2021版高考化学一轮复习专题5微观结构与物质的多样性2元素周期表元素周期律课件苏教版

2021版高考化学一轮复习专题5微观结构与物质的多样性2元素周期表元素周期律课件苏教版

第二单元　 元素周期表　元素周期律 考点 1: 元素周期表的结构与应用　 一、元素周期表的结构 (b) 1. 世界上第一张元素周期表是在 1869 年由俄国化学家 _________ 绘制完成的 , 随着科学的不断发展 , 已逐渐演 变为现在的常用形式。 门捷列夫 2. 原子序数 : 按照元素在周期表中的顺序给元素编号 , 称之为 _________, 在原子中存在关系 :_________= 核电 荷数 = 质子数 = 核外电子数。 原子序数 原子序数 3. 编排原则 (1) 周期 : 把 _________ 相同的元素 , 按 _____________ 的 顺序 , 从左至右排成的横行。 (2) 族 : 把 _____________ 相同的元素 , 按 _____________ 的顺序 , 从上至下排成的纵行。 电子层数 原子序数递增 最外层电子数 电子层数递增 4. 元素周期表的结构 5. 周期表的分区 (1) 分界线 : 沿着元素周期表中 ___ 、硅、砷、碲、砹与 ___ 、锗、锑、钋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 ___________, 分界线右 上方为 _____________ 。 硼 铝 金属元素区 非金属元素区 (3) 分界线附近元素的性质 : 既表现 _________ 的性质 , 又表现 ___________ 的性质。 6. 元素周期表中的特殊位置 (1) 过渡元素 : 元素周期表中部从 ____ 族到 ____ 族 10 个 纵列共六十多种元素 , 这些元素都是金属元素。 金属元素 非金属元素 ⅢB ⅡB (2) 镧系 : 元素周期表第 __ 周期中 ,57 号元素镧到 71 号元 素镥共 15 种元素。 (3) 锕系 : 元素周期表第 __ 周期中 ,89 号元素锕到 103 号元 素铹共 15 种元素。 6 7 二、元素周期表的应用 (b) (1) 科学预测 : 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。 (2) 寻找新材料。 (3) 用于工农业生产。 对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系 , 研制农药材料等。 【 典例精析 】 【 典例 】 (2019· 浙江 4 月学考真题 )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. 位于第四周期第 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. 第七周期 0 族元素的原子序数为 118 ﹒ ﹒ ﹒ 【 解析 】 选 C 。 A.35 号元素是溴元素 , 单质 Br 2 在常温常压下是红棕色的液体 ,A 项合理 ;B. 位于第四周期第 ⅤA 族的元素是砷元素 (As), 为非金属元素 ,B 项合理 ;C. 第 84 号元素位于第六周期 ⅥA 族 , 为钋元素 (Po), 由于最高正价等于主族序数 , 所以该元素最高化合价是 +6,C 项不合理 ;D. 第七周期 0 族元素是第七周期最后一个元素 , 原子序数为 118,D 项合理。 【 强化训练 】 1.(2018· 浙江 4 月学考真题 ) 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 世纪金榜导学号 ( 　　 ) 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 XW 3 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 【 解题思路 】 【 解析 】 选 C 。由题干信息推断 :X 为 N,Y 为 O,Z 为 S,W 为 Cl; 同周期元素从左往右原子半径逐渐减小 ,A 正确 ; 根据 X 和 W 的最外层电子数可推断 , 两物质可形成 8 电子稳定状态 ,B 正确 ; 沸点大小的比较取决于分子间的作用力 ,C 错误 ;Z 的非金属性弱于 Y,D 正确。 2. 下列各表为周期表的一部分 ( 表中数字为原子序数 ), 其中正确的是 世纪金榜导学号 ( 　　 ) 【 解析 】 选 D 。 A 项中 ,2 号元素应该位于周期表的最后一列 , 错误 ;B 项中 ,2 号、 3 号、 4 号元素不应该在同一周期 , 因为第 1 周期只有 H 、 He 两种元素 , 错误 ;C 项中 ,6 号、 12 号和 24 号元素不应在同一主族 , 因为同主族相邻元素原子序数之差为 2 、 8 、 18 等 , 不存在相差 6 或 12 的情况 , 错误 ;D 项 , 完全符合元素周期表的排列规则 , 正确。 3.ⅤA 族元素中的 A 、 B 两种元素所在周期分别最多可排 18 和 8 种元素 , 且 B 在 A 的上一周期 , 当 A 的原子序数为 x 时 ,B 的原子序数为 ( 　　 ) A. x -18 　　　 B. x -8 C. x +8 D. x +18 【 易错分析 】 元素周期表中左侧两个主族与右侧主族同主族相邻元素的序差不相同。 【 解析 】 选 A 。 B 、 A 所在周期相邻 ,A 、 B 最多可排 18 和 8 种元素 , 所以 B 在第 3 周期 ,A 在第 4 周期 ,A 、 B 为 ⅤA 族元素 , 其原子序数差为 18 。 【 加固训练 】 1.(2017· 江苏高考 ) 短周期主族元素 X 、 Y 、 Z 、 W 原子序数依次增大 , 其中只有 Y 、 Z 处于同一周期且相邻 ,Z 是地壳中含量最多的元素 ,W 是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 原子半径 : r (X) < r (Y) < r (Z) < r (W) B.W 的最高价氧化物的水化物是一种弱碱 C.Y 的单质的氧化性比 Z 的强 D.X 、 Y 、 Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物 【 解析 】 选 D 。地壳中含量最多的元素为 O, 由题意可知 Y 、 Z 位于第 2 周期 ,X 位于第 1 周期 , 则 Z 为 O,Y 为 N,X 为 H, 短周期中金属性最强的元素为 Na, 则 W 为 Na 。 A 项 , 原子半径 :Na>N>O>H, 错误 ;B 项 ,NaOH 为强碱 , 错误 ;C 项 , 非金属性 :O>N, 则氧化性 O 2 ( 或 O 3 ) 强于 N 2 , 错误 ;D 项 ,H 、 N 和 O 可以构成共价化合物 NH 3 ·H 2 O, 也可以构成离子化合物 NH 4 NO 3 , 正确。 2. 已知 X 、 Y 、 Z 三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示 , 设 X 的原子序数为 a 。则下列说法不正确的是 ( 　　 ) Y X Z A.Y 与 Z 的原子序数之和可能为 2 a B.Y 的原子序数可能为 a -17 C.Z 的原子序数可能为 a +31 D.X 、 Y 、 Z 一定为短周期元素 【 解析 】 选 D 。由题给信息可知 ,X 、 Y 、 Z 只能位于 ⅢA 族～ ⅦA 族 , 则 : 若 X 为第 4 周期元素 ,Y 、 Z 分别为第 3 、第 5 周期元素 , 由 X 的原子序数为 a 可知 ,Y 的原子序数为 a -18+1= a -17,Z 的原子序数为 a +18-1= a +17,Y 与 Z 的原子序数之和为 2 a ,A 、 B 正确 ; 若 Z 为第 6 或第 7 周期元素 , 因存在镧系和锕系元素 , 则 Z 的原子序数可能为 a +32-1= a + 31,C 正确。 3. 根据元素周期律 , 由下列事实进行归纳推测 , 推测不合理的是 ( 　　 ) 事实 推测 A 12 Mg 与水反应缓慢 , 20 Ca 与水反应较快 56 Ba(ⅡA 族 ) 与水反应会更快 B Si 是半导体材料 , 同族的 Ge 也是半导体材料 ⅣA 族的元素单质都是半导体材料 事实 推测 C HCl 在 1 500 ℃ 时分解 ,HI 在 230 ℃ 时分解 HBr 的分解温度在二者之间 D Si 与 H 2 高温时反应 ,S 与 H 2 加热能反应 P 与 H 2 在高温时能反应 【 解析 】 选 B 。同主族金属元素由上至下金属性增强 , 与水反应剧烈程度增强 ,A 正确 ; 半导体材料通常位于元素周期表中金属元素和非金属元素的分界处 , 第 ⅣA 族元素单质并不都是半导体材料 ,B 错误 ; 同主族非金属元素由上至下非金属性减弱 , 气态氢化物的热稳定性减弱 ,C 正确 ; 同周期非金属元素从左到右非金属性增强 , 与氢气化合难度减小 ,D 正确。 【 归纳总结 】 1. 同周期 ⅡA 族和 ⅢA 族元素原子序数差 2. 利用稀有气体确定主族元素在周期表中的位置 方法 : 原子序数 - 最邻近的稀有气体元素的原子序数 =Δ Z 。 例如 :(1)35 号元素 ( 相邻近的是 36 Kr), 则 35-36=-1, 故周期数为 4, 族序数为 8-|-1|=7, 即第 4 周期第 ⅦA 族 , 即溴元素 ; (2)87 号元素 ( 相邻近的是 86 Rn), 则 87-86=1, 故周期数为 7, 族序数为 1, 即第 7 周期第 ⅠA 族 , 即钫元素。 考点 2: 元素周期律及其应用　 一、元素周期律 (b) 1. 元素周期律的概念及实质 2. 主族元素的周期性变化规律 内容 同周期 ( 从左到右 ) 同主族 ( 从上到下 ) 原 子 结 构 电子层数 _____ 依次 _____ 最外层 电子数 依次增加 1 个 _____ 原子半径 _________ _________ 相同 增加 相同 逐渐减小 逐渐增大 内容 同周期 ( 从左到右 ) 同主族 ( 从上到下 ) 元 素 的 性 质 金属性 _________ _________ 非金属性 _________ _________ 主要 化合价 一般 , 最高正价 : _______, 负化合价 : _______ 最高正价数 = _________(O 、 F 除外 ), 负化合 价 =___________ 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 +1→+7 -4→-1 主族序数 主族序数 -8 内容 同周期 ( 从左到右 ) 同主族 ( 从上到下 ) 化 合 物 性 质 最高价氧 化物对应 水化物 酸性 _________ 碱性 _________ 酸性 _________ 碱性 _________ 氢化物 稳定性逐渐 _____ 还原性逐渐 _____ 稳定性逐渐 _____ 还原性逐渐 _____ 离子的氧 化性、还 原性 阳离子氧化性逐渐 _____, 阴离子还原性逐渐 _____ 阳离子氧化性逐渐 _____, 阴离子还原 性逐渐 _____ 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 增强 减弱 减弱 增强 增强 减弱 减弱 增强 3. 元素金属性强弱的比较 (1) 结构比较法 : 最外层电子数 _____, 电子层数 _____, 元素金属性 _____ 。 越少 越多 越强 (2) 位置比较法 (3) 实验比较法 4. 元素非金属性强弱的比较 (1) 结构比较法 : 最外层电子数 _____, 电子层数 _____, 非金属性 _____ 。 越多 越少 越强 (2) 位置比较法 二、元素周期表、元素周期律的应用 (b) (1) 根据元素周期表中的位置寻找未知元素 (2) 预测元素的性质 ( 由递变规律推测 ) ① 比较不同周期、不同主族元素的性质 如金属性 Mg>Al,Ca>Mg, 则碱性 Mg(OH) 2 __Al(OH) 3 , Ca(OH) 2 __Mg(OH) 2 ( 填“ >” 、“ <” 或“ =”) 。 > > ② 推测未知元素的某些性质 如 : 已知 Ca(OH) 2 微溶 ,Mg(OH) 2 难溶 , 可推知 Be(OH) 2 ___ 溶 ; 再如 : 已知卤族元素的性质递变规律 , 可推知元素 砹 (At) 应为 ___ 色固体 , 与氢 ___ 化合 ,HAt___ 稳定 , 水 溶液呈 ___ 性 ,AgAt___ 溶于水等。 难 有 难 不 酸 不 (3) 启发人们在一定区域内寻找新物质 ①半导体元素在金属与非金属分界线附近 , 如 :Si 、 Ge 、 Ga 等。 ②农药中常用元素在右上方 , 如 :F 、 Cl 、 S 、 P 、 As 等。 ③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找 , 如 :Fe 、 Ni 、 Rh 、 Pt 、 Pd 等。 【 典例精析 】 【 典例 】 (2019· 全国卷 Ⅰ) 科学家合成出了一种新化合物 ( 如图所示 ), 其中 W 、 X 、 Y 、 Z 为同一短周期元素 ,Z 核外最外层电子数是 X 核外电子数的一半。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A.WZ 的水溶液呈碱性 B. 元素非金属性的顺序为 X>Y>Z C.Y 的最高价氧化物的水化物是中强酸 D. 该新化合物中 Y 不满足 8 电子稳定结构 【 解题思路 】 (1) 由 W 、 X 、 Y 、 Z 为同一短周期元素 ,Z 的核外最外层电子数是 X 核外电子数的一半 , 以及 X 、 Z 的成键数可知 ,Z 为 Cl 、 X 为 Si 。 (2) 由化合价代数和为 0 可知 ,Y 元素化合价为 -3 价 , 则 Y 为磷元素 ; 由 W 的电荷数可知 ,W 为钠元素。 【 解析 】 选 C 。由 W 、 X 、 Y 、 Z 为同一短周期元素 ,Z 的核 外最外层电子数是 X 核外电子数的一半 , 以及 X 、 Z 的成 键数可知 ,Z 为 Cl 、 X 为 Si, 由化合价代数和为 0 可知 ,Y 元 素化合价为 -3 价 , 则 Y 为 P 元素 ; 由 W 的电荷数可知 ,W 为 Na 元素。 WZ 的水溶液是 NaCl 水溶液 , 呈中性 ,A 不正确 ; 元 素非金属性的顺序为 Z >Y>X, 即 Cl>P>Si,B 不正确 ;Y 的 最高价氧化物的水化物是 H 3 PO 4 , 是中强酸 ,C 正确 ; 该新化合物中 Y 形成两个化学键 , 但是得到 1 个电子后会形成一对孤电子对 , 故满足 8 电子稳定结构 ,D 不正确。 【 强化训练 】 1.(2019· 梧州模拟 ) 短周期主族元素 X 、 Y 、 Z 、 W 原子序数依次增大 ,X 原子最外层有 6 个电子 ,Y 是至今发现的非金属性最强的元素 ,Z 的周期序数等于族序数 ,W 的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 原子最外层电子数由多到少的顺序 :Y 、 X 、 W 、 Z B. 原子半径由大到小的顺序 :W 、 Z 、 Y 、 X C. 元素非金属性由强到弱的顺序 :Y 、 W 、 X D. 简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序 :X 、 Y 、 W 【 解析 】 选 A 。由 Y 是至今发现的非金属性最强的元素 可知 ,Y 为 F; 由 X 原子序数小于 Y 且 X 原子最外层有 6 个电 子可知 ,X 为 O; 由 Z 的周期序数等于族序数可知 ,Z 为 Al; 由 W 的单质广泛用作半导体材料可知 ,W 是 Si 。 A 选项 , 原 子最外层电子数由多到少的顺序是 F 、 O 、 Si 、 Al, 所以 正确 ;B 选项 , 原子半径由大到小的顺序 :Z 、 W 、 X 、 Y, 所 以错误 ;C 选项 , 元素非金属性由强到弱的顺序 :Y 、 X 、 W, 所以错误 ;D 选项 , 简单气态氢化物的稳定性 Y 的最强 , 所以错误。 2. 短周期主族元素 X 、 Y 、 Z 、 W 的原子序数依次增大 , 其中 Y 、 W 处于同一主族 ,Y 、 Z 的原子最外层电子数之和等于 9,X 的简单氢化物与 W 的单质组成的混合气体见光可生成 W 的氢化物和油状混合物。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 简单离子半径 :Y r (F - )> r (Mg 2+ ),A 项错误 ;W 的最高价氧化物对应的水化 物高氯酸的酸性比 X 的最高价氧化物的水化物碳酸强 , 但没说明是最高价氧化物的水化物则不一定 , 如次氯酸酸性弱于碳酸 ,B 项错误 ;Y 的简单气态氢化物氟化氢的热稳定性一定比 W 的简单气态氢化物氯化氢强 ,C 项正确 ;Y 分别与 X 、 Z 形成的化合物 CF 4 和 MgF 2 , 其所含化学键分别为共价键和离子键 , 类型不相同 ,D 项错误。 3.(2019· 泉州模拟 ) 如图是部分短周期元素的化合价与原子序数的关系图 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) 世纪金榜导学号 A. 原子半径 :R>W>Z>Y>X B. 氧化物对应水化物的酸性 :R>W C. 气态氢化物的稳定性 :W>X D.Y 、 Z 、 W 最高价氧化物对应的水化物两两之间均能相互反应 【 解析 】 选 D 。由题图可推知 ,X 、 Y 、 Z 、 W 、 R 分别是 O 、 Na 、 Al 、 S 、 Cl 。同一周期主族元素从左到右原子 半径依次减小 , 同一主族元素从上到下原子半径依次增 大 , 故原子半径 :Na>Al>S>Cl>O,A 项错误 ;S 、 Cl 对应氧 化物的水化物均既有强酸又有弱酸 , 故无法比较其氧化 物对应水化物的酸性大小 , 而最高价氧化物对应水化物 的酸性 :HClO 4 >H 2 SO 4 ,B 项错误 ; 非金属性 :O>S, 则气态氢化物的稳定性 :H 2 O>H 2 S,C 项错误 ;Na 、 Al 、 S 最高价氧化物对应的水化物分别是 NaOH 、 Al(OH) 3 、 H 2 SO 4 , 三者两两之间均能相互反应 ,D 项正确。 【 加固训练 】 1.(2019· 沧州模拟 ) 短周期元素 X 、 Y 、 Z 、 W 在元素周期表中的相对位置如图所示 , 其中 X 元素形成的化合物种类最多。下列说法错误的是 ( 　　 ) A. 原子半径 :Z>W>X>Y B. 工业上用 Y 和 Z 组成的化合物冶炼 Z 的单质 C.X 、 Y 形成的化合物一定为酸性氧化物 D.W 的单质和氧化物均可与 NaOH 溶液反应 【 解析 】 选 C 。本题考查元素推断 , 意在考查学生的推 断能力和对元素化合物知识的综合应用能力。 X 形成的 化合物种类最多 , 则 X 为 C,X 和 W 同主族 , 则 W 是 Si,Z 是 Al; 根据 X 和 Y 在周期表中的位置可知 Y 为 O 。同周期主族元 素 , 从左到右原子半径逐渐减小 , 同主族元素 , 从上到下 原子半径逐渐增大 , 故原子半径 :Al>Si>C>O,A 项正确 ; 在工业上常电解熔融 Al 2 O 3 来冶炼 Al,B 项正确 ;C 和 O 形成的 CO 不是酸性氧化物 ,C 项错误 ;Si 和 SiO 2 均可与 NaOH 溶液反应 ,D 项正确。 2.(2019· 唐山模拟 ) 如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 最高价氧化物对应水化物的碱性 :ZR C.X 、 N 两种元素组成的化合物不与任何酸反应 D. 简单离子的半径 :ZM,A 错误 ;HF 的还原性比 HCl 的弱 ,B 错误 ;X 、 N 两种元素组成的化合物为二氧化硅 , 可与 HF 反应 , C 错误 ; 离子电子层结构相同 , 核电荷数越大离子半径越小 , 所以简单离子的半径 :Z r (S 2- )> r (Cl - )> r (Na + )> r (Mg 2+ ) > r (Al 3+ ), 故第 3 周期中离子半径最小的离子为 Al 3+ 。 (3) 不是同周期或同主族元素的微粒 , 比较半径大小时要借助于参照物。