2018-2019学年高中化学 第1章 物质结构元素周期律 第二节 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用学案 新人教版必修2.docx

第2课时元素周期表和元素周期律的应用1了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。2认识元素周期表是元素周期律的具体体现。3体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。一、元素周期表中金属元素与非金属元素的分区1.金属元素与非金属元素的分区及性质递变：请填写出图中序号所示内容：增强增强增强减弱AlSi金属非金属2分界线附近元素的性质：既表现出金属元素的性质，又表现出非金属元素的性质。二、元素化合价与元素在周期表中位置的关系主族AAAAAAA元素符号NaMgAlSiPSCl最外层电子数1234567最高正化合价1234567最低负化合价43211.主族元素最高正化合价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。(2)最低负价等于使它达到8电子稳定结构所需得到的电子数。(3)最高正价与最低负价绝对值之和等于8。三、元素周期表和元素周期律的应用1根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质。2根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置。3指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。4指导其他与化学相关的科学技术(1)在周期表中金属与非金属分界处，可以找到半导体材料。(2)在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。(3)在元素周期表的氟、氯、硫、磷附近，寻找制取农药的元素。1下列物质的性质比较，正确的是()A酸性：H2SO4HClO4B碱性：NaOHKOHC非金属性：PSD气态氢化物稳定性：HClH2S解析：A项酸性HClO4H2SO4，错误；B项碱性KOHNaOH，错误；C项非金属性SP，错误；D项正确。答案：D2(2018唐徕回民中学月考)下列根据元素周期表和元素周期律得出的推断，正确的是()A金属元素原子最外层电子数越少，该金属失电子能力越强B若存在简单阴离子R2，则R一定位于A族CP和As都是VA族元素，则PH3的还原性比AsH3的还原性强D铅位于周期表中金属和非金属的交界处，可作半导体材料解析：金属元素原子最外层电子数越少，该金属失电子能力不一定越强，例如锂的金属性弱于钡，A错误；若存在简单阴离子R2 ，R的最低价是2价，则R一定位于A族，B正确；P和As都是VA族元素，同主族从上到下非金属逐渐减弱，氢化物还原性逐渐增强，则PH3的还原性比AsH3的还原性弱，C错误；铅位于第六周期第A族，不位于周期表中金属和非金属的交界处，铅是金属，不可作半导体材料，D错误。答案：B3短周期中三种元素a、b、c在周期表中的位置如图，下列有关这三种元素的叙述正确的是()Aa是一种活泼的非金属元素Bc的最高价氧化物的水化物是一种强酸Cb的氢化物不稳定Db元素的最高化合物为7价解析：根据周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S。He是稀有气体，化学性质稳定，A项错误；c的最高价氧化物的水化物是H2SO4，H2SO4是强酸，B项正确；b的氢化物为HF，HF很稳定，C项错误；F无正价，D项错误。答案：B元素位置、结构、性质之间的关系及应用1元素在周期表中的位置、原子结构与性质的关系“位、构、性”三者关系解读：(1)原子结构元素在周期表中的位置结构位置(2)原子结构元素的化学性质结构(3)位置原子结构和元素性质2熟练掌握周期表中的一些特殊原子结构、位置与性质的元素(1)族序数与周期数相同的元素是H、Be、Al；族序数是周期数2倍的元素是C、S；族序数是周期数3倍的元素是O。(2)周期数是族序数2倍的元素是Li和Ca；周期数是族序数3倍的元素是Na。(3)最高正价与最低负价绝对值之差为6的是A族元素，为4的是A族元素，为2的是A族元素，为0的是A族元素。(4)只有短周期金属元素和长周期中A、A族金属元素形成的阳离子能和上一周期零族元素的电子层结构相同。(5)C元素有多种不同的同素异形体，其中一种硬度最大(金刚石)，另一种熔点最高(石墨)，C60熔点较低，C是构成有机物的骨架元素，所形成化合物种类最多。3熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律(1)元素的金属性、非金属性；(2)气态氢化物的稳定性；(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(2018天津市第一中学期中)下图中，a、b、c、d、e 为元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是( )abcdeA.元素b位于A 族，有6、2 两种常见化合价B五种元素中，元素 e 的性质最稳定C原子半径有 dcbD元素 e 参与形成的化合物可以作为一种半导体材料【解析】根据各元素在周期表中的物质可知，a、b、c、d、e 分别是He、O、P、Cl、As。元素b是O元素，位于A族，只有2、1两种常见化合价，没有6价，A错误；五种元素中，元素a的原子具有最外层2个电子的稳定结构，所以它的性质最稳定，B错误；同一周期的元素，原子序数越小，原子半径越大，不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以原子半径有cdb，C错误；元素e处于金属与非金属交界处，所以该元素参与形成的化合物可以作为一种半导体材料，D正确。【答案】D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。下列说法正确的是()A同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构D同一主族元素的原子、最外层电子数相同，化学性质完全相同解析：位于周期表中金属与非金属分界线上的元素(如Al)既能表现金属性，又能表现非金属性，A错；H最外层无电子，H、Li最外层只有两个电子，C错；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同，D错；第三周期元素的最高正化合价由AA族分别为1、2、3、4、5、6、7价等于它所处的主族序数，B正确。答案：B科学家根据元素周期律和原子结构理论预测出原子序数为114的元素的存在，下面关于它的原子结构和性质预测不正确的是()A该元素原子的最外层电子数为4B其常见价态为2、4C它的金属性比铅强D它的原子半径比第115号元素的原子半径小【解析】根据114号元素的原子序数，可推知该元素在周期表中位于第七周期，第A族，其与碳是同一主族元素，该元素最外层电子数为4，其有2价、4价，A、B项正确；114号元素与铅为同一主族元素，根据同主族元素从上到下金属性逐渐增强，可知该元素的金属性比铅强，C项正确；114号元素与115号元素位于同一周期，根据同周期元素原子半径逐渐减小可知，114号原子半径大于115号原子半径，D项不正确。【答案】D(2018牡丹江市第一中学月考)第A族元素从第二周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。下列关于A族元素预言可能正确的是()常温下，单质铍能与水剧烈反应放出H2常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2Be(OH)2易溶于水Ba(OH)2易溶于水SrCO3易溶于水ABCD解析：同主族从上到下，金属性增强，与水反应越剧烈，即常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2，错误，正确；Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，推出Be(OH)2难溶于水，错误；Ba(OH)2是易溶于水的强碱，正确；根据MgCO3、CaCO3、BaCO3难溶于水，因此SrCO3难溶于水，错误。答案：C1.(2018北京101中学期中)下列关于元素周期表应用的说法正确的是()A在过渡元素中，可以找到半导体材料B在A、A族元素中，寻找制造农药的主要元素C在金属与非金属的交界处，寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料D为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索解析：在周期表中金属和非金属的交界处可以找到半导体材料，A错误；通常制造农药所含的元素为F、Cl、S、P等，B错误；在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料，C错误；元素周期表为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索，D正确。答案：D2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()AR元素属于第A族BR元素在周期表里处于第四周期CR元素最高价氧化物对应的水化物分子式为H2RO4DR元素气态氢化物的分子式为H2R解析：由题给信息知R的原子序数为794534，为Se元素，位于周期表第四周期A族，故A项错误，B项正确；Se为A族，最高正价为6，最低负价为2，故C、D项正确。答案：A3如表所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是()XYWZTA.W、X、Y三种元素氢化物的稳定性依次降低BZ、W的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是WC五种元素均为非金属元素DT元素的单质具有半导体的特征，T与Z元素可形成化合物TZ4解析：设W的最外层电子数为a，故X的最外层电子数为a1，Y的最外层电子数为a2，Z为a3，故有aa1a2a322，故a4。A项由周期表可知非金属性YXW，故氢化物稳定性YXW，错误；B项最高价氧化物对应的水化物的酸性ZW，错误；C项若X、Y在第二周期，则T为锗，为金属元素，错误；D项由计算可知Z为第A族，T为第A族，故二者可形成TZ4，正确。答案：D4下列有关元素周期表、元素周期律的说法中不正确的是()A已知Sr元素位于第五周期A族，故Sr(OH)2碱性比Mg(OH)2弱B已知As元素位于第四周期A族，故NH3比AsH3稳定C元素周期表分为7个主族、7个副族、1个0族、1个族，共18个纵行D副族元素中没有非金属元素解析：Sr与Mg都为A族且Sr原子序数大于Mg，故碱性Sr(OH)2大于Mg(OH)2，A项错误；As与N同主族，As原子序数大于N，则稳定性NH3AsH3，B项正确；根据元素周期表可知，C项、D项正确。答案：A5A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题：(1)C在元素周期表中的位置为_，G的原子结构示意图是_。(2)D与E按原子个数比11形成化合物甲，其化学式为_，向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是_。(3)E、F、G形成的简单离子，半径由大到小顺序是_。(用离子符号表示)解析：(1)由题给信息知A为H，B为C，D为O，E为Na，F为S，G为Cl，由B、D可知C为N。(2)Na与O可形成Na2O、Na2O2，Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O22H2O=4NaOHO2。(3)Na核外电子排布示意图为，Cl、S2核外电子排布示意图为、，故离子半径S2ClNa。答案：(1)第二周期A族(2)Na2O22Na2O22H2O=4NaOHO2(3)S2ClNa1具有下列特征的原子，一定是非金属元素的是()A对应氢氧化物是两性氢氧化物B具有负化合价C最高价氧化物对应水化物是酸D具有可变化合价解析：Al(OH)3具有两性，而Al为金属元素，A错；金属元素无负价，B正确；Mn的最高氧化物的水化物HMnO4为酸，C错；Fe存在Fe2、Fe3，具有可变化合价，D错。答案：B2(2018邢台三中月考)已知下列元素的原子半径为原子NSOSi半径r/1010m0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是()A0.801010 mB1.101010 mC1.201010 mD0.701010 m解析：Si、P、S位于同一周期，原子半径SiPS，故磷的原子半径在1.021010 m1.171010 m之间，故选B项。答案：B3某元素最高价氧化物的水化物的化学式是H2XO4，这种元素的气态氢化物的化学式为()AHXBH2XCXH3DXH4解析：由H2XO4可知X为6价，则其氢化物中应显2价，故氢化物分子式为H2X，选B项。答案：B4有四种短周期主族元素分别为X、Y、Z、W。X是地壳中含量最多的元素；Y元素的单质是空气的主要成分之一；Z原子的最外层电子数是其最内层电子数的；W元素的最高正价和最低负价的代数和为0。下列说法正确的是()A原子半径：XYWZBZ的氧化物一定只有一种C最高价氧化物对应的水化物的酸性：YWDX和W两种元素形成的化合物，既能与强酸反应又能与强碱反应解析：由题给信息可知，X为O，Y为N，Z为Li或Na，W为C或Si。A项电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子半径减小，若Z为Na则原子半径XYWW，最高价氧化物对应的水化物的酸性：YW，错误；D项X和W两元素形成的化合物为CO2或SiO2，不能与强酸反应，错误。答案：A5如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()A元素位于第二周期第A族B气态氢化物的稳定性：C最高价氧化物对应水化物的酸性：D元素的最高正化合价：解析：对照元素周期表便可确定、分别是N、O、F、S、Cl。元素是N，位于第二周期第A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，F没有正化合价，D项错误。答案：C6(2018北京师大附中期中)元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是()A若X和Y2的核外电子层结构相同，则原子序数：XYB由水溶液的酸性：HClH2S，可推断出元素的非金属性：ClSC硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以做半导体材料DCs和Ba分别位于第六周期A和A族，碱性：CsOHBa(OH)2解析：若X和Y2的核外电子层结构相同，则X处于Y的下一周期，原子序数：XY，A正确；不能根据氢化物水溶液的酸性强弱来比较非金属性，如酸性HClHF，但非金属性FCl，B错误；硅、锗都位于金属与非金属的交界处，具有一定金属性与非金属性，都可以做半导体材料，C正确；同周期元素自左而右金属性减弱，金属性CsBa，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性CsOHBa(OH)2，D正确。答案：B7下列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_，非金属性最强的元素是_(填元素符号)。(3)表中能形成两性氢氧化物的元素符号是_，分别写出该元素的单质与最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_，_。(4)表中最高价氧化物的水化物能与其氢化物发生化合反应所得物质的化学式为_。(5)请设计一个实验方案，比较单质氧化性的强弱_。解析：由元素周期表的结构分别写出的元素符号：N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br。(1)和为Si、Ar元素。(2)同主族元素从上到下金属性增强，非金属性减弱，同周期元素从左到右金属性减弱，非金属性增强，故最活泼的金属是K，非金属性最强的是F。(3)两性氢氧化物为Al(OH)3，其元素符号为Al，的最高价氧化物对应水化物分别为HClO4和KOH，Al既可与强酸反应又可与强碱反应产生H2。(4)氮的最高价氧化物的水化物为HNO3与其氢化物NH3发生反应：HNO3NH3=NH4NO3。(5)利用置换反应就可以证明单质的氧化性：Cl2S。答案：(1)SiAr(2)KF(3)Al2Al6HClO4=2Al(ClO4)33H22Al2KOH2H2O=2KAlO23H2(4)NH4NO3(5)将氯气通入到氢硫酸溶液中，溶液出现黄色浑浊，证明氧化性：Cl2S，发生的反应方程式为Cl2H2S=2HClS8元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增加，已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为34；M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为43，N、Z、X的半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体。据此回答：(1)X为_(名称)，Y为_(元素符号)，Z原子结构示意图为_。(2)N的最高价氧化物的水化物的化学式为_。(3)工业上制取单质M的化学方程式为_。解析：已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为34，则Y为O。M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为43，则M为Si。由X与N形成的化合物常温下为气体，且X、Y、Z、M、N原子序数增大，N、Z、X的半径减小可知：N为Cl、Z为Na、X为H。答案：(1)氢O(2)HClO4(3)SiO22CSi2CO1(2018佛山市第一中学期中)A、B、C为三种短周期元素，A、B在同周期，A、C的最低价离子分别为A2和C，B2和C具有相同的电子层结构。下列说法中正确的是()A原子序数：ABCB原子半径：ABCC离子半径：A2CB2D原子核外最外层电子数：ACB解析：A、B、C为三种短周期元素，结合离子所带电荷可知，A是第A族，B是第A族，C位于第A族，B2与C具有相同的电子层结构，则B位于C的下一周期，由于A、B同周期，则A、B处于第三周期，C处于第二周期，则A为S、B为Mg、C为F。原子序数：ABC，A错误；同周期自左向右，原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：BAC，B错误；电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：A2CB2，C正确；原子核外最外层电子数：CAB，D错误。答案：C2目前，人类已经发现的非金属元素除稀有气体元素外共有16种，下列对这16种非金属元素的判断不正确的是()都是主族元素，原子的最外层电子数都大于3单质在反应中都只能作氧化剂对应的含氧酸都是强酸氢化物常温下都是气态，所以又叫气态氢化物氧化物与水反应都不会再生成气体A全部B只有C只有D只有解析：H元素原子数外层电子数为1，错误；H2、I2、S等都可作还原剂，错误；HClO为弱酸，错误；H2O常温下为液态，错误；3NO2H2O=2HNO3NO，错误，故选A项。答案：A3镁、锂在元素周期表中具有特殊的“对角线”位置关系，它们性质相似，例如它们的单质在过量氧气中燃烧均只生成正常氧化物。以下对锂的性质叙述正确的是()ALi2SO4难溶于水BLiOH是易溶于水，受热不分解的强碱CLi不能从水中置换出H2DLi2CO3受热分解，生成Li2O和CO2解析：根据处于“对角线”位置关系上的元素，它们的性质相似。MgSO4易溶于水，因此Li2SO4也溶于水，A错；Mg能与水反应置换出H2，所以Li同样也能，C错；Mg(OH)2是难溶于水，受热易分解的中强碱，所以LiOH也是难溶于水，受热易分解的中强碱，B错；MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，因此Li2CO3受热也易分解，生成Li2O和CO2，D正确。答案：D4(2018桂林市第十八中学期中)根据下表信息，判断以下叙述正确的是()短周期元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1120.1040.066主要化合价2326、22A.简单离子半径LTB单质与稀盐酸反应的剧烈程度为LQC氢化物的热稳定性为H2TH2RD氢化物的沸点为H2TH2R解析：短周期元素，由元素的化合价可知，T只有2价，则T为O元素，R有6、2价，可知R为S元素；L、M、Q均只有正化合价，原子半径LMQ，则L为Mg，M为Al，Q为Be。核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则简单离子半径LT，A错误；同主族从上往下金属性逐渐增强，金属性MgBe，金属性越强与酸反应越剧烈，则单质与稀盐酸反应的剧烈程度为LQ，B错误；非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性：OS，所以气态氢化物的稳定性：H2TH2R，C错误；常温下，水为液态，硫化氢为气态，则氢化物的沸点为H2TH2R，D正确。答案：D5J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如下表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。JR(1)M的离子结构示意图为_；元素T在周期表中位于第_族。(2)用化学方程式表示J单质在工业上的应用_。(3)L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为_。解析：(1)J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，可以判断J元素为碳元素；M是地壳中含量最多的金属元素，即为铝元素，根据J、R在周期表中的相对位置可以判断R为硫元素，则T为氯元素，处于第三周期第A族。(2)J单质为碳，工业上可用碳来冶炼金属，制水煤气，工业制硅等。(3)最简单氢化物水溶液显碱性即为NH3，氨水与双氧水发生氧化还原反应2NH33H2O2=N26H2O生成无污染的N2。答案：(1)A(2)CH2O(g)COH2或2CSiO2Si2CO(合理即可)(3)2NH33H2O2=N26H2O或2NH3H2O3H2O2=N28H2O