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2019-2020年高考化學一輪復習 課時9 元素周期表 元素周期律考點過關(guān)
元素周期表與元素周期律
【基礎梳理】
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
最高正價+1→+7;負價-4→-1
最高正價=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，其單質(zhì)的還原性越 ，最高價氧化物對應水化物的堿性越 ;元素的非金屬性越強，其單質(zhì)的氧化性越 ，對應的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越 ，最高價氧化物對應水化物的酸性越 。
微課1 元素金屬性和非金屬性強弱的判斷的方法
金屬性比較
本質(zhì)
原子越易失電子，金屬性越強(與原子失電子數(shù)無關(guān))
判斷方法
①在金屬活動性順序表中越靠前，金屬性越強
②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應越劇烈，金屬性越強
③單質(zhì)還原性越強或陽離子氧化性越弱，金屬性越強
④最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強
⑤若Xn++YX+Ym+，則Y比X的金屬性強
⑥元素在周期表中的位置:左邊或下方元素的金屬性強
非金屬性比較
本質(zhì)
原子越易得電子，非金屬性越強(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
②單質(zhì)氧化性越強或陰離子還原性越弱，非金屬性越強
③最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性越強
④元素在周期表中的位置:右邊或上方元素的非金屬性強
【典型例題】
一、 根據(jù)元素周期表中的相對位置確定元素
(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、B項明顯錯;C項鍺與鉀核外電子數(shù)相差32-19=13正確;D項鈉的氧化物，過氧化鈉中含有共價鍵，故D項錯誤。
題組訓練
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. 最高價氧化物對應水化物的酸性: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，元素A位于第2周期ⅤA族;B項，同一周期元素的原子半徑，原子序數(shù)增大，半徑減小;C項，F(xiàn)無正價，無最高價氧化物對應水化物;D項，非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，B的非金屬性強于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的氧化物對應水化物一定為強酸，且只有氧化性
B. 三種元素對應的氫化物中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，H2SO4是強酸，但H2SO3是弱酸;B項，非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強，F(xiàn)的非金屬性最強，其氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定;C項，原子半徑:A>C;D項，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，非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，Y的非金屬性強于Z， 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y強于Z。
4. X、Y、Z、W為四種短周期主族元素，它們在周期表中的相對位置如右圖所示。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元素最高價氧化物對應水化物的化學式為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，F(xiàn)無正化合價;C項，HF元素無氧化性;D項，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;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。
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)氫化物及其最高價氧化物對應水化物均為強酸
B. 簡單離子的半徑: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，但能與強堿反應
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，A錯誤;X、Z、M分別為O、Na、Al，簡單離子的半徑: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，C錯誤;Na與水反應，不能從鹽溶液中置換出金屬單質(zhì)，D錯誤。
題組訓練：
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;C最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相等;D單質(zhì)是半導體材料;E非金屬性在同周期元素中最強。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)反應可得到兩種不同的共價化合物
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最高價氧化物對應水化物與D單質(zhì)發(fā)生反應能產(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，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)是半導體材料，D是硅;E的非金屬性在同周期元素中最強，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，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，非金屬越強，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:T>R，C錯誤;Mg2+和O2-核外都有10個電子，D錯誤。
10. 幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表:
元素代號
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
最高正價
+1
+7
+3
+2
+5
—
最低負價
—
-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鍵
B. X、Z、R的最高價氧化物對應水化物之間可兩兩相互反應
C. R3-比Q2-更容易得電子
D. M(OH)2的堿性比XOH的堿性強
[答案] B
[解析] 元素Na和O形成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O2中含有共價鍵;X、Z、R的最高價氧化物對應水化物分別為NaOH、Al(OH)3、HNO3，可兩兩相互反應;O2的氧化性強于N2，還原性:N3-比O2-強;Mg(OH)2的堿性比NaOH的堿性弱。
三、元素周期表的應用
元素周期表和周期律可以指導人們進行規(guī)律性的推測和判斷。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氧化物對應水化物的酸性有關(guān)，B項不正確;金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的堿性越強，D項正確。
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。“甲”為過渡元素，可在過渡元素中尋找催化劑;非金屬性越強，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)
達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時的最外層電子數(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為稀有氣體原子半徑的測量方法與其他原子半徑的測量方法不同
(3)元素化合價的變化規(guī)律
元素的金屬性與非金屬性的變化規(guī)律
【基礎梳理】
元素的金屬性和非金屬性
對元素進行分區(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)自己設計實驗的要求是:①安全易做;②原料經(jīng)濟、常見;③現(xiàn)象明顯獨特;④方案恰當、合理。(以第3周期的元素為例來進行實驗比較和驗證)
[問題] 如何利用實驗室常見的藥品試劑探究11~17號元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強已知實驗室有你想用到的儀器和藥品、試紙等一切用品。
[猜想與假設]
(1)用 三種金屬分別與水反應，通過觀察生成氣泡的速率便會得出從 到 金屬性減弱。
(2)因?qū)嶒炇也豢赡苡泄鑶钨|(zhì)，但可以測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 、 、H2SO4三種最高價含氧酸的酸性強弱順序是 ，從而得出從 到 非金屬性增強。
(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。
[設計和實施方案]
(1)用列表的方式(從實驗方案、實驗現(xiàn)象、有關(guān)化學方程式)完成你的實驗報告中的實驗內(nèi)容。
(2)實驗結(jié)論是 。
(3)請你用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識解釋結(jié)論。
[答案] [猜想與假設](1)鈉、鎂、鋁 鈉 鋁
(2)Na2SiO3 Na3PO4 H2SiO3 H3PO4 H2SiO3Mg>Al;非金屬性:Si
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