第一章第二节第2课时 元素周期表和元素周期律的应用Word格式.docx
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第一章第二节第2课时 元素周期表和元素周期律的应用Word格式.docx
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C>Si,故稳定性:
CH4>SiH4;
B项,O2-和F-核外电子排布相同,据“序大径小”原则知半径:
O2->F-;
D项,非金属性:
P>As,故酸性:
H3PO4>H3AsO4。
同一元素的“位—构—性”关系可表示如下:
应用“位置—结构—性质”三者的关系解答问题时要注意以下几个方面:
1.原子结构
元素在周期表中的位置
结构
位置
2.原子结构
元素的化学性质
(1)最外层电子数越少,电子层数越多→越易失电子,还原性越强。
(2)最外层电子数越多,电子层数越少→越易得电子,氧化性越强。
3.元素在周期表中的位置
原子结构和元素性质
同主族:
),\s\do5([从上到下(位置)]))
(2015·
高考福建卷)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,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:
W>
Z>
Y>
X
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
[解析] 根据题中信息知X为N,Y为O,Z为Si,W为P。
原子半径:
Si>
P>
N>
O,故A错误;
最高价氧化物对应水化物的酸性:
HNO3>
H3PO4>
H2SiO3,故B正确;
最简单气态氢化物的热稳定性:
H2O>
NH3>
PH3>
SiH4,故C正确;
N、P、Si的最高化合价分别与其主族序数相等,故D正确。
[答案] A
(1)试画出例1中W的原子结构示意图,其原子结构与该元素在周期表的位置有什么关系?
(2)例1中X、Y离子还原性相对强弱顺序如何?
请解释原因。
(1)
;
周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数。
(2)还原性:
N3->O2-;
原因:
N3-离子半径大于O2-离子半径,即原子核对最外层电子吸引力:
O2->N3-,所以N3-容易失电子,还原性比O2-强。
元素化合价规律及应用
1.某元素X的气态氢化物化学式为H2X,下面的叙述不正确的是( )
A.该元素的原子最外电子层上有6个电子
B.该元素最高正价氧化物的化学式为XO2
C.该元素是非金属元素
D.该元素最高正价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4
选B。
根据元素X的化学式H2X,元素X显-2价,位于周期表中第ⅥA族,原子最外层有6个电子;
最高正价氧化物的化学式为XO3,最高正价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4;
存在气态氢化物的元素为非金属元素。
2.元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n-2,在其气态氢化物中,R元素的化合价为( )
A.-10+3n B.-6+3n
C.-(12-3n) D.-(4-2n)
由题意知,R元素的最高正化合价为+[2(2n-2)-n],即+(3n-4),则在其气态氢化物中化合价为-[8-(3n-4)]=-(12-3n),选C。
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
Y
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( )
A.X、Y元素的金属性:
X<
B.一定条件下,Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C.Y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
选D。
W是O元素,Z是N元素,Y是Al元素,X是Mg元素。
A项,元素金属性:
Mg>
Al。
B项,一定条件下,N2和O2直接化合只能生成NO。
C项,Al(OH)3不溶于稀氨水。
D项,NH3在纯氧中点燃可生成N2:
4NH3+3O2
2N2+6H2O。
元素“位—构—性”之间的关系
4.下表是元素周期表中短周期的一部分。
已知A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多。
下列关于表中六种元素的说法正确的是( )
A
M
N
A.X的单质在空气中可以燃烧
B.X、Y、Z三种元素中Y元素形成的单核阴离子半径最大
C.其最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是A元素
D.A单质通入NaZ溶液中,根据反应现象可证明A、Z非金属性的相对强弱
由题意可知,A为第二周期元素,又因A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多,得A的最外层电子数为7,所以A为氟元素。
X元素为氧,O2不能燃烧,只能助燃,A项错误;
X、Y、Z三种元素分别为O、S、Cl,它们形成的单核阴离子中S2-的半径最大,B项正确;
其最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Z(Cl)元素,C项错误;
F2通入NaCl溶液时,F2与H2O反应,不能与NaCl反应生成Cl2,D项错误。
5.
W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
选A。
W、X、Y、Z均为短周期元素,且W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,则W为N元素,结合四种元素在周期表中的相对位置可知,X为O元素,Y为S元素,Z为Cl元素。
B项,Cl元素的非金属性强于S元素,则Cl元素最高价氧化物对应水化物的酸性一定强于S元素最高价氧化物对应水化物的酸性,但Cl元素的低价态氧化物对应水化物的酸性不一定强于S元素,如HClO的酸性比H2SO3的弱。
C项,O元素的非金属性比S元素强,O2的氧化性强于S单质,则O2-的还原性比S2-弱。
D项,Cl2中Cl元素为0价,处于中间价态,与强氧化剂(如酸性KMnO4溶液等)反应表现还原性,与强还原剂(如Fe、H2等)反应表现氧化性,Cl2与NaOH溶液的反应中,Cl2既表现氧化性又表现还原性。
6.四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示,其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第________周期第______族。
(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的是
________________________________________________________________________
(写化学式)。
12.甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。
甲与戊的原子序数相差3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁与辛属同周期元素。
下列判断不正确的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
己
辛
庚
A.金属性:
甲>乙>丁
B.原子半径:
辛>己>戊
C.丙与庚的原子核外电子数相差13
D.单质己可作半导体材料
由戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,知戊为C,甲与戊的原子序数相差3,故甲为Li。
甲、乙、丙同主族,则乙为Na,丙为K,丁为Ca,金属性:
丁>乙>
甲,A错误;
根据电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,得原子半径:
辛>
己>
戊,B正确;
丙、庚同属第四周期,第四周期有10种过渡元素,甲与戊的原子序数相差3,故丙与庚的原子核外电子数相差13,C正确;
己为硅元素,单质硅可作半导体材料,D正确。
13.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如下表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是( )
Q
A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C.W得电子能力比Q强
D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体
X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,而原子的最外层电子数不超过8个,则X为C元素,结合五种元素的相对位置关系,从而可知,Y为O元素,Z为Si元素,W为S元素,Q为Cl元素。
O和S元素同处ⅥA族,类比Na和O元素形成化合物Na2O2,推测Na和S元素可形成化合物Na2S2,A项正确。
Si和O元素形成的SiO2为共价化合物,在熔融状态下不导电,B项错。
Cl元素的非金属性比S元素的强,则Cl原子得电子能力比S原子强,C项错。
C元素可形成金刚石、石墨、C60等多种同素异形体,O元素可形成O2、O3等同素异形体,D项错。
14.如图是元素周期表中原子序数小于20的9种元素单质的沸点与原子序数的关系,图中原子序数是连续的。
试根据上图,回答下列问题:
(1)组成H的元素在周期表中的位置是________________________________________________________________________。
(2)组成A~I的元素中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是________(写化学式,下同);
气态氢化物最稳定的是________;
上述两种物质在水溶液中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)E、F两种元素相比,非金属性较强的是________(写元素符号),请你列举一个事实加以说明:
________________________________________________________________________。
解答本题的关键是,根据沸点变化趋势,找出对应的元素。
突破口在于:
沸点低于0℃的物质常温下是气体。
在图中,有原子序数相连的两种元素的单质常温下是气体,这两种单质只能是Cl2、Ar,则图中A~I各点依次表示Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl2、Ar、K。
(1)H是Ar,Ar元素位于第三周期0族。
(2)组成A~I的元素中,金属性最强的是K,非金属性最强的是Cl。
(3)P和S中,S的非金属性较强。
可通过比较其最高价含氧酸的酸性来比较其非金属性。
(1)第三周期0族
(2)KOH HCl H++OH-===H2O
(3)S H2SO4是强酸而H3PO4是中强酸(或酸性H2SO4>H3PO4)(答案合理即可)
15.A、B、C、D、E、F为六种20号以前的元素,其核电荷数依次增大,A、B同周期,两者相隔一种元素;
B、E同主族相邻,A、B、E三种元素的核电荷数之和为30。
C是所有短周期中金属性最强的元素,C、F能形成CF型化合物。
元素D的最高价氢氧化物是两性氢氧化物。
请回答:
(1)写出各元素名称:
A________;
B________;
C________________________________________________________________________;
D________;
E________;
F________。
(2)A、E、F最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序:
________________________。
比较C、D最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序:
(3)比较A、B气态氢化物的稳定性:
________。
比较E、F氢化物的还原性:
____________。
由A、B、E为20号以前的元素,其核电荷数依次增大,A、B同周期,两者相隔一种元素,B、E同主族相邻,A、B、E三种元素的核电荷数之和为30,所以设元素B的核电荷数为x,则元素A的核电荷数为x-2,元素E的核电荷数为x+8,故3x+6=30,解得,x=8,因此,元素A为碳,B为氧,E为硫。
C是所有短周期中金属性最强的元素,故元素C为钠,又有C、F能形成CF型化合物,故F为氯元素,而元素D的最高价氢氧化物是两性氢氧化物,故D是铝元素。
(1)碳 氧 钠 铝 硫 氯
(2)HClO4>H2SO4>H2CO3 NaOH>Al(OH)3 (3)H2O>CH4 H2S>HCl
(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是______________________(写化学式)。
(4)Y的最高价氧化物的化学式为
根据周期表结构知,Z只能是第三周期元素,设其最外层电子数为x,则有2+8+x=3x,x=5,即Z为P元素,可以判断X是C元素,Y是N元素,W是S元素。
(1)P位于第三周期第ⅤA族;
(2)元素的气态氢化物分别是CH4、NH3、PH3和H2S,水溶液碱性最强的是NH3;
(3)C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4,H2SO4酸性较强;
(4)N元素最高正价为+5价,最高价氧化物的化学式为N2O5。
(1)三 ⅤA
(2)NH3 (3)H2SO4 (4)N2O5
知识点二 元素周期表和元素周期律的应用[学生用书P18]
阅读教材P18,思考并填空。
1.根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的强弱(或大小)。
2.应用于元素“位置—结构—性质”的相互推断。
3.预测新元素:
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
4.寻找新物质:
(1)在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料。
(2)研究氟、氯、硫、磷附近元素,制造新农药。
(3)在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
1.连连看
①-c ②-a ③-b
2.判断正误
(1)F、Cl同主族,类比Cl2的性质可推出F2在反应中既可作氧化剂,也可作还原剂。
(2)锗也可以作半导体材料。
(3)在周期表中的氯、硫、磷附近探索研制农药的元素,所以这几种元素的化合物都有毒。
(4)根据Ba(OH)2易溶,Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,推知Be(OH)2难溶。
(2)√ (3)×
(4)√
3.依据元素周期律及元素周期表知识,下列推断正确的是( )
A.酸性:
H2SiO3>H2CO3
B.热稳定性:
H2Se>H2S>H2O
C.碱性:
CsOH>Ca(OH)2
D.若离子半径:
R2->M+,则原子序数:
R>M
由于非金属性:
C>Si,故酸性:
H2SiO3<H2CO3,A错误;
非金属性:
O>S>Se,则热稳定性:
H2Se<H2S<H2O,B错误;
由于金属性:
Cs>K>Ca,故碱性:
CsOH>KOH>Ca(OH)2,C正确;
在电子层数相同的情况下,原子序数小的微粒半径大,D错误。
元素推断题的“突破口”
(1)主族元素在周期表中的特殊位置
①族序数等于周期数的元素:
H、Be、Al。
②族序数等于周期数2倍的元素:
C、S。
③族序数等于周期数3倍的元素:
O。
④周期数是族序数2倍的短周期元素:
Li。
⑤周期数是族序数3倍的短周期元素:
Na。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:
H、C、Si。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:
S。
⑧除H外,原子半径最小的元素:
F。
⑨最高价不等于族序数的元素:
O、F。
(2)主族元素性质、存在和用途的特殊性
①形成化合物最多的元素(或单质是自然界硬度最大的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素):
C。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:
N。
③氢化物在通常状况下呈液态的元素:
④最活泼的非金属元素(或无含氧酸的非金属元素、其无氧酸可腐蚀玻璃的元素、其气态氢化物最稳定的元素、阴离子的还原性最弱的元素):
⑤最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素:
Cl。
⑥最易着火的非金属元素的单质,其元素是:
P。
⑦最轻单质所含的元素:
H;
最轻金属单质所含的元素:
⑧单质常温下呈液态的元素:
Br、Hg。
⑨最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素:
元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:
Li、Na、F。
常见的能形成同素异形体的元素:
C、P、O、S。
元素推断题解题关键是找“突破口”,物质的特殊性质、反应,特殊反应现象、条件等均可作为“突破口”。
A、B、C、D四种元素,它们原子的核电荷数均小于18,且依次递增,A原子核内仅有一个质子;
B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等;
A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等;
D原子有两个电子层,最外层电子数是次外层电子数的3倍。
(1)试推断它们各是什么元素,写出它们的元素符号:
A________,B________,C________,D________。
(2)画出D的离子结构示意图________,B元素在周期表中的位置是________________。
(3)由这四种元素组成的三核10电子的分子为______,四核10电子的分子是________。
(4)试写出一个证明B、C非金属性强弱的化学方程式:
____________________________________________________________________________________。
[解析] 由A原子核内只有一个质子,可确定A是氢元素。
由D元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍可知D为氧元素,进一步可确定B是碳元素,C是氮元素。
三核10电子的分子是H2O,四核10电子的分子是NH3。
[答案]
(1)H C N O
(2)
第二周期第ⅣA族 (3)H2O NH3 (4)CaCO3+2HNO3===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
例2中:
(1)若A、D两元素能组成18电子的分子,则该分子式如何书写?
(2)B、C、D气态氢化物的稳定性相对大小顺序是什么?
(1)H2O2。
(2)稳定性:
H2O>NH3>CH4。
元素周期律和元素周期表的应用
1.如图是元素周期表的轮廓图,图中标出了四个不同的区域。
人们寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料的区域应是( )
在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
2.运用元素周期律分析下面推断,其中不正确的是( )
①H-的半径比Li+的半径大
②砹(At)为有色固体,HAt不稳定
③锂(Li)在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2,其溶液是一种强碱
④硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
⑤硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体
A.①②④ B.③⑤
C.②④⑤ D.③④
H-和Li+具有相同的电子层结构,所以原子序数小的H-半径大(“序小径大”);
HAt的稳定性比HI还差;
锂(Li)在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O;
SrSO4类似BaSO4;
H2Se是无色、有毒、稳定性比H2S差的气体。
3.镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素,关于其叙述不正确的是( )
A.镭在化合物中呈+2价
B.单质能与水反应生成H2
C.镭的金属性比钙弱
D.碳酸镭难溶于水
镭与钙均为第ⅡA族元素,且原子序数:
镭>
钙,故金属性:
钙。
4.A、B、C、D、E是五种常见短周期元素,D元素与A、B、C三种元素均可按1∶1、1∶2(或2∶1)的原子个数比组成X、Y两类物质;
E的某种价态的含氧酸在一定条件下分解可得到D的单质D2,且E的最高正化合价为+7。
回答下列问题:
(1)由上述条件可以推出的元素是________________________(写出其代号及名称)。
(2)若上述X、Y类物质间存在转化关系:
X+Y―→Z(化合物)+D2,且参与反应的X、Y中各元素原子的最外层电子数均为8,则该反应的化学方程式为
______________________。
(3)若A与B或C均能形成10电子微粒,则该微粒不可能是________(填序号)。
A.CH4 B.NH
C.H2O D.HF
(4)若A、B、D三种元素能形成常见的酸M和碱N,已知N只能存在于溶液中,又知M与N反应可得到农业上常用的一种化肥,则M、N的化学式分别为
_______________________________________________________________________。
(1)容易判断出E是Cl。
氯的某种价态的含氧酸在一定条件下分解可得到D的单质(D2),则D是氧。
氧与A、B、C均可按原子数目比为1∶1、1∶2(或2∶1)形成X、Y两类物质,则可判断A、B、C可能是H、C、N或Na。
因此,D、E能够确定,但A、B、C不能确定。
(2)根据上述分析知,X、Y可能是H2O2、H2O,CO、CO2,NO、NO2(N2O4),Na2O2、Na2O。
这些物质中,相互反应生成氧气的有Na2O2与H2O、Na2O2与CO2,由于H2O分子中H原子最外层电子数不是8,所以排除。
(3)A、B、C中没有O和F,因此符合要求的10
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