高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第2课时学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第2课时学案，共14页。
1．元素周期表与元素周期律的关系
(1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。
(2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律。
同周期元素由左向右金属性减弱，非金属性增强；同主族元素由上向下金属性增强，非金属性减弱。
2．元素周期表的金属区和非金属区
(1)金属性强的在周期表的左下方，最强的是Cs(放射性元素除外)，非金属性强的在周期表的右上方(稀有气体除外)，最强的是F。
(2)分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性，故元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。
3．元素化合价与元素在周期表中位置的关系
(1)同主族元素的最高正价和最低负价相同(O、F除外)。
(2)主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数。
(3)非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于8(H最低价为－1，O、F除外)。
(1)金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性( )
(2)氟元素非金属性最强，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性最强( )
(3)原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素( )
(4)最外层电子数是2的元素，最高正价一定是＋2价( )
(5)第二周期元素的最高正价等于它所处的主族序数( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
1．短周期主族元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4，碱性最强的是NaOH。气态氢化物稳定性最强的是HF。
2．X元素能形成H2X和XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是( )
A．13 B．14 C．15 D．16
答案 D
解析 根据H2X可知，X为－2价，X元素在第ⅥA族，上述四种元素属于第ⅥA族的是16号元素硫。
二、元素周期表和周期律的应用
1．预测元素及其化合物的性质
根据元素周期表和元素周期律，互相交流讨论，填写下表：
2.指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质
3．寻找有特殊用途的新物质
1．元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
答案 (b) (d) (a) (c)
2．门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。
(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗(Ge)。
①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si________Ge(用“>”或“ ②第四周期ⅣA族 半导体材料 ③锗
(2)①原子最外层电子数都是3个 ②NaOH溶液 稀硫酸(或盐酸)
1．(2019·东北育才学校高一月考)关于元素周期表，下列叙述中不正确的是( )
A．在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
B．在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素
C．在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素
D．在地球上元素含量的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系
答案 D
解析 A对，金属与非金属元素分界线附近的元素既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性，故可以寻找制备半导体材料的元素；B对，过渡金属元素具有特殊性，可在过渡元素中寻找制备催化剂和耐高温、耐腐蚀材料的元素；C对，农药中通常含有氟、氯、硫、磷、砷等元素，故可在非金属元素区域寻找制备新型农药的元素；D错，地球上元素含量的分布与其在周期表中的位置无关。
2．下列元素最高正化合价依次增大的是( )
A．Al、Si、P、Cl B．C、N、O、F
C．Si、P、S、Se D．Si、Al、Mg、Na
答案 A
解析 B项中F没有正化合价，错误；C项中S和Se的最高正化合价相同，错误；D项中最高正化合价依次减小，错误。
3．(2019·青岛高一月考)已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是( )
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小
答案 B
解析 某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；同周期元素从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期元素中最小的，故D说法正确。
4．(2019·安徽省示范高中高一联考)四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T是地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是( )
A．W的氢化物比R的氢化物稳定
B．T的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱
C．Q的原子半径比T的小
D．W和Q的原子序数相差10
答案 B
解析 T是地壳中含量最高的金属元素，则T是Al元素，结合四种短周期主族元素在周期表中的相对位置推知，Q是C元素，R是P元素，W是S元素。A对，由于元素的非金属性：S>P，则氢化物的稳定性：H2S>PH3；B错，T是Al元素，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，属于弱碱；C对，Q(C)处于第二周期，T(Al)处于第三周期，则原子半径：CH2CO3
B．还原性：S2－>Cl－
C．气态氢化物的稳定性：NH3>CH4
D．Cl2从KI溶液中置换出I2
答案 A
解析 元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，H2SO3不是最高价含氧酸，不能用元素周期律解释，A选；硫的非金属性弱于氯，故还原性：S2－>Cl－，能用元素周期律解释，B不选；N的非金属性强于C，所以气态氢化物的稳定性NH3>CH4，能用元素周期律解释，C不选；氯的非金属性强于碘，所以Cl2从KI溶液中置换出I2，能用元素周期律解释，D不选。
【考点】 元素周期律
【题点】 元素周期律
7．借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是( )
A．已知Ca是第四周期ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
答案 D
解析 由碱金属元素和卤族元素的递变性可知，同主族元素从上到下金属性递增，非金属性递减，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，金属活动性增强，非金属气态氢化物稳定性减弱，A、B、C错误；同主族元素随核电荷数增大，原子半径递增，D正确。
【考点】 元素周期律
【题点】 元素周期律
题组三 元素推断
8．已知某元素的最高化合价为＋7价，下列说法正确的是( )
A．该元素在元素周期表中一定处于第ⅦA族
B．该元素可以是氟元素
C．该元素的某种化合物可能具有漂白性
D．该元素的单质没有还原性
答案 C
解析 元素的最高化合价为＋7价，可能位于第ⅦA族或第ⅦB族，A项错误；氟元素没有正价，B项错误；可能为氯元素，氯元素形成的次氯酸有漂白性，C项正确；若为氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，氯气既作氧化剂又作还原剂，有还原性，D项错误。
9．短周期元素A、B、C原子序数依次增大，A3－与B2－、C＋电子层结构相同，则下列说法中不正确的是( )
A．三种元素可组成CAB2和CAB3型化合物
B．离子半径：C＋＞B2－＞A3－
C．H2B在同主族元素气态氢化物中最稳定
D．B的某种单质可用于杀菌消毒
答案 B
解析 三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，A3－与B2－、C＋的电子层结构相同，A、B在第二周期，C在第三周期，则A为N元素，B为O元素，C为Na元素。三种元素可组成化合物NaNO2和NaNO3，故A项正确；核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则离子半径：A3－＞B2－＞C＋，故B项错误；O为第ⅥA族中非金属性最强的元素，则对应的气态氢化物最稳定，故C项正确；O元素的单质臭氧具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D项正确。
【考点】 元素的推断
【题点】 元素的推断与位构性的考查
10．根据元素周期表回答下列问题：
(1)在上面元素周期表中，全部是金属元素的区域为________(填字母)。
A．Ⅰ区 B．Ⅱ区 C．Ⅲ区 D．Ⅳ区
(2)a～m中，化学性质最不活泼的是________元素(填元素符号，下同)。只有负化合价而无正化合价的是______________。
(3)最高价氧化物对应水化物呈两性的是______________________________(填化学式，下同)，写出它分别与a、l的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_____________________、
_______________________________________________________________________________。
(4)a、c的最高价氧化物对应水化物的碱性____________>____________。
答案 (1)B (2)Ar F
(3)Al(OH)3 Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(4)NaOH Mg(OH)2
B组 综合强化练
1．(2019·惠州月考)元素周期表中前三周期部分元素的原子序数与常见价态的关系图如下。若用原子序数表示对应元素，下列说法中不正确的是( )
A．a与d的非金属性比较：dc>d，②正确；同一周期的元素，原子序数越大，元素非金属性越强，由于Z的原子序数大于R的原子序数，所以非金属性Z＞R，③正确；同一周期的元素，原子序数越大，元素的金属性就越弱，原子序数X＞Y，所以最高价氧化物对应水化物的碱性Y＞X，④错误。
【考点】 元素的推断
【题点】 元素的推断与位构性的考查
5．(2019·城阳三中期中)X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X在短周期主族元素中原子半径最大，Y是地壳中含量最高的金属元素，Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。下列说法正确的是( )
A．X的单质和水反应的离子方程式为：X＋H2O===X－＋OH－＋H2↑
B．气态氢化物的稳定性：Z＜W
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＜Y
D．Y的氧化物是碱性氧化物
答案 B
解析 X在短周期主族元素中原子半径最大，即X为Na，Y是地壳中含量最高的金属元素，即Y为Al，Z的最高正化合价与最低负化合价代数和为4，即Z为S，四种元素原子序数依次增大，即W为Cl，然后进行分析；Na与H2O反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，故A错误；同周期元素从左向右非金属性增强，即HCl比H2S稳定，故B正确；金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，同周期元素从左向右金属性逐渐减弱，即Na的金属性强于Al，NaOH的碱性强于Al(OH)3，故C错误；Al2O3为两性氧化物，故D错误。
【考点】 元素的推断
【题点】 元素的推断与位构性的考查
6．如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是( )
A．原子半径：Z>Y>X
B．气态氢化物的稳定性：R>W
C．WX3为酸性氧化物
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
答案 A
解析 X没有最高正价，则X为氧元素。根据短周期元素的主族序数＝元素的最高正价数可推断： Y为钠元素，Z为铝元素，W为硫元素，R为氯元素。原子半径：Y(Na)> Z(Al)>X(O)，A不正确；气态氢化物稳定性：R(HCl)>W(H2S)，B正确；WX3(SO3)与H2O化合生成H2SO4, SO3是酸性氧化物，C正确；Y(Na)和Z(Al)对应的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH与Al(OH)3，二者能发生反应：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，D正确。
7．(2020·北京顺义区高一检测)下表列出了①～⑪种元素在元素周期表中的位置：
请按要求回答下列问题：
(1)画出这11种元素中，非金属性最强的元素的原子结构示意图________________________。
(2)元素④⑤⑩分别和①形成的气体化合物中，最稳定的是(填化合物的化学式)____________。
(3)元素⑨⑩⑪的最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是(填化合物的化学式)____________。
(4)在盛有水的小烧杯中加入元素⑩的单质，发生反应的离子方程式：____________________。
(5)请从原子结构的角度解释，解释元素⑩的非金属性比元素⑪强的原因_________________。
答案 (1) (2)HF (3)HClO4 (4)Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO (5)Cl和Br在同一主族，Br比Cl多一个电子层，Br原子半径大，得电子能力弱
解析 由元素在周期表中的位置可知，①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Mg、⑧为Al、⑨为S、⑩为Cl，⑪为Br。(1)同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，11种元素中，非金属性最强的元素是F，F原子核外有9个电子，原子结构示意图是。(2)F、O、Cl中，非金属性最强的是F，所以最稳定的是HF。(3)S、Cl、Br中，非金属性最强的是Cl，非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，酸性最强的是HClO4。(4)在盛有水的小烧杯中加入氯气反应生成盐酸和次氯酸，发生反应的离子方程式是Cl2＋H2O===H＋＋Cl－ ＋HClO。(5)Cl和Br在同一主族，Br比Cl多一个电子层，Br原子半径大，得电子能力弱，所以Cl的非金属性比Br强。
8．(2019·北京顺义期中)甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。其设计的实验方案如下，请你帮他填写完整，并做出评价。
实验室提供的试剂：NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水
(1)实验目的：
①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式
②[评价]甲同学设计的实验方案的合理性是________(填字母)。
A．非常合理 B．部分合理 C．完全不合理
③[补充和完善]上一题②中若选A，则此项不用再作答，若选B或C，则完成实验还需要的试剂是_________________________________________________________________________。
(2)下表是元素周期表主族元素的一部分，短周期元素X的最高正化合价是＋5，Y的单质可在空气中燃烧。
请回答下列问题：
①写出Z的原子结构示意图：______________________________________________________。
②探究同主族元素性质的一些共同规律，是学习化学的重要方法之一。在下表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测，举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中用Z表示即可)。
答案 (1)①溶液由无色变为橙色 溶液由无色变为褐色 2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ 2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ ②B ③溴水
(2)①
②
解析 (1)①氯气氧化性大于溴和碘，所以氯气能置换出溴和碘；②向溴化钠溶液中滴加氯水证明氧化性：Cl2＞Br2，向碘化钠溶液中滴加氯水证明氧化性：Cl2＞I2；③需要补充实验证明氧化性：Br2＞I2。(2)短周期元素X的最高正化合价是＋5，说明X是ⅤA族元素，根据元素周期表，Y是ⅥA族元素，Y的单质可在空气中燃烧，所以Y是S，根据在元素周期表中的相对位置，W、X、Z分别是Si、P、Se。元素名称及符号
溴(Br)
原子序数
35
是金属还是非金属
非金属
原子结构示意图
最高正价
＋7
最低负价
－1
中间价
＋1、＋3、＋5
预测依据
氯元素有＋1、＋3、＋5的化合物
最高价氧化物
Br2O7
最高价氧化物的水化物
HBrO4
酸性
HClO4>HBrO4> H2SeO4
稳定性
H2SeCl－
A
B
A
B
①制半导体的元素
(a)F、Cl、Br、N、S“三角地带”
①
②制催化剂的元素
(b)金属与非金属元素的分界线附近
②
③制制冷剂的元素
(c)相对原子质量较小的元素
③
④地壳中含量较多的元素
(d)过渡元素
④
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
一
①
二
②
③
④
⑤
三
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
四
⑪
实验步骤
实验现象
实验结论及离子方程式
甲______
乙______
离子方程式：
甲：________
乙：________
结论：卤素单质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞I2
W
X
Y
Z
编号
性质推测
化学方程式
示例
氧化性
H2ZO3＋4HI===Z↓＋2I2＋3H2O
1
2
1
还原性
2H2ZO3＋O2===2H2ZO4(或Br2＋H2ZO3＋H2O===H2ZO4＋2HBr等合理答案)
2
酸性
H2ZO3＋2NaOH===Na2ZO3＋2H2O(或其他合理答案)