高中化学第1章原子结构与元素周期律章末重难点专题突破学案鲁科版必修2Word格式文档下载.docx

高中化学第1章原子结构与元素周期律章末重难点专题突破学案鲁科版必修2Word格式文档下载.docx

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D．最外层只有4个电子的元素一定是金属元素

【例2】　有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中：

X和Z是金属元素；

V和Z元素原子的最外层电子都只有一个；

W和Y元素原子的最外层电子数相同，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；

X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。

（1）由此可知：

V是________，W是___________________________________________，

X是________，Y是________，Z是________（填元素符号）。

（2）W原子结构示意图为________，Y和Z形成的化合物的化学式是____________。

（3）由这些元素组成的一种结晶水合物的化学式为________________，俗称________。

二、元素金属性、非金属性强弱的判断方法

1．元素金属性强弱的判断方法

（1）从元素原子的结构判断

①当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强。

②当电子层数相同时，核电荷数越多，越难失电子，金属性越弱。

（2）根据金属活动性顺序表判断

一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。

（3）从元素单质及其化合物的相关性质判断

①金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。

②最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。

（4）根据离子的氧化性强弱判断

离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。

【例3】　研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是________。

a．比较这两种元素的单质的硬度和熔点

b．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的NaOH溶液

c．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液

d．将空气中久置的这两种元素的单质分别和热水作用

2．非金属性强弱的判断方法

①当电子层数相同时，核电荷数越多，非金属性越强。

②当最外层电子数相同时，核电荷数越多，非金属性越弱。

（2）从元素单质及其化合物的相关性质判断

①单质越易跟H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。

②最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。

如H2SO4的酸性强于H3PO4，说明S的非金属性比P强。

③非金属单质间的置换反应，例如：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘强。

（3）元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性就越弱。

如S2－的还原性比Cl－强，说明Cl的非金属性比S强。

【例4】　下列有关叙述：

①非金属单质M能从N的化合物中置换出非金属单质N；

②M原子比N原子容易得到电子；

③单质M跟H2反应比N跟H2反应容易得多；

④气态氢化物水溶液的酸性HmM>

HnN；

⑤氧化物对应水化物的酸性HmMOx>

HnNOy；

⑥熔点M>

N，能说明M比N的非金属性强的是（　　）

A．①②③B．②⑤

C．①②③④⑤D．全部

【例5】　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．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱

三、胸怀周期表　放眼周期律

元素周期表能使无机化学有序可循，根据周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素化合物的性质，是学习元素化合物的理论基础。

由于该部分知识内容丰富，规律性强，因此命题的空间极为广阔。

要快速准确地解答这类题目，只有熟悉元素周期表的结构，理解元素周期律的特点，才能灵活运用。

1．周期表要了然于胸

（1）能熟练地画出周期表的结构

周期表的结构具有一定的对称性。

元素周期表共18个纵行16个族（第18纵行为0族，第8、9、10三个纵行为第Ⅷ族），第Ⅷ族左边是Ⅰ～Ⅶ，右边也是Ⅰ～Ⅶ，但要分清是主族还是副族；

副族都是过渡元素，副族在表的中间，主族ⅠA、ⅡA和ⅢA～ⅦA分列两边，0族在最后。

在此基础上，要能画出周期表的结构，并能将前20号和主族元素的名称、符号填在表中；

找出金属与非金属的分界线；

标出周期和族序数；

画出镧系、锕系（各15种元素）的位置；

标出各周期元素的种类[2、8、8、18、18、32、32（填满时）]；

记住稀有气体元素的原子序数（2、10、18、36、54、86、118）。

（2）掌握原子序数之间的关系

①同主族内相邻周期元素原子序数的关系

元素周期表中，处于ⅠA族、ⅡA族的元素，未经过过渡元素，下一周期元素原子序数等于同主族上一周期元素的原子序数与上一周期元素种类之和。

如K原子序数等于Na原子序数与第3周期元素种类之和；

而处于ⅢA族以后的元素，经过了过渡元素，原子序数等于本周期元素的种类与同主族上一周期元素的原子序数之和。

②

形和⊥形关系数字

在短周期中，直接相邻的⊥形和⊥形四种元素的原子序数关系如下图：

如果涉及长周期，则上下原子序数可以变为Z－18、Z＋18或Z＋32。

③能熟练作出以下推断：

以0族元素的原子序数2、10、18、36、54、86、118为基数，找到任意原子序数元素在周期表中的位置。

如第6周期ⅡA族元素的原子序数可由第5周期的Xe（54）后推得到；

再如115号元素在周期表中的位置可由118号前推即可得到。

④将第7周期的序号填满，所填元素所在的主族数正好等于原子序数的个位数（118号元素除外）。

【例6】　甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。

下列判断正确的是（　　）

A．丙与戊的原子序数相差25

B．气态氢化物的稳定性：

庚<

己<

戊

C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应

D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维

2．周期律要多层次理解

（1）性质递变规律

①同一周期，从左到右金属性减弱，非金属性增强；

同一主族，从上到下金属性增强，非金属性减弱。

金属性最强的元素是位于左下角的铯，非金属性最强的元素是位于右上角的氟（稀有气体除外）。

②金属性越强，单质越容易跟水或酸反应置换出氢，对应的最高价氧化物对应的水化物碱性越强；

非金属性越强，跟氢气反应越容易，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物对应的水化物酸性越强。

（2）“定性”判断规律

设主族元素族序数为a，周期数为b，则：

①当

<

1时，为金属元素，且比值越小，元素的金属性越强。

②当

＝1时，为两性元素（H除外），其最高价氧化物为两性氧化物，最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。

③当

>

1时，为非金属元素，且比值越大，元素的非金属性越强。

（3）“阴上阳下，径小序大”规律

与稀有气体元素同周期的阴离子及下周期元素的阳离子，若二者具有相同的电子层结构，原子序数大者，粒子的半径小。

例如：

r（Ca2＋）<

r（K＋）<

r（Cl－）<

r（S2－）。

（4）序差“左上右下”规律

元素周期表中上下相邻两元素的原子序数之差，取决于它们所在周期表中的位置，如果它们位于元素周期表ⅢB族元素之左（或右），它们的原子序数之差就是上（或下）面的元素所在周期的元素个数。

（5）“序位互定”规律

若n为奇数，则第n周期最多容纳的元素种数为

；

若n为偶数，则第n周期最多容纳的元素种数为

。

应用这一规律，不仅可求出任一周期所含元素种数（第7周期未排满除外），进而还可进行“序位互定”。

（6）化合价规律

①同周期元素主要化合价：

最高正价由＋1→＋7递增，最低负价由－4→－1递增。

②关系式：

最高正化合价＋|最低负化合价|＝8；

最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数＝主族价电子数（O、F除外）。

最高正化合价＋最低负化合价＝0,2,4,6，依次是ⅣA～ⅦA族元素。

③主族元素的原子序数为奇（偶）数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇（偶）数。

口诀为“奇序奇族奇价，偶序偶族偶价”。

（7）“分界线”规律

位于金属元素与非金属元素之间的分界线，右上方的元素为非金属元素，在此可以找到制造农药的元素（Cl、P等），左下角的元素为金属元素，靠近分界线两边的元素一般既有金属性，又有非金属性；

能与酸和碱反应（Be、Al等），还可找到制造半导体材料的元素（Si、Ge等）。

（8）“对角线”规律

对角线规律包括以下两点内容：

①沿表中金属元素与非金属元素分界线方向（左上角与右下角）对角相邻的两主族元素（都是金属元素或非金属元素）性质（金属性或非金属性）相近。

②元素周期表中左上右下（左上角与右下角）相邻的两金属元素的离子半径相近。

【例7】　a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d与b同族。

下列叙述错误的是（　　）

A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1

B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物

C．c的原子半径是这些元素中最大的

D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性

四、元素的“位置、结构、性质”之间的关系规律及其应用

元素的原子结构、其在周期表中的位置及元素的性质（位、构、性）三者之间的关系可用下图表示：

应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意掌握以下几个方面：

1．熟练掌握四个关系式

电子层数＝周期序数

最外层电子数＝主族序数

主族元素的最高正价＝族序数（O、F除外）

最低负价＝主族序数－8（H除外）

2．熟练掌握周期表中的一些特殊规律

（1）各周期元素种类数（分别为2、8、8、18、18、32、26）。

（2）稀有气体元素原子序数（分别为2、10、18、36、54、86）和所在周期（分别在1到6周期）。

（3）同族上下相邻元素原子序数的关系（相差2、8、18、32等各种情况）。

（4）同周期ⅡA族与ⅢA族元素原子序数差值（有1、11、25等情况）。

3．熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律

（1）元素的金属性、非金属性。

（2）气态氢化物的稳定性。

（3）最高价氧化物对应水化物的酸碱性。

4．熟悉1～20号元素原子结构特点及其规律

（1）原子核中无中子的原子：

H。

（2）最外层有1个电子的元素：

H、Li、Na、K。

（3）最外层有2个电子的元素：

He、Be、Mg、Ca。

（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：

Be、Ar。

（5）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：

C；

是次外层3倍的元素：

O；

是次外层4倍的元素：

Ne。

（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：

H、Be、Al。

（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：

Be。

（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：

Li、Si。

（9）内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：

Li、P。

（10）电子层数是最外层电子数2倍的元素：

Li、Ca。

（11）最外层电子数是电子层数2倍的元素：

He、C、S。

（12）最外层电子数是电子层数3倍的元素：

O。

【例8】　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：

Z

C．氧化物的水化物的酸性：

Y<

D．X与Y不能存在于同一离子化合物中

【例9】　四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。

A．简单离子半径：

W<

X<

B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性

C．气态氢化物的热稳定性：

Y

D．最高价氧化物的水化物的酸性：

Y>

五、元素推断题的解题思路

1．有关“位—构—性”的综合推断题的一般解题思路

2．元素推断题的常见突破口

（1）微粒的电子层结构特征

（2）元素化合价特征

①根据元素化合价推断元素主族位置，最高正价＝最外层电子数＝主族序数（O、F除外）；

已知负价（或离子符号），则先根据最高正价＝8－最低负价的绝对值，求出最高正价（H除外），再确定主族位置。

②最高正价与最低负价代数和为0的短周期元素有H、C、Si。

③最高正价与最低负价绝对值之差为2、4、6的短周期元素分别为N、P、S、Cl元素。

④最高正价是最低负价绝对值3倍的元素是S。

⑤最高正价不等于族序数（最外层电子数）的短周期元素有F、O。

（3）根据元素的含量、存在、用途及性质特征

①形成化合物种类最多的元素或单质是自然界硬度最大的物质或其最简单氢化物中氢的质量分数最大的元素是C（金刚石为天然存在的最硬单质；

CH4是氢化物中含氢量最高的化合物）。

②空气中含量最多与O元素可以形成两种以上气态化合物的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素或元素的气态氢化物与它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应生成盐的元素是N（氨水显碱性，NH3＋HNO3===NH4NO3）。

③地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素、氢化物在通常情况下呈液态的元素是O。

④原子核内无中子的元素、阳离子核外无电子的元素、原子半径最小的元素、常温下单质气体密度最小的元素是H。

⑤其气态氢化物和其气态氧化物反应生成其单质和水的短周期元素可能是N或S；

其气态氢化物与其最高价含氧酸能起氧化还原反应的元素是S。

⑥地壳中含量最多的金属元素、短周期且同周期的三种元素最高价氧化物对应水化物两两皆反应，则必定含有Al。

⑦最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl。

⑧只有负价不存在正价的元素、不存在含氧酸的非金属元素、单质的氧化性最强（或阴离子还原性最弱）的元素、单质在暗处能与氢气剧烈化合的元素、气态氢化物最稳定的元素、其气态氢化物的水溶液可雕刻玻璃的元素、非金属性最强的元素是F。

⑨可以作半导体材料的短周期元素、其单质能与强碱溶液反应置换出氢气的元素是Si。

⑩其最高价氧化物或其最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的短周期元素是Be、Al。

⑪两种元素以原子个数比为2∶1和1∶1组成的化合物常温下为液态的元素为H和O。

⑫其单质常温下为液态的非金属元素为Br；

常温下，其单质是有色气体的元素是F、Cl。

【例10】　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，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，下列说法不正确的是（　　）

A．原子半径：

Z>

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：

X>

Z

C．最简单气态氢化物的热稳定性：

D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等

【例11】　元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则下列判断正确的是（　　）

A．非金属性：

Z<

T<

B．R与Q的电子数相差16

C．气态氢化物稳定性：

R<

Q

T>

【例12】　下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是（　　）

R>

W

C．WX3和水反应生成的化合物是H2WX4

D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应

【例13】　已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。

A．X、Y、Z、W的原子半径依次减小

B．W与X元素的单质在常温下不反应

C．W的气态氢化物的沸点一定低于Z的气态氢化物的沸点

D．若W与Y的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3

【例14】　短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示，已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍。

A.原子半径：

X<

C．Z、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：

【例15】　短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于ⅠA族，W与X属于同一主族。

A．元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构

B．由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物

C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强

D．原子半径：

r（X）<

r（Y）<

r（Z）<

r（W）

六、两种推测元素在周期表中位置的重要方法

学习元素周期表之后，我们掌握了一种研究物质的重要思想，即“结构决定位置，结构决定性质”。

如果我们能够确定未知元素在周期表中的位置，就可以确定它的结构

和性质。

下面介绍两种重要的推测元素在周期表中位置的方法。

1．由原子序数推测周期数和族序数

对于长周期和不完全周期的元素，用原子序数减去比它小且临近的稀有气体的原子序数，即为该元素所在的纵列数（如果得到的数值大于18，再减去14即为该元素所在的纵列数）。

由纵列数与族数的对应关系可推出族数；

被减的那个稀有气体所在的周期数加上1，即为该元素所在的周期数。

【例16】　2000年俄罗斯和美国科学家宣布他们发现了核电荷数为116的元素，试推断该元素在元素周期表中的位置____________________，若已知该元素原子核内有155个中子，则其质量数为________。

2．推测相邻元素的原子序数

（1）同一周期，根据是否存在副族元素，ⅡA、ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。

（2）同一主族，相邻元素原子序数差可能为2、8、18、32。

具体规律是在ⅠA、ⅡA族，同主族相邻元素原子序数差等于原子序数小的元素所在周期的元素种数。

其他族（包含过渡元素和ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0族元素），同族相邻元素原子序数差等于原子序数大的元素所在周期的元素种数。

【例17】　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（　　）

A．x＋2B．x＋4

C．x＋8D．x＋18

【例18】　已知某元素X与35号元素位于同一主族，且位于35号元素的下一个周期。

下列关于X元素的说法正确的是（　　）

A．X元素的原子序数是52

B．X元素形成的气态氢化物比35号元素形成的气态氢化物稳定

C．X元素的气态氢化物溶于水，比35号元素的气态氢化物溶于水酸性强

D．X元素与铁在一定条件下反应可生成FeX3

答案精析

【例1】　C　

【例2】　

（1）H　O　Al　S　K　

（2）

　K2S

（3）KAl（SO4）2·

12H2O　明矾

解析　根据五种元素核电荷数依次增大，且都小于20，V、Z原子最外层电子数为1可知，V为氢元素，Z为钾元素或钠元素；

W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，可知W为氧元素；

W和Y元素原子的最外层电子数相同，则可知Y为S（排除Z为钠元素的可能）；

X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半，可知X为Al。

【例3】　bc

解析　元素原子越易失电子，元素金属性越强。

a项，金属元素单质的物理性质不能证明元素金属性的强弱；

b项，氯化铝溶液中滴加过量NaOH溶液，先生成Al（OH）3，后Al（OH）3与NaOH溶液反应，氯化镁溶液中滴加过量NaOH溶液，生成的Mg（OH）2不与NaOH溶液反应，证明Al（OH）3的碱性弱于Mg（OH）2，即Mg比Al的金属性强；

c项，打磨过的镁带与热水反应，而铝片与热水不反应，证明Al的金属性比Mg的弱。

【例4】　A　[根据非金属单质间的置换反应可推断M比N的非金属性强，故①正确；

根据得电子的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故②正确；

根据单质与H2反应的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故③正确；

根据气态氢化物水溶液的酸性不能推断M、N的非金属性强弱，故④错误；

如果不是最高价氧化物对应水化物的酸性则不能推断M、N的非金属性强弱，故⑤错误；

熔点属于物理性质，其高低与化学性质无关，故⑥错误。

选A。

]

【例5】　B　[单质的物理性质不能作为元素非金属性强弱的判断依据；

单质的氧化性和气态氢化物的稳定性及最高价氧化物对应水化物的酸性可以作为非金属元素非金属性强弱的判断依据。

【例6】　D　

【例7】　A　[由题中所给的信息可知，a为H，b为O，c为Na，d为S。

A项，H与Na可以形成化合物NaH，H的化合价为－1；

B项，O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物；

C项，四种元素原子半径大小顺序为Na>

S>

O>

H；

D项，H与S形成化合物H2S，其水溶液呈弱酸性。

【例8】　B　

【例9】　B　[四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；

Z与X（Na）形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z为Cl元素；

因W与X的简单离子电子层结构相同，且W与Y同族，则W可能为N（或O）元素、Y可能为P（或S）元素。

A项，Na＋与N3－（或O2－）电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：

Na＋<

N