2020版高中化学 第1章 第2节 元素周期律和元素周期表 第2课时 元素周期表学案 鲁科版必修2

2020版高中化学 第1章 第2节 元素周期律和元素周期表 第2课时 元素周期表学案 鲁科版必修2

第2课时　元素周期表 一、元素周期表 ‎1．元素周期表方格中的信息 通过元素周期表可了解元素的信息。例如：‎ ‎2．元素周期表的分区 ‎(1)元素周期表的分区：‎ 16‎ ‎(2)分界线附近元素的性质：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。‎ ‎3．元素周期表的结构 ‎(1)周期：元素周期表有7个横行，即有7个周期。‎ ‎①短周期：第1、2、3周期，每周期所含元素的种类数分别为2、8、8。‎ ‎②长周期：第4、5、6、7周期，每周期所含元素的种类数分别为18、18、32、32。‎ ‎(2)族：元素周期表有18个纵行，但只有16个族。‎ ‎①主族，共7个(由长、短周期元素构成，族序数后标A)。‎ ‎②副族，共7个(只由长周期元素构成，族序数后标B)。‎ ‎③第Ⅷ族，包括8、9、10三个纵行。‎ ‎④0族，最外层电子数是8(He是2)。‎ ‎(3)过渡元素 元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。‎ ‎(1)元素周期表的结构 ‎(2)元素周期表与元素原子结构的关系 ‎①周期数＝电子层数。‎ ‎②主族序数＝最外层电子数。‎ 由原子序数推断元素在周期表中的位置可以先画出原子结构示意图，再确定元素位置。‎ 16‎ 例1　下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)‎ A．在元素周期表中，每一纵行就是一个族 B．主族元素都是短周期元素 C．副族元素都是金属元素 D．元素周期表中每个长周期均包含32种元素 考点　元素周期表的结构 题点　元素周期表的结构 答案　C 解析　A项，第8、9、10三个纵行为第Ⅷ族；B项，主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成。‎ 例2　(2017·聊城高一检测)若把元素周期表原先的主副族及族号取消，由左至右改为18列，如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法错误的是(　　)‎ A．只有第2列元素的原子最外层有2个电子 B．第14列元素形成的化合物种数最多 C．第3列元素种类最多 D．第18列元素都是非金属元素 考点　元素周期表的结构 题点　元素周期表的结构 答案　A 解析　周期表中各族元素的排列顺序为ⅠA、ⅡA、ⅢB→ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA→ⅦA、0族，18列元素与以上对应，所以A项中为ⅡA族，最外层有2个电子，但He及多数过渡元素的最外层也是2个电子，故A项错误；第14列为碳族元素，形成化合物种类最多，故B项正确；第3列包括镧系和锕系元素，种类最多，故C项正确；第18列为稀有气体元素，全部为非金属元素，故D项正确。‎ 特别提示 ‎(1)最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素。‎ ‎(2)最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族(He)元素。‎ 例3　俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含 95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是(　　)‎ 16‎ A．115号元素在第6周期 B．113号元素在第7周期ⅢA族 C．115号和113号元素都是非金属元素 D．镅元素和115号元素不在同一周期 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据0族元素原子序数推断 答案　B 解析　95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第7周期；115号元素比118号元素原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。‎ 规律总结——由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置 常用0族元素定位法：‎ ‎(1)明确0族元素信息 ‎0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Uuo 所在周期序数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 原子序数 ‎2‎ ‎10‎ ‎18‎ ‎36‎ ‎54‎ ‎86‎ ‎118‎ ‎(2)比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的 0族元素处于同一周期。‎ ‎(3)求差值定族数 ‎①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的 ⅠA 族或 ⅡA 族；‎ ‎②若比相应的0族元素少5～1时，则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族；‎ ‎③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。‎ 例4　短周期元素A、B、C的位置如图所示，已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍，则A、B、C依次是(　　)‎ 16‎ A．Be、Na、Al B．C、Al、P C．B、Mg、Si D．O、P、Cl 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据元素的位置推断元素 答案　D 解析　根据短周期元素在周期表中的相对位置可知，A是第2周期元素。设A的原子序数是x，则B和C的原子序数分别为x＋7、x＋9，则x＋7＋x＋9＝4x，解得x＝8，因此A、B、C分别为氧、磷、氯三种元素，答案选D。‎ 思维启迪——同主族相邻周期的元素原子序数之差 ‎(1)第2、3周期同主族元素原子序数相差8；‎ ‎(2)第3、4周期同主族元素，ⅠA、ⅡA族元素原子序数相差8，其他族元素原子序数相差18；‎ ‎(3)第4、5周期同主族原子序数相差18；‎ ‎(4)第5、6周期同主族元素中，ⅠA、ⅡA族元素原子序数相差18，其他族元素原子序数相差32；‎ ‎(5)第6、7周期同主族元素原子序数相差32。‎ 二、元素周期表中的部分元素和焰色反应 ‎1．元素周期表中的部分元素 族 元素 最外层电子数 得失电子难易 性质 ⅡA族(碱土金属元素)‎ 铍(Be)、‎ 镁(Mg)、‎ 钙(Ca)、‎ 锶(Sr)、‎ 钡(Ba)、‎ 镭(Ra)‎ ‎2‎ 易失去电子 ‎(1)物理共性：亮白色，具有导电性、导热性、延展性 ‎(2)化学共性：R－2e－―→‎ R2＋，性质活泼，在自然界中只以化合态存在 ⅤA族 氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)‎ ‎5‎ 易得到电子 N、P、As为非金属元素，Sb、Bi为金属元素 16‎ 过渡元素 第3～12列 ‎(1)全为金属元素 ‎(2)具有良好的导电性 ‎(3)多数元素化学性质比较稳定 ‎2.焰色反应 某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特征颜色的反应，如钠呈黄色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。‎ ‎(1)同主族元素原子具有相同的最外层电子数，所以同主族元素性质相似。‎ ‎(2)焰色反应是金属元素的特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关；观察钾的焰色要通过蓝色钴玻璃片。‎ 例5　下列关于ⅡA族元素的说法中，不正确的是(　　)‎ A．元素的主要化合价都是＋2价 B．元素的单质都呈亮白色 C．有的元素的单质可在自然界中稳定存在 D．其中包括被誉为“国防金属”的元素 答案　C 解析　ⅡA族元素的原子最外层都有2个电子，最外层电子易失去，因此ⅡA族元素的主要化合价都是＋2价；元素的金属性较强，单质的性质活泼，在自然界中都以化合态存在；镁的合金大量用于制造飞机、导弹等，因此被誉为“国防金属”。‎ 思维启迪　‎ 同主族元素的单质和化合物的性质具有相似性，也具有递变性。‎ 例6　已知元素砷(As)的原子序数为33，下列叙述正确的是(　　)‎ A．砷元素的最高化合价为＋3‎ B．砷元素是第5周期的主族元素 C．砷原子的第3个电子层含有18个电子 16‎ D．与砷同主族的上一周期元素原子序数为25‎ 答案　C 解析　As原子结构示意图为，故为第4周期ⅤA族元素，最高化合价＝最外层电子数＝＋5，与砷同主族的上一周期元素为15号磷。‎ 规律总结　‎ 砷和磷原子结构和性质相似，主要化合价有－3、＋3、＋5。‎ 16‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)若第7周期填满，会包含32种元素(　　)‎ ‎(2)铁元素位于周期表的ⅧB族(　　)‎ ‎(3)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素(　　)‎ ‎(4)在元素周期表各族中，第Ⅷ族的元素种类最多(　　)‎ ‎(5)过渡元素都是副族元素(　　)‎ ‎(6)第3、4周期同主族相邻元素的原子序数之差都是18(　　)‎ ‎(7)同周期的第ⅡA族元素与第ⅢA族元素的原子序数之差都相同(　　)‎ ‎(8)0族、ⅡA族、Ⅷ族中都既有短周期元素，又有长周期元素(　　)‎ ‎(9)原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族(　　)‎ ‎(10)M2＋有两个电子层，则M在周期表中的位置是第3周期ⅡA族(　　)‎ ‎(11)位于同一主族相邻的甲、乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能为x＋4‎ ‎(　　)‎ 考点　元素周期表的结构 题点　元素周期表的综合应用 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√　(11)×‎ ‎2．下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)‎ A．元素周期表有7个周期，8个主族 B．元素周期表有18个纵行，共16个族 C．短周期元素中可能有副族元素 D．最外层电子数相同的元素一定在同一族 答案　B 解析　元素周期表中有7个周期，7个主族，故A项错误；元素周期表中有18个纵行，7个主族，7个副族，1个0族，1个第Ⅷ族，共16个族，故B项正确；短周期元素中不包含副族元素，故C项错误；最外层电子数相同的元素不一定在同一族，如氦、镁、铁等元素原子的最外层都是2个电子，但它们不在同一族，故D项错误。‎ 16‎ ‎3．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是(　　)‎ 考点　元素周期表的结构 题点　元素周期表的综合应用 答案　D 解析　本题要求熟记周期表的结构，知道1～18号元素在周期表中的具体位置。根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端排除A、B、C三项。‎ ‎4．0.05 mol某金属单质与足量的盐酸反应，放出‎1.12 L H2(标准状况)，并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是(　　)‎ A．第3周期ⅠA族 B．第3周期ⅡA族 C．第4周期ⅠA族 D．第4周期ⅡA族 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据原子结构推断元素 答案　D 解析　设该金属单质与盐酸反应所表现的化合价为＋x价，则0.05x＝×2，x＝2。根据题意，该金属单质为Ca，位于第4周期ⅡA族。‎ ‎5．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，回答下列问题。‎ ‎(1)元素X的单质分子是________(写化学式)。‎ ‎(2)Y位于元素周期表中的第______周期______族。‎ ‎(3)比Z原子序数大的同主族且相邻周期的元素的原子序数是________。‎ 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据元素在周期表中的位置推断元素 答案　(1)He　(2)2　ⅦA　(3)34‎ 16‎ 解析　因X、Y、Z都是短周期元素，则X、Y、Z分别是第1、2、3周期元素，故X为He，Y为F，Z为S。稀有气体是单原子分子，故X的单质分子是He；Y为F，位于元素周期表中第2周期ⅦA族；第4周期有18种元素，故比Z原子序数大的同主族且相邻周期的元素的原子序数是16＋18＝34。‎ ‎[对点训练]‎ 题组一　元素周期表的结构 ‎1．下列关于元素周期表的叙述正确的是(　　)‎ A．在元素周期表中共有18个纵行，18个族 B．同族元素的最外层电子数一定相同 C．同周期元素的电子层数相同 D．每一周期的元素都是从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束 考点　元素周期表的发展 题点　元素周期表的编排原则 答案　C 解析　周期表共有18个纵行，16个族，其中第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵行，A项错误；对于0族元素、副族元素及第Ⅷ族元素来说，同族元素原子的最外层电子数不一定相同，B项错误；同周期元素具有相同的电子层数，C项正确；第1周期的元素从氢元素开始，以稀有气体元素结束，D项错误。‎ ‎2．(2018·峨山一中月考)关于元素周期表，下列叙述中不正确的是(　　)‎ A．元素周期表中共有18列，16族 B．周期表中的族分为主族、副族、0族和Ⅷ族 C．过渡元素全部是副族元素 D．主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成 考点　元素周期表的结构 题点　元素周期表的结构 答案　C 16‎ 解析　根据元素周期表的结构知共有18列，16族，故A对；周期表中的族分为7主族、7副族、0族和Ⅷ族，故B对；过渡元素是副族和Ⅷ族元素，故C错；主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成，故D对。‎ ‎3．(2018·豫南名校高一联考)根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．L电子层电子数为奇数的所有元素都是非金属 B．同一主族的两种元素的原子序数之差可能是16、26、36、46‎ C．只有第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子 D．由左至右第8、9、10三列元素中没有非金属元素 答案　D 解析　L电子层电子数为奇数，L层未排满，则处于第2周期，Li的L层含有1个电子，但Li是金属元素，A错误；对于处于同一主族不同周期的元素，原子序数相差可能为2、8、18或32等，如0族中第1周期与第3周期的元素相差16，如ⅣA族中第2周期与第4周期的元素相差26，如0族中第3周期与第5周期的元素相差36，但是2、8、18、32的组合不能得到46，B错误；第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子，但He及部分过渡元素原子最外层也含有2个电子，C错误；由左至右第8、9、10三列元素为第Ⅷ族元素，都是金属元素，D正确。‎ 题组二　同周期、同主族元素的序差规律 ‎4．已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是(　　)‎ A．n＝m＋1 B．n＝m＋11‎ C．n＝m＋25 D．n＝m＋10‎ 答案　D 解析　本题考查元素周期表的结构。第ⅡA族、第ⅢA族短周期中相邻原子序数差1；第4、5周期中由于中间有副族和第Ⅷ族元素的存在，故第ⅡA族、第ⅢA族原子序数差11；第6、7周期中由于有镧系、锕系元素的存在，两者相差25。‎ ‎5．在元素周期表中，对于同一主族相邻周期的两种元素原子序数之差的叙述正确的是(　　)‎ A．第2、3周期两元素相差均为8‎ B．第3、4周期两元素相差均为18‎ C．第5、6周期两元素相差均为32‎ D．以上叙述均正确 考点　元素周期表的结构 题点　同主族原子序数的关系 16‎ 答案　A 解析　第3、4周期的同主族元素，若为第ⅠA、ⅡA族，则原子序数相差8，若为第ⅡA族以后的主族元素，则原子序数相差18，B项错误；第5、6周期的主族元素，若为第ⅠA、ⅡA族，则原子序数相差18，若为第ⅡA族以后的主族元素，则原子序数相差32，C、D项错误。‎ ‎6．(2018·北京四中3月月考)如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为(　　)‎ A．5x＋10 B．5x＋11‎ C．5x＋14 D．5x＋16‎ 考点　元素周期表的结构 题点　“＋”型元素原子序数的关系 答案　A 解析　由四种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第2、3、4周期，若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10，答案选A。‎ 题组三　元素在周期表中位置的推断 ‎7．元素X的原子有3个电子层，最外电子层上有4个电子。则X元素位于周期表的(　　)‎ A．第4周期ⅢA族 B．第4周期ⅦA族 C．第3周期ⅣB族 D．第3周期ⅣA族 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据原子结构推断 答案　D 解析　根据周期序数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数，知D项正确。‎ 16‎ ‎8．下图各为元素周期表的一部分(数字为原子序数)，其中X为35的是(　　)‎ 答案　D 解析　依据“稀有气体定位法”，先写出各周期中稀有气体原子序数：2、10、18、36、54、86；其次根据第5周期有18种元素，即可确定元素X(35号)应为D中位置。‎ ‎9．(2018·北京四中3月月考)据国外有关资料报道，在独居石(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元素应位于周期表的(　　)‎ A．第6周期ⅣA族 B．第7周期ⅥA族 C．第7周期ⅦA族 D．第8周期ⅥA族 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据0族元素原子序数推断 答案　B 解析　第7周期若排满，118号元素应为0族元素，而116号元素在0族向左第2列，故应为第ⅥA族元素，答案选B。‎ ‎10．A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则符合A、B、C的一组元素是(　　)‎ A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si C．O、P、Cl D．C、Al、P 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据元素在周期表中的位置推断 答案　C 16‎ 解析　解答本题首先确定三种元素在元素周期表中的相对位置，再根据元素周期表中结构的关系列式求解。由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的图中位置看，A只能处在第2周期，而B、C处在第3周期。设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1＝x＋7，C的原子序数为x＋8＋1＝x＋9，则x＋7＋x＋9＝4x，x＝8。所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl，代入族序数关系：5＋7＝2×6成立。‎ 题组四　周期表中部分元素的性质 ‎11．某元素X的气态氢化物的化学式为XH3，则下列叙述中不正确的是(　　)‎ A．该元素原子的最外电子层上有5个电子 B．该元素最高价氧化物的化学式为X2O5‎ C．该元素在元素周期表中位于第ⅤA族 D．该元素最高价氧化物对应的水化物的化学式H2XO3‎ 答案　D 解析　X的气态氢化物的化学式为XH3，则X最外层有5个电子，位于第ⅤA族；其最高正化合价为＋5价，最高价氧化物的化学式为X2O5，最高价氧化物对应的水化物的化学式为HXO3或H3XO4。‎ ‎12．某短周期元素原子最外层只有2个电子，则该元素(　　)‎ A．一定是ⅡA族元素 B．一定是金属元素 C．一定在化合物中呈＋2价 D．可能是金属元素，也可能是非金属元素 答案　D 解析　元素原子最外层只有2个电子，若为主族元素，则在周期表中处于ⅡA族，为金属元素，在化合物中呈＋2价，若为He，则为0族元素。‎ ‎[综合强化]‎ ‎13．结合元素周期表回答下列问题：‎ ‎(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。‎ 16‎ ‎(2)表中所列元素，属于短周期元素的有____________，属于主族元素的有______________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第______周期______族。‎ ‎(3)元素f是第______周期______族元素，请在右边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。‎ 考点　元素周期表的结构 题点　元素周期表的综合应用 答案　(1)‎ ‎(2)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　3　0　4　ⅡB ‎(3)3　ⅥA　‎ 解析　(1)根据元素周期表的结构知：第1周期有2种元素，第2、3周期各有8种元素，分列于第1、2、13～18列，第4、5、6、7周期为长周期，包括1～18列。由此可画出周期表的边界。‎ ‎(2)画出周期表的边界，对照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。‎ ‎(3)第3周期ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。‎ ‎14.A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如右图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。‎ ‎(1)写出A、B、C三种元素的名称____________________、______________、______________。‎ ‎(2)B位于元素周期表中第________周期________族。‎ 16‎ ‎(3)C的原子结构示意图为________。‎ 考点　元素周期表在元素推断中的应用 题点　根据元素在周期表中的位置推断 答案　(1)氮　硫　氟 ‎(2)3　ⅥA ‎(3)‎ ‎15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物。则 ‎(1)X是________(填名称，下同)，Y是______________________________________________，Z是________。‎ ‎(2)由Y和Z组成，且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式是__________________。‎ ‎(3)由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是__________和__________。‎ ‎(4)X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式是________________。‎ 考点　元素推断 题点　元素综合推断 答案　(1)氢　氮　氧　(2)N2O5　(3)NH　OH－(或其他合理答案)　(4)NH4NO3‎ 解析　X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，说明X为氢元素。Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，说明Z为氧元素。能与氧元素形成两种以上气态化合物的是氮元素。‎ 16‎