2022高三总复习化学教案-知识讲解_元素周期表和元素周期律（提高）.doc

高考总复习 元素周期表与元素周期律编稿：房鑫 审稿：曹玉婷【考纲要求】1掌握元素周期律的实质。了解元素周期表的结构（周期、族）及其应用。2以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3以A族和A族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。【考点梳理】要点一、元素周期表1原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号为原子序数。原子序数=核电荷数核内质子数核外电子数（原子中）2编排原则（1）周期：将电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排列，排成一个横行；（2）族：把最外层电子数相同的元素（个别除外）按电子层数递增顺序从上到下排列，排成一个纵行。33个短周期：一、二、三周期元素种数分别为2、8、8种3个长周期：四、五、六周期元素种数分别为18、18、32种1个不完全周期：七周期元素种数为26（非排满）种周期（7个）主族（7个）：AA副族（7个）：BB（1个）：表中第8、9、10三个纵行0族（1个）：表中最右边族元素周期表元素周期表的结构（“七横十八纵”）表中各族的顺序：A、A、BB、B、B、AA、0（自左向右）。4原子结构与周期表的关系（1）电子层数=周期数 （2）最外层电子数=主族序数=最高正化合价（除F、O）（3）质子数=原子序数要点二、元素周期律1定义：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化，这个规律叫元素周期律。2实质：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的实质是元素原子的核外电子排布的周期性变化。注：元素的性质主要是指原子半径、化合价、元素的金属性和非金属性等3元素周期表中主族元素性质的递变规律同周期（从左到右）同主族（从上到下）原子半径逐渐减小逐渐增大电子层结构电子层数相同最外层电子数递增电子层数递增最外层电子数相同 得电子能力失电子能力逐渐增强逐渐减弱逐渐减弱逐渐增强金属性非金属逐渐减弱逐渐增强逐渐增强_逐渐减弱主要化合价最高正价=主族序数最低负价=主族序数8（对非金属）最高正价和负价数均相同，最高正价数=族序数（O、F除外）最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐增强碱性逐渐减弱酸性逐渐减弱碱性逐渐增强非金属元素气态氢化物的形成及稳定性气态氢化物的形成逐渐变易，气态氢化物稳定性逐渐增强。气态氢化物形成逐渐变难，气态氢化物稳定性逐渐减弱。4金属元素与非金属元素在周期表中有相对明确的分区现象。如图所示，虚线的右上角为非金属元素，左下角为金属元素。要点诠释：元素的金属性与非金属之间并没有严格的界线，所以位于分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现一定的非金属性。由表中信息可知：处于元素周期表的左下方的元素钫（Fr，第七周期，第A族）的金属性最强；处于元素周期表中右上方的元素氟（F，第二周期，第族）的非金属性最强。要点三、比较元素的金属性强弱和非金属性强弱的一般方法金属性比较本质原子越易失电子、金属性越强判断依据1在金属活动顺序表中越靠前，金属性越强。2单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。3单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强。4最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。5置换反应：若xn+yx+ym+ ，则y比x金属性强。非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强。判断方法1与H2化合越易，气态氢化物越稳定，非金属性就越强。2单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强。3最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强。4置换反应：若An-+BBm-+A ，则B比A非金属性强。5与变价金属化合时，产物中金属元素的化合价越高，对应元素的非金属性越强。要点四、周期表中特殊位置的元素族序数等于周期数的元素：H、Be、Al、Ge；族序数等于周期数2倍的元素：C、S；族序数等于周期数3倍的元素：O；周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca；周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba；最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C；最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S；除H外，原子半径最小的元素：F；短周期中离子半径最大的元素：P。要点五、元素周期表中之最【高清课堂：元素周期表与元素周期律】原子半径最小的原子：H 单质质量最轻的元素：H 宇宙中含量最多的元素：H 最不活泼的元素：He 最轻的金属单质：Li 形成化合物最多的元素：C 含H质量分数最高的气态氢化物：CH4 空气中含量最多的元素：N 地壳中含量最高的元素：O，其次是Si 地壳中含量最高的金属元素：Al，其次是Fe 非金属性最强的元素：F 金属性最强的元素：Cs（不考虑Fr）与水反应最剧烈的金属单质：Cs（不考虑Fr）与水反应最剧烈的非金属单质：F2 最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸：HClO4 最高价氧化物对应水化物碱性最强的碱：CsOH（不考虑FrOH）所含元素种类最多的族：B 常温下呈液态的非金属单质是Br2，金属单质是Hg【典型例题】类型一：元素周期表的结构例1在现有的元素周期表中，同一周期的A、A族两种元素的原子序数之差不可能是（ ） A1 B11 C18 D25【思路点拨】从短周期和长周期两种情况来分析。【答案】C【解析】在同一周期的前提下，二、三周期中A、A的元素原子序数相邻，其差为1；四、五周期中A、A的元素之间多了10种过渡元素，所以其原子序数之差为11；六、七周期中B族分别是镧系、锕系元素，分别包括15种元素，所以A、A族元素原子序数之差为25。【总结升华】元素周期表共有18个纵列，可分为16个族。其中第8、9、10三个纵列称为族，其它每个纵列称为一族，包括七个主族、七个副族和一个0族，其中它们的排列顺序并不是按主副族依次排列，需要总结理清。举一反三：【变式1】甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是（ ）Ax+2 Bx+4 Cx+8 Dx+18【答案】B【变式2】已知A、B是元素周期表中同主族相邻两元素，A、B所在周期分别有m、n种元素。若A的原子序数为x，则B的原子序数可能为（ ）x+m xm x+n xnA B C D【答案】D【解析】若A、B为A族或A族元素：当A在B之上，则B的原子序数为x+m；当A在B之下，则B的原子序数为xn。若A、B为AA族元素：当A在B之上，则B的原子序数为x+n；当A在B之下，YXZ则B的原子序数为xm。 【变式3】已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的相对位置如右图所示，且X的原子序数为a，下列说法不正确的是（ ）AY、Z的原子序数之和可能为2aBY的原子序数可能是a17CZ的原子序数可能是a+31DX、Y、Z一定都是短周期元素【答案】D【解析】由题目信息可知，X、Y、Z只能是位于周期表中过渡元素区域的右边，则有：（1）若X、Y、Z同为短周期元素，由X的原子序数为a可知，Y的原子序数为a8+1=a7，Z的原子序数为a+81=a+7，所以A正确；（2）若X为长周期非金属元素，Y为短周期非金属元素，则Y的原子序数可能为：a18+1=a17，则B正确；（3）若Z为第六或第七周期元素，因存在镧系或锕系元素，则Z的原子序数为a+321=a+31，故C正确。类型二：元素周期律及其应用甲乙丙丁戊例2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氢氧化物碱性：丙丁戊 D最外层电子数：甲乙【思路点拨】根据元素周期律来分析。【答案】C【解析】根据同周期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，由于元素的金属性越强，其氢氧化物碱性越强，故氢氧化物的碱性：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。【总结升华】元素在周期表中的位置反应其原子结构、决定其相关性质。举一反三：【变式1】已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是A原子半径：AsC1P B.热稳定性：HC1AsH3HBrC还原性：As3-S2-C1- D.酸性：H3AsO4H2SO4H3PO4【答案】C【解析】同周期元素，从左向右原子半径依次减小，Cl原子半径小于P，A错误；同周期元素，从左向右，非金属性依次增强，氢化物的稳定性依次增强，AsH3的稳定性小于HBr，B错误；同主族元素，自上而下，非金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物酸性依次减弱，H3AsO4的酸性弱于H3PO4，D错误。【变式2】依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是（ ）AH3BO3的酸性比H2CO3的强BMg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强CHCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D若M+和R2的核外电子层结构相同，则原子序数：RM【答案】B【解析】由于非金属CB，故H3BO3的酸性比H2CO3的弱；B项正确；HCl、HBR、HI的热稳定性依次减弱；若M+和R2的核外电子层结构相同，则原子序数：RM，例如Na+与O2。【高清课堂：元素周期表与元素周期律】【变式3】下列说法正确的有： （1）短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数。（2）除短周期外，其它周期均为18种元素。（3）副族元素没有非金属元素。（4）碱金属元素是指A族的所有的元素。（5）从上到下，A族的单质的熔点逐渐升高。（6）从上到下，卤素单质的熔点逐渐降低。（7）元素周期表中，只有第2列元素的原子最外层有2个电子。（8）铍的原子半径大于硼的原子半径。（9）氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱。（10）磷的氢化物（PH3）受热时不如NH3和H2S稳定。（11）最外层有5个电子的原子都是非金属原子。（12）同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强。（13）第3周期元素的离子半径最小的是Na+。（14）HF、HCl、HBr、HI酸性逐渐增强。（15）X、Y在同一周期，原子半径XY，离子半径X+Y 2。 【答案】（3）、（8）、（9）、（10）、（14）类型三： “位、构、性”的关系例3几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZW原子半径pm1601437066主要化合价+2+3+5、+3、32下列叙述正确的是（ ）AX、Y元素的金属性：XYB一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2CY的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来【思路点拨】由负价可推知最高正价（二者绝对值之和为8）；由化合价可推知族数：最高正价=主族序数。【答案】D【解析】由化合价可知，X为第A族金属元素，Y为第A族金属元素，Z为第A族非金属元素，W为第A族非金属元素；X、Y的原子半径相近，Z和W的原子半径相近，但Z和W的原子半径远远小于X、Y的原子半径，由此可推断出Z和W是位于第2周期的非金属元素，X和Y是位于第3周期的金属元素。所以X是Mg，Y是Al。其金属性XY，A错误；W是O元素，Z是N元素，两者的单质反应直接生成NO，B错误；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，不溶于氨水，C错误；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D正确。【总结升华】元素的原子半径及主要化合价反映出原子结构和周期表中的位置。举一反三：【变式1】下表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息判断以下叙述正确的是元素代号ABCDE原子半径nm0.1600.1430.1020.0710.099主要化合价23+6、211 AA、B的单质与稀盐酸反应速率BA BD、E形成的简单离子的还原性ED C气态氢化物的稳定性HDH2C D最高价氧化物对应的水化物的酸性 H2CO4HEO4【答案】B【变式2】已知A、B、C、D、E是短周期元素中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是（ ）A工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质B元素A、B组成的化合物在常温下一定呈气态C化合物AE与CE含有相同类型的化学键D元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不可能发生反应【答案】A 【解析】由元素D的合金是日常生活中常用的金属材料且为短周期元素，故D为Al，而元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，故B为C（碳）元素；那么A为H元素，C为Na元素，E为Cl元素。如正戊烷在常温下为液体，B项错误；HCl中的化学键是共价键，NaCl中的化学键是离子键，化学键类型不相同，C项错误；C的最高价氧化物对应水化物为NaOH，D的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3，它们之间可以发生反应，D项错误。类型四：元素的推断例4短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是 A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8 B.原子半径的大小顺序为：rXrYrZrWrQC.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同 D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强 【思路点拨】先根据周期表判断所给图表中未知元素的种类，再结合选项逐一分析。【答案】A【解析】根据周期表的结构可推出元素分别为：X:N ；Y :O ； Z: Al ； W :S ； Q :Cl。A项，元素最高正化合价一般等于其主族数。B项，同周期原子半径从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大。 C项，离子Y2-和Z3+都为10微粒，核外电子数和电子层数都相同。D项，元素最高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的，因此酸性Q的强。【总结升华】该题以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。举一反三：【变式1】短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如右下图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是RTQWA最简单气态氢化物的热稳定性：R>QB最高价氧化物对应水化物的酸性：Q<WC原子半径：T>Q>RD含T的盐溶液一定显酸性【答案】D【解析】根据元素所处的位置，可猜测T、Q、W为第三周期的元素，其中T所处的周期序数与族序数相等，则T为Al，Q为Si，W为S，R为N元素。用具体元素可判断A，B，C三个选项都正确，D选项中含铝离子的盐溶液是显酸性，但NaAlO2溶液就是显碱性的，学生可用排除法得出答案。这题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查，比较全面考查学生有关元素推断知识。D选项设问角度新颖独特，有点出人意料。【变式2】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是( )A上述四种元素的原子半径大小为WXYZBW、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20CW与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点【答案】C 【解析】本题以元素推断的形式考查原子结构、元素周期律知识。由X的一种核素可鉴定文物的年代，推知X为碳；则W为氢，Y为氮或氧，因Z不能形成双原子分子，则Z为Ne。原子半径大小为W(H)Y(N或O)X(C)，稀有气体的原子半径不能与其他元素进行比较，故A项错误；四种元素原子的核外最外层电子数的总和为18或19，B项错误；H与O（或N）可形成H2O、H2O2或NH3、N2H4，其中H2O2、N2H4中既含极性键又含非极性键，C项正确；烃的沸点与碳原子数的多少有关，有的常温下为固态，其沸点高于H2O、H2O2（或NH3、N2H4），故D项错误。