高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律（上）二、 重難突破（含解析）

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專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律（上）二、 重難突破 【深度講解】 一. 元素周期表的結(jié)構(gòu) 1. 周期 周期 行數(shù) 所含元素種類數(shù) 每周期的起止元素及其原子序數(shù) 短 周 期 一 1 2 1H―→2He 二 2 8 3Li―→10Ne 三 3 8 11Na―→18Ar 長 周 期 四 4 18 19K―→36Kr 五 5 18 37Rb―→54Xe 六 6 32 55Cs―→86Rn 七 7 32(填滿時) 87Fr118X(X表示未發(fā)現(xiàn)的118號元素) 典例1. 下列說法正確的是 (　　) A．相鄰周期的同一主族的兩種元素，其原子序數(shù)之差都相同 B．同周期的ⅡA族元素與ⅢA族元素的原子序數(shù)之差都相同 C．某種元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù)，就是其質(zhì)量數(shù) D．若發(fā)現(xiàn)了115號元素，則該元素肯定位于第七周期第ⅤA族 2. 族 主族 副族 第Ⅷ族 副族 主族 0族 列序 數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 族序 數(shù) ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 3. 過渡元素 元素周期表中從ⅢB到ⅡB共10個縱行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。 特別提醒　元素周期表中主、副族的分界線： (1) 第ⅡA族與第ⅢB族之間，即第2、3列之間； (2) 第ⅡB族與第ⅢA族之間，即第12、13列之間。 4. 認(rèn)識周期表中元素相關(guān)信息 二. 元素周期表的應(yīng)用 1. 元素周期表在元素推斷中的應(yīng)用 (1) 利用元素的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系推斷。 等式一：周期序數(shù)＝電子層數(shù)； 等式二：主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)； 等式三：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。 (2) 利用短周期中族序數(shù)與周期數(shù)的關(guān)系推斷。 特殊位置 元素 族序數(shù)等于周期數(shù) H、Be、Al 族序數(shù)等于周期數(shù)的2倍 C、S 族序數(shù)等于周期數(shù)的3倍 O 周期數(shù)等于族序數(shù)的2倍 Li 周期數(shù)等于族序數(shù)的3倍 Na (3) 利用離子電子層結(jié)構(gòu)相同的“陰上陽下”推斷。 具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，如aX(n＋1)＋、bYn＋、cZ(n＋1)－、dMn－的電子層結(jié)構(gòu)相同，在周期表中位置關(guān)系為 … cZ dM bY aX … 則它們的原子序數(shù)關(guān)系為a＞b＞d＞c。 2. 元素原子序數(shù)差的確定方法 (1) 同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序數(shù)差。 (2) 同主族相鄰兩元素原子序數(shù)的差值情況。 ① 若為ⅠA、ⅡA族元素，則原子序數(shù)的差值等于上周期元素所在周期的元素種類數(shù)。 ② 若為ⅢA族至0族元素，則原子序數(shù)的差值等于下周期元素所在周期的元素種類數(shù)。 3．啟發(fā)人們在一定區(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì) (1) 半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。 (2) 農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。 (3) 催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。 典例2.(2016江蘇) 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，X原子的最外層有6個電子，Y是迄今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強(qiáng)的元素，在周期表中Z位于ⅠA族，W與X屬于同一主族。下列說法正確的是 A．元素X、W的簡單陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu) B．由Y、Z兩種元素組成的化合物是離子化合物 C．W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強(qiáng) D．原子半徑：r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W） 三. 堿金屬元素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性 1. 相似性 原子都容易失去最外層的一個電子，化學(xué)性質(zhì)活潑，它們的單質(zhì)都具有較強(qiáng)的還原性，它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應(yīng)。堿金屬與水反應(yīng)的通式為2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R表示堿金屬元素)。 2. 遞變性 隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸增強(qiáng)。 (1) (2) 與O2的反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物更加復(fù)雜，如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O，Na與O2反應(yīng)還可以生成 Na2O2，而K與O2反應(yīng)能夠生成KO2等。 (3) 與H2O的反應(yīng)越來越劇烈，如K與H2O反應(yīng)可能會發(fā)生輕微爆炸，Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。 (4) 最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)，CsOH的堿性最強(qiáng)。 四. 鹵素單質(zhì)的相似性、遞變性和特性 1. 相似性(X表示鹵素元素) 鹵素原子都容易得到一個電子使其最外層達(dá)到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，它們的單質(zhì)都是活潑的非金屬單質(zhì)，都具有較強(qiáng)的氧化性。 (1)與H2反應(yīng)：X2＋H22HX。 (2)與活潑金屬(如Na)反應(yīng)：2Na＋X22NaX。 (3)與H2O反應(yīng) ①X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)； ②2F2＋2H2O===4HF＋O2。 (4)與NaOH溶液反應(yīng) X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。 2. 遞變性(X表示鹵素元素) 隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，鹵素原子得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。 (1) (2) 與H2反應(yīng)越來越難，對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強(qiáng)，即： 穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI； 還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。 (3) 鹵素單質(zhì)與變價金屬(如Fe)反應(yīng)時，F(xiàn)2、Cl2、Br2生成高價鹵化物(如FeX3)，而I2只能生成低價鹵化物(如FeI2)。 (4) 氫化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增強(qiáng)，氫化物中HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)依次升高，HF的熔、沸點(diǎn)最高。 (5) 最高價氧化物的水化物的酸性逐漸減弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最強(qiáng)的酸。 典例3．(2016課標(biāo)Ⅰ)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，q的水溶液具有漂白性，0.01 molL–1 r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（ ） A．原子半徑的大小WX>Y C．Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài) D．X的最高價氧化物的水化物為強(qiáng)酸 典例1. 【答案】D 【解析】A項，相鄰周期的同一主族的兩種元素，其原子序數(shù)之差有2、8、18等，錯誤；B項，同周期的ⅡA族元素與ⅢA族元素的原子序數(shù)之差可以是1、11、25，錯誤；C項，原子有質(zhì)量數(shù)，錯誤；D項，若發(fā)現(xiàn)了115號元素，則該元素肯定位于第七周期第ⅤA族，正確。 典例2. 【答案】B 典例3. 【答案】C 【解析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，則Z是氯元素，n是Cl2；0.01 molL–1 r溶液的pH為2，說明r是一元強(qiáng)酸，Cl2與兩種元素組成的化合物反應(yīng)會產(chǎn)生兩種化合物，其中一種r是HCl，另一種物質(zhì)q的水溶液具有漂白性，則說明W是H元素；m是H2O，q是HClO；兩種元素組成的化合物p與Cl2光照反應(yīng)產(chǎn)生HCl，同時產(chǎn)生s，s通常是難溶于水的混合物，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知p是甲烷，則s可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的幾種物質(zhì)。因此X是碳元素，Y是氧元素。A．根據(jù)元素周期律的原子半徑變化規(guī)律：同一周期的元素，原子序數(shù)越大原子半徑越小，同一主族的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大，則原子半徑的大小WZ>X，錯誤；C．Y元素的氫化物有H2O和H2O2，二者在常溫常壓下都為液態(tài)，正確；D．X的最高價氧化物的水化物是碳酸，該物質(zhì)是二元弱酸，不是強(qiáng)酸，錯誤。 小試牛刀 1．下列敘述正確的是(　　) A．除0族元素外，短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬的族序數(shù) B．副族元素沒有非金屬元素 C．堿金屬元素是指第ⅠA族的所有的元素 D．周期表中的各主族元素都含有金屬元素和非金屬元素 2．對于短周期元素，下列說法正確的是(　　) A．若兩元素原子序數(shù)相差8，則周期數(shù)一定相差1 B．兩種簡單離子不可能相差3個電子層 C．同族的兩元素之間不可能形成化合物 D．最外層電子數(shù)相同的元素一定位于同一族 3. 在元素周期表中位于金屬元素和非金屬元素交界處最容易找到的材料是(　　) A. 半導(dǎo)體材料 B. 耐高溫、耐腐蝕的合金材料 C. 制農(nóng)藥的材料 D. 制催化劑的材料 4．下列敘述正確的是(　　) A．除0族元素外，短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬的族序數(shù) B．副族元素沒有非金屬元素 C．堿金屬元素是指第ⅠA族的所有的元素 D．周期表中的各主族元素都含有金屬元素和非金屬元素 5．(雙選)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相對位置如表所示， 其中R單質(zhì)在暗處與H2劇烈化合并發(fā)生爆炸。則下列判斷正確的是(　　) A．非金屬性：ZQ 6．四種短周期元素在周期表中的位置如圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是(　　) A．原子半徑ZrY>rZ>rW>rQ C．離子 Y2－和Z3＋的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同 D．元素 W 的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性比 Q 的強(qiáng) 8．結(jié)合如圖所示元素周期表，回答下列問題： (1) 表中所列元素，屬于短周期元素的有________(填字母，下同)，屬于主族元素的有________；g元素位于第________周期第________族，i元素位于第________周期第________族。 (2) f元素位于第________周期第________族，請按氦元素的式樣寫出該元素的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量。______________________________________。 (3) 簡述元素在元素周期表中的位置與元素原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 ________________________________________________________________________ 1.【答案】B 2.【答案】A 【解析】在短周期里，除第一周期含兩種元素外，其余兩個周期所含元素都是8種。若兩元素原子序數(shù)相差8，則不可能在同一周期也不可能相差兩個周期，A正確；B項，H＋與Cl－、S2－間相差3個電子層；C項，S和O2可形成SO2；D項，如Mg2＋和Na＋的最外層電子數(shù)相同，但不屬于同一族。 3.【答案】A 【解析】在金屬元素與非金屬元素的分界線附近的元素既具有金屬性又具有非金屬性，因此在分界線附近尋找半導(dǎo)體材料；在過渡元素中尋找優(yōu)良的催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料；在周期表中的氯、硫、磷附近探索研制農(nóng)藥的材料。 4.【答案】B 【解析】A項，F(xiàn)、O元素?zé)o正價；C項，H元素不屬于堿金屬元素；D項，第ⅡA族不含非金屬元素，第ⅦA族不含金屬元素。 5.【答案】BD 6.【答案】B 7.【答案】A 【解析】根據(jù)表格，可以推出X為N元素，Y為O元素，Z為Al元素，W為S元素，Q為Cl元素。A項，N的最高正價為＋5，Al的最高正價為＋3，其和的數(shù)值為8，正確；B項，原子半徑應(yīng)為 rZ>rW>rQ>rX>rY，錯誤；C項，O2－與Al3＋的核外電子數(shù)和電子層數(shù)均相同，錯誤；D項，元素S的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性小于Cl的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性，錯誤。 8.【答案】(1) a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　三　0　四?、駼　 (2) 三?、鯝　 16、S、硫、32　 (3) 元素原子結(jié)構(gòu)與元素在元素周期表中的位置關(guān)系：① 元素所在周期數(shù)等于原子的電子層數(shù)，元素所在的主族序數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)，由元素原子的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)可確定元素在元素周期表中的位置；② 同一周期元素原子的電子層數(shù)相同，同一主族元素原子的最外層電子數(shù)相同 【解析】(1) 根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)知：第一周期有2種元素，第二、三周期各有8種元素，分別位于第1、2、13～18縱行，第四、五、六、七周期為長周期，包含1～18縱行，由此可找出各元素在元素周期表中的位置。(2) 第三周期第ⅥA族元素為硫(S)，原子序數(shù)為16，相對原子質(zhì)量為32。(3) 元素原子結(jié)構(gòu)與元素在元素周期表中的位置關(guān)系：① 元素所在周期數(shù)等于原子的電子層數(shù)，元素所在的主族序數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)，由元素原子的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)可確定元素在元素周期表中的位置；② 同一周期元素原子的電子層數(shù)相同，同一主族元素原子的最外層電子數(shù)相同。