版化学新教材人教必修一同步学案42元素周期律和答案.docx

版化学新教材人教必修一同步学案42元素周期律和答案.docx

《版化学新教材人教必修一同步学案42元素周期律和答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《版化学新教材人教必修一同步学案42元素周期律和答案.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

版化学新教材人教必修一同步学案42元素周期律和答案

第二节　元素周期律

核心微网络

素养新目标,

1．认识1～18号元素原子结构特征。

2．以第三周期为例，学会从不同角度分析元素性质的周期性变化。

3．理解元素周期律的含义。

4．学会元素周期表和元素周期律的实际应用。

[预习新知]

一、元素周期律

1．主族元素的周期性变化规律

内容

同周期（从左到右）

同主族（从上到下）

原子结构

电子层数

相同

依次增大

最外层

电子数

依次增加1个

相同

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

元素的性质

金属性

逐渐减弱

逐渐增强

非金属性

逐渐增强

逐渐减弱

主要化合价

一般，最高正价：

＋1→＋7，负化合价：

－4→－1

最高正价数＝主族序数（O、F除外），负化合价＝主族序数－8

化合物

的性质

最高价氧

化物对应

水化物

酸性逐渐增强

碱性逐渐减弱

酸性逐渐减弱

碱性逐渐增强

氢化物

稳定性逐渐增强

还原性逐渐减弱

稳定性逐渐减弱

还原性逐渐增强

2.元素周期律

二、元素周期表和元素周期律的应用

1．金属元素和非金属元素的分区及性质递变规律

　　族

周期

ⅠA　ⅡA　ⅢA　ⅣA　ⅤA　ⅥA　ⅦA　0

1

2

3

4

5

6

7

位于周期表中金属和非金属元素分界线附近的元素（如Al、Si等）既能表现金属性，又能表现非金属性。

2．元素化合价与其在周期表中的位置关系

3．元素周期表和元素周期律的应用

[即学即练]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，简单离子半径也逐渐减小（　　）

（2）第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7（　　）

（3）元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强（　　）

（4）原子最外层电子数大于3（小于8）的元素一定是非金属元素（　　）

（5）元素的非金属性越强，其氧化物对应的水化物酸性越强（　　）

（6）元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定，其水溶液的酸性越强（　　）

（7）P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强（　　）

（8）元素周期表中位于金属与非金属元素分界线附近的元素属于过渡元素（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）√　（8）×

2．下列关于元素周期律的叙述正确的是（　　）

A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现

B．随着元素原子序数的递增，元素最高正价从＋1到＋7重复出现

C．随着元素原子序数的递增，元素的最低负价从－7到－1重复出现

D．金属元素无负化合价，随着元素原子序数的递增，元素最低负价从－4到－1重复出现

解析：

第一周期中原子最外层电子数从1到2，故A项错；第二周期最高正价从＋1到＋5，B项错误；元素的最低负价为－4价，没有－7价，故C项错误。

答案：

D

3．下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是（　　）

A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多

B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高

C．N、O、F最高正化合价依次增大

D．Na、K、Rb的电子层数依次增多

解析：

O、F无正价。

答案：

C

4．元素性质呈现周期性变化的根本原因是（　　）

A．原子半径呈周期性变化

B．元素化合价呈周期性变化

C．电子层数逐渐增加

D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化

答案：

D

5．在第三周期元素中，除稀有气体元素外：

（1）原子半径最小的元素是________（填元素符号）。

（2）金属性最强的元素是________（填元素符号）。

（3）最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________（用化学式回答，下同）。

（4）最不稳定的气态氢化物是________。

（5）最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。

（6）氧化物中具有两性的是________________________________________________________________________。

解析：

（1）第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl。

（2）金属性最强的元素在最左边，应为Na。

（3）非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO4。

（4）非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。

（5）金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。

（6）铝的氧化物Al2O3具有两性。

答案：

（1）Cl　

（2）Na　（3）HClO4　（4）SiH4　（5）NaOH　（6）Al2O3

技能素养

目标一　元素周期律的具体应用

[例1]　X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是（　　）

A．最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强

B．X的非金属性比Y的强

C．X的阴离子比Y的阴离子还原性强

D．X的气态氢化物比Y的稳定

【解析】　X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。

【答案】　C

[提升1]　已知33As、35Br位于同一周期。

下列关系正确的是（　　）

A．原子半径：

As>Cl>P

B．热稳定性：

HCl>AsH3>HBr

C．还原性：

As3－>S2－>Cl－

D．酸性：

H3AsO4>H2SO4>H3PO4

解析：

As与P同主族，P与Cl同周期，原子半径As>P>Cl，A项错；Cl与Br同主族，As与Br同周期，热稳定性，HCl>HBr>AsH3，B项错；元素非金属性越强，其阴离子的还原性越弱，即离子的还原性：

As3－>S2－>Cl－，C项正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以酸性强弱为：

H2SO4>H3PO4>H3AsO4，D项错误。

答案：

C

简单粒子半径大小的比较方法

“一看”电子层数：

当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。

“二看”核电荷数：

当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。

“三看”核外电子数：

当电子层数和核电荷数均相同，即同种元素的不同粒子，核外电子数越多，半径越大。

[核心能力]

与元素周期律相关的“四个”周期性变化

1．元素原子核外电子排布的周期性变化

规律：

随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化（第一周期除外）。

2．元素原子半径的周期性变化

规律：

随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。

3．元素主要化合价的周期性变化

规律：

随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1→＋7，最低负化合价呈现－4→－1的周期性变化。

4．元素金属性、非金属性的周期性变化

（1）Na、Mg、Al金属性的比较

Na

Mg

Al

规律

（同周期从左到右）

单质与水（或酸）反应

与冷水剧烈反应，产生氢气

与冷水几乎不反应，与沸水反应缓慢，放出氢气；与酸反应剧烈，放出氢气

与酸反应较快，放出氢气

从水或酸中置换H2能力逐渐减弱

最高价氧化物对应的水化物碱性强弱

NaOH强碱

Mg（OH）2中强碱

Al（OH）3两性氢氧化物

最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱

（2）Si、P、S、Cl非金属性的比较

Si

P

S

Cl

规律

（同周期从左到右）

单质与氢气反应的条件

高温

磷蒸气与氢

气能反应　

加热

光照或点燃时发生爆炸而化合

与H2化合能力逐渐增强

形成的气态氢化物的热稳定性

SiH4很不稳定

PH3不

稳定　

H2S受热分解

HCl稳定

氢化物稳定性逐渐增强

最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）酸性强弱

H2SiO3弱酸

H3PO4

中强酸

H2SO4

强酸

HClO4

强酸（比H2SO4酸性强）

最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强

结论：

随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。

（1）金属性、非金属性强弱的实质是失、得电子能力，而不是失、得电子个数。

（2）在比较非金属性强弱时一定是简单的气态氢化物的稳定性，而不是氢化物的熔沸点高低；是最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，一定强调最高价。

目标二　元素“位、构、性”的综合判断

[例2]　金属元素（前18号）甲～戊在元素周期表中的相对位置如图所示，下列判断中正确的是（　　）

甲

乙

丙

丁

戊

A.原子半径：

丙<丁<戊

B．金属性：

甲>丙

C．氢氧化物碱性：

丙>丁>戊

D．最外层电子数：

甲>乙

【解析】　丙、丁、戊同周期，原子半径：

丙>丁>戊；甲、丙同主族，金属性：

甲<丙；氢氧化物碱性：

丙>丁>戊；甲、乙同周期，最外层电子数：

甲<乙。

【答案】　C

[提升2]　X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：

X

Y

Z

M

R

Q

原子半径/nm

0.186

0.074

0.099

0.143

主要化合价

－4，＋4

－2

－1，＋7

＋3

其他

阳离子核

外无电子

半导体材料

焰色反应

呈黄色

（1）R在元素周期表中的位置是________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系为________。

（2）Z的单质与水反应的化学方程式为________。

（3）Y与R相比，非金属性较强的是________（用元素符号表示），下列事实能证明这一结论的是________（填字母）。

a．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态

b．稳定性：

XR>YX4

c．最高价氧化物对应的水化物的酸性：

HRO4>H2YO3

（4）根据表中数据推测Y的原子半径的范围：

________nm

（5）甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物，且甲＋乙―→丙＋水，则丙的化学式为________（写一种即可）。

解析：

由题中所给信息可知，X为H，Y为Si，Z为Na，M为O，R为Cl，根据原子半径和Q的主要化合价为＋3，可知Q为Al。

（4）由同周期元素原子半径的递变规律，知rCl

（5）题中元素的最高价氧化物对应的水化物能相互反应生成水：

NaOH＋Al（OH）3===NaAlO2＋2H2O，所以丙为NaAlO2（其它合理答案也可）

答案：

（1）第三周期第ⅦA族　互为同位素　

（2）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　（3）Cl　bc　（4）0.099　0.143　（5）NaAlO2

在比较元素的性质时，有时需要借助参照物，如比较Ca（OH）2和Al（OH）3的碱性大小，可借助镁，三种元素在周期表中的位置如图，故金属性是Ca>Mg>Al，故碱性是Ca（OH）2>Mg（OH）2>Al（OH）3。

镁

铝

钙

[核心能力]

“位、构、性”三者关系

（1）原子结构

元素在周期表中的位置。

原子结构

位置。

（2）原子结构

元素的化学性质。

原子结构

性质。

（3）元素在周期表中的位置

原子结构和元素性质。

解读“位、构、性”

学考评价

1．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。

下列说法正确的是（　　）

A．同一元素不可能既表现金属性又表现非金属性

B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族族序数

C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构

D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同

解析：

第三周期的Al元素，既有金属性，又有非金属性，故A错误；H＋最外层无电子，Li＋最外层2个电子，因此并非所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构，故C错误；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同，故D错误。

答案：

B

2．某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3。

这种元素的气态氢化物的化学式是（　　）

A．HXB．H2X

C．XH3D．XH4

解析：

由H2XO3知X呈＋4价，则最外层有4个电子，其最低负价为－4价，氢化物为XH4，故选D。

答案：

D

3.已知短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

Z>Y>X

B．X元素位于第二周期

C．气态氢化物的稳定性：

X>Y>Z

D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：

Y>Z>X

解析：

由X、Y、Z为短周期元素及三者位置可推测X元素位于第二周期，B正确；原子半径Z>X>Y，A错误；非金属性越强，对应的气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，因非金属性Y>X>Z，则气态氢化物稳定性Y>X>Z，最高价氧化物对应水化物的酸性Y>X>Z（X、Y不是O、F），若X、Y为O、F则无最高价氧化物，C、D错误。

答案：

B

4．下列排列顺序正确的是（　　）

①热稳定性：

H2O>HF>H2S

②还原性：

F－

③酸性：

H3PO4>H2SO4>HClO4

④碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3

A．①③B．②④

C．①④D．②③

解析：

①中O、F属于同周期元素，氢化物的稳定性：

HF>H2O；②F、Cl、Br、I属于同一主族，其简单阴离子的还原性逐渐增强，即还原性F－

HClO4>H2SO4>H3PO4；④因金属性Na>Mg>Al，所以碱性NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3。

答案：

B

5．已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是（　　）

A．钡与水反应不如钠与水反应剧烈

B．钡可以从KCl溶液中置换出钾

C．氧化性：

K＋>Ba2＋>Na＋

D．碱性：

KOH>Ba（OH）2>NaOH

解析：

由于钡的活动性比钠强，所以钡与水反应比钠与水反应更剧烈，A错误；钡的活动性不如钾且先与KCl溶液中的水发生反应，故不能置换出钾，B错误；由于金属性：

K>Ba>Na，故氧化性：

Na＋>Ba2＋>K＋，C错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则碱性KOH>Ba（OH）2>NaOH，D正确。

答案：

D

6．下表是周期表中的一部分，根据A～I在元素周期表中位置，用元素符号或化学式回答下列问题：

族周期

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

0

1

A

2D

E

G

I

3

B

C

F

H

（1）表中元素，化学性质最不活泼的是________，只有负价而无正价的是________，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________。

（2）元素的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是________，酸性最强的是________，呈两性的是________。

（3）A分别与D、E、F、G、H形成的化合物的化学式分别为______________，最稳定的是________。

（4）在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的是________。

解析：

根据元素在元素周期表中位置，可推出A～I元素分别为H、Na、Al、C、N、P、F、S、Ne。

联系相应递变规律，这些元素中，Ne是稀有气体，性质最稳定；氟元素原子得电子能力最强，只有负价没有正价，其单质氧化性最强，气态氢化物最稳定；钠元素原子失电子能力最强，其单质还原性最强；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是NaOH，H2SO4酸性最强，Al（OH）3呈两性。

原子的电子层数越多，半径越大；电子层数相同的原子，核电荷数越大，半径越小，故原子半径最大的是Na。

答案：

（1）Ne　F　F2　Na

（2）NaOH　H2SO4　Al（OH）3

（3）CH4、NH3、PH3、HF、H2S　HF

（4）Na

练后感悟

元素“位、构、性”规律中的特例

（1）绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氢（

H）无中子。

（2）元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始的。

（3）所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。

（4）非金属氧化物一般是酸性氧化物，但NO、CO等不是酸性氧化物。

（5）氟、氧无正价：

在Na2O2中氧显－1价；在NaH中氢显－1价。

课时作业18　元素周期律

[学业达标]

1．对于第2周期元素从左到右（稀有气体元素除外），下列说法中不正确的是（　　）

A．原子半径逐渐减小

B．最外层电子数逐渐增多

C．最高正化合价逐渐升高

D．元素的非金属性逐渐增强

答案：

C

2．下列关于微粒半径的说法正确的是（　　）

A．电子层数少的元素原子半径一定小于电子层数多的元素原子半径

B．核外电子层结构相同的单核微粒其半径相同

C．质子数相同的不同单核微粒，电子数越多半径越大

D．原子序数越大，原子半径越大

解析：

Li的原子半径大于Cl的原子半径，A、D两项错误；对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，其半径是不同的，B项错误。

答案：

C

3．已知几种元素的原子半径如下表所示。

原子

P

Cl

O

F

半径/pm

110

99

66

64

根据以上数据，推测S原子的半径可能是（　　）

A．88pmB．104pm

C．71pmD．40pm

解析：

由元素周期律可知，S原子的半径应介于P原子与Cl原子之间，B项正确。

答案：

B

4．下列各组元素中，按从左到右的顺序，原子序数递增、元素的最高正化合价也递增的是（　　）

A．C、N、O、FB．Na、Be、B、C

C．P、S、Cl、ArD．Na、Mg、Al、Si

解析：

A项和C项原子序数递增，而A项中O、F无正价，C项中Ar化合价为0价；B项中的原子序数不完全呈递增性变化；D项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。

答案：

D

5．某元素R的最高价氧化物化学式为RO2，且R的气态氢化物中氢的质量分数为25%。

此元素是（　　）

A．CB．N

C．SiD．S

解析：

本题涉及到元素的最高正价与负价的换算，由最高价氧化物的化学式RO2可知它的最高正价为＋4，则负价为－4，所以其气态氢化物化学式为RH4，根据已知条件可求得R的相对原子质量为12，即碳元素。

答案：

A

6．不能说明钠的金属性比镁强的事实是（　　）

A．钠的最高化合价为＋1，镁的最高化合价为＋2

B．NaOH的碱性比Mg（OH）2的强

C．钠与冷水反应剧烈，镁与冷水反应缓慢

D．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁

解析：

金属性是指元素原子失去电子的能力，与失电子数的多少无关，A项错误；金属性强弱的证明方法常有：

最高价氧化物对应水化物的碱性强弱（B项）、单质与水（或非氧化性酸）反应的剧烈程度（C项）、单质之间的置换反应（D项）等，所以B、C、D三项均正确。

答案：

A

7．下列事实，不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是（　　）

A．氯气与H2S能发生置换反应

B．HClO4酸性比H2SO4强

C．盐酸是强酸，氢硫酸是弱酸

D．受热时，氯化氢比硫化氢稳定

解析：

不能用氢化物的水化物的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱。

答案：

C

8．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（　　）

A．酸性：

H2SO4>H3PO4

B．非金属性：

Cl>Br

C．碱性：

NaOH>Mg（OH）2

D．热稳定性：

Na2CO3>NaHCO3

解析：

A项，非金属性：

S>P，可以推出最高价氧化物对应水化物的酸性：

H2SO4>H3PO4；B项，根据Cl和Br在周期表中的位置可以推出非金属性：

Cl>Br；C项，金属性：

Na>Mg，可以推出最高价氧化物对应水化物的碱性：

NaOH>Mg（OH）2。

以上三个选项都能用元素周期律解释，而无法根据元素周期律判断D项中盐的热稳定性。

答案：

D

9．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示。

下列说法中，正确的是（　　）

A．W的最高价氧化物对应的水化物是强酸

B．Y的原子半径在同周期主族元素中最大

C．W的非金属性比Z的弱

D．Z的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强

答案：

A

10．短周期中三种元素a、b、c在周期表中的位置如图，下列有关这三种元素的叙述正确的是（　　）

A．a是一种活泼的非金属元素

B．c的最高价氧化物的水化物是一种弱酸

C．b的氢化物很稳定

D．b元素的最高化合价为＋7价

解析：

根据元素周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S，对照选项，C正确。

答案：

C

11．下列说法正确的是（　　）

A．在元素周期表中金属与非金属分界线左边的元素均为金属元素

B．Na、Mg、Al的还原性依次减弱

C．F、Cl、Br的非金属性依次增强

D．NaOH、KOH、Mg（OH）2的碱性依次减弱

解析：

在元素周期表中金属在分界线左边，但分界线左边的并不都是金属元素，如氢元素，A错；Na、Mg、Al位于同一周期，根据元素周期律，其还原性依次减弱，B正确；F、Cl、Br位于同一主族，根据元素周期律，其非金属性依次减弱，C错；K的金属性强于Na，KOH碱性强于NaOH，D错。

答案：

B

12．我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列，例如曾作为我国两年前十大科技成果之一的就是一种合成纳米材料，化学式为RN。

已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。

则R元素位于元素周期表的（　　）

A．第三周期ⅤA族B．第四周期ⅢA族

C．第五周期ⅢA族D．第四周期ⅤA族

解析：

R元素在化合物RN中的化合价取决于N元素，因Rn＋中R元素显正价，N元素在RN中显－3价，故R元素离子应为R3＋，则R原子含31个电子，其质子数为31，核外电子排布为

，所以应为第四周期ⅢA族，故应选B。

答案：

B

13．现有下列短周期元素性质的数据，下列说法正确的是（　　）

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

原子半径

（10－10m）

0.74

1.60

1.52

1.10

0.99

1.86

0.75

0.82

最高或最

低化合价

－2

＋2

＋1

＋5；

－3

＋7；

－1

＋1

＋5；

－3

＋3

A．⑧号元素为铝元素

B．②、③2种元素处于同一周期

C．上述8种元素中元素⑤的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强

D．④元素的气态氢化物的稳定性比⑦元素的氢化物强

解析：

首先依据元素的原子半径和化合价推知⑤为Cl元素，④和⑦分别为P和N元素，①为O元素，②为Mg元素，③为Li元素，⑥为Na元素。

⑧号元素的原子半径小于④号元素磷，不可能是Al元素而只能是B元素（也不是可能显＋3价的N、P元素）。

由Mg和Li不同周期、HClO4的酸性最强、PH3的稳定性比NH3弱，可判断答案为C。

答案：

C

14．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。

已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元