2019-2020学年新教材高中化学 第四章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 第二课时 元素周期表和元素周期律的应用学案 新人教版必修第一册

第二课时元素周期表和元素周期律的应用学习目标：1.知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。2.学会运用元素周期表、元素周期律的有关知识，指导科学研究和工农业生产。1金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律(1)分界线的划分：沿着周期表中b、si、as、te、at跟al、ge、sb、po之间画一条虚线，虚线的左下方是金属元素，右上方是非金属元素。(2)元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。(3)周期表的左下方金属性最强的元素是铯元素(放射性元素除外)；右上方非金属性最强的元素是氟元素；最后一个纵行是0族元素。2元素的化合价与元素在周期表中的位置之间的关系主族元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。所以，非金属元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于8。(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)根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的强弱(或大小)。(2)应用于元素“位置结构性质”的相互推断。(3)预测新元素为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。(4)寻找新物质在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料。研究氟、氯、硫、磷附近元素，制造新农药。在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)最外层电子数相同的元素性质一定相似()(2)第三周期元素的最高正价等于它所处的主族序数()(3)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数()(4)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素()(5)某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期()答案(1)(2)(3)(4)(5)2已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是()a单质有氧化性b最高正价一定为7价c是非金属元素d同周期元素中原子半径最小解析某原子的最外层有7个电子，说明位于a族，a族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故a说法正确；f没有正价，故b说法错误；第a族为非金属元素，故c说法正确；同周期从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故d说法正确。答案b3运用元素周期律分析，下列说法错误的是()ara是第7周期a族的元素，ra(oh)2的碱性比mg(oh)2的碱性强bas是第4周期a族的元素，ash3的还原性比nh3的还原性弱ccs的原子半径比na的原子半径大，cs与水反应比na与水反应更剧烈dcl的核电荷数比al的核电荷数大，cl的原子半径比al的原子半径小解析同主族元素，随原子序数的增大，自上而下元素的金属性增强，非金属性减弱，第a族元素mg和ra，原子序数mgmg(oh)2，a项正确；第a族元素n和as，原子序数nas，则其对应阴离子的还原性n3as3，b项错误；c项中cs比na更易失电子，其与水反应比钠更剧烈，c项正确；al和cl同周期，且原子序数alcl，d项正确。答案b知识点一元素周期表的区分及应用1.元素周期表的金属区和非金属区(1)金属元素在分界线的左侧，但分界线的左侧并不都是金属元素，如氢元素属于非金属元素。(2)元素周期表的左下方元素的金属性最强，右上方元素的(稀有气体元素除外)非金属性最强。(3)由于元素的金属性和非金属性没有严格的界限，因此，位于分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。2元素化合价与其在周期表中位置的关系(1)o、f原子半径小，原子核对外层电子的吸引能力强，f无正化合价，o无最高正价。(2)元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系。最高正价|最低负价|6420主族族序数aaaa【典例1】短周期元素r、t、q、w在元素周期表中的相对位置如图所示，其中t所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是()a最简单气态氢化物的热稳定性：rqb最高价氧化物对应水化物的酸性：qqrd单质t与naoh溶液不反应思路启迪根据题干信息以及给出的四种元素的相对位置，结合短周期元素原子核外电子排布情况，推断出具体的元素，然后再对各选项进行一一判断。解析短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是h、be和al，根据t在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的al，据此可以判断出其他元素如表所示：r(n)t(al)q(si)w(s)氮元素的非金属性比硅元素的强，所以nh3比sih4稳定，a正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以h2so4比h2sio3的酸性强，b正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：alsip，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：pn，即alsipn，c正确；al既能与酸反应，又能与naoh溶液反应，d错误。答案d陌生元素的性质的推断(1)与同周期前、后元素相比较，依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。(2)与同主族上、下元素相比较，依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。(3)比较不同周期，不同主族元素性质时，可借助“三角”规律进行推断。若a、b、c三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但d不能参与排列)。如原子半径：cab；金属性：cab；非金属性：bac。针对训练1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由题意知，该元素位于a族铅元素下面，金属性比铅强，d正确；它的最高价氧化物的水化物应是碱，b不正确；因处于a族，其原子最外层有4个电子，a正确；由a族元素常见化合物(如co、co2、pbo2、pbso4)可知，c正确答案b知识点二“位构性”关系及应用1.元素的“位构性”之间的关系同一元素的“位构性”关系可表示如下：具体表现为：(1)结构与位置的关系结构位置(2)结构与性质的关系结构性质(3)位置、结构和性质的关系2元素“位构性”规律中的特例(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(h)无中子。(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。(5)氟无正价，氧无最高正价；在na2o2中氧显1价；在nah中氢显1价。【典例2】w、x、y、z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。已知w的一种核素的质量数为18，中子数为10；x和ne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。下列说法不正确的是 ()a对应的简单离子的半径：xwb对应的简单气态氢化物的稳定性：yzc元素x、z和w能形成多种化合物dy的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性思路启迪一是抓住短周期元素；二是结合题给信息及周期表的部分结构、元素原子序数关系，推断出图中的元素的种类，并将具体元素符号填入相应字母符号旁；三是运用元素周期律的知识分析、判断题给各选项的正误。解析根据题目所给信息可推出w为o，x为na，y为si，z为cl。核外电子数相同的简单离子，原子序数越大，半径越小，可知对应的简单离子的半径：nao2，a项正确；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，故hcl的稳定性强于sih4，b项正确；na、cl、o三种元素可以形成naclo、naclo3、naclo4等多种化合物，c项正确；h2sio3具有弱酸性，d项错误。答案d元素推断的方法(1)已知元素原子或离子的核外电子排布先由电子层数和最外层电子数确定元素在周期表中的位置(周期和族)，再由元素周期律推断其单质及化合物的性质。(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)由元素单质及化合物的特性可确定元素的名称，根据其原子结构可确定其在周期表中的位置。(3)已知元素在周期表中的位置针对训练2如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：ysih4geh4，酸性h2co3h4geo4；锗处于金属、非金属分界线处，故具有半导体的性能。答案b3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。答案b4. x、y、z、w均为短周期元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若z原子的最外层电子数是k层电子数的3倍，下列说法中正确的是()ax的最常见气态氢化物的水溶液显酸性bw的最高价氧化物的水化物的酸性比z的强cz的单质与氢气反应比y的单质与氢气反应剧烈dx的原子半径小于y的解析根据图示元素的位置关系，结合z原子的最外层电子数是k层电子数的3倍，可以推出z为s，从而可以确定x为n，y为o，w为cl。n的最常见气态氢化物nh3的水溶液显碱性，a项错误；非金属性：cls，因此最高价氧化物的水化物的酸性：hclo4h2so4，b项正确；o的非金属性强于s的，因此o2与h2反应较s与h2反应剧烈，c项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此n的原子半径大于o的，d项错误。答案b5利用元素周期表，我们可以认识更多元素的性质。(1)根据元素周期表来比较mg和cs的金属性，要通过另一种元素作中介或桥梁进行比较，这种元素是_(填元素符号)。(2)元素周期表位于对角线的两种元素其性质相似称之为对角线规则。根据元素周期表对角线规则，金属be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似。已知2al2naoh2h2o=2naalo23h2，写出be与naoh溶液反应的离子方程式：_。鉴别be(oh)2和mg(oh)2可选用的试剂为_。(3)元素周期表中某一元素具有如下性质：该元素单质常被用作半导体材料。其单质与稀盐酸不反应，与氢氧化钠溶液反应可以放出氢气。其最高价氧化物既可以溶于浓盐酸，也可以溶于氢氧化钠溶液。其最高价氧化物对应的水化物既可以和酸反应，也可以和碱反应。在与盐酸反应时，1 mol这种最高价氧化物对应的水化物最多消耗4 moll1的盐酸1 l。请你写出这种元素在周期表中的位置：_。解析(1)比较元素的性质，可通过相邻元素进行，所以需要na或ba作中介；(2)根据质量守恒定律，可写出铍与naoh溶液反应的离子方程式：be2oh=beoh2；(3)由可知，该元素位于元素周期表金属元素与非金属元素分界线附近；由知，该元素具有非金属性；由、知，该元素既具有金属性，又具有非金属性，且由知，元素的最高正化合价为4价。因此，该元素位于金属与非金属元素分界线附近，位于a族，该元素为ge元素。答案(1)na或ba(2)be2oh=beoh2naoh溶液(3)第四周期第a族课后作业(二十二) 基础巩固一、元素周期表的区分及应用1下列说法错误的是()a作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界线附近b农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内c构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内d在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素解析构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。答案c2如图所示，元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是()a虚线左下方的元素均为非金属元素b紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素c可在虚线附近寻找半导体材料(如ge、si等)d可在虚线的右上方，寻找耐高温材料解析a项，虚线左下方的元素均为金属元素，错误；b项，紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，错误；c项，元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性，也具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如ge、si等)，正确；d项，在过渡元素中可寻找耐高温材料，在非金属元素中寻找制农药的元素，错误。答案c3某短周期主族元素r的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述中不正确的是()ar是第a族元素br的气态氢化物化学式为h2rcr能形成两种氧化物ro2和ro3dr的气态氢化物的水溶液显酸性解析短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是6，最低负价为2，则r是第a族的硫元素，a项错误；s的气态氢化物的化学式为h2s，b项正确；硫可以形成so2和so3，c项正确；h2s的水溶液呈弱酸性，d项正确。答案a4现在含有元素硒(se)的保健品开始进入市场，已知硒元素与氧元素同主族，与钾元素同周期，则下列关于硒的叙述中不正确的是()a原子序数为34b最高价氧化物的化学式为seo3c非金属性比s强d气态氢化物化学式为h2se解析a项，硒元素与氧元素同主族，原子最外层有6个电子，原子核外有4个电子层，则其原子序数是2818634，正确；b项，se最外层有6个电子，最高正化合价为6价，最高价氧化物的化学式为seo3，正确；c项，同一主族自上而下，元素的非金属性减弱，所以se比s的非金属性弱，错误；d项，se与s同主族，其气态氢化物化学式为h2se，正确。答案c二、“位构性”关系及应用5某元素x的气态氢化物与该元素的最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素不可能具有的性质是()a在周期表中处于第三周期a族b在周期表中处于第二周期a族c该氢化物比ph3稳定d常见化合价有3、2、3、5等解析x为n元素，处于第二周期a族，a项错误，b项正确；非金属性：np，则x的氢化物比ph3稳定，c项正确；n元素的常见化合价有3、2、3、5等，d项正确。答案a6镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是()ali2so4能溶于水blioh是易溶于水、受热不分解的强碱cli遇浓硫酸不产生“钝化”现象dli2co3受热分解，生成li2o和co2解析根据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推测锂的有关性质。由mg、mg(oh)2、mgco3、mgso4的性质推测相应的li及其化合物的性质。mgso4易溶于水，mg(oh)2是难溶、易分解的中强碱，mg与浓硫酸能发生反应，mgco3受热易分解生成mgo和co2，故b项不正确。答案b7se、br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是()a原子半径：brsepb还原性：s2se2brcse在元素周期表中位于第四周期a族dse、br位于同一主族解析由图示信息可知se为34号元素，br为35号元素，se和br位于同一周期且se位于br的左侧，原子半径：sebr，故a、d项错误；se和s位于同一主族，且se位于s的下一周期，故还原性：se2s2，b项错误；由图示信息可知se位于第四周期a族，c项正确。答案c8a、b、c、d、e、f、g七种短周期元素在周期表中的位置如图所示。以下说法正确的是()aa、b、f三种元素的最高价含氧酸均是强酸bc、d、e三元素的最高价氧化物对应的水化物均是强碱ca、b、f、g四种元素的氢化物的热稳定性逐渐增强de元素的单质既能与氢氧化钠溶液反应，又能与稀硫酸反应且均有氢气放出解析根据a、b、c、d、e、f、g七种短周期元素在周期表中的位置可判断分别是c、o、na、mg、al、s、cl。氧元素不存在含氧酸，且碳酸是弱酸，a项错误；mg(oh)2是中强碱，al(oh)3是两性氢氧化物，b项错误；非金属性：oclsc，所以氢化物稳定性是h2ohclh2sch4，c项错误；e元素的单质铝既能与naoh溶液反应，又能与稀硫酸反应且均有氢气放出，d项正确。答案d能力提升9短周期元素x、y、z、w在元素周期表中的相对位置如图所示。已知y、w的原子序数之和是z的3倍，下列说法正确的是()yzxwa原子半径：xyzc一定条件下z、w都能与mg反应形成化合物d最高价氧化物对应水化物的酸性：yw解析设元素y的原子序数为y，则yy103(y1)，解得y7，则y为氮元素、x为硅元素、z为氧元素、w为氯元素。原子半径：zyx，a错误；气态氢化物的稳定性：xz，b错误；氧元素、氯元素都能与mg形成化合物，分别为mgo和mgcl2，c正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：ynh3sih4b氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物c如图所示实验可证明元素的非金属性：clcsid用中文“”(o)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族解析因为非金属性：onc(同周期)、csi(同主族)，所以非金属性：onsi，元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定，则稳定性：h2onh3sih4，a正确；hcl是共价化合物，nah是离子化合物，b正确；稀盐酸滴入caco3中有气泡产生，说明酸性：hclh2co3，但hcl不是cl元素的最高价含氧酸，不能根据hcl和h2co3的酸性强弱比较cl元素和c元素的非金属性强弱，c错误；第六周期0族稀有气体元素rn为第86号元素，根据元素周期表的排布规律，第七周期可排布32种元素，8632118，故第118号元素位于第七周期0族，d正确。答案c12下表为元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。(1)中，最活泼的金属元素是_(写元素符号，下同)，最不活泼的元素是_。(2)的简单离子，其半径更大的是_(写离子符号)。(3)的气态氢化物，更稳定的是_(填化学式)。(4)元素的非金属性：_(填“”或“”)。(5)的最高价氧化物的水化物中：酸性最强的是_(填化学式)；碱性最强的是_(填化学式)，该碱与的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_。解析(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第a族，最下方的为k元素，最不活泼的元素在元素周期表中的0族元素，由表知为为ne；(2)由表知为na、为f，它们的简单离子na、f的核外电子排布相同，且钠的原子序数比氟大，所以r(na)r(f)；(3)由表知为f、为cl两者的气态氢化物分别为hf、hcl，根据非金属性越强其气态氢化物越稳定，所以hf更稳定；(4)为si、为n元素，根据元素周期律，元素的非金属性sipn，所以sin；(5)由表知中最强的非金属元素是为f，其次是为cl，但f无含氧酸，cl的最高价氧化物的水化物是hclo4，属于强酸并且酸性最强。由表知中最强的金属元素是为k，其最高价氧化物的水化物是koh，属于强碱。由表知为铝，最高价氧化物的水化物al(oh)3与koh反应的离子反应方程式为：al(oh)3oh=alo2h2o。答案(1)kne(2)f(3)hf(4)”“”或“”)。(2)根据nah的存在，有人提议可把氢元素放在第a族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第_族。(3)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式：_。(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素r，对延长人类寿命起着重要作用。已知r元素的原子有4个