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2014届高三化学一轮复习课件 第5章 物质结构 元素周期律 第二讲 元素周期律


第二讲 元素周期律和元素周期表
1.掌握元素周期律的实质。 2.了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。 3.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递

变规律。
4.以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与 原子结构的关系。 5.以ⅠA族和ⅦA族为例,掌握同一主族内元素性质递变规 律与原子结构的关系。

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1.元素周期表的结构和元素周期律。
2.元素“位置、结构、性质”关系的综合应用。 3.元素的综合推断。

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一、元素周期律
1.定义 元素的性质随 原子序数 的递增而呈 周期性 变 化 的 规 律。 2.实质

元素原子 核外电子排布周期性变化

的结果。

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3.具体表现

同周期(从左到右) 依次递增 相同 依次 增多(从 1 至 8 ) 最外层电子数 逐渐减小 原子半径 最高正价由 +1 到 +7 主要化合价 _____价(O、F除外) 最 低负价由 -4 到 -1价 逐渐减弱 金属性 逐渐增强 非金属性
原子序数 电子层数

同主族(从上到下)
依次增大 依次增加 相同 (He除外) 逐渐增大

一般相同
逐渐增强 逐渐减弱

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结合碱金属和卤素知识,回答下列问题。 (1)通过哪些事实可以比较元素的金属性强弱?

提示

通过单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度,以

及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性来比 较。越容易置换出氢,说明元素的金属性越强,氢氧化物 的碱性越强,说明元素的金属性越强。另外通过单质间的 置换反应也可以比较。

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(2)通过哪些事实可以比较元素的非金属性强弱?
提示 通过与氢气生成氢化物的难易程度以及氢化物的稳定 性或最高价氧化物的水化物的酸性来比较。越容易与氢气化 合、生成的氢化物越稳定,说明元素的非金属性越强,最高 价氧化物的水化物的酸性越强,说明元素的非金属性越强。

另外通过单质间的置换反应也可以比较。

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二、元素周期表

1.原子序数
对于一个原子:原子序数= 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 = 质量数 - 中子数 。 2.元素周期表 (1)编排原则:

①把 电子层数

相同的元素按 原子序数

递增顺序从

左到右排成一横行,共有 7 个横行。 ②把不同横行中 最外层电子数 相同的元素按 电子层数 递 增的顺序从上到下排成一纵行,共有 18 纵行。
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(2)周期

短周期
序号 元素种数 0族元素 原子序数 1 2 2 2 8 10 3 4 5 8 18 18 18 36 54

长周期
6 7 32 不完全周期, 最多容纳32种 86 元素,目前排 了26种元素

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(3)族 ①主族:由 短周期 元素和 (第18列除外) 列序 主族序数 1 ⅠA 2 ⅡA 13 ⅢA 14 ⅣA 15 ⅤA 16 ⅥA 17 ⅦA 长周期 元素共同组成的族

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②副族:仅由 长周期 元素组成的族(第8、9、10列除外)

3 4 5 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB
③Ⅷ族:包括 8、9、10

列序

6 ⅥB

7 11 12 ⅦB ⅠB ⅡB

三个纵列。

④0族:第 18 纵列,该族元素又称为 稀有气体 元素。

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(4)分区 ①分界线:沿着元素周期表中 硼、硅、砷、碲、砹 铝、锗、锑、钋 与 的交界处画一条虚线,即为金属元素区

和非金属元素区的分界线。
②各区位置:分界线左下方为 金属元素区 , 分 界 线 右 上 方为 非金属元素区 。 ③分界线附近元素的性质:既表现 表现 非金属元素 的性质。 金属元素 的性质,又

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(5)元素周期表中的特殊位置 ①过渡元素:元素周期表中部从 ⅢB 族到 ⅡB 族10个纵列

共六十多种元素,这些元素都是金属元素。
②镧系:元素周期表第 6 周期中,57号元素镧到71号元素镥 共15种元素。 ③锕系:元素周期表第 7 周期中,89号元素锕到103号元素 铹共15种元素。

④超铀元素:在锕系元素中92号元素轴(U)以后的各种元
素。

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元素周期表在科研、生产等方面有哪些指导 意义?

提示

(1)科学预言方面的意义在于为新元素的发现及预

测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)对工农业生产 的指导意义在于在周期表中一定的区域内寻找新的物质。 (3)对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在 元素周期表中的位置关系。

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“三个”规律 微粒半径的大小比较 一看电子层数:同主族元素的微粒,电子层数越多,半

径越大;
二看核电荷数:在同周期中的原子,核电荷数越大,半 径越小; 三看电子数:在电子层数和核电荷数均相同时,电子数 越多,半径越大。

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“三角”规律 元素周期表中的“三角”规律 若A、B、C三种元素位于元素周期表中如右图所示位

置,则有关的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。
(1)原子半径:C>A>B; (2)金属性:C>A>B; (3)非金属性:B>A>C。

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两条规律
元素周期表中元素的电子排布和化合价规律 (1)从元素周期表归纳电子排布规律

①最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元
素。 ②最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,

也可能是副族或0族元素氦。
③最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二 周期。 ④某元素的阴离子最外层电子数与次外层相同,则该元 素位于第3周期。 ⑤电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周 期;若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。
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(2)从元素周期表归纳元素化合价规律 ①主族元素的最高正价等于主族序数,且等于主族元素

原子的最外层电子数(O除外),其中氟无正价。
②主族元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8, 绝对值之差为0、2、4、6的主族元素分别位于ⅣA、ⅤA、 ⅥA、ⅦA族。

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我的闪记 ①元素周期表的结构为“七横七周期,三短三长一不 全;十八纵行十六族,七主七副一Ⅷ一0”。 ②从左到右族的分布:

ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、
ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。 ③0族原子序数 He 2,Ne 86。 10,Ar 18,Kr 36,Xe 54,Rn

④同周期第ⅡA和第ⅢA原子序数的差值可能为:1、
11、25。
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必考点39 元素金属性和非金属性的比较方法 本质 原子越易失去电子,金属性就越强 (1)同周期从左到右金属性减弱;同主族从上到 下金属性增强。 (2)在金属活动性顺序表中越靠前,金属性越强

元 素 (3)单质与水或与非氧化性酸反应置换出氢气越 金 属 判断 剧烈,金属性越强 性 依据 (4)单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属 比 性越强 较 (5)最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属 性越强 (6)若Xn++Y―→X+Ym+,则Y比X金属性强
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本质 原子越易失去电子,金属性就越强 元 素

(1)同周期从左到右非金属性增强;同主族从上
到下非金属性减弱 (2)单质与H2化合越容易,形成的气态氢化物越



属 判断 (3)单质氧化性越强,阴离子还原性越弱,非金 性 依据 属性越强 比 (4)最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性 较 越强 (5)若An-+B―→Bm-+A,则B比A非金属性强

稳定,非金属性越强

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【典例1】

某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计了如下
系列实验。 Ⅰ.(1)将钠、钾、 镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L-1的盐酸中,试预测实验结果:________、与盐酸 反应最剧烈,________与盐酸反应最慢。

(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,从而验
证NaOH的碱性大于NH3·H2O,继而可以验证Na的金属 性大于N,你认为此设计是否合理?并说明理由: ______________________________________________ _______________________________________________。
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Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

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(3) 仪 器 A 的 名 称 为 ____________ , 干 燥 管 D 的 作 用 是 ____________。 (4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选 择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫:装置A、

B、C中所装药品分别为________、________、________,
装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为 __________________________________________________。 (5) 若 要 证 明 非 金 属 性 : C>Si , 则 A 中 加 ______ 、 B 中 加 Na2CO3、C中加______溶液,观察到C中溶液的现象为

__________________________________________________。
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解析

(4)由题中所给药品可知可用Na2S与氯气发生置换反

应 判 断 非 金 属 性 强弱 , 因 为无 加 热 装置 , 所 以只 能 选 择 KMnO4 与浓盐酸反应制取氯气;(5)由B中药品Na2CO3 可 知,用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属性

强弱,所以A中加入硫酸,B、C装置中加入相应的盐。
答案 (1)钾 铝 (2)不合理,用碱性强弱比较金属性强弱时,一定要用元素最

高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较,NH3·H2O不是N元
素最高价氧化物对应的水化物 (3)分液漏斗 (4)浓盐酸 防止倒吸 S2-+Cl2===S↓+2Cl-
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KMnO4 Na2S
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(5)硫酸 Na2SiO3

有白色胶状沉淀产生

判断元素金属性(或非金属性)的强弱的方法很多,但也不能 滥用,有些是不能作为判断依据的,如:①通常根据元素原 子在化学反应中得、失电子的难易判断元素非金属性或金属 性的强弱,而不是根据得、失电子的多少。②通常根据最高

价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金
属性的强弱,而不是根据其他化合物酸碱性的强弱来判断。

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【应用1】

甲乙丙丁戊短周期金属元素甲~戊在元素周
期表中的相对位置如表所示。下列判断正确 的是 的单质 ( )。

甲乙

丙丁戊

A.丙的单质能从丁的硫酸盐溶液中置换出丁

B.金属性:甲>丙
C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊 D.丙与戊最高价氧化物的水化物间发生的反 应,不能证明丙和戊的金属性强弱
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解析

本题考查元素周期表和元素周期律,意在考查考生对

元素周期律的理解和应用能力。根据题意可知甲、乙、丙、 丁、戊分别为Li、Be、Na、Mg、Al。钠与硫酸镁溶液的反 应 为 2Na + 2H2O===2NaOH + H2↑ , 2NaOH +

MgSO4===Mg(OH)2↓+Na2SO4 ,A项错误;根据同主族元
素从上到下元素的金属性逐渐增强,则金属性:甲<丙,B项 错误;根据同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,则

金属性:丙>丁>戊,由于元素的金属性越强,其氢氧化物碱
性越强,故氢氧化物的碱性;丙>丁>戊,通过反应NaOH+ Al(OH)3===NaAlO2+2H2O可以证明钠元素的金属性比铝元 素强,C项正确,D项错误。 答案 C
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必考点40 微粒半径大小比较的常用规律 1.同周期元素的微粒

同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随
核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外),如 Na>Mg>Al>Si,Na+>Mg2+>Al3+,S2->Cl-。 2.同主族元素的微粒 同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增

大,如Li<Na<K,Li+<Na+<K+。

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3.电子层结构相同的微粒 电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、

阳离子)随核电荷数的增加而减小,如O2->F->Na+>Mg2
+>Al3+。

4.同种元素形成的微粒 同种元素原子形成的微粒电子数越多,半径越大。如Fe3+ <Fe2+<Fe,H+<H<H-。

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【典例2】 已知短周期元素的离子: aA2+、 bB+ 、 cC3- 、 dD- 都具有

相同的电子层结构,则下列叙述正确的是
A.原子半径A>B>D>C B.原子序数d>c>b>a C.离子半径C>D>B>A D.单质的还原性A>B>D>C

(

)。

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解析

将四种离子分成阳离子与阴离子两类,分析原子序数

及离子半径。阳离子aA2+、bB+因具有相同的电子层结构, 故原子序数a>b,离子半径A<B;阴离子cC3-、dD-因具有相

同的电子层结构,故原子序数c<d,离子半径C>D。再将其
综合分析,因四种离子具有相同的电子层结构,故A、B位 于 C 、 D 的 下 一 周 期 , 其 原 子 序 数 为 a>b>d>c , 离 子 半 径 A<B<D<C , 原 子 半 径 B>A>C>D , 单 质 的 还 原 性 B>A>C>D。

答案

C

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以上规律对于原子、离子之间的半径比较均适用。稀有气体 元素的原子半径与同周期中相邻非金属元素的原子半径不具 有可比性,因测定依据不同。

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【应用2】 X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的

阳离子半径大于Y元素的阳离子半径;Z和Y两元素的原
子核外电子层数相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原 子半径。X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是 ( A.X>Y>Z C.Z>X>Y B.Y>X>Z D.Z>Y>X )。

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解析

根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大

小,这是正向思维。而此题是已知原子和离子半径的大小, 要判断原子序数大小的关系,这是逆向思维。已知电子层结 构相同的阳离子,核电荷数大的半径小;具有相同的电子层 数的原子,随着原子序数增大,原子半径递减。根据题意,

X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径,则X的原子序
数小于Y的原子序数;Z和Y元素的原子核外电子层数相同, 且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则Z元素的原子 序数大于Y元素的原子序数。由此得出三种元素原子序数的 关系为Z>Y>X。

答案

D
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必考点41 “位—构—性”的综合判断与应用 1.由原子序数确定元素位置的规律 只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、 Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86),就可由主族元素的原

子序数推出主族元素的位置。
(1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在下周期的 第ⅠA族或第ⅡA族,如88号元素:88-86=2,则应在第 七周期第ⅡA族;

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(2)若比相应的稀有气体元素少1~5时,则应处在同周期的第
ⅦA族~第ⅢA族,如84号元素应在第六周期第ⅥA族; (3)若预测新元素,可与未发现的稀有气体元素(118号)比 较,按上述方法推测知:114号元素应为第七周期第ⅣA族。

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2.性质与位置互推问题是解题的关键

熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,
主要包括: (1)元素的金属性、非金属性。 (2)气态氢化物的稳定性。 (3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。

(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。

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3.结构和性质的互推问题是解题的要素 (1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主

要原因。
(2)原子半径决定了元素单质的性质;离子半径决定了元 素组成化合物的性质。 (3)同主族元素最外层电子数相同,性质相似。 (4)判断元素金属性和非金属性的方法。

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【典例3】 X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、

Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地壳中含量最高
的金属元素。 回答下列问题: (1)L的元素符号为________;M在元素周期表中的位置为 ________ ; 五 种 元 素 的 原 子 半 径 从 大 到 小 的 顺 序 是

________(用元素符号表示)。
(2)Z、X两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A和B, A的电子式为________,B的结构式为________。
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(3)硒(Se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L 原子多两个电子层,则Se的原子序数为________,其最高价 氧化物对应的水化物化学式为________,该族2~5周期元素

单质分别与H2反应生成1 mol气态氢化物的反应热如下,表
示生成1 mol硒化氢反应热的是________(填字母代号)。 a.+99.7 kJ·mol-1 c.-20.6 kJ·mol-1 b.+29.7 kJ·mol-1 d.-241.8 kJ·mol-1

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(4)用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进 行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q。写出阳极 生成R的电极反应式:_________________________________

________ ; 由 R 生 成 Q 的 化 学 方 程 式 为
__________________________________________________ ________________________________________________。

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本题考查元素推断、元素周期律、反应热和电化学知

识。由蛋白质的元素组成可知,X、Y、Z、L分别是氢、
碳、氮、氧元素;M是地壳中含量最高的金属元素,即为 铝。(1)氢是元素周期表中原子半径最小的元素,碳、氮、氧 同周期,从左往右原子半径逐渐减小,铝处于碳元素的左下 角,故原子半径最大。(2)氮、氢按原子数目比1∶3形成氨

气,而写N2H4的结构式可以从H2O2的结构式得到启示。

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(3)从氧族元素原子序数之差可知,Se的原子序数为:8+8 +18=34,Se的最高化合价为+6价。故其最高价氧化物对 应的水化物是H2SeO4(或由H2SO4分析)。同主族从上到下非 金属性逐渐减弱,与H2化合能力逐渐减弱,故b项为生成1 mol硒化氢的反应热。(4)铝是活泼电极,作阳极放电生成 Al3 ,Al3 与HCO
+ + -

3

发生水解相互促进反应,生成

Al(OH)3,Al(OH)3受热分解生成Al2O3。

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答案

(1)O

第三周期ⅢA族

Al>C>N>O>H

(3)34

H2SeO4


b


(4)Al+3HCO3 -3e ===Al(OH)3↓+3CO2↑ (或Al-3e-===Al3+、Al3++3HCO 3CO2↑)


3

===Al(OH)3↓+

△ 2Al(OH)3=====Al2O3+3H2O

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“位—构—性”推断的核心是“结构”,即根据结构首先判断
其在元素周期表中的位置,然后根据元素性质的相似性和递 变性预测其可能的性质;也可以根据其具有的性质确定其在 周期表中的位置,进而推断出其结构。

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【应用3】A、B、C、D四种短周期元素,原子序数依次增 大。A、D同族,B、C同周期。A、B组成的化合物甲为

气态,其中A、B的原子数之比为4∶1,由A、C组成的两
种化合物乙、丙都是液态,乙中A、C原子数之比为 1∶1,丙中A、C原子数之比为2∶1,由D、C组成的两种 化合物丁和戊都是固体,丁中D、C原子数之比为1∶1, 戊中D、C原子数之比为2∶1,写出下列物质的化学式:

甲________,乙________,丙________,丁________,戊
________。

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解析

根据原子个数比为4∶1的气态化合物,直觉将甲猜为

CH4 ,再根据乙、丙分别是由A、C元素形成的原子数之比 的1∶1、2∶1的液态化合物,直觉将乙猜为H2O2 ,丙猜为

H2O;根据A、D同主族,顺推A、B、C、D四种元素分别为
氢、碳、氧、钠,最后根据B、C同周期,D、C形成原子个 数比为1∶1、2∶1的固体化合物,分别为Na2O2、Na2O符合 实际,则猜想正确。 答案 CH4 H2O2 H2O Na2O2 Na2O

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1.“序、层”规律 (1)若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同,则“阴前 阳后”,阴离子在前一周期,阳离子在后一周期,阳离子

的原子序数大。
(2)同周期元素的简单阳离子与阴离子相比,阴离子比阳 离子多一个电子层,阴离子原子序数大。 2.“序、价”规律 在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值

在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。
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当场指导 1.X和Y是短周期元素,二者能形成化合物X2Y3,若Y的原子 序数为n,则X的原子序数不可能是 ( )。

A.n-8
C.n-1

B.n-3
D.n+5

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解析

由化学式 X2Y3 可知,X 为+3 价,Y 为-2 价,即 X

可能为第ⅢA 族或第ⅤA 族元素。有如下几种可能 (1)ⅢA X
5B 13Al

ⅥA Y
8O 16S

(2)ⅤA X Y
8O 16S

ⅥA

7N 15P

?B2O3:n-3 ? ?Al2O3:n+5 ? ?B2S3:n-11 ?Al2S3:n-3 ?

?N2O3:n-1 ? ?P2O3:n+7 ? ?N2S3:n-9 ?P2S3:n-1 ?
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据以上分析,可知答案为A。
另解:由化学式X2Y3 知,X、Y的原子序数,一个为奇数一 个为偶数,根据“序、价”规律可判断A项正确。 答案 A

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2.X、Y、Z是三种主族元素,如果Xn+阳离子与Yn-阴离子 具有相同的电子层结构,Zn- 阴离子半径大于Yn- 阴离子

半径,则三种元素的原子序数由大到小的顺序是 (
A.Z>X>Y C.Z>Y>X 解析 B.X>Y>Z D.X>Z>Y

)。

根据“序、层”规律可知,X元素在Y元素的下一

周期,Z元素在X同周期或下几个周期,故三种元素的原

子序数大小顺序为Z>X>Y。
答案 A

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Hold住考向

考向1 考向2 考向3

元素周期律 元素周期表 “位—构—性”应用

5年7考 5年7考 5年7考

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名师揭秘 高考对本讲内容的考查空间很大,知识面很广,以元素 化合物为载体,综合应用元素周期表和元素周期律,可集判 断、实验、计算于一体。题型稳定。

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1.选项正误判断 (1)ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素 (√)

(2012·山东,9B)
(2)ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对 应水化物的酸性越强 (×) (2012·山东,9D) (3)第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强

(×)
(2011·天津,2C)

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(4)同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小 (√)

(2011·天津,2B)
(5)根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元 素最高正价都是+7 (×) (2011·安徽,11B) (6)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱(×)

(2010·山东,11B)

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2.(2012·北京理综,9)已知33As、35Br位于同一周期。下列
关系正确的是 A.原子半径:As>Cl>P B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr C.还原性:As3->S2->Cl- ( )。

D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
解析 A 项 , 原 子 半 径 As>P>Cl ; B 项 , 非 金 属 性 Cl>Br>As,所以热稳定性HCl>HBr>AsH3;D项,非金属 性S>P>As,故酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4。 答案 C
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3.(2011·福建理综,7)依据元素周期表及元素周期律,下列 推断正确的是 A.H3BO3的酸性比H2CO3的强 ( )。

B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强 D.若M + 和R2- 的核外电子层结构相同,则原子序数: R>M

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解析

A项,元素B和C在同一周期,元素的非金属性:

C>B,故最高价含氧酸的酸性:H2CO3>H3BO3,A项错误;

B项,Be和Mg在同一主族,元素的金属性:Be<Mg,其对
应 的 氢 氧 化 物 的 碱 性 :Mg(OH)2>Be(OH)2 , B项 正确 ; C 项,Cl、Br、I在同一主族,元素的非金属性:Cl>Br>I,元 素的非金属性越强,其形成的气态氢化物就越稳定,C项错 误;D项,电子层结构相同时,原子序数:R<M。

答案

B

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1.(2012·福建理综,8)短周期元素R、T、Q、W在元素周 期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族 序数相等。下列判断不正确的是 ( )。

A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q<W C.原子半径:T>Q>R D.含T的盐溶液一定显酸性

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解析

由各元素的相对位置可以判断R在第二周期,T、Q、

W三种元素在第三周期,再根据T所处的周期序数与族序数 相等可判断T为Al,则R为N、Q为Si、W为S。最简单气态氢

化物的热稳定性:NH3>SiH4,故A正确;最高价氧化物对应
水 化 物 的 酸 性 : H2SiO3<H2SO4 , 故 B 正 确 ; 原 子 半 径 : Al>Si>N,故C正确;含有铝的盐溶液也可能显碱性,如 NaAlO2溶液,故D错误。 答案 D

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2.(2011·山东理综,13)元素的原子结构决定其性质和在周 期表中的位置。下列说法正确的是 ( )。

A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量

较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸 性均依次增强 D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属 于过渡元素

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解析

A项,对于主族元素来说,元素原子的最外层电子数

等于元素的最高化合价数(O、F除外),故A错误;B项,离 核较近的区域内运动的电子能量较低,故B错误;C项,非

金属性:P<S<Cl,故得电子能力、最高价氧化物对应水化
物的酸性依次增强,故C正确;D项,位于金属与非金属分 界线附近的元素既有金属性又有非金属性,而过渡元素包括 所有的副族元素和第Ⅷ族元素,故D错误。 答案 C

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3.(2011·江苏,5)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期 表中的相对位置如下图所示。下列说法正确的是( )。

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A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQ C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同 D.元素W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强

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解析

由元素在元素周期表中的位置可推知X、Y、Z、W、

Q分别为N、O、Al、S、Cl。元素X(N)的最高正价+5与元 素Z(Al)的最高正价+3的数值之和为8;原子半径的大小顺 序为rZ>rW>rQ>rX>rY;Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数均 相同;非金属性:W(S)<Q(Cl),故最高价氧化物对应的水化

物的酸性:W(S)<Q(Cl)。
答案 A

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(2012·天津理综,7)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短 周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化 合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。 请回答下列问题:

(1)Y在元素周期表中的位置为____________________。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 ________(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是 ________(写化学式)。 (3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的

有______________________(写出其中两种物质的化学式)。
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(4)X2M的燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1,写出X2M燃烧反应的 热化学方程式:__________________________________。

(5)ZX的电子式为____________;ZX与水反应放出气体的化
学方程式为________________________________。

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(6)熔融状态下,Z 的单质和 FeG2 能组成可充电电池(装置示 意图如图),反应原理为: 放电 Fe+2ZG 2Z+FeG2?? ? ? 充电 放电时,电池的正极反应式为 ___________________________ _____________________________________________; 充电时,________(写物质名称)电极接电源的负极;该电池 的电解质为________。

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解析

由题意可推知,X为H,Y为O,Z为Na,M为S,G为

Cl。
(1)O元素位于周期表的第二周期第ⅥA族。(2)上述元素中, Cl元素的最高价氧化物对应的水化物(HClO4)的酸性最强。S 元素的非金属性弱于O元素和Cl元素,故H2S的还原性比 H2O和HCl强。(3)符合要求的消毒剂有O3、Cl2、ClO2。

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(4)根据H2S的燃烧热可写出H2S燃烧反应的热化学方程式: 3 H2S(g)+ O2(g)===SO2(g)+H2O(l) 2 ΔH=-a kJ· -1。(6) mol


放电时,电池的正极发生还原反应,电极反应式为Fe2 + 2e-===Fe。充电时,电池的负极接电源的负极,即钠电极 接电源的负极。由电池的装置示意图可知,该电池的电解 质为β? Al O3。 2

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答案

(1)第二周期第ⅥA族 H 2S

(2)HClO4

(3)Cl2、O3、ClO2(任写两种,其他合理答案均可) 3 (4)H2S(g)+ O2(g)===SO2(g)+H2O(l) 2 ΔH=-a kJ· mol (5)Na+[· - H] ·
+ - -1

NaH+H2O===NaOH+H2↑ 钠 β? Al O3 2

(6)Fe2 +2e ===Fe

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【常见考点】 ①常见元素的性质;②同周期、同主族元素性

质的递变规律;③实验方案的设计与评价
【常考题型】 综合实验题

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【名师详析】 探究元素性质的递变规律,主要是通过实验事实 比较元素的非金属性与金属性的强弱,其实验依据主要有:

实验依据 1.金属单质与水或非氧化性酸反应、越易置换出 金属 氢气,金属性越强

性强 2.金属单质的还原性越强或阳离子的氧化性越
弱的 弱,金属性越强 比较 3.最高价氧化物的水化物碱性越强,金属性越强 4.若Xn++Y―→X+Ym+则Y比X的金属性强
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1.单质与H2化合越容易或形成的气态氢化物越 稳定非金属性越强 非金属 2.单质的氧化性越强,阴离子还原性越弱,非 性强弱 金属性越强 的比较 3.最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性

越强
4.若An-+B―→A+Bm-,则B比A非金属性强

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【样题1】 同周期元素性质递变规律的实验探究

某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一
套实验方案,并记录了有关实验现象如下表: 实验方案 ①用砂纸擦后的镁带与沸 水反应,再向反应后溶液 中滴加酚酞 ②向新制的H2S饱和溶液 中滴加新制的氯水 实验现象 (A)浮于水面,熔成一个小 球,在水面上四处移动, 随之消失,溶液变红色 (B)产生气体,可在空气中 燃烧,溶液变成浅红色

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实验方案
冷水反应 性气体

实验现象

③钠与滴有酚酞试液的 (C)反应不十分强烈,产生可燃

④镁带与2 mol·L-1的
盐酸反应 ⑤铝条与2 mol·L-1的

(D)剧烈反应,产生可燃性气体 (E)生成白色胶状沉淀,既而沉

盐酸反应
⑥向AlCl3溶液滴加 NaOH溶液至过量

淀消失
(F)生成淡黄色沉淀

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请你帮助该同学整理并完成实验报告: (1)实验目的:______________________________________

________________________________________________。
(2)实验用品: 仪器:______________________________________; 药品:_____________________________________ _______________________________________________。

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(3)实验内容:(填写题给信息表中的序号) 实验方案 实验现象 有关化学方程式

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(4)实验结论:___________________________________。 (5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。

___________________________________________________
___________________________________________________ (6)请你补充两组简单易行的实验方案,证明此周期中另外两 种元素的性质递变规律。 ___________________________________________________

___________________________________________________

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解析

该题综合性很强,以实验探究的形式考查元素周期律

的知识,并且以实验方案设计的形式考查学生的分析问题的

能力和解决问题的能力。解答该题要认真审题,结合元素化
合物的性质和元素周期律的知识,系统分析,填出(3)表中内 容。再结合实验要求,得出实验目的、实验所需仪器和药 品,综合分析,得出实验结论。结合元素周期律的实质,分 析(5)。可通过比较其最高价含氧酸的酸性强弱,或最高价含

氧酸的钠盐的水解程度大小等方法来证明S和P的非金属性强
弱。

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答案

(1)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性 镁带、

递增的规律
(2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等 钠、铝条、新制氯水、新制硫化氢饱和溶液、2 mol·L-1的

盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液
(3)
实验方案 实验现象 ③ ① ④ A B D
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有关化学方程式 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ △ Mg+2H2O=====Mg(OH)2+H2↑ Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
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实验方案 ⑤

实验现象 C

有关化学方程式 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+ 3NaCl Al(OH)3+



E

NaOH===NaAlO2+2H2O ②
F H2S+Cl2===2HCl+S↓

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(4)金属性:Na>Mg>Al;非金属性:Cl>S

(5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层,但最外
层电子数依次为1、2、3、6、7,原子半径随核电荷数增多 而减小,所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强,原子

失电子能力减弱,得电子能力增强。
(6)方案一:测定0.1 mol·L -1 的Na2SiO3 溶液、Na3PO4 溶液 的pH,由此判断两种盐溶液的水解能力,得出硅酸、磷酸 两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序,进而得出硅、磷两种元 素非金属性强弱的顺序。

方案二:在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液,可发生反应生成硅
酸沉淀。
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【样题2】 同主族性质递变规律的探究 某学生做探究同主族元素性质递变规律的实验时,自己设 计了一套实验方案,并记录了有关实验现象。请你帮助该 学生整理并完成实验报告。

(1)实验目的:___________________________________。
(2)实验用品: 仪器:①________;②________(请填写两种主要玻璃仪 器)。 药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化

碳。
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(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)

序号
① ②

实验方案

实验现象

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(4)实验结论:____________________________________。 (5)问题和讨论: ①请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因:

_____________________________________________
_______________________________________________。 ②由于F2过于活泼,很难设计一个简单的实验验证其氧化性 的 强 弱 。 试 列 举 一 个 事 实 说 明 F 的 非 金 属 性 比 Cl 强 : ________________________________________________

________________________________________________。

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(1)元素周期律包括同一周期与同一主族元素性质的变

化规律。根据给出的实验药品不难看出,该学生想以同族元
素为例,设计实验验证同一主族元素性质的递变规律。(2)本 实验属于试管试验,主要使用试管和胶头滴管。(3)根据提供 的药品,显然是用Cl2 、Br2 、I2 之间的置换反应来证明Cl、 Br、I三种元素的非金属性的强弱。

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(4)通过实验事实可以证明Cl、Br、I三种元素的非金属性依 次减弱进而可以说明同一主族元素,自上而下,元素的非金

属性依次减弱。(5)①该题应该从原子核对最外层电子的吸引
力大小来回答。②一般来说,置换反应能直接说明两种单质 的氧化性强弱,但F2 过于活泼,不好直接置换Cl2 ,只能用 间接的证据。如可从它们与氢气反应的难易程度,与水反应 能否置换出O2,它们的气态氢化物的稳定性等方面证明。

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答案

(1)探究同一主族元素性质的递变规律

(2)试管 胶头滴管

(3)

序号

实验方案 将少量氯水滴入盛有 少量NaBr溶液的试管 中,振荡;再滴入少 量四氯化碳,振荡 将少量溴水滴入盛有 少量KI溶液的试管 中,振荡;再滴入少 量四氯化碳,振荡
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实验现象 加入氯水后,溶液由无 色变为橙色,滴入四氯 化碳后,水层颜色变 浅,四氯化碳层(下层)变 为橙红色 加入溴水后,溶液由无 色变为褐色,滴入四氯 化碳后,水层颜色变 浅,四氯化碳层(下层)变 为紫红色
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(4)同一主族元素,自上而下,元素的非金属性依次减弱

(5)①同一主族元素,自上而下,元素原子的电子层数增多,
原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱 ② F2 在冷暗处就可以与H2 剧烈反应而爆炸,而Cl2 与H2 只有在 光照或点燃的条件下才能反应;HF比HCl稳定或F2能与H2O 发生置换反应生成O2,而Cl2不能(任意写一种)

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