2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第五單元 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表學(xué)案 魯科版

1、2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第五單元 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表學(xué)案 魯科版2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第五單元 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表學(xué)案 魯科版年級：姓名：- 33 -第2節(jié)元素周期律和元素周期表備考要點(diǎn)素養(yǎng)要求1.掌握元素周期律的實(shí)質(zhì);了解元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。2.以第3周期為例,掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.以a和a族為例,掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。4.了解金屬、非金屬元素在周期表中的位置及其性質(zhì)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(rèn)識物

2、質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析元素周期律的遞變性。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:具有證據(jù)意識,能基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)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(yùn)用元素周期表揭示元素周期律。考點(diǎn)一元素周期表必備知識自主預(yù)診知識梳理1.原子序數(shù)(1)按照元素在中的順序給元素編號,得到原子序數(shù)。(2)原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系:原子序數(shù)=。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(jié)構(gòu)。(2)周期(7個橫行,7個周期)。周期序數(shù)1234567元素種數(shù)288181832320族元素原子

3、序數(shù)21018365486118(3)族(18列,16個族)主族列121314151617族aaaaaaa續(xù)表副族列345671112族bbbbbbb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。過渡元素:元素周期表中從b族到b族10列共60多種元素,這些元素都是金屬元素。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。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(diǎn)撥a族元素不等同于堿金屬元素,氫元素不屬于堿金屬元素。元素周期表中第18列是0族,不是a族,第8、9、10三列是族,不是b族。根據(jù)元素周期表的構(gòu)成特點(diǎn),可分析每個

4、族的元素種類,含元素種類最多的族是b族,共有32種元素。過渡元素全部是金屬元素,原子最外層電子數(shù)不超過2個(12個)。由于鑭系和錒系的原因,第6、7周期的a族和a族元素原子序數(shù)差為25。自我診斷1.最外層電子數(shù)是2的元素一定是a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a族元素。()(2)元素所在的主族序數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素都是金屬元素。()(3)a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(jù)同一格,它們是同位素。()(5)兩種短周期元素原子序數(shù)相差8,則周期序數(shù)一定相差1。()(6)原子及離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在

5、的周期序數(shù)。()(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(shù)等于該元素所在的周期數(shù)。()(9)最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)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(shù)為a,則這五種元素的核電荷數(shù)之和可能為。關(guān)鍵能力考向突破考向1元素周期表的結(jié)構(gòu)【典例1】(2019全國2,9)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)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:wxb.常溫常壓下,y單質(zhì)為固態(tài)c.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:zyz

6、wb.x2w2中含有離子鍵和共價鍵c.y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物難溶于水d.將由x、z的單質(zhì)組成的混合物放入冷水中,z的單質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)對點(diǎn)演練2為紀(jì)念門捷列夫發(fā)表第一張?jiān)刂芷诒?部分如下)150周年,聯(lián)合國宣布2019年為“國際化學(xué)元素周期表年”。關(guān)于下表的說法正確的是()a.表中數(shù)字代表元素的原子序數(shù)b.表中元素的排列依據(jù)是元素的原子結(jié)構(gòu)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(yīng)現(xiàn)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(xué)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(yīng)的

7、水化物為m,室溫下,0.01 moll-1m溶液ph2。下列說法中錯誤的是()wxyza.原子半徑大小:xwyb.z的單質(zhì)易溶于化合物wz2c.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:wr(z)r(x)b.分別含y元素和z元素的兩種弱酸可以反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸c.推測q的單質(zhì)可以和氫氣、氧氣、活潑金屬等反應(yīng)d.z的簡單陰離子失電子能力比y的強(qiáng)深度指津1.電子排布規(guī)律(1)最外層電子數(shù)為37的原子一定屬于主族元素,且最外層電子數(shù)即為主族的族序數(shù)。(2)最外層為l個或2個電子,則可能是a、a族元素,也可能是副族、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(shù)與次外層相同

8、,該元素位于第3周期。(5)電子層結(jié)構(gòu)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(shù)=最外層電子數(shù)(即價電子數(shù)),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(fù)價,非金屬元素(h除外)的最高正價與它的負(fù)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(shù)的差值關(guān)系(1)同周期a族與a族元素的原子序數(shù)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(shù)可能相差2、8、18、32。若a、b是同主族相鄰周期元素,a、

9、b所在周期分別有m和n種元素。如圖:當(dāng)a、b在a或a族時,y=x+m。當(dāng)a、b在a0族時,y=x+n?？键c(diǎn)二元素周期律必備知識自主預(yù)診知識梳理1.元素周期律2.主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律性質(zhì)同周期(左右)同主族(上下)核電荷數(shù)逐漸逐漸電子層數(shù)相同逐漸原子半徑逐漸逐漸續(xù)表性質(zhì)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(fù)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(zhì)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

10、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(yīng)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(diǎn)撥(1)判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱,依據(jù)是元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中得失電子的難易程度,而不是得失電子的多少。(2)根據(jù)元素氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性的強(qiáng)弱判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱時,必須是其最高價氧化物對應(yīng)的水化物。3.元素周期表、元素周期律的應(yīng)用(1)根據(jù)元素周期表中的位置尋找未知元素。(2)預(yù)測元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測)。比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)。如金屬性:mgal、camg,則堿性:mg(oh)2al(oh)3、ca(oh)2mg(oh)2,從而可得堿

11、性ca(oh)2al(oh)3(填“”“h2co3hclo,能否說明非金屬性:sccl?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(qiáng);失電子越多,金屬性越強(qiáng)。()(4)元素氧化物的對應(yīng)水化物酸性越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng);堿性越強(qiáng),金屬性越強(qiáng)。()(5)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng),其水溶液的酸性越強(qiáng),還原性越弱。()3.(1)根據(jù)元素周期律用“”或“”或“wzyxb.x、z兩元素能形成原子個數(shù)比(xz)為31和42的化

12、合物c.化合物yw2、zw2都是酸性氧化物d.用m單質(zhì)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(xiàn)白色沉淀對點(diǎn)演練2現(xiàn)有短周期主族元素x、y、z、r、t。r原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)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(shù)的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()a.最簡單氫化物的沸點(diǎn)排序:ytrb.原子半徑和離子半徑均滿足:yzc.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:trt考向2微粒半徑大小的比較【典例2】(2020陜西渭南中學(xué)二模)w、x、y、z均為短周期元素,原子序數(shù)依次增大,w的原子核最

13、外層電子數(shù)是次外層的2倍,x-、y+具有相同的電子層結(jié)構(gòu),z的陰離子不能發(fā)生水解反應(yīng)。下列說法正確的是()a.原子半徑:yzxwb.簡單氫化物的穩(wěn)定性:xzwc.最高價氧化物的水化物的酸性:wzd.x可分別與w、y形成化合物,其所含的化學(xué)鍵類型相同方法技巧微粒半徑大小比較方法對點(diǎn)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(jié)構(gòu),下列敘述一定不正確的是()a.它們的原子序數(shù):abcb.它們的原子半徑:cbac.離子半徑:a2-c-b2+d.原子最外層上的電子數(shù):cab考向3元素金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱判斷與應(yīng)用【典例3】(202

14、1河北唐山調(diào)研)下列事實(shí)不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強(qiáng)弱的是()選項(xiàng)事實(shí)推論a與冷水反應(yīng),na比mg劇烈金屬性:namgbca(oh)2的堿性強(qiáng)于mg(oh)2金屬性:camgcso2與nahco3溶液反應(yīng)生成co2非金屬性:scdt時,br2+h22hbrk=5.6107i2+h22hik=43非金屬性:bri易錯提醒判斷金屬性和非金屬性強(qiáng)弱時的易錯點(diǎn)(1)關(guān)注關(guān)鍵詞“最高價”,根據(jù)元素氧化物對應(yīng)水化物酸堿性的強(qiáng)弱判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱時,必須是其最高價氧化物的對應(yīng)水化物。(2)關(guān)注關(guān)鍵詞“難、易”,判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱,依據(jù)是元素原子在化學(xué)反應(yīng)中得失電子的難易而不是

15、得失電子的多少。(3)元素的非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的活潑性不一定越強(qiáng)。實(shí)際中的特例,如n的非金屬性較強(qiáng),但n2性質(zhì)穩(wěn)定。對點(diǎn)演練4(2020河南鄭州第二次質(zhì)檢)化合物是一種高效消毒劑,其蒸汽和溶液都具有很強(qiáng)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(shù)依次增大的短周期元素。下列敘述正確的是()a.原子半徑:xyzb.元素的非金屬性:xyzc.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(jié)構(gòu)對點(diǎn)演練5下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康腶cl2、br2分別與h2反應(yīng)比較氯、溴元素的非金屬性強(qiáng)弱b向mgcl2、alcl3溶液中分別通

16、入氨氣比較鎂、鋁元素的金屬性強(qiáng)弱c測定相同物質(zhì)的量濃度的na2co3、na2so4溶液的ph比較碳、硫元素的非金屬性強(qiáng)弱dfe、cu分別與稀鹽酸反應(yīng)比較鐵、銅元素的金屬性強(qiáng)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(qiáng)弱的本質(zhì)。元素原子失電子能力越強(qiáng),元素金屬性越強(qiáng)。元素原子得電子能力越強(qiáng),元素非金屬性越強(qiáng)。(2)元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)。結(jié)構(gòu)判斷法:根據(jù)原子結(jié)構(gòu)比較。最外層電子數(shù)越少,電子層越多,元素金屬性越強(qiáng);最外層電子數(shù)越多,電子層越少,非金屬性越強(qiáng)。依據(jù)“兩表”“兩池”“三反應(yīng)”判斷考點(diǎn)三元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系的綜合應(yīng)用必備知識自

17、主預(yù)診知識梳理1.元素“位、構(gòu)、性”之間的關(guān)系元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì),元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì),故三者之間可相互推斷,關(guān)系圖如下:2.元素“位、構(gòu)、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(guān)系式:電子層數(shù)=周期序數(shù);質(zhì)子數(shù)=;最外層電子數(shù)=;主族元素的最高正價=,最低負(fù)價=。(2)熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,主要包括:元素的金屬性、非金屬性;氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸、堿性;金屬與水或酸反應(yīng)置換出h2的難易程度。微點(diǎn)撥熟練掌握周期表的結(jié)構(gòu)及周期表中的一些特殊規(guī)律:“凹”型結(jié)

18、構(gòu)的“三短四長,七主七副八零完”;各周期元素種類數(shù);稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置;同主族上下相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系。自我診斷1.最外層電子數(shù)相同的元素化學(xué)性質(zhì)一定相同嗎?請舉例說明。2.a、b、c、d、e、f是原子序數(shù)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(jié)構(gòu)示意圖為。(2)ae2的電子式為。(3)c、e、f的單質(zhì)沸點(diǎn)最低的是(填化學(xué)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(shí)驗(yàn)室制取f元素對應(yīng)單質(zhì)的離

19、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(yīng)的產(chǎn)物不污染環(huán)境,其化學(xué)方程式為。關(guān)鍵能力考向突破考向1根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)推斷位置及性質(zhì)【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(shù)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(shù)為18個;q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子。下列說法不正確的是()a.原子半徑:zyymc.x2zzx2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

20、找突破口元素推斷的關(guān)鍵。綜合把握題中關(guān)鍵信息,確定突破口。(2)推斷元素正確解題的基礎(chǔ)。根據(jù)關(guān)鍵信息,結(jié)合突破口找出關(guān)鍵元素,然后根據(jù)題中描述或結(jié)構(gòu)片段推出所有元素,充分利用元素周期律結(jié)合選項(xiàng)作答。(3)解題明確要求,規(guī)范作答。(4)驗(yàn)證確保答題正確無誤。對點(diǎn)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(shù)之和為10。x與z同族,y最外層電子數(shù)等于x次外層電子數(shù),且y原子半徑大于z。下列敘述正確的是()a.熔點(diǎn):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(zhì)與z的單質(zhì)均能溶于濃硝酸對點(diǎn)演練2x、y、z、w

21、、q都是短周期元素,其中x原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍;x與z同族,y與z同周期,q原子的電子總數(shù)等于其電子層數(shù)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(shù)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(yīng)水化物的化學(xué)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(jù)元素及其化合物的性質(zhì)推斷位置及結(jié)構(gòu)【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(shù)依次增大。y是短周期中

22、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(yīng)的水化物的濃溶液與w的單質(zhì)反應(yīng),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:xzyb.工業(yè)上采用電解法制備x的單質(zhì)c.y和z的氫化物的沸點(diǎn)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(diǎn)演練3(2018全國3,13)w、x、y、z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大,元素x和z同族。鹽yzw與濃鹽酸反應(yīng),有黃綠色氣體產(chǎn)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wxyc思路點(diǎn)撥根據(jù)“片段結(jié)構(gòu)”推斷元素的思維模式對點(diǎn)演練4a、b、c、d四種元素在周期表中的

23、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(zhì)可作半導(dǎo)體材料,則c的單質(zhì)不可能為半導(dǎo)體材料c.若b的單質(zhì)與h2易化合,則c的單質(zhì)與h2更易化合d.若b的最高價氧化物對應(yīng)水化物為h2bo4,則a的氫化物的化學(xué)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(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的組成元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì):氯水、二氧化硫、過氧化鈉,雙氧水(h2o2)等。(5)單質(zhì)最活潑的非金屬元素或無正價

24、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(zhì)密度最小的元素:h;密度最小的金屬元素:li。(7)常溫下單質(zhì)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(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)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(yīng)水化物起化合反應(yīng)的元素:n;能起氧化還原反應(yīng)的元素:s。(10)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素:li、na、f。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心速記1.同周期主族元素性質(zhì)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

25、);最低負(fù)價從-4-1(3)金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)2.同主族元素性質(zhì)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(qiáng),非金屬性逐漸減弱05學(xué)科素養(yǎng)提升元素推斷題解題指導(dǎo)素養(yǎng)解讀元素推斷題主要考查元素周期表中“位、構(gòu)、性”的關(guān)系及學(xué)生利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行綜合推斷的能力。該類題目綜合性強(qiáng)、難度較大,學(xué)生需要掌握短周期所有元素原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、它們在元素周期表中的位置、對應(yīng)單質(zhì)及重要化合物的性質(zhì),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(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。案例探究情境:到1869年,科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了63種元素,如此眾多的元素使得科學(xué)家不可避免地要思考一

26、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(xué)家門捷列夫(18341907)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(chǔ)上,對大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行了訂正、分析和概括,總結(jié)出一條規(guī)律:元素的性質(zhì)隨相對原子質(zhì)量的遞增而呈周期性變化。他根據(jù)這個規(guī)律編制了第一個元素周期表,把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的63種元素全部列入表里,他還在表里為未知元素預(yù)留了空位,后來,很快就有新元素陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),填充了這些空位!而且,這些元素表現(xiàn)出的各種性質(zhì)與他的預(yù)言驚人地吻合?！镜淅?2020三湘名校教育聯(lián)盟五市十校大聯(lián)考)短周期主族元素w、x、y、z的原子序數(shù)依次增大,它們在元素周期表

27、中的相對位置如圖所示,y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。下列說法正確的是()wxyza.w的最高價氧化物對應(yīng)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(qiáng)的酸b.簡單離子的還原性:wxyzc.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:wxyz解析從圖看可知應(yīng)為第2、3周期元素,根據(jù)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(yīng)的水化物是hno3,a項(xiàng)正確;簡單離子的還原性:xw,b項(xiàng)錯誤;氫元素與w、z元素組成的化合物可以為nh4cl,結(jié)構(gòu)中含有離子鍵,c項(xiàng)錯誤;根據(jù)非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定可知,d項(xiàng)錯誤

28、。答案a方法規(guī)律1.推斷元素的常用思路根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識及已知條件,可推斷原子序數(shù),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。圖表信息題中直接給出的元素周期表片段。文字信息把題中給出的文字信息進(jìn)行提煉。結(jié)構(gòu)信息題中給出的原子結(jié)構(gòu)信息如微粒的質(zhì)子數(shù)或電子數(shù)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(jié)合元素周期律回答相應(yīng)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(shù)依次增大、且總和為24。下

29、列有關(guān)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(zhì)既能與水反應(yīng),也可與甲醇反應(yīng)c.y的最高化合價氧化物的水化物為強(qiáng)酸d.x的氟化物xf3中原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)2.(2020全國3,13)w、x、y、z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,四種元素的核外電子總數(shù)滿足x+y=w+z;化合物xw3與wz相遇會產(chǎn)生白煙。下列敘述正確的是()a.非金屬性:wxyzb.原子半徑:zyxwc.元素x的含氧酸均為強(qiáng)酸d.y的氧化物的水化物為強(qiáng)堿3.(2020吉林二調(diào))x、y、z、w均為短周期元素,原子序數(shù)依次增大,x的原子中只有1個電子,y2-和z+的電子層結(jié)構(gòu)相同,y與w同主族。下列

30、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(diǎn):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(shù)依次增大。y的最高正價和最低負(fù)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(zhuǎn)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(shù)之和等于r原子的核電荷數(shù)的2倍。下列說法正確的是()a.元素的非金屬性為rywb.原子半徑為wrxyc.r與其他三種元素均可形成二元共價化合物

31、d.簡單氫化物的熱穩(wěn)定性為rwy第2節(jié)元素周期律和元素周期表考點(diǎn)一元素周期表必備知識自主預(yù)診1.(1)周期表(2)核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)2.原子序數(shù)最外層電子數(shù)電子層數(shù)自我診斷1.提示不一定。最外層電子數(shù)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(guān)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a族和a族,因?yàn)?種元素均為短周期元素,則w為氮元素,x為鋁元素,

32、y為硅元素,z為磷元素。根據(jù)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nal,a項(xiàng)正確;常溫常壓下si是固體,b項(xiàng)正確;同主族從上到下元素的非金屬性逐漸減弱,對應(yīng)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zyzw,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(zhì)組成的混合物放入冷水中,鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,反應(yīng)生成的氫氧化鈉和鋁單質(zhì)反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣,故d錯誤。對點(diǎn)演練2 c表中數(shù)字代表元素的相對原子質(zhì)量,故a錯誤;表中

33、元素的排列依據(jù)是相對原子質(zhì)量的大小,故b錯誤;根據(jù)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(yīng)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(yīng)現(xiàn)在常用的元素周期表中的同一族,故d錯誤。典例2d根據(jù)元素在周期表位置關(guān)系可知,四種元素位于第二、三周期。z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為m,室溫下0.01moll-1m溶液ph2。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:ncal,故a正確;z為硫元素,其單質(zhì)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(qiáng),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),非金屬性:cn,則氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:ch4r

34、(z)r(x),故a正確;亞硫酸與次氯酸反應(yīng)生成hcl和硫酸,hcl和硫酸都是強(qiáng)酸,故b正確;q位于a族,最外層含有6個電子,根據(jù)o、s的性質(zhì)可推測q(se)的單質(zhì)可以和氫氣、氧氣、活潑金屬等反應(yīng),故c正確;非金屬性越強(qiáng),對應(yīng)離子的失電子能力越弱,非金屬性cls,則簡單離子失電子能力z(cl)增大+1+7-(8-主族序數(shù))主族序數(shù)減弱增強(qiáng)增強(qiáng)減弱增強(qiáng)減弱減弱增強(qiáng)增強(qiáng)減弱減弱增強(qiáng)增強(qiáng)減弱3.(2)難難不酸不自我診斷1.提示不能。因?yàn)榱虻淖罡邇r氧化物對應(yīng)的水化物是h2so4不是h2so3,氯的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是hclo4不是hclo。應(yīng)根據(jù)元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱比較其非金

35、屬性強(qiáng)弱。2.答案(1)(2)(3)(4)(5)3.答案(1)關(guān)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(yīng)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;0.1moll-1的w溶液ph=1,則w為一元含氧強(qiáng)酸,且q的原子序數(shù)大于na,則q為氯元素、w為hclo4;0.1moll-1的z溶液的ph=0.7,則z為二元強(qiáng)酸,且p的原子序數(shù)大于na,則p為硫元素、z為h2so4;常溫下x、z、w均可與y反應(yīng),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(shù),最外層電子數(shù)為3,其電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等,

36、故a正確;na+、al3+電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,故離子半徑na+al3+,故b錯誤;非金屬性cls,故簡單氫化物的穩(wěn)定性:hclh2s,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(nèi)只含有共價鍵,二者含有化學(xué)鍵不完全相同,故d錯誤。對點(diǎn)演練1 bx元素的原子形成的離子就是一個質(zhì)子,x為氫元素,y原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,應(yīng)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(zhì)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(yīng)為鋁元素。氫原子半徑最小,同周期隨原子序數(shù)增大原子半徑減小,同主族自上而

37、下原子半徑增大,故原子半徑alcnoh,即myzwx,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(yīng)生成硝酸和no,no2不是酸性氧化物,故c錯誤;用al單質(zhì)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(diǎn)演練2 a短周期主族元素中,r原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)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(shù)關(guān)系可知r應(yīng)為碳元素;y與z能形成z2y、z2y2型離子化合物,應(yīng)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(yīng)為硫元素,x的原子半徑最小,原子序數(shù)最小,則x為氫

38、元素。根據(jù)上述分析,y、t、r最簡單氫化物對應(yīng)的物質(zhì)為h2o、h2s、ch4,沸點(diǎn)的大小和分子間作用力有關(guān),分子間的相互作用力又取決于分子的相對分子質(zhì)量,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,沸點(diǎn)越高,又因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵,故沸點(diǎn):h2oh2sch4,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(shù)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(yīng)的水化物的酸性,硫酸的酸性比碳酸強(qiáng),故c錯誤;非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)氧化性越強(qiáng),非金屬性osc,故d錯誤。典例2bw原子的最外層電子數(shù)是次外層的2倍,則w為碳元素;x-、y+具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則x為氟元素,y為鈉

39、元素;z的陰離子不能發(fā)生水解反應(yīng),則z為氯元素。比較原子半徑時,先看電子層數(shù),再看最外層電子數(shù),則原子半徑naclcf,a錯誤;非金屬性fclc,所以簡單氫化物的穩(wěn)定性xzw,b正確;非金屬性ccl,則最高價氧化物的水化物的酸性wmgf,故a項(xiàng)正確;不同周期元素,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,同一周期元素,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,因此原子半徑mgsf,故b項(xiàng)錯誤;s2-的電子層數(shù)為3,離子半徑最大,mg2+與f-的電子層數(shù)為2,且具有相同的核外電子數(shù),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,因此離子半徑s2-f-mg2+,故c項(xiàng)正確;f原子最外層電子數(shù)為7,s原子最外層電子數(shù)為6,mg原子最外層電子數(shù)為

40、2,因此原子最外層上的電子數(shù)fsmg,故d項(xiàng)正確。典例3c可依據(jù)金屬單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度判斷元素金屬性的強(qiáng)弱,與冷水反應(yīng),na比mg劇烈,說明na的金屬性比mg強(qiáng),a正確;依據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱判斷元素金屬性的強(qiáng)弱,ca(oh)2的堿性強(qiáng)于mg(oh)2,則金屬性camg,b正確;so2與nahco3溶液反應(yīng)生成co2,說明亞硫酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng),但不能說明s與c的非金屬性的強(qiáng)弱,c錯誤;相同溫度時,溴單質(zhì)、碘單質(zhì)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(qiáng),正確。對點(diǎn)演練4 bx、y、z為原子序數(shù)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

41、可形成雙鍵,同時還存在zz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:coh,即yzx,a項(xiàng)錯誤;元素的非金屬性:hco,即xycl-o2-al3+(5)mno2+4h+2cl-mn2+cl2+2h2o(6)2nh3h2o+3h2o2n2+8h2o解析由題中所給信息可知,a、b、c、d、e、f是原子序數(shù)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(guān)鍵能力考向突破典例1dx、y、z、m、q為

42、五種短周期元素,原子序數(shù)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(shù)是18,x是氫元素;q是第3周期元素,次外層電子數(shù)是7,則為氯元素。原子半徑:ncsi(zyh2co3h2sio3(zym),b項(xiàng)正確;h2nnh2易溶于水,水溶液呈堿性,c項(xiàng)正確;h、n、cl可以形成nh4cl,nh4cl是離子化合物,d項(xiàng)錯誤。對點(diǎn)演練1 b由于x、y、z都為主族元素,首先根據(jù)“y最外層電子數(shù)等于x次外層電子數(shù)”可推知,y最外層電子數(shù)為2,再依據(jù)“它們原子的最外層電子數(shù)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(jù)“y

43、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(xiàng)錯誤;碳、硅處于同主族,非金屬性:csi,故簡單氫化物的穩(wěn)定性:ch4sih4,b項(xiàng)正確;碳元素和硅元素可形成sic,但sic屬于共價化合物,c項(xiàng)錯誤;mg可溶于濃硝酸,但硅不與濃硝酸反應(yīng),d項(xiàng)錯誤。對點(diǎn)演練2 a根據(jù)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(xiàng),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(xiàng),硅的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式有h4sio4、h2sio3

44、,錯誤;c項(xiàng),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(xiàng),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(shù)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(yīng)的水化物的濃溶液與w的單質(zhì)反應(yīng),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(shù)越大離子半徑越小,則離子半徑:yxclof,a項(xiàng)錯誤;hf為弱酸,鹽酸是強(qiáng)酸,b項(xiàng)錯誤;na2o2中有離子鍵、非極性共價鍵,clo2中只有極性共價鍵,c項(xiàng)錯誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下o2、o3和f2都是氣體,d項(xiàng)正確。典例3cd形成的兩種氧化物都是常見的大氣污染物,則d為s,再根據(jù)位置關(guān)系可知,a為c、b為al、c為si。a的簡單氫