高中化學 元素周期律例題與探究 新人教版

1、例題與探究（元素周期律）典題精講例1 電子層數(shù)相同的三種元素X、Y、Z，已知其最高價氧化物對應水化物的酸性強弱為HXO4H2YO4H3ZO4。下列判斷錯誤的是( )A.原子半徑：XYZ B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HXH2YZH3C.非金屬性：XYZ D.氣態(tài)氫化物的還原性：HXH2YZH3思路解析：根據(jù)X、Y、Z三種元素的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱，即可判斷X、Y、Z三種元素的非金屬性強弱。因為含氧酸酸性強弱為HXO4H2YO4H3ZO4，所以非金屬性為XYZ；而非金屬性越強，形成的氫化物越穩(wěn)定，其陰離子的還原性就越弱。又因X、Y、Z是電子層數(shù)相同的三種元素，則其非金屬性越弱，原子半徑越大

2、。答案：A綠色通道：此類題考查元素非金屬性強弱的判斷，答題的關鍵是由題給信息“X、Y、Z最高價氧化物對應水化物的酸性強弱為HXO4H2YO4H3ZO4”得出結論，然后順推。所以，應注意培養(yǎng)自己運用信息、分析信息解決問題的能力。 變式訓練 下列有關敘述正確的是( )A.金屬氧化物一定是堿性氧化物 B.非金屬氧化物一定是酸性氧化物C.堿性氧化物一定是金屬氧化物 D.酸性氧化物一定是非金屬氧化物思路解析：金屬氧化物不一定是堿性氧化物，如Mn2O7；非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO；酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，如Mn2O7。答案：C例2 A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，且它們位

3、于前四周期。已知A、C兩元素的電子層數(shù)相同，A、E兩元素的最外層和次外層電子數(shù)也相同。A和C形成化合物AC，D和E形成化合物ED2，B與D形成化合物BD3。(1)寫出這五種元素的名稱和元素符號：A._，B._，C._，D._，E._。(2)寫出這五種元素最高價氧化物對應水化物的化學式，并分析其酸堿性。(3)寫出這些元素中能形成氣態(tài)氫化物的化學式，比較其穩(wěn)定性。思路解析：A、C具有相同的電子層數(shù)，且A、B、C按原子序數(shù)遞增排列，故A、B、C同周期；A、E最外層和次外層電子數(shù)相同，故A和E同主族。由于第一周期元素無次外層，第二周期次外層電子數(shù)為2，第三周期次外層電子數(shù)為8，第四周期中只有第A、A族

4、元素次外層電子數(shù)為8，故A在第三周期A或A族，E在第四周期A或A族。若A是Na，則E是K；由A與C形成化合物AC可知C是Cl；而D在C與E之間，則D為氬，與題意不符若A是Mg，則E是Ca，可推知C是S，AC即是MgS，D是Cl，ED2為CaCl2；B在A與C之間，且可形成BD3，可知B是Al。答案：(1)鎂Mg 鋁Al 硫S 氯Cl 鈣Ca(2)(3)H2SHCl綠色通道：研究此類問題要從“構-位-性”的關系去分析。由元素的原子結構可以推出其在周期表中的位置，即根據(jù)原子的電子層數(shù)可確定其所在的周期，根據(jù)原子的最外層電子數(shù)可確定其所在的族，然后運用元素周期律推出有關化合物的性質及其遞變規(guī)律。變式

5、訓練 有A、B、C、D四種元素。已知A最高價與其負價的代數(shù)和為6；A、D次外層電子都是8個，A和D的化合物DA在水溶液中能電離出具有相同電子層結構的陰、陽離子；B有兩個電子層，其最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為零；C2-離子與氪原子具有相同的電子層結構。試寫出上述各元素的符號：A_，B_，C_，D_思路解析：知A最高價與其負價的代數(shù)和為6；A、D次外層電子都是8個，A和D的化合物DA在水溶液中能電離出具有相同電子層結構的陰、陽離子，可推出A為Cl，D為K；由B有兩個電子層，其最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為零可知B為C；由C2-離子與氪原子具有相同的電子層結構可知C為Se。答案：Cl

6、C Se K例3制冷劑是一種易被壓縮、液化的氣體，液化后在管內循環(huán)，蒸發(fā)時吸收熱量，使環(huán)境溫度降低，達到制冷目的。人們曾采用過乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷劑，但它們不是有毒，就是易燃，于是科學家根據(jù)元素性質的遞變規(guī)律來開發(fā)新的制冷劑。據(jù)現(xiàn)有知識，某些元素化合物的易燃性、毒性變化趨勢如下：（1）氫化物的易燃性：第二周期_H2OHF；第三周期 SiH4PH3_。（2）化合物的毒性：PH3NH3，H2S_H2O，CS2_CO2，CCl4CF4。（選填“”或“”“=”）于是科學家們開始把注意力集中在含F(xiàn)、Cl的化合物上。（3）已知CCl4的沸點為76.8 ，CF4的沸點為-128 ，新制冷劑的沸點

7、范圍應介于其間。經(jīng)過較長時間反復試驗，一種新的制冷劑氟利昂CF2Cl2終于誕生了，其他類似的還可以是_。（4）然而，這種制冷劑造成了當今的某一環(huán)境問題是_。但求助于周期表中元素及其化合物的_變化趨勢來開發(fā)制冷劑的科學思維方法是值得借鑒的。毒性 沸點 易燃性 水溶性 顏色a. b. c.思路解析：（1）根據(jù)元素周期律，非金屬性越強，氫化物的穩(wěn)定性越大。從題中信息得知，第三周期易燃性順序為SiH4PH3H2SHCl，可推出第二周期的氫化物易燃性的順序為CH4NH3H2OHF。（2）根據(jù)已知化合物的毒性PH3NH3，CCl4CF4，可找出規(guī)律：相同類型的化合物，相對分子質量越大，其化合物的毒性也越大

8、，再依據(jù)規(guī)律得出：H2SH2O，CS2CO2。（3）由題給信息可知，介于CCl4、CF4沸點之間除氟利昂（CF2Cl2）外，類似的物質還應有CFCl3或CF3Cl。（4）可據(jù)生活知識，領會題干信息及前（3）問作答。答案：（1）CH4 NH3 H2S HCl（2） （3）CFCl3（或CF3Cl）（4）使大氣臭氧層出現(xiàn)空洞 a綠色通道：該題是一道新信息給予題?？疾榈氖情喿x理解和接受信息的能力，并能進一步遷移的綜合能力。解此類題的理論基礎是同周期、同主族元素性質的相似性和遞變規(guī)律，再結合題給信息，該題就迎刃而解了。變式訓練1根據(jù)元素所在元素周期表的位置，判斷下列元素都能作為半導體材料的是( )A.

9、Si、K B.C、Al C.Si、Ge D.As、Se思路解析：在元素周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到半導體材料，Si、Ge為典型的半導體材料。答案：C變式訓練2鉈（Tl）是某超導材料的組成元素之一，與鋁同族，位于第6周期。Tl3+與Ag在酸性介質中發(fā)生反應Tl3+2Ag=Tl+2Ag+。下列推斷正確的是( )A.Tl+的最外層有1個電子 B.Tl3+的氧化性比Al3+弱C.Tl能形成+3價和+1價的化合物 D.Tl+的還原性比Ag強思路解析：據(jù)氧化性和還原性比較規(guī)律可知，Tl3+的氧化性比Al3+強，而Tl+的還原性比Ag弱。答案：C例4下列說法中正確的是（ ）A.非金屬元素呈現(xiàn)的最高化

10、合價不超過該元素原子的最外層電子數(shù)B.非金屬元素呈現(xiàn)的最低化合價，其絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù)C.最外層有2個電子的原子都是金屬原子D.最外層有5個電子的原子都是非金屬原子思路解析：考查知識點為核外電子排布與化合價。非金屬元素（一般是主族元素）的最高正價等于它的最外層電子數(shù)，所以A正確;B中非金屬元素的最低化合價的絕對值等于它形成8電子穩(wěn)定結構所需的電子數(shù)，也就是8減去最外層電子數(shù);He原子的最外層有兩個電子，但He不是金屬，所以C錯誤;第A族元素中的Sb、Bi的最外層都是5個電子，但它們都是金屬，D錯誤。答案：A黑色陷阱：最外層電子數(shù)有1個或2個的原子大多數(shù)是金屬，易忽視了H和He。

11、最外層電子數(shù)等于或大于3個（小于8）的一定是主族元素，則易忽視了主族元素中有金屬元素和非金屬元素兩類。變式訓練 下列說法錯誤的是（ ）A.原子及其離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)B.元素周期表中從B族到B族10個縱行的元素都是金屬元素C.除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8D.同一元素的各種同位素的物理性質、化學性質均相同思路解析：離子的核外電子層數(shù)大于或小于該元素所在的周期數(shù)，A錯誤；同一元素的各種同位素的物理性質不同、化學性質相同。答案：AD例5下列各組元素性質的遞變錯誤的是 ( )A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.P、S、Cl元素的最高正化合價依次升高C.B、C、

12、N、O、F原子半徑依次增大D.Be、Mg、Ca、Sr、Ba的失電子能力依次增強思路解析：本題考查的知識點是同周期同主族的遞變規(guī)律。對于同周期元素，自左向右，最外層電子數(shù)依次增多，最高正價依次增大，原子半徑依次減小。對于同主族元素，自上到下，失電子能力逐漸增強，得電子能力逐漸減弱。Li、Be、B都是第二周期元素，自左向右依次排列，根據(jù)元素周期律，其最外層電子數(shù)依次增多，A項正確；P、S、Cl都是第三周期元素，自左向右依次排列，其最外層電子數(shù)依次增多，最高正價依次增大，B項正確；B、C、N、O、F都是第二周期元素，自左向右依次排列，故原子半徑依次減小，C項錯誤；同主族從上至下，電子層數(shù)逐漸增多，失

13、電子能力依次增強，所以D項正確。答案：C綠色通道：此類題利用同周期元素的遞變性和同主族元素的相似性、遞變性對其結構和性質進行判斷。變式訓練 元素的以下性質，隨著原子序數(shù)遞增不呈現(xiàn)周期性變化的是( )A.化合價 B.原子半徑C.元素的金屬性和非金屬性 D.相對原子質量思路解析：據(jù)元素周期律可知相對原子質量不隨原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化。化合價、原子半徑、元素的金屬性和非金屬性都呈現(xiàn)周期性的變化。答案：D例6已知元素的電負性和原子半徑等一樣，也是元素的一種性質。下表給出14種元素的電負性。元素AlBBeCClFLi電負性1.52.01.52.52.84.01.0元素MgNNaOPSSi電負性1.2

14、3.00.93.52.12.51.7試結合元素周期律知識完成下列問題：（1）根據(jù)上表給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是_。（2）根據(jù)你的理解，元素的電負性指_。（3）預測Br與I元素電負性的大小關系：_。思路解析：電負性這個概念前面沒有接觸到，要求學會利用表格提供的數(shù)據(jù)和文字描述來進行處理，找出解題的信息，運用已有知識對新信息進行分析歸納，把形成的規(guī)律性知識再遷移到題目的情景中，使問題得到解決。題中給出了提示：電負性是元素的一種基本性質，而元素的性質是隨元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的，所以元素的電負性也應隨原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化，這種認識是解決本題的關鍵。將表中14種元素

15、按原子序數(shù)的遞增重新排列得下表： 元素LiBeBCNOF原子序數(shù)3456789電負性1.01.52.02.53.03.54.0元素AlSiPSCl原子序數(shù)11121314151617電負性0.91.21.51.72.12.52.8 表中電負性的遞變規(guī)律便一目了然。答案：（1）同周期元素隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負性依次增大；同主族元素隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負性依次減小 （2）元素電負性越大，其原子得電子的能力越強 （3）Br的電負性大于I的電負性綠色通道：此類題以元素周期律知識為背景，但又不是直接應用已有的元素周期律知識去求解的題目,所以既然是考查周期律，必然想到隨原子序數(shù)的遞增，在表中同

16、主族或同周期的變化。變式訓練 下列關于元素周期律的敘述正確的是 （ ）A.隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復出現(xiàn)B.元素的性質隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化C.隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價從1到7，負價從-7到-1重復出現(xiàn)D.元素性質的周期性變化是指原子核外電子排布的周期性變化，原子半徑的周期性變化及元素主要化合價的周期性變化思路解析：隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)K層從1到2；隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價從1到7，負價從-4到-1重復出現(xiàn)；元素的金屬性和電負性等也是元素的性質，也會出現(xiàn)周期性的變化。答案：B問題探究 問題從周期表的第二、

17、三周期的元素分析來看，位于同一周期元素的原子結構有什么相同之處？它們之間有沒有遞變規(guī)律？怎樣遞變？為什么有這種遞變？從周期表的第1、17列元素分析來看，同一列(族)元素的原子結構有什么相同之處？它們之間有沒有遞變規(guī)律？怎樣遞變？為什么有這種遞變？導思：要學會透過外在現(xiàn)象抓內在聯(lián)系。關鍵要清楚討論原子結構需要從哪幾個角度來看，一般包含:核外電子排布(重點是電子層數(shù)、最外層電子數(shù))、原子半徑等內容。關于原子半徑的大小，則是要找到影響原子半徑大小的因素，從以下幾方面分析：電子層數(shù)多少(層多徑大)、核電荷數(shù)多少(核電荷數(shù)越多，半徑越小)、電子數(shù)多少(核外電子數(shù)越多，半徑越大)，并要從中找出矛盾的主要方面，然后再來決定遞變結果，即規(guī)律內容。探究：從第二、三周期元素來看，同周期內元素的原子結構的相同點：電子層數(shù)相同，但有遞變。遞變規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)依次增加，從1增至8；原子半徑依次減小，從第1列中的最大值遞減到第17列的最小值，第18列例外。發(fā)生