新教材高中化学第一章原子结构元素周期律第二节元素周期律和元素周期表第2课时元素周期表学案鲁科版必修第二册5.pdf

第第 2 2 课时课时 元素周期表元素周期表 课程标准核心素养 1.了解元素周期表的编排规则及结构特点。 2.能描述元素在元素周期表中的位置。 3.理解原子结构与元素在周期表中位置的关系。 证据推理与模型认知 构建“位” “构” “性”关系认识 模型；发展对元素及其化合物化 学性质的认识模型。 元素周期表的结构 1元素周期表方格中的信息 2元素周期表的结构 (1)元素周期表的编排原则 横行 电子层数相同的元素 由左到右最外层电子数递增) 纵列 最外层电子数相同的元素 由上到下电子层数递增 ) (2)周期 周期 类别 周期 序数 起止元素 原子序数 包括元素种数 核外电子 层数 1 12 21 2 310 82 短周期 3 1118 83 4 1936 184 5 3754 185 6 5586 326 长周期 7 87118 327 (3)族 列 数 123456789101112131415161718 族 序 数 A A B B B B B B B A A A A A 0 类 别 主族副族族副族主族 0 族 最 外 层 电 子 数 12 12(钯除外) 34567 8( He 为 2 ) 1元素周期表的结构：七主七副七周期，0 族族镧锕系。 2元素在周期表中位置的推断 (1)原子结构示意图法 (2)稀有气体原子序数(2、10、18、36、54、86、118)定位法 比大小定周期 比较该元素的原子序数与 0 族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的 0 族元素，那么 该元素就和序数大的 0 族元素处于同一周期。 求差值定族数 a若原子序数比相应的 0 族元素多 1 或 2，则该元素应处在该 0 族元素所在周期的下一 个周期的A 族或A 族。 b若原子序数比相应的 0 族元素少 51 时，则应处在同周期的AA 族。 c若原子序数与相应的 0 族元素相差其他数，则由相应差找出相应的族。 1判断正误 (1)最外层电子数是 2 的元素，都是A 族元素。( ) (2)氧元素为第A 族元素，故其最高正价为6 价。( ) (3)周期序数原子的电子层数，主族序数原子的最外层电子数。( ) (4)Fe 元素位于周期表的B 族。( ) (5)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5) 2(1)写出下列元素在周期表中的位置： Na_；Si_；Cl_； K_；Se_；Br_。 (2)据报道，某些花岗岩会产生氡(Rn)，而对人体产生伤害。Rn 的原子结构示意图为 22286 _， Rn 在周期表中的位置是_。 答案：(1)第 3 周期A 族 第 3 周期A 族 第 3 周期A 族 第 4 周期A 族 第 4 周期A 族 第 4 周期A 族 (2) 第 6 周期 0 族 3X、Y、Z 均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。已知 X、Y、Z 三种 元素的质子数之和为 40，请回答： X YZ (1)写出 X、Y、Z 三种元素的元素符号： X_，Y_，Z_。 (2)写出 Y 在周期表中的位置：_。 解析：(1)假设 X 的原子序数是a，则与 X 同一主族的下一周期元素的原子序数是 a8，Y 的原子序数是a9，Z 的原子序数是a10。X、Y、Z 三种元素的质子数之和为 40，则aa9a1040，a7，所以 X 是 N 元素，Y 是 S 元素，Z 是 Cl 元素。 (2)S 元素原子的核外电子排布是 2、8、6，即元素原子核外有 3 个电子层，最外层有 6 个电子，因此在周期表中的位置是第 3 周期A 族。 答案：(1)N S Cl (2)第 3 周期A 族 A 族、A 族与过渡元素的性质 1 A 族元素(碱土金属元素)的性质 元素铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra) 原子核外 电子排布 最外层电子数均为 2，电子层数依次增多 单质的 物理性质 均为亮白色固体、具有良好的导电性 化学性质 均易失去最外层的 2 个电子，化学性质活泼，在自然界中都以 化合态存在 2.焰色试验：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，亦称焰色反应， 这是金属元素的物理(填“物理”或“化学”)性质。常见金属元素的焰色：钠元素为黄色、 钾元素为浅紫色、钡元素为黄绿色、钙元素为砖红色、铜元素为蓝绿色。 知识拓展 焰色试验的操作步骤 观察 K 的焰色时要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄光，排除 Na 元素的干扰。 3A 族元素(氮族元素)的性质 元素 氮(N)、磷(P)、砷(As)、 锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc) 原子核外 电子排布 最外层电子数均为 5，电子层数依次增多 化学性质得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强 4.过渡元素的性质 元素 元素周期表中第 312 列(副族和族)中的元素，包括了大部分金属元素， 如铁、铜、镍、银和金等 原子核外 电子排布 最外层电子数为 12(钯除外) 单质的物 理性质 大部分单质既坚硬又有光泽，金、铜等单质具有独特的色泽；均具有良好 的导电性 单质的化 学性质 多数单质比较稳定，与空气和水反应缓慢或根本不能反应 1下列有关A 族和A 族的说法正确的是( ) A两族元素在自然界中均无游离态 B两族元素均含金属元素与非金属元素 C “生命元素”N 元素位于第 2 周期A 族 D “国防金属”Mg 元素位于第 2 周期A 族 解析：选 C。N 元素存在游离态的 N2，A 错；A 族只含金属元素(即 Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra)，B 错；N 元素被称为“生命元素” ，位于第 2 周期A 族，C 对； Mg 被称为“国防金属” ，位于第 3 周期A 族，D 错。 2下列对砷(As)的有关判断正确的是( ) A砷原子序数为 33，它与铝同主族 B砷的原子半径小于磷的原子半径 C剧毒药品砒霜的主要成分是 As2O3，其中砷元素的化合价为3 价 D砷原子的得电子能力比氮原子的得电子能力强 解析：选 C。砷与氮同主族，位于第A 族，而铝位于第A 族，A 错；砷与磷位于同一 主族且在磷的下方，故原子半径砷大于磷，B 错；由化学式 As2O3可知砷的化合价为3 价， C 对；砷与氮同主族且电子层数比氮多，故砷的得电子能力比氮的得电子能力弱，D 错。 3小明同学在灼烧下列物质时，记录了如下现象，你认为不正确的是( ) ANa2O淡黄色 BCu(NO3)2绿色 CKCl紫色(透过蓝色钴玻璃) DBaSO4紫红色 解析：选 D。钡元素焰色试验为黄绿色。 课堂小结 合格考训练 1(2019临川一中高一开学考试)如图是钛元素在元素周期表中的信息示意图。从图 中获取的信息正确的是( ) 22 Ti 钛 47.87 A钛元素属于非金属元素 B钛原子的中子数为 25.87 C钛原子的核外电子数为 47 D钛原子的质子数为 22 解析：选 D。根据图中元素周期表中的信息示意图可以获得的信息：左上角的数字表示 原子序数，原子序数核电荷数质子数核外电子数；字母表示该元素的元素符号；中间 的汉字表示元素名称；汉字下面的数字表示相对原子质量，依此进行分析判断。 2(2019广南第三中学高二开学考试)下列对元素周期表的认识正确的是( ) A有 9 个横行，分为 7 个周期 B有 16 个纵列，分为 16 个族 C有 3 个短周期、4 个长周期 D非金属元素存在主族与副族中 解析：选 C。元素周期表有 7 个横行，分为 7 个周期；有 18 个纵列，分为 16 个族，其 中 7 个主族、7 个副族、1 个族和 1 个 0 族；有 7 个周期，其中 1、2、3 为短周期， 4、5、6、7 为长周期；副族中没有非金属元素，非金属元素全部是主族或 0 族元素。 3(2019盈江第一高级中学高二开学考试)下列元素不属于主族元素的是( ) A磷 B钙 C锌 D硅 解析：选 C。磷位于周期表第A 族，属于主族元素；钙位于周期表第A 族，属于主族 元素；锌位于周期表第B 族，不属于主族元素；硅位于周期表第A 族，属于主族元素。 4(2019安徽高一期末)今年是门捷列夫发现元素周期律 150 周年，联合国将 2019 年 定为“国际化学元素周期表年” 。下列有关化学元素周期表的说法正确的是( ) A元素周期表共有 16 个纵列 B第A 元素的非金属性自上而下逐渐减弱 C主族元素均呈现与其族序数相同的最高化合价 D第 3 周期主族元素的原子半径自左向右依次增大 解析：选 B。元素周期表共有 18 个纵列，分为 16 个族；第A 元素为卤族元素，非金 属性自上而下逐渐减弱；氧元素没有最高正化合价，氟元素没有正化合价；第 3 周期主族元 素的原子半径自左向右依次减小。 5下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有 关性质)。把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中： (1)第A 族元素的最外层电子数_； (2)第 3 周期主族元素的最高正化合价_； (3)F、Na、Mg2、Al3的离子半径_。 解析：(1)第A 族元素的最外层电子数相等；(2)第 3 周期主族元素的最高正化合价从 左到右依次升高；(3)四种离子有相同的电子层结构，核电荷数越小，离子半径越大。 答案：(1)b (2)c (3)a 6元素周期表是学习和研究化学的重要工具。如下表所示是元素周期表的部分信息： (1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是_。 (2)分析元素周期表的规律可推知，表中 X 的元素符号为_。 (3)Ca 在元素周期表中的位置为_。 (4)写出一个由原子序数分别为 1、7、17 的三种元素组成的常见化合物的化学式： _。 解析：(1)地壳中含量最多的金属元素是 Al，其原子序数为 13。(2)由元素周期表的规 律可推知，X 应为 S。(3)Ca 位于元素周期表中第 4 周期第A 族。(4)H、N、Cl 三种元素组 成的常见化合物为 NH4Cl。 答案：(1)13 (2)S (3)第 4 周期第A 族 (4)NH4Cl 等级性测试 1(2019湖南高一期末)某金属元素的一个原子失去两个电子后，转变为具有 Ne 原子 的电子层结构的离子，则该金属元素在元素周期表中的位置是( ) A第 3 周期A 族 B第 3 周期A 族 C第 4 周期A 族 D第 4 周期A 族 解析：选 B。Ne 为 10 号元素，其原子结构示意图为，该金属离子得到 2 个电子推出该金属元素的原子结构示意图为即该金属元素位于第 3 周期 A 族，故选项 B 正确。 2(2019巴中中学高一期中)如图是周期表中短周期的一部分，A、B、C 三种元素的原 子核外电子数之和等于 B 的质量数，B 元素的原子核内质子数等于中子数，下列叙述正确的 是( ) AC B AB 为第 2 周期的元素 BC 为第A 族元素 C三种元素不全是非金属元素 DC 是化学性质最活泼的非金属元素 解析：选 D。由周期表中短周期的一部分，设 A 的质子数为x，则 B 的质子数为 x9，C 的质子数为x2，由 A、B、C 三种元素的原子核外电子数之和等于 B 的质量数，B 元素的原子核内质子数等于中子数可知，x(x9)(x2)2(x9)，解得x7，则 A 为 N 元素，B 为 S 元素，C 为 F 元素。B 为 S 元素，是第 3 周期的元素，A 项错误；C 为 F 元 素，为第A 族元素，B 项错误；N、S、F 都是非金属元素，C 项错误；F 为第A 族元素， 极易得电子，F 元素是化学性质最活泼的非金属元素，D 项正确。 3(2019哈尔滨六中高一期末)“嫦娥一号”需完成的四大科学目标之一是探测下列 14 种元素在月球的含量和分布： K、Th、U、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti、Na、Mn、Cr、Gd，其中属于短周期元素的有( ) A4 种 B5 种 C6 种 D7 种 解析：选 B。短周期即 1、2、3 周期， K、Th、U、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti、Na、Mn、Cr、Gd 中 O、Si、Mg、Al、Na 位于短周 期。 4(2019重庆高一期末)下列各表是元素周期表的一部分，表中数字表示的原子序数 与其在周期表中的位置相符合的是( ) 解析：选 D。1 号元素和 2 号元素不应只隔 1 纵列，且 1 号元素与 11 号元素之间还有一 周期的元素，还要有一横行；4 号元素(Be)和 13 号元素(Al)中间应有 10 纵列过渡元素；10 号元素(Ne)为 0 族元素，与 15、16 号元素不在同一周期；9、17、35 号元素是第A 族元素， 16 号元素是第 3 周期第A 族元素，18 号元素是第 3 周期 0 族元素，中间一行的 16、17、18 号元素是第 3 周期元素，符合位置关系，D 正确。 5已知 In 的原子结构示意图为，则下列关于 In 的说法不 正确的是( ) AIn 为长周期元素 BIn 为过渡元素 CIn 是第 5 周期A 族元素 DIn 在反应中容易失电子 解析：选 B。从该元素的原子结构示意图可知，该元素有 5 个电子层，最外层有 3 个电 子，故该元素在第 5 周期A 族，所以 A、C 正确，B 不正确；该元素最外层有 3 个电子，在 反应中易失去 3 个电子而达到稳定结构，所以 D 正确。 60.75 mol RO中共有 30 mol 电子，则 R 在元素周期表中的位置是( ) 23 A第 2 周期A 族 B第 3 周期A 族 C第 2 周期A 族 D第 3 周期A 族 解析：选 B。设 R 的原子序数为x，则 RO核外共有电子数为x382x26，由 23 题意得：(x26)0.75 mol30 mol，则x14，即 R 为硅元素，Si 原子核外有 3 个电子 层，最外层有 4 个电子，因此硅元素位于元素周期表中第 3 周期A 族。 7Se、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>P B还原性：S2>Se2>Br CSe 在元素周期表中位于第 4 周期A 族 DSe、Br 位于同一主族 解析：选 C。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 4 周期A 族，C 项 正确。 8我国的纳米基础研究能力已跻身世界前列，例如曾制得一种合成纳米材料，其化学 式为 RN。已知该化合物中的 Rn核外有 28 个电子。则 R 元素位于元素周期表的( ) A第 3 周期A 族 B第 4 周期A 族 C第 5 周期A 族 D第 4 周期A 族 解析：选 D。化合物 RN 中 N 是3 价，则 R 是3 价，已知该化合物中的 R3核外有 28 个电子，则 R 的原子序数是 28331，所以 R 是 Ga 元素，位于元素周期表的第 4 周期A 族。 9短周期中有 X、Y、Z 三种元素，Z 可分别与 X、Y 组成化合物 XZ2、ZY2，这三种元素 原子的核外电子数之和为 30，每个 XZ2分子的核外电子总数为 38，由此可推知 X、Y、Z 依次 为( ) ANa、F、O BN、O、P CC、F、O DC、O、S 解析：选 D。短周期中的 X、Y、Z 三种元素，令它们的核外电子数分别为a、b、c，三 种元素原子的核外电子数之和为 30，每个 XZ2分子的核外电子总数为 38，则 abc30，a2c38，故cb8，且 Y 与 Z 可以形成 ZY2，可推知 Y 为 O 元素，Z 为 S 元素，故 X 原子的核外电子数308166，X 为 C 元素。 10.短周期元素 X、Y、Z 在周期表中的相对位置如图所示，下列判断正确的是( ) AX 是最活泼的非金属元素 BY 的最高化合价为7 CZ 原子的最外层电子数是 6 D3 种元素的单质分子都是双原子分子 解析：选 C。由于 X、Y、Z 都属于短周期元素，则 X 一定在第 1 周期，而第 1 周期只有 两种元素，X 一定是 He，不难判断出 Y、Z 分别为 F、S。He 为稀有气体元素，化学性质非常 稳定，是单原子分子，A、D 错误；F 是最活泼的非金属元素，没有正价，B 错误；S 原子的 最外层电子数是 6，C 正确。 11(2019安徽高一开学考试)结合元素周期表，用化学用语回答下列问题： (1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的上边界。 (2)表中所列元素，属于短周期元素的有_，属于主族元素的有_种； i 元素位于第_周期_族。 (3)元素 f 是第_周期_族元素，请在如图方框中按氦元素的式样写出该 元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。 2 He 氦 4 (4)在元素周期表中，同一族(纵列)的元素具有相似的化学性质。则下列各组元素具有 相似化学性质的是_(填字母)。 AHe 和 Ne BB 和 Mg CAl 和 Si DF 和 Cl 解析：(1)第 1 周期有 2 种元素，第 2、3 周期各有 8 种元素，则元素周期表的上边界补 全后如下图： (2)元素周期表中前 3 周期为短周期，表中所列元素，属于短周期元素的有 H、C、Na、Mg、Al、S、Ar，属于主族元素的有 H、C、Na、Mg、Al、S 共 6 种；i 元素为锌， 在元素周期表中位于第 4 周期B 族。 (3)元素 f 为 S 元素，位于第 3 周期A 族，原子序数为 16，相对原子质量为 32，根据 要求可写为。 32 S 硫 16 (4)A.He 和 Ne 均为稀有气体元素，化学性质均比较稳定，符合题意，正确；B.B 和 Mg 的最外层电子数分别为 3 和 2，化学性质不相似，错误；C.Al 和 Si 的最外层电子数分别是 3 和 4，化学性质不相似，错误；D.F 和 Cl 同为卤族元素，最外层电子数均为 7，易得电子， 化学性质相似，正确。 答案： (1) (2)H、C、Na、Mg、Al、S、Ar 6 4 B (3)3 A 32 S 硫 16 (4)AD 12A、B、C、D、E 五种元素在周期表中所处的相对位置如图所示，其中 A、B、C 位于 短周期。又知 A、C 两元素的原子核外电子数之和等于 B 元素原子的质子数，B 元素原子核内 质子数和中子数相等。 请回答下列问题： (1)A、B、C 三种元素的名称分别为_、_、_。 (2)B 元素位于元素周期表中第_周期_族。 (3)与 C 元素位于同主族的另一种短周期元素的元素符号是_。 (4)A 元素的单质与 H2反应的化学方程式为_。 (5)E 的元素符号是_；D 的原子序数为_。 解析：设 A 与 C 中间的元素的原子序数为x，则 A、B、C 元素的原子序数分别为 x1、x8、x1，则x1x1x8，x8，则 A 为氮元素，B 为硫元素，C 为氟元素。 据此即可解答。 答案：(1)氮 硫 氟 (2)3 A (3)Cl (4)N23H22NH3 高温、高压 催化剂 (5)Br 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