高中化學(xué) 專題1 微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣 第一單元 原子核外電子排布與元素周期律 第4課時 元素周期表的應(yīng)用 蘇教版必修2

1、第4課時元素周期表的應(yīng)用知識條目必考要求加試要求1.主族元素在周期表中位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三者的關(guān)系cc2.元素周期表的發(fā)展史、意義及作用ab能力要求1.會比較同周期、同主族元素的金屬性和非金屬性的變化規(guī)律，知道元素周期表金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的劃分。2.明確元素“位構(gòu)性”三者之間的關(guān)系及其在元素推斷中的應(yīng)用。3.感受元素周期表、元素周期律在科研和生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。一、元素周期表的分區(qū)及元素性質(zhì)的比較1元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)(1)分界線的劃分：沿著周期表中b、si、as、te、at跟al、ge、sb、po之間畫一條斜線，斜線的左面是金屬元素，右面是非金屬元素。(2)分界線附近的元素

2、，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性，故元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線。(3)周期表的左下方是金屬性最強的元素，是銫元素(放射性元素除外)；右上方是非金屬性最強的元素，是氟元素；最后一個縱行是0族元素。2同周期(從左到右)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律3同主族(自上而下)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律4元素的化合價與元素在周期表中的位置之間的關(guān)系主族元素的最高正化合價等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)，而非金屬的最低負化合價則等于使原子達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需得到的電子數(shù)。所以，非金屬元素的最高正化合價和它的最低負化合價的絕對值之和等于8。(1)最高正化合價族序數(shù)原子最外層電子數(shù)(o、f除外)

3、。(2)最高正化合價|最低負化合價|8。歸納總結(jié)元素金屬性、非金屬性遞變與其在周期表中的位置關(guān)系請?zhí)顚懗鰣D中序號所示內(nèi)容。增強減弱增強增強alsi金屬非金屬提醒(1)周期表的左下方是金屬性最強的元素(銫，放射性元素除外)，右上方是非金屬性最強的元素(氟)。堿性最強的是csoh，酸性最強的含氧酸是hclo4。(2)由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線，因此，位于分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。1下列說法錯誤的是()a作半導(dǎo)體材料的元素大多數(shù)位于周期表中金屬元素和非金屬元素的交界處b農(nóng)藥中常含有的元素通常在元素周期表的右上方區(qū)域內(nèi)c構(gòu)成催化劑的元素通常在

4、元素周期表的左下方區(qū)域內(nèi)d在周期表過渡元素中尋找作耐高溫和耐腐蝕的合金材料的元素答案c解析構(gòu)成催化劑的元素大多為過渡金屬元素，在元素周期表的中間部分。2x、y是元素周期表第a族中的兩種元素。下列敘述能說明x的非金屬性比y強的是()ax原子的電子層數(shù)比y原子的電子層數(shù)多by的單質(zhì)能將x從nax的溶液中置換出來cx的單質(zhì)比y的單質(zhì)更容易與氫氣反應(yīng)d同濃度下x的氫化物水溶液比y的氫化物水溶液的酸性強答案c解析因x、y是元素周期表中第a族的元素，若x原子的電子層數(shù)多，則說明x比y的非金屬性弱，a錯誤；b項說明y比x更活潑，b錯誤；根據(jù)單質(zhì)與h2化合的難易判斷，x2與h2化合更容易，說明氧化性：x2&g

5、t;y2，則非金屬性：x>y，c正確；非金屬元素氫化物水溶液酸性的強弱不能作為元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)，d錯誤。二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)間的關(guān)系如圖所示：(1)核外電子層數(shù)周期數(shù)。(2)主族元素的最外層電子數(shù)價電子數(shù)主族序數(shù)最高正價數(shù)(o、f元素除外)。(3)質(zhì)子數(shù)原子序數(shù)原子核外電子數(shù)核電荷數(shù)。(4)最低負價的絕對值8主族序數(shù)(僅限第aa族)。(5)原子半徑越大，失電子越容易，還原性越強，其離子的氧化性越弱。(6)原子半徑越小，得電子越容易，氧化性越強，非金屬性越強，形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，形成的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性越強。2

6、判斷元素金屬性、非金屬性的強弱金屬性非金屬性同主族(從上到下)依次增強依次減弱同周期(從左到右)依次減弱依次增強3.尋找新物質(zhì)由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相近，在周期表一定區(qū)域內(nèi)尋找元素，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的新用途被視為一種相當有效的方法，如在周期表中金屬和非金屬的分界處，可以找到半導(dǎo)體材料。還可以在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。元素周期表和元素周期律的應(yīng)用(1)可以由元素在周期表中的位置推測其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。(2)根據(jù)元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，推測它在周期表中的位置。(3)指導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的性質(zhì)。(4)指導(dǎo)其他與化學(xué)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)。如在周期表中金屬元素和非金屬元素分界線附近，可以找

7、到半導(dǎo)體材料。在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。3x、y、z是三種短周期元素，其中x、y位于同一主族，y、z處于同一周期。x原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。z原子的核外電子數(shù)比y原子少1。下列說法正確的是()a元素非金屬性由弱到強的順序為zyxby元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為h3yo4c三種元素的氣態(tài)氫化物中，z的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定d原子半徑由大到小的順序為zyx答案a解析x原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，說明x是氧元素，則y必然為硫元素，z原子的核外電子數(shù)比y原子少1，則z為磷元素。它們在周期表中的位置如圖。元素非金屬性由弱到強的順序為pso，a項正確

8、；s元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為h2so4，b項錯誤；非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強，因此x的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定，c項錯誤；根據(jù)元素周期律，原子半徑由大到小的順序為pso，d項錯誤。4鍺(ge)是第4周期a族元素，處于元素周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，下列敘述正確的是()a鍺是一種金屬性很強的元素b鍺的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的性能c鍺化氫(geh4)穩(wěn)定性很強d鍺酸(h4geo4)是難溶于水的強酸答案b解析依據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知：氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：ch4>sih4>geh4，而已知硅烷(sih4)不穩(wěn)定，故geh4穩(wěn)定性很弱；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：h2

9、co3>h4sio4>h4geo4，h4sio4難溶于水，故h4geo4為難溶于水的弱酸；因為鍺處于元素周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，所以鍺單質(zhì)應(yīng)具有半導(dǎo)體的性能。思維啟迪推斷陌生元素性質(zhì)時要從以下三個角度分析：(1)與同周期前、后元素相比較，依據(jù)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測元素的性質(zhì)。(2)與同主族上、下元素相比較，依據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測元素的性質(zhì)。(3)比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)時，可借助“三角”規(guī)律進行推斷。若a、b、c三種元素位于元素周期表中如圖所示位置，有關(guān)元素的各種性質(zhì)均可排出順序(但d不能參與排序)。原子半徑：c>a>b；金屬性：c&

10、gt;a>b；非金屬性：b>a>c。1第a族元素從第2周期到第6周期的元素分別是be(鈹)、mg(鎂)、ca(鈣)、sr(鍶)、ba(鋇)。下列關(guān)于第a族元素預(yù)言可能正確的是()常溫下，單質(zhì)鈹能與水劇烈反應(yīng)放出h2常溫下，單質(zhì)鋇能與水劇烈反應(yīng)放出h2be(oh)2易溶于水ba(oh)2易溶于水srco3易溶于水a(chǎn) bc d答案c解析第a族，從上到下，金屬性逐漸增強，常溫下，單質(zhì)鈹與水反應(yīng)不劇烈，be(oh)2難溶于水，srco3也難溶于水。2鎂、鋰在元素周期表中具有特殊“對角線”關(guān)系，它們的性質(zhì)相似。例如，它們的單質(zhì)在過量氧氣中燃燒時均只生成正常的氧化物等，下列關(guān)于鋰的敘述不

11、正確的是()ali2so4能溶于水blioh是易溶于水、受熱不分解的強堿cli遇濃硫酸不產(chǎn)生“鈍化”現(xiàn)象dli2co3受熱分解，生成li2o和co2答案b解析根據(jù)題中信息，將鎂的有關(guān)性質(zhì)進行遷移應(yīng)用，可推測鋰的有關(guān)性質(zhì)。由mg、mg(oh)2、mgco3、mgso4的性質(zhì)推測相應(yīng)的li及其化合物的性質(zhì)。mgso4易溶于水，mg(oh)2是難溶、易分解的中強堿，mg與濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)，mgco3受熱易分解生成mgo和co2，故b項不正確。3不能作為判斷硫、氯兩種元素非金屬性強弱的依據(jù)是()a單質(zhì)氧化性的強弱b單質(zhì)沸點的高低c單質(zhì)與氫氣化合的難易d最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性的強弱答案b解析單質(zhì)的

12、氧化性越強，其元素的非金屬性越強，可以判斷非金屬性強弱；單質(zhì)的沸點屬于物理性質(zhì)，與元素的非金屬性無關(guān)，不能判斷非金屬性強弱；單質(zhì)與氫氣化合越容易，則元素的非金屬性越強，可以判斷非金屬性強弱；最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強，其元素的非金屬性越強，可以判斷非金屬性強弱。故選b。4元素周期表在指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐方面具有十分重要的意義，請將下表中a、b兩欄描述的內(nèi)容對應(yīng)起來。abab制半導(dǎo)體的元素(a)b至b的過渡元素制催化劑的元素(b)f、cl、br、n、s “三角地帶”制耐高溫材料的元素(c)金屬與非金屬元素分界線附近制制冷劑的元素(d)相對原子質(zhì)量較小的元素地殼中含量較多的元素(e)過渡元

13、素答案(c)；(e)；(a)；(b)；(d)5(1)在下面元素周期表中全部是金屬元素的區(qū)域為_。(2)有人認為形成化合物最多的元素不是第a族的碳元素，而是另一種短周期元素。請你根據(jù)學(xué)過的化學(xué)知識判斷，這一元素是_(寫元素符號)。(3)現(xiàn)有甲、乙兩種短周期元素，室溫下，甲元素單質(zhì)在冷的濃硫酸或空氣中，表面都生成致密的氧化膜，乙元素原子核外m電子層與k電子層上的電子數(shù)相等。用元素符號將甲、乙兩元素填寫在上面元素周期表中對應(yīng)的位置；甲、乙兩元素相比較，金屬性較強的是_(填名稱)，可以驗證該結(jié)論的實驗是_(填字母)。a將在空氣中放置已久的這兩種元素的塊狀單質(zhì)分別放入熱水中b將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別和

14、同濃度的鹽酸反應(yīng)c將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液d比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性答案(1)b(2)h(3)見下表中鎂bc解析(1)a區(qū)域包括a、a族元素，含有氫元素；b區(qū)域包括過渡元素，全都是金屬元素；c區(qū)域包括a、a、a、a、a族元素；d區(qū)域?qū)儆谙∮袣怏w元素。所以選b。(2)認為形成化合物種類最多的元素是碳元素，是因為它能形成種類繁多的有機物，而有機物中除了碳元素外，大多含氫元素，而氫元素除了形成有機物外，在無機物中的酸、堿、部分鹽類、氫化物等類型的物質(zhì)中都含有。(3)室溫下，短周期元素甲的單質(zhì)在冷的濃硫酸或空氣中，表面都生成致密的氧化膜，可以判斷出甲元素是鋁。根據(jù)

15、核外電子排布規(guī)律，乙元素原子核外m電子層與k電子層上的電子數(shù)相等，核外電子排布為2、8、2，因此乙元素為鎂。金屬性鎂強于鋁。a選項中，在空氣中放置已久的鎂和鋁，表面均可形成氧化膜，所以錯誤；b、c選項均是判斷金屬性強弱的依據(jù)，所以正確；d選項中，鎂、鋁屬于活潑金屬，不能形成氣態(tài)氫化物，所以錯誤。 基礎(chǔ)過關(guān)題組一元素化合價、原子半徑與元素在周期表中的位置的關(guān)系1x元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物為hxo3，它的氣態(tài)氫化物為()ahx bh2x cxh3 dxh4答案c解析x的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為hxo3，則x的最高正價為5價，從而可知x的最低負價為3價，其氣態(tài)氫化物為xh3。2x、y、z均為短

16、周期元素、x、y處于同一周期，x、z的最低價離子分別為x2和z，y和z具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()a原子最外層電子數(shù)：xyzb單質(zhì)沸點：xyzc離子半徑：x2yzd原子序數(shù)：xyz答案d解析依題意，不難確定x、y、z分別是s、na、f。原子最外層電子數(shù)fsna(zxy)，a錯誤；單質(zhì)沸點nasf2(yxz)，b錯誤；離子半徑s2fna(x2zy)，c錯誤；原子序數(shù)snaf(xyz)，d正確。題組二元素金屬性、非金屬性變化規(guī)律在周期表中的體現(xiàn)3碲(te)是與o、s同主族的元素，位于第5周期。據(jù)此，推斷碲的相關(guān)性質(zhì)錯誤的是()a碲的單質(zhì)在常溫下是固態(tài)b碲的常見化合價是2、4、6c碲可

17、能作半導(dǎo)體材料d碲的氫化物h2te很穩(wěn)定答案d解析第a族，從上到下，非金屬性逐漸減弱，所以h2te不穩(wěn)定。4下列事實不能說明非金屬性cl>i的是()acl22i=2cli2b穩(wěn)定性：hcl>hic酸性：hclo4>hio4d酸性：hclo3>hio3答案d解析元素的非金屬性越強，對應(yīng)單質(zhì)的氧化性越強，cl22i=2cli2，說明cl2的氧化性大于i2，元素的非金屬性cl大于i，a正確；元素的非金屬性越強，對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性越強，氯化氫比碘化氫穩(wěn)定，可說明氯元素的非金屬性比碘元素強，b正確；元素的非金屬性越強，對應(yīng)最高價氧化物的水化物的酸性越強，酸性：hclo4>h

18、io4，可說明氯元素的非金屬性比碘元素強，c正確；酸性：hclo3>hio3，不能說明非金屬性cl>i，因為兩種酸不是最高價含氧酸，d錯誤。5如圖是元素周期表短周期的一部分，下列說法正確的是()a最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：b氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：c單質(zhì)遇足量元素的氫化物有白煙產(chǎn)生d元素的最高正化合價：答案c解析根據(jù)元素在周期表上的位置，可知元素、分別為n、o、f、s、cl，元素非金屬性越強，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，即，故a錯誤；元素非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：，故b錯誤；單質(zhì)是氯氣，元素的氫化物是氨氣，氯氣能將氨氣氧化生成氮氣和氯化氫，氯化

19、氫與氨氣反應(yīng)生成氯化銨，所以有白煙產(chǎn)生，故c正確；是f，無正價，是cl，最高正價是7，故d錯誤。題組三元素“位構(gòu)性”之間的關(guān)系6se、br兩種元素的部分信息如圖所示，下列說法正確的是()a原子半徑：br>se>pb還原性：s2>se2>brcse在元素周期表中位于第4周期a族dse、br位于同一主族答案c解析由圖示信息可知se為34號元素，br為35號元素，se和br位于同一周期且se位于br的左側(cè)，原子半徑：se>br，故a、d項錯誤；se和s位于同一主族，且se位于s的下一周期，故還原性：se2>s2，b項錯誤；由圖示信息可知se位于第4周期a族，c正確

20、。7幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：元素代號xyzw原子半徑/pm1601437066主要化合價235、3、32下列敘述正確的是()ax、y元素的金屬性：x<yb一定條件下，z單質(zhì)與w的常見單質(zhì)直接生成zw2cy的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能溶于稀氨水d一定條件下，w單質(zhì)可以將z單質(zhì)從其氫化物中置換出來答案d8. 短周期元素x、y、z在元素周期表中的位置如圖所示，下列說法正確的是()ax、y、z三種元素中，x的非金屬性最強by的氫化物的穩(wěn)定性比z的氫化物弱cy的最高正化合價為7價dx單質(zhì)的熔點比z的低答案d解析由題目信息(短周期圖示位置關(guān)系)，可確定x、y、z三種元素分別為he

21、、f、s。a項，非金屬性最強的是f，錯誤；b項，hf比h2s更穩(wěn)定，錯誤；c項，元素f無正化合價，錯誤；d項，常溫常壓下he為氣體，s為固體，正確。9如圖是元素周期表的一部分，關(guān)于元素x、y、z的敘述正確的是()x的氣態(tài)氫化物與y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)生成鹽y、z的氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性：y<zz的單質(zhì)在常溫下是液體，可與鐵粉反應(yīng)z的原子序數(shù)比y大19z所在的周期中含有32種元素a bc只有 d只有答案a解析根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，可知r為he、x為n、y為s、z為br；2nh3h2so4=(nh4)2so4；氫硫酸的酸性小于氫溴酸；br2在常溫下是液體，能與鐵粉反應(yīng)；br

22、的原子序數(shù)為35，s的原子序數(shù)為16；br處于第4周期，該周期包括18種元素。題組四元素周期表在科研、生產(chǎn)中的應(yīng)用1019世紀中葉，門捷列夫總結(jié)了如下表所示的元素化學(xué)性質(zhì)的變化情況。請回答：(1)門捷列夫的突出貢獻是_(填字母，下同)。a提出了原子學(xué)說 b提出了分子學(xué)說c發(fā)現(xiàn)了元素周期律 d發(fā)現(xiàn)了能量守恒定律(2)該表變化表明_。a事物的性質(zhì)總是在不斷地發(fā)生明顯的變化b元素周期表中最右上角的氦元素是非金屬性最強的元素c第a族元素的金屬性肯定比同周期第a族元素的金屬性強d物質(zhì)發(fā)生量變到一定程度必然引起質(zhì)變答案(1)c(2)cd解析(1)門捷列夫的突出貢獻是發(fā)現(xiàn)了元素周期律，并根據(jù)元素周期律制得第

23、一個元素周期表。(2)a項，同主族元素的性質(zhì)是相似的，同周期元素的性質(zhì)是遞變的，錯誤；b項，氦是稀有氣體元素，非金屬性最強的是氟，錯誤；d項，隨著原子序數(shù)的遞增，同周期元素由金屬變化到非金屬，同主族由非金屬變化到金屬，即由量變引起質(zhì)變，正確。能力提升11下表為元素周期表的一部分，請回答下列有關(guān)問題： 族元素周期aaaaaaa0234(1)和的元素符號是_和_。(2)表中最活潑的金屬是_，非金屬性最強的元素是_(填寫元素符號)。(3)表中能形成兩性氫氧化物的元素是_，分別寫出該元素的氫氧化物與、的最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，_。(4)請設(shè)計一個實驗方案，比較、單質(zhì)氧化性的強弱：_

24、。答案(1)siar(2)kf(3)al2al(oh)33h2so4=al2(so4)36h2oal(oh)3koh=kalo22h2o(4)在nabr溶液中滴加氯水，若溶液顏色加深(有紅棕色形成)，說明cl2的氧化性比br2強解析(1)由和的位置可知為si，為ar。(2)同一周期，從左到右，元素非金屬性逐漸增強；同一主族，從上到下，元素金屬性逐漸增強，故最活潑的金屬是(即k)，非金屬性最強的元素是(即f)。(4)、的單質(zhì)分別為cl2和br2，可利用單質(zhì)間的置換反應(yīng)來比較兩者的氧化性強弱。12根據(jù)元素周期表回答下列問題：(1)在上面元素周期表中，全部是金屬元素的區(qū)域為_(填字母)。a區(qū) b區(qū)

25、c區(qū) d區(qū)(2)am中，化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是_元素(填元素符號，下同)，只有負化合價而無正化合價的是_。(3)最高價氧化物對應(yīng)水化物呈兩性的是_(填化學(xué)式，下同)，寫出它分別與a、l的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式：_、_。(4)a、c的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性_>_。答案(1)b(2)arf(3)al(oh)3al(oh)3oh=alo2h2oal(oh)33h=al33h2o(4)naohmg(oh)213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)。下圖是元素周期表的一部分。(1)陰影部分元素在元素周期表中的位置為第_族。(2)根據(jù)元素周期律預(yù)測：h3aso4屬于強酸還是弱酸？_。(3)c和si元素的氫化物都可以燃燒，但si元素的氫化物在空氣中可以自燃，試寫出其完全燃燒的化學(xué)方程式：_。(4)試比較s、o、f三種元素的原子半徑大?。篲(填元素符號)。答案(1)a(2)弱酸(3)sih42o2=sio22h2o(4)s>o>f解析(1)圖中陰影部分為氮族元素，即第a族。(2)在周期表中，砷元素的非金屬性比磷元素