高三化学总复习 必考51元素周期表课件.ppt

1 了解元素周期表的结构2 了解原子的结构及同位素的概念3 了解原子核外电子排布规律4 掌握元素周期律的实质5 掌握同一周期元素性质的递变规律与原子结构的关系6 常握同一主族元素性质递变规律与原子结构的关系7 理解离子键 共价键的含义 理解极性键和非极性键 了解分子间作用力 初步了解氢键 本章内容是中学化学重要的基本理论之一 主要考查元素 核素 同位素的概念及原子组成微粒间的关系 元素周期律 元素周期表的结构及其应用 元素的金属性和非金属性的判据及递变规律是主流试题 在填空题中会综合考查元素性质 原子结构及元素在元素周期表中位置三者之间的关系 以元素及其化合物知识为载体 注重知识的整合 用物质结构理论进行现象解释 定性推断将是2011年高考命题的热点 第一讲元素周期表 一 元素周期表的构成1 形成1869年 由俄国化学家初步绘制完成 2 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 门捷列夫 核电荷数 质子数 3 编排原则周期 按递增顺序从左到右排列 把相同的元素排成一横行 族 把不同横行中相等的元素 按递增的顺序从上到下排成一纵行 原子序数 电子层数 最外层电子数 电子层数 4 结构 1 周期 七个横行 七个周期 2 族 18个纵行 16个族 8 9 10 18 二 元素的性质与原子结构1 碱金属元素 1个电子 还原性 最高正价均为 1价 增多 增大 增大 银白色 密度较小 熔点较低 还原性 增强 增大 降低 容易 产物越来越复杂 增强 2 卤族元素 7个电子 增多 增大 增大 氧化 7价 性 最高正价均为 减弱 颜色 氧化性 加深 增大 升高 减弱 困难 不稳定 3 元素性质与原子结构的关系 1 元素的性质与原子结构有密切的关系 主要与 特别是有关 因此原子结构相似的一族元素 它们在化学性质上表现出一定的 原子核外电子的排布 最外层电子数 相似性和递变性 2 在元素周期表中 同主族元素从上到下原子核外电子层数依次 原子半径逐渐 原子核对最外层电子的引力逐渐 原子失电子能力逐渐 得电子能力逐渐 所以金属性逐渐 非金属性逐渐 三 核素1 质量数原子质量主要集中在上 质子和中子的相对质量都近似为 如果忽略的质量 将核内所有的相对质量取近似整数值相加 所得的数值叫做质量数 增多 增大 减弱 增强 增强 减弱 原子核 1 电子 质子和中子 减弱 2 原子的构成 2 x表示一个质量数为 质子数为 中子数为的x元素的一种原子 3 有关粒子间的关系 质量数 a 中性原子 质子数 阳离子 质子数 核外电子数 阴离子 质子数 核外电子数 a z a z 质子数 z 中子数 n 核电荷数 核外电子数 电荷数 电荷数 质子 中子 质子数 中子数 质量数 不相同 4 同位素 1 定义相同而不同的同一元素的不同原子互称为同位素 同位 即核素的相同 在元素周期表中占的位置 2 特性 当某种元素具有多种天然 稳定的核素时 无论是游离态还是化合态 其各核素的百分比一般是不变的 同一元素的各同位素原子的不同 相同 化学性质 质子数 中子数 质子数 相同 原子个数 物理性质 核外 电子数 相同 3 核素 元素 同位素的关系 4 几种重要元素的同位素及其应用 氢元素的三种核素 t 氕 氧元素的同位素有 常用于示踪原子的是 如酯化反应或酯的水解反应机理的研究 碳元素的核素有 作元素原子相对原子质量标准的碳原子是 具有放射性 在考古时用于测定一些文物年代的碳原子是 铀元素的同位素有 其中是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料 同位素分两种 应用放射性同位素发射出的射线 可进行金属制品探伤 食物保鲜 肿瘤治疗和生物育种等 天然同位素和放射性同位素 考点一元素周期表 例1 2009 山东 11 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 同一主族的元素的原子 最外层电子数相同 化学性质完全相同 解析 处于元素周期表金属与非金属分界线附近的元素 既表现金属性 又表现非金属性 a错误 主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 也等于其最外层电子数 b正确 h 的最外层电子是0 c项错误 同一主族的元素的原子最外层电子数虽相同 但是核电荷数 原子半径不同 化学性质不完全相同 d错误 注意理解元素周期律的实质 答案 b 一 元素周期表的结构与原子序数的关系 1 同主族 邻周期元素的原子序数差 位于过渡元素左侧的主族元素 即 a a族 同主族 邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数 位于过渡元素右侧的主族元素 即 a a族 同主族 邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数 例如 氯和溴的原子序数之差为 35 17 18 溴所在第四周期所含元素的种数 2 同周期 a族和 a族元素原子序数差第二 三周期元素 原子序数差为1 第四 五周期元素 原子序数差为11 第六周期元素 原子序数差为25 二 元素在周期表中位置的推断方法1 根据核外电子排布规律 1 最外层电子数等于或大于3 小于8 的一定是主族元素 2 最外层有1个或2个电子 则可能是 a a族元素又可能是副族 族或0族元素氦 3 最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期 4 某元素阴离子最外层电子数与次外层相同 该元素位于第三周期 若为阳离子 则位于第四周期 5 电子层结构相同的离子 若电性相同 则位于同周期 若电性不同 则阳离子位于阴离子的下一周期 阴上阳下 规律 2 根据周期表结构与原子电子层结构的关系核外电子层数 周期数 对于大部分元素来说 主族序数 最外层电子数 最高正价 8 最低负价 1 族序数等于周期数的元素是h be al等 2 短周期中最高正价与最低负价代数和为零的是h nah中氢原子显 1价 c si 3 最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素是s 4 除h外 原子半径最小的元素是f 5 最高正价不等于族序数的元素是o f等 6 不易表现出正价的元素是o f 3 根据元素的存在 性质等 1 存在方面 形成化合物种类最多的元素 单质是自然界硬度最大的元素 氢化物中含氢质量分数最大的元素是c 空气中含量最多的元素 或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是n 地壳中含量最多的元素 或氢化物的沸点最高的元素 或氢化物在通常状况下呈液态的元素是o 地壳中含量最多的金属元素是al 2 性质方面 最活泼的非金属元素 或气态氢化物最稳定的元素是f 最活泼的金属元素 或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素 或阳离子氧化性最弱的元素是cs 单质在常温下呈液态的非金属元素是br 最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应又能与强碱反应的元素是be al 元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应的元素是n 元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素是li na f 常见的能形成同素异形体的元素有c p o s 对角相似的现象 如be和al b和si o和cl等 4 根据稀有气体的原子序数第1 7周期稀有气体元素的原子序数依次为2 10 18 36 54 86 118 可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的差值来推断元素在周期表中的位置 可遵循 比大小 定周期 比差值 定族数 的原则 例如53号元素 由于36 53 54 则53号元素位于第5周期 54 53 1 所以53号元素位于54号元素左侧第一格 即第 a族 再如88号元素 由于86 88 118 则88号元素位于第7周期 88 86 2 所以88号元素位于86号元素右侧第二格 即下周期的第 a族 1 原子序数为z的元素r 在周期表中位于a b c d四种元素的中间 a b c d四种元素的原子序数之和为下列数据 其中不可能的是 a 4zb 4z 10c 4z 5d 4z 14 解析 由周期表的结构可知c与r或r与d的原子序数之差可能为8 18 32 即c d原子序数之和存在三种情况 2z 2z 10或2z 14 而a b原子序数之和为2z 答案 c 2 下列各表是元素周期表的一部分 表中数字表示的原子序数与其在周期表中的位置相符的是 解析 a中 1号元素和2号元素只隔1列 错误 b中 4号元素 be 和5号元素 b 中间应隔有10列过渡元素 不合题意 答案 cd 3 2009 北京 12 由短周期元素组成的中学常见无机物a b c d e x存在如图转化关系 部分生成物和反应条件略去 下列推断不正确的是 解析 对每一个选项中的物质代入验证 a项如果x是na2co3 c是co2则a是cl2 也可以是no2 故a不正确 b项 若a是单质 b只能为naoh x为co2 d为nahco3 a作为单质只能为na e为h2 b正确 c项 a是na2o2则b是o2 e是naoh x为碳成立 故c项正确 若d为al oh 3 a为na2o2则x为al3 的盐成立 解答本题的关键是熟悉常见元素及其化合物相互转化的条件及反应 答案 a 考点二原子结构 核素 同位素 解析 考查同位素的相关知识 同位素指同一元素的不同核素 即质子数相同而中子数不同的不同核素 a正确 c错误 前者的质量数为144 核外电子数为62 中子数为82 后者的质量数为150 核外电子数为62 中子数为88 故b d错 答案 a 元素 同位素 核素概念的辨析 元素 核素 同位素这三个概念相近 容易混淆 应注意 同种元素可以有若干种不同的核素 也可以只有一种核素 有多少种核素 就有多少种原子 同种元素是质子数相同的所有核素的总称 核电荷数相同的不同核素 虽然它们的中子数不同 但质子数相同属于同一种元素 同位素是同一元素的不同核素之间的互称 大多数元素有同位素 但na al f等没有同位素 答案 b 2 核磁共振 nmr 技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域 已知只有质子数或中子数为奇数的原子核才有nmr现象 试判断下列哪组原子均可产生nmr现象 a 18o 31p 119snb 27al 19f 12cc 7n 15p 33as 51sb 83bid 只有1个电子层的原子 解析 根据题目提供的信息 只有质子数或中子数为奇数的原子核才有nmr现象 选项a中 o原子的质子数是8 中子数为 18 8 10 都为偶数 不符合题目要求 选项b中 al f的中子数分别为 27 13 14 19 9 10 c原子的质子数和中子数都是6 都为偶数 不符合题目要求 选项c中 质子数都为奇数 均可产生nmr现象 选项d中包括h和he两种元素 he的质子数为2 质量数为4 其质子数和中子数都是2 都为偶数 不符合题目要求 答案 c 答案 a 考点三碱金属元素与卤族元素 例3 2009 上海 23 海洋是资源的宝库 蕴藏着丰富的化学元素 如氯 溴 碘等 1 在光照条件下 氯气和氢气反应过程如下 cl2 cl cl cl h2 hcl h h cl2 hcl cl 反应 中形成的化合物的电子式为 反应 中被破坏的化学键属于 键 填 极性 或 非极性 2 在短周期主族元素中 氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是 用元素符号表示 与氯元素同周期且金属性最强的元素位于周期表的第 周期 族 3 卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律 下列有关说法正确的是 a 卤化银的颜色按agcl agbr agi的顺序依次加深b 卤化氢的键长按h f h cl h br h i的顺序依次减小 c 卤化氢的还原性按hf hcl hbr hi的顺序依次减弱d 卤素单质与氢气化合按f2 cl2 br2 i2的顺序由难变易 4 卤素单质的键能大小如下图 由图推断 非金属性强的卤素 其单质分子的化学键 断裂 填 容易 或 不容易 或 不一定容易 卤素单质键能大小与键长的关系为 解析 1 同一元素组成的双原子分子为非极性分子 不同种元素组成的分子为极性分子 hcl分子中共用一对电子 可直接写出 2 短周期主族元素中与氯元素相邻的有f和s 根据同周期和同主族元素原子的半径变化规律可知 三者的原子半径从大到小的顺序是s cl f 与氯元素同周期 金属性最强的元素位于该周期的最左侧 为na元素 3 随着原子半径增大 卤化氢的键长逐渐增大 b项错误 自上而下 卤化氢的还原性依次增强 c项错误 卤素单质与氢气化合的难易取决于卤素非金属性的强弱 自上而下为由易到难 d错 答案 1 非极性 2 sclf三ia 3 a 4 不一定容易 除f2外 键长增大 键能减小 1 卤素及其化合物的主要特性与卤素鉴别 1 氟元素的几种特殊性质氟无正价 无含氧酸 氢氟酸为弱酸 剧毒 能腐蚀玻璃 实验室不能制氟水 氟能与稀有气体反应 常见产物均为白色 2 碘元素的几种性质碘为紫黑色固体 有金属光泽 易升华 常用于分离提纯碘 使淀粉变蓝色 常用来检验i2存在 碘氧化性较其他卤素弱 与变价金属铁反应生成fei2 3 卤素的鉴别 氯气为黄绿色 有刺激性气味 可使湿润ki淀粉试纸变蓝 溴单质为深棕红色液体 溶液呈棕黄色 碘单质遇淀粉变蓝 用含agno3的稀硝酸溶液可分别检验cl br i 的存在 也可用卤素间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素单质 4 关于卤素离子的检验问题 f 加入浓硫酸 产生能腐蚀玻璃的气体 cl 加入agno3 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 br a 加入agno3 产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀 b 加入氯水和ccl4 振荡 静置 下层液体呈橙红色 i a 加入agno3产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀 b 加入氯水或溴水和ccl4 振荡 静置 下层液体呈紫红色 c 加入氯水或溴水及淀粉溶液 溶液变蓝色 2 卤素互化物两种不同卤素相互化合形成的化合物叫卤素互化物 常见的有 brcl icl brf3 brf5等 其化学性质和卤素单质相似 写在左边的元素非金属性较弱 显正价 右边的元素显负价 能跟大多数金属 h2o 碱和一些还原性物质反应 例 2ibr 2zn zni2 znbr2ibr h2o hbr hiobrcl 2naoh nacl nabro h2obrcl so2 2h2o hbr hcl h2so4 3 拟卤素有少数分子与卤素单质性质相似 把它们称之为拟卤素 如氰 cn 2 硫氰 scn 2等 它们对应的阴离子为cn scn 在性质上与x 也相似 拟卤素的主要化学性质有 1 较强氧化性 2 在水中或碱液中易发生歧化反应 3 与金属生成负一价阴离子的盐 4 以化工生产为背景材料 考查学生提取信息 运用知识的能力是高考常见题型 解题时要注意观察此题各种实验方法 操作手段 搅拌 各种化学原理的综合运用 如何运用平衡移动的观点解释agi 铁粉在水中的反应 agi s ag i 加入fe粉2ag fe 2ag fe2 使agi的溶解平衡正向移动 agi逐渐溶解生成fei2和ag 1 2010 日照一模 下列有关碱金属铷 rb 的叙述中 正确的是 a 灼烧氯化铷时 火焰有特殊颜色b 碳酸铷是离子化合物 难溶于水c 在钠 钾 铷三种单质中 铷的熔点最高d 氢氧化铷是弱碱 解析 本题主要考查焰色反应 同主族元素的性质的相似性和递变规律 焰色反应是某些金属元素的性质 碱金属元素的火焰都呈现特殊的焰色 a正确 铷与钠原子结构有相似之处 最外层都有1个电子 都易形成离子化合物 且化合物都易溶于水 对应的氢氧化物都是强碱 铷的熔点随原子半径的增大而降低 故b c d都错 答案 a 2 2010 广东佛山模拟 碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的一族元素 下列说法正确的是 a 碱金属的单质中锂的密度最小 熔点最低b 碳酸钾溶液的ph 7c 乙醇与金属钾反应生成氢气d 用电解铯盐溶液的方法冶炼金属铯 解析 熔点最低的是铯 碳酸钾溶液中的碳酸根离子水解使溶液显碱性 电解铯的盐溶液不能得到铯的单质 在阴极氢离子先放电 答案 c 3 卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物 xx 型卤素互化物与卤素单质结构相似 性质相近 试回答下列问题 1 卤素互化物brcl能发生下列反应h2o brcl hbro hclkbr brcl kcl br2 写出ki与ibr反应的化学方程式 写出苯 c6h6 与icl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式 2 上图是部分卤素单质和xx 型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图 它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高 其原因是 3 试推测icl的沸点所处的最小范围 解析 本题是信息迁移题 提供的是类卤素的信息 实质考查的是卤素单质的有关性质 涉及到卤素单质与苯发生的一卤代反应及分子结构相似的晶体的沸点大小的比较 抓住卤素单质的有关性质 同时结合分子结构相似的物质相对分子质量越大 分子间作用力越强 物质的沸点越高来判断 答案 1 ki ibr kbr i2 c6h6 icl c6h5i hcl或 2 相对分子质量越大 分子间作用力越强 3 介于br2的沸点和ibr的沸点之间 1 从表中可以看出 除h外 其余非金属元素原子 填序号 a 最外层电子数都大于4b 最外层电子数都大于电子层数 2 以下方法可以比较s cl非金属性强弱的是 填序号 不定项选择 a 分别测定na2s溶液和nacl溶液的phb 将fe分别与s cl2反应 分析产物中fe的化合价c 将h2s通入氯水中 观察到有淡黄色固体析出 h2s cl2 2hcl s 3 以下关于元素的用途中叙述正确的是 填序号 不定项选择 a p s cl等元素的化合物常用来制取农药b si ge可用于制半导体材料c 钨是熔点最高的金属 可与钠制成合金 4 美俄科学家宣布他们制得了118号元素 试分析 若制得117号元素 位置见表 按元素周期表中金属与非金属的分区 它应是一种 填 金属 或 非金属 元素 解析 根据表中所给非金属元素的位置 除h外 每一周期的最后一种金属元素的周期序数与族序数相等 因此非金属元素的周期序数小于主族序数 即最外层电子数大于电子层数 结合卤族元素非金属性强弱的比较依据可选择比较s cl非金属性强弱的方法 即cl2的氧化性比s强 由117号元素的位置 知其电子层数与最外层电子数相等 是金属元素 答案 1 b 2 b c 3 a b 4 金属 1 2009 全国 9 某元素只存在两种天然同位素 且在自然界它们的含量相近 其相对原子质量为152 0 原子核外的电子数为63 下列叙述中错误的是 a 它是副族元素b 它是第六周期元素c 它的原子核内有63个质子d 它的一种同位素的核内有89个中子 解析 本题一改已往考查同位素的方法 但仍以考查质量数 质子数 中子数及元素在周期表中的位置为主 核外电子数等于其质子数 c项正确 用质子数分别减去各周期所含有的元素种类 63 2 8 8 18 18 9 显然其属于第六周期 从左到右的第9种 而第六周期中包含镧系 所以它应属于副族 a项 b项均正确 由于存在同位素 所以相对原子质量应是同位素的平均值 而不代表其中一种元素的质量数 故中子数不能用152 63 89来计算 d项错 答案 d 解析 一般的化学反应中原子核是不变的 只有核反应中原子核中才发生变化 而核反应不是一般的化学反应 答案 a 3 银在元素周期表中的表示如右图所示 下列叙述不正确的是 a 银的原子序数为47b 银的摩尔质量为107 9c 银为过渡金属元素d 银原子最外层有1个电子 解析 银的摩尔质量为107 9g mol 1 答案 b 4 下列说法中不正确的是 质子数相同的微粒一定属于同一种元素 同位素的性质几乎相同 质子数相同 电子数也相同的两种微粒 不可能是一种分子和一种离子 电子数相同的微粒不一定是同一种元素 一种元素只能有一种质量数 某种元素的相对原子质量取整数 就是其质量数a b c d 解析 中如h2o hf质子数相同 但属于不同的分子 同位素物理性质不同 化学性质相同 一种元素可能有多种同位素 即可能有多种质量数 元素的相对原子质量是由其核素的原子量乘以其丰度所得的平均值 答案 c 5 碱金属元素可形成离子型氢化物 下表是同一短周期元素x y z三种元素氢化物的某些性质 则这三种元素的原子序数从小到大的排列顺序为 a x y zb z x yc y x zd z y x 答案 b 6 如下图是元素周期表的一部分 关于元素x y z的叙述正确的是 x的气态氢化物与y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐 y z的气态氢化物的水溶液的酸性 y z z的单质在常温下是液体 可与铁粉反应 z的原子序数比y大19 z所在的周期