24秋-25春人教版化学必修第一册 25 第四章 第二节 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用

第四章物质结构元素周期律第二节元素周期律第2课时元素周期表和元素周期律的应用学习任务目标1.通过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.能根据元素周期表和元素周期律预测和探究新元素，寻找各种新型应用材料等。能运用元素周期表和元素周期律的有关知识指导科学研究和工农业生产。3.根据元素“位”“构”“性”关系，建立元素推断的模型，并用模型解决问题。4.通过探究元素“位”“构”“性”关系等问题，培养勤于思考、善于合作、敢于质疑、勇于创新的精神。一、元素周期表的分区及元素性质递变规律1.周期表的分区：虚线左下方是金属元素，金属性最强的元素是Cs(钫是放射性元素，不予考虑)；虚线右上方是非金属元素，非金属性最强的元素是F；最后一个纵列是稀有气体元素。2.元素的金属性与非金属性之间并没有严格的界线，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。3.元素的化合价与元素在周期表中的位置关系(1)价电子①定义：与元素的化合价有关的电子。②具体内容：主族元素的价电子就是最外层电子，有些元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。(2)化合价规律二、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，以及预测它们的原子结构和性质提供线索。4.寻找新物质金属与非金属分界线附近元素半导体材料过渡元素制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素氟、氯、硫、磷、砷区域内的元素制造出新品种的农药元素周期表与元素周期律的应用[探究活动]雄黄是一种矿物质，俗称“鸡冠石”，其主要成分是硫化砷，As位于元素周期表第ⅤA族，另外第ⅥA族元素Se在生活中也有广泛应用。活动1砷元素的最高价态是多少？提示：＋5价。活动2比较As、Se的氢化物的热稳定性强弱。提示：H2Se＞H3As。Se的非金属性强于As，Se的氢化物更稳定。活动3比较As、Se的最高价含氧酸的酸性强弱。提示：H2SeO4＞H3AsO4。Se的非金属性强于As，Se的最高价含氧酸的酸性强。[评价活动]1.短周期元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如图所示，下列判断正确的是()甲乙丙丁戊A.原子半径：丙＜丁＜戊B.金属性：甲＞丙C.氢氧化物的碱性：丙＞丁＞戊D.最外层电子数：甲＞乙C解析：同周期主族元素原子半径从左至右是逐渐减小的，故A项错误；同主族元素金属性自上而下是逐渐增强的，故B项错误；同周期主族元素的金属性从左至右越来越弱，故对应氢氧化物的碱性是逐渐减弱的，故C项正确；同周期元素的原子最外层电子数从左到右越来越多，故D项错误。2.Se、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：Br＞Se＞PB.还原性：S2－＞Se2－＞Br－C.Se在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族D.Se、Br位于同一主族C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：Se＞Br，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：Se2－＞S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期第ⅥA族，C项正确。3.应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列相关预测正确的是()①第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均呈酸性②砹(At)单质为有色固体，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸③Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2④硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体⑤硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体A.②④⑤ B.①②③④C.①③⑤ D.②④D解析：N为第二周期非金属元素，其气态氢化物NH3溶于水显碱性，故①错误；卤族元素从上到下，其单质由气体过渡为固体，颜色逐渐加深，则砹(At)单质为有色固体，AgAt与AgCl的性质相似，不溶于水也不溶于稀硝酸，故②正确；Li在氧气中燃烧的产物为Li2O，故③错误；同主族元素化合物的性质具有相似性和递变性，Ba与Sr同主族，且Sr在Ba下方，硫酸钡(BaSO4)是难溶于水的白色固体，则硫酸锶(SrSO4)也是难溶于水的白色固体，故④正确；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，非金属性：S＞Se，则气态氢化物的稳定性：H2S＞H2Se，故⑤错误。元素周期表的递变性规律——“三角”规律若A、B、C三种元素在周期表中的位置如图所示，则有(1)原子半径：C＞A＞B。(2)金属性：C＞A＞B。(3)非金属性：B＞A＞C。课后素养评价（二十二）知识点1元素周期表和元素周期律的应用1.根据下列元素在元素周期表中的位置预测物质的性质，对下列物质的认识错误的是（）A.铍（Be）的原子失电子能力比镁弱B.砹（At）的氢化物不稳定C.硒（Se）化氢比硫化氢稳定D.氢氧化锶[Sr（OH）2]比氢氧化钙的碱性强C解析：硒（Se）和硫是同主族元素，硫的非金属性强，氢化物的稳定性强。2.元素周期表中金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法正确的是（）A.物质的性质总在不断地发生明显的变化B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素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C解析：同族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误；紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误；耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误。3.根据元素周期表和元素周期律，判断下列说法不正确的是（）A.气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4B.H与其他元素形成的化合物中H可以显＋1价，也可以显－1价C.下图所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞SiD.用中文""命名的第118号元素在元素周期表中位于第七周期0族C解析：C、N、O属于同周期元素，从左至右，非金属性依次增强，非金属性：O＞N＞C，C、Si属于同主族元素，从上到下，非金属性依次减弱，非金属性：C＞Si，则非金属性：O＞N＞Si，非金属性越强，氢化物越稳定，气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4，故A正确；H与F、Cl、Na形成的化合物HF、HCl、NaH中H分别为＋1、＋1、－1价，故B正确；利用最高价氧化物对应的水化物的酸性比较元素非金属性强弱，但HCl不是最高价含氧酸，不能比较Cl、C的非金属性，故C错误；118号元素的原子序数为118，质子数为118，核外电子数为118，其原子结构示意图为，它的原子结构中有7个电子层，最外层电子数为8，则第118号元素在周期表中位于第七周期0族，故D正确。知识点2元素位置、结构与性质的关系4.现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期，相关信息如表所示。下列说法正确的是（）元素相关信息X核外电子总数为1Y最高化合价和最低化合价之和为零Z原子有3个电子层，其最外层电子数为最内层电子数的3倍Q同周期元素中原子半径最小A.X的单质只有还原性，不具有氧化性B.Y与X可形成YX4分子C.Y、Z、Q最高价氧化物对应的水化物的酸性依次减弱D.第四周期且与Q同主族的元素的单质在常温常压下呈固态B解析：短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，X核外电子总数为1，则X是H；Y的最高化合价和最低化合价之和为零，则Y是C；Z元素原子有3个电子层，其最外层电子数为最内层电子数的3倍，则Z是S，Z、Q在同一周期，且Q是同周期元素中原子半径最小的元素，则Q是Cl。X是H，H2一般来说可作为还原剂，具有还原性，如H2和金属氧化物的置换反应，但H2也有氧化性，遇强还原剂，如Na，可以生成NaH，这时H2呈现出一定的氧化性，A错误；Y是C，X是H，能形成CH4分子，B正确；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，由于非金属性：C＜S＜Cl，所以它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强，C错误；Q是Cl，在第四周期且与Q同主族的元素是Br，单质Br2在常温常压下是液态，D错误。5.碲（Te）是52号元素，处于金属区与非金属区的交界线上。下列有关碲（Te）元素的说法错误的是（）A.Te位于周期表中第六周期第ⅥA族B.单质碲在常温下是固体C.Te可在空气中燃烧生成二氧化碲（TeO2）D.H2TeO4的酸性比H2SO4弱A解析：Te和O、S、Se、Po同主族。Te位于元素周期表的第五周期第ⅥA族，在Se的正下方，A错误；根据同主族元素性质的递变规律，单质硫为固体，可推知单质碲在常温下是固体，B正确；Te和S同主族，最外层电子数相同，化学性质相近，S在空气中燃烧生成SO2，则Te在空气中燃烧生成二氧化碲（TeO2），C正确；元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：Te＜S，所以最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2TeO4＜H2SO4，D正确。6.铊盐与氰化钾被列为A级危险品，铊（Tl）与铝（Al）同主族，原子序数为81，Tl3＋与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3＋＋2AgTl＋＋2Ag＋，且已知Ag＋＋Fe2＋Ag＋Fe3＋，则下列推断正确的是（A.Tl＋最外层有3个电子B.氧化性：Tl3＋＞Ag＋＞Fe3＋C.Tl（OH）3与Al（OH）3相似，也是两性氢氧化物D.Tl位于元素周期表第五周期第ⅢA族B解析：由Tl与Al同主族知，Tl原子最外层有3个电子，则Tl＋最外层有2个电子，A错误；根据Tl3＋＋2AgTl＋＋2Ag＋知氧化性：Tl3＋＞Ag＋，同理可知氧化性：Ag＋＞Fe3＋，B正确；根据原子序数为81推出铊位于第六周期第ⅢA族，金属性远强于铝，所以Tl（OH）3不是两性氢氧化物，C、D7.下表是周期表中5种元素的相关信息，其中Q、W、X位于同一周期。元素信息Q位于周期表的第三周期第ⅢA族W最高正化合价为＋7价X本周期中原子半径最大Y焰色为紫色Z原子结构示意图为下列说法正确的是（）A.Q在地壳中含量最高B.元素的金属性：X＞YC.简单气态氢化物的稳定性：Z＞WD.Q的最高价氧化物对应的水化物既能与NaOH溶液反应，又能与盐酸反应D解析：Q位于周期表的第三周期第ⅢA族，则Q为Al，Q、W、X位于同一周期，W最高正化合价为＋7价，则W为Cl，X在本周期中原子半径最大，则X为Na，Y的焰色为紫色，则Y为K，由Z的原子结构示意图知，Z为Br。O在地壳中含量最高，A错误；Na、K位于同主族，K位于Na的下方，K的金属性大于Na，B错误；元素非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，Cl、Br位于同主族，Br位于Cl的下方，Cl的非金属性强于Br，C错误；Q的最高价氧化物对应的水化物Al（OH）3是两性氢氧化物，既能与NaOH溶液反应，又能与盐酸反应，D正确。8.（双选）X、Y、Z、M、W为五种短周期元素，其原子序数依次增大，X是元素周期表中原子半径最小的元素，W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍，Y、Z、M、W在元素周期表中的相对位置如表所示。下列说法不正确的是（）YZMWA.W的氧化物对应的水化物的酸性强于YB.简单离子半径：Z＞M＞XC.气态氢化物的稳定性：Z＜Y＜WD.W与Y可形成化合物W3Y4AC解析：由题意分析可知，X为H、Y为N、Z为O、M为F、W为Si。非金属性：Y＞W，则W最高价氧化物对应的水化物的酸性弱于Y的，不是最高价含氧酸无此规律，故A错误；电子层数越多，离子半径越大，具有相同电子层排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：Z＞M＞X，故B正确；元素的非金属性越强，其对应的氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：Z＞Y＞W，故C错误；W与Y可形成化合物Si3N4，故D正确。9.国家卫健委发布公告称，富硒酵母安全性已通过审查。请回答下列问题：（1）富硒酵母是一种新型添加剂，其中硒（34Se）元素在元素周期表中的位置是。（2）下列说法正确的是（填字母序号）。A.热稳定性：H2Se＞H2S＞H2OB.酸性：H2SeO4＞H2SO4＞HClO4C.36S与74Se的中子数之和为60D.还原性：Se2－＞S2－（3）短周期元素d、e、f、g、h、x都可能存在于某些食品添加剂中，其最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示：①d、e、f、g、h元素形成的简单离子中半径最大的是（用化学符号表示）。②x和d组成的化合物可将碱性工业废水中的CN－氧化，生成碳酸盐和氨，相应的离子方程式为。解析：（1）Se是34号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族。（2）元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞S＞Se，则简单氢化物的稳定性：H2Se＜H2S＜H2O，A项错误；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，非金属性：Cl＞S＞Se，则酸性：H2SeO4＜H2SO4＜HClO4，B项错误；36S的中子数为36－16＝20，74Se的中子数为74－34＝40，36S与74Se的中子数之和为60，C项正确；元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱，非金属性：S＞Se，则还原性：Se2－＞S2－，D项