高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題七 元素周期律和元素周期表 考點(diǎn)二 元素周期表及應(yīng)用教學(xué)案

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1　元素周期表編排原則 (1)周期：將電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行，這樣每個(gè)橫行為一個(gè)周期。 (2)族：將不同橫行(即周期)中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上到下排成縱列，這樣每個(gè)縱列為一族。 2　元素周期表的結(jié)構(gòu) (1)周期(7個(gè)橫行，7個(gè)周期) (2)族(18個(gè)縱行，16個(gè)族) (3)元素周期表中元素的分區(qū) 學(xué)霸巧學(xué)卡　對元素周期表結(jié)構(gòu)的深度理解 (1)由于元素的金屬性和非金屬性沒有嚴(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，如Al既能與堿反應(yīng)也能與酸反應(yīng)。 (2)元素周期表分界線左側(cè)區(qū)域?qū)俳饘僭?，但H元素除外。 (3)周期表18個(gè)縱行是16個(gè)族，第8、9、10縱行為一族，稱為Ⅷ族，既不是主族，也不是副族，所以，在描述元素在Ⅷ族時(shí)，不要寫成ⅧA或ⅧB。 (4)同周期第ⅡA族和第ⅢA族原子序數(shù)的差值不一定是1，在2、3周期中差值為1，在4、5周期中由于存在過渡元素，差值為11，在6、7周期中存在鑭系或錒系，差值為25。 (5)最外層電子數(shù)相同的元素不一定在同一主族，如K、Cr、Cu。 (6)含元素種數(shù)最多的周期是第六周期，有32種元素；含元素種類最多的族是ⅢB族，共有32種元素，形成化合物種類最多為ⅣA族。 1.思維辨析 (1)最外層電子數(shù)是2的元素，都是ⅡA族元素。(　　) (2)根據(jù)最高正化合價(jià)與族序數(shù)的關(guān)系可知，氧元素的最高正價(jià)為＋6價(jià)。(　　) (3)元素周期表中鑭系、錒系都占據(jù)同一格，它們都是同位素。(　　) (4)原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，該規(guī)律對任何微粒都成立。(　　) (5)鐵位于元素周期表的第4周期ⅧB族。(　　) (6)原子序數(shù)為29的元素位于元素周期表的第四周期ⅠB族。(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)√ 2．下列關(guān)于元素周期表的說法，正確的是(　　) A．元素周期表的第8、9、10三縱列合稱Ⅷ族，Ⅷ族是元素周期表所有族中元素種類最多的族 B．元素周期表中的所有副族元素都是金屬元素，副族包含過渡元素和Ⅷ族 C．金、銀、銅、鐵、鈉五種金屬元素中，只有鈉屬于主族元素 D．O、S、Na、K原子半徑依次增大；KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3的堿性逐漸增強(qiáng) 答案　C 解析　A項(xiàng)，ⅢB是元素周期表中元素種類最多的族，故A錯(cuò)；B項(xiàng)，過渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，故B錯(cuò)；D項(xiàng)，堿性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3，故D錯(cuò)。 　[考法綜述]　本考點(diǎn)要求考生熟悉元素周期表的結(jié)構(gòu)，據(jù)結(jié)構(gòu)推測元素在周期表中的位置、原子序數(shù)或考查元素及其化合物性質(zhì)及微粒之間的相互關(guān)系等，題目綜合性較強(qiáng)，屬中等難度。 命題法1　元素位置與原子序數(shù)的關(guān)系 典例1　　已知X、Y、Z三種主族元素在周期表中的位置如圖所示，設(shè)X的原子序數(shù)為a。則下列說法不正確的是(　　) A．Y與Z的原子序數(shù)之和可能為2a B．Y的原子序數(shù)可能為a－17 C．Z的原子序數(shù)可能為a＋31 D．X、Y、Z一定為短周期元素 [解析]　X、Y、Z為主族元素，Y一定不在第一周期，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤；若Y、X、Z分別位于第三、四、五周期的右邊，則Y的原子序數(shù)為a－17，Y與Z的原子序數(shù)之和為2a；若Y、X、Z分別位于第四、五、六周期的右邊，Z的原子序數(shù)為a＋31。 [答案]　D 【解題法】　元素位置與原子序數(shù)的關(guān)系總結(jié) (1)周期尾序推算法 首先熟記各周期0族元素原子序數(shù)，然后拿已知元素原子序數(shù)去比較。 He：2　Ne：10　Ar：18　Kr：36　Xe：54　Rn：86 ①若比相應(yīng)的稀有氣體元素的原子序數(shù)多1或2，則應(yīng)處在下一周期的第ⅠA或ⅡA族，如88號元素，88－86＝2，則應(yīng)在第七周期第ⅡA族。 ②若比相應(yīng)的稀有氣體元素的原子序數(shù)少1～5時(shí)，則應(yīng)在第ⅦA～ⅢA族，如82號元素在第六周期第ⅣA族。 (2)同主族上下周期元素的原子序數(shù)關(guān)系 ①若在ⅠA族或ⅡA族，原子序數(shù)之差為上周期所包含的元素種數(shù)。即第ⅠA、ⅡA族的元素下一周期元素的原子序數(shù)等于上一周期元素的原子序數(shù)＋上一周期元素種類數(shù)。 ②若在ⅢA～ⅦA族，原子序數(shù)之差為下一周期所包含的元素種數(shù)。即第ⅢA～0族的元素的原子序數(shù)等于上一周期元素的原子序數(shù)＋下一周期元素種類數(shù)。 ③圖示關(guān)系 特別提醒：熟記第2周期至第6周期所包含的元素種數(shù)分別是2、8、8、18、18、32。 (3)同周期的左右主族元素原子序數(shù)之間的關(guān)系 ①前三周期的所有元素中相鄰主族元素的原子序數(shù)差值為1。 ②第4周期以后只有ⅡA族和ⅢA族元素之間的差值不為1，第4、5周期第ⅡA族和第ⅢA族元素之間的差值為11，第6、7周期第ⅡA族和第ⅢA族元素之間的差值為25。 (4)“奇偶”法 周期表中原子序數(shù)為奇數(shù)的元素所在的族也為奇數(shù)，最高化合價(jià)和最低化合價(jià)也是奇數(shù)；原子序數(shù)為偶數(shù)時(shí)所在的族為偶數(shù)或0族，最高化合價(jià)和最低化合價(jià)為偶數(shù)或0。 命題法2　等電子微粒的判斷與應(yīng)用 典例2　　用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分別表示含有18個(gè)電子的八種微粒(離子或分子)，請回答下列問題： (1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符號表示)。 (2)D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式是________，含有的化學(xué)鍵是________。 (3)E是所有含18個(gè)電子的微粒中氧化能力最強(qiáng)的分子，其分子式是________，其與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。 (4)F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式是________，其電子式和電離方程式分別為____________________________________。 (5)G分子中含有4個(gè)原子，其分子式是________。 (6)H分子中含有8個(gè)原子，其分子式是________。 [解析]　18電子微粒來源大體分為三部分：一是第三周期的氣態(tài)氫化物及失去H＋的對應(yīng)離子；二是第四周期的金屬陽離子；三是由第二周期氣態(tài)氫化物去掉一個(gè)氫原子后，兩兩結(jié)合得到的分子。陰離子有P3－、S2－、HS－、Cl－；陽離子有K＋、Ca2＋；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，結(jié)合題目所給條件，不難確定所需答案。 [答案]　(1)K　Cl　S　(2)HCl　極性共價(jià)鍵　(3)F2　2F2＋2H2O===4HF＋O2　(4)H2S　HH，H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－　(5)H2O2(或PH3)　(6)C2H6 【解題法】　常見的等電子微粒 (1)等電子微粒的書寫方法 ①首先要找出所要書寫的相應(yīng)電子數(shù)目的稀有氣體元素的原子。 ②然后再根據(jù)“陰上陽下稀居中”的思維順序，找出與稀有氣體元素同周期的元素形成的陰離子和下一周期的主族元素形成的陽離子。 ③寫出陰離子所對應(yīng)的元素的氫化物分子。 ④若氫化物能自偶電離，則寫出其電離生成的離子。如水可電離生成H3O＋和OH－，氨能電離生成NH和NH。 ⑤再寫出特殊情況的等電子微粒。 (2)常見等電子微?？偨Y(jié) ①“10電子”的微粒 ②“18電子”的微粒 ③其他等電子數(shù)的微粒 “9電子”的微粒：—OH、—NH2、—CH3(取代基)、—F； “14電子”的微粒：Si、N2、CO、C2H2、HCN、CN－； “2電子”的微粒：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 ④質(zhì)子數(shù)及核外電子總數(shù)均相等的微粒 a．Na＋、NH、H3O＋；b.HS－、Cl－；c.F－、OH－、NH；d.N2、CO。 命題法3　原子結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系 典例3　　X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序數(shù)為n，則X的原子序數(shù)不可能是(　　) A．n－8 B．n－3 C．n－1 D．n＋5 [解析]　由化學(xué)式X2Y3可知，X為＋3價(jià)，Y為－2價(jià)，即X可能為第ⅢA族或第ⅤA族元素。有如下幾種可能 (1)ⅢA　　ⅥA　　(2)ⅤA　?、鯝 X Y X Y 5B 8O 7N 8O 13Al 16S 15P 16S 據(jù)以上分析，可知答案為A。 另解：由化學(xué)式X2Y3知，X、Y的原子序數(shù)，一個(gè)為奇數(shù)一個(gè)為偶數(shù)，根據(jù)“序、價(jià)”規(guī)律可判斷A項(xiàng)正確。 [答案]　A 【解題法】　“序、層”“序、價(jià)”規(guī)律 (1)“序、層”規(guī)律 ①若一種陽離子與一種陰離子電子層數(shù)相同，則“陰前陽后”，陰離子在前一周期，陽離子在后一周期，陽離子的原子序數(shù)大。 ②同周期元素的簡單陽離子與陰離子相比，陰離子原子序數(shù)大。 (2)“序、價(jià)”規(guī)律 在短周期元素中，元素的原子序數(shù)與其主要化合價(jià)的數(shù)值在奇偶性上一般一致，“價(jià)奇序奇，價(jià)偶序偶”。 1．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示。已知Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍，下列說法正確的是(　　) A．原子半徑：XZ C．Z、W均可與Mg形成離子化合物 D．最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Y>W 答案　C 解析　設(shè)Z的原子序數(shù)為a，則Y、W的原子序數(shù)分別為a－1和a＋9，由題意可知(a－1)＋(a＋9)＝3a，解得a＝8，則Y、Z、X、W分別為N、O、Si、Cl。原子半徑：X(Si)>Y(N)>Z(O)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期主族元素的非金屬性從左向右依次增強(qiáng)，同主族元素的非金屬性從上到下依次減弱，非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，故氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z>X(即H2O>SiH4)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；MgO和MgCl2均為離子化合物，C項(xiàng)正確；Cl元素對應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物HClO4為最強(qiáng)酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(雙選)甲～庚等元素在周期表中的相對位置如下表。己的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物有強(qiáng)脫水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外層與最內(nèi)層具有相同電子數(shù)。下列判斷正確的是(　　) A．丙與戊的原子序數(shù)相差28 B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：庚<己<戊 C．常溫下，甲和乙的單質(zhì)均能與水劇烈反應(yīng) D．丁的最高價(jià)氧化物可用于制造光導(dǎo)纖維 答案　AD 解析　根據(jù)題中信息可確定己和甲分別為S和Mg，則乙、丙、丁、戊、庚分別為Ca、B、Si、As和F。B和As原子序數(shù)分別為5和33，二者相差28，A項(xiàng)正確；根據(jù)非金屬性可確定穩(wěn)定性：HF>H2S>AsH3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下Mg和水反應(yīng)非常緩慢，C項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2可用于制造光導(dǎo)纖維，D項(xiàng)正確。 3．(雙選)甲～辛等元素在周期表中的相對位置如表所示。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　BC 解析　自然界中硬度最大的物質(zhì)是金剛石，故戊為C元素；結(jié)合“甲與戊的原子序數(shù)相差3”“丁與辛屬同周期元素”可推出甲～辛依次為：Li、Na、K、Ca、C、Si、Ge、Ga。A項(xiàng)，金屬性：Ca>Na>Li(丁>乙>甲)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，原子半徑：Ga>Ge>Si>C(辛>庚>己>戊)，正確；C項(xiàng)，K為19號元素，Ge的原子序數(shù)為32，兩者核外電子數(shù)相差13，正確；D項(xiàng)，Na在空氣中燃燒生成Na2O2，Na2O2中含離子鍵和非極性共價(jià)鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．如表所示的五種元素中，W、X、Y、Z為短周期元素，這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說法正確的是(　　) A．X、Y、Z三種元素最低價(jià)氫化物的沸點(diǎn)依次升高 B．由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價(jià)鍵 C．物質(zhì)WY2、W3X4、WZ4均有熔點(diǎn)高、硬度大的特性 D．T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性，T與Z元素可形成化合物TZ4 答案　D 解析　分析題表可知，X、Y位于第二周期，W、Z位于第三周期，T位于第四周期。若設(shè)X最外層電子數(shù)為a，則Y、W、Z最外層電子數(shù)分別為a＋1、a－1、a＋2，由W、X、Y、Z原子最外層電子數(shù)之和為22，可推出a＝5，即X為N，Y為O，W為Si，Z為Cl，T為Ge。A項(xiàng)，X、Y、Z對應(yīng)的最低價(jià)氫化物中，H2O、NH3因分子間有氫鍵，沸點(diǎn)比HCl高，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，X、Y和氫可形成NH4NO3，NH4NO3中既有離子鍵又有共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，SiO2、Si3N4均為原子晶體，熔點(diǎn)高，硬度大，SiCl4為分子晶體，熔點(diǎn)低，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Ge元素單質(zhì)性質(zhì)與Si類似，D項(xiàng)正確。 5．W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的相對位置如圖所示，W的氣態(tài)氫化物可與其最高價(jià)含氧酸反應(yīng)生成離子化合物，由此可知(　　) W X Y Z A.X、Y、Z中最簡單氫化物穩(wěn)定性最弱的是Y B．Z元素氧化物對應(yīng)水化物的酸性一定強(qiáng)于Y C．X元素形成的單核陰離子還原性大于Y D．Z元素單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中只表現(xiàn)氧化性 答案　A 解析　W的氣態(tài)氫化物可與其最高價(jià)含氧酸反應(yīng)生成離子化合物，由此可推出W為N，X為O，Y為S，Z為Cl。根據(jù)元素周期律，同一主族元素從下到上非金屬性增強(qiáng)，同一周期元素從左到右非金屬性增強(qiáng)，與氫化物穩(wěn)定性的規(guī)律一致，A項(xiàng)正確；元素非金屬性越強(qiáng)，則其對應(yīng)的陰離子還原性越弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；B選項(xiàng)沒有注明是最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物，例如H2SO4的酸性比HClO的強(qiáng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2中氯元素的化合價(jià)為0，處于中間價(jià)態(tài)，化合價(jià)既可升高也可降低，Cl2在化學(xué)反應(yīng)Cl2＋H2OHCl＋HClO中既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素原子的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的一半，則下列說法中正確的是(　　) X Y Z W Q A.鈉與W可形成Na2W2化合物 B．由Z與Y組成的物質(zhì)在熔融時(shí)能導(dǎo)電 C．W得電子能力比Q強(qiáng) D．X有多種同素異形體，而Y不存在同素異形體 答案　A 解析　本題考查元素推斷及C、O、Si、S、Cl元素化合物的性質(zhì)。由X元素的信息可知，其原子核外電子排布為K層2個(gè)，L層4個(gè)，為C元素，再根據(jù)各元素在周期表中的相對位置可得，Y為O元素，Z為Si元素，W為S元素，Q為Cl元素。A項(xiàng)，Na與S可形成Na2S2多硫化物，正確；B項(xiàng)，Si與O形成的SiO2為原子晶體，為非電解質(zhì)，熔融時(shí)不能導(dǎo)電，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，S的非金屬性比Cl弱，故S得電子能力比Cl弱，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，O元素存在O2、O3等同素異形體，錯(cuò)誤。 7．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X、Y、Z的原子序數(shù)之和是W的2倍，X、Z在周期表中的相對位置如圖所示，X的最低負(fù)價(jià)絕對值與其原子的最外層電子數(shù)相等。下列說法正確的是(　　) A．離子半徑：r(Y)>r(Z)>r(W) B．Z的簡單離子能破壞水的電離平衡 C．XWm和YWn中化學(xué)鍵類型相同(m、n為正整數(shù)) D．元素Z的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng) 答案　B 解析　依題意可推出X、Y、Z、W分別是C、Mg、S、Cl。離子半徑：r(S2－)>r(Cl－)>r(Mg2＋)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；S2－水解時(shí)促進(jìn)水的電離，B選項(xiàng)正確；CCl4中只存在共價(jià)鍵， MgCl2中只存在離子鍵，二者中化學(xué)鍵類型不相同，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其對應(yīng)的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，非金屬性：Cl>S，熱穩(wěn)定性：HCl>H2S，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．4種相鄰的主族短周期元素的相對位置如圖，元素x的原子核外電子數(shù)是m的2倍，y的氧化物具有兩性?；卮鹣铝袉栴}： (1)元素x在周期表中的位置是第________周期、第________族，其單質(zhì)可采用電解熔融________的方法制備。 (2)m、n、y三種元素最高價(jià)氧化物的水化物中，酸性最強(qiáng)的是________，堿性最強(qiáng)的是________(填化學(xué)式)。 (3)氣體分子(mn)2的電子式為________，(mn)2稱為擬鹵素，性質(zhì)與鹵素類似，其與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 答案　(1)三?、駻　MgCl2 (2)HNO3　Al(OH)3 (3)N??CC??N　2NaOH＋(CN)2===NaCN＋NaOCN＋H2O 解析　由題意可知x、y、m、n四種元素分別為Mg、Al、C、N。 (1)由于鎂元素很活潑，故工業(yè)上常采取電解熔融狀態(tài)的MgCl2的方法來制取單質(zhì)Mg。 (3)(CN)2的結(jié)構(gòu)式為N≡C—C≡N，可寫出(CN)2的電子式。(CN)2與堿反應(yīng)生成NaCN、NaOCN和水。 甲、乙、丙、丁、戊是中學(xué)化學(xué)常見的無機(jī)物，其中甲、乙均為單質(zhì)，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(某些條件和部分產(chǎn)物已略去)。 下列說法不正確的是(　　) A．若組成甲、乙的元素位于同一周期，則戊可能是一種弱酸 B．若組成甲、乙的元素位于同一主族，則戊可能是一種弱酸 C．若甲為短周期中原子半徑最大的主族元素形成的單質(zhì)，且戊為堿，則丙只能為Na2O2 D．若丙、丁混合生成白煙，且丙為18電子分子，丁為10 電子分子，則乙的水溶液可能具有漂白作用 [錯(cuò)解]　A或B或D [錯(cuò)因分析]　由于不清楚同周期或同主族元素的類別而錯(cuò)選A或B；由于不清楚10e－或18e－微粒以及對常見反應(yīng)的現(xiàn)象不熟悉而錯(cuò)選D。 [解析]　若組成甲、乙的元素位于同一周期，則甲、乙可以是C和O2，戊是碳酸，A正確。若組成甲、乙的元素位于同一主族，則甲、乙可以是S和O2，戊是亞硫酸，B正確。若甲為短周期中原子半徑最大的主族元素形成的單質(zhì)，甲應(yīng)是鈉，則丙可以是Na2O，也可以是Na2O2，C錯(cuò)。生成白煙是揮發(fā)性酸和NH3反應(yīng)的特征現(xiàn)象，結(jié)合所含的電子數(shù)目可確定丙為HCl，乙可能是Cl2，符合題意。 [答案]　C [心得體會]