高考总复习元素周期表和元素周期律13302.pdf

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1、高考总复习 元素周期表与元素周期律 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

2、下排列,排成一个纵行;3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 个短周期：一、二、三周期元素种数分别为 2、8、8 种 周期 7 个 主族 7 个：AA 副族 7 个：BB 族 元素周期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

3、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 酸性逐渐增强 碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱 碱性逐渐增强 水化物的酸碱性 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

4、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;4118号元素的有关知识 5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常见方法 金 属 性 比 较 本质 原子越易失电子、金属性越强 判 断 依 据

5、 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 本质 原子越易得电子,非金属性越强;判 1与 H2化合越易,气态氢化物越稳定,非金属性就越强;属 性 比 较 断 方 法 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

6、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 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

7、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 C

8、18 D25 思路点拨分短周期和长周期两种情况分析;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：变式甲、乙是周期表中同一主族的两种元素,若甲的原子序数为

9、 x,则乙的原子序数不可能是 Ax+2 Bx+4 Cx+8 Dx+18 答案 B 类型二：元素周期律及其应用 例 22016 上海高考已知 W、X、Y、Z 为短周期元素,原子序数依次增大;W、Z 同主族,X、Y、Z 同周期,其中只有 X 为金属元素;下列说法一定正确的是 A原子半径：XYZW BW 的含氧酸的酸性比 Z 的含氧酸的酸性强 CW 的气态氢化物的稳定性小于 Y 的气态氢化物的稳定性 D若 W 与 X 原子序数差为 5,则形成化合物的化学式为 X3W2 思路点拨根据元素周期律来分析;由于原子序数按 W、X、Y、Z 依次增大,W 与 Z 是同一主族的元素,而 X、Y、Z 是同一周期的元

10、素,且只有 X 是金属元素,则这四种元素分别是 N、Al、Si、P;答案 A 解析 A 项,同一周期的元素原子序数越大,原子半径越小；同一主族的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大;所以原子半径：XYZW,正确；B 项,W 的含氧酸可能是 HNO2、HNO3,Z 的含氧酸是 H3PO4,酸性 HNO2Y,所以气态氢化物的稳定性 WY,错误；D 项,若 W、X 原子序数相差 5,则二者形成的化合物的化学式是 XW,错误;故选 A;总结升华微粒半径大小判断的“三看”一看电子层数：微粒半径大小比较首先看电子层数,相同条件下,电子层数越多,半径越大;二看核电荷数：电子层数相同的不同微粒,半径大小比

11、较看核电荷数,在相同条件下,核电荷数越多,半径越小;三看最外层电子数：若微粒电子层数与核电荷数都相同,再比较不同微粒的最外层电子数,最外层电子数越多,半径越大;举一反三：变式 12015 海淀二模已知16S 和34Se 位于同一主族,下列说法正确的是 A热稳定性：H2SeH2SH2O B原子半径：SeSCl C酸性：H2SeO4H2SO4HClO4 D还原性：S2-Se2-Br-答案 B 解析同主族由上到下非金属性逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱,则稳定性H2OH2SH2Se,A错误；同周期由左向右原子半径逐渐减小,非金属性逐渐增强,同主族由上到下原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱,则 B 正

12、确,非金属性逐渐越强,最高价含氧酸酸性越强,酸性：HClO4H2SO4 H2SeO4,C 错误,还原性：Se2-S2-,D 错误;变式 2 短周期元素 X、Y、Z,其中 X、Y 位于同一主族,Y、Z 位于同一周期;X 原子的最外层电子数是其电子层的 3 倍,Z 原子的核外电子数比 Y 原子少 1;下列比较正确的是 A元素非金属性：ZYX B最高价氧化物对应水化物的酸性：ZY C原子半径：ZYX D气态氢化物的稳定性：ZYX 答案 D 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

13、 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+;14HF、HCl、HBr、HI 酸性逐渐增强;15X、Y 在同一周期,原子半径 XY,离子半径 X+Y 2;答案 3、8、9、10、1

14、4 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 X Y Z W 原子半径pm 160 143 70 66 主要化合价+2+3+5、+3、3 2 下列叙述正确的是 AX、Y 元素的金属性：XY B一定条件下,Z 单质与 W 的常见单质直接生成 ZW2 CY 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

15、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

16、合价,根据表中信息判断以下叙述正确的是 元素代号 A B C D E 原子半径nm 主要化合价 2 3+6、2 1 1 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

17、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

18、物对应水化物为 AlOH3,它们之间可以发生反应,D 项错误;类型四：元素的推断 例 4 2015 山东高考短周期元素 X、Y、Z、W 在元素周期表中的相对位置如图所示;已知 Y、W 的原子序数之和是 Z 的 3 倍,下列说法正确的是 A原子半径：XYZ CZ、W 均可与 Mg 形成离子化合物 D最高价氧化物对应水化物的酸性：YW 思路点拨先判断所给图表中未知短周期元素的种类,再结合选项逐一分析;答案 C 解析设元素 Y 的原子序数为 y,则 y+y+10=3y+1,解得 y=7,则 Y 为 N 元素、X 为 Si元素、Z 为 O 元素、W 为 Cl 元素;A：原子半径：ZYX;B：气态氢化物

19、的稳定性：X Z;C：O 元素、Cl 元素都能与 Mg 形成离子化合物;D：最高价氧化物对应水化物的酸性：YQ B最高价氧化物对应水化物的酸性：QQR D含 T 的盐溶液一定显酸性 R T Q W 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

20、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 WXYZ BW、X、Y、Z 原子的核外最外层电子数的总和为 20 CW 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、

21、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 WHYN 或 OXC,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;巩固练习 一、选择题每题有 1-2 个选项符合题意 12

22、016 东城一模依据元素周期律进行推断,下列不正确的是 A.碱性：KOHNaOH B.氧化性：Cl2S C.稳定性：HBrHI D.酸性：H3PO4HNO3 2今年是门捷列夫诞辰 180 周年下列事实不能用元素周期律解释的只有 A碱性：KOHNaOH B相对原子质量：ArK C酸性：HClO4H2SO4 D元素的金属性：MgAl 3 2015 北京高考下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是 A酸性：H2SO4H3PO4 B非金属性：ClBr C碱性：NaOHMgOH2 D热稳定性：Na2CO3NaHCO3 4 某短周期主族元素 R 的最高正化合价与最低负化合价代数和为 4;则下列叙述中正

23、确的是 AR 是第A 族元素 BR 的气态氢化物的化学式为 RH4 CR 能形成两种氧化物 RO2和 RO3 DR 的气态氢化物的水溶液显强酸性 52015 上海高考不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是 A.单质氧化性的强弱 B.单质沸点的高低 C.单质与氢气化合的难易 D.最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱 6同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是 .26 C 7下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是 A A A A A A A 二 c d 三 a b e f 的氢化物比 d 的氢化物稳定 Ba、b、e 三种元素的原子半径：eba C六种元素中,c 元素单质的化学性质最活泼

24、Dc、e、f 的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强 8下列说法正确的是 ASiH4比 CH4稳定 BO2半径比 F的小 CNa 和 Cs 属于第A 族元素,Cs 失电子能力比 Na 的强 DP 和 As 属于第A 族元素,H3PO4酸性比 H3AsO4的弱 9同周期的 X、Y、Z 三种元素,已知最高价氧化物对应水化物 HXO4、H2YO4、H3ZO4的酸性依次减弱,则下列判断正确的是 A原子半径 X 最大,Z 最小 B非金属性 X 最强,Z 最弱 C气态氢化物中 HX 最不稳定 D原子序数：ZYX 10元素 X、Y、Z 原子序数之和为 36,X、Y 在同一周期,X与 Z2具有相同的核外电子

25、层结构;下列推测不正确的是 A同周期元素中 X 的金属性最强 B原子半径 XY,离子半径 XZ2 C同族元素中 Z 的氢化物稳定性最高 D同周期元素中 Y 的最高价含氧酸的酸性最强 11X、Y、Z 是周期表中相邻的三种短周期元素,X 和 Y 同周期,Y 和 Z 同主族,三种元素原子的最外层电子数之和为 17,核内质子数之和为 31,则 X、Y、Z 分别是 AMg、Al、Si BLi、Be、Mg CN、O、S DP、S、O 12元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置;下列说法正确的是 A元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 B多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高 CP、S、

26、Cl 得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 D元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 13下列叙述中正确的是 A除零族元素外,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 B除点周期外,其他周期均有 18 个元素 C副族元素中没有非金属元素 D碱金属元素是指A 族的所有元素 14下列顺序排列正确的是 A酸性：H3PO4HNO3HClO4 B稳定性：H2OHFH2S C原子半径：NaMgO D还原性：FClS2 15已知aAn+、bBn+1、cCn、dDn+1具有相同的电子层结构,关于 A、B、C、D 四种元素的叙述正确的是 A气态氢化物的稳定性：DC

27、 B原子序数：BACD C最高价氧化物对应水化物的碱性：BA D四种元素一定属于短周期元素 16几种短周期元素部分性质的数据见下表：元素性质 元素编号 原子半径 最高正化合价 无 +2 +1 +5 +7 +1 +5 最低负化合价-2 无 无 -3 -1 无 -3 下列说法正确的是 A、号元素都是金属元素 B的单质 M 与水反应的化学方程式为：2M+2H2O=2MOH+H2 C是该周期元素中原子半径最小的元素 D、号元素只能形成一种白色化合物 答案与解析 一、选择题 1D 解析 A 项,因为金属性 KNa,所以碱性 KOHNaOH,故 A 正确；B 项,因为非金属性ClS,所以氧化性 Cl2S,

28、故 B 正确；C 项,因为非金属性 BrI,所以稳定性 HBrHI,故 C 正确；D 项,因为非金属性 NP,所以酸性 H3PO4YZ,则三种元素的原子序数大小关系为 XYZ,由同周期元素性质的递变规律可知：原子半径的大小顺序为 ZYX,气态氢化物的稳定性为 HXH2YZH3;10B 解析分析题设信息可知,X、Y、Z 分别为 Na、Cl、O 三种元素,则同周期中 Na的金属性最强,HClO4的酸性最强；而氧族元素组成的氢化物中 H2O 的稳定性最高；离子半径 NaO2,B 错误;11C 12C 解析主族元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 F、O 除外,A 错；电子能量越高,离核越远,B

29、 错；P、S、Cl 元素的非金属性逐渐增强,故 P、S、Cl 得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强,C 对；过渡元素指全部的副族元素和第族元素,过渡元素都是金属元素,又称过渡金属,故 D 错;13C 解析短周期元素的最高正化合价一般等于其最外层电子数即族序数,但F元素无正价,O 元素无最高正价,与题意不符,A 错误；除短周期外,第四、五周期均有 18 种元素,但第六周期有 32 种元素,第七周期尚未排满,因此 B 项错误；C 是正确的；碱金属元素是指 Li、Na、K、Rb、Cs、Fr 等元素,并不包括A 族的氢元素,故 D 项错误;14C 解析 A 项,酸性应该是 H3PO4HN

30、O3HClO4,故不正确；B 项,稳定性应该是：HFH2OH2S,故不正确；D 项,还原性应是 FClS2,故不正确;15B 解析根据四种离子具有相同的电子层结构,C、D 同周期,C 的最外层电子数大于 D的最外层电子数,A、B 同周期,B 的最外层电子数大于 A 的最外层电子数,且 A、B位于 C、D 的下一周期,原子序数 BACD,B 正确；非金属性 CD,故气态氢化物的稳定性 CD,A 错误；金属性 AB,故最高价氧化物对应水化物的碱性 AB,C错误；当 A、B 分别为 K、Ca 时,则为长周期元素,D 错误;16A 解析运用元素周期律,判断各元素为：O Mg Li P Cl Na N