优化方案高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律（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.doc

第2课时元素周期表和元素周期律的应用 学习目标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。知识点元素周期表和元素周期律的应用自主探究自主学习探究归纳阅读教材p17p18，思考并填空1元素的金属性和非金属性特别提醒(1)分界线左边的是金属元素(h除外)，右边的是非金属元素。(2)周期表左下角是金属性最强的元素(铯)，右上角是非金属性最强的元素(氟)。(3)分界线附近的元素既有金属性又有非金属性。2元素的化合价与元素在周期表中的位置之间的关系(1)主族元素最高正化合价族序数最外层电子(价电子)数。(2)非金属元素的化合价最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数。最低负化合价等于使它达到8电子稳定结构所需得到的电子数。最高正化合价与最低负化合价绝对值之和等于8。3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。例如：在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料；在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。自我测评(做一做)1判断正误：(1)根据元素周期律可知金属性最强的是铯，非金属性最强的是氦。()分析：氦是稀有气体元素，非金属性最强的是氟。(2)金属不可能具有非金属性，非金属不可能具有金属性。()分析：位于分界线附近的元素，既能表现一定的金属性，也能表现一定的非金属性，如晶体硅具有金属光泽，是半导体。2思考：(1)从原子结构角度分析，决定元素化学性质的因素有哪些？提示：元素的性质取决于原子核对最外层电子的吸引力。核电荷数越大、原子半径越小，原子核对最外层电子的吸引力越大，越难失电子，越易得电子，即元素的非金属性越强，金属性越弱。(2)最外层电子数相同的元素的性质一定相似吗？提示：不一定。如he和mg的最外层电子数都是2，但性质差别很大；即使处于同一主族从上到下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，如第a族由非金属过渡到金属，c和pb的性质也有很大的差别。认知总结元素的“位置”、“结构”、“性质”之间的关系及应用应用“位置”、“结构”、“性质”三者的关系解答问题时要注意掌握以下几个方面：(1)掌握四个关系式电子层数周期序数最外层电子数主族序数主族元素的最高正价族序数最低负价主族序数8(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律前六周期元素种类数(分别为2、8、8、18、18、32)。稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86)和所在周期(分别在一到六周期)。同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32等各种情况)。同周期a族与a族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。(3)元素“位、构、性”规律中的特例绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(h)原子核无中子。元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始，但第一周期例外，是从非金属元素(氢元素)开始的。所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。非金属单质一般不导电，但石墨导电，晶体硅是半导体。氟无正价，氧无最高正价；在na2o2中氧显1价，在nah中氢显1价。讲练互动典例剖析题组训练典例剖析(2015浙江温州高一期末)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的强解析本题考查元素周期表和元素周期律知识，是高考常考点。首先根据短周期元素位置推知x、y、z、w、q分别为n、o、al、s、cl。a项，n、al最高正价之和为8，a正确。b项，比较原子半径大小主要看电子层数，其次看核电荷数，所以原子半径大小顺序为ralrsrclrnro，b错误。c项，o2与al3核外电子数和电子层数都相同，c错误。d项，酸性hclo4h2so4，d错误。答案a解题指导研究此类问题要从“位、构、性”的关系去分析，由元素在周期表中的相对位置和周期数与族序数的关系，推断出元素，然后运用元素周期律推出物质的有关性质及其递变规律。(2015四川成都高一期末)已知w、x、y、z为短周期元素，w、z同主族，x、y、z同周期，w的气态氢化物的稳定性大于z的气态氢化物的稳定性，x、y为金属元素，x的阳离子的氧化性小于y的阳离子的氧化性。下列说法正确的是()ax、y、z、w的原子半径依次减小bw与z只能形成一种化合物cw的气态氢化物的沸点一定高于z的气态氢化物的沸点d若w与y的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为y2w3解析由题意可知四种元素在周期表中的相对位置为，根据同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素原子半径从上到下逐渐增大可知a正确。若w为氧元素，z为硫元素，可形成so2、so3两种化合物，b错误。如果w为碳元素，z为硅元素，则甲烷的沸点小于硅烷的沸点，c错误。w与y原子序数相差5，若w为氮元素，y为镁元素，则二者形成化合物的化学式为y3w2。答案a规律方法元素推断题的解题思路题组训练题组一元素周期表与元素性质的推断1(2015福建泉州高一检测)镭是第七周期第a族元素，下列关于镭的性质的描述中不正确的是()a镭比钙金属性更强b氢氧化物呈两性c在化合物中呈2价 d碳酸盐难溶于水解析：选b。由题意知镭与钙在同一主族，且原子序数比钙大，则金属性镭大于钙，氢氧化物的碱性大于ca(oh)2，a项正确，b项错误；镭最外层有2个电子，在化合物中呈2价，c项正确；与镭同主族的mg、ca的碳酸盐都难溶于水，可知镭的碳酸盐也难溶于水，d项正确。题组二原子结构、元素性质与元素周期表的综合推断2现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：元素编号元素性质或原子结构tm层上有6个电子x最外层电子数是次外层电子数的2倍y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性z元素最高正价是7价w其单质既能与酸反应，又能与强碱反应，都产生h2(1)元素x的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_。(2)元素y与氢元素形成一种离子yh，写出检验某溶液中含该微粒的方法：_。(3)元素z在周期表中的位置是_，元素z与元素t相比，非金属性较强的是_(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是_(填序号)。a常温下z的单质和t的单质状态不同bz的氢化物比t的氢化物稳定c一定条件下，z和t的单质都能与氢氧化钠溶液反应(4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一。t、x、y、z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是_，理由是_。z的最高价氧化物对应的水化物与w的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_。解析：由题意知t为硫，x为碳，y为氮，z为氯，w为铝。(1)碳元素的一种核素c可测定文物年代。(2)常利用铵盐与碱共热产生碱性气体nh3的方法检验nh的存在。(3)cl位于第三周期第a族，元素cl与s相比，非金属性较强的应为cl，可用氢化物的稳定性、非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱及非金属间的相互置换反应等来判断。(4)t、x、y、z四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为h2so4、h2co3、hno3、hclo4，其中只有h2co3是弱酸，其余均为强酸。hclo4为强酸，书写离子方程式时注意拆分。答案：(1)c(2)取适量溶液滴入试管中，向试管中滴加浓naoh溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则可证明溶液中含nh(3)第三周期第a族clb(4)h2co3h2co3为弱酸(或非氧化性酸)3hal(oh)3=al33h2o易错易混小结1在元素周期表中的氯、硫、磷附近探索研制农药的材料，但并不是含有这几种元素的化合物都有毒，如nacl。2元素的“位、构、性”之间的关系只适用于主族元素，不适用于副族元素，如fe的最外层电子数为2，但其最高正价却不是2价。3氟是第a族元素，只有1价和0价，无正价；氧一般显2价，在na2o2中显1价；氢显1价，但在nah中显1价。知能演练轻松闯关学生用书独立成册基础温故1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同周期元素随着原子序数的递增原子半径逐渐增大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，最外层电子都达到8电子稳定结构d同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同解析：选b。同周期元素随着原子序数的递增原子半径逐渐减小，故a错误；短周期元素形成离子后最外层不一定都达到8电子稳定结构，如h、li，故c错；同一主族元素的原子化学性质可能完全不同，如c与pb，故d错。2关于元素周期表，下列叙述中正确的是()a在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备超导体材料的元素b在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温、耐腐蚀材料的元素c在过渡元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素d非金属性最强的元素在元素周期表的最右上角解析：选b。金属与非金属元素的分界线附近可寻找制备半导体材料的元素；通常用来制造农药的元素有氟、氯、硫、磷等，集中在元素周期表的右上面，而不是在过渡元素区域。非金属性最强的元素是氟，而不是在元素周期表的最右上角的氦。 3科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期第a族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是()a它的最外层电子数为4b它的最高价氧化物的水化物是强酸c它具有2、4价d它的金属性比铅强解析：选b。4下列性质的递变中，正确的是()ao、s、na的原子半径依次减小blioh、koh、csoh的碱性依次减弱chf、nh3、sih4的稳定性依次减弱dhcl、hbr、hi的还原性依次减弱解析：选c。做此类题时，首先要确定其在周期表中的大致位置，如下：由元素周期律可知a、b选项错误；c选项要借助于碳这一桥梁来判断；d选项根据“易得者，不易失”可知：从上往下cl、br、i原子越来越不易得电子，那么得到电子后的离子cl、br、i越来越易失电子，即hcl、hbr、hi的还原性依次增强。5锗(ge)是第四周期第a族元素，处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，下列叙述正确的是()a锗是一种金属性很强的元素b锗的单质具有半导体的性能c锗化氢(geh4)稳定性很好d锗酸(h4geo4)是难溶于水的强酸解析：选b。依据同主族元素性质递变规律可知：气态氢化物稳定性：ch4sih4geh4，而已知硅烷(sih4)不稳定，故geh4稳定性很差；最高价氧化物对应的水化物的酸性：h2co3h4sio4h4geo4，h4sio4难溶于水，故h4geo4为难溶于水的弱酸。因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，所以锗单质应具有半导体的性能。6如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()a元素的简单离子半径大小：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：选c。元素分别为n、o、f、al、s、cl。离子半径：s2o2al3，a错；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：h2oh2s，酸性：hclo4h2so4，b错、c正确；f无正价，d错。7a、b、c均为短周期元素，a、b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()ac元素的最高正化合价为7价b原子半径：abcc离子半径：a2cb2d还原性：a2ac；d中，还原性应为a2c。8我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。(1)它位于元素周期表中第_周期_族。(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是_。它与硅位于同一主族它与铝位于对角线位置，且性质相似它位于周期表中金属与非金属分界线附近它位于边界线附近它是两性物质(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是_。a左上角b右上角c过渡元素d金属与非金属分界线附近解析：根据元素周期表的结构可知，锗属于第a族元素。锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质，它是金属元素。但不能说锗是两性物质，因两性物质是指既能溶于强酸又能溶于强碱且都生成盐和水的物质，如氧化铝、氢氧化铝。答案：(1)四a(2)(3)d9元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)。元素代号abcde原子半径/nm0.160.1430.1020.0990.074主要化合价236、212(1)用元素代号标出它们在周期表中对应位置(以下为周期表的一部分)。(2)b元素处于周期表中第_周期_族。(3)c、d的简单离子的半径由大到小顺序为_(用离子符号表示)。(4)上述五种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是_(填化学式)。(5)c、e形成的化合物为_(填化学式)。解析：(1)由主要化合价和原子半径知a为mg，b为al，c为s，d为cl，e为o。(2)b处于周期表中第三周期第a族。(3)c、d的简单离子分别为s2、cl，半径大小为s2cl。(4)最高价氧化物对应的水化物分别为mg(oh)2、al(oh)3、h2so4、hclo4，其中hclo4酸性最强。(5)s与o形成的化合物有so2和so3。答案：(1)(2)三a(3)s2cl(4)hclo4(5)so2、so3能力提升10利用元素周期律分析，下列说法错误的是()ara位于元素周期表中第七周期第a族，ra(oh)2的碱性比mg(oh)2的强bas位于元素周期表中第四周期第a族，ash3的还原性比nh3的弱ccs的原子半径比na的大，其与水反应比na与水反应更剧烈dcl的核电荷数比al的大，其原子半径比al的小解析：选b。同主族元素从上到下，随着原子序数的增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，第a族元素mg和ra，原子序数：mgra，则碱性：ra(oh)2mg(oh)2，a正确；第a族元素n和as，原子序数：nas，则单质的氧化性：n2as，其氢化物的还原性：nh3ash3，b错误；cs比na更易失去电子，其与水反应比na与水反应更剧烈，c正确；al和cl属于同周期元素，且原子序数：alcl，则原子半径：alcl，d正确。11(2014高考山东卷)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是()a同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱b核外电子排布相同的微粒化学性质也相同ccl、s2、ca2、k半径逐渐减小d.cl与cl得电子能力相同解析：选d。a.同主族的非金属元素，从上到下非金属性逐渐减弱，最高价含氧酸的酸性依次减弱。含氧酸不一定是最高价含氧酸，该选项错误。bk、ca2、s2、cl的核外电子排布相同，都是 ，但化学性质不同，如s2、cl具有还原性，而k、ca2具有氧化性，该选项错误。c根据“具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大微粒半径越小”可知，半径：s2clkca2，该选项错误。d.cl与cl属于同种元素，具有相同的核外电子排布： ，得电子能力相同，该选项正确。12x、y、z、w均为短周期元素，它们在周期表中的位置如下图所示。若y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法中正确的是()a. 原子半径：wzyxb最高价氧化物对应水化物的酸性：zwxc相等物质的量浓度的气态氢化物溶液的ph：xzwd四种元素的单质中，x单质的熔、沸点最高解析：选c。因y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，可知y为o元素，由此可推出x为n元素，z为s元素，w为cl元素。原子半径zwxy，选项a错误；最高价氧化物对应水化物的酸性中w对应的酸最强，选项b错误；四种元素的单质中，s单质的熔、沸点最高，选项d错误；氨水显碱性，氢硫酸为弱酸，盐酸为强酸，因此选项c正确。13x、y、z、w均为元素周期表中的前20号元素，原子序数依次增大，w、y为金属元素，x元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，y、z元素位于同一周期，z元素的单质是一种良好的半导体。w能与冷水剧烈反应，y、z元素原子的最外层电子数之和与x、w元素原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是()a原子半径：wyzxb气态氢化物的稳定性：xzc最高价氧化物对应的水化物的碱性：ywdy、z的氧化物都是两性氧化物解析：选a。由题意可推出x为o，y为al，z为si，w为k。b项，气态氢化物的稳定性：h2osih4，错误；c项，最高价氧化物对应的水化物的碱性：kohal(oh)3，错误；d项，y的氧化物al2o3是两性氧化物，而z的氧化物sio2是酸性氧化物，错误。14(2015湖北黄冈中学高一期末)x、y、z、m、r、q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：xyzmrq原子半径/nm0.1860.0740.0990.143主要化合价4，421，73其他阳离子核外无电子无机非金属材料的主角焰色反应呈黄色(1)r在元素周期表中的位置是_；r在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系为_。(2)z的单质与水反应的化学方程式为_。(3)y与r相比，非金属性较强的是_(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是_。a常温下y的单质呈固态，r的单质呈气态b稳定性：xryx4c最高价氧化物对应的水化物的酸性：hro4h2yo3(4)根据表中数据推测y的原子半径的范围：_nmry_nm。(5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物，且甲乙丙水，则丙的化学式为_(写出