化学高考一轮复习教学案 元素周期律 元素周期表

化学高考一轮复习教学案 元素周期律 元素周期表

‎2011届化学高考一轮复习教学案 第七讲 元素周期律 元素周期表 ‎【考纲要求】‎ ‎1.理解元素周期律含义，掌握元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的本质原因和由此引起的结果。‎ ‎2.理解元素周期表是元素周期律的具体体现形式，掌握元素周期表的编排规律和具体结构。‎ ‎3.掌握前四周期和所有主族元素“位、构、性”关系的相互推导。‎ 笔记与反思 ‎ 教与学方案 ‎ ‎【自学反馈】‎ 一、概念辨析 ‎1.元素周期律：‎ ‎(1)概念： 。‎ ‎(2)表现形式：‎ ‎①原子最外层电子排布： ；‎ ‎②原子半径： ；‎ ‎③元素的化合价： ；‎ ‎④ ： ；‎ ‎⑤ ： ；‎ ‎⑥ ： ；‎ ‎…………‎ 其中 是引起元素性质发生周期性变化的本质原因，‎ 而其它性质的周期性变化是 周期性变化的必然结果。‎ ‎2.元素周期表：‎ ‎（1）概念： 。‎ ‎（2）编排规律：‎ 行： 、共有 行；‎ 列： 、共有 列。‎ ‎（3）结构：‎ ‎ 周期： ；‎ ‎ 短周期： 、包括 、分别含 种元素；‎ ‎ 长周期： 、包括 、分别含 种元素；‎ ‎ 不完全周期： 。‎ ‎ 族： ；‎ ‎ 主族： 、包括 列、用 代表主族。‎ ‎ 副族： 、包括 列、用 代表副族。‎ ‎ 零族： 、第Ⅷ族： 。‎ ‎ 过渡元素： 。‎ ‎ 元素所显最高正价与族序数的关系 。‎ 二、元素在周期表中的“位、构、性”关系：‎ ‎1．同周期元素从左到右：随着 的递增，原子半径 ，原子核对最外层电子的吸引力 ，得电子能力 ，元素的 性增强，失电子能力 ，元素的 性减弱。具体表现在单质的 性增强， 性减弱；元素的最高价氧化物的水化物的 性增强， 性减弱；气态氢化物的 性增强；…… ‎ ‎2.同主族元素从上到下：随着 的递增，原子半径 ，原子核对最外层电子的吸引力 ，得电子能力 ，元素的 性增强，失电子能力 ，元素的 性减弱。具体表现在单质的 性增强， 性减弱；元素的最高价氧化物的水化物的 性增强， 性减弱；气态氢化物的 性增强；…… ‎ ‎3.左上右下对角线元素的性质 ，催化剂通常在 元素及其化合物中寻找，半导体材料通常在 元素中寻找，研制新农药通常在 元素的化合物中进行研究。1．位、构、性三者关系 结构决定位置，结构决定性质，位置体现性质。‎ ‎2．几个量的关系 周期数=电子层数 主族数=最外层电子数=最高正价数 ‎∣最高正价∣+∣负价∣=8‎ ‎3．周期表中部分规律总结 ‎（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；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；最外层电子数为8的元素是稀有气体元素（He例外）。‎ ‎（2）在周期表中，第ⅡA与ⅢA族元素的原子序数差别有以下三种情况：①第1～3周期（短周期）元素原子序数相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差15。‎ ‎（3）每一周期排布元素的种类满足以下规律：设n为周期序数，则奇数周期中为种，偶数周期中为种。‎ ‎（4）同主族相邻元素的原子序数差别有以下两种情况：①第ⅠA、ⅡA族上，上一周期元素的原子序数+该周期元素的数目=下一同期元素的原子序数；②第ⅣA～ⅦA族，上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目=下一周期元素的原子序数。‎ ‎（5）设主族元素族序数为a，周期数为b，则有：①a/b<1时，为金属元素，其最高氧化物为碱性氧化物，最高氧化物对应的水化物为碱；②a/b=1时，为两性元素（H除外），其最高氧化物为两性氧化物，最高氧化物对应的水化物为两性氢氧化物；③a/b>1时，为非金属元素，其最高氧化物为酸性氧化物，最高氧化物对应的水化物为酸。无论是同周期还是同主族元素中，a/b的值越小，元素的金属性越强，其最高氧化物对应水化物的碱性就越强；反之，a/b的值越大，元素的非金属性越强，其最高氧化物对应水化物的酸性就越强。‎ ‎（6）元素周期表中除第Ⅷ 族元素以外，原子序数为奇（或偶）数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇（或偶）数。‎ ‎（7）元素周期表中金属和非金属之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为金属元素（H除外），分界线两边的元素一般既有金属性，也有非金属性。‎ ‎（8）对角线规则：沿周期表中金属与非金属分界线方向对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，这一规律以第二、三周期元素间尤为明显。‎ 思维技巧点拨 一、有关微粒质量数、质子数、中子数和核电荷数的推断 ‎【例1】 设某元素某原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断中正确的是 A.不能由此确定该元素的相对原子质量 B.这种原子的相对原子质量为m+n C.若碳原子质量为wg，此原子的质量为(m+n)wg D.核内中子的总质量小于质子的质量 ‎【解析】 元素的相对原子质量和原子的相对原子质量是两个不同的概念，要求元素的相对原子质量，必须知道其各种同位素的相对原子质量和原子个数百分数，否则无法求解，故选项A正确。质子数m+中子数n应为质量数，不是相对原子质量，选项B错误。由相对原子质量的数学表达式可知，某原子的质量=×一种碳原子质量×该原子的相对原子质量，故选项C错误。1个质子的质量略小于1个中子的质量，但核内质子的总质量与中子的总质量还要取决于质子和中子数目的多少，选项D错误。‎ 本题正确答案为A。本题要求熟悉有关的基本概念，要注意区分一些易混淆的概念，如相对原子质量与质量数，元素的相对原子质量与原子的相对原子质量，核素与同位素等。‎ 二、根据元素周期律知识推断元素及化合物的性质 ‎【例2】 砹（At）是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是 A.HAt很稳定 B.易溶于某些有机溶剂 C.AgAt不溶于水 D.是有色固体 ‎【解析】 由题意，砹在周期表中与碘相邻，故它的性质与碘具有相似性，但它的非金属性应比碘弱。HAt的稳定不如HI，故选项A错误；碘易溶于某些有机溶剂，则砹也应溶解；AgI不溶于水，则AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固体，根据相似性砹也是有色固体。‎ 本题正确选项为A。‎ 三、有关同位素的计算 ‎【例3】 铜有两种天然同位素和，参考铜的原子量（63.5）估算的百分含量约是 A.20% B.25% C.50% D.66.7% E.75%‎ ‎【解析】 用十字交叉法可求得两种同位素的原子个数比 即与的原子个数比为1∶3，所以%=×100%=25%，故应选B。‎ 四、推断元素原子序数差 ‎【例4】 若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是 A.1 B.2 C.5 D.6‎ ‎【解析】 设两种元素的符号分别为X和Y，则化合物的化学式为X2Y3，即X为+3价，Y为-2价，在短周期元素中满足此要求的X元素有5B、7N、13Al，Y元素有8O和16S，原子序数差值见下表 本题正确答案为D。‎ 五、微粒大小比较 ‎【例5】 X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是 A.X>Y>Z B.Y>X>Z C.Z>X>Y D.Z>Y>X ‎【解析】 对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，现X元素的阳离子半径大于Y，故核电荷数应是Y>X。Z和Y的电子层数相同，则它们在同一周期，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，现Z的原子半径小于Y，则核电荷数Z>Y。综合以上关系得Z>Y>X。‎ 本题正确答案为D。‎ 六、原子结构知识的综合推断 ‎【例6】 周期表中相邻的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三种元素的原子最外层电子数之和为19，三种元素的原子核中质子数之和为41。则这三种元素是A________、B________、C________（填元素符号）。‎ ‎【解析】 本题采用平均值法解答比较简单。由A、B、C三元素为相邻元素以及它们的平均质子数41/3≈14<18，可知A、B、C三元素为短周期元素；又根据最外层电子数的平均值19/3≈6.3<7，推知其中必有最外层电子数为7的元素，所以A、B、C三种元素应分布在ⅥA、ⅦA族，经推断A为S，B为Cl、C为O符合题意。‎ ‎【例7】 已知某主族金属元素X的原子核内质子数和中子数之比为1∶1，含该金属阳离子0.192g的溶液恰好能将20mL 0.4mol/L的Na2CO3溶液中的CO32-全部沉淀，推断X是什么元素及在周期表中的位置。‎ ‎【解析】 周期表中质子数与中子数相等的金属元素只有Mg和Ca两种，它们都是+2价金属。设金属的相对原子质量为M，由关系式X2+～Na2CO3得，M∶1=0.192∶(0.4×0.02)，解得M=24。则X为镁，位于第3周期第ⅡA族。‎ 一、选择题 ‎1．有和两种离子，其电子层结构相同。下列关系式或化学正确的是（ ）‎ A.a-n=b+m B.a+m=b-n C.氧化物为YOm D.氢化物为HnX或XHn ‎2．同周期的X、Y、Z三种元素，已知它们的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4，则下列判断正确的是（ ）‎ A.含氧酸的酸性：H3ZO4>H2YO4>HXO4‎ B.非金属性：X>Y>Z C.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序由弱到强 D.元素的负化合价的绝对值按X、Y、Z顺序由小到大 ‎3．同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是一种元素晶体，下列对它的描述中不正确的是（ ）‎ A.它是一种共价化合物 B.在加热时此化合物可以分解 C.这种化合物不能跟碱发生反应 D.该化合物可以由PH3跟HI化合而成 ‎4．已知某元素的阳离子R2+的核内中子数为n，质量数为A，则mg它的氧化物中所含质子的物质的量是（ ）‎ A.(A-n+8)mol B.(A-n+10)mol C.(A-n+2)mol D.(A-n+6)mol ‎5．在两种短周期元素组成的化合物中，它们的原子个数比为1∶2，设两种元素的原子序数分别为a和b，则下列对a和b可能的关系概括得最完全的是（ ）‎ ‎①a+b=15 ②a=b+15 ③a=b-5 ④a+b=22‎ A.①④ B.①③④ C.①②③④ D.①②④‎ ‎6．具有下列结构的原子一定属于碱金属的是（ ）‎ A.最外层只有1个电子 B.最外层电子数为次外层电子数的一半 C.M层电子数为K层电子数的一半 D.K、L层电子数之和比M、N层电子数之和大1‎ ‎7．下列说法错误的是（ ）‎ A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数 B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8‎ D.同一元素的各种同位素的物质性质、化学性质均相同 ‎8．下表是X、Y、Z三种元素的氢化物的某些性质：（ ）‎ 元素 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 与水的反应 导电性（纯液体）‎ X ‎-283‎ ‎-162‎ 不反应 不导电 Y ‎-102‎ ‎19‎ 放热反应，形成酸性溶液 不导电 Z ‎680‎ ‎/‎ 剧烈反应，生成H2，并形成碱性溶液 导电 若X、Y、Z这三种元素属于周期表中的同一周期，则它们的原子序数递增的顺序是 A.X、Y、Z B.Z、X、Y C.Y、X、Z D.Z、Y、X ‎9．分别处于第二、三周期的主族元素A和B，它们的离子的电子层相差2层。已知A处于第m族；B处于第n族；A只有正化合价。则A、B原子核外电子总数分别为（ ）‎ A.m、n B.3、7 C.m-2、10n D.m+2、n+10‎ ‎10．R为短周期元素，其原子所具有的电子层数为最外层电子数的1/2。它可能形成的含氧酸根离子有①R2O42-、②RO4-、③R2O32-、④RO3-。下列判断正确的是（ ）‎ A.当它形成①时，不可能形成④ B.当它形成②时，不可能形成③、④‎ C.当它形成①时，不可能形成②、③ D.当它形成②时，可以形成①‎ ‎11.重水A与普通水B分别跟足量的金属钠反应，下列叙述正确的是（ ）‎ A.A、B的质量相等时，产生气体的体积在同温、同压下相等 B.A、B的质量相等时，产生气体的质量相等 C.A、B的物质的量相等时，产生气体的体积在同温、同压下相等 D.A、B的物质的量相等时，产生气体的质量相等 二、非选择题 ‎12．短周期元素X、Y，X的原子序数小于Y的原子序数，二者可以形成两种气态化合物A和B。已知在相同条件下，A、B的密度之比为15∶22，且当A、B以体积比1∶3混合后，对H2的相对密度为20.25。试写出X、Y的元素符号以及A、B的化学式。‎ ‎13．A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E顺序增大，C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或1∶2形成化合物，CB可与EA2反应生成C2A与气体物质EB4，E的M层电子数是K层电子数的2倍。请回答：‎ ‎（1）写出这五种元素的名称：A______，B______，C______，D______，E______；‎ ‎（2）画出E原子结构示意图：___________；‎ ‎（3）写出D2A2和EB4的电子式：______，______；‎ ‎（4）写出D单质与铜盐溶液反应的离子方程式：_________________。‎ ‎14．由短周期元素构成的常见离子，它们组成A、B、C、D四种物质，分别溶于水。已知：‎ ‎（1）A、C的焰色反应呈黄色；‎ ‎（2）取A、B溶液，分别加入BaCl2溶液，均生成白色沉淀，再加入稀HNO3，A中沉淀溶解，并产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无臭气体，而B中无变化；‎ ‎（3）在D的稀溶液中加入AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀生成；‎ ‎（4）在D溶液中滴加C溶液，生成白色沉淀，继续滴入C，白色沉淀消失；‎ ‎（5）A、B、C溶液的物质的量浓度相等，当A、B溶液以体积比1∶2混合时，生成无色气体；B、C溶液以体积比1∶2混合时，也生成无色气体，此气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；如果均以体积比1∶1混合，两者都不生成气体。‎ 写出化学式：A_______，B_______，C_______，D_______。‎ 写出D溶液不断滴入C溶液所发生反应的离子方程式：__________________________。‎ ‎15．设想你去某外星球做了一次科学考察，采集了该星球上10种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：‎ 单质 A B C D E F G H I J 熔点（℃）‎ ‎-150‎ ‎550‎ ‎160‎ ‎210‎ ‎-50‎ ‎370‎ ‎450‎ ‎300‎ ‎260‎ ‎250‎ 与水反应 ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 与酸反应 ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 与氧气反应 ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 不发生化学反应 相对于A元素的原子质量 ‎1.0‎ ‎8.0‎ ‎15.6‎ ‎17.1‎ ‎23.8‎ ‎31.8‎ ‎20.0‎ ‎29.6‎ ‎3.9‎ ‎18.0‎ 按照元素性质的周期递变规律，试确定以上10种元素的相对位置，并填入下表：‎ A B H ‎16．已知1个N2O3分子的质量为a kg，1个N2O5分子的质量为b kg，若以1个氧原子（）质量的1/16作为相对原子质量的标准，则NO2的式量为________。‎ ‎17．在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可以按某种共性归属一类。请选出各组的例外元素，并将该组其它元素的可能归属，按所给6种类型的编号填入表内。‎ 元素组 例外元素 其它元素所属类型编号 ‎(a)S N Na Mg ‎(b)P Sb Sn As ‎(c)Rb B Te Fe 归属类型：（1）主族元素（2）过渡元素（3）同周期元素（4）同族元素（5）金属元素（6）非金属元素 ‎18．根据以下叙述，回答（A）、（B）、（C）三个小题。‎ X、Y、Z是主族元素的单质。U、V是化合物。它们有如下反应（式中各物质的系数和反应条件已一概略去）‎ ‎①X+UV+Y ②X+ZV ③Y+ZU ‎（A）写出①式和②式各自所属的反应类型。‎ ‎（B）若X和Y的组成元素，不是同一族。请写出符合①式的3个不同的化学方程式，并配平。3个式子中的3种X和3种Y，分别由不同族的元素组成。‎ ‎________________________________________________‎ ‎________________________________________________‎ ‎（C）今有某化合物W，它跟化合物U或CO2反应，都能生成单质Y。符合该条件（题设的3个“通式”）的单质X是________，单质Y是________，单质Z是________，化合物V是________。‎ 参考答案 ‎1.BD 2.C 3.AC 4.A 5.C 6.CD 7.AD 8.B 9.D 10.BC 11.C ‎12.‎ 答案编号 X Y A B ‎(1)‎ N O NO N2O ‎(2)‎ H C C2H6‎ C3H8‎ ‎(3)‎ C O CO CO2‎ ‎(4)2Na+Cu2++2H2OCu(OH)2↓+2Na++H2↑‎ ‎14.Na2CO3、NH4HCO3、NaOH、AlCl3 Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O ‎15.‎ ‎16.‎ ‎17.‎ ‎(a)‎ N ‎(3)‎ ‎(b)‎ Sn ‎(4)‎ ‎(c)‎ Fe ‎(1)‎ ‎18.(A)置换，化合 （B）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ 2Mg+CO22MgO+C ‎4NH3+3O22N2+6H2O (C)F2 O2 H2 HF