【志鸿优化设计】高考化学一轮复习 第四单元物质结构基础第2讲元素周期律与元素周期表练习1 苏教版.doc

第2讲元素周期律与元素周期表考纲点击1掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3以a和a族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。一、元素周期表1原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号，原子序数_。2元素周期表的编排原则横行：把_相同的元素按_的顺序从左至右排成横行。即周期序数由_决定。纵行：把不同横行中_相等的元素，按_的顺序自上而下排成纵行。即主族序数由_决定。3元素周期表的结构(1)周期(七个横行，七个周期)短周期长周期序号1234567元素种数288181832不完全周期最多容纳_种元素0族元素原子序数21018365486(2)族(18个纵行，16个族)主族列序121314151617族序aaaaaaa副族列序345671112族序bbbbbbb第族第_共3个纵行0族第_纵行4元素周期表的应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索。(2)寻找新材料在_附近的元素中寻找半导体材料；在_中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；在周期表中的_附近探索研制农药的材料。即时训练1据最新报道，一个国际科学家小组利用加速器把锌原子加速，并在数星期内不断撞击一张铝箔，从而得到了质量数为277的112号新元素，元素符号用uub表示。比277uub原子核少75个质子和117个中子的原子在元素周期表中的位置是()。a第四周期a族b第四周期a族c第三周期a族d第五周期a族即时训练2下列关于元素周期表的说法正确的是()。a元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个族，共16纵行b元素周期表中从b族到b族10个纵行的元素都是金属元素c除短周期外，其他周期均为18种元素d周期表中所有元素都是从自然界中发现的二、元素周期律1定义_随着元素核电荷数的递增而呈_变化的规律。2实质元素性质的周期性变化是_周期性变化的必然结果。3元素周期表中主族元素性质的递变规律内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子半径减小增大电子层结构电子层数_最外层电子数_电子层数_最外层电子数_得电子能力增强减弱失电子能力减弱增强金属性减弱增强非金属性增强减弱主要化合价最高正价：_最低负价：_最高正价数_(o、f除外)最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性_碱性_酸性_碱性_非金属元素气态氢化物的形成及稳定性气态氢化物的形成越来越_，其稳定性逐渐_气态氢化物形成越来越_，其稳定性逐渐_特别提示：同主族元素性质不一定相似：如第a族中的元素h与同族li、na、k等性质就不同。即时训练3依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是()。ah3bo3的酸性比h2co3的强bmg(oh)2的碱性比be(oh)2的强chcl、hbr、hi的热稳定性逐渐增强d若m和r2的核外电子层结构相同，则原子序数：rm即时训练4同一短周期的元素w、x、y、z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是()。a单质的化学活泼性：wxyzb元素的最高化合价：wxyzc单质的氧化能力：wxyzd原子最外层电子数：wxyz一、判断元素金属性、非金属性强弱的方法1根据元素在周期表中的位置2根据金属活动性顺序表金属的位置越靠前，其金属性越强。3根据实验(1)元素金属性强弱的比较根据金属单质与水(或酸)反应的难易程度：越易反应，则对应金属元素的金属性越强。根据金属单质与盐溶液的置换反应：a置换出b，则a的金属性比b的金属性强。根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强(fe对应的是fe2，而不是fe3)。根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。根据电化学原理：不同金属形成原电池时，作负极的金属活泼；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素不活泼。(2)元素非金属性强弱的比较根据非金属单质与h2化合的难易程度：越易化合则其对应元素的非金属性越强。根据形成的氢化物的稳定性或还原性：越稳定或还原性越弱，则其对应元素的非金属性越强。根据非金属之间的相互置换：a能置换出b，则a的非金属性强于b的非金属性。根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，则对应非金属元素的非金属性越强。【例1】下列事实能判断金属元素甲的金属性一定比乙的金属性强的有()。甲单质能与乙的盐溶液反应甲、乙两元素原子的最外层电子数相同，且甲的原子半径小于乙的原子半径甲、乙两短周期元素原子的电子层数相同，且甲的原子序数小于乙的原子序数两单质分别与氯气反应时生成的阳离子，甲失去的电子数比乙失去的电子数多a全部可以 b仅不可以c仅不可以 d仅可以方法归纳同一周期，从左到右，元素金属性减弱；同一主族，从上到下，元素金属性增强，对于无法直接比较的元素，可找一中间参照物进行对比，例如si和o的非金属强弱可以c为参照物进行比较。另外金属性的比较与失电子多少无关，与失电子能力有关，失电子能力越强金属性越强，反之则越弱。二、微粒半径的大小比较规律同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小(稀有气体元素除外)，如第三周期中：namgalsipscl。同主族原子半径随原子序数的递增逐渐增大，如第a族中：linakrbcs。同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小，如第三周期中：namg2al3。同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小，如第三周期中：p3s2cl。同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大，如第a族中：nakrbcs。同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大，如第a族中：fclbri。阳离子半径总比相应原子半径小，如nana，fe2fe。阴离子半径总比相应原子半径大，如s2s，brbr。电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小，如s2clkca2，al3mg2naf。同一元素不同价态的离子半径，价态越高则离子半径越小，如fefe2fe3，hhh。【例2】已知短周期元素的离子aa2，bb，cc3，dd都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是()。a原子半径：abdcb原子序数：dcbac离子半径：cdbad单质的还原性：abdc方法归纳在中学要求范畴内可按“三步看”规律来比较主族元素形成的微粒半径的大小：一看电子层数：在电子层数不同时，层数越多，半径越大；二看核电荷数：若电子层数相同，则看核电荷数；核电荷数越大，半径越小；三看电子数：若电子层数和核电荷数均相同，则电子数越多，半径越大，如clcl。拓展应用1短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，乙位于第a族，甲和丙同主族，丁的最外层电子数和电子层数相等，则下列描述错误的是()。a原子半径：丙丁乙b单质的还原性：丁丙甲c离子半径：丙丁d乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应三、元素“位构性”之间的关系1根据原子序数推断元素在周期表中的位置熟悉稀有气体的原子序数：2、10、18、36、54、86，可以快速推断。其具体步骤为：用原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素原子序数，即得该元素所在的纵行数。这种元素的周期数，比相近的原子序数小的稀有气体元素的周期数大1。注：如果是第六周期以上的元素，用原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素原子序数后，再减去14，即得该元素所在的纵行数。如84号元素所在周期和族的推导：84541416，即它在16纵行，可判断为a族，第六周期。2原子结构与元素周期表关系的规律(1)电子层数周期数(电子层数决定周期数)。(2)最外层电子数主族序数最高正价数价电子数。(3)核内质子数原子序数。(4)负价绝对值8主族数(限aa族)。(5)原子半径越大，失电子越容易，还原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其离子的氧化性越弱。(6)原子半径越小，得电子越容易，氧化性越强，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，形成最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其离子的还原性越弱。3元素周期表中位置、结构、性质的关系元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的性质，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，三者的关系可归纳如下：【例3】四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。请回答下列问题：(1)元素z位于周期表中第_周期_族。(2)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_(写化学式)。(3)xw2的电子式为_。(4)y的最高价氧化物的化学式为_。(5)w和y形成的一种二元化合物具有色温效应，其相对分子质量在170190之间，且w的质量分数约为70%。该化合物的化学式为_。拓展应用2短周期元素x、y、z、w、q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是()。a元素x与元素z的最高正化合价之和的数值等于8b原子半径的大小顺序为：rxryrzrwrqc离子y2-和z3+的核外电子数和电子层数都不相同d元素w的最高价氧化物对应的水化物的酸性比q的强四、元素推断根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：【例4】(2012天津理综改编)x、y、z、m、g五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。x、z同主族，可形成离子化合物zx；y、m同主族，可形成my2、my3两种分子。请回答下列问题：(1)y在元素周期表中的位置为_。(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_(写化学式)，非金属气态氢化物还原性最强的是_(写化学式)。(3)y、g的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有_(写出其中两种物质的化学式)。(4)x2m的燃烧热ha kjmol1，写出x2m燃烧反应的热化学方程式：_。(5)zx的电子式为_；zx与水反应放出气体的化学方程式为_。方法归纳元素推断题是高考常考的题型，关键是抓住元素的特性，即元素推断的题眼，熟记相关元素的特性，对解决元素推断题会起到事半功倍的效果。元素性质和物质结构的常用的突破口：(1)形成化合物种类最多的元素是碳。(2)某元素的最高价氧化物的水化物能与其气态氢化物化合生成盐，该元素是氮。(3)在地壳中含量最多的元素是氧，在地壳中含量最多的金属元素是铝。(4)常温下呈液态的非金属单质是溴，金属单质是汞。(5)气态氢化物最稳定的元素是氟。(6)三种元素最高价氧化物对应的水化物两两皆能反应，则必定含有铝元素。(7)焰色反应呈黄色的元素是钠，焰色反应呈紫色的元素是钾。(8)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是氯。(9)单质的硬度最大的元素是碳。(10)化学式为a2b2型的化合物，则可能为na2o2、h2o2、c2h2。同周期元素性质递变规律实验探究1主族元素金属性和非金属性的递变规律体现为：(1)同周期元素，从左到右，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；(2)同主族元素，从上到下，随着原子序数的增加，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。2要验证以上结论的实验设计，通常利用以下几个方面作为实验内容的设置点：(1)金属单质与水或酸反应的激烈程度；(2)在水溶液中：金属置换金属或非金属置换非金属的置换反应；(3)相应最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱比较；(4)相应气态氢化物的稳定性比较等等。【实验典例】某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：实验方案实验现象用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞(a)浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色向新制的h2s饱和溶液中滴加新制的氯水(b)产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色钠与滴有酚酞溶液的冷水反应(c)反应不十分强烈，产生可燃性气体镁带与2 moll1的盐酸反应(d)剧烈反应，产生可燃性气体铝条与2 moll1的盐酸反应(e)生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失向alcl3溶液中滴加naoh溶液至过量(f)生成淡黄色沉淀请你帮助该同学整理并完成实验报告：(1)实验目的：_。(2)实验用品仪器：_，药品：_。(3)实验内容：(填写题给信息表中的序号)实验方案实验现象有关化学方程式(4)实验结论：_。(5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。1下列说法中正确的是()。aa、a族元素的原子，其半径越大，越难失去电子b元素周期表中从b族到b族10个纵行的元素都是金属元素c原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数d所有主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等2(2012北京理综)已知33as、35br位于同一周期，下列关系正确的是()。a原子半径：asclpb热稳定性：hclash3hbrc还原性：as3s2cld酸性：h3aso4h2so4h3po43几种短周期元素部分性质的数据见下表：元素性质元素编号0.661.361.231.100.991.540.70最高正化合价无215715最低负化合价2无无31无3下列说法正确的是()。a号元素都是金属元素b的单质(m)与水反应的化学方程式为2m2h2o=2mohh2c是该周期元素中原子半径最小的元素d、号元素只能形成一种白色化合物4(2013广东深圳实验中学综合测试)下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是()。aa、b、e、f四种元素的原子半径：efbabh、i两种元素阴离子的还原性：hica、g两种元素氢化物的稳定性：agdd、e、f三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强5元素周期表揭示了许多元素的相似性和递变规律，同一周期元素所构成的某些微粒往往具有相同的电子数，周期表中主族元素可以构成许多电子数为10或18的微粒。如下列周期表中所示的一些物质或离子。(1)写出元素的离子结构示意图_。(2)比较形成的单核离子的半径大小：_。(写离子符号)(3)元素与元素的氢氧化物有相似的性质，写出元素的氢氧化物与足量的naoh溶液反应的离子方程式_。(4)分别写出含有号元素的某种18电子的微粒和含有号元素的两种10电子的离子间反应的离子方程式：_，_。参考答案基础梳理整合一、1核电荷数核内质子数2电子层数核电荷数从小到大电子层数最外层电子数电子层数从小到大最外层电子数3(1)32(2)8、9、10184(2)金属和非金属的分界线过渡元素f、cl、s、p即时训练1d即时训练2b二、1元素的性质周期性2原子核外电子排布3相同逐渐增大增大相同主族序数(o、f除外)主族序数8(金属无负价)主族序数增强减弱减弱增强容易增强困难减弱即时训练3b即时训练4d核心归纳突破【例1】d解析：中，2fe3cu=2fe2cu2，但金属性fecu；甲、乙两元素原子的最外层电子数相同，且甲的原子半径小于乙的原子半径，则甲的金属性小于乙的金属性；元素金属性的强弱与失电子的难易程度有关，而与失电子的数目多少无关，如金属性namgal，而参加反应时分别变为na、mg2、al3，失电子数目从少到多。【例2】c解析：短周期元素原子形成的离子都具有稀有气体原子的结构，其中阳离子与上一周期稀有气体原子的结构相同，阴离子与同一周期稀有气体原子的结构相同，再根据离子所带电荷数，可确定原子序数为abdc，b项错误；根据原子半径的递变规律知它们的原子半径为bacd，a项错误；电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增加而减小，c正确；a、b是金属，a、b同周期，且a的原子序数大于b，b的还原性强，d错误。拓展应用1b解析：甲为h，乙为n，丙为na，丁为al。原子半径naalnh，离子半径naal3，a、c正确；hno3、naoh、al(oh)3三者间能两两发生反应，d正确。【例3】答案：(1)三a(2)nh3(3)c(4)n2o5(5)n4s4解析：本题是对元素周期律、元素周期表的考查，重在考查学生的理解推断能力。根据元素的相对位置可知x、y两元素在第二周期，而z、w两元素在第三周期，在第三周期中的所有元素中，只有p元素的核外电子总数是其最外层电子数的3倍，故四种元素分别为c、n、p、s。(1)p元素在周期表中的位置为第三周期a族。(2)在这四种氢化物中碱性最强的是nh3。(3)xw2的化学式为cs2，其电子式类似于co2。(4)n元素的最高价为5，故其最高价氧化物为n2o5。(5)设该二元化合物的分子式为nxsy，据题意有y，故y4，x4，所以该化合物的化学式为n4s4。拓展应用2a解析：由几种元素在周期表中的位置知：x为n，y为o，z为al，w为s，q为cl。原子半径z应最大，故b错；y2和z3具有相同的电子层结构，故c错；q的非金属性比w的强，q对应的最高价氧化物对应的水化物的酸性更强些，故d错。【例4】答案：(1)第二周期a族(2)hclo4h2s(3)cl2、o3、clo2(任写两种，其他合理答案均可)(4)h2s (g)3/2o2(g)=so2(g)h2o(l)ha kjmol1(5)nahnahh2o=naohh2解析：由于五种元素分属于三个短周期，且原子序数依次增大，x、z同主族，故x一定是h；y、m同主族，可形成my2、my3两种分子，故y是o，m是s；则z是na；g是cl；(1)氧元素位于第二周期a族；(2)上述元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是hclo4；非金属气态氢化物还原性最强的是h2s；(3)臭氧、氯气和二氧化氯等均可作为水的消毒剂；(4)硫化氢的燃烧热已知时，其燃烧的热化学方程式为h2s(g)3/2o2(g)=so2(g)h2o(l)ha kjmol1；(5)氢化钠的电子式为nah；氢化钠和水反应生成氢气和氢氧化钠：nahh2o=naohh2。实验探究拓展实验典例答案：(1)研究同周期元素性质递变规律(2)烧杯、试管、酒精灯、试管夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制h2s饱和溶液、alcl3溶液、naoh溶液、酚酞溶液等(3)实验方案实验现象有关化学方程式bmg2h2omg(oh)2h2fh2scl2=s2hcla2na2h2o=2naohh2dmg2hcl=mgcl2h2c2al6hcl=2alcl33h2eal33oh=al(oh)3al(oh)3oh=alo2h2o(4)金属性：namgal；非金属性：cls(5)根据元素周期律：同周期元素，从左到右，金属性递减，非金属性递增。解析：本题综合考查实验设计的基本能力和元素周期律的相关知识，以元素知识融合实验设计能力检测，属中等难度。演练巩固提升1b解析：a、a族元素的原子，其半径越大，原子核对最外层电子的引力越小，越易失去电子，a项错；原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，但离子的核外电子层数不一定等于该元素所在的周期数(如na有两个电子层，但na位于第三周期)，c项错；主族元素的最高正化合价和族序数相等，