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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)9 元素周期表 元素周期律考點(diǎn)過關(guān)
元素周期表與元素周期律
【基礎(chǔ)梳理】
1. 元素周期表
(1)元素周期表的編排原則
①按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列。
②周期:將 相同的元素按 遞增的順序從左到右排成橫行。
③族:把 相同的元素(個(gè)別除外)按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成縱行。
(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)
注意:鑭系元素和錒系元素分別位于第6周期和第7周期，均在ⅢB族(第3列)。從ⅢB族到ⅡB族(第312列，共10個(gè)縱行)的元素統(tǒng)稱為過渡金屬元素。
(3)元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
周期序數(shù)=
主族序數(shù)=
2. 元素周期律
(1)元素周期律
元素的性質(zhì)( )隨著核電荷數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。元素性質(zhì)的周期性變化實(shí)質(zhì)是 呈周期性變化。
(2)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
同周期(從左到右)
同主族(自上而下)
核電荷數(shù)
逐漸
逐漸
電子層數(shù)
依次逐漸
原子半徑
逐漸
逐漸
主要化合價(jià)
最高正價(jià)+1→+7;負(fù)價(jià)-4→-1
最高正價(jià)=主族序數(shù)
元素的金屬性和非金屬性
金屬性逐漸 ;
非金屬性逐漸
金屬性逐漸 ;
非金屬性逐漸
(3)元素的金屬性和非金屬性與元素的關(guān)系:元素的金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的還原性越 ，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越 ;元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越 ，對(duì)應(yīng)的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越 ，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越 。
微課1 元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷的方法
金屬性比較
本質(zhì)
原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)(與原子失電子數(shù)無關(guān))
判斷方法
①在金屬活動(dòng)性順序表中越靠前，金屬性越強(qiáng)
②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈，金屬性越強(qiáng)
③單質(zhì)還原性越強(qiáng)或陽離子氧化性越弱，金屬性越強(qiáng)
④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)
⑤若Xn++YX+Ym+，則Y比X的金屬性強(qiáng)
⑥元素在周期表中的位置:左邊或下方元素的金屬性強(qiáng)
非金屬性比較
本質(zhì)
原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)(與得電子多少無關(guān))
判斷方法
①與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)
②單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或陰離子還原性越弱，非金屬性越強(qiáng)
③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)
④元素在周期表中的位置:右邊或上方元素的非金屬性強(qiáng)
【典型例題】
一、 根據(jù)元素周期表中的相對(duì)位置確定元素
(xx廣東高考改編)甲辛等元素在周期表中的相對(duì)位置右下表。甲與戊的原子序數(shù)相差3，戊的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì)，丁與辛屬同周期元素，下列判斷正確的是 ( )
A.金屬性:甲>乙>丁
B.原子半徑:辛<己<戊
C.丙與庚的原子核外電子數(shù)相差13
D.乙的單質(zhì)在空氣中燃燒生成只含離子鍵的化合物
[答案] C
[解析] 由題給信息可知戊是“碳”，因此己是“硅”;庚是“鍺”，且鍺的原子序數(shù)是14(硅)+18(同主族短長(zhǎng)周期相差)=32;再由甲與戊的原子序數(shù)相差3，可知甲是“鋰”;乙是“鈉”;丙是“鉀”;丁是“鈣”。據(jù)可知:A項(xiàng)、B項(xiàng)明顯錯(cuò);C項(xiàng)鍺與鉀核外電子數(shù)相差32-19=13正確;D項(xiàng)鈉的氧化物，過氧化鈉中含有共價(jià)鍵，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
題組訓(xùn)練
1. 下圖是元素周期表的一部分，已知A、B、C、D、E均為短周期元素，D最外層電子數(shù)為最內(nèi)層的3倍，下列說法正確的是 ( )
A. A元素位于第2周期ⅣA族
B. 原子半徑:B>C
C. 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:C>E
D. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:D>B
[答案] B
[解析] A、B、C、D、E分別為N、O、F、S、Cl。A項(xiàng)，元素A位于第2周期ⅤA族;B項(xiàng)，同一周期元素的原子半徑，原子序數(shù)增大，半徑減小;C項(xiàng)，F(xiàn)無正價(jià)，無最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物;D項(xiàng)，非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，B的非金屬性強(qiáng)于D，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:B>D。
2. 右圖是周期表中短周期的一部分，A、C的原子序數(shù)之和等于B原子的原子序數(shù)。下列敘述正確的是 ( )
A. B的氧化物對(duì)應(yīng)水化物一定為強(qiáng)酸，且只有氧化性
B. 三種元素對(duì)應(yīng)的氫化物中C的氫化物穩(wěn)定性最好
C. 原子半徑大小關(guān)系:C>A
D. C的單質(zhì)常溫下為無色無味的氣體
[答案] B
[解析] A、B、C分別為N、S、F。A項(xiàng)，H2SO4是強(qiáng)酸，但H2SO3是弱酸;B項(xiàng)，非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，F(xiàn)的非金屬性最強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定;C項(xiàng)，原子半徑:A>C;D項(xiàng)，F(xiàn)2是淡黃綠色氣體。
3. 短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置如右圖所示，其中Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。下列說法正確的是 ( )
A. 元素Y和元素Z的最高正化合價(jià)相同
B. 單核陰離子半徑的大小順序:W>Y>Z
C. 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:X
W>Y;C錯(cuò)，非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，Y的非金屬性強(qiáng)于Z， 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y強(qiáng)于Z。
4. X、Y、Z、W為四種短周期主族元素，它們?cè)谥芷诒碇械南鄬?duì)位置如右圖所示。Z元素原子核外K層與M層電子數(shù)相等。下列說法正確的 ( )
A. Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為H3YO4
B. 原子半徑由小到大的順序:XB
B. C單質(zhì)是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì)
C. A的氫化物中具有氧化性
D. B在第3周期ⅦA族
[答案] B
[解析] A、B、C分別為N、S、F。A項(xiàng)，F(xiàn)無正化合價(jià);C項(xiàng)，HF元素?zé)o氧化性;D項(xiàng)，S在第3周期ⅥA族。
6. 短周期元素甲、乙、丙、丁在元素周期表的相對(duì)位置如下表所示，其中甲的氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性，則下列判斷正確的是 ( )
A. 甲位于元素周期表中第2周期ⅤA族
B. 原子半徑:甲<乙
C. 單質(zhì)的氧化性:丙>乙
D. 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:丁>丙>乙
[答案] A
[解析] 甲的氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性可知甲為N，乙、丙、丁分別為O、S、Cl。A正確;同一周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，B錯(cuò)誤;同一主族元素，從上到下，非金屬性減弱，單質(zhì)的氧化性減弱，非金屬性:丙<乙，所以，單質(zhì)的氧化性:丙<乙，C錯(cuò);同一主族元素，從上到下，非金屬性減弱，其氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，非金屬性:乙>丙，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:乙>丙，D錯(cuò)。
二、根據(jù)元素性質(zhì)的曲線(或定量)關(guān)系確定元素
下圖是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖。則下列說法正確的是 ( )
A. Y、R兩種元素的氣態(tài)氫化物及其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物均為強(qiáng)酸
B. 簡(jiǎn)單離子的半徑:X>Z>M
C. 由X與N兩種元素組成的化合物不能與任何酸反應(yīng)，但能與強(qiáng)堿反應(yīng)
D. Z單質(zhì)能從M與R元素構(gòu)成的鹽溶液中置換出單質(zhì)M
[答案] B
[解析] Y、R分別為F和Cl，F(xiàn)無正價(jià)，A錯(cuò)誤;X、Z、M分別為O、Na、Al，簡(jiǎn)單離子的半徑:O2->Na+>Al3+，B正確;由X與N兩種元素組成的化合物SiO2能與唯一的酸氫氟酸反應(yīng)，C錯(cuò)誤;Na與水反應(yīng)，不能從鹽溶液中置換出金屬單質(zhì)，D錯(cuò)誤。
題組訓(xùn)練：
7. 短周期元素中，A是地殼中含量最高的元素;B比Ne的質(zhì)子數(shù)多1個(gè);C最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相等;D單質(zhì)是半導(dǎo)體材料;E非金屬性在同周期元素中最強(qiáng)。下列說法正確的是 ( )
A. B離子的半徑比C離子的半徑小
B. A、B兩單質(zhì)反應(yīng)可得到兩種不同的共價(jià)化合物
C. C單質(zhì)與A或E單質(zhì)形成的化合物均為離子化合物
D. B最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物與D單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)能產(chǎn)生氣體
[答案] D
[解析] 地殼元素含量最多的是氧，A是氧;B比Ne的質(zhì)子數(shù)多1個(gè)，B是鈉;C最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相等，C是鋁;D單質(zhì)是半導(dǎo)體材料，D是硅;E的非金屬性在同周期元素中最強(qiáng)，E是氯。
8. 下圖是部分短周期主族元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖，下列說法正確的是 ( )
A. 金屬性:YT
D. L2+與T2-核外電子數(shù)不相等
[答案] A
[解析] 根據(jù)元素的原子半徑及主要化合價(jià)推出G、L、M、Q、R、T分別是Na、Mg、Al、S、N、O。NaOH和Al(OH)3可相互反應(yīng)，A正確;O和S處于同一主族，從上到下，非金屬性減弱，非金屬性:O>S，B錯(cuò)誤;N和O是同一周期元素，同周期元素，從左到右，非金屬性增強(qiáng)，非金屬越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:T>R，C錯(cuò)誤;Mg2+和O2-核外都有10個(gè)電子，D錯(cuò)誤。
10. 幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如下表:
元素代號(hào)
X
Y
Z
M
R
Q
原子半徑/10-10m
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要化合價(jià)
最高正價(jià)
+1
+7
+3
+2
+5
—
最低負(fù)價(jià)
—
-1
—
—
-3
-2
下列說法正確的是 ( )
A. 元素X和Q形成的化合物中不可能含有共價(jià)鍵
B. X、Z、R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物之間可兩兩相互反應(yīng)
C. R3-比Q2-更容易得電子
D. M(OH)2的堿性比XOH的堿性強(qiáng)
[答案] B
[解析] 元素Na和O形成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O2中含有共價(jià)鍵;X、Z、R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物分別為NaOH、Al(OH)3、HNO3，可兩兩相互反應(yīng);O2的氧化性強(qiáng)于N2，還原性:N3-比O2-強(qiáng);Mg(OH)2的堿性比NaOH的堿性弱。
三、元素周期表的應(yīng)用
元素周期表和周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷。下列說法不合理的是 ( )
A. 若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù):X>Y
B. 由水溶液的酸性:HCl>H2S，可推斷出元素的非金屬性:Cl>S
C. 硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處，都可以做半導(dǎo)體材料
D. Cs和Ba分別位于第6周期ⅠA和ⅡA族，堿性:CsOH>Ba(OH)2
[答案] B
[解析] 元素的非金屬性與最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性有關(guān)，B項(xiàng)不正確;金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，D項(xiàng)正確。
下圖是元素周期表的一部分，下列說法正確的是 ( )
A. 可在灰色區(qū)域“甲”中尋找非金屬
B. 離子半徑:W->Y3->X+
C. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Z>W
D. 工業(yè)上電解X和W化合物的水溶液制備X
[答案] B
[解析] X、Y、Z、W分別為Na、N、Si、Cl?！凹住睘檫^渡元素，可在過渡元素中尋找催化劑;非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W>Z;工業(yè)上電解熔融NaCl制取鈉單質(zhì)。
元素性質(zhì)的周期性變化與圖像
(1)元素原子最外層電子數(shù)的周期性變化規(guī)律:
原子序數(shù)
電子層數(shù)
最外層電子數(shù)
達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)的最外層電子數(shù)
1~2
1
1~2
2
3~10
2
1~8
8
11~18
3
1~8
8
結(jié) 論
隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈周期性變化
(2)元素原子半徑的變化規(guī)律
原子序數(shù)
原子半徑的變化
3~9
大→小
11~17
大→小
結(jié) 論
電子層數(shù)相同的元素的原子，隨原子序數(shù)的遞增，半徑逐漸減小且呈周期性變化
說 明
稀有氣體原子半徑突然變大是因?yàn)橄∮袣怏w原子半徑的測(cè)量方法與其他原子半徑的測(cè)量方法不同
(3)元素化合價(jià)的變化規(guī)律
元素的金屬性與非金屬性的變化規(guī)律
【基礎(chǔ)梳理】
元素的金屬性和非金屬性
對(duì)元素進(jìn)行分區(qū)，如硼、硅、砷、碲、砹和鋁、鍺、銻、釙的交界處畫一條線，線的左側(cè)為 元素，右側(cè)為 元素;位于此線附近的元素，既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。
【典型例題】
(xx安徽卷)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要求是:①安全易做;②原料經(jīng)濟(jì)、常見;③現(xiàn)象明顯獨(dú)特;④方案恰當(dāng)、合理。(以第3周期的元素為例來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較和驗(yàn)證)
[問題] 如何利用實(shí)驗(yàn)室常見的藥品試劑探究11~17號(hào)元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)已知實(shí)驗(yàn)室有你想用到的儀器和藥品、試紙等一切用品。
[猜想與假設(shè)]
(1)用 三種金屬分別與水反應(yīng)，通過觀察生成氣泡的速率便會(huì)得出從 到 金屬性減弱。
(2)因?qū)嶒?yàn)室不可能有硅單質(zhì)，但可以測(cè)0.1 molL-1的 溶液和 溶液及Na2SO4溶液的pH，推斷三種鹽溶液的水解情況，得出 、 、H2SO4三種最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱順序是 ，從而得出從 到 非金屬性增強(qiáng)。
(3)制取飽和氯水和飽和氫硫酸溶液，用 方法，通過 現(xiàn)象便直接得出非金屬性S比Cl弱。
[設(shè)計(jì)和實(shí)施方案]
(1)用列表的方式(從實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、有關(guān)化學(xué)方程式)完成你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 。
(3)請(qǐng)你用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)解釋結(jié)論。
[答案] [猜想與假設(shè)](1)鈉、鎂、鋁 鈉 鋁
(2)Na2SiO3 Na3PO4 H2SiO3 H3PO4 H2SiO3Mg>Al;非金屬性:Si
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