【步步高】2014届高三化学一轮总复习 第五章 第2讲 元素周期律和元素周期表 新人教版.doc
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1、第2讲元素周期律和元素周期表考纲要求1.掌握元素周期律的实质;了解元素周期表(长式)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和A族为例,掌握同一主族内元素性质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的递变规律。考点一元素周期表1世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的,随着科学的不断发展,已逐渐演变为现在的常用形式。2原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编号,称之为原子序数,原子序数核电荷数质子数核外电子数。3编排原则(1)周期:把电子层数相同的元素,按原子序数递增
2、的顺序,从左至右排成的横行。(2)族:把最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序,从上至下排成的纵行。4元素周期表的结构5元素周期表中的特殊位置(1)分区分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线,即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。各区位置:分界线左面为金属元素区,分界线右面为非金属元素区。分界线附近元素的性质:既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。(2)过渡元素:元素周期表中部从B族到B族10个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属元素。(3)镧系:元素周期表第六周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系:元素周期表
3、第七周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)超铀元素:在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。6元素周期表结构中隐含的两条规律:(1)同周期主族元素原子序数差的关系短周期元素原子序数差族序数差;两元素分布在过渡元素同侧时,原子序数差族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时,四或五周期元素原子序数差族序数差10,六周期元素原子序数差族序数差24;四、五周期的A与A族原子序数之差都为11,六周期为25。(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系A族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32;A族和0族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、
4、18、32;AA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32。深度思考1下面的虚线框中每一列、每一行相当于元素周期表的每一族和每一周期,但它的列数和行数都多于元素周期表。请在下面的虚线框中用实线画出元素周期表第一至第六周期的轮廓,并画出金属与非金属的分界线和第族的轮廓。答案2(1)甲、乙是元素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_(填序号)。Ax2 Bx4Cx8 Dx18(2)若甲、乙分别是同一周期的A族和A族元素,原子序数分别为m和n,则下列关于m和n的关系不正确的是_(填序号)。Anm1 Bnm18Cnm25 Dnm11答案(1)B(2)
5、B解析因前六周期中元素的数目分别为2、8、8、18、18、32;同一主族中乙的原子序数可以是x2、x8、x18、x32,也可以是x2、x8、x18、x32。对于第一、二、三周期,同一周期的A族和A族元素的原子序数只相差1,而对于第四、五周期来说,由于存在过渡元素,同一周期的A族和A族元素的原子序数则相差11;而对于第六、七周期来说,由于存在镧系和锕系元素,同一周期的A族和A族元素的原子序数则相差25。3若A、B是相邻周期同主族元素(A在B上一周期),A、B所在周期分别有m种和n种元素,A的原子序数为x,B的原子序数为y,则x、y的关系为_。答案yxm或yxn解析当A、B在A族和A族时,yxm,
6、当A、B在AA族时,yxn。题组一元素周期表结构的考查1下列各图为元素周期表的一部分,表中的数字为原子序数,其中M为37的是 ()答案C解析本题常由于对于元素周期表的结构掌握不实造成错误。根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分别为2,8,8,18,18,32,由此分析比较得出A符合题意。2.如图为元素周期表中前四周期的一部分,若B元素的核电荷数为x,则这五种元素的核电荷数之和为 ()A5x10 B5xC5x14 D5x16答案A直接相邻的“”型、“”型、“”型原子序数关系(1)(2)(3)题组二元素周期表中元素性质的考查3短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如表所示。下列说法中,
7、正确的是 ()AW的最高价氧化物对应的水化物是强酸BY的原子半径在同周期主族元素中最大CW的非金属性比Z的弱DZ的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强答案A解析根据四种元素在周期表中的相对位置关系,可以推断X为He,Y为F,Z为S,W为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是强酸,A对;同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,因此Y的原子半径在同周期主族元素中最小,B错;同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,因此非金属性WZ,C错;S为A族元素,A族元素中O的气态氢化物最稳定,D错。4.元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中,正确的是 ()AD在过量的B
8、中燃烧的主要产物为DB3BC的氢化物的水溶液酸性比E的强CA与B形成的阴离子可能有AB、A2BDE单质中由于形成了氢键,所以很容易液化答案C解析根据五种元素在元素周期表中的相对位置,可以确定A为碳、B为氧、C为氟、D为硫、E为氯。A项,硫在氧气中燃烧生成SO2,错;B项,氢氟酸为弱酸,其酸性比盐酸的弱,错;C项,碳与氧形成的阴离子较多,AB为碳酸根离子,A2B为草酸根离子,对;D项,氯气单质分子中没有氢原子,也就不存在氢键,错。考点二元素周期律1定义元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2实质元素原子核外电子排布周期性变化的结果。3具体表现形式项目同周期(左右)同主族(上下)原子结构
9、核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)r(阳离子)逐渐增大性质化合价最高正化合价由17(O、F除外)负化合价(8主族序数)相同最高正化合价主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱4.元素金属性强弱的比较(1)结构比较法:最外层电子数越少,电子层数越多
10、,元素金属性越强。(2)位置比较法(3) 实验比较法5元素非金属性强弱的比较(1)结构比较法:最外层电子数越多,电子层数越少,非金属性越强。(2)位置比较法(3) 实验比较法注意(1)通常根据元素原子在化学反应中得、失电子的难易判断元素非金属性或金属性的强弱,而不是根据得、失电子的多少。(2)通常根据最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱,而不是根据其他化合物酸碱性的强弱来判断。深度思考(1)下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是_。HCl的溶解度比H2S大HCl的酸性比H2S强HCl的稳定性比H2S大HCl的还原性比H2S弱HClO4的酸性比H2SO
11、4强Cl2与铁反应生成FeCl3,而S与铁反应生成FeSCl2能与H2S反应生成S在周期表中Cl处于S同周期的右侧还原性:ClS2(2)有三种金属元素A、B、C,在相同条件下,B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强;若将A、C相连后投入稀硫酸中,发现C表面有明显气泡产生。则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的顺序是_。答案(1)(2)BAC解析(1)元素原子得电子能力的强弱与元素氢化物的溶解性无关,所以不符合题意;氢化物的酸性强弱和元素原子得电子能力大小没有固定的对应关系,所以也不符合题意,其他均符合题意。(2)由金属B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化
12、物的水化物的碱性强,可判断失电子能力BA;又根据A与C形成原电池,C作正极,可判断失电子能力AC,故三种金属元素的原子失电子能力BAC。题组一元素性质的直接判断1下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是()AAAAAAA二cd三abefA.e的氢化物比d的氢化物稳定Ba、b、e三种元素的原子半径:ebaC六种元素中,c元素单质的化学性质最活泼Dc、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强答案D解析结合元素周期表考查元素周期律。容易判断出a为Na、b为Mg、c为C、d为O、e为S、f为Cl。以下各选项可据此判断。本题若不推出具体元素,结合“位构性”也可作答。氢化物的稳定性取决于元素的非金
13、属性强弱,d、e是同族元素,非金属性从上到下减弱,因而氢化物稳定性也减弱,A错;同一周期元素,半径从左到右逐渐减小,abe,B错;C是第A族元素,性质最稳定,C错;最高价氧化物对应的水化物酸性取决于元素的非金属性强弱,非金属性越强,酸性越强,元素的非金属性:cef,因此酸性依次增强,D对。2依据元素周期表及元素周期律,下列推测正确的是 ()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解析本题考查元素周期表与元素周期律知识,意在考查考生运用元素周期律判断元素及其化合物性
14、质的能力。硼、碳同周期,硼在碳的左边,故硼酸的酸性弱于碳酸的,A项错误;镁、铍同主族,镁在下方,故Mg(OH)2的碱性强,B项正确;同主族元素从上到下,其氢化物的热稳定性依次减弱,C项错误;阴、阳离子电子层结构相同时,阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期,原子序数较小,D项错误。3下列说法正确的是 ()A形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力BHF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱C第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果答案D解析本题考查离子键和元素周期律的知识。阴、阳离子间存在静电吸引力和静电排斥力,两种作用力
15、平衡时,形成离子键,A选项错误;HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强,B选项错误;第三周期非金属元素的最高价含氧酸或者最高价氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强,C选项错误;D选项正确。题组二“原子半径、元素化合价”规律应用4根据表中短周期元素性质的数据判断,下列说法正确的是 () 元素编号元素性质原子半径/1010m0.661.361.231.100.991.540.701.18最高或最低化合价21571532313A.元素形成的化合物具有两性B元素位于第三周期族C元素形成的化合物是离子化合物D元素的最高价氧化物对应的水化物碱性最强答案A解析只有2价,可知为氧。只
16、有1价,由原子半径关系可知为锂,为钠。为A族元素,由原子半径关系可知为磷,为氮。的最高化合价为7,则为氯(氟无正价)。为A族元素,由原子半径关系可知为镁(比锂大),同理为铝。A中形成的氧化铝具有两性,A正确;B中应位于第二周期A族;C中形成的PCl3或PCl5均为共价化合物;元素的最高价氧化物对应的水化物碱性最强,D不正确。5几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示:元素符号XYZRT原子半径(nm)0.1600.0800.1020.1430.074主要化合价222,4,632根据表中信息,判断以下说法正确的是 ()A单质与稀硫酸反应的速率快慢:RYXB离子半径:T2X2C元素最高价氧化物
17、对应水化物的碱性:YRXD单质与氢气化合的难易程度ZT答案B解析根据表格中的数据,由化合价数据知Z为S,T为O,R为Al,再根据原子半径数据,X和Y位于同主族,Y为Be,X为Mg。镁、铍、铝与稀硫酸反应(接触面积相同)时,镁的反应速率最快,A选项错误;O2与Mg2都是10电子粒子,O2的半径较大,B选项正确;碱性:Mg(OH)2Be(OH)2,Mg(OH)2Al(OH)3,氢氧化镁的碱性最强,C选项错误;氧的非金属性比硫的强,氧与氢化合比硫与氢化合容易,D选项错误。元素化合价规律(1)主族元素的最高正价等于主族序数,且等于主族元素原子的最外层电子数,其中氟无正价。(2)非金属元素的最高正价与最
18、低负价的绝对值之和为8,绝对值之差为0、2、4、6的主族元素分别位于A、A、A、A族。题组三微粒半径大小比较及应用6下列粒子半径大小的比较正确的是()ANaMg2Al3O2BS2ClNaAl3CNaMgAlSDCsRbKNa答案B解析A项中的离子具有相同的核外电子排布,则核电荷数越大,离子半径越小,故A项错误;B项中S2和Cl的电子层数比Na和Al3多,再根据核外电子排布相同的离子半径比较规律可知B项正确;C项属于同周期的元素原子,核电荷数越大,半径越小,故C项错误;D项是同主族元素原子,核电荷数越大,半径越大,故D项错误。7X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的阳离子半径大于Y元
19、素的阳离子半径;Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是()AXYZ BYXZCZXY DZYX答案D解析根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小,这是正向思维。而此题是已知原子和离子半径的大小,要判断原子序数大小的关系,这是逆向思维。已知电子层结构相同的阳离子,核电荷数大的半径小;具有相同的电子层数的原子,随着原子序数增大,原子半径递减。根据题意,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径,则X的原子序数小于Y的原子序数;Z和Y元素的原子核外电子层数相同,且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则Z元素的原子序数大于Y
20、元素的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为ZYX。微粒半径大小比较方法特别说明以上方法仅适用于主族元素。题组四元素性质递变规律的实验探究8某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 molL1的盐酸中,试预测实验结果:_与盐酸反应最剧烈,_与盐酸反应最慢。(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理?并说明理由:_。.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。(3)仪器A的名称为_,干燥管D的作用是_。(4)实
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