一輪復習學案第五單元第2節(jié)元素周期律和元素周期表

第2節(jié)元素周期律和元素周期表備考要點素養(yǎng)要求1.掌握元素周期律的實質;了解元素周期表(長式)的結構(周期、族)及其應用。2.以第3周期為例,掌握同一周期內元素性質的遞變規(guī)律與原子結構的關系。3.以ⅠA和ⅦA族為例,掌握同一主族內元素性質遞變規(guī)律與原子結構的關系。4.了解金屬、非金屬元素在周期表中的位置及其性質的遞變規(guī)律。1.宏觀辨識與微觀探析:能從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化,形成“結構決定性質”的觀念,能從宏觀和微觀相結合的視角分析元素周期律的遞變性。2.證據推理與模型認知:具有證據意識,能基于實驗現象和事實對物質的組成、結構及其變化分析得出元素周期律;能基于元素周期律理解元素周期表的編排方法,能運用元素周期表揭示元素周期律?？键c一元素周期表必備知識自主預診知識梳理1.原子序數(1)按照元素在中的順序給元素編號,得到原子序數。

(2)原子序數與元素的原子結構之間的關系:原子序數===。

2.元素周期表的編排原則3.元素周期表(1)元素周期表的結構。(2)周期(7個橫行,7個周期)。周期序數1234567元素種數288181832320族元素原子序數21018365486118(3)族(18列,16個族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA續(xù)表副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、10列,共3列0族第18列(4)元素周期表中的特殊位置。①過渡元素:元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10列共60多種元素,這些元素都是金屬元素。②鑭系:元素周期表第6周期中,57號元素鑭到71號元素镥共15種元素。③錒系:元素周期表第7周期中,89號元素錒到103號元素鐒共15種元素。微點撥①ⅠA族元素不等同于堿金屬元素,氫元素不屬于堿金屬元素。②元素周期表中第18列是0族,不是ⅧA族,第8、9、10三列是Ⅷ族,不是ⅧB族。③根據元素周期表的構成特點,可分析每個族的元素種類,含元素種類最多的族是ⅢB族,共有32種元素。④過渡元素全部是金屬元素,原子最外層電子數不超過2個(1~2個)。⑤由于鑭系和錒系的原因,第6、7周期的ⅡA族和ⅢA族元素原子序數差為25。自我診斷1.最外層電子數是2的元素一定是ⅡA族嗎?2.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)原子的最外層有1個電子的元素一定是ⅠA族元素。()(2)元素所在的主族序數與最外層電子數相等的元素都是金屬元素。()(3)ⅠA族全部是金屬元素。()(4)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據同一格,它們是同位素。()(5)兩種短周期元素原子序數相差8,則周期序數一定相差1。()(6)原子及離子的核外電子層數等于該元素所在的周期序數。()(7)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素。()(8)原子及離子的核外電子層數等于該元素所在的周期數。()(9)最外層電子數比次外層電子數多的元素一定位于第2周期。()3.如圖為元素周期表中五種元素的相對位置,若B的原子序數為a,則這五種元素的核電荷數之和可能為。

關鍵能力考向突破考向1元素周期表的結構【典例1】(2019全國2,9)今年是門捷列夫發(fā)現元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價之和為8。下列說法錯誤的是()WXYZA.原子半徑:W<XB.常溫常壓下,Y單質為固態(tài)C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Z<WD.X的最高價氧化物的水化物是強堿對點演練1(2020河南等省五岳4月聯考)元素周期表的一部分如圖所示,W、X、Y、Z均為短周期主族元素,X與Z的最高正價之和與W的相等。下列說法錯誤的是()WXYZA.原子半徑:X>Y>Z>WB.X2W2中含有離子鍵和共價鍵C.Y的最高價氧化物對應的水化物難溶于水D.將由X、Z的單質組成的混合物放入冷水中,Z的單質不發(fā)生反應對點演練2為紀念門捷列夫發(fā)表第一張元素周期表(部分如下)150周年,聯合國宣布2019年為“國際化學元素周期表年”。關于下表的說法正確的是()A.表中數字代表元素的原子序數B.表中元素的排列依據是元素的原子結構C.推測表中“?=70”指代的元素的最高化合價為+4價D.每一列(縱行)都對應現在常用的元素周期表中的一族考向2元素在周期表中位置的推斷【典例2】(2020四川眉山中學二診)下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素。Z的最高價氧化物對應的水化物為M,室溫下,0.01mol·L-1M溶液pH<2。下列說法中錯誤的是()WXYZA.原子半徑大小:X<W<YB.Z的單質易溶于化合物WZ2C.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:W<XD.含Y元素的離子一定是陽離子方法技巧由原子序數確定元素位置——周期尾序推算法(或0族定位法)首先要熟記各周期0族元素的原子序數,然后和已知元素原子序數去比較。ⅠAⅡA…ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0………cCaAbB…(1)若元素bB與aA的原子序數之差b-a=1~2,則B元素處于A元素的下一周期,族序數為(b-a),即B位于第ⅠA族或ⅡA族,如38號元素比第4周期氪的原子序數(36)大2,故38號元素位于第5周期ⅡA族。(2)若元素aA與cC的原子序數之差a-c=1~5,則C元素位于A元素所在周期,族序數為[8-(a-c)],即C位于第ⅢA~ⅦA族,如49號元素比第5周期的氙(54號)原子序數小5,因此該元素處在第5周期ⅢA族。對點演練3(2020陜西西安二模)元素X、Y、Z和Q在元素周期表中的位置如圖所示,其中元素Q位于第4周期,X的最高正價和最低負價之和為0,下列說法不正確的是()XYZQA.原子半徑:r(Y)>r(Z)>r(X)B.分別含Y元素和Z元素的兩種弱酸可以反應生成兩種強酸C.推測Q的單質可以和氫氣、氧氣、活潑金屬等反應D.Z的簡單陰離子失電子能力比Y的強深度指津1.電子排布規(guī)律(1)最外層電子數為3~7的原子一定屬于主族元素,且最外層電子數即為主族的族序數。(2)最外層為l個或2個電子,則可能是ⅠA、ⅡA族元素,也可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。(3)原子最外層比次外層電子多的元素一定位于第2周期。(4)某元素陰離子最外層電子數與次外層相同,該元素位于第3周期。(5)電子層結構相同的離子,若電性相同,則位于同周期,若電性不同,則陽離子位于陰離子的下一周期。2.化合價規(guī)律(1)主族元素的最高正化合價=它所在的族序數=最外層電子數(即價電子數),但要注意F無正價,O一般不顯正價。(2)只有非金屬元素才有負價,非金屬元素(H除外)的最高正價與它的負化合價的絕對值之和等于8。3.元素周期表中元素的原子序數的差值關系(1)同周期ⅡA族與ⅢA族元素的原子序數之差有三種情況:第2、3周期(短周期)相差1,第4、5周期相差11,第6、7周期相差25。(2)相鄰周期,同一主族元素的原子序數可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相鄰周期元素,A、B所在周期分別有m和n種元素。如圖:當A、B在ⅠA或ⅡA族時,y=x+m。當A、B在ⅢA~0族時,y=x+n?？键c二元素周期律必備知識自主預診知識梳理1.元素周期律2.主族元素性質的變化規(guī)律性質同周期(左→右)同主族(上→下)核電荷數逐漸

逐漸

電子層數相同逐漸

原子半徑逐漸

逐漸

續(xù)表性質同周期(左→右)同主族(上→下)離子半徑陽離子逐漸

陰離子逐漸

r(陰離子)

r(陽離子)逐漸

化合價最高正化合價由→(O、F除外)

最低負化合價=(H除外)

相同,最高正化合價=(O、F除外)

元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸

非金屬性逐漸

金屬性逐漸

非金屬性逐漸

續(xù)表性質同周期(左→右)同主族(上→下)離子的氧化性、還原性陽離子氧化性逐漸

陰離子還原性逐漸

陽離子氧化性逐漸

陰離子還原性逐漸

氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸

逐漸

最高價氧化物對應水化物的酸堿性堿性逐漸

酸性逐漸

堿性逐漸

酸性逐漸

微點撥(1)判斷元素非金屬性或金屬性的強弱,依據是元素的原子在化學反應中得失電子的難易程度,而不是得失電子的多少。(2)根據元素氧化物對應水化物的酸堿性的強弱判斷元素非金屬性或金屬性的強弱時,必須是其最高價氧化物對應的水化物。3.元素周期表、元素周期律的應用(1)根據元素周期表中的位置尋找未知元素。(2)預測元素的性質(由遞變規(guī)律推測)。①比較不同周期、不同主族元素的性質。如金屬性:Mg>Al、Ca>Mg,則堿性:Mg(OH)2Al(OH)3、Ca(OH)2Mg(OH)2,從而可得堿性Ca(OH)2Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。

②推測未知元素的某些性質。根據Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2難溶,可推知Be(OH)2溶;根據鹵族元素的性質遞變規(guī)律,可推知元素砹(At)應為有色固體,砹單質與氫氣化合,HAt穩(wěn)定,其水溶液呈性,AgAt溶于水等。

(3)啟發(fā)人們在一定區(qū)域內尋找新物質。①半導體元素在金屬與非金屬分界線附近,如Si、Ge、Ga等。②農藥中常用元素在元素周期表右上方,如F、Cl、S、P、As等。③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找,如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。自我診斷1.酸性:H2SO3>H2CO3>HClO,能否說明非金屬性:S>C>Cl?為什么?2.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)同周期元素從左到右,原子半徑逐漸減小,離子半徑也逐漸減小。()(2)第二周期元素從左到右,最高正價從+1價遞增到+7價。()(3)元素的原子得電子越多,非金屬性越強;失電子越多,金屬性越強。()(4)元素氧化物的對應水化物酸性越強,非金屬性越強;堿性越強,金屬性越強。()(5)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強,其水溶液的酸性越強,還原性越弱。()3.(1)根據元素周期律用“>”或“<”填空。①堿性:Mg(OH)2Ca(OH)2KOH。

②酸性:HClO4H2SO4HClO。

③熱穩(wěn)定性:CH4NH3H2O。

④還原性:HBrHCl,I-S2-。

(2)比較下列微粒半徑大小,用“>”或“<”填空。①NaMgCl

②Na+Mg2+Al3+

③F-Cl-Br-

④Cl-O2-Na+Mg2+

關鍵能力考向突破考向1根據元素周期律和元素周期表判斷物質的性質【典例1】(2020河南開封模擬)已知短周期元素M、N、P、Q的最高價氧化物對應水化物分別為X、Y、Z、W,M是短周期中原子半徑最大的元素,常溫下X、Z、W均可與Y反應,M、P、Q的原子序數及0.1mol·L-1X、Z、W溶液的pH如圖所示。下列說法正確的是()A.N原子的電子層數與最外層電子數相等B.M的離子半徑小于N的離子半徑C.P的氫化物的穩(wěn)定性強于Q的氫化物D.X、W兩物質含有的化學鍵類型相同對點演練1(2020天津靜海一中調研)X、Y、Z、W、M五種元素的原子序數依次增大。已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四種非金屬元素,X元素的原子形成的離子就是一個質子,Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置,它們的單質在常溫下均為無色氣體,Y原子的最外層電子數是內層電子數的2倍,M是地殼中含量最高的金屬元素。下列說法正確的是()A.五種元素的原子半徑從大到小的順序:M>W>Z>Y>XB.X、Z兩元素能形成原子個數比(X∶Z)為3∶1和4∶2的化合物C.化合物YW2、ZW2都是酸性氧化物D.用M單質作為陽極、石墨作為陰極電解NaHCO3溶液,電解一段時間后,在陰極區(qū)會出現白色沉淀對點演練2現有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外層電子數是電子層數的2倍,Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,Z與T形成的Z2T化合物能破壞水的電離平衡。六種元素的原子半徑與原子序數的關系如圖所示。下列推斷正確的是()A.最簡單氫化物的沸點排序:Y>T>RB.原子半徑和離子半徑均滿足:Y<ZC.最高價氧化物對應水化物的酸性:T<RD.單質氧化性:Y>R>T考向2微粒半徑大小的比較【典例2】(2020陜西渭南中學二模)W、X、Y、Z均為短周期元素,原子序數依次增大,W的原子核最外層電子數是次外層的2倍,X-、Y+具有相同的電子層結構,Z的陰離子不能發(fā)生水解反應。下列說法正確的是()A.原子半徑:Y>Z>X>WB.簡單氫化物的穩(wěn)定性:X>Z>WC.最高價氧化物的水化物的酸性:W>ZD.X可分別與W、Y形成化合物,其所含的化學鍵類型相同方法技巧微粒半徑大小比較方法對點演練3A、B、C為三種短周期元素,A、B同周期,A、C的最低價離子分別為A2-、C-,B2+與C-具有相同的電子層結構,下列敘述一定不正確的是()A.它們的原子序數:A>B>CB.它們的原子半徑:C>B>AC.離子半徑:A2->C->B2+D.原子最外層上的電子數:C>A>B考向3元素金屬性與非金屬性的強弱判斷與應用【典例3】(2021河北唐山調研)下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是()選項事實推論A與冷水反應,Na比Mg劇烈金屬性:Na>MgBCa(OH)2的堿性強于Mg(OH)2金屬性:Ca>MgCSO2與NaHCO3溶液反應生成CO2非金屬性:S>CDt℃時,Br2+H22HBrK=5.6×107I2+H22HIK=43非金屬性:Br>I易錯提醒判斷金屬性和非金屬性強弱時的易錯點(1)關注關鍵詞“最高價”,根據元素氧化物對應水化物酸堿性的強弱判斷元素非金屬性或金屬性的強弱時,必須是其最高價氧化物的對應水化物。(2)關注關鍵詞“難、易”,判斷元素非金屬性或金屬性的強弱,依據是元素原子在化學反應中得失電子的難易而不是得失電子的多少。(3)元素的非金屬性越強,其單質的活潑性不一定越強。實際中的特例,如N的非金屬性較強,但N2性質穩(wěn)定。對點演練4(2020河南鄭州第二次質檢)化合物是一種高效消毒劑,其蒸汽和溶液都具有很強的殺菌能力,可用于目前新冠病毒疫情下的生活消毒。其中X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素。下列敘述正確的是()A.原子半徑:X>Y>ZB.元素的非金屬性:X<Y<ZC.該化合物中Z的化合價均呈-2價D.該化合物中X、Y、Z都滿足8電子穩(wěn)定結構對點演練5下列實驗不能達到實驗目的的是()選項實驗操作實驗目的ACl2、Br2分別與H2反應比較氯、溴元素的非金屬性強弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨氣比較鎂、鋁元素的金屬性強弱C測定相同物質的量濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH比較碳、硫元素的非金屬性強弱DFe、Cu分別與稀鹽酸反應比較鐵、銅元素的金屬性強弱深度指津1.微粒半徑的大小比較2.元素金屬性、非金屬性及其比較(1)元素金屬性、非金屬性強弱的本質。①元素原子失電子能力越強,元素金屬性越強。②元素原子得電子能力越強,元素非金屬性越強。(2)元素金屬性和非金屬性強弱的判斷依據。①結構判斷法:根據原子結構比較。最外層電子數越少,電子層越多,元素金屬性越強;最外層電子數越多,電子層越少,非金屬性越強。②依據“兩表”“兩池”“三反應”判斷考點三元素“位、構、性”關系的綜合應用必備知識自主預診知識梳理1.元素“位、構、性”之間的關系元素的原子結構決定了元素在周期表中的位置和元素的主要性質,元素在周期表中的位置反映了元素的原子結構和元素的性質,故三者之間可相互推斷,關系圖如下:2.元素“位、構、性”相互推斷需注意的問題(1)對于同一元素的原子,掌握四個關系式:①電子層數=周期序數;②質子數=;③最外層電子數=;④主族元素的最高正價=,最低負價=。

(2)熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律,主要包括:①元素的金屬性、非金屬性;②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;③最高價氧化物對應水化物的酸、堿性;④金屬與水或酸反應置換出H2的難易程度。微點撥熟練掌握周期表的結構及周期表中的一些特殊規(guī)律:①“凹”型結構的“三短四長,七主七副八零完”;②各周期元素種類數;③稀有氣體的原子序數及在周期表中的位置;④同主族上下相鄰元素原子序數的關系。自我診斷1.最外層電子數相同的元素化學性質一定相同嗎?請舉例說明。2.A、B、C、D、E、F是原子序數依次增大的短周期主族元素,A、E在元素周期表中的相對位置如圖,A與氧元素能形成兩種無色氣體,C是地殼中含量最多的元素,D是地殼中含量最多的金屬元素。AE(1)C在元素周期表中的位置為,其離子的結構示意圖為。

(2)AE2的電子式為。

(3)C、E、F的單質沸點最低的是(填化學式)。

(4)C、D、E、F的離子半徑由大到小的順序是(填離子符號)。

(5)實驗室制取F元素對應單質的離子方程式為。

(6)在微電子工業(yè)中,B的最簡單氣態(tài)氫化物的水溶液可作刻蝕劑H2O2的清除劑,所發(fā)生反應的產物不污染環(huán)境,其化學方程式為。

關鍵能力考向突破考向1根據元素的原子結構推斷位置及性質【典例1】(2020浙江7月選考,16)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素,原子序數依次增大。Y元素的最高正價為+4價,Y元素與Z、M元素相鄰,且與M元素同主族;化合物Z2X4的電子總數為18個;Q元素的原子最外層電子數比次外層少一個電子。下列說法不正確的是()A.原子半徑:Z<Y<MB.最高價氧化物對應水化物的酸性:Z>Y>MC.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈堿性D.X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價化合物方法技巧元素推斷題解題的一般步驟(1)尋找突破口——元素推斷的關鍵。綜合把握題中關鍵信息,確定突破口。(2)推斷元素——正確解題的基礎。根據關鍵信息,結合突破口找出關鍵元素,然后根據題中描述或結構片段推出所有元素,充分利用元素周期律結合選項作答。(3)解題——明確要求,規(guī)范作答。(4)驗證——確保答題正確無誤。對點演練1(2019全國3,9)X、Y、Z均為短周期主族元素,它們原子的最外層電子數之和為10。X與Z同族,Y最外層電子數等于X次外層電子數,且Y原子半徑大于Z。下列敘述正確的是()A.熔點:X的氧化物比Y的氧化物高B.熱穩(wěn)定性:X的氫化物大于Z的氫化物C.X與Z可形成離子化合物ZXD.Y的單質與Z的單質均能溶于濃硝酸對點演練2X、Y、Z、W、Q都是短周期元素,其中X原子的最外層電子數是內層電子數的3倍;X與Z同族,Y與Z同周期,Q原子的電子總數等于其電子層數的3倍,W與X、Y既不同族也不同周期且W不是稀有氣體元素;X、Y、Z三種元素的族序數之和為16。下列說法正確的是()A.Q與W可形成10電子、14電子、18電子分子B.Y的最高價氧化物對應水化物的化學式只能表示為H4YO4C.Y、Z、Q分別與X化合,只能形成AB2型化合物D.X、Z、W中的兩種或三種元素形成的鈉鹽溶液只可能顯酸性和中性考向2根據元素及其化合物的性質推斷位置及結構【典例2】(2020重慶直屬校3月模擬)W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數依次增大。Y是短周期中原子半徑最大的元素;元素X和Z同族,Z的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液與W的單質反應,生成兩種能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體。下列說法正確的是()A.簡單離子半徑:X<Z<YB.工業(yè)上采用電解法制備X的單質C.Y和Z的氫化物的沸點中較高的是ZD.W元素與Z元素都能形成超過三種的含氧酸鹽對點演練3(2018全國3,13)W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數依次增大,元素X和Z同族。鹽YZW與濃鹽酸反應,有黃綠色氣體產生,此氣體同冷燒堿溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列說法正確的是()A.原子半徑大小為W<X<Y<ZB.X的氫化物水溶液酸性強于Z的C.Y2W2與ZW2均含有非極性共價鍵D.標準狀況下W的單質狀態(tài)與X的相同考向3依據元素周期表的“片段結構”推斷元素及性質【典例3】(2020河北高考模擬)四種短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相對位置如圖所示,其中D形成的兩種氧化物都是常見的大氣污染物。下列有關判斷不正確的是()A.A的簡單氫化物是天然氣的主要成分B.元素A、B、C對應的含氧酸的鈉鹽水溶液不一定顯堿性C.單質B既可以與酸反應,又可以與堿反應,所以是兩性單質D.最高價氧化物對應的水化物的酸性:D>C思路點撥根據“片段結構”推斷元素的思維模式對點演練4a、b、c、d四種元素在周期表中的位置如圖,則下列說法正確的是()A.a與b之間容易形成離子化合物B.若b的單質可作半導體材料,則c的單質不可能為半導體材料C.若b的單質與H2易化合,則c的單質與H2更易化合D.若b的最高價氧化物對應水化物為H2bO4,則a的氫化物的化學式為aH3深度指津常見元素及其化合物的特性(1)形成化合物種類最多的元素或單質是自然界中硬度最大的物質的組成元素或氣態(tài)氫化物中氫的質量分數最大的元素:C。(2)空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N。(3)地殼中含量最多的元素:O。(4)具有漂白性的常見物質:氯水、二氧化硫、過氧化鈉,雙氧水(H2O2)等。(5)單質最活潑的非金屬元素或無正價的元素或無含氧酸的非金屬元素或無氧酸(氣態(tài)氫化物)可腐蝕玻璃的元素或氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素或陰離子的還原性最弱的元素:F。(6)單質密度最小的元素:H;密度最小的金屬元素:Li。(7)常溫下單質呈液態(tài)的非金屬元素:Br;金屬元素:Hg。(8)最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應,又能與強堿反應的元素:Al。(9)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應水化物起化合反應的元素:N;能起氧化還原反應的元素:S。(10)元素的單質在常溫下能與水反應放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。網絡構建核心速記1.同周期主族元素性質遞變規(guī)律(從左至右)(1)原子半徑逐漸變小(2)最高正價由+1→+7(除1、2周期);最低負價從-4→-1(3)金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強2.同主族元素性質遞變規(guī)律(自上而下)(1)原子半徑逐漸增大(2)金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱05學科素養(yǎng)提升元素推斷題解題指導素養(yǎng)解讀元素推斷題主要考查元素周期表中“位、構、性”的關系及學生利用物質結構和性質進行綜合推斷的能力。該類題目綜合性強、難度較大,學生需要掌握短周期所有元素原子的結構特點、它們在元素周期表中的位置、對應單質及重要化合物的性質,從而分析解決問題,逐步提升宏觀辨識與微觀探析以及證據推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。案例探究情境:到1869年,科學家們已經發(fā)現了63種元素,如此眾多的元素使得科學家不可避免地要思考一個重要的問題——自然界是否存在某種規(guī)律,使各種元素能夠井然有序、分門別類地排列呢?35歲的化學家門捷列夫(1834—1907)也在苦苦思索這個問題。門捷列夫在批判地繼承前人工作的基礎上,對大量實驗事實進行了訂正、分析和概括,總結出一條規(guī)律:元素的性質隨相對原子質量的遞增而呈周期性變化。他根據這個規(guī)律編制了第一個元素周期表,把已經發(fā)現的63種元素全部列入表里,他還在表里為未知元素預留了空位,后來,很快就有新元素陸續(xù)被發(fā)現,填充了這些空位!而且,這些元素表現出的各種性質與他的預言驚人地吻合?！镜淅?2020三湘名校教育聯盟五市十校大聯考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大,它們在元素周期表中的相對位置如圖所示,Y原子的最外層電子數是其電子層數的2倍。下列說法正確的是()WXYZA.W的最高價氧化物對應的水化物是與W同周期、同主族元素的最高價含氧酸中酸性最強的酸B.簡單離子的還原性:W>X>Y>ZC.氫元素與W、Z三種元素組成的化合物僅含有共價鍵D.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:W>X>Y>Z解析從圖看可知應為第2、3周期元素,根據Y的核外電子排布可知Y為硫,所以W、X、Z分別是氮、磷、氯。W的最高價氧化物對應的水化物是HNO3,A項正確;簡單離子的還原性:X>W,B項錯誤;氫元素與W、Z元素組成的化合物可以為NH4Cl,結構中含有離子鍵,C項錯誤;根據非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定可知,D項錯誤。答案A方法規(guī)律1.推斷元素的常用思路根據原子結構、元素周期表的知識及已知條件,可推斷原子序數,判斷元素在周期表中的位置等,基本思路如下:2.元素推斷的常用步驟(1)分析題目有效信息。①圖表信息——題中直接給出的元素周期表片段。②文字信息——把題中給出的文字信息進行提煉。③結構信息——題中給出的原子結構信息如微粒的質子數或電子數等。(2)畫出元素周期表片段,明確各元素的相對位置,推出元素。(3)對照問題,結合元素周期律回答相應問題。3.元素推斷題六大誤區(qū)素養(yǎng)提升1.(2020全國2,13)一種由短周期主族元素組成的化合物(如圖所示),具有良好的儲氫性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大、且總和為24。下列有關敘述錯誤的是()Z+A.該化合物中,W、X、Y之間均為共價鍵B.Z的單質既能與水反應,也可與甲醇反應C.Y的最高化合價氧化物的水化物為強酸D.X的氟化物XF3中原子均為8電子穩(wěn)定結構2.(2020全國3,13)W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素,四種元素的核外電子總數滿足X+Y=W+Z;化合物XW3與WZ相遇會產生白煙。下列敘述正確的是()A.非金屬性:W>X>Y>ZB.原子半徑:Z>Y>X>WC.元素X的含氧酸均為強酸D.Y的氧化物的水化物為強堿3.(2020吉林二調)X、Y、Z、W均為短周期元素,原子序數依次增大,X的原子中只有1個電子,Y2-和Z+的電子層結構相同,Y與W同主族。下列敘述正確的是()A.X分別與Y、Z、W形成的二元化合物中X的化合價均為+1價B.常見氫化物的沸點:W大于YC.Z與W形成的化合物,其水溶液常帶有臭雞蛋氣味D.由這四種元素共同形成的兩種化合物,其水溶液一種呈酸性,另一種呈堿性4.(2020黑龍江齊齊哈爾八中一模)W、R、X、Y均為短周期元素且原子序數依次增大。Y的最高正價和最低負價之和等于0;常溫常壓下,W和R組成的化合物有多種,其中兩種化合物能相互轉化,但元素化合價沒有變化;這4種元素原子的最外層電子數之和等于R原子的核電荷數的2倍。下列說法正確的是()A.元素的非金屬性為R>Y>WB.原子半徑為W>R>X>YC.R與其他三種元素均可形成二元共價化合物D.簡單氫化物的熱穩(wěn)定性為R>W>Y第2節(jié)元素周期律和元素周期表考點一元素周期表必備知識·自主預診1.(1)周期表(2)核電荷數質子數核外電子數2.原子序數最外層電子數電子層數自我診斷1.提示不一定。最外層電子數為2的元素也可以是0族元素He和部分過渡元素。2.答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×(9)√3.答案5a、5a+10、5a+14關鍵能力·考向突破典例1D由表格中元素所在周期表中的位置可知,W的最高化合價比X的最高正化合價多2,且兩者最高化合價之和為8,所以X的最高化合價為+3價,W的最高化合價為+5價,分別屬于ⅢA族和ⅤA族,因為4種元素均為短周期元素,則W為氮元素,X為鋁元素,Y為硅元素,Z為磷元素。根據同周期主族元素原子半徑從左到右逐漸減小,同主族元素原子半徑從上到下逐漸增大,可知原子半徑N<Al,A項正確;常溫常壓下Si是固體,B項正確;同主族從上到下元素的非金屬性逐漸減弱,對應氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,則氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性Z<W,C項正確;Al的最高價氧化物的水化物是兩性氫氧化物,D項錯誤。對點演練1D設X的最外層電子數為x,則Z和W的最外層電子數為x+2、x+3,由X與Z的最高正價之和與W的相等可得,x+x+2=x+3,解得x=1,由此可知X為鈉元素、Y為鎂元素、Z為鋁元素、W為碳元素。同周期元素,從左到右原子半徑依次減小,同主族元素,從上到下原子半徑依次增大,則原子半徑:X>Y>Z>W,故A正確;X2W2為Na2C2,Na2C2中含有離子鍵和共價鍵,故B正確;Y為鎂元素,氫氧化鎂為難溶于水的氫氧化物,故C正確;將由Na、Al的單質組成的混合物放入冷水中,鈉首先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,反應生成的氫氧化鈉和鋁單質反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣,故D錯誤。對點演練2C表中數字代表元素的相對原子質量,故A錯誤;表中元素的排列依據是相對原子質量的大小,故B錯誤;根據題給元素周期表的一部分推測表中“?=70”和C、Si在同一橫排,應屬于同主族,所以該元素的最高化合價為+4價,故C正確;每一橫行都對應現在常用的元素周期表中的同一族,故D錯誤。典例2D根據元素在周期表位置關系可知,四種元素位于第二、三周期。Z的最高價氧化物對應的水化物為M,室溫下0.01mol·L-1M溶液pH<2。則Z為硫元素,W、X、Y分別為碳元素、氮元素、鋁元素。原子半徑:N<C<Al,故A正確;Z為硫元素,其單質易溶于CS2,故B正確;W、X分別為碳元素、氮元素,非金屬性越強,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強,非金屬性:C<N,則氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:CH4<NH3,故C正確;Y為鋁元素,含鋁元素的離子有Al3+、[Al(OH)4]-,故D錯誤。對點演練3D根據題意可知,X位于第2周期,Y、Z位于第三周期;X的最高正價和最低負價之和為0,則X位于ⅣA族,X為碳元素,結合各元素在周期表中的相對位置可知,Y為S,Z為Cl,Q為Se。同一周期主族元素從左向右原子半徑逐漸減小,同一主族從上到下原子半徑逐漸增大,則原子半徑r(Y)>r(Z)>r(X),故A正確;亞硫酸與次氯酸反應生成HCl和硫酸,HCl和硫酸都是強酸,故B正確;Q位于ⅥA族,最外層含有6個電子,根據O、S的性質可推測Q(Se)的單質可以和氫氣、氧氣、活潑金屬等反應,故C正確;非金屬性越強,對應離子的失電子能力越弱,非金屬性Cl>S,則簡單離子失電子能力Z(Cl)<Y(S),故D錯誤?？键c二元素周期律必備知識·自主預診1.原子序數原子核外電子排布2.增大增大增多減小增大減小減小>增大+1+7-(8-主族序數)主族序數減弱增強增強減弱增強減弱減弱增強增強減弱減弱增強增強減弱3.(2)>>>難難不酸不自我診斷1.提示不能。因為硫的最高價氧化物對應的水化物是H2SO4不是H2SO3,氯的最高價氧化物對應的水化物是HClO4不是HClO。應根據元素的最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱比較其非金屬性強弱。2.答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×3.答案(1)①<<②>>③<<④><(2)①>>②>>③<<④>>>關鍵能力·考向突破典例1A短周期元素M、N、P、Q的最高價氧化物對應水化物分別為X、Y、Z、W,M是短周期中原子半徑最大的元素,則M為鈉元素,則X為NaOH;0.1mol·L-1的W溶液pH=1,則W為一元含氧強酸,且Q的原子序數大于Na,則Q為氯元素、W為HClO4;0.1mol·L-1的Z溶液的pH=0.7,則Z為二元強酸,且P的原子序數大于Na,則P為硫元素、Z為H2SO4;常溫下X、Z、W均可與Y反應,則Y為兩性氫氧化物,即Y為Al(OH)3、N為鋁元素。Al原子核外有3個電子層數,最外層電子數為3,其電子層數與最外層電子數相等,故A正確;Na+、Al3+電子層結構相同,核電荷數越大離子半徑越小,故離子半徑Na+>Al3+,故B錯誤;非金屬性Cl>S,故簡單氫化物的穩(wěn)定性:HCl>H2S,故C錯誤;NaOH為離子化合物,含有離子鍵、共價鍵,HClO4為共價化合物,分子內只含有共價鍵,二者含有化學鍵不完全相同,故D錯誤。對點演練1BX元素的原子形成的離子就是一個質子,X為氫元素,Y原子的最外層電子數是內層電子數的2倍,應為碳元素;Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置,它們的單質在常溫下均為無色氣體,則Z為氮元素、W為氧元素;M是地殼中含量最高的金屬元素,應為鋁元素。氫原子半徑最小,同周期隨原子序數增大原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑增大,故原子半徑Al>C>N>O>H,即M>Y>Z>W>X,故A錯誤;N、H兩元素能形成NH3、N2H4,故B正確;CO2是酸性氧化物,NO2與水反應生成硝酸和NO,NO2不是酸性氧化物,故C錯誤;用Al單質作為陽極、石墨作為陰極電解NaHCO3溶液,陰極生成氫氣,但不會生成沉淀,故D錯誤。對點演練2A短周期主族元素中,R原子最外層電子數是電子層數的2倍,可能為碳元素或硫元素,由圖中原子半徑和原子序數關系可知R應為碳元素;Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,應為Na2O、Na2O2,則Y為氧元素,Z為鈉元素;Na2T能破壞水的電離平衡,則T應為硫元素,X的原子半徑最小,原子序數最小,則X為氫元素。根據上述分析,Y、T、R最簡單氫化物對應的物質為H2O、H2S、CH4,沸點的大小和分子間作用力有關,分子間的相互作用力又取決于分子的相對分子質量,相對分子質量越大,分子間作用力越大,沸點越高,又因為水分子間存在氫鍵,故沸點:H2O>H2S>CH4,故A正確;原子半徑氧原子小于鈉原子,氧離子和鈉離子核外電子排布相同,核電荷數越大半徑越小,鈉離子小于氧離子,故B錯誤;最高價氧化物對應的水化物的酸性,硫酸的酸性比碳酸強,故C錯誤;非金屬性越強,其單質氧化性越強,非金屬性O>S>C,故D錯誤。典例2BW原子的最外層電子數是次外層的2倍,則W為碳元素;X-、Y+具有相同的電子層結構,則X為氟元素,Y為鈉元素;Z的陰離子不能發(fā)生水解反應,則Z為氯元素。比較原子半徑時,先看電子層數,再看最外層電子數,則原子半徑Na>Cl>C>F,A錯誤;非金屬性F>Cl>C,所以簡單氫化物的穩(wěn)定性X>Z>W,B正確;非金屬性C<Cl,則最高價氧化物的水化物的酸性W<Z,C錯誤;X與W、Y形成的化合物分別為CF4、NaF,前者含共價鍵、后者含離子鍵,D錯誤。對點演練3BA、B、C為三種短周期元素,B2+與C-具有相同的電子層結構,B2+為Mg2+,C-為F-,即B為鎂元素,C為氟元素;因為A、B為同周期元素,且A的最低價離子為A2-,則A為S。綜上所述,A為硫元素、B為鎂元素、C為氟元素。原子序數S>Mg>F,故A項正確;不同周期元素,電子層數越多,原子半徑越大,同一周期元素,核電荷數越大,原子半徑越小,因此原子半徑Mg>S>F,故B項錯誤;S2-的電子層數為3,離子半徑最大,Mg2+與F-的電子層數為2,且具有相同的核外電子數,核電荷數越大,離子半徑越小,因此離子半徑S2->F->Mg2+,故C項正確;F原子最外層電子數為7,S原子最外層電子數為6,Mg原子最外層電子數為2,因此原子最外層上的電子數F>S>Mg,故D項正確。典例3C可依據金屬單質與水反應的劇烈程度判斷元素金屬性的強弱,與冷水反應,Na比Mg劇烈,說明Na的金屬性比Mg強,A正確;依據最高價氧化物對應水化物的堿性強弱判斷元素金屬性的強弱,Ca(OH)2的堿性強于Mg(OH)2,則金屬性Ca>Mg,B正確;SO2與NaHCO3溶液反應生成CO2,說明亞硫酸的酸性比碳酸的酸性強,但不能說明S與C的非金屬性的強弱,C錯誤;相同溫度時,溴單質、碘單質與氫氣化合的難易程度可以說明溴的非金屬性比碘的非金屬性強,正確。對點演練4BX、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素,Y形成四個鍵,可能為碳元素和硅元素,Z與Y可形成雙鍵,同時還存在—Z—Z—的形式,分析可知Z為氧元素,則Y為碳元素,X為氫元素。原子半徑:C>O>H,即Y>Z>X,A項錯誤;元素的非金屬性:H<C<O,即X<Y<Z,B項正確;該化合物中Z的化合價為-1和-2價,C項錯誤;化合物中氫不滿足8電子穩(wěn)定結構,D項錯誤。對點演練5B越易與氫氣反應,元素非金屬性越強,故A正確;MgCl2、AlCl3溶液中分別通入NH3,都生成白色沉淀,故B錯誤;碳酸鈉溶液水解呈堿性說明碳酸是弱酸,硫酸鈉溶液呈中性,說明硫酸是強酸,故C正確;鐵與鹽酸反應生成氫氣,銅與鹽酸不反應,故D正確?？键c三元素“位、構、性”關系的綜合應用必備知識·自主預診2.(1)原子序數主族序數主族序數(O、F除外)主族序數-8自我診斷1.提示不一定。如最外層電子數為1的元素可以在主族、副族、Ⅷ族,化學性質差別很大。2.答案(1)第2周期ⅥA族(2)S··(3)O2(4)S2->Cl->O2->Al3+(5)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(6)2NH3·H2O+3H2O2N2↑+8H2O解析由題中所給信息可知,A、B、C、D、E、F是原子序數依次增大的短周期主族元素,A能與氧元素形成兩種無色氣體,則A為碳元素;C是地殼中含量最多的元素,C為氧元素;D是地殼中含量最多的金屬元素,D為鋁元素,且圖中給出了A和E在元素周期表中的相對位置,則B為氮元素,E是硫元素,F為氯元素。關鍵能力·考向突破典例1DX、Y、Z、M、Q為五種短周期元素,原子序數依次增大,Y元素的最高正價是+4價,M與Y同主族,則Y為碳元素,M是硅元素;Z與碳相鄰,是氮元素,N2X4的電子總數是18,X是氫元素;Q是第3周期元素,次外層電子數是7,則為氯元素。原子半徑:N<C<Si(Z<Y<M),A項正確;最高價氧化物對應水化物的酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3(Z>Y>M),B項正確;H2N—NH2易溶于水,水溶液呈堿性,C項正確;H、N、Cl可以形成NH4Cl,NH4Cl是離子化合物,D項錯誤。對點演練1B由于X、Y、Z都為主族元素,首先根據“Y最外層電子數等于X次外層電子數”可推知,Y最外層電子數為2,再依據“它們原子的最外層電子數之和為10”及“X與Z同族”可推知,X為碳元素,Z為硅元素,依據“Y原子半徑大于Z”可推知,Y為鎂元素。碳的常見氧化物有CO2、CO,常溫下為氣態(tài),而MgO常溫下為固態(tài),A項錯誤;碳、硅處于同主族,非金屬性:C>Si,故簡單氫化物的穩(wěn)定性:CH4>SiH4,B項正確;碳元素和硅元素可形成SiC,但SiC屬于共價化合物,C項錯誤;Mg可溶于濃硝酸,但硅不與濃硝酸反應,D項錯誤。對點演練2A根據題意可知,X、Y、Z、W、Q分別是氧元素、硅元素、硫元素、氫元素、碳元素。A項,碳元素與氫元素可以組成甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)、乙烷(C2H6)分子,它們分別為10電子、14電子、18電子分子,正確;B項,硅的最高價氧化物對應水化物的化學式有H4SiO4、H2SiO3,錯誤;C項,碳、硅、硫與氧形成的化合物,除CO2、SiO2、SO2外,還有CO、SO3等,錯誤;D項,硫、氫、氧形成的鈉鹽溶液,NaHSO4溶液顯酸性,Na2SO4溶液顯中性,Na2SO3溶液顯堿性,錯誤。典例2DW、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數依次增大。Y是短周期中原子半徑最大的元素,則Y為鈉元素;Z的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液與W的單質反應,生成兩種能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體,生成的氣體為二氧化硫和二氧化碳,則Z為硫元素,W為碳元素;元素X和Z同族,則X為氧元素。電子層相同時,核電荷數越大離子半徑越小,則離子半徑:Y<X<Z,故A錯誤;工業(yè)上采用分離液態(tài)空氣法制備X的單質(O2),故B錯誤;Y、Z的氫化物分別為NaH、硫化氫,NaH是離子化合物,硫化氫是共價化合物,Y的氫化物NaH的沸點較高,故C錯誤;W元素與Z元素都能形成超過三種的含氧酸鹽,如Na2CO3、NaHCO3、CH3COONa、HCOONa、Na2