高考化学第一轮第7讲元素周期表、元素周期律.doc

2011年高考化学一轮讲练析精品学案第7讲 元素周期表、元素周期律考点解读1.从元素原子最外层电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，了解元素周期律。2.了解元素周期表的结构(周期、族)，知道金属、非金属在周期表中的位置。3.以第三周期元素为例，知道同周期元素性质递变规律与原子结构的关系。4.以IA、VIIA元素为例，理解同主族元素性质的递变规律与原子结构的关系。5.了解元素周期表在科学研究、地质探矿等领域的广泛应用，从多角度、多层面了解元素及其化合物性质的分类与整合。知识体系 随着原子序数（核电荷数）的递增：元素的性质呈现周期性变化：、原子最外层电子数呈周期性变化元素周期律 、原子半径呈周期性变化、元素主要化合价呈周期性变化、元素的金属性与非金属性呈周期性变化、按原子序数递增的顺序从左到右排列；具体表现形式编排依据元素周期律和 排列原则 、将电子层数相同的元素排成一个横行；元素周期表 、把最外层电子数相同的元素（个别除外）排成一个纵行。、短周期（一、二、三周期）七主七副零和八三长三短一不全周期（7个横行） 、长周期（四、五、六周期）周期表结构 、不完全周期（第七周期）、主族（AA共7个）元素周期表 族（18个纵行） 、副族（BB共7个）、族（8、9、10纵行）、零族（稀有气体）同周期同主族元素性质的递变规律性质递变 、核电荷数，电子层结构，最外层电子数、原子半径、主要化合价 、金属性与非金属性、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物酸碱性基础过关第1课时 元素周期表的结构元素周期表的结构位置与结构的关系周期周期序数元素的种数1.周期序数原子核外电子层数2.对同主族(nA族)元素若n2，则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为上一周期的元素种数。若n3，则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为该周期的元素种数。短周期第一周期2第二周期8第三周期8长周期第四周期18第五周期18第六周期32第七周期不完全周期族主族A族A族由长周期元素和短周期元素共同构成的族。最外层电子数=主族序数=价电子数零 族最外层电子数均为8个（He为2个除外）副族B族B族只由长周期元素构成的族最外层电子数一般不等于族序数（第B族、B族除外）最外层电子数只有17个。第族有三列元素掌握元素周期表的结构中各族的排列顺序，结合惰性气体的原子序数，我们可以推断任意一种元素在周期表中的位置。记住各周期元素数目，我们可以快速确定惰性气体的原子序数。各周期元素数目依次为2、8、8、18、18、32、32（如果第七周期排满），则惰性气体原子序数依次为2、2+8=10、10+8=18、18+18=36、36+18=54、54+32=86、86+32=108。典型例题【例1】（2010广东理综卷，10）短周期金属元素甲戊在元素周期表中的相对位置如右表所示，下面判断正确的是A原子半径： 丙丁戊 B金属性：甲丙C氢氧化物碱性：丙丁戊 D最外层电子数：甲乙解析：同周期元素原子半径是减小的，故A错；同主族元素金属性自上而下是增强的，故B错；同周期的元素的金属性越来越弱，故对应碱的碱性也是减弱的，C正确；同周期的最外层电子数越来越多，故D错。答案：C【例2】（武汉一模） X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是（ ）A元素非金属性由弱到强的顺序为ZYXBY元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C3种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定D原子半径由大到小的顺序为ZYX解析在解有关周期表的题目时，首先要确定元素在周期表中的位置，实在推不出具体的位置，推出相对位置也可以。因X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，所以在本题中的突破口就能推出X元素即为O，而在短周期中能与O同主族的就只有S元素，即为Y,而Z原子的核外电子数比Y原子少1,也就不难得出Z元素即为P元素，A选项中三元素非金属性由弱到强的顺序为PSO，S的最高价氧化物对应水化物的分子式为H2YO4，三种元素的气态氢化物中，最稳定的是H2O，而不是磷化氢；D选项中半径大小比较是正确的，最后本题的答案为AD。答案AD【例3】（2010安徽卷，25）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等Y常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积ZZ和Y同周期,Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63，中子数为34（1）Y位于元素周期表第周期表族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是（写化学式）。（2）XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在个键。在HY、HZ两种共价键中，键的极性较强的是，键长较长的是。（3）W的基态原子核外电子排布式是。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是 。（4）处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。已知：XO(g)+O2(g)=XO2(g) H=283.0 kJmol2Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=296.0 kJmol1此反应的热化学方程式是。答案：(1)3 VIA HClO4 (2)2 H-Z H-Y (3)Ar3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 (4)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) H=-270kJ/mol解析：由表中可知，X为C Y为 S Z为 Cl W为Cu 基础过关第2课时 元素周期律涵 义元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化。实 质元素性质的周期性递变是核外电子排布周期性变化的必然结果。核外电子排布最外层电子数由1递增至8(若K层为最外层则由1递增至2)而呈现周期性变化。原子半径原子半径由大到小(稀有气体元素除外)呈周期性变化。原子半径由电子层数和核电荷数多少决定，它是反映结构的一个参考数据。主要化合价最高正价由+1递变到+7，从中部开始有负价，从-4递变至-1。(稀有气体元素化合价为零)， 呈周期性变化。元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定，一般存在下列关系：最高正价数最外层电子数元素及化合物的性质金属性渐弱，非金属性渐强，最高氧化物的水化 物的碱性渐弱，酸性 渐强，呈周期性变化。这是由于在一个周期内的元素，电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，核对外层电子引力渐强，使元素原子失电子渐难，得电子渐易，故有此变化规律。典型例题（2010福建卷,23）J、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右表；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。（1）M的离子结构示意图为_;元素T在周期表中位于第_族。（2）J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为_。（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，反应的化学方程式为_。（4）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_。一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（H0）并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是_（选填序号）。选项abcdx温度温度加入H2的物质的量加入甲的物质的量y甲的物质的量平衡常数K甲的转化率生成物物质的量总和（5）由J、R形成的液态化合物JR2 02mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。 该反应的热化学方程式为_。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，处于第三周期第七主族（2）J和氢组成含有6个原子的分子为乙烯，其结构简式为（3）M和T形成的化合物为，与水反应，其中氯化氢气体呈雾状（4）氨水与双氧水发生氧化还原反应：生成无污染的氮气；甲在固体体积的密闭容器中发生分解反应，表明正反应为吸热反应，升高温度，平衡朝着正方向移动，甲物质的量减少；加入的物质的量即增加生成物的浓度，平衡朝逆方向移动，甲的转化率减小（5）JR2为CS2,燃烧生成二氧化碳和二氧化硫，依题意可以很快的写出反应的热化学方程式 答案：(1) ； A（2）（3），（4）a和c;a或c（5） 基础过关第3课时 同周期、同主族元素性质的递变规律同周期（左右）同主族（上下）原子结构核电荷数逐渐增大增大电子层数相同增多原子半径逐渐减小逐渐增大化合价最高正价由+1+7负价数=8-族序数最高正价和负价数均相同，最高正价数=族序数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。单质的氧化性和还原性氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱。氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。最高价氧化物的水化物的酸碱性酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。气态氢化物的稳定性、还原性，水溶液的酸性。稳定性逐渐增强，还原性逐渐减弱，酸性逐渐增强。稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，酸性逐渐减弱。简单微粒半径的比较方法原子半径1.电子层数相同时，随原子序数递增，原子半径减小例：rNarMgrAlrSirprsrCl2.最外层电子数相同时，随电子层数递增原子半径增大。例：rLirNarkrRbrCs离子半径1.同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子.例：rCl-rCl，rFerFe2+rFe3+1. 电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小.例：rO2-rF-rNa+rMg2+rAl3+2. 带相同电荷的离子,电子层越多,半径越大.例：rLi+rNa+rK+rRb+rcs+；rO2-rs2-rse2-rTe2-3. 带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。 例：比较rk+与rMg2+可选rNa+为参照可知rk+rNa+rMg2+元素金属性和非金属性强弱的判断方法金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强。判断依据1在金属活动顺序表中越靠前，金属性越强。2单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。3单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强。4最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。5若xn+y=x+ym+ 则y比x金属性强。非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强。判断方法1与H2化合越易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。2单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强。3最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强。4An-+B=Bm-+A 则B比A非金属性强。典型例题【例1】（2010福建卷，8）下列有关化学研究的正确说法是A同时改变两个变量来研究反映速率的变化，能更快得出有关规律B对于同一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应的焓变相同C依据丁达尔现象可将分散系分为溶液、胶体与浊液D从HF、HCl、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属递增的规律【解析】答案：B本题侧重考查反应速率、盖斯定律、分散系、元素周期律重要的基本概念，规律A. 同时改变两个变量来研究反应速率的变化，不容易判断影响反应速率的主导因素，因此更难得出有关规律B. 这是盖斯定律的表述C. 分散系的划分是以分散质颗粒大小来区分的D. 在以酸性强弱作为判断元素非金属性非金属性强弱依据时，是以最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为判断依据的。【例2】（2010上海卷，20）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZW原子半径/pm1601437066主要化合价+2+3+5、+3、-3-2下列叙述正确的是AX、Y元素的金属性 XY，A错；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则其可能是O，Z是N，两者的单质直接生成NO，B错；据此判断可知X是Mg，Y是Al；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，其不溶于氨水，C错；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D对。知识归纳：解答元素推断题的突破口可能是原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质等；在此题中解答时，关键是抓住元素性质和元素在周期表中的位置的关系，从原子半径的变化和元素的最高正价和最低负价入手寻求突破。【例3】（2010山东卷，11）下列说法正确的是A形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力BHF、HCL、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱C第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果解析：离子键是阴阳离子通过静电作用形成的，静电作用包括静电吸引和静电排斥，故A错；因同驻足元素从上到下的非金属性减弱，故HF、HCL、HBr、HI的热稳定性依次减弱，但HF、HCL、HBr、HI的还原性依次增强，故B错；根据元素的非金属性越强，其对应的最高价汉阳算得酸性越强，C错因为没有指明是最高价含氧酸；元素周期律的根本原因是元素原子核外电子排布的周期性变化，D正确。答案：D元素周期表、元素周期律单元测试题一、选择题（本题有5个小题，每小题只有一个选项是正确的）1在周期表中，第三、四、五、六周期元素的数目分别是A8、18、32、32 B8、18、18、32 C8、18、18、18 D8、8、18、182几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表： 元素符号ABCDE原子半径(nm)0.1600.080X0.1430.074主要化合价+2+2-2,+4,+6+3-2则X可能的数值为 A0.069 B0.102 C0.145 D0.1843下列叙述正确的是A原子半径总是由大到小，到稀有气体元素时半径突然增大，呈周期性变化B.A族所有元素的金属性比A族元素的金属性都强C主族元素的单质与水反应都可表示为X2+H2O=HX+HXOD最高价含氧酸的酸性最强的元素位于周期表最右上方E所有非金属的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于84某元素的电离能(电子伏特)如下表，此元素位于元素周期表的族数是I1I2I3I4I5I6I714.529.647.477.597.9551.9666.8A. A B.A C.A D.A E. A5 R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期的元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)A若R(OH)n为强碱，则W(OH)n+1也为强碱B若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素C若Y的最低化合价为-2，则Z的最高正化合价为+6D若X的最高正化合价为+5，则五种元素都是非金属元素二、选择题（本题有10个小题，每小题有12个选项是正确的）6下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是A元素周期律是指元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的规律B元素周期表是元素周期律的具体表现形式C元素的性质呈现周期性变化的根本原因是元素原子的核外电子排布呈周期性D难失电子的元素一定难得电子7同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是A16 B26 C36 D468下列叙述正确的是A同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高B同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子C同一主族元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高D稀有气体元素的原子序数越大，其单质的沸点一定越高9下列说法正确的是AIA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强BVIA族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高C同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强D第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小10短周期元素X、Y的原子序数相差2，下列有关叙述正确的是AX与Y不可能位于同一主族 BX与Y一定位于同一周期CX与Y可能形成共价化合物XY DX与Y可能形成离子化合物XY11已知铍（Be）的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中正确的是ABe(OH)2可能具有两性 B氯化铍中铍原子的最外层电子数是8个C氢氧化铍的碱性比氢氧钙弱 D单质铍可和冷水剧烈反应产生氢气12据国外有关资料报道，在独居石（一种共生矿，化学成分为Ge, La, Nb,的磷酸盐）中，查明尚有未命名的116、124、126号元素。试判断，116号元素应位于周期表中的A第6周期A族 B第7周期A族 C第7周期族 D第8周期A族13有两种短周期元素X和Y，可组成化合物XY3，当Y的原子序数为m时，X的原子序数为 m-4 m+4 m+8 m-2 m+6。其中正确的组合是A只有 B只有 C D14（2004江苏理综，16）X、Y、Z均为短周期元素，它们的原子核外最外层电子数分别为1、6、6。Z位于Y的上一周期，则这三种元素形成的某种化合物的化学式可能为AX2YZ4 BXY2Z3 CX3YZ4 DX2YZ3 15.第IIA族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12g，加足量水经完全反应后蒸干，得固体16g，试推测该元素可能为AMg BCa CSr DBa三、实验题16在元素周期表中，同一主族元素化学性质相似。目前也发现有些元素的化学性质和它在周期表中左上方或右下方的另一主族的元素性质相似，称为对角线规则。据此回答：锂在空气中燃烧，除生成 外，也生成微量的 （用化学式做答）。铍的最高价氧化物对应的水化物的化学式是 ，它属于两性氧化物，可以证明这一结论的离子方程式是 ； 。已知反应 Be2C + 4H2O = 2Be(OH)2 + CH4，则Al4C3遇足量强碱溶液反应的离子方程式为 。科学家证实，BeCl2属于共价化合物，设计一个简单实验证明这一点，你想到的可行的方法是 。17下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：写出下列元素符号： ， ， ， 。在这些元素中，最活泼的金属元素是 ，最活泼的非金属元素是 ，最不活泼的元素是 （用元素符号做答）。在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是（填化学式） ，碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是，写出三者之间相互反应的化学方程式： ； ； 。在这些元素中，原子半径最小的是（填元素符号） ，原子半径最大的是 。在与中，化学性质较活泼的是（填元素名称） ，设计两个原理不同的简单实验（只要写出实验方案即可），用化学实验证明。方案一： ；方案二： 。在与 中，化学性质较活泼的是 ，写出可以验证该结论的一个离子反应方程式 。四、填空题18 X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素，它们满足以下条件： 元素周期表中，Z与Y相邻，Z与W也相邻； Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。 请填空：Y、Z和W三种元素是否位于同一周期（填“是”或“否”） ，理由是 。Y是 、Z是 、W是 （填元素符号）。X、Y、Z和W可组成一种化合物，其原子个数之比为8：2：4：1。写出该化合物的名称及化学式 。19.不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(设其为E)如右图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中吗线的变化特点，并回答下列问题。1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23原子序数25002000150010005002372899520208049673810128991520439同主族内不同元素的E值变化的特点是：_。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常。现试预测下列关系式中正确的是_（填写编号，多选倒扣） E(砷)E（硒） E（砷）E（硒） E（溴）E（硒）估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：_ E _。10号元素E值较大的原因是_。20.（A）上表中的实线是元素周期表部分边界，请在表中用实线补全元素周期表边界。元素甲是第三周期A族元素，请在右边方框中按氦元素（图1)的式样，写出元素甲的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量和最外电子层排布。元素乙的3p亚层中只有1个电子，则乙原子半径与甲原子半径比较：_。甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为：_（用化学式表示）。元素周期表体现了元素周期律，元素周期律的本质是原子核外电子排布的_，请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系：_。1、B 2、B 3、A 4、D 5、B6、BC 7、D 8、D 9、B 10、CD 11、AC 12、B 13、D 14、AD 15、BC16 Li2O Li3N Be(OH)2 Be(OH)2 + 2OH- = BeO2- 2 + 2H2O Be(OH)2 + 2H+ = Be2+ + 2H2O Al4C3 + 4OH- + 4H2O = 4AlO- 2 + 3CH4 加热至熔融状态，测量其导电性。17. N；Si；S；Ca K；F；Ar HClO4；KOH；Al(OH)3 ； 3HClO4 + Al(OH)3 = Al(ClO4)3 + 3H2O HClO4 + KOH = KClO4 + H2O ； KOH + Al(OH)3 = KAlO2 + 2H2O K；F方案一：用Mg条和Al片分别和同浓度的盐酸反应反应，观察其反应速率的快慢。方案二：分别向AlCl3溶液、MgCl2溶液中加入NaOH溶液，观察其沉淀及其溶解情况。（或其他合理答案）氯 H2S + Cl2 = 2HCl + S 18 否 若三者处于同一周期，则最外层电子数之和不可能为17； N O S ； 硫酸铵 (NH4)2SO4 。19 随着 原子序数增大，E值变小 周期性 439 738 （填E（钾）、E（镁）也给分） 10号元素是氖。该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。（注：达到8电子稳定结构也给分）16 S硫32 3s23p420 略 见右图 Al S H2SO4 Al(OH)3 周期性变化 元素的周期数即为原子核外电子层数，元素的主族序数即为元素原子的最外层电子数。解题指导2由主要化合价可知AB为IIA族，CE为VIA族，D为IIIA族；由原子半径知BE为第2周期元素，ACD为第3周期元素。根据同周期及同主族元素原子半径的递变规则，C元素的原子半径应该介于D元素和E元素之间。3B选项中H元素不符合；C选项中F2不符合；D选项中“最高价含氧酸酸性最强的元素”是氯元素，“周期表最右上方的元素”是氦元素，故不正确；E选项中，H元素不符合，另外，氧、氟元素通常没有正化合价，也不符合。7形成同主族元素原子序数之差的原因是电子排布，不同周期同主族元素间增加的是ns2、ns2np6、（n-1）d10 ns2np6，分别是相差2、8、18个电子。8+8=16，8+18=26，18+18=36。13XY3的化合价组合及相应的可能化学式为： +3、-1（m-4：AlCl3、BF3；m+4：AlF3；m-2：PCl3此物质不易想到） +6、-2（m+8：SO3） -3、+1（m+6：NH3）此价态组合不易想到。15极限法求解。 假设12g全是金属单质，求得金属元素相对原子质量M为102； 假设12g全是金属氧化物RO，求得金属元素相对原子质量M为38。所以，只要金属的相对原子质量介于38和102之间的元素均符合条件，为Ca和Sr。