2018高中化學(xué) 專題1 微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣 第一單元 原子核外電子排布與元素周期律 第4課時(shí) 元素周期表的應(yīng)用 蘇教版必修2.doc
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第4課時(shí) 元素周期表的應(yīng)用 知識(shí)條目 必考要求 加試要求 1.主族元素在周期表中位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三者的關(guān)系 c c 2.元素周期表的發(fā)展史、意義及作用 a b 能力要求 1.會(huì)比較同周期、同主族元素的金屬性和非金屬性的變化規(guī)律,知道元素周期表金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的劃分。2.明確元素“位—構(gòu)—性”三者之間的關(guān)系及其在元素推斷中的應(yīng)用。3.感受元素周期表、元素周期律在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。 一、元素周期表的分區(qū)及元素性質(zhì)的比較 1.元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū) (1)分界線的劃分:沿著周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之間畫一條斜線,斜線的左面是金屬元素,右面是非金屬元素。 (2)分界線附近的元素,既能表現(xiàn)出一定的金屬性,又能表現(xiàn)出一定的非金屬性,故元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界線。 (3)周期表的左下方是金屬性最強(qiáng)的元素,是銫元素(放射性元素除外);右上方是非金屬性最強(qiáng)的元素,是氟元素;最后一個(gè)縱行是0族元素。 2.同周期(從左到右)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 3.同主族(自上而下)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 4.元素的化合價(jià)與元素在周期表中的位置之間的關(guān)系 主族元素的最高正化合價(jià)等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù),而非金屬的最低負(fù)化合價(jià)則等于使原子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需得到的電子數(shù)。所以,非金屬元素的最高正化合價(jià)和它的最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值之和等于8。 (1)最高正化合價(jià)=族序數(shù)=原子最外層電子數(shù)(O、F除外)。 (2)最高正化合價(jià)+|最低負(fù)化合價(jià)|=8。 歸納總結(jié) 元素金屬性、非金屬性遞變與其在周期表中的位置關(guān)系 請(qǐng)?zhí)顚懗鰣D中序號(hào)所示內(nèi)容。 ①增強(qiáng)?、跍p弱?、墼鰪?qiáng)?、茉鰪?qiáng)?、軦l?、轘i?、呓饘佟、喾墙饘? 提醒 (1)周期表的左下方是金屬性最強(qiáng)的元素(銫,放射性元素除外),右上方是非金屬性最強(qiáng)的元素(氟)。堿性最強(qiáng)的是CsOH,酸性最強(qiáng)的含氧酸是HClO4。 (2)由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界線,因此,位于分界線附近的元素,既能表現(xiàn)出一定的金屬性,又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。 1.下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.作半導(dǎo)體材料的元素大多數(shù)位于周期表中金屬元素和非金屬元素的交界處 B.農(nóng)藥中常含有的元素通常在元素周期表的右上方區(qū)域內(nèi) C.構(gòu)成催化劑的元素通常在元素周期表的左下方區(qū)域內(nèi) D.在周期表過渡元素中尋找作耐高溫和耐腐蝕的合金材料的元素 答案 C 解析 構(gòu)成催化劑的元素大多為過渡金屬元素,在元素周期表的中間部分。 2.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的兩種元素。下列敘述能說明X的非金屬性比Y強(qiáng)的是( ) A.X原子的電子層數(shù)比Y原子的電子層數(shù)多 B.Y的單質(zhì)能將X從NaX的溶液中置換出來 C.X的單質(zhì)比Y的單質(zhì)更容易與氫氣反應(yīng) D.同濃度下X的氫化物水溶液比Y的氫化物水溶液的酸性強(qiáng) 答案 C 解析 因X、Y是元素周期表中第ⅦA族的元素,若X原子的電子層數(shù)多,則說明X比Y的非金屬性弱,A錯(cuò)誤;B項(xiàng)說明Y比X更活潑,B錯(cuò)誤;根據(jù)單質(zhì)與H2化合的難易判斷,X2與H2化合更容易,說明氧化性:X2>Y2,則非金屬性:X>Y,C正確;非金屬元素氫化物水溶液酸性的強(qiáng)弱不能作為元素非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù),D錯(cuò)誤。 二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用 1.元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)間的關(guān)系如圖所示: (1)核外電子層數(shù)=周期數(shù)。 (2)主族元素的最外層電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù)=最高正價(jià)數(shù)(O、F元素除外)。 (3)質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=原子核外電子數(shù)=核電荷數(shù)。 (4)最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值=8-主族序數(shù)(僅限第ⅣA~ⅦA族)。 (5)原子半徑越大,失電子越容易,還原性越強(qiáng),其離子的氧化性越弱。 (6)原子半徑越小,得電子越容易,氧化性越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng),形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)。 2.判斷元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱 金屬性 非金屬性 同主族(從上到下) 依次增強(qiáng) 依次減弱 同周期(從左到右) 依次減弱 依次增強(qiáng) 3.尋找新物質(zhì) 由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相近,在周期表一定區(qū)域內(nèi)尋找元素,發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的新用途被視為一種相當(dāng)有效的方法,如在周期表中金屬和非金屬的分界處,可以找到半導(dǎo)體材料。還可以在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。 元素周期表和元素周期律的應(yīng)用 (1)可以由元素在周期表中的位置推測(cè)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。(2)根據(jù)元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),推測(cè)它在周期表中的位置。 (3)指導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的性質(zhì)。 (4)指導(dǎo)其他與化學(xué)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)。如在周期表中金屬元素和非金屬元素分界線附近,可以找到半導(dǎo)體材料。在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。 3.X、Y、Z是三種短周期元素,其中X、Y位于同一主族,Y、Z處于同一周期。X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1。下列說法正確的是( ) A.元素非金屬性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)閆<Y<X B.Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為H3YO4 C.三種元素的氣態(tài)氫化物中,Z的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定 D.原子半徑由大到小的順序?yàn)閆<Y<X 答案 A 解析 X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,說明X是氧元素,則Y必然為硫元素,Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1,則Z為磷元素。它們?cè)谥芷诒碇械奈恢萌鐖D。元素非金屬性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)镻<S<O,A項(xiàng)正確;S元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為H2SO4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),其氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),因此X的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)元素周期律,原子半徑由大到小的順序?yàn)镻>S>O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.鍺(Ge)是第4周期ⅣA族元素,處于元素周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上,下列敘述正確的是( ) A.鍺是一種金屬性很強(qiáng)的元素 B.鍺的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的性能 C.鍺化氫(GeH4)穩(wěn)定性很強(qiáng) D.鍺酸(H4GeO4)是難溶于水的強(qiáng)酸 答案 B 解析 依據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知:氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:CH4>SiH4>GeH4,而已知硅烷(SiH4)不穩(wěn)定, 故GeH4穩(wěn)定性很弱;最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:H2CO3>H4SiO4>H4GeO4,H4SiO4難溶于水,故H4GeO4為難溶于水的弱酸;因?yàn)殒N處于元素周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上,所以鍺單質(zhì)應(yīng)具有半導(dǎo)體的性能。 思維啟迪 推斷陌生元素性質(zhì)時(shí)要從以下三個(gè)角度分析: (1)與同周期前、后元素相比較,依據(jù)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)元素的性質(zhì)。 (2)與同主族上、下元素相比較,依據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)元素的性質(zhì)。 (3)比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)時(shí),可借助“三角”規(guī)律進(jìn)行推斷。 若A、B、C三種元素位于元素周期表中如圖所示位置,有關(guān)元素的各種性質(zhì)均可排出順序(但D不能參與排序)。 ①原子半徑:C>A>B; ②金屬性:C>A>B; ③非金屬性:B>A>C。 1.第ⅡA族元素從第2周期到第6周期的元素分別是Be(鈹)、Mg(鎂)、Ca(鈣)、Sr(鍶)、Ba(鋇)。下列關(guān)于第ⅡA族元素預(yù)言可能正確的是( ) ①常溫下,單質(zhì)鈹能與水劇烈反應(yīng)放出H2?、诔叵?,單質(zhì)鋇能與水劇烈反應(yīng)放出H2 ③Be(OH)2易溶于水 ④Ba(OH)2易溶于水?、軸rCO3易溶于水 A.①②③ B.③⑤ C.②④ D.①②③④⑤ 答案 C 解析 第ⅡA族,從上到下,金屬性逐漸增強(qiáng),常溫下,單質(zhì)鈹與水反應(yīng)不劇烈,Be(OH)2難溶于水,SrCO3也難溶于水。 2.鎂、鋰在元素周期表中具有特殊“對(duì)角線”關(guān)系,它們的性質(zhì)相似。例如,它們的單質(zhì)在過量氧氣中燃燒時(shí)均只生成正常的氧化物等,下列關(guān)于鋰的敘述不正確的是( ) A.Li2SO4能溶于水 B.LiOH是易溶于水、受熱不分解的強(qiáng)堿 C.Li遇濃硫酸不產(chǎn)生“鈍化”現(xiàn)象 D.Li2CO3受熱分解,生成Li2O和CO2 答案 B 解析 根據(jù)題中信息,將鎂的有關(guān)性質(zhì)進(jìn)行遷移應(yīng)用,可推測(cè)鋰的有關(guān)性質(zhì)。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性質(zhì)推測(cè)相應(yīng)的Li及其化合物的性質(zhì)。MgSO4易溶于水,Mg(OH)2是難溶、易分解的中強(qiáng)堿,Mg與濃硫酸能發(fā)生反應(yīng),MgCO3受熱易分解生成MgO和CO2,故B項(xiàng)不正確。 3.不能作為判斷硫、氯兩種元素非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是( ) A.單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱 B.單質(zhì)沸點(diǎn)的高低 C.單質(zhì)與氫氣化合的難易 D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性的強(qiáng)弱 答案 B 解析 單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),其元素的非金屬性越強(qiáng),可以判斷非金屬性強(qiáng)弱;單質(zhì)的沸點(diǎn)屬于物理性質(zhì),與元素的非金屬性無關(guān),不能判斷非金屬性強(qiáng)弱;單質(zhì)與氫氣化合越容易,則元素的非金屬性越強(qiáng),可以判斷非金屬性強(qiáng)弱;最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng),其元素的非金屬性越強(qiáng),可以判斷非金屬性強(qiáng)弱。故選B。 4.元素周期表在指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐方面具有十分重要的意義,請(qǐng)將下表中A、B兩欄描述的內(nèi)容對(duì)應(yīng)起來。 A B A B ①制半導(dǎo)體的元素 (a)ⅣB至ⅥB的過渡元素 ① ②制催化劑的元素 (b)F、Cl、Br、N、S “三角地帶” ② ③制耐高溫材料的元素 (c)金屬與非金屬元素分界線附近 ③ ④制制冷劑的元素 (d)相對(duì)原子質(zhì)量較小的元素 ④ ⑤地殼中含量較多的元素 (e)過渡元素 ⑤ 答案 ①-(c);②-(e);③-(a);④-(b);⑤-(d) 5.(1)在下面元素周期表中全部是金屬元素的區(qū)域?yàn)開_____。 (2)有人認(rèn)為形成化合物最多的元素不是第ⅣA族的碳元素,而是另一種短周期元素。請(qǐng)你根據(jù)學(xué)過的化學(xué)知識(shí)判斷,這一元素是________(寫元素符號(hào))。 (3)現(xiàn)有甲、乙兩種短周期元素,室溫下,甲元素單質(zhì)在冷的濃硫酸或空氣中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M電子層與K電子層上的電子數(shù)相等。 ①用元素符號(hào)將甲、乙兩元素填寫在上面元素周期表中對(duì)應(yīng)的位置; ②甲、乙兩元素相比較,金屬性較強(qiáng)的是________(填名稱),可以驗(yàn)證該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)是________(填字母)。 a.將在空氣中放置已久的這兩種元素的塊狀單質(zhì)分別放入熱水中 b.將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別和同濃度的鹽酸反應(yīng) c.將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別和熱水作用,并滴入酚酞溶液 d.比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 答案 (1)B (2)H (3)①見下表中?、阪V bc 解析 (1)A區(qū)域包括ⅠA、ⅡA族元素,含有氫元素;B區(qū)域包括過渡元素,全都是金屬元素;C區(qū)域包括ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素;D區(qū)域?qū)儆谙∮袣怏w元素。所以選B。 (2)認(rèn)為形成化合物種類最多的元素是碳元素,是因?yàn)樗苄纬煞N類繁多的有機(jī)物,而有機(jī)物中除了碳元素外,大多含氫元素,而氫元素除了形成有機(jī)物外,在無機(jī)物中的酸、堿、部分鹽類、氫化物等類型的物質(zhì)中都含有。 (3)①室溫下,短周期元素甲的單質(zhì)在冷的濃硫酸或空氣中,表面都生成致密的氧化膜,可以判斷出甲元素是鋁。根據(jù)核外電子排布規(guī)律,乙元素原子核外M電子層與K電子層上的電子數(shù)相等,核外電子排布為2、8、2,因此乙元素為鎂。金屬性鎂強(qiáng)于鋁。②a選項(xiàng)中,在空氣中放置已久的鎂和鋁,表面均可形成氧化膜,所以錯(cuò)誤;b、c選項(xiàng)均是判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù),所以正確;d選項(xiàng)中,鎂、鋁屬于活潑金屬,不能形成氣態(tài)氫化物,所以錯(cuò)誤。 [基礎(chǔ)過關(guān)] 題組一 元素化合價(jià)、原子半徑與元素在周期表中的位置的關(guān)系 1.X元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為HXO3,它的氣態(tài)氫化物為( ) A.HX B.H2X C.XH3 D.XH4 答案 C 解析 X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為HXO3,則X的最高正價(jià)為+5價(jià),從而可知X的最低負(fù)價(jià)為-3價(jià),其氣態(tài)氫化物為XH3。 2.X、Y、Z均為短周期元素、X、Y處于同一周期,X、Z的最低價(jià)離子分別為X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是( ) A.原子最外層電子數(shù):X>Y>Z B.單質(zhì)沸點(diǎn):X>Y>Z C.離子半徑:X2->Y+>Z- D.原子序數(shù):X>Y>Z 答案 D 解析 依題意,不難確定X、Y、Z分別是S、Na、F。原子最外層電子數(shù)F>S>Na(Z>X>Y),A錯(cuò)誤;單質(zhì)沸點(diǎn)Na>S>F2(Y>X>Z),B錯(cuò)誤;離子半徑S2->F->Na+(X2->Z->Y+),C錯(cuò)誤;原子序數(shù)S>Na>F(X>Y>Z),D正確。 題組二 元素金屬性、非金屬性變化規(guī)律在周期表中的體現(xiàn) 3.碲(Te)是與O、S同主族的元素,位于第5周期。據(jù)此,推斷碲的相關(guān)性質(zhì)錯(cuò)誤的是( ) A.碲的單質(zhì)在常溫下是固態(tài) B.碲的常見化合價(jià)是-2、+4、+6 C.碲可能作半導(dǎo)體材料 D.碲的氫化物H2Te很穩(wěn)定 答案 D 解析 第ⅥA族,從上到下,非金屬性逐漸減弱,所以H2Te不穩(wěn)定。 4.下列事實(shí)不能說明非金屬性Cl>I的是( ) A.Cl2+2I-===2Cl-+I(xiàn)2 B.穩(wěn)定性:HCl>HI C.酸性:HClO4>HIO4 D.酸性:HClO3>HIO3 答案 D 解析 元素的非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),Cl2+2I-===2Cl-+I(xiàn)2,說明Cl2的氧化性大于I2,元素的非金屬性Cl大于I,A正確;元素的非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),氯化氫比碘化氫穩(wěn)定,可說明氯元素的非金屬性比碘元素強(qiáng),B正確;元素的非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng),酸性:HClO4>HIO4,可說明氯元素的非金屬性比碘元素強(qiáng),C正確;酸性:HClO3>HIO3,不能說明非金屬性Cl>I,因?yàn)閮煞N酸不是最高價(jià)含氧酸,D錯(cuò)誤。 5.如圖是元素周期表短周期的一部分,下列說法正確的是( ) A.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:④>⑤ B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:④>② C.單質(zhì)⑤遇足量元素①的氫化物有白煙產(chǎn)生 D.元素的最高正化合價(jià):③=⑤ 答案 C 解析 根據(jù)元素在周期表上的位置,可知元素①、②、③、④、⑤分別為N、O、F、S、Cl,元素非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),即⑤>④,故A錯(cuò)誤;元素非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:②>④,故B錯(cuò)誤;單質(zhì)⑤是氯氣,元素①的氫化物是氨氣,氯氣能將氨氣氧化生成氮?dú)夂吐然瘹?,氯化氫與氨氣反應(yīng)生成氯化銨,所以有白煙產(chǎn)生,故C正確;③是F,無正價(jià),⑤是Cl,最高正價(jià)是+7,故D錯(cuò)誤。 題組三 元素“位—構(gòu)—性”之間的關(guān)系 6.Se、Br兩種元素的部分信息如圖所示,下列說法正確的是( ) A.原子半徑:Br>Se>P B.還原性:S2->Se2->Br- C.Se在元素周期表中位于第4周期ⅥA族 D.Se、Br位于同一主族 答案 C 解析 由圖示信息可知Se為34號(hào)元素,Br為35號(hào)元素,Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左側(cè),原子半徑:Se>Br,故A、D項(xiàng)錯(cuò)誤;Se和S位于同一主族,且Se位于S的下一周期,故還原性:Se2->S2-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖示信息可知Se位于第4周期ⅥA族,C正確。 7.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 W 原子半徑/pm 160 143 70 66 主要化合價(jià) +2 +3 +5、+3、-3 -2 下列敘述正確的是( ) A.X、Y元素的金屬性:X- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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