1.2元素周期表和元素周期律的应用 第2课时 学案.doc

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理解元素周期表与元素周期律的关系。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。1金属元素与非金属元素的分区(1)金属与非金属分界线处的元素有al、ge、sb、po、b、si、as、te、at。(2) 在金属和非金属分界线附近的元素既有金属性，又有非金属性。2元素化合价与元素在元素周期表中的位置关系(1)周期序数电子层数。(2)最高正价最外层电子数主族序数8|最低负价|(其中，f无正价，o无最高正价)。(3)最低负价主族序数8。3元素周期表和元素周期律的应用(1)在金属与非金属分界处寻找半导体材料。(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)在周期表的右上角寻找制取农药的元素。新知探究1填写图中序号所示内容：增强减弱增强增强alsi金属非金属2什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？它们分别处于元素周期表什么位置？提示：铯(钫是放射性元素，不能稳定存在)，第六周期 第a族；氟，第七周期 第a族。3位于分界线附近的元素显金属性还是非金属性？提示：处于分界线附近的元素既表现金属性又表现非金属性。名师点拨1周期表中分界线附近元素的性质既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。2主族元素金属性和非金属性的递变(1)同一主族，从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。(2)同一周期，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。对点演练1根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是()asi、kbc、sicsi、ge das、se解析：选c在元素周期表中，在金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如si、ge为典型的半导体材料。2已知原子序数依次增大的a，b，c，d，e，五种元素位于同一周期，正确的是()a若d的最高价氧化物对应的水化物是强酸，则e一定是活泼非金属b若a的最高价氧化物对应的水化物是强碱，则c一定是活泼金属c若c是非金属元素，则d一定也是非金属元素d若b是金属元素，则c一定也是金属元素解析：选ca项，如d是cl，e是ar；b项，若a的最高价氧化物的水化物是强碱，则a的金属性强，而c的金属性比a弱，所以不能确定c一定是活泼金属；d项，如b是al，c是si。新知探究1最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(氧、氟除外)。2最低负价等于使它达到8电子稳定结构需要得到的电子数。3周期序数与原子结构之间的关系是周期序数原子核外电子层数。4主族序数、原子结构、元素最高正价间的关系是主族序数原子核外最外层电子数元素最高正价(氧、氟除外)。5非金属元素最低负价与主族序数间的关系是最低负价主族序数8。对点演练3某元素x的最高价氧化物的水化物的化学式为hxo4，则x的气态氢化物的化学式为()ahxbh2xcxh3dxh4解析：选a元素x的最高价氧化物的水化物的化学式为hxo4，所以x的最高正价是7价，最低负价为1价，x的气态氢化物的化学式为hx。新知探究1元素周期表和元素周期律是学习和研究化学的重要工具：(1)由元素在周期表中的位置，可确定其结构。如铅(pb)位于第六周期第a族，则可推知铅(pb)有6个电子层，最外层电子数为4个。(2)由元素的位置比较元素的性质递变。如同主族元素性质的比较，同周期元素性质的比较。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。名师点拨“位、构、性”三者的关系(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性质(3)位置原子结构和元素性质对点演练4w、x、y、z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，w的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知()ax、y、z中最简单氢化物稳定性最弱的是ybz元素氧化物对应水化物的酸性一定强于ycx元素形成的单核阴离子还原性大于ydz元素单质在化学反应中只表现氧化性解析：选aw的气态氢化物可与其最高价含氧酸形成离子化合物，故其气态氢化物具有碱性，为nh3，故w为n，根据四种元素在周期表中的位置关系，可推知x为o，y为s，z为cl。元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，四种元素中 ，硫元素的非金属性最弱，故稳定性最弱的氢化物为h2s，a项正确；氯元素对应的氧化物的水化物有多种，如hclo、hclo4等，硫元素的氧化物的水化物也有多种，可能为h2so4、h2so3等，其酸性hclo4h2so4h2so3hclo，b项错误；硫元素的非金属性小于氧元素，故还原性o2s2，c项错误；cl2中氯元素化合价为中间价态，可以表现出氧化性和还原性，d项错误。1下列说法中正确的是()a非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数b非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数c最外层有2个电子的原子都是金属原子d最外层有5个电子的原子都是非金属原子解析：选a非金属元素呈现的最低化合价的绝对值等于8最外层电子数，b错误；最外层有2个电子的原子中有he，它不是金属原子，c错误；最外层有5个电子的原子中有sb、bi，是金属原子，d错误。2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：选b第三周期的al元素，既有金属性，又有非金属性，故a错误；h最外层无电子，li最外层有2个电子，因此并非所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构，故c错误；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同；故d错误。3某主族元素r的最高正价与最低负价的代数和为4，由此可以判断()ar一定是第四周期元素br一定是a族元素cr的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定dr的气态氢化物化学式为h2r解析：选d主族元素r的最高正价为x，最低负价为x8，则xx84解得x6，因此r元素位于元素周期表中的第a族，其气态氢化物的化学式为h2r。4(2014广东高考改编)甲辛等元素在周期表中的相对位置如表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素。下列判断不正确的是()a金属性：甲乙丁b原子半径：辛己戊c丙与庚的原子核外电子数相差13d单质己可作半导体材料解析：选a由戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，知戊为c，甲与戊的原子序数相差3，故甲为li。甲、乙、丙同主族，则乙为na，丙为k，丁为ca，金属性：乙甲，a错误；根据电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，得原子半径：辛己戊，b正确；丙、庚同属第四周期，第四周期有10种过渡元素，甲与戊的原子序数相差3，故丙与庚的原子核外电子数相差13，c正确；己为硅元素，单质硅可作为半导体材料，d正确。5(2016青岛高一检测)关于短周期的两种元素组成的化合物xy3，下列说法错误的是()ax和y可能位于同一周期，也可能位于不同周期bx可能是金属，也可能是非金属cx和y一定位于不同主族d化合物xy3溶于水，溶液可能显碱性解析：选c如果x为3价，为第a族元素，则y为第a族元素，如果x为3价，为第a族元素，则y可以为第a族氢元素；如果x为6价，为第a族元素s，则y可以为第a族元素o。6根据元素周期表120号元素的性质和递变规律，回答下列问题。(1)属于金属元素的有_种，金属性最强的元素与氧反应生成的化合物_(填两种化合物的化学式)。(2)最高正化合价最高的元素是_，其最高正化合价为_。(3)单质既能与hcl反应，又能与naoh反应的是_，其最高价氧化物对应水化物具有_(填“酸性”、“碱性”或“两性”)。(4)第三周期中，原子半径最大的是(稀有气体元素除外)_。(5)推测si、n最简单氢化物的稳定性_大于_(填化学式)。解析：(1)前20号元素中，属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧反应生成的化合物有k2o、k2o2、ko2；(2)最高正化合价最高的元素是cl，其最高正化合价为7价；(3)既能与hcl反应又能与naoh反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化物是al(oh)3，具有两性；(4)同一周期，原子半径逐渐减小，故第三周期中，原子半径最大的是na；(5)非金属性：npsi，故nh3的稳定性大于sih4的稳定性。答案：(1)7k2o、k2o2(ko2也可以)(2)氯(或cl)7价(3)al两性(4)na(5)nh3sih4一、选择题1下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是()a同一主族的元素从上到下金属性逐渐减弱b元素周期表是元素周期律的具体表现形式c同一周期从左到右，元素原子半径逐渐增大d非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值解析：选b同一主族元素从上到下金属性逐渐增强，a不正确；元素周期表是元素周期律的具体表现形式，b正确；同一周期从左到右，元素原子半径逐渐减小，c不正确；主族非金属元素的最高正化合价等于其最外层电子数，d不正确。2如图是短周期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：选c由图可知：为n元素，为o元素，为f元素，为s元素，为cl元素；元素位于第二周期第a族，a项错误；o、s同主族，o的非金属性强于s，故其氢化物的稳定性强，即h2oh2s，b项错误；s、cl同周期，cl的非金属性强于s，故其最高价氧化物对应水化物的酸性强，c项正确；f元素的非金属性最强，故其无正价，最高价为0价，cl的最外层电子数为7，故其最高正价为7价，二者不相等，d错误。3下列说法中正确的是()a在周期表中金属与非金属的分界处可以找半导体材料bh2s、h2se、hf的热稳定性依次增强cnaoh、koh、mg(oh)2的碱性依次减弱dcl、s、n元素的非金属性依次增强解析：选a非金属性越强的元素其对应的气态氢化物的稳定性越强，金属性越强的元素其对应的碱的碱性越强。h2se、h2s、hf的热稳定性依次增强；koh、naoh、mg(oh)2的碱性依次减弱；s的非金属性小于cl。4核电荷数大于10的某短周期元素，其原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半，有关该元素的单质或化合物的描述不正确的是()a该元素在第三周期第a族b该元素的单质在常温下性质稳定，不易与水反应c该元素的氧化物不与酸反应，可与强碱的水溶液反应d该元素在地壳中的含量大，居所有元素的第二位解析：选c核电荷数大于10的某短周期元素只能是第三周期元素，又因为原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半，故该元素是硅。硅元素位于周期表中第三周期第a族，在常温下性质稳定，不易与水反应，该元素在地壳中的含量大，居所有元素的第二位，其氧化物sio2能与hf反应，能与强碱氢氧化钠溶液反应，a、b、d正确，c错误。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处，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)稳定性很强d锗酸(h2geo3)是难溶于水的强酸解析：选b依据同主族元素性质的递变规律，气态氢化物的稳定性为ch4sih4geh4，酸性h2co3h2geo3；锗处于金属、非金属分界线处，故具有半导体的性能。6下列叙述中，能肯定a金属比b金属活泼性强的是()aa原子的最外层电子数比b原子的最外层电子数少ba原子的电子层数比b原子的电子层数多c1 mol a从酸中置换出的h2比1 mol b从酸中置换出的h2多d常温时，a能从水中置换出h2，而b不能解析：选da项错，少了前提条件：同一周期；b项错，少了前提条件：同一主族；c项错，金属的活泼性与最外层电子的数目多少没有直接的关系；d项对，常温下a能从水中置换出h2，说明其金属的活泼性非常强，而b不能从水中置换出h2说明其金属性的活泼性比较弱。7有x、y两种元素，原子序数小于等于20，x的原子半径小于y，且x、y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数)。下列说法中正确的是()a若x(oh)n为强碱，则y(oh)n也一定为强碱b若hnxom为强酸，则x的氢化物溶于水一定显酸性c若x元素形成的单质是x2，则y元素形成的单质一定是y2d若y的最高正价为m，则x的最高正价一定为m解析：选ax、y最外层电子数相同，且原子半径y大于x，如果x(oh)n为强碱，说明x为金属元素，那么y一定也为金属，且金属性比x强，所以y(oh)n碱性比x(oh)n强，a项正确；若hnxom为强酸，说明x是非金属元素，但其氢化物溶于水也可以为碱性溶液，如n，b项错误；若x是第a元素，则y也是，且y在x的下方，所以x是o时y是s，c项错误；若x是第a元素， y在x的下方，所以x是f时y是cl，cl的最高正价是7，但f没有正价，d项错误。8某元素x的气态氢化物化学式为h2x，下面的叙述不正确的是()a该元素的原子最外电子层上有6个电子b该元素最高正价氧化物的化学式为xo2c该元素是非金属元素d该元素最高正价氧化物对应水化物的化学式为h2xo4解析：选b根据元素x的化学式h2x，元素x显2价，位于周期表中第a族，原子最外层有6个电子；最高正价氧化物的化学式为xo3，最高正价氧化物对应水化物的化学式为h2xo4；存在气态氢化物的为非金属元素。9砷(as)为第四周期第a族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是()a砷在通常情况是固体b可以存在3、3、5等多种化合价cash3的稳定性比ph3弱d单质砷的还原性比单质磷弱解析：选d同主族从上至下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。砷与磷在同一主族且位于磷的下面，故金属性砷磷，d选项错误。10(2016山东青岛高一检测)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：选ax、y、z、w、q分别为n、o、al、s、cl。a项，x(n)的最高正化合价为5价，z(al)的最高正化合价为3价，x(n)、z(al)的最高正化合价之和为8，a项正确；b项，原子半径rz(al)rx(n)，b项错误；c项，y2为o2，z3为al3，它们的核外电子数和电子层数均相同，c项错误；d项，元素w的最高价氧化物对应的水化物为h2so4，其酸性比q的最高价氧化物对应的水化物(hclo4)弱，d项错误。11(2016山东临沂高一检测)r、w、x、y、z为原子序数依次递增的同一短周期元素，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)n1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7d若x的最高正化合价为5，则五种元素都是非金属元素解析：选br(oh)n为强碱，w(oh)n1不一定为强碱，故a项错误；hnxom为强酸，说明x非金属性强，y比x更强，且知y不是稀有气体元素，故b项正确；若y为氧元素，z只有负价，而没有7价，故c项错误；若5种元素同为第三周期，当x最高正化合价为5时，r为金属元素，故d项错误。12(2016河北高一检测)w、x、y、z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知w的一种核素的质量数为18，中子数为10；x和氖原子的核外电子数相差1；y的单质是一种常见的半导体材料；z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是()ax的非金属性是同周期中最强的b对应气态氢化物的稳定性：yzc对应简单离子半径：xwdy的氧化物能与x的最高价氧化物对应的水化物反应解析：选d根据条件可知，w的原子序数是8，则w是氧元素，又因为w、x、y、z的原子序数递增，原子半径x最大，且x和氖原子的核外电子数相差1，故x是钠，y的单质是一种常见的半导体材料，则y是硅，z的非金属性在同周期元素中最强，则z是氯。x的金属性是同周期中最强的，a错误；对应气态氢化物的稳定性：zy，b错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简单离子半径：wx，c错误；y的氧化物是二氧化硅，能与x的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠溶液反应，d正确。二、非选择题13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。如图是元素周期表的一部分。(1)阴影部分元素在元素周期表中的位置为_族。(2)根据元素周期律预测：h3aso4属于强酸还是弱酸？_。(3)c和si元素的氢化物都可以燃烧，但si元素的氢化物在空气中可以自燃，试写出其完全燃烧的化学方程式： _。(4)试比较s、o、f三种元素的原子半径大小：_(填元素符号)。解析：(1)图中阴影部分为氮族元素，即第a族。(2)在周期表中，砷元素的非金属性比磷元素弱，磷酸属于中强酸，故h3aso4属于弱酸。(3)甲烷(ch4)燃烧产生二氧化碳和水，硅烷(sih4)的性质与甲烷相似，它在空气中燃烧的产物应该是水和硅的氧化物，即sih42o2=sio22h2o。(4) s与o同主族，原子序数so，故原子半径so；o与f同周期，原子序数of，所以原子半径：sof。答案：(1)第a(2)弱酸(3)sih42o2=sio22h2o(4) sof14(1)x元素的原子核外有2个电子层，其中l层有5个电子，该元素在周期表中的位置为_，其气态氢化物的化学式为_，最高价氧化物的化学式为_，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为_。(2)r为118号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物对应水化物的化学式为hnrom，则此时r元素的化合价为_，r原子的最外层电子数为_，其气态氢化物的化学式为_。解析：(1)由x元素的原子结构可知，x为氮元素，其气态氢化物的化学式为nh3，其最高价氧化物的化学式为n2o5，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为hno3。(2)r元素的化合价为(2mn)，则r原子的最外层电子数为2mn，最低负价为(82mn)，所以气态氢化物的化学式为h82mnr。答案：(1)第二周期第a族nh3n2o5hno3(2)(2mn)2mnh82mnr15下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：aaaaaaa0二三四(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_(填写元素符号)；(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是_，分别写出该元素的氢氧化物与、最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_。(4)请设计一个实验方案，比较、单质氧化性的强弱。_。解析：(1)由号和号元素的位置可知号为si，号为ar。(2)同一周期，从左右非金属性逐渐增强；同一主族，从上到下，金属性逐渐增强，故最活泼的金属是(即k)，非金属性最强的元素是(即f)。(4)号、号单质分别为cl2和br2，可利用单质间的置换反应来比较两者氧化性强弱。答案：(1)siar(2)kf(3)铝2al3h2so4=al2(so4)33h22al2koh2h2o=2kalo23h2(4)将单质(cl2)通入盛有的钠盐(nabr)溶液中，加入ccl4，静置分层后，观察四氯化碳层是否呈红棕色，若呈红棕色，则说明cl2的氧化性大于br216(2016福州高一检测)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的对应位置(以下为周期表的一部分)。(2)b元素处于周期表中_周期_族。(3)b的最高价氧化物的水化物与c的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_。(4)上述五种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)。(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)b、c的最高价氧化物的水化物分别为al(oh)3和h2so4。(4)最高价氧化物对应水化物分别为mg