高三化学总复习--第四讲--元素周期律人教版知识精讲.doc

高三化学总复习 第四讲 元素周期律人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容：高三总复习 第四讲 元素周期律二. 重点、难点：1. 理解元素周期律的意义和实质，并能应用元素周期律解释一些元素性质变化规律与组成元素的粒子结构的关系。2. 对元素周期律的理解去叙述元素周期表的意义、组成结构、元素递变规律与组成元素的粒子结构的联系。3. 能初步具有总结元素递变规律的能力；能把元素的性质、元素周期位置与组成元素的粒子结构初步联系起来，并能较熟练地运用。三. 具体内容：物质结构和元素周期律是中学化学教材中重要的基础理论。本章学习借助于以前学过的知识，是对以前学过的知识进行概括、综合、实现由感性认识上升到理性认识，同时也能使同学们以原子结构、元素周期律的理论指导，来探索研究以后要学习的化学知识。因此复习好本章知识为今后其他基本理论的学习及元素化合物知识的学习奠定了基础。（一）元素周期表的结构（二）元素周期表结构与元素性质的关系1.（稀有气体除外）同周期元素性质递变由最外层电子数和原子半径两方面决定；同主族元素性质递变由原子半径变化决定。因此，前者变化幅度大，后者变化幅度小，即同周期相邻元素的性质主要表现为相异性，而同主族相邻元素的性质主要表现为相似性。2. 元素金属性强弱判断的依据（1）根据周期表判断，在同一周期中，从左向右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；在同一主族中，从上向下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。（2）它的单质跟水（或酸）反应置换氢的难易程度。反应越容易，则元素的金属性越强；反之则越弱。（3）它的最高价氧化物的水化物氢氧化物碱性强弱。氢氧化物碱性越强，则元素的金属性越强；反之，则越弱。如碱性：NaOH 。则金属性：NaMgAl3. 元素非金属性强弱判断的依据（1）同2.（1）（2）它的最高价氧化物的水化物的酸性强弱。若该水化物的酸性越强，则元素的非金属性越强；反之，则越弱。如酸性：HClO4 （最强酸）H2SO4（强酸）H3PO4（中强酸）H4SiO4（弱酸），则非金属性：ClSPSi（3）它的单质跟氢气生成气态氢化物的难易程度。若容易生成气态氢化物，则元素的非金属性越强；反之，则越弱。（4）元素的氢化物的稳定性。若氢化物越稳定，则元素的非金属性越强；反之，则越弱。（三）原子结构、元素周期表与元素性质的关系（位构性）可从下列三个方面去理解上图：（1）从元素原子结构去推测元素在周期表中的位置及有关性质（2）从元素在周期表中位置推测元素的原子结构和性质（3）从元素一些主要性质推测元素的原子结构和它在周期表中的位置（四）推断元素的思路 根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：【典型例题】例11999年新发现的114号元素的同位素，其中子数为184，该同位素的质量数为（ ）A. 70B. 114C. 228D. 298解析：原子组成的有关内容，一直是高考选择命题的热点，因为与原子组成的相关知识是理、化的基础知识，但为什么不考查中学生熟悉的元素呢？例如，如果这样命题，则只能引导学生死记硬背，为揭示动态的知识鼓励学生的科学探索精神，将最新科研成果引入高考试卷有利于将课本知识与高科技相联系。答案：D例2 有人认为在元素周期表中，位于IA族的氢元素，也可以放在VIIA族，下列性质能支持这种观点的是（ ）A. HFB. C. D. 解析：本题为2002年上海高考化学试题，试题以假说为背景材料，目的就是要使学生了解对已知物质的性质进一步探索是化学研究的方向。“氢元素也可以放在VIIA族”这是一些化学家提出的一种假说，要肯定这个假说，就要有一个事实能说明氢元素的性质与卤素的性质相似。联想到卤族元素原子的结构、性质，结构特征是最外层再得到一个电子就可达到稳定结构，对应的典型性质之一是能表现1价。以此入手分析四个选项，可发生“NaH”中氢元素显1价，H离子的最外层电子结构达到2电子稳定结构，与卤素有相似之处。选C。答案：C例3 X、Y、Z三种元素原子的核电荷数在1117之间，它们的最高价氧化物对应的水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4。则下列判断正确的是（ ）A. 原子半径：XYZ B. 酸性：H3ZO4H2YO4HXO4C. 稳定性：HXH2YXH3D. 非金属性：XYZ解析：解题的依据是元素周期律，解题的关键要确定元素原子的核电荷数。已知元素原子的核电荷数在1117之间，它们的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4,可判断出X、Y、Z三种元素分别是Cl、S、P，则Z、Y、X随着核电荷数递增，元素原子半径逐渐减小，元素非金属性、气态氢化物稳定性和最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，同时明确元素的最高正价与负价的绝对值为8，可写出氢化物分别为ZH3、H2Y、HX。答案：C、D。例4 A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的前三周期主族元素。已知：A、C、F三种原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水；D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4；E元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。（1）写出下列元素的符号：A_，D_，E_。（2）B的单质在F的单质中的现象是_，化学方程式是_。（3）A、C两种元素最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是_。解析：根据各种元素均为前三周期的主族元素，A、C、F三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两反应生成盐和水，可推知其中一种元素为铝。因A、B、C、E原子序数依次增大，故只能是C为铝元素，A为钠元素，B为镁元素。再根据A、C、F三种元素的最外层共有11个电子，可求得F的最外层电子数为1131=7，F为氯元素。D和E的原子序数应介于13和17之间，依据D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4，E元素原子次外层电子比次外层电子数多3，可推知D为硅，E为磷。答案：（1） Na、Si、P（2）产生白烟， （3）OH+=AlO2+2H2O例5 对于核电荷数为37的元素，下列描述正确的是（ ）A. 某单质在常温下跟水反应不如钠剧烈B. 其碳酸盐易溶于水C. 其原子半径比钾原子半径小D. 其氢氧化物不能使溶解解析：37号元素的核外电子排布为：所以在第五周期第A族，是Rb元素，为不常见元素。解答的关键是根据该元素所在族的其他元素的性质，找出递变规律，加以推测判断。由于Rb与Na、K为同一主族，其性质与Na、K相似，且原子半径要比Na、K大，根据K与水反应比Na与水反应剧烈的事实，可知Rb与水反应比K更剧烈，且RbOH的碱性比NaOH、KOH更强，所以能使溶解。K2CO3的溶解度比Na2CO3大，都易溶于水，Rb2CO3应比K2CO3更易溶。综合以上分析，正确答案为B。答案：B例6 X、Y、Z、W四种元素的原子序数依次增大，且分属短周期的三个周期（不含稀有气体），W原子的质子数是Z原子质子数的2倍，X原子和Y原子的电子数之和是Z和W原子质子数之和的1/3，Y的氢化物分子中共有三个共价键，判断它们各是什么元素?解析：此题需依据元素周期表中元素位、构、性三者之间的关系，利用题给信息，确定突破口。由四种元素原子序数依次增大，且分属短周期三个周期，且不含稀有气体，可推得X为氢元素，质子数是1；由Y的氢化物分子中共有三个共价键，可推知Y的最低负价为-3，则其应为第A族元素，由于是短周期，可能为N或P。如若为P，据四种元素原子序数依次增大的信息，可得知Z、W必为S和Cl，这与四种元素分属于三个周期相矛盾，故Y只能为N，质子数为7。设W和Z元素原子的质子数分别为a、b，依题意，有： 解得：a=16 b=8即：Z为氧元素，W为硫元素答案：X：H；Y：N；Z：O；W：S例7（2003年全国，31）A、B、C是短周期IA和IIA族元素的碳酸盐，它们的质量分别为、，与足量盐酸完全反应，消耗盐酸的物质的量分别为（）、（）、（）。已知：，。请填空：（1）写出短周期IA和IIA族元素形成的所有碳酸盐的名称：_。（2）若以、和分别表示A、B、C的相对分子质量，试写出、和三者的相互关系式_。（3）A的正确选择有_种，其化学式是_。（4）若A和B为IIA族元素的碳酸盐，C为IA族元素的碳酸盐，则A、B、C的化学式依次是 ，1:_。（保留2位小数）解析：（1）根据元素周期表判断得出，所有碳酸盐分别为：碳酸锂、碳酸钠、碳酸铍、碳酸镁。（2）分别用MA、MB、MC表示相对分子质量，nA、nB、nC表示其物质的量。根据题中已知条件： 可得：因为无论是IA元素还是IIA元素的碳酸盐，与盐酸发生化学反应时物质的量的关系均为1:2，即则根据已知条件可得即得方程组将代入整理得： 根据的结论得：讨论：若，则，即若，则，即综上可知：MA的值在四种碳酸盐中既不最大，也不最小。（Li2CO3=74，BeCO3=69，Na2CO3=106，MgCO3=84）所以，A盐有两种可能，即可能是MgCO3，也可能是Li2CO3。（4）因为A、B均为IIA碳酸盐，结合（3）中结论，则A为MgCO3、B为BeCO3、C为Na2CO3。由可知：问题的设计有很强的层资助性，象（1）向写出短周期IA、IIA族元素形成的所有碳酸盐名称，大多数考生都可以入手而（2）部则是全题的“瓶颈”它影响到考生后面两小问的解答。本题从化学知识的角度主要考查了学生对元素周期表的熟练掌握情况，而其推理过程则借数学手段加以推导，这样的命题方式打破了过去那种过分单纯考查化学知识的片面做法，相反，试题体现了学科之间的整合思想。这就相应地要求学生具有更加深广的思维层面，这样的命题有利于培养学生的创新能力。体现了高考改革的新思路变知识立意为能力立意。例8 下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素（1）下列_（填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。 a、c、h b、g、k c、h、l d、e、f（2）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响： 原子核对核外电子的吸引力 形成稳定结构的倾向下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（kJmol1）：锂XY失去第一个电子519502580失去第二个电子729645701820失去第三个电子1179969202750失去第四个电子955011600 通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量_。 表中X可能为以上13种元素的_（填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式_。 Y是周期表中_族元素。 以上13种元素中，_（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。解析：解答本题时可顺序作答：除凡是金属元素形成的单质可能都是电的良导体外，还应注意到一个特例即碳元素形成的单质石墨也是电的良导体。根据碳元素和金属元素在元素周期表中的位置可作出判断。在解答Li原子失去核外第二个电子时所需能量为什么要远远大于失去第一个电子的能量要充分利用题给两个信息：锂原子不稳定，Li已形成稳定结构；由表中所提供数据表明，X原子最外层只有一个电子，因为打掉第一个e所需能量与打掉第2个电子所需能量相差倍，而分别打掉第2个电子、第3个电子、直至打掉第4个电子所耗掉的能量分别为4570kJmol1、6920kJmol1和9550kJmol1相差均不到2倍，说明X原子最外电子层只有1个电子，其余3个电子处于同一电子层，故可推知X是钠元素的原子，由j在元素周期表中的位置可推出j是氧元素，同理可分析出，Y元素原子的最外层有3个电子，其理由是当打掉Y原子核外第一个电子时耗能量580kJmol1，而打掉第二个电子时耗掉能量1820kJmol1，是打掉第一个电子能量的3.1倍，而打掉第3个电子所耗能量约是打掉第二个电子能量的1.5倍，而打掉第四个电子所耗能量约是打掉第3个电子所耗能量的4.24倍，说明前3个电子能量相差不大，而前3个电子与第四个电子能量相差较大，故前3个电子处于一个电子层，后一个电子位于另一个电子层，因其最外层只有3个电子，故Y元素位于IIIA族。Na和O可形成Na2O和Na2O2两种化合物。因为m元素是O族元素为稀有气体元素，故该元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。答案：（1）（1） Li原子失去一个电子后，Li+已经形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难 a，Na2O和Na2O2 IIIA或第三主族 m本题是2003年上海高考试题，试题通过给出新信息打掉气态原子核外第一个电子所耗掉能量的数据，让考生通过自学掌握划分电子层的新方法是一种对自学能力知识迁移能力的考查。这种考查形式实质上是元素周期律的迁移应用。例9 不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为E）如下图。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。（1）同主族内不同元素的E值变化的特点是_。各主族中E值这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。（2）同周期内，随着原子序数的增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是_（填写编号，多选倒扣）。 E（砷）E（硒） E（砷）E（硒） E（溴）E（硒）（3）估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：_EE（硒），又E（溴）E（硒），故答案为。（3）从第二主族的铍、镁元素的变化规律着手，E（铍）E（镁），因此E（镁）E（钙）,得出结论：E（镁）E（钙）E（钾）（4）10号元素是稀有气体氖，该原子最外层已达8电子稳定结构，不易失电子，故E值大。近年来高考化学试题中出现了一类以有关化学研究的热点与进展的背景材料，要求学生运用中学相关知识点和具有的能力来进行解答的试题，此举体现了高考在能力考查方向的探索和创新，是高考命题由知识立意向能力立意转变的一种新尝试。【模拟试题】（答题时间：60分钟）一. 选择题（本题包括5小题，每小题2分，共10分。每小题只有一个选项符合题意）1. 据报导我国最近合成多种元素的新的同位素，其中一种是（铪），它的中子数是（ ）A. 72 B. 113 C. 185 D. 2572. 某元素在自然界里由两种同位素组成，其原子个数比为2.44:1.05，第一种同位素的原子核内有29个质子和34个中子，第二种同位素原子核中的中子数比第一种多2个，该元素平均相对原子质量约是（ ）A. 64.00 B. 63.60 C. 65.00 D. 63.00请分别比较35小题中前后两个值的大小，用A、B、C、D表示前者和后者的关系。3. N和C的原子半径（ ）A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能肯定4. F2和Br2的沸点（ ）A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能肯定5. 的原子核外电子数（ ）A. 大于 B. 小于 C. 相等 D. 不能肯定二. 选择题（本题包括8小题，每小题2分，共16分，每小题有一个或两个选项符合题意）6. 下列各组顺序的排列不正确的是（ ）A. 离子半径：NaMg2Al3FB. 热稳定性：HClH2SPH3AsH3C. 酸性强弱：H3AlO3H2SiO3H2CO3H3PO4D. 碱性强弱：KOHNaOH7. 下列分子中，属于含有极性键的非极性分子是（ ）A. H2O B. Cl2 C. SiCl4 D. CH3Cl8. 同周期的X、Y、Z三种元素，已知其高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是：HXO4H2YO4H3ZO4，则下列各判断中正确的是（ ）A. 原子半径：XYZB. 单质的非金属性：XYZC. 气态氢化物稳定性：XYZD. 原子序数：XYZ9. 下列各组原子序数所表示的两种元素，能形成AB2型离子化合物的是（ ）A. 6和8 B. 11和13C. 11和16 D. 12和1710. 下列离子化合物中，两原子核间距离最大的离子化合物是（ ）A. NaF B. KCl C. SO2 D. NaCl11. M元素的1个原子失去2个电子，该2个电子转移到Y元素的2个原子中去，形成离子化合物Z，下列各说法中，正确的是（ ）A. Z的熔点低 B. Z可以表示为M2YC. Z难溶于水 D. M形成2价阳离子12. A、B2、C、D2四种离子具有相同的电子层结构。现有以下排列顺序： B2ACD2； CD2AB2； B2AD2C； D2CAB2，四种离子的半径由大到小以及四种元素的原子序数由大到小的顺序分别是（ ）A. B. C. D. 13. 已知X、Y、Z三元素为同周期中相邻主族元素，且原子序数按X、Y、Z依次增大。已知X的氧化物对应水化物呈弱碱性，Z是同周期元素中非金属性最弱的非金属元素，关于元素Y，下列说法中正确的是（ ）A. Y的氢氧化物一定具有两性B. Y是金属元素，且既溶于酸，又溶于强碱C. Y单质能与水剧烈反应，并放出氢气D. Y元素能与氢元素形成稳定的氢化物三. 选择题（本题包括9小题，每小题3分，共27分，每小题只有一个选项符合题意）14. 下列关于氧元素含义的说法准确的是（ ）A. 具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子B. 具有相同核电荷数（即质子数）的粒子C. 核电荷数（即质子数）为8的一类原子D. 质量数为16的一类原子15. 对于同位素的概念，下列叙述中正确的是（ ）A. 原子序数相等，化学性质与质量数不同B. 原子序数相等，并有相同的化学性质和相同的质量数C. 原子序数相等，化学性质几乎完全相同，而中子数不同D. 化学性质相同，而质量数与原子序数不同16. 核电荷数119的元素中，下列叙述不正确的是（ ）A. 最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B. 最外层只有2个电子的元素不一定是金属元素C. 原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素D. 核电荷数为17的元素的原子容易获得1个电子17. 下列微粒中与OH离子具有相同的质子数和相同的电子数，该微粒可能为（ ）A. F B. Mg2 C. NH4 D. CH418. 元素X的原子核外M电子层有3个电子，元素Y2离子核外共有18个电子，则这两种元素可形成的化合物为（ ）A. XY2 B. X2Y C. X2Y3 D. X3Y219. 下列说法中正确的是（ ）A. 所有的原子核内质子数都比中子数多B. 氢离子（H）实质上是一个裸露的质子C. 核外电子排布相同的微粒，其化学性质也相同D. 非金属元素原子最外层电子数都大于420. 在核电荷数为120的元素中，最外层电子数和电层数相等的元素共有（ ）A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种21. 下列叙述错误的是（ ）A. 使阴、阳离子结合成化合物的静电作用叫做离子键B. 金属元素与非金属元素相化合时一定形成离子键C. 化合物中只要含有离子键就一定属于离子化合物D. 含共价键的化合物不一定是共价化合物22. 下列说法中错误的是（ ）A. 质量数相同的原子，其化学性质一定相同B. 质子数相同的原子，其核外电子排布也相同C. 金属性越活泼，其原子在反应中越易失去电子D. 非金属性越活泼，其阴离子越难失去电子 第卷（非选择题 47分）四.（本题包括2小题，每空1分，共14分）23. 已知五种元素的原子序数的大小顺序为CABDE，A、C同周期，B、C同主族。A与B形成离子化合物A2B，A2B中所有离子的电子数相同，其电子总数为30；D和E可形成4核10个电子分子。试回答下列问题：（1）写出五种元素的元素符号：A_、B_、C_、D_、E_。（2）用电子式表示离子化合物A2B的形成过程：_。（3）写出下列物质的电子式： D元素形成的单质_； E与C形成的化合物_； A、B、E形成的化合物_； D与E形成的化合物_。24. 判断并写出下列微粒符号：（各举一例）（1）含10个电子的阳离子_；（2）含10个电子的阴离子_；（3）含10个电子的化合物分子_。五.（本题包括2小题，每空1分，共11分）25. A、B、C三种元素为短周期元素。A元素的阴离子不能被任何氧化剂氧化，则A离子的结构示意图为_。1mol B单质能从盐酸中置换出3g氢气，此时B转变为与Ne原子具有相同电子层结构的离子，则B元素是_；B的最高价氧化物的对应水化物的化学式为_。C元素有3个电子层，且最外电子层比L电子层少2个电子，则C元素是_；C与Na反应后生成物的电子式为_，化合物中的化学键属于_。26. 氮化钠（Na3N）是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题：（Na3NH2O NaOHNH3）（1）Na3N的电子式是_，该化合物是由_键形成的。（2）Na3N与盐酸反应生成_种盐，其化学式分别是_。（3）比较Na3N中两种微粒的半径：r（Na）_r（N3）（填“”、“”、“”）。六.（本题包括2小题，每空1分，共11分）27. A元素是IA族元素中相对原子质量最小的元素，B元素原子的最外层电子数是次外层的3倍，A、B两元素可形成两种化合物分子。（1）用电子式表示这两种分子的形成过程。 _； _。（2）这两种分子的结构式分别为_、_。28. a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的粒子，它们都有10个电子，其结构特点如下：其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；试写出：（1）a粒子的原子结构示意图：_；（2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为：_（用化学式表示）。（3）d溶于水的电离方程式_。（4）c粒子是_（用化学式表示）。七.（本题包括2小题，共11分）29.（5分）第主族元素R，在它的化合物中，其质量分数为0.778，在它的另一种化合物中，其质量分数为0.636。（1）试求n和m的值；n=_，m=_。（2）试求R的相对原子质量a：a=_30.（6分）有相对原子质量均大于10的A、B两种元素，它们之间可形成化合物x和y。已知等物质的量的x和y的混合气体的密度是相同条件下H2密度的18.5倍，其中x和y的质量比为3:4.4，经测定x的组成为AB，y的组成为A2B，试通过计算确定A、B的原子量。【试题答案】1. B 2. B 3. B 4. B 5. C 6. A 7. C 8. BD 9. AD 10. B 11. D 12. B 13. AB 14. C 15. C 16. A 17. A 18. C 19. B 20. A 21. B 22. A23. （1）A、Na B、O C、S D、N E、H （2） 24.（1）NH4 （2）OH （3）H2O（其它答案合理亦可）25. 26.（1） 离子键（2）2种 NH4Cl与NaCl（3）27. 28. （1）Ne （2）NaOHMg(OH)2 （3）（4）OH29.（1）由式解得，n2，m4.（2）a=119.30.解析：设x的相对分子质量为3n，y的相对分子质量则为4.4n. x与y在组成上相差一个A原子，A的相对原子质量则为：443014 B相对原子质量为301416答案：A、B应分别为N元素和O元素，x、y分别为NO和N2O.用心 爱心 专心