鲁科版 (2019)选择性必修2第3节 元素性质及其变化规律第3课时导学案

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能力课时1　元素周期律的综合应用1．同周期、同主族元素的结构与性质递变规律2.原子结构、元素性质和元素在周期表中的位置关系规律3．元素“位—构—性”关系(2021·黑龙江牡丹江三中期末考试)下表是元素周期表的一部分(前5周期)，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：(1)G的元素符号为__________，在元素周期表中位于________区。(2)基态A原子的轨道表示式为________________；基态H原子的价电子排布式为________；H在元素周期表中的位置是________。(3)A、B、E、F的原子半径由大到小的顺序是________(填元素符号，下同)；A、B、C、D的第一电离能由大到小的顺序是________；A、B、C、D的电负性由大到小的顺序是________。[解析]　(1)G位于第6纵列，是24号元素，元素符号为Cr，该元素位于元素周期表的d区。(2)A为C元素，其核外有6个电子，轨道表示式为；H为Fe元素，是26号元素，Fe原子的价电子排布式为3d64s2；Fe位于元素周期表中第4周期Ⅷ族。(3)A为C元素，B为N元素，E为Al元素，F为Si元素，其原子半径：Al>Si>C>N。C为O元素，D为F元素，因N元素2p能级处于半充满状态，其第一电离能比O的大，故C、N、O、F的第一电离能：F>N>O>C；同周期主族元素，从左到右电负性逐渐增大，故电负性：F>O>N>C。[答案]　(1)Cr　d　(2) 　3d64s2　第4周期Ⅷ族　(3)Al>Si>C>N　F>N>O>C　F>O>N>C1．(2020·山东等级考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是 (　　)A．第一电离能：W>X>Y>ZB．简单离子的还原性：Y>X>WC．简单离子的半径：W>X>Y>ZD．氢化物水溶液的酸性：Y>WC　[四种短周期主族元素，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，若X为第2周期元素原子，则X可能为Be或O，若X为第3周期元素原子，则均不满足题意，Z与X能形成Z2X2的淡黄色化合物，该淡黄色化合物为Na2O2，则X为O元素，Z为Na元素；Y与W的最外层电子数相同，则Y为F元素，W为Cl元素。同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F>O>Cl>Na，A错误；O、F、Cl三种元素的简单离子中，F－还原性最弱，B错误；电子层数越多简单离子半径越大，相同结构的离子，原子序数越大半径越小，故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl－>O2－>F－>Na＋，C正确；F元素的非金属性强于Cl元素，则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子，在水溶液中HF不容易发生电离，故HCl的酸性强于HF，D错误。]2．(双选)(2021·蚌埠高二检测)如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是(　　)A．原子半径：Z>Y>XB．气态氢化物的稳定性：R>WC．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应BD　[由题图可知，X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。原子半径：Na>Al>O，故A项错误；非金属性越强，对应气态氢化物就越稳定，所以HCl比H2S稳定，故B项正确；SO3和水反应形成的化合物为硫酸，是共价化合物，故C项错误；Y和Z的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3，因Al(OH)3为两性氢氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应，故D项正确。]3．(2021·宁夏石嘴山三中期末考试)第3周期主族元素的I1、I2、I3的变化如图所示，则图a、b和c中纵轴代表的电离能依次是(　　)图a　　　　　　图b　　　　　　图cA．I1、I2、I3　　 B．I2、I3、I1C．I3、I2、I1 D．I1、I3、I2B　[Mg的3s能级处于全充满状态，其I1比Al的I1大，且Al的I1比Na的Il大，则图c的纵轴代表I1，比较图a、b、c中Mg元素的电离能可知，图b中Mg元素的电离能远大于图a、c中Mg元素的电离能，则图b的纵轴表示I3，B项正确。]中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。1．49In元素的价电子排布式如何书写？原子中未成对电子的个数是多少？提示：根据核外电子排布规律可以判断该元素的价电子排布式为5s25p1，原子中有一个未成对电子。2．该元素在周期表的哪个位置？属于哪个分区？提示：根据该元素原子的价电子排布式判断该元素为第5周期ⅢA族元素，由于最后一个电子落在p轨道上，因此该元素属于p区元素。3．试比较该元素与铷(37Rb)的原子半径及简单离子半径大小。提示：由于这两种元素属于同一周期元素，从左往右元素的原子半径逐渐减小，因此原子半径Rb大于In；形成离子时，由于两种元素均为金属元素，均失电子形成金属阳离子，因此离子半径与原子半径顺序相同。4．试比较两者的第一电离能大小。提示：两元素属于同一周期的主族元素，从左往右元素的第一电离能呈增大趋势。5．试比较两者所形成的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。提示：In是第5周期第ⅢA族元素，Rb为第5周期第ⅠA族元素，金属性Inb>aB．最简单氢化物的稳定性：c>a>bC．最简单氢化物的相对分子质量：a>b>cD．I5：a>c>bD　[同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，P元素3p能级为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能为失去3s2中1个电子，3s2为全充满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C。A项，同周期自左而右元素的电负性逐渐增大，同主族自上而下元素的电负性逐渐减小，故Si的电负性最小，错误；B项，非金属性越强，氢化物越稳定，Si的非金属性最弱，故SiH4稳定性最差，错误；C项，a、b、c相对应的最简单氢化物的相对分子质量分别为16、34、32，b的最大，错误；D项，C、Si失去 4个电子后为全充满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子为3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去3s能级电子，二者能量相差不大，故第五电离能：C>Si>P，正确。]2．以下有关元素性质的说法中不正确的是(　　)A．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、O元素的电负性依次递增的是④B．下列原子中，①1s22s22p63s23p1，②1s22s22p63s23p2，③1s22s22p63s23p3，④1s22s22p63s23p4对应的第一电离能最大的元素是④C．某元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，该元素可能在第3周期ⅡA族D．以下原子中，①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4半径最大的是①B　[①、②、③中元素的电负性随原子序数增大而递减，④中元素的电负性依次递增，A正确；B项，①、②、③、④中对应的元素分别是第3周期的Al、Si、P、S 4种元素，其中第一电离能最大的是磷元素，其3p轨道半充满，原子结构较稳定，故B错；由数据可知，元素第一电离能与第二电离能之间的差值明显小于第二电离能与第三电离能之间的差值，说明其最外层有2个电子，所以该元素可能在第3周期ⅡA族，C正确；①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4对应的元素原子分别为Si、N、C、S，其中半径最大的是①(硅原子)，D正确。]3．X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是 (　　)A．Y的价电子排布式为3s23p5B．稳定性：Y的氢化物>Z的氢化物C．第一电离能：YS，非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物稳定性Z>Y；第一电离能O>S；X可能是H，也可能是Li或Na，H2S是共价化合物。]4．四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示，已知元素X的原子核外电子数是M的2倍。下列说法不正确的是(　　)A．第一电离能：XY，错误；B项，Mg为第3周期ⅡA族元素，镁单质可通过电解熔融MgCl2制备，正确；C项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，四种元素中非金属性最强的是N元素，所以酸性最强的是HNO3，正确；D项，气体分子(MN)2为(CN)2，其电子式为，正确。]5．有A、B、C、D、E五种短周期元素，其中A、B、C属于同一周期，A原子最外层p轨道的电子数等于次外层的电子总数，B原子最外层中有两个未成对电子，D、E原子核内各自的质子数与中子数相等，B元素可分别与A、C、D、E生成RB2型化合物，并知在DB2和EB2中，D与B的质量比为7∶8；E与B的质量比为1∶1。根据以上条件，回答下列问题。(1)写出下列各元素的元素符号。A________，B________，C________，D________，E________。(2)写出基态D原子的电子排布式________。(3)指出E元素在周期表中的位置________。(4)A、B、C三种元素的第一电离能的大小顺序为______(由大到小的顺序排列，用元素符号表示)。(5)元素D和E的电负性的相对大小为________(用元素符号表示)。[解析]　A原子最外层p轨道电子数等于次外层的电子总数，说明次外层为K层，故A的电子排布式为1s22s22p2，即A为碳元素，B原子最外层中有两个未成对的电子，说明B为ⅣA或ⅥA族元素，又B与A同周期，说明B为氧元素，C元素可以与B形成CB2型化合物且C与A、B同周期，说明C为氮元素，在DB2中，D与B质量比为7∶8，即D的相对原子质量为28，在EB2中，E与B的质量比为1∶1，即E的相对原子质量为32，D、E核内质子数与中子数相等可以知道D为硅元素，E为硫元素。[答案]　(1)C　O　N　Si　S　(2)1s22s22p63s23p2(3)第3周期ⅥA族　(4)N>O>C　(5)S>Si 探 究 任 务1.掌握同主族、同周期元素的原子结构和元素性质的递变规律、建立结构决定性质的认知模型，提升证据推理与模型认知的化学核心素养。　2.掌握“位、构、性”关系规律，并能利用“位、构、性”关系认知模型、解决问题。同周期(从左→右)同主族(从上→下)最外层电子数从1递增到7(第1周期除外)相同金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价从＋1→＋7(O、F除外)，非金属元素最低负价＝－(8－族序数)(H等除外)最高正价＝族序数(O、F除外)，非金属元素最低负价＝－(8－族序数)(H等除外)原子半径逐渐减小逐渐增大气态氢化物的稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱第一电离能总体呈增大趋势逐渐减小电负性逐渐增大逐渐减小