高一化学鲁科版学案：例题与探究第一章第节元素周期表的应用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精典题精讲例1超重元素“稳定岛”的假设预言:自然界中可能存在着原子序数为114号的元素的稳定同位素208X。请根据原子结构理论和元素周期律，预测：（1)它在周期表的哪一周期？哪一族？是金属还是非金属？（2）写出它的最高价氧化物、氢氧化物（或含氧酸）的化学式，并估计后者的酸碱性.（3）它与氯能生成几种化合物？思路解析：考查知识点：“位-构-性”。在推导过程中要知道每一周期有多少种元素，因而可推导出该元素所在的周期,再根据周期表中共有18列，在第7周期中还有锕系元素，因而可推导出属于周期表的哪一列。再根据周期表中元素性质的递变规律，推导其具有的性质。根据元素周期表的结构，各周期内包含的元素的种数以及同周期元素的排列，需先用递减法确定114号元素在周期表中的位置及是金属还是非金属。114—2-8-8—18-18-32=28，依据第7周期排满为32种元素来推，该元素在第7周期,从左边开始，排列为第28种元素,即第ⅣA族，而该族的第6周期为铅元素，是金属,则该元素也为金属。然后,再依据同主族元素原子的结构和性质的递变规律可知，它的最高价为+4，还有常见+2价化合物，所以可确定它的最高价氧化物及其水化物的化学式为XO2、X（OH)4,且X(OH）4以碱性为主；氯化物有两种，为XCl2和XCl4。答案：（1)第7周期，第ⅣA族，是金属。(2）XO2、X（OH)4，X（OH)4以碱性为主。(3)XCl2和XCl4。绿色通道:解答此类题要利用元素周期表结构的知识，来推导元素在周期表中的位置，然后再利用元素周期律，从位置来推导性质。变式训练1(2004全国高考理综Ⅱ，8）2003年，IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会）推荐原子序数为110的元素的符号为Ds，以纪念该元素的发现地(Darmstadt,德国）.下列关于Ds的说法不正确的是（)A.Ds原子的电子层数为7B.Ds是超铀元素C.Ds原子的质量数为110D.Ds为金属元素思路解析：该题利用元素周期表的知识推断未知元素的性质，考查运用已学过的知识解决新问题的能力.根据稀有气体的原子序数递增规律:He(2)、Ne（10）、Ar(18）、Kr（36）、Xe(54)、Rn(86），第7周期元素从87号开始到118号结束，都是金属元素，A、D正确。铀是92号元素，原子序数大于92的元素称为超铀元素,B正确。Ds的原子序数为110，可知质子数等于110，但其中中子数不可能为0，所以，Ds原子的质量数大于110，C不正确。答案：C变式训练2随着科学的发展，新的元素不断被发现和证实，不完全周期逐渐接近完全.如果我们发现第117号元素，试推测此元素应填充在周期表中的位置。思路解析：巧妙地利用元素周期表所具有的变化规律来推测未知元素的位置和性质。记住每一周期的稀有气体元素的原子序数，第1至第7周期的稀有气体元素的原子序数分别为2、10、18、36、54、86、118，所以117号元素应是卤族元素。或将第1至第7周期容纳元素的总数相加为2+8+8+18+18+32+32＝118。答案：第7周期,第ⅦA族变式训练3(经典回放）在下列元素中,不属于主族元素的是（）A。磷B.铁C。钙D。碘思路解析：熟记主族元素的元素符号和名称。Fe属于过渡金属，属于第Ⅷ族元素。答案：B变式训练4（经典回放）在人体所需的16种微量元素中有一种被称为生命元素的R元素，对延长人类寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有4个电子层,其最高价氧化物分子式为RO3，则R元素的名称为(）A.硫B.砷C.硒D。硅思路解析：根据“R元素的原子有4个电子层"，可判断R元素在元素周期表中位于第4周期；根据“其最高价氧化物分子式为RO3”答案：C例2（经典回放）设想你去某外星做一项科学考察，采集了该星球上10种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：单质ABCDEFGHIJ熔点/℃-150550160210—50370450300260250与水反应√√√√√与酸反应√√√√√√与氧气反应√√√√√√√√不发生化学反应√√相对于A元素的原子质量1。08。015.617。123.832.820.029.63。918。0按照元素性质的周期递变规律,试确定以上10种元素的相对位置，并填入下列表格中.ABH思路解析：可先将有关数据排序:相对于A元素的原子质量由小到大的顺序：A→I→B→C→D→J→G→E→H→F。熔点由低到高的顺序：A→E→C→D→J→I→H→F→G→B。根据E、A性质相似，且B的相对原子质量＜E的相对原子质量＜H的相对原子质量，从而可确定E的位置.又B、G、H、F性质相似，但题给条件是B、H在相邻两列，则在确定G与F的位置时,要依据相对原子质量及熔点的变化规律、熔点数值的递变幅度，合理的结果是B、G、F在同一列。其规律是：从上到下，从左到右元素的相对原子质量都递增；从上到下熔点递减(除A、E外）,从左到右熔点递增.若没有考虑到熔点递变幅度，则有可能将G填在H之上。然后根据上述原则可确定D、J与G处于同一行，而D、J处于不同列，且C在D前，I在C之上，并且与B在同一行。答案：AIBCDJGEHF绿色通道：由于题给条件是假想有10种元素单质的样品,因此表中数据都是虚拟的，其呈现的某些规律与元素周期表既有相同处,又有不同处，若将已学过的知识生搬硬套，则会步入误区.在处理数据时，要变无序为有序，把握表格中相对原子质量的变化规律。变式训练1下列说法正确的是（）A。同周期元素中ⅦA族元素的相对原子质量最大B.ⅥA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子C.室温时，零族元素的单质都是气体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思路解析：本题主要考查主族元素同周期元素一些性质的递变规律，在同周期元素中，零族元素的相对原子质量最大。而在同主族中,半径越大,越难得电子。单原子离子的化合价和它的族序数不一定相等，如ⅣA元素铅,其稳定化合价为+2价。综上分析,本题答案为C.复习元素周期表知识时，要弄清楚同主族、同周期元素性质的递变规律。答案：C变式训练2美国劳仑斯国家实验室曾在1999年宣布用86Kr离子轰击208Pb靶得到118号元素的一种原子，其质量数为293。其后，反复实验均未能重现118号元素的信号，因此该实验室在2001年8月宣布收回该论文;但是科学家们相信，完成的第7周期包含的元素数目与第6周期相同.若118号元素将来被确认，则下列预测合理的是（)A.它的中子数是118B。它是第8周期元素C.它是活泼的金属元素D。它的最外层电子数是8思路解析：根据各周期元素种类可推断出118号元素是第7周期最后1种元素。根据周期变化，最后为惰性气体，所以答案为D。答案：D例3(1)写出下列元素的符号:A_____________,D_____________,E_____________。（2）B的单质在F的单质中的现象是，化学方程式是___________________________________。（3）A、C2种元素最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式是________________________。思路解析：此题考查的是根据元素的性质以及在周期表中的位置确定元素的名称。根据各种元素均为前三周期的主族元素,A、C、F三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两反应生成盐和水，可推知其中1种元素为铝。因A、B、C、E原子序数依次增大，故只能是C为铝元素，A为钠元素，B为镁元素。再根据A、C、F3种元素的最外层共有11个电子，可求得F的最外层电子数为11-3-1=7,F为氯元素。D和E的原子序数应介于13和17之间,依据D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4，E元素原子次外层电子数比最外层电子数多3,可推知D为硅，E为磷。答案：(1）NaSiP(2）产生白烟Mg+Cl2MgCl2(3)OH—+Al(OH)3====［Al(OH)4]-绿色通道：根据元素在周期表中的位置和性质特点、未知元素和已知元素原子序数的关系、未知元素和已知元素最外层电子数的关系、未知元素之间原子序数的关系和最外层电子数与次外层电子数的关系，均可确定元素名称。变式训练（2004江苏高考，7)X、Y是元素周期表ⅦA族中的2种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是（）A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B．X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定D．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来思路解析:根据非金属性的判断依据：非金属元素的单质与氢气化合的难易程度、气态氢化物的稳定性和非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱。所以答案选C。答案:C问题探究问题请探究第3周期元素性质是如何递变的?引起这种递变的本质原因是什么?导思:研究元素性质的递变规律，必须先明确元素性质具体表现形式，然后从结构与性质的关系入手解决。先要分析元素原子结构的规律性变化：同周期元素中,原子序数的递增对最外电子层的电子数、核电荷数的影响，核电荷数的增加对原子半径、核对外层电子的吸引力的影响.这体现了结构决定性质和性质体现结构的辩证统一关系，也体现了量变引起质变的这一辩证规律。探究：对于第3周期元素性质是如何递变的探究，可以探究金属钠、镁、铝与水和酸的反应以及它们的氢氧化物的碱性强弱,硅、磷、硫、氯与氢气化合的条件以及它们氢化物的稳定性，它们的最高价含氧酸的酸性强弱，还有氩的特殊稳定性，从而总结出递变规律。随着元素原子序数的递增,同周期元素原子失电子