【志鸿优化设计】2014届高考化学一轮复习 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

1 第第 2 2 讲讲 元素周期律与元素周期表元素周期律与元素周期表 考纲点击考纲点击 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 0 族元素原子序数 21018365486 不完全周期最 多容纳 种 元素 2 族 18 个纵行 16 个族 列序 121314151617 主族 族序 A A A A A A A 列序 345671112 副族 族序 B B B B B B B 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 即时训练即时训练 1 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 即时训练即时训练 2 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 2 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 即时训练即时训练 3 3 依据元素周期表及元素周期律 下列推断正确的是 A H3BO3的酸性比 H2CO3的强 B Mg OH 2的碱性比 Be OH 2的强 C HCl 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 R M 即时训练即时训练 4 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 W X Y Z B 元素的最高化合价 W X Y Z C 单质的氧化能力 W X Y Z D 原子最外层电子数 W X Y Z 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 3 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 Na Mg Al Si P S Cl 同主族原子半径随原子序数的递增逐渐增大 如第 A 族中 Li Na K Rb Cs 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 Na Mg2 Al3 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 P3 S2 Cl 4 同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大 如第 A 族中 Na K Rb Cs 同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大 如第 A 族中 F Cl Br I 阳离子半径总比相应原子半径小 如 Na Na Fe2 Fe 阴离子半径总比相应原子半径大 如 S2 S Br Br 电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小 如 S2 Cl K Ca2 Al3 Mg2 Na F 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 Fe Fe2 Fe3 H H H 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 A B D C B 原子序数 d c b a C 离子半径 C D B A D 单质的还原性 A B D C 方法归纳方法归纳 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 Cl Cl 拓展应用拓展应用 1 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 84 54 14 16 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 A A 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 5 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 170 190 之间 且 W 的质量分数约为 70 该化合物的化学式为 拓展应用拓展应用 2 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 8 B 原子半径的大小顺序为 rX rY rZ rW rQ C 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 6 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 H a kJ mol 1 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 7 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 mol L 1的盐酸反应 D 剧烈反应 产生可燃性气体 铝条与 2 mol L 1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 A A 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 As Cl P B 热稳定性 HCl AsH3 HBr C 还原性 As3 S2 Cl D 酸性 H3AsO4 H2SO4 H3PO4 3 几种短周期元素部分性质的数据见下表 元素编号元素 性质 原子半径 10 10m 0 661 361 231 100 991 540 70 最高正 化合价 无 2 1 5 7 1 5 8 最低负 化合价 2无无 3 1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 2M 2H2O 2MOH H2 C 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 A a b e f 四种元素的原子半径 e f b a B h i 两种元素阴离子的还原性 h i C a g 两种元素氢化物的稳定性 a g D d 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 9 参考答案参考答案 基础梳理整合基础梳理整合 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 10 18 4 2 金属和非金属的分界线 过渡元素 F Cl S P 即时训练即时训练 1 1 D 即时训练即时训练 2 2 B 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 即时训练即时训练 3 3 B 即时训练即时训练 4 4 D 核心归纳突破核心归纳突破 例 1 D 解析 解析 中 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 但金属性 Fe Cu 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 Na Mg Al 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 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a b d c B 项错误 根据原子半径的递变规 律知它们的原子半径为 B A C D 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 拓展应用拓展应用 1 1 B 解析 解析 甲为 H 乙为 N 丙为 Na 丁为 Al 原子半径 Na Al N H 离子半径 Na Al3 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 答案 1 三 A 2 NH3 3 C 4 N2O5 5 N4S4 S S 解析 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y 4 x 4 所以该化合物的化学式 170 70 32 190 70 32 32 4 30 14 70 为 N4S4 拓展应用拓展应用 2 2 A 解析 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 答案 1 第二周期 A 族 2 HClO4 H2S 3 Cl2 O3 ClO2 任写两种 其他合理答案均可 10 4 H2S g 3 2O2 g SO2 g H2O l H a kJ mol 1 5 Na H NaH H2O NaOH H2 解析 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 H a kJ mol 1 5 氢化钠的电子式为 Na H 氢化钠和 水反应生成氢气和氢氧化钠 NaH H2O NaOH H2 实验探究拓展实验探究拓展 实验典例 答案 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 B Mg 2H2OMg OH 2 H2 沸水 F H2S Cl2 S 2HCl A 2Na 2H2O 2NaOH H2 D Mg 2HCl MgCl2 H2 C 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 E Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 4 金属性 Na Mg Al 非金属性 Cl S 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 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 演练巩固提升演练巩固提升 1 B 解析 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 D 项错 2 C 解析 解析 根据题给信息 Br 为 35 号元素 其位于周