，也往往具有多种含氧酸，判断非金属性强弱时，只能用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，与其他低价氧化物水溶液的酸性无关。二、碱金属元素原子结构与性质的相似性与递变性1结构、性质的相似性2钠、钾失电子能力比较(1)实验现象：相同点：金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出“嘶嘶”的响声；反应后的溶液呈红色。不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。(2)化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH2；2K2H2O=2KOHH2。(3)实验结论：与水反应剧烈程度：KNa；金属的活泼性：KNa。3单质及化合物性质的递变性结构及性质规律原子半径单质的还原性与水、氧气反应的剧烈程度最高价氧化物对应水化物的碱性碱金属元素的性质与原子结构的关系从Li到Cs，随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，元素金属性逐渐增强。例3下列有关碱金属元素的性质判断正确的是()AK与H2O反应最剧烈BRb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出NaC碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性D从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强考点碱金属单质的性质题点碱金属单质的综合答案D解析A项，在碱金属元素中，K不是最活泼的元素；B项，Rb先与水反应，不会置换出Na；C项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。易错警示(1)因Na、K都是很活泼的金属易与H2O反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属，只有在熔融状态下才能置换出不活泼的金属。(2)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用液体石蜡密封。(3)Li在O2中燃烧生成Li2O，Na在O2中燃烧生成Na2O2。例4近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第6周期A族，下列对铊的性质推导可能正确的是()铊是易导电的银白色金属Tl(OH)3是两性氢氧化物Tl3的氧化能力比Al3的强单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐A B C只有 D只有答案A解析根据元素在周期表中的位置和元素性质递变规律解题。Tl位于第6周期A族，与Al同主族。同主族元素，随着原子序数的增大，失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，可知、正确。1X、Y是元素周期表A族中的两种元素，X的非金属性比Y强。下列叙述中正确的是()AX原子的电子层数比Y原子的电子层数多BY的单质能将X从NaX的溶液中置换出来CX的单质比Y的单质更容易与氢气反应DX的氢化物水溶液的酸性一定比Y的氢化物的水溶液的酸性强答案C解析同一主族，自上而下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。不要混淆最高价含氧酸的酸性与氢化物水溶液的酸性，如酸性：HFHCl。2关于锂的结构和性质的判断，错误的是()与水反应比钠剧烈原子半径比钠小氧化物暴露于空气易吸收二氧化碳阳离子最外层电子数和钠离子相同其单质是强还原剂A只有 B和C和 D和答案B解析Li与Na位于同一主族，但原子序数比Na的小，原子半径比Na的小，金属性比Na的弱，与水反应不如Na剧烈，错、正确；Li2O是碱性氧化物，能与CO2反应，正确；Li最外层有2个电子，Na最外层有8个电子，错；碱金属元素的单质都是很强的还原剂，正确。3碲(Te)是52号元素，位于周期表中A族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述错误的是()A碲的单质具有半导体的性能B碲化氢(H2Te)比H2S更稳定C碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)DH2TeO4的酸性比H2SO4弱答案B解析Te元素在元素周期表的第5周期A族，位于金属区与非金属区的交界线处的元素，有半导体的性能，A项正确；同主族元素自上而下得电子能力减弱，则氢化物稳定性：H2TeH2S，B项错误；最高价氧化物对应水化物的酸性：H2TeO4H2SO4，D项正确。4镭(Ra)位于周期表的第7周期A族。下列关于镭的性质的描述不正确的是()A在化合物中呈2价B单质能与水反应产生氢气C氢氧化物呈两性D碳酸盐难溶于水答案C解析根据A族Mg、Ca等的性质，以及Ra的金属性比Mg、Ca更强可推测出Ra及其化合物的性质。5X、Y两种元素，原子序数均小于20；X、Y原子的最外层电子数相等，且原子半径XY，下列说法正确的是(选项中m、n均为正整数)()A若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱B若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性C若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2D若Y的最高正价为m，则X的最高正价一定为m答案A解析X、Y原子的最外层电子数相同，且原子序数_(填化学式)。答案(1)7K2O、K2O2(KO2也可以)(2)氯(或Cl)7价(3)Al两性(4)Na(5)NH3SiH4解析前20号元素中，(1)属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2。(2)最高正化合价最高的元素是Cl，其最高正化合价为7价。(3)既能与HCl反应又能与NaOH反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化物是 Al(OH)3，具有两性。(4)同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，故第3周期中，原子半径最大的是Na。(5)非金属性：NPSi，故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。对点训练题组一碱金属结构与性质的变化规律1下列各组比较不正确的是()A铯与水的反应现象比钠剧烈B还原性：KNaLiC熔点：LiNaKD碱性：LiOHNaOHKOH答案D解析铯的活动性比钠强，与水反应比钠更剧烈，甚至会爆炸，A项正确；随着电子层数增多，碱金属的金属性逐渐增强，单质的还原性依次增强，即还原性：KNaLi，B项正确；碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即LiNaKRbCs，C项正确；从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物碱性依次增强，即碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH，D项错误。2铯是一种碱金属元素，下列关于铯的叙述中，正确的是()ACsOH是一种可溶于水的强碱BCs在空气中燃烧，生成一种氧化物Cs2OCCs与水反应，能发生爆炸，并放出O2D加热Cs2CO3，可生成氧化铯和二氧化碳考点碱金属单质的性质题点碱金属性质的预测答案A题组二卤族元素性质的变化规律3下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是()单质的氧化性增强单质的颜色加深气态氢化物的稳定性增强单质的沸点升高阴离子的还原性增强A B C D考点卤素的性质题点卤素性质的变化规律答案C解析F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱，其对应的阴离子F、Cl、Br、I的还原性依次增强，故错误，正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色逐渐加深，正确；HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化规律为气液固，则沸点逐渐升高，正确，C正确。4(2018清华大学附中月考)砹(At)原子序数为85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是()A砹是有色固体B非金属性：AtICHAt非常稳定DI2能从砹的可溶性盐溶液中置换出At2答案C解析同主族从上到下元素的单质从气态、液态、固态变化，且颜色加深，则砹是有色固体，故A正确；同一主族元素，其非金属性随着原子序数增大而减小，所以非金属性：At小于I，故B正确；同一主族元素中，其非金属性随着原子序数的增大而减小，则其相应氢化物的稳定性逐渐减弱，所以HAt很不稳定，故C错误；同一主族元素，其单质的氧化性随着原子序数的增大而减弱，所以I2可以把砹从砹的可溶性盐溶液中置换出来，故D正确。题组三同主族元素性质的递变规律及其应用5某主族元素原子R的第五电子层上只有一个电子。下列描述正确的是()A其单质在常温下与水的反应不如钠剧烈B其原子半径比钾原子半径小C其碳酸盐易溶于水D其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解答案C解析由主族元素原子R的第五电子层上只有一个电子可知：R位于周期表第5周期A族，为Rb(铷)。由同主族元素性质递变规律可知，Rb的金属性强于Na，故其与水的反应比Na更剧烈；RbOH的碱性强于NaOH，因NaOH可使Al(OH)3溶解，则RbOH也一定能使Al(OH)3溶解；Rb、K同主族，且Rb比K多一个电子层，则Rb的原子半径比K的原子半径大；由Na2CO3、K2CO3均易溶于水，可类推出Rb2CO3也应易溶于水。6砷(As)为第4周期A族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是()A砷在通常情况下是固体B可以存在3、3、5等多种化合价CH3AsO4的酸性比H3PO4弱D单质砷的还原性比单质磷弱答案D解析同主族从上至下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。砷与磷在同一主族且位于磷的下面，故非金属性：砷磷，D选项错误。7有一种保健食品含有人体所必需的硒元素，有一定的保健作用。已知硒元素与氧元素同族，与钙元素同周期。下列关于硒的描述不正确的是()A原子序数为24B最高价氧化物是SeO3，是酸性氧化物C原子半径比钙小D气态氢化物的化学式是H2Se，稳定性比HCl差答案A解析根据题意可知该元素在第4周期A族，原子序数为161834，A项错误；最高价氧化物化学式为SeO3，是酸性氧化物，B项正确；同周期从左到右，原子半径依次减小，C项正确；氢化物稳定性：HClH2SH2Se，D项正确。题组四同周期同主族元素性质递变规律的综合应用8下列各组性质比较，完全正确的是()酸性：HClO4HBrO4HIO4碱性：Ba(OH)2Ca(OH)2Mg(OH)2稳定性：HClH2SPH3还原性：FClBrA B C D全部答案A解析Cl、Br、I为A族元素，同主族从上到下，其最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，故正确；Mg、Ca、Ba是A族元素，同主族元素，从上到下其最高价氢氧化物的碱性逐渐增强，故正确；P、S、Cl为第3周期元素，随原子序数增大，气态氢化物稳定性增强，故正确；Br、Cl、F为A族的简单离子，其还原性随着核电荷数的增大而增强，故还原性大小为BrClF，错误。9W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成盐(离子化合物)，由此可知()WXYZA.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YBZ元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YCX元素形成的单核阴离子还原性大于YDZ元素单质在化学反应中只表现氧化性答案A解析由题意可知，W是N、X是O、Y是S、Z是Cl。H2S的稳定性小于H2O的稳定性，也小于HCl的稳定性，A项正确；HClO的酸性弱于H2SO4的酸性，B项错误；S2的还原性大于O2的，C项错误；Cl2和H2O反应时，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，D项错误。10X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2和Z，Y和Z具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A原子最外层电子数：XYZB单质沸点：XYZC离子半径：X2YZD原子序数：XYZ答案D解析短周期元素X、Z形成的最低价离子为X2、Z，Y和Z具有相同的电子层结构，则X、Y、Z三种元素分别处于第A、A、A族。X和Y处于同一周期，Y和Z具有相同的电子层结构，推知X、Y、Z分别为S、Na和F。A项，原子最外层电子数：FSNa；B项，单质沸点：NaSF2；C项，具有相同电子层结构的离子，元素的原子序数越大，原子半径越小，Na、F具有相同的电子层结构，则离子半径：FNa，同理离子半径：S2Cl，而离子半径：ClF，所以离子半径：S2FNa；D项，三种元素的原子序数关系为SNaF。11四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是()A原子半径ZSiNO，A项正确；因为O的非金属性比Si强，所以气态氢化物的热稳定性：H2OSiH4，C项正确；O元素位于周期表的第2周期A族，D项正确。12短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列说法不正确的是()A最简单气态氢化物的热稳定性：RQB最高价氧化物对应水化物的酸性：QQRD含T的盐溶液一定显酸性答案D解析依题意可知：T是铝、Q是硅、R是氮、W是硫。A项，N的非金属性强于P，P的非金属性强于Si，正确；B项，S的非金属性强于Si，正确；C项，同一周期，从左到右，原子半径依次减小，N的原子半径小于P，正确；D项，例如四羟基合铝酸钠的水溶液显碱性，错误。综合强化13如下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：AAAAAAA0234(1)和的元素符号是_和_。(2)表中最活泼的金属是_(填元素符号，下同)，非金属性最强的元素是_。(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是_，分别写出该元素的氢氧化物与、最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式：_、_。(4)请设计一个实验方案，比较、单质氧化性的强弱：_。答案(1)SiAr(2)KF(3)Al2Al(OH)33H2SO4=Al2(SO4)36H2OAl(OH)3KOH=KAl(OH)4(4)在试管中加5 mL KBr稀溶液再滴加少量新制氯水，振荡，再加入5 mL CCl4，振荡、静置、观察到CCl4层呈橙红色(其他合理答案也可)解析由元素周期表各元素具体位置直接推出元素分别为N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br，然后分析回答问题。表中最活泼金属位于左下角为K，非金属性最强的在右上角为F。两性氢氧化物为Al(OH)3，与强酸、强碱均发生反应。若比较Cl2和Br2的氧化性强弱，最好组合在同一反应中，即置换反应最适宜，即2KBrCl2=2KClBr2等。14(2018吉林辽源4月月考)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下图是元素周期表的一部分：(1)根据元素周期律，请你预测，H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：H3AsO4_H3PO4(填“”“”或“”)。(2)根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在第A族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第_族。(3)元素甲是第3周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式：_。(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为_。考点元素周期表和周期律的应用题点元素周期表和周期律的综合应用答案(1)(2)A(3)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(4)硒解析(1)同主族从上到下非金属性逐渐减弱，则最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，则酸性：H3AsO4H3PO4。(2)根据最高正价与最低负价的绝对值相等，把氢元素放在周期表中的A族。(3)第3周期金属元素中原子半径最小的元素为Al；铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子，反应的离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。(4)R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，最外层电子数为6，处于第4周期A族，为Se元素。15现有下列短周期元素性质的数据： 元素符号元素性质原子半径/1010 m0.741.601.521.100.991.860.750.82最高或最低化合价21571532313试回答下列问题：(1)上述元素中处于同一主族的有_(填序号)，元素在周期表中的位置为_。(2)元素能形成两种化合物，写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式：_。(3)某元素的氢化物与其最高价氧化物对应水化物能生成盐，你认为是_(填序号)，其反应的化学方程式为_。(4)7.3 g含元素的氢化物，溶于200 mL水后，其物质的量浓度约为_(忽略体积的变化)。答案(1)与、与第3周期A族(2)2Na2O22H2O=4Na4OHO2(3)NH3HNO3=NH4NO3(4)1 molL1解析的最低价态为3价，最高价态为5价，应为A族元素，根据原子半径的大小，可知应为P元素，应为N元素；的最高正价为1，为A族元素，可能为H、Li和Na中的两种元素，但H元素原子半径为所有元素中最小的，根据原子半径数据可知，应为Li元素，应为Na元素；的最低负价为1价，且最高正价为7价，短周期元素中只有Cl符合条件，因此为Cl元素；的最高正价为2价，可能为Be或Mg，如果为Be元素，其原子半径应小于Li，即比小，但给出的原子半径数据比大，因此应为Mg；的最高正价为3价，应为A族元素，可能为B或Al，如果为Al元素，其原子半径应小于Mg且大于P，但给出的原子半径数据比P的小，因此应为B；的最低负价为2价，应在A族，可能为O、S，再根据原子半径数据，其原子半径比Cl的小，推知应为O元素。