【考點(diǎn)突破】第四章第5課時(shí) 元素周期表和元素周期律的應(yīng)用高一化學(xué)同步課件（人教版2019必修第一冊(cè)）

第二節(jié)

元素周期律第三章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第5課時(shí)元素周期表和元素周期律的應(yīng)用元素周期表和元素周期律的應(yīng)用01“位”“構(gòu)”“性”關(guān)系及應(yīng)用02課堂練習(xí)0304

考點(diǎn)

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突破ExamPointsBreakthrough鞏固提升EPB考點(diǎn)突破01元素周期表和元素周期律的應(yīng)用【情境】奧地利首都維也納一家礦場(chǎng)監(jiān)督牟勒是第一個(gè)提取出碲的人。1782年，牟勒從一種被當(dāng)?shù)厝朔Q為“奇異金”的礦石中提取出碲。已知：Te與O、S同主族。【問(wèn)題探究】1．碲的單質(zhì)是什么狀態(tài)的物質(zhì)？請(qǐng)說(shuō)明理由?！窘馕觥抗虘B(tài)；同主族非金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)從上到下逐漸升高，硫單質(zhì)是固體，故碲單質(zhì)也是固體。2．碲元素的常見化合價(jià)有哪些？【解析】類比S元素可知，碲元素的主要化合價(jià)有－2、＋4、＋6價(jià)。3．碲單質(zhì)有可能作半導(dǎo)體材料嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。【解析】能作半導(dǎo)體材料；原因是碲位于金屬元素和非金屬元素分界線附近，具有一定的金屬性。4．元素周期表在預(yù)測(cè)新元素、發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)方面起著巨大的作用。隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)新型農(nóng)藥的需求量越來(lái)越大。若要尋找新型農(nóng)藥，可在周期表的哪個(gè)位置進(jìn)行探索？【解析】可在氟、氯、硫、磷、砷等元素所在周期表中的位置附近尋找。歸納總結(jié)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和Al、Ge、Sb、Po之間畫一條虛線，虛線左下方是金屬元素，虛線右上方是非金屬元素。(2)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，故元素的金屬性和非金屬性之間沒(méi)有嚴(yán)格的界線。2．元素化合價(jià)與元素在周期表中位置的關(guān)系(1)主族元素最高正化合價(jià)＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)，最高正化合價(jià)＋|最低負(fù)化合價(jià)|＝8。(2)非金屬元素的化合價(jià)①最高正價(jià)等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)(O、F除外)。②最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值等于使它達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需要得到的電子數(shù)。(僅限第ⅣA族～第ⅦA族元素)③最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之和等于8(O、F除外)。3．在科技生產(chǎn)中的應(yīng)用4．元素周期律在理論上的應(yīng)用(1)預(yù)測(cè)未知元素的性質(zhì)依據(jù)：同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。如已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知未知元素砹(At)的單質(zhì)應(yīng)為有色固體，與氫氣難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。(2)比較元素的性質(zhì)依據(jù)：元素周期律。如比較H2SO4和H2SeO4的酸性強(qiáng)弱，因?yàn)镾、Se同主族，自上至下，元素的非金屬性逐漸減弱，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱，故酸性：H2SO4>H2SeO4。(3)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如氟氣通入氯化鈉溶液中，不是置換出氯氣，而是與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，由元素周期表的遞變規(guī)律知氟元素的非金屬性最強(qiáng)，氟氣是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì)。

易錯(cuò)點(diǎn)(1)在分界線的左側(cè)(第ⅠA族)還包括非金屬元素氫。(2)元素周期表的左下方金屬性最強(qiáng)的元素是銫(Fr是放射性元素，除外)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng)的是CsOH。右上方非金屬性最強(qiáng)的元素是氟，但最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)的是HClO4。

課堂練習(xí)1．元素周期表已成為化學(xué)家的得力工具。以下關(guān)于周期表的應(yīng)用錯(cuò)誤的是A．可以在金屬元素與非金屬元素交界處尋找半導(dǎo)體材料B．可以在非金屬區(qū)域?qū)ふ覂?yōu)良的催化劑材料C．可以利用周期表尋找合適的超導(dǎo)材料、磁性材料等D．可以根據(jù)元素原子的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)元素可能具有的性質(zhì)【答案】B【解析】A．在金屬元素與非金屬元素的交界處的元素具有金屬性、非金屬性，可作半導(dǎo)體材料，故可以在金屬元素與非金屬元素交界處尋找半導(dǎo)體材料，A正確；B．在過(guò)渡元素區(qū)域?qū)ふ覂?yōu)良的催化劑和耐高溫耐腐蝕的合金材料，可以在非金屬區(qū)域?qū)ふ抑妻r(nóng)藥和藥物的元素，B錯(cuò)誤；C．可以利用周期表尋找合適的超導(dǎo)材料、磁性材料等，如Fe3O4等磁性材料，C正確；D．利用“元素周期表”，同一族的元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)，可以預(yù)測(cè)新元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以根據(jù)元素原子的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)元素可能具有的性質(zhì)，D正確；故答案為：B。2．元素周期表可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷，下列說(shuō)法不正確的是(

)A．若aX2＋和bY－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：a＝b＋3B．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推斷出元素的非金屬性：Cl>FC．鍺與硅位于金屬與非金屬的交界處，都能作半導(dǎo)體材料D．S和Se分別位于第ⅥA族的第三、四周期，則氫化物的穩(wěn)定性：H2S>H2Se【解析】選B

aX2＋的核外電子數(shù)為a－2，bY－的核外電子數(shù)為b＋1，由二者核外電子層結(jié)構(gòu)相同可知a－2＝b＋1，則a＝b＋3，A項(xiàng)正確；HCl和HF不是最高價(jià)含氧酸，所以不能根據(jù)二者酸性強(qiáng)弱來(lái)判斷元素非金屬性的強(qiáng)弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鍺與硅位于金屬與非金屬的交界處，都可以作半導(dǎo)體材料，C項(xiàng)正確；同一主族元素從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，S的非金屬性比Se強(qiáng)，則氫化物的穩(wěn)定性：H2S>H2Se，D項(xiàng)正確。3．科學(xué)家預(yù)測(cè)原子序數(shù)為114的元素，具有相當(dāng)穩(wěn)定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，稱為類鉛。關(guān)于它的性質(zhì)，預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的是(

)A．它的最外層電子數(shù)為4B．它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸C．它具有＋2、＋4價(jià)D．它的金屬性比鉛強(qiáng)【解析】選B由題意知，該元素位于第ⅣA族鉛元素下面，金屬性比鉛強(qiáng)，D正確，B不正確；因處于第ⅣA族，其原子最外層有4個(gè)電子，A正確；由第ⅣA族元素常見化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知C正確。EPB考點(diǎn)突破02“位”“構(gòu)”“性”關(guān)系及應(yīng)用【情境】人工合成氨是科學(xué)史上的里程碑之一。一百多年來(lái)，工業(yè)合成氨需要高溫高壓的苛刻條件，而自然界的生物固氮是在常溫常壓下進(jìn)行的。因此高效的人工模擬生物固氮成為催化科學(xué)領(lǐng)域的圣杯?！締?wèn)題探究】若要研制新型的高效催化劑，應(yīng)該在元素周期表的什么位置尋找合適的元素？

【答案】在元素周期表中的過(guò)渡元素部分尋找合適的催化劑。歸納總結(jié)1．同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下具體表現(xiàn)為：(1)結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系(2)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系(3)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系2．主族元素在周期表中的特殊位置(1)族序數(shù)等于周期數(shù)的元素：H、Be、Al；(2)族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素：C、S；(3)族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素：O；(4)周期數(shù)是族序數(shù)2倍的短周期元素：Li；(5)周期數(shù)是族序數(shù)3倍的短周期元素：Na；(6)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期元素：C、Si；(7)最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的短周期元素：S；(8)除H外，原子半徑最小的元素：F；(9)最高價(jià)不等于族序數(shù)的元素：O、F。3．元素“位、構(gòu)、性”規(guī)律中的特例(1)絕大多數(shù)原子的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，只有氕(H)無(wú)中子。(2)元素周期表中的周期一般是從金屬元素開始，但第一周期例外，是從氫元素開始。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物種類最多。(4)非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但石墨是導(dǎo)體，晶體硅是半導(dǎo)體。(5)氟無(wú)正價(jià)，氧無(wú)最高正價(jià)；在Na2O2中氧顯－1價(jià)；在NaH中氫顯－1價(jià)。

課堂練習(xí)1．鍺是一種重要的半導(dǎo)體材料，用于制造晶體管及各種電子裝置，鍺(Ge)是第四周期第IVA族元素，位于周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上。下列敘述正確的是A．鍺的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的性能 B．鍺是金屬性很強(qiáng)的元素C．鍺化氫(GeH4)穩(wěn)定性很強(qiáng) D．鍺酸(H4GeO4)是難溶于水的強(qiáng)酸【答案】A【解析】A．鍺位于金屬元素與非金屬元素的分界線附近，金屬性和非金屬性都較弱，反應(yīng)中既不易得到電子，也不易失去電子，常用于做半導(dǎo)體材料，故A正確；B．位于周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，金屬性和非金屬性都較弱，故B錯(cuò)誤；C．主族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱，鍺化氫(GeH4)穩(wěn)定性很弱，故C錯(cuò)誤；D．鍺和硅位于同一主族，主族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱，則硅的非金屬性強(qiáng)于鍺的，非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，所以鍺酸的酸性比硅酸弱為弱酸。硅酸不溶于水，推知鍺酸(H4GeO4)難溶于水，故D錯(cuò)誤；故答案為A。2．運(yùn)用元素周期律分析下面的推斷，其中錯(cuò)誤的是A．鈹(Be)的氧化物的水化物可能具有兩性B．砹元素位于鹵素族，(At2)為有色固體；HAt不穩(wěn)定；AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸C．鍶元素位于第IIA族，硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體D．鋰在空氣中點(diǎn)燃生成Li2O2【答案】D【解析】A．元素周期表中Be和Al處于對(duì)角線位置上，處于對(duì)角線的元素具有相似性，所以Be(OH)2具有兩性，A正確；B．同一主族元素具有相似性，所以鹵族元素性質(zhì)具有相似性，根據(jù)元素的性質(zhì)、氫化物的性質(zhì)、銀鹽的性質(zhì)可推知砹(At)為有色固體，HAt不穩(wěn)定，砹化銀不溶于水也不溶于稀酸，B正確；C．同主族元素性質(zhì)具有相似性，鍶元素位于第IIA族，鋇和鍶位于同一主族，性質(zhì)具有相似性，硫酸鋇是不溶于水的白色固體，所以硫酸鍶也是不易溶于水的白色固體，C正確；D．Li的金屬性比Na弱，在空氣中點(diǎn)燃無(wú)法生成過(guò)氧化物，會(huì)生成Li2O，D錯(cuò)誤；答案選D?！窘馕觥窟xB由5種元素在周期表中的位置可以推知：Z為Al，X為N，Y為O，W為S，Q為Cl。Y原子的電子總數(shù)是8，其K層有2個(gè)電子，電子總數(shù)是K層電子數(shù)的4倍，A項(xiàng)正確；原子半徑大小順序?yàn)閞(Z)>r(W)>r(Q)>r(X)>r(Y)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氯氣能與硫化氫發(fā)生置換反應(yīng)生成氯化氫和硫單質(zhì)，C項(xiàng)正確；根據(jù)同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知非金屬性：短周期中F元素非金屬性最強(qiáng)，但是F無(wú)正價(jià)，沒(méi)有含氧酸，故短周期中Cl元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)，D項(xiàng)正確。EPB考點(diǎn)突破03鞏固提升01練習(xí)與應(yīng)用1．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是A．核外電子排布相同的微?；瘜W(xué)性質(zhì)也相同B．主族元素的最高正價(jià)等于該元素原子的最外層電子數(shù)C．在金屬元素與非金屬元素的交界處尋找優(yōu)良的催化劑D．短周期第IVA與VIIA族元素的原子間構(gòu)成的分子，均滿足原子最外層8電子結(jié)構(gòu)【答案】D【解析】A．核外電子排布相同的微粒化學(xué)性質(zhì)不一定相同，如F-、Ne、Na+核外電子排布相同但化學(xué)性質(zhì)不同，故A錯(cuò)誤；B．主族元素的最高正價(jià)不一定等于該元素原子的最外層電子數(shù)，如：F無(wú)正價(jià)，故B錯(cuò)誤；C．在金屬元素和非金屬元素的交界處尋找半導(dǎo)體材料，故C錯(cuò)誤；D．短周期第IVA元素：C、Si，易形成4個(gè)共用電子對(duì)，VIIA族元素：F、Cl，易形成1個(gè)共用電子對(duì)，短周期第IVA與VIIA族元素的原子間構(gòu)成的分子：CF4、CCl4、SiF4、SiCl4，均滿足原子最外層8電子結(jié)構(gòu)，故D正確；故選D。練習(xí)與應(yīng)用022．元素周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相近，在一定區(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(dāng)有效的方法。下列說(shuō)法正確的是A．在周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到催化劑材料B．對(duì)氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品種的農(nóng)藥C．在過(guò)渡元素中可尋找制造半導(dǎo)體的元素D．可在第I、IIA族元素中尋找制造耐高溫、耐腐蝕合金的元素【答案】B【解析】A．在周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到制造半導(dǎo)體材料的元素，A錯(cuò)誤；B．對(duì)氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品種的農(nóng)藥，B正確；C．在過(guò)渡元素中可尋找制造耐高溫、耐腐蝕合金的元素，C錯(cuò)誤；D．可在過(guò)渡元素中尋找制造耐高溫、耐腐蝕合金的元素，D錯(cuò)誤；故答案為：B。03練習(xí)與應(yīng)用3．關(guān)于114號(hào)元素(位于元素周期表第七周期第ⅣA族)，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．非金屬性比砹強(qiáng) B．該元素是一種金屬元素C．該元素的主要化合價(jià)為+2、+4 D．該元素是一種放射性元素【答案】A【分析】結(jié)合元素周期表結(jié)構(gòu)可知114號(hào)元素位于第七周期IVA族，即為碳族元素，【解析】A．與砹同周期且為金屬元素，同周期元素從左向右非金屬性增強(qiáng)，非金屬性比砹弱，A錯(cuò)誤；B．碳族元素從第三周期開始均為金屬元素，B正確；C．碳族元素，主要化合價(jià)為－4價(jià)、＋4價(jià)、＋2價(jià)，因其為金屬，所以主要化合價(jià)為+2、+4，C正確；D．從第七周期開始后續(xù)元素是放射性元素，D正確；故選A。練習(xí)與應(yīng)用04【解析】選C

A項(xiàng)，虛線左下方的元素均為金屬元素，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，緊靠虛線兩側(cè)的元素不一定都是金屬元素，如硅是非金屬元素，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，元素周期表中的金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素往往都既具有金屬性，又具有非金屬性，可在虛線附近尋找半導(dǎo)體材料(如Ge、Si等)，正確；D項(xiàng)，在過(guò)渡元素中可尋找耐高溫材料，在非金屬元素中尋找制農(nóng)藥的元素，錯(cuò)誤。練習(xí)與應(yīng)用0505【解析】選A

X原子最外層有5個(gè)電子，X是N元素；根據(jù)X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置可知，Y、Z、W分別是P