专题突破19元素周期律高一化学重难点专题突破

2023-2024学年必修第一册(人教版2019)第四章物质结构音素周期律元素周期律

问题引领1.根据P、S、Cl在周期表中位置进行比较:(1)P3-、S2-、Cl-还原性强弱;(2)H3PO4、H2SO4、HClO4酸性强弱。提示:(1)P3->S2->Cl-(2)H3PO4<H2SO4<HClO4专项突破1:元素性质的周期性变化规律2.试根据同周期主族元素非金属性的变化规律,比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。提示:元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定。同周期主族元素,随着原子序数的递增,非金属性逐渐增强,故非金属性:Si<P<S<Cl,所以它们的氢化物的稳定性顺序为SiH4<PH3<H2S<HCl。归纳提升原子结构及元素性质变化规律典型例题【例题1】

短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如下表所示。下列判断正确的是(

)A.原子半径:丙<丁<戊B.金属性:甲>丙C.最高价氧化物对应水化物的碱性:丙>丁>戊D.最外层电子数:甲>乙答案:C解析:根据同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:丙>丁>戊,A项错误;根据同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强,则金属性:甲<丙,B项错误;根据同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,则金属性:丙>丁>戊,根据元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性:丙>丁>戊,C项正确;根据同周期元素从左到右,原子的最外层电子数逐渐增多,则最外层电子数:甲<乙,D项错误。【变式训练1】

已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4>H2YO4>H3XO4,下列判断正确的是(

)A.原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小B.单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱C.三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强D.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱答案:A解析:同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4>H2YO4>H3XO4,知X、Y、Z的原子序数为X<Y<Z。同周期主族元素从左到右单质的氧化性逐渐增强,阴离子的还原性逐渐减弱,原子半径逐渐减小,气态氢化物的稳定性逐渐增强。变化规律,比较碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半径大小。提示:C和F是同周期元素,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径r(C)>r(F);O和S为同主族元素,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径r(S)>r(O)。提升1:掌握粒子半径大小的比较

2.如何比较Al3+和S2-半径的大小?提示:电子数和核电荷数都不同的粒子,可通过一种参照物进行比较。如比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相同,与S2-同族的元素的粒子O2-比较,r(Al3+)<r(O2-),且r(O2-)

<r(S2-),故r(Al3+)<r(S2-)。归纳提升粒子半径大小的比较——“四同”规律1.同周期——“序大径小”(不考虑稀有气体元素)(1)规律:同周期,从左往右,原子半径逐渐减小。(2)举例:第三周期中r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。2.同主族——“序大径大”(1)规律:同主族,从上到下,原子(或离子)半径逐渐增大。(2)举例:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。3.同元素(1)同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。某原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。如:r(Na+)<r(Na),r(Cl-)>r(Cl)。(2)同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。带电荷数越多,粒子半径越小。如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。4.同结构——“序大径小”(1)规律:电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。(2)举例:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例:比较r(Mg2+)与r(K+)可选r(Na+)为参照,可知r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。典型例题【例题2】

已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述中正确的是()。A.原子半径:r(A)>r(B)>r(D)>r(C)

B.原子序数:d>c>b>aC.离子半径:r(C2-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+)

D.单质的还原性:A>B>D>C答案:C解析:aA2+、bB+、cC2-、dD-都是短周期元素的离子,由于它们的电子层结构相同,因而C、D位于A、B的上一周期,为非金属元素,且原子序数d>c;A、B为金属元素,且原子序数a>b,四种元素在周期表中的位置为

,因而原子序数由大到小的顺序为a>b>d>c,原子半径的大小顺序为r(B)>r(A)>r(C)>r(D),离子半径由大到小的顺序为r(C2-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+),单质的还原性:B>A>C>D。“三看”法比较简单粒子的半径大小“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。【变式训练1】下列粒子半径大小正确的是(

)。A.r(Na+)<r(Mg2+)<r(Al3+)<r(O2-)B.r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Al3+)C.r(Na)<r(Mg)<r(Al)<r(S)D.r(Cs)<r(Rb)<r(K)<r(Na)答案:B解析:四种离子核外电子数相同,随着核电荷数增大,离子半径依次减小,即r(Al3+)<r(Mg2+)<r(Na+)<r(O2-),A项错误;Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小,C项错误;Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同,电子层数依次增多,半径依次增大,D项错误;因S2-、Cl-比Na+、Al3+多一个电子层,则S2-、Cl-半径比Na+、Al3+大,而S2-、Cl-和Na+、Al3+也分别适用“序小径大”的原则,则离子半径:r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Al3+),B项正确。【变式训练2】判断下列粒子半径大小(用“>”或“<”表示)。(1)Cl____Br，S____Si____Al。(2)O2－____F－____Na＋____Mg2＋。(3)Cl－____Cl，Mg____Mg2＋。(4)K____Mg，S____F。问题引领1.“在化学反应中一个金属原子失电子越多,该金属元素的金属性越强”,这种说法正确吗,为什么?以Na和Mg为例说明。提示:不对。金属性强弱的比较,是比较原子失去电子的难易,而不是失去电子的多少。如在化学反应中,1

mol

Na失去1

mol电子,而1

mol

Mg失去2

mol电子,但Na的金属性比Mg的金属性强。提升2:元素的金属性、非金属性强弱的判断2.已知水溶液的酸性:HCl>H2S,所以非金属性:Cl>S。上述推断正确吗?为什么?提示:错误。因为非金属性的强弱应根据最高价含氧酸的酸性强弱,或氢化物的稳定性强弱等性质来判断,不能根据氢化物水溶液的酸性强弱判断。归纳提升1.元素金属性强弱的判断。比较元素金属性的强弱,其实质是看元素原子失去电子的能力,原子越易失电子,元素的金属性越强。(1)从元素原子结构判断。①当原子最外层电子数相同时,电子层数越多,原子半径越大,原子越易失电子,元素的金属性越强。②当电子层数相同时,核电荷数越多,原子核对外层电子的引力越大,原子越难失电子,元素的金属性越弱。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断。①金属单质与水或酸反应越剧烈,元素金属性越强。②最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素金属性越强。(3)根据金属活动性顺序判断。一般来说排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。(4)根据离子的氧化性强弱判断。一般来说离子的氧化性越强,则对应金属元素的金属性越弱。2.元素非金属性强弱的判断。比较元素非金属性强弱的根本依据是元素原子得电子的难易程度,原子越易得电子,元素的非金属性越强。(1)从元素原子结构(或元素周期表)判断。①当电子层数相同时,核电荷数越多,元素的非金属性越强。②当最外层电子数相同时,核电荷数越多,元素的非金属性越弱。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断。①单质越易与H2化合,生成的氢化物越稳定,氢化物的还原性也就越弱,则元素的非金属性也就越强。②最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则元素的非金属性越强。③非金属单质间的置换反应。例如:Cl2+2KI══2KCl+I2,说明氯元素的非金属性比碘元素的非金属性强。典型例题【例题3】

X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y的非金属性强的是()。答案:C解析:X、Y是元素周期表中第ⅦA族的元素,若X的电子层数多,说明非金属性:X<Y,A项错误。B项事实说明Y比X更活泼,B项错误。X2与H2更容易化合,说明氧化性:X2>Y2,则非金属性:X>Y,C项正确。非金属性:F>Cl,但氢氟酸是弱酸,盐酸是强酸,D项错误。专项突破2:元素周期表和元素周期律的应用

2．(1)在分界线的左侧(第ⅠA族)还包括非金属元素H。(2)元素周期表的左下方金属性最强的元素是Cs(Fr是放射性元素，不考虑)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是CsOH。

右上方非金属性最强的元素是F，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4(F无正价)。(1)预测未知元素的性质。依据:同主族元素性质的递变规律。如根据卤族元素的性质递变规律,可推知At2应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。(2)比较元素的性质。依据:元素周期律。如比较H2SO4和H2SeO4的酸性强弱,因为S、Se同主族,从上至下,元素的非金属性减弱,最高价氧化物对应的水化物酸性减弱,故酸性:H2SO4>H2SeO4。4．元素周期表和元素周期律的应用若A、B、C、D四种元素位于元素周期表中如图所示的位置,其中A、B、C三种元素的有关性质均可排出顺序(即可以作比较,如:原子半径C>A>B,金属性C>A>B等),但由于A、D的性质相似,故一般不作比较。(3)解释实验现象:如氟气通入氯化钠溶液中,不是置换出氯气,而是与水发生剧烈反应,由元素非金属性的递变规律知氟