高考化学一轮复习第6章物质结构与性质元素周期律第28讲元素周期表元素周期律学案

这是一份高考化学一轮复习第6章物质结构与性质元素周期律第28讲元素周期表元素周期律学案，共24页。
1．知道元素周期表的结构、分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征。
2．认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化。
3．通过元素周期律(表)核心知识的学习，建立“位—构—性”等认知模型，体会结构与性质的联系。
考点一 元素周期表
1．元素周期表的编排原则
2．原子结构与元素周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系。
原子的电子层数＝周期序数
(2)主族元素的价层电子排布特点。
(3)原子结构与元素分区的关系。
①元素周期表分区简图。
②各区元素化学性质及价层电子的排布特点。
(4)根据金属与非金属分界线分区。
3．元素周期表的应用
(1)科学预测：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)寻找新材料。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 原子序数 eq \(□,\s\up1(2)) 最外层电子数 eq \(□,\s\up1(3)) 电子层数
eq \(□,\s\up1(4)) ns1 eq \(□,\s\up1(5)) ns2 eq \(□,\s\up1(6)) ns2np1 eq \(□,\s\up1(7)) ns2np2 eq \(□,\s\up1(8)) ns2np3 eq \(□,\s\up1(9)) ns2np4
eq \(□,\s\up1(10)) ns2np5 eq \(□,\s\up1(11)) 半导体 eq \(□,\s\up1(12)) 催化剂 eq \(□,\s\up1(13)) 合金 eq \(□,\s\up1(14)) 农药
[易错秒判]
(1)元素周期表共18个纵列，18个族，7个周期 ( )
(2)所有非金属元素都分布在p区( )
(3)原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素( )
(4)价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素( )
(5)第ⅠA族元素都是碱金属元素，在化学反应中均易失去1个电子( )
(6)过渡元素都是金属元素，且均由副族元素组成( )
(7)两种短周期元素的原子序数相差8，周期序数一定相差1( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
(7)√
一、元素周期表的结构
1．请在下表中画出元素周期表的轮廓，并回答下列问题：
(1)标出族序数、周期序数。
(2)将主族元素前六周期的元素符号补充完整。
(3)画出金属与非金属的分界线，并用阴影表示出过渡元素的位置。
(4)标出镧系、锕系的位置。
(5)写出各周期元素的种类数。
(6)写出稀有气体元素的原子序数，标出113号～117号元素的位置。
答案：
二、元素周期表的应用
2．部分元素在元素周期表中的分布如下。下列说法不正确的是( )
A．B只能得电子，不能失电子
B．原子半径：Ge＞Si
C．As可用作半导体材料
D．P位于第六周期第ⅥA族
解析：选A。由题图可知，虚线为金属元素与非金属元素的分界线。B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，既能得电子，也能失电子，故A错误；同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，所以原子半径：Ge＞Si，故B正确；As元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，可用作半导体材料，故C正确；P为主族元素，原子核外有6个电子层，最外层电子数为6，即位于元素周期表中第六周期第ⅥA族，故D正确。
3．根据元素周期表的结构确定元素原子序数之间的关系。
(1)若甲、乙是元素周期表中同一周期的第 ⅡA 族和第ⅦA 族元素，原子序数分别为m、n，则m、n的关系为________________________。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是_______________________________________________________。
(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别有m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系为________。
(4)下列各表为元素周期表中的一部分，表中数字表示原子序数，其中M的原子序数为37的是________。
答案：(1)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29
(2)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32
(3)y＝x＋m或y＝x＋n
(4)B
考点二 元素周期律
1．元素周期律
2．主族元素的周期性变化规律
3.金属性、非金属性的判断方法
4.电离能
(1)第一电离能：气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的 eq \(□,\s\up1(30)) ______，符号为 eq \(□,\s\up1(31)) ________，单位为 eq \(□,\s\up1(32)) __________。
(2)变化规律
①同周期：第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最 eq \(□,\s\up1(33)) ______，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最 eq \(□,\s\up1(34)) ______，从左到右呈增大的变化趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)。
②同族元素：从上到下第一电离能逐渐 eq \(□,\s\up1(35)) ________。
③同种原子：逐级电离能越来越大，即I1r(Ge)
B．第一电离能：I1(C)Y>X>W
C．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：WY>X，A错误；B.同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，故电负性：Z>Y>X>W，B正确；C.电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小，Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W②，D正确。
6．(2022·新高考广东卷)甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如右图所示；戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
解析：选C。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸，即乙、戊不是0族元素，故五种元素位于第二、三周期；若戊为Cl，则甲为N、乙为F、丙为P、丁为S；若戊为S，则甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。由同周期和同主族元素原子半径变化规律可知，A正确；同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，B正确；若甲为C，烃遇氯化氢无白烟产生，C错误；磷酸、硅酸均能与强碱反应，D正确。
7．由下列实验及相应事实推理所得的结论，不能用元素周期律解释的是( )
答案：D
8．元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如下。下列判断正确的是( )
A．X的电负性比Q的大
B．Q的简单离子半径比R的大
C．Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强
D．Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比R的强
解析：选B。X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，由题图中最外层电子数和原子半径的关系可知，X为C、Y为Na、Z为S、Q为Cl、R为K。A.C的电负性比Cl的小，故A错误；B.核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，故Q的简单离子半径比R的大，故B正确；C.同周期主族元素，原子序数越大，非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，故Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的弱，故C错误；D.同主族元素，原子序数越大，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比R的弱，故D错误。
9．短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如下图所示，其中B的一种同位素考古时用来测定文物的年代。
(1)E在元素周期表中的位置为__________________________。
(2)A的最高价氧化物与E的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为___________________________________________________
______________________________________________________。
(3)C的氢化物与单质D的反应是工业上制硝酸的第一步反应，写出该反应的化学方程式：________________________________
_________________________________________________。
(4)管道工人用高浓度的C的氢化物水溶液通过白烟现象检验管道是否有E的单质泄漏，该过程中发生反应的化学方程式为______________________，其中白烟的成分含有的化学键类型为__________________________________________________。
(5)27 g A单质与足量四氧化三铁发生反应，生成的混合物与足量稀硫酸反应，生成的气体在标准状况下的体积为________L。
解析：由B的一种同位素考古时用来测定文物的年代可知，B为C；根据短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置可知，A是Al、C是N、D是O、E是Cl。(1)Cl在元素周期表中的位置为第三周期第ⅦA族。(2)A的最高价氧化物为氧化铝，E的最高价氧化物对应水化物为高氯酸，二者发生反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。(3)C的氢化物是氨，单质D是氧气，该反应为氨的催化氧化，化学方程式为4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O。(4)氯气有强氧化性，氨具有还原性，二者能发生反应生成NH4Cl，NH4Cl为固体小颗粒，是白烟的主要成分，反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。(5)A单质是铝，铝单质与足量四氧化三铁反应的化学方程式为8Al＋3Fe3O4 eq \(=====,\s\up7(高温)) 9Fe＋4Al2O3，Fe与稀硫酸反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，根据关系式：8Al～9Fe～9H2，V(H2)＝ eq \f(9,8) × eq \f(27 g,27 g/ml) ×22.4 L/ml＝25.2 L。
答案：(1)第三周期第ⅦA族 (2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (3)4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O
(4)8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 离子键、共价键
(5)25.2
[素养提升]
10．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示)。
下列关于元素R的判断一定正确的是( )
①R元素的最高正化合价为＋3价
②R元素位于元素周期表中第ⅡA族
③R元素的第一电离能大于同周期相邻元素
④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A.①② B．②③
C．③④ D．①④
答案：B
11．元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法不合理的是( )
A.若aX2＋ 和bY－ 的核外电子排布相同，则原子序数：a＝b＋3
B.盐酸的酸性比H2SiO3的强，元素的非金属性：Cl＞Si
C.硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处，都可用作半导体材料
D.Be与Al在元素周期表中处于对角线位置，可推出：BeO＋2OH－＋H2O===[Be(OH)4]2－
解析：选B。A.若aX2＋ 和bY－ 的核外电子排布相同，则a－2＝b＋1，即a＝b＋3，故A正确；B.HCl不是氯元素的最高价含氧酸，盐酸的酸性比H2SiO3的强，不能作为比较Cl、Si的非金属性强弱的依据，故B错误；C.硅、锗都位于金属元素与非金属元素的分界处，既表现一定的金属性又表现一定的非金属性，都可用作半导体材料，故C正确；D.Be与Al在元素周期表中处于对角线位置，即BeO和Al2O3的化学性质相似，可推出：BeO＋2OH－＋H2O===[Be(OH)4]2－，故D正确。
12．(2024·江门联考)V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X的基态原子p轨道电子数是W的基态原子p轨道电子数的2倍，且X的基态原子p轨道电子数与s轨道电子数相等。V、Y、Z三种元素分属三个短周期且原子序数呈等差数列。下列说法正确的是( )
A.元素电负性：X>Y>Z
B.元素第一电离能：X>W>V
C.简单氢化物的熔、沸点：Z>X>W
D.W、Y、Z可形成多种空间结构为平面形的分子
解析：选D。X的基态原子p轨道电子数与s轨道电子数相等，V、Y、Z三种元素分属三个短周期且原子序数呈等差数列，可知V为H元素，Y为F元素，Z为Cl元素，X为O元素；X的基态原子p轨道电子数是W的基态原子p轨道电子数的2倍，W为C元素。A.元素电负性：Y>X>Z，A错误；B.元素第一电离能：X>V>W，B错误；C.水分子之间可形成氢键，沸点高，故简单氢化物的熔、沸点：X>Z>W，C错误；D.W、Y、Z可形成多种空间结构为平面形的分子，如C2Cl2F2、C2ClF3、C2Cl3F等，D正确。
13.(2024·云浮高三调研)X、Y、Z、M、W为相邻两个短周期的主族元素，且原子序数依次增大。这五种元素可形成化合物甲，结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.五种元素中M的原子半径最大
B.简单气态氢化物的沸点：X>Y>M
C.甲中所有原子最外层均达到 8e－稳定结构
D.Z、W能组成极性分子和非极性分子
解析：选D。由题图可知，X可形成三个价键，X为N；Y可形成两个价键，Y为O；Z可形成五个价键，Z为P；M可形成六个价键，M为S；W可形成一个价键，M为Cl。A.电子层数越多，原子半径越大，而电子层数相同时，核电荷数越多，原子半径越小，所以原子半径最大的为Z，A错误；B.H2O和NH3均有氢键，且H2O中氢键更多，沸点更高，所以简单氢化物的沸点：Y>X>M，B错误；C.由题图可知，Z和M原子最外层均超出了8e－结构，C错误；D.PCl3为极性分子，PCl5为非极性分子，D正确。
14．现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。
(1)C2A4的电子式为________________。
(2)B元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子，其基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈________形。
(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式为
。该同学所画的轨道表示式违背了____________，该元素的原子I3远远大于I2，其原因是
____________________________________________________。
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是____________(用离子符号表示)。
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为_________________________________________________________。
(6)H位于元素周期表的________区，其基态原子的价层电子排布式为________，实验室用一种黄色溶液检验H2＋时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________。
解析：根据题给信息可知，A为H元素，B为C元素，C为N元素，D为O元素，E为Mg元素，F为Cl元素，G为K元素，H为Fe元素。
答案：(1)
(2)6 哑铃
(3)泡利原理 Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时很难再失去1个电子
(4)Cl－>O2－>Mg2＋
(5)Mg2＋＋2Cl－＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
(6)d 3d64s2
Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
价层电子
排布特点
eq \(□,\s\up1(4)) ______
eq \(□,\s\up1(5)) ______
eq \(□,\s\up1(6)) ______
eq \(□,\s\up1(7)) ________
价层电子
排布特点
eq \(□,\s\up1(8)) ______
eq \(□,\s\up1(9)) ______
eq \(□,\s\up1(10)) ______
—
分区
元素分布
价层电
子排布
元素性
质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族～
ⅦA族、0族
ns2np1～6
(除He外)
通常是最外层电子参与反应(0族除外)
d区
ⅢB族～
ⅦB族、Ⅷ族
(除镧系、
锕系外)
(n－1)d1～9
ns1～2
(除Pd外)
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、
ⅡB族
(n－1)d10
ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
(n－2)f0～14
(n－1)d0～2ns2
镧系元素的化学性质非常相近，锕系元素的化学性质也非常相近
项目
同周期(左→右)
同主族
(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐 eq \(□,\s\up1(3)) ______
逐渐
eq \(□,\s\up1(4)) ______
电子层数
eq \(□,\s\up1(5)) ________
逐渐
eq \(□,\s\up1(6)) ______
原子半径
逐渐 eq \(□,\s\up1(7)) ______
逐渐
eq \(□,\s\up1(8)) ______
离子半径
阳离子半径逐渐 eq \(□,\s\up1(9)) ________，阴离子半径逐渐 eq \(□,\s\up1(10)) ____，r(阴离子) eq \(□,\s\up1(11)) ____r(阳离子)
逐渐 eq \(□,\s\up1(12)) ____
性质
化合价
最高正化合价由 eq \(□,\s\up1(13)) ____→ eq \(□,\s\up1(14)) ____(O、F除外)，最低负化合价＝ eq \(□,\s\up1(15)) ____________(H为－1价)
相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的
金属性和
非金属性
金属性逐渐 eq \(□,\s\up1(16)) ______，非金属性逐渐 eq \(□,\s\up1(17)) ________
金属性逐渐 eq \(□,\s\up1(18)) ____，非金属性逐渐 eq \(□,\s\up1(19)) ______________________________________________________________________________
第一电离能
eq \(□,\s\up1(20)) ______________
逐渐 eq \(□,\s\up1(21)) ____
电负性
逐渐 eq \(□,\s\up1(22)) ______
逐渐 eq \(□,\s\up1(23)) ____
气态氢化物
的稳定性
逐渐 eq \(□,\s\up1(24)) ______
逐渐 eq \(□,\s\up1(25)) ____
最高价氧化
物对应水化
物的酸碱性
碱性逐渐 eq \(□,\s\up1(26)) ____，酸性逐渐 eq \(□,\s\up1(27)) __________________________________________________________________________
碱性逐渐 eq \(□,\s\up1(28)) ______，酸性逐渐 eq \(□,\s\up1(29)) ______
金属性
①单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
非金属性
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
选项
事实
结论
A
与冷水反应，Na比Mg强烈
金属性：Na＞Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性：Ca＞Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性：S＞C
D
t ℃时，Br2＋H2⇌2HBr K＝5.6×107，I2＋H2⇌2HI K＝43
非金属性：Br＞I
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
元素
I1
I2
I3
甲
5.7
47.4
71.8
乙
7.7
15.1
80.3
丙
13.0
23.9
40.0
丁
15.7
27.6
40.7
选项
实验
事实
结论
A
将形状、大小相同的Na和K分别投入冷水
K与H2O反应更剧烈
金属性：K>Na
B
将足量硫酸与Na3PO4溶液混合
生成H3PO4
非金属性：S>P
C
分别加热HCl气体和HI气体
HI气体更易分解
稳定性：HCl>HI
D
用焦炭还原石英砂制得粗硅
SiO2＋2C eq \(=====,\s\up7(高温)) Si＋2CO↑
非金属性：C>Si
元素
电离能/(kJ·ml－1)
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
……
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中含量最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别如下：I1＝738 kJ·ml－1 I2＝1 451 kJ·ml－1
I3＝7 733 kJ·ml－1 I4＝10 540 kJ·ml－1
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八纵列