2020年高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 3.3 元素周期律、元素周期表试题的分析技巧

3.3 元素周期律、元素周期表考试方向高考对本讲内容的考查空间很大，知识面很广，主要考查原子结构中各种微粒关系，结合原子结构图式进行分析判断和简单计算，对118号元素原子结构的考查是重点，注意规律和结论的应用。其次以元素化合物为载体，综合应用元素周期表和元素周期律，可集判断、实验、计算于一体。题型稳定。另外高考对化学键的考查主要是围绕电子式正误判断、化学键与物质类别和性质的关系两方面进行、题目基础性强，一般不独立命题。通常为选择题的一个选项和基础填空。内容要点一、元素周期表的结构元素周期表的结构位置与结构的关系周期周期序数元素的种数1.周期序数原子核外电子层数2.对同主族(nA族)元素若n2，则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为上一周期的元素种数。若n3，则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为该周期的元素种数。短周期第一周期2第二周期8第三周期8长周期第四周期18第五周期18第六周期32第七周期不完全周期，最多容纳32种元素，目前排了26种元素族主族A族A族由长周期元素和短周期元素共同构成的族。最外层电子数=主族序数=价电子数零 族最外层电子数均为8个（He为2个除外）副族B族B族只由长周期元素构成的族最外层电子数一般不等于族序数（第B族、B族除外）最外层电子数只有17个。第族有三列元素方法技巧：1、元素周期表中的“三角”规律：若A、B、C三种元素位于元素周期表中如右图所示位置，则有关的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。（1）原子半径：CAB；（2）金属性：CAB；（3）非金属性：BAC。2、元素周期表中元素的电子排布和化合价规律（1）从元素周期表归纳电子排布规律最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。最外层有1个或2个电子，则可能是A、A族元素，也可能是副族或0族元素氦。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。某元素的阴离子最外层电子数与次外层相同，则该元素位于第3周期。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。（2）从元素周期表归纳元素化合价规律主族元素的最高正价等于主族序数，且等于主族元素原子的最外层电子数(O除外)，其中氟无正价。主族元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8，绝对值之差为0、2、4、6的主族元素分别位于A、A、A、A族。内容要点二、元素周期律1、定义：元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2、实质：元素原子核外电子排布周期性变化的结果。3、具体表现同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子序数依次递增依次递增电子层数相同依次递增最外层电子数依次递增（从1至8）相同（He除外）原子半径逐渐减小逐渐增大主要化合价最高正价由1价到7价价(O、F除外) 最低负价由4价到1价一般相同金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱方法技巧：1、元素金属性和非金属性的比较方法元素金属性比较本质原子越易失去电子，金属性就越强判断依据同周期从左到右金属性减弱；同主族从上到下金属性增强。在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强单质与水或与非氧化性酸反应置换出氢气越剧烈，金属性越强单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强若XnYXYm，则Y比X金属性强电化学原理：不同金属形成原电池时，通常作负极的金属性强；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属性弱。元素金属性比较本质原子越易得到电子，非金属性就越强判断依据同周期从左到右非金属性增强；同主族从上到下非金属性减弱单质与H2化合越容易，形成的气态氢化物越稳定，非金属性越强单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强若AnBBmA，则B比A非金属性强2、微粒半径大小比较的常用规律（1）同周期元素的微粒：同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)，如NaMgAlSi，NaMg2Al3，S2Cl。（2）同主族元素的微粒：同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大，如LiNaK，LiNaK。（3）电子层结构相同的微粒：电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2FNaMg2Al3。（4）同种元素形成的微粒：同种元素原子形成的微粒电子数越多，半径越大。如Fe3Fe2Fe，HHH。（5）电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较如比较A13+与S2的半径大小，可找出与A13+电子数相同的O2进行比较，A13+O2，且O2S2，故A13+S2。3、“位构性”的综合判断与应用（1）由原子序数确定元素位置的规律：只要记住了稀有气体元素的原子序数(He2、Ne10、Ar18、Kr36、Xe54、Rn86)，就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第A族或第A族，如88号元素：88862，则应在第七周期第A族；若比相应的稀有气体元素少15时，则应处在同周期的第A族第A族，如84号元素应在第六周期第A族；若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素(118号)比较，按上述方法推测知：114号元素应为第七周期第A族。（2）性质与位置互推问题是解题的关键：熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：元素的金属性、非金属性。气态氢化物的稳定性。最高价氧化物对应水化物的酸碱性。金属与H2O或酸反应的难易程度。（3）结构和性质的互推问题是解题的要素最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。同主族元素最外层电子数相同，性质相似。判断元素金属性和非金属性的方法。注意： “位构性”推断的核心是“结构”，即根据结构首先判断其在元素周期表中的位置，然后根据元素性质的相似性和递变性预测其可能的性质；也可以根据其具有的性质确定其在周期表中的位置，进而推断出其结构。内容要点三、化学键比较离子键共价键成键条件活泼金属原子与活泼非金属原子之间相互作用非金属元素原子(可相同，可不同)之间的相互作用成键微粒阴、阳离子原子成键实质静电作用静电作用分类共用电子对不发生偏移的是非极性键，共用电子对发生偏移的是极性键存在离子化合物中大多数非金属单质、共价化合物、部分离子化合物中实例Na2O、Na2CO3、NH4Cl、NaOHO2、CO2、H2SO4、NaOH、Na2O2、Na2CO3方法技巧：化学键与物质类别的关系举例（1）只含共价键的物质只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。只含极性键的物质：不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。既有极性键又有非极性键的物质：如H2O2、N2H4、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。（2）只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O等。（3）既含有离子键又含有共价键的物质，如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。（4）无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等。经典题例析【例1】下列关于指定粒子构成的描述不正确的是()A37Cl与39K具有相同的中子数B第114号元素的一种核素298 114X与82Pb具有相同的最外层电子数CH3O与OH具有相同的质子数和电子数DO22-和S2具有相同的质子数和电子数【答案】C【考点定位】考查物质微粒结构与组成的关系正误判断的知识。【名师点晴】（1）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。（2）同种元素是质子数相同的所有核素的总称，同位素是同一元素不同核素之间的互称。（3）元素周期表中给出的相对原子质量是元素的相对原子质量，而不是该元素的某种核素的相对原子质量。【例2】下列离子中半径最大的是 ( )ANa BMg2 CO2 D F【答案】C【考点定位】考查离子半径大小比较的知识。【名师点晴】本题考查了离子半径大小比较。对于电子层结构相似的微粒，核电荷数越大，离子半径越小；对于电子层结构不同的微粒，微粒的核外电子层数越多，微粒的半径越大。对于同一元素的原子与离子半径比较，阳离子的半径小于其原子半径，阴离子的半径大于其原子半径；同一元素有多种离子时，离子带的电荷数越多，离子半径越小。如微粒半径：FeFe2+Fe3+；Cl-Cl；H-HH+。微粒的半径与微粒的氧化性及还原性有关，因此掌握微粒半径大小为更好掌握物质的氧化性、还原性等奠定坚实的基础。【总结】根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小，这是正向思维。而此题是已知原子和离子半径的大小，要判断原子序数大小的关系，这是逆向思维。已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数大的半径小；具有相同的电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径递减。【例3】【2020广东理综化学】甲庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是（ ）A丙与戊的原子序数相差28B气态氢化物的稳定性：庚己ZYXB最高价氧化物对应水化物的酸性：XWZ C最简单气态氢化物的热稳定性：YXWZD元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等【答案】A【考点定位】考查元素的推断、元素周期表、元素周期律的应用的知识。【名师点睛】元素周期表是学习化学的工具，元素周期律是化学学习的重要规律。利用元素周期表、元素周期律，结合元素的位、构、性三者的密切关系进行元素推断是化学重要的知识。元素原子的核外电子层数是元素在周期表的周期数，最外层电子数是元素原子所在的主族序数，同一周期随着元素原子序数的增大，原子半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同一主族的元素从上到下，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。掌握元素的金属性、非金属性强弱比较方法，结合元素所在的族序数与元素化合价的关系进行判断，确定其正确性。2不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是 ( )A 单质氧化性的强弱 B 氢化物沸点的高低C 氢化物还原性强弱D 最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱【答案】B【解析】试题分析：A 单质氧化性越强，越容易获得电子，则元素的非金属性就越强，因此可以比较硫、氯两种元素非金属性强弱，正确；B 氢化物沸点的高低可以证明氢化物分子之间作用力的大小，这与元素的非金属性强弱无关，因此不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据，错误；C 氢化物还原性越强，证明元素原子获得电子的能力越弱，则元素的非金属性越小，因此能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据，正确；D 元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，因此可以根据元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱比较元素非金属性强弱，正确。【考点定位】考查元素非金属性强弱判断的证据的判断的知识。【名师点晴】元素的种类有金属元素和非金属元素两类，在比较元素金属性时的方法有多种：金属单质与水或酸发生反应置换出氢的难易、金属元素最高价氧化物对应的水合物的碱性强弱、构成原电池时电极的正、负、与同一种非金属单质发生反应时反应的先后、金属阳离子得到电子的先后等；元素非金属性强弱判断方法可以根据单质与氢气化合形成氢化物的难易、形成的氢化物的稳定性、最高价氧化物对应的水合物的酸性强弱、阴离子的还原性的强弱等。3元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是（ ）A若X和Y2的核外电子层结构相同，则原子序数：X Y B由水溶液的酸性：HClH2S，可推断出元素的非金属性：ClSC硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以做半导体材料DCs和Ba分别位于第六周期IA和IIA族，碱性：CsOHBa(OH)2【答案】B【考点定位】【名师点晴】考查考生对短周期元素原子序数与简单离子电子层结构的关系、短周期元素的性质递变规律与气态氢化物性质关系的了解；考查考生对元素在元素周期表中的位置及其性质递变规律的了解；综合考查考生对“位置、结构、性质”三角关系的掌握程度。同时考查考生简单推理的能力，以及对重要金属、非金属元素及其化合物相关性质的掌握。4以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是（ ）A同周期元素除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小B第IA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子C第A族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强 D若M+和R2-的核外电子层结构相同，则原子序数：RM【答案】A【解析】试题分析：A、同周期元素（除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小，A正确；B、因铯的同位素具有相同的质子数，B错误；C、第VIIA族元素从上到下，非金属性在减弱，则其氢化物的稳定性逐渐减弱，C错误；D、若M+和R2-的核外电子层结构相同，则原子序数：MR，D错误；答案为A。考点：本题考查元素周期律，明确常见主族元素的性质是解答的关键5下列有关物质性质的比较顺序中，错误的是（ ）A酸性：HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3 B微粒半径：K+Na+Mg2+Al3+C热稳定性：HFHClHBrHI D熔点：LiNaKRb【答案】C考点：考查元素周期表、元素周期律的应用的知识。6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，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