高考化学全国一轮复习知识点及考点梳理:第五章第二讲元素周期表、元素周期律12021.pdf
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1、第二讲 元素周期表 元素周期律 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、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。2016,卷乙 13T;2016,卷丙 12T;2015,卷 12T;2015,卷 9T;2014,卷 10T;2014,卷 27T(1)元素周期表 知识梳理 1原子序数 原子序数核电荷数核外电子数质子数。2编排原则 周期(横行):元素原子的电子层数相同,左 右:原子序数递增;族(纵行):元素原子
2、的最外层电子数相同,上 下:电子层数递增。3结构(1)周期(7 个横行,7 个周期)短周期 长周期 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 元素种数 2 8 8 18 18 32 32 0 族元素原子序数 2 10 18 36 54 86 118(2)族(18 个纵行,16 个族)主族 列序 1 2 13 14 15 16 17 族序 A A A A A A A 副族 列序 3 4 5 6 7 11 12 族序 B B B B B B B 族 第 8、9、10 共 3 个纵行 0 族 第 18 纵行 4.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
3、的交界处画一条虚线,即为金属元素区和非金属元素区的分界线。各区位置:分界线左下方为金属元素区,分界线右上方为非金属元素区。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 个纵行共六十多种元素,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。自我检测 1请在下表中画出元素周期表的轮廓,并在表中按要求完成下列问题:(1
4、)标出族序数。(2)画出金属与非金属的分界线;画出过渡元素。(3)标出镧系、锕系的位置。(4)写出各周期元素的种数。(5)写出稀有气体元素的原子序数。(6)标出 113118 号元素的位置。答案:2(教材改编题)关于元素周期表,下列叙述中正确的是()A在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素都可以制备半导体材料 B在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀材料的元素 C在过渡元素区域可以寻找制备新型农药的元素 D非金属性最强的元素在周期表的最右上角 解析:选 B。在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素,但不一定都可以,A 错误;通常用来制造农药的元素有氟、氯、硫、磷
5、等,集中在元素周期表的右上角,而不是过渡元素区域,C 错误;非金属性最强的元素是氟,而不是元素周期表最右上角的氦,D 错误。3(1)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期),若甲的原子序数为 x,则乙的原子序数可能是_。(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 m 和n 可能的关系为_。解析:(1)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能是 x2、x8、x18、x32。(2)对于第二、三周期,同一周期的A 族和A 族元素的原子序数只相差 5,而对于第四、五周期来说,由于存在过渡元素,
6、同一周期的A 族和A 族元素的原子序数则相差15;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 29。答案:(1)x2、x8、x18、x32(2)nm5、nm15、nm29 (1)周期表 18 个纵行是 16 个族,第 8、9、10 纵行为一族。(2)在描述元素在族时,不要写成B。(3)元素周期表中,族序数、是主族和副族的分界线,第一次分界时主族(A)在副族(B)之前,第二次分界时副族(B)在主族(A)之前。(4)同周期第A 族和第A 族原子序数的差值可能为 1、11、25。(5)奇偶关系 原子序数是奇数的主族元素,其所在主族序数必为奇数;原子序
7、数是偶数的主族元素,其所在主族序数必为偶数。(2015高考山东卷)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()Y Z X W 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 解析 由 X、Y、Z、W 四种元素的相对位置关系和 Y、W 的原子序数之和是 Z 的 3倍可推出:X 是硅,Y 是氮,Z 是氧,W 是氯。A.原子半径:XYZ。B.气态氢化物的稳定性:XY(N),故最高价氧化物对应水化物的酸性:WY。答案 C 在元素周期表片段的有关推断题中,经常用到同主
8、族相邻周期之间原子序数之差的关系,试总结它们的数值关系。答案:A 族和A 族元素,相邻周期原子序数之差为上一周期种类数;AA 族元素,相邻周期原子序数之差为下一周期种类数。第一到七周期元素种类数分别为 2、8、8、18、18、32、32。直接相邻的原子序数关系(1)“”型 (2)“”型 (3)“”型 元素周期表的结构 1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 B5x C5x14 D5x16 解析:选 A。分析如下:元素周期表的应用 2元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具,下列说法不正确的是()A同周期的主族元素中,第A
9、 族元素的原子半径最小 B元素周期表中从B 族到B 族十个纵行的元素都是金属元素 C第A 族元素的原子,其半径越大,气态氢化物越稳定 D室温下,0 族元素的单质都是气体 解析:选 C。C 项,第A 族元素的原子,从上到下,原子半径逐渐增大,元素的非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,故不正确。3(2015高考全国卷,12,6 分)W、X、Y、Z 均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外 L 电子层的电子数分别为 0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为 18。下列说法正确的是()A单质的沸点:W X B阴离子的还原性:W Z C氧化物的水化物的酸性:YH2,A 不正确。BCl
10、元素的非金属性强于 H 元素,元素得电子能力越强,其对应阴离子越不容易失去电子,故对应阴离子的还原性:Cl弱于 H,B 正确。CP 元素的非金属性弱于 Cl 元素的非金属性,元素非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,故酸性:H3PO4r(阳离子)逐渐增大 性 质 化合价 最高正化合价由17(O、F 除外),最低负化合价(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 离子的氧化性、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
11、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,元素金属性越强。(2)位置比较法同周期:从左到右,元素金属性逐渐减弱同主族:从上到下,元素金属性逐渐增强左下右上位:左下方元素金属性较强(3)实验比较法依最高价氧化物对应水化物碱性强弱比 较:碱性越强,对应元素的金属性越强依与水、酸反应的难易或剧烈程度:越易反 应或反应越剧烈,对应元素的金属性越强依单质的还原性强弱:还原性越强,对应元 素的金属性越强依简单阳离子氧化性的强弱:氧化性越弱,对应元素的金属性越
12、强依单质与同一物质反应的难易程度:越易进 行反应,对应元素的金属性越强依原电池正负极:一般来说,作负极的金属 对应元素的金属性强依置换反应:金属性强的金属能把金属 性弱的金属从其盐溶液中置换出来(K、,Ca、Na等除外)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)位置比较法同周期:从左到右,非金属性逐渐增强同主族:从上到下,非金属性逐渐减弱左下右上位:右上方元素非金属性较强(3)实验比较法依最高价氧化物对应水化物酸性强弱 比较:酸性越强,对应元素的非金属性越强依与H2反应的难易或剧烈程度:越易反应 或反应越剧烈,对应元素的非金属性越强依单质的氧
13、化性强弱:氧化性越强,对应 元素的非金属性越强依简单阴离子的还原性强弱:还原性越弱,对应元素的非金属性越强依单质与同一物质反应的难易程度:越易 进行反应,对应元素的非金属性越强依置换反应:非金属性较强的元素单质 能置换出非金属性较弱的元素单质 6元素周期表、元素周期律的应用(1)寻找新材料 (2)预测元素的性质 比较不同周期、不同主族元素的性质,如金属性 MgAl、CaMg,则由碱性:Mg(OH)2Al(OH)3、Ca(OH)2Mg(OH)2,得碱性:Ca(OH)2Al(OH)3。推测未知元素的某些性质 例如:已知 Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知 Be(OH)2难溶。根据卤族元
14、素的性质递变规律,可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体,与氢难化合,HAt 不稳定,水溶液呈酸性,AgAt 难溶于水。7元素“位构性”的关系 (1)性质与位置的互推 根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置,如同周期主族元素 A、B、C 的金属性逐渐增强,则可知 A、B、C 在同周期中按 C、B、A 的顺序从左向右排列。根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质,如 A、B、C 三元素在同一主族中从上往下排列,则 A、B、C 的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。(2)结构与性质的互推 若某主族元素的最外层电子数小于 4,则该元素容易失电子;若该元素的最外层电子数大于 4,则该元素容易
15、得电子。若某主族元素容易得电子,则可推知该元素的最外层电子数大于 4;若该元素容易失电子,则可推知该元素的最外层电子数小于 4。(3)结构与位置的互推 由原子序数确定主族元素位置方法:只要记住了稀有气体元素的原子序数(He2、Ne10、Ar18、Kr36、Xe54、Rn86),就可确定主族元素的位置。若比相应的稀有气体元素多 1 或 2,则应处在下周期的第A 族或第A 族,如 88号元素:88862,则应在第七周期第A 族;若比相应的稀有气体元素少 15 时,则应处在同周期的A 族A 族,如 84 号元素应在第六周期第A 族。自我检测 1(教材改编题)下列关于 F、Cl、Br、I 的比较,说法
16、正确的是()A原子最外层的电子数随核电荷数的增加而增多 B单质颜色随核电荷数的增加而加深 C氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D非金属性随核电荷数的增加而增强 答案:B 2几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示:元素代号 X Y Z R T 原子半径(nm)0.160 0.080 0.102 0.143 0.074 主要化合价 2 2 2,4,6 3 2 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:RY X B离子半径:T2X2 C元素最高价氧化物对应水化物的碱性:Y R X D单质与氢气化合的难易程度:Z T 解析:选 B。由主要化合价数据知 Z 为 S,T
17、 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,O2与 H2化合比 S 与 H2化合容易,D 选项错误。(1)对于主族元素而言,元素的最高正化合价和主族序数相同,但是氟没有正价,氧无最高正价,一般为零价或负价。(2)判断元素非金属性或金属性的强弱,应依据元素原子在化学反应中得失电子的难易而不
18、是得失电子的多少。(3)根据元素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时,必须是其最高价氧化物。(2016高考全国卷乙,13,6 分)短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是由这些元素组成的二元化合物,n 是元素 Z 的单质,通常为黄绿色气体,q 的水溶液具有漂白性,0.01 molL1r 溶液的 pH 为 2,s 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A原子半径的大小 WXXY CY 的氢化物常温常压下为液态 DX 的最高价氧化物的水化物为强酸 解析 单质 n 通常为黄绿色气体,则 n 为 Cl2,q 的水溶液具有
19、漂白性,q 为 HClO,0.01 molL1r 溶液的 pH2,说明 r 为一元强酸,r 为 HCl;s 为难溶于水的混合物,结合其在光照条件下生成,则二元化合物 p 为 CH4。综上分析,涉及的元素有 H、C、O、Cl,分别对应 W、X、Y、Z。原子半径:CO,A 项错误;非金属性:OC,B 项错误;O 的氢化物为 H2O 或 H2O2,常温常压下均为液态,C 项正确;C 的最高价氧化物的水化物为 H2CO3,为弱酸,D 项错误。答案 C 例 2 中 X 的最高价氧化物的水化物为弱酸,在比较硫和碳元素的非金属性时,设计实验如下:向 Na2CO3溶液中通入 SO2,产生的气体通过足量的 KM
20、nO4溶液后,再通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,能否证明硫元素的非金属性强于碳元素?答案:不能。应用两种元素的最高价氧化物的水化物的酸性强弱判断,SO2通入 Na2CO3溶液虽然生成了 CO2,但 SO2不是 S 的最高价氧化物。元素在周期表中的位置确定 1用元素符号填空(前 20 号元素)。(1)主族序数与周期数相同的元素有_。(2)主族序数是周期数 2 倍的元素有_,3 倍的元素有_。(3)周期数是主族序数 2 倍的元素有_,3 倍的元素有_。答案:(1)H、Be、Al(2)C、S O(3)Li、Ca Na 2Q、W、X、Y、Z 是 5 种短周期元素,原子序数逐渐增大;W 与 Q 按 14
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