2020届化学高考二轮复习（浙江）元素周期律和元素周期表学案

2020届化学高考二轮复习（浙江）元素周期律和元素周期表学案

第 1 讲 元素周期律和元素周期表 [考试说明] 知识内容 考试要求 (1)元素周期律(核外电子排布、原子半径、元素主要化合价、元素的金 属性和非金属性的周期性变化) b (2)元素周期表的结构，同主族、同周期元素原子核外电子排布、元素 化学性质的递变规律 b (3)主族元素在周期表中位置、原子结构、元素性质三者的关系 c (4)元素周期表的发展史、意义与作用 b 元素周期表[学生用书 P15] 1．编排原则 周期(横行)：元素原子的电子层数相同，左―→右：原子序数递增； 族(纵行)：元素原子的最外层电子数相同，上―→下：电子层数递增。 2．强化认识元素周期表的结构 (1)记住元素周期表的结构 (2)记住元素周期表的一些特点 ①短周期只有前 3 周期； ②主族中只有 ⅡA 族元素全部为金属元素； ③ⅠA 族元素不等同于碱金属元素，其中 H 元素不属于碱金属元素； ④元素周期表第 18 列是 0 族，不是ⅧA 族，第 8、9、10 三列是Ⅷ族，不是ⅧB 族； ⑤长周期中每一周期不一定有 18 种元素，第 6、7 周期(排满时)各有 32 种元素。 3．元素周期表中的特殊位置 (1)分区 ①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条虚 线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。 ②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。 ③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。 (2)过渡元素：元素周期表中部从ⅢB 族到ⅡB 族 10 个纵行共六十多种元素，这些元素都 是金属元素。 (3)镧系：元素周期表第 6 周期中，57 号元素镧到 71 号元素镥共 15 种元素。 (4)锕系：元素周期表第 7 周期中，89 号元素锕到 103 号元素铹共 15 种元素。 (5)超铀元素：在锕系元素中 92 号元素铀(U)以后的各种元素。 1．(2019·浙江 4 月选考，T14)2019 年是门捷列夫提出元素周期表 150 周年。根据元素周 期律和元素周期表，下列推断不合理的是( ) A．第 35 号元素的单质在常温常压下是液体 B．位于第 4 周期第ⅤA 族的元素为非金属元素 C．第 84 号元素的最高化合价是＋7 D．第 7 周期 0 族元素的原子序数为 118 答案：C 2．关于元素周期表，下列叙述中正确的是( ) A．在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素都可以制备半导体材料 B．在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀材料的元素 C．在过渡元素区域可以寻找制备新型农药的元素 D．非金属性最强的元素在周期表的最右上角 解析：选 B。在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素，但 不一定都可以，A 错误；通常用来制造农药的元素有氟、氯、硫、磷等，集中在元素周期表的 右上角，而不是过渡元素区域，C 错误；非金属性最强的元素是氟，而不是元素周期表最右上 角的氦，D 错误。 3．硅元素在周期表中的位置是( ) A．第 2 周期ⅣA 族 B．第 3 周期ⅣA 族 C．第 3 周期ⅥA 族 D．第 2 周期ⅥA 族 解析：选 B。本题考查元素周期表知识。硅为 14 号元素，核外有 3 个电子层，最外层有 4 个电子，所以硅原子位于元素周期表第 3 周期ⅣA 族。 4. 如图为元素周期表中前 4 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 C．5x＋14 D．5x＋16 解析：选 A。分析如下： 周期表结构巧记口诀 横行叫周期，现有一至七，三长三短一不完全。 纵行称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。 一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去 8、9、10。 镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB 族。 说明：①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ； ②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。 元素周期律及其应用[学生用书 P16] 1．元素周期表中的规律 (1)电子排布规律 最外层电子数为 1 或 2 的原子可以是ⅠA 族或ⅡA 族或副族或Ⅷ族元素的原子或 0 族的 He 原子；最外层电子数是 3～7 的原子一定是主族元素的原子，且最外层电子数等于主族的族 序数。 (2)序数差规律 ①同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律 a．除第ⅡA 族和第ⅢA 族外，其余同周期相邻元素原子序数差为 1。 b．同周期第ⅡA 族和第ⅢA 族原子序数差为第 2、3 周期时相差 1，第 4、5 周期时相差 11，第 6、7 周期时相差 25。 ②同主族相邻元素的“序数差”规律 a．第 2、3 周期的同主族相邻元素原子序数相差 8。 b．第 3、4 周期的同主族相邻元素原子序数相差有两种情况：第ⅠA 族、第ⅡA 族相差 8， 其他主族相差 18。 c．第 4、5 周期的同主族相邻元素原子序数相差 18。 d．第 5、6 周期的同主族相邻元素原子序数相差有两种情况：镧系之前的相差 18，镧系 之后的相差 32。 e．第 6、7 周期的同主族相邻元素原子序数相差 32。 2．微粒半径大小比较规律(“三看”规律) 在中学化学要求的范畴内，可按“三看”规律来比较粒子半径的大小： (1)“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。 例如：r(Li)r(Na＋)，r(Fe)>r(Fe2＋)。 (2)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。 例如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)；r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 (3)“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 例如：r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。 3．元素金属性、非金属性强弱规律 金属 性比 较 本质 原子越易失电子，金属性越强 判断 依据 ①在金属活动性顺序表中位置越靠前，金属性越强 ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强 ③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强 ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 ⑤若 Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则 Y 的金属性比 X 强 非金 属性 比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强 判断 依据 ①与 H2 化合越容易或气态氢化物越稳定，非金属性越强 ②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱，非金属性越强 ③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强 ④若 An－＋B―→Bm－＋A，则 B 的非金属性比 A 强 题组一 元素性质的递变规律 1．(2018·浙江 4 月选考，T12)四种短周期元素 X、Y、Z 和 W 在周期表中的位置如图所 示，原子序数之和为 48。下列说法不正确的是( ) X Y Z W A.原子半径(r)大小比较：r(X)>r(Y) B．X 和 W 可形成共价化合物 XW3 C．W 的非金属性比 Z 的强，所以 W 氢化物的沸点比 Z 的高 D．Z 的最低价单核阴离子的失电子能力比 Y 的强 答案：C 2．(2019·绍兴高三适应性考试)1869 年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进 行排列，准确预留了甲、乙两种未知元素的位置，并预测了二者的相对原子质量，部分原始 记录如下。下列说法中错误的是( ) A．甲位于现行元素周期表第 4 周期第ⅢA 族 B．原子半径比较：甲＞乙＞ Si C．乙的简单气态氢化物的稳定性强于 CH4 D．推测乙的单质可用作半导体材 解析：选 C。从示意图可以看出同一行的元素在同一主族，同一列的元素在同一周期，甲 元素与 B 和 Al 在同一主族，与 As 在同一周期，则甲在元素周期表的位置是第 4 周期第ⅢA 族，A 项正确；甲元素和乙元素同周期，同周期元素的核电荷数越小，原子半径越大，则甲元 素的原子序数小于乙，所以甲元素的原子半径大于乙元素的，同主族元素，核电荷数越大， 原子半径越大，乙元素与 Si 同主族，乙元素的核电荷数大于 Si 元素的，故原子半径大小顺序 为甲＞乙＞Si，B 项正确；同主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，则气态氢化物的稳定性 逐渐减弱，故乙的简单气态氢化物的稳定性弱于 CH4，C 项错误；乙为 Ge 元素，其处于金属 元素和非金属元素的交界处，可用作半导体材料，D 项正确。 题组二 “位—构—性”关系 3.(2018·浙江 11 月选考，T12)元素 X、Y、Z 和 Q 在周期表中的位置如图所示，其中元素 Q 位于第 4 周期，X、Y、Z 原子的最外层电子数之和为 17。下列说法不正确的是( ) X Y Z Q A.原子半径(r)：r(Q)＞r(Y)＞r(Z) B．元素 X 有－4、＋2、＋4 等多种价态 C．Y、Z 的氧化物对应的水化物均为强酸 D．可以推测 H3QO4 是 Q 的最高价氧化物的水化物 解析：选 C。根据元素 Q 位于第 4 周期可知，X 在第 2 周期，Y、Z 都在第 3 周期；又 X、 Y、Z 原子的最外层电子数之和为 17，可推出 X 是碳元素、Y 是硫元素、Z 是氯元素、Q 是砷 元素。A.电子层数越多，原子半径越大；当电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小， 则原子半径(r)：r(Q)＞r(Y)＞r(Z)，故 A 正确。B.元素 X 是碳元素，碳元素有－4、＋2、＋4 等多种价态，故 B 正确。C.Y、Z 的氧化物对应的水化物有多种，如果是最高价氧化物的水化 物，则均为强酸，但 HClO、H2SO3 不是强酸，故 C 不正确。D.Q 位于第ⅤA 族，其最高价为 ＋5 价，可以推测 H3QO4 是 Q 的最高价氧化物的水化物，故 D 正确。 4．W、X、Y、Z、M、N 六种主族元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法不正 确的是( ) A．原子半径：Y>Z>W B．单质的还原性：X>Y C．溴与元素 M 同主族，最高价氧化物的水化物的酸性比 M 的强 D．元素 N 位于金属与非金属的分界线附近，可以推测 N 元素的单质可作半导体材料 解析：选 C。根据元素周期表可推知各元素。X 为 Na，Y 为 Mg，W 为 O，Z 为 S，M 为 Cl，N 为 Ge。因为 M 为氯元素，其非金属性比溴强，故其最高价氧化物对应的水化物的酸性 比高溴酸强，C 错误。 5．(2017·浙江 4 月选考，T14) W、X、Y、Z 四种短周期元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．Z、Y、X 的原子半径依次减小，非金属性依次降低 B．Z、Y、W 的最高价氧化物的水化物的酸性依次降低 C．WH4 与 Z 元素的单质在一定条件下可发生化学反应 D．W 的位置是第 2 周期、第ⅣA 族 解析：选 A。由 W、X、Y、Z 四种短周期元素在周期表中的位置可推知，W 为 C，X 为 O，Y 为 S，Z 为 Cl。A 项，同周期从左到右，随着原子序数的递增，元素的原子半径逐渐减 小，非金属性逐渐增强；同主族从上到下，随着原子序数的递增，元素的原子半径逐渐增大， 非金属性逐渐减弱；因此原子半径：S>Cl>O，非金属性：O>Cl>S，故错误。B 项，非金属性 越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，因非金属性：Cl>S>C，所以酸性： HClO4>H2SO4>H2CO3，故正确。C 项，CH4 与 Cl2 在光照条件下可发生取代反应，故正确。D 项，C 元素位于第 2 周期第ⅣA 族，故正确。