人教版高中化學(xué)必修二文檔：第1章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第二節(jié) 第2課時(shí) 含答案

高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE11第2課時(shí)元素周期律[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道元素原子結(jié)構(gòu)的周期性變化。2.能夠以第三周期元素為例，說明同周期元素性質(zhì)的遞變情況。3.在理解元素周期律的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上，形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的學(xué)科思想。一元素原子結(jié)構(gòu)和化合價(jià)的周期性變化1．元素原子結(jié)構(gòu)及化合價(jià)的變化規(guī)律(1)以第三周期元素為例填寫下表：元素鈉鎂鋁硅磷硫氯氬元素符號(hào)NaMgAlSiPSClAr原子序數(shù)1112131415161718族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0最外層電子數(shù)12345678主要化合價(jià)＋1＋2＋3＋4、－4＋5、－3＋6、－2＋7、－10最高正價(jià)＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋70(2)觀察分析上表，思考討論同一周期元素，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子核外電子排布的變化規(guī)律是最外層電子數(shù)呈現(xiàn)由1到8的周期性變化，元素化合價(jià)的變化規(guī)律是最高正價(jià)呈現(xiàn)由＋1到＋7的周期性變化。2．元素原子半徑的周期性變化規(guī)律上圖是元素原子半徑與原子序數(shù)之間的關(guān)系圖像。請你根據(jù)圖示回答，同一周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的原子半徑變化規(guī)律是同周期元素原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化(稀有氣體元素除外)。歸納總結(jié)1．同一周期的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)從1到8的周期性變化(第一周期除外)。2．同一周期的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化(稀有氣體元素除外)。3．同一周期的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價(jià)呈現(xiàn)從＋1到＋7(F無正價(jià)，O無最高正價(jià))，最低負(fù)價(jià)呈現(xiàn)由－4到－1的周期性變化。1．已知同周期X、Y、Z三種元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠XO4>H2YO4>H3ZO4，則下列判斷中正確的是()A．元素非金屬性按X、Y、Z的順序減弱B．陰離子的還原性按X、Y、Z的順序減弱C．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z的順序增強(qiáng)D．單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z的順序增強(qiáng)答案A解析由酸性HXO4>H2YO4>H3ZO4，即非金屬性X>Y>Z，即非金屬性按X、Y、Z的順序依次減弱，A正確；非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)陰離子的還原性越弱，則陰離子的還原性按照X、Y、Z的順序逐漸增強(qiáng)，B錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按照X、Y、Z的順序逐漸減弱，C錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，則單質(zhì)的氧化性按照X、Y、Z的順序逐漸減弱，D錯(cuò)誤。2．有a、b、c、d四種元素，a、b為同周期元素，c、d為同主族元素。已知a的陽離子和d的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。b的陰離子和c的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同。且c離子的電荷數(shù)大于b離子的。則下列說法正確的是()①原子序數(shù)d<b<c<a②原子序數(shù)d<a<c<b③原子序數(shù)d<a<b<c④離子半徑b>c>d>a⑤離子半徑b>c>a>d⑥離子半徑c>b>d>aA．③④ B．②⑥C．①⑤ D．②④答案B解析a、b、c、d在元素周期中的位置為所以原子序數(shù)d<a<c<b，離子半徑c>b>d>a。二同周期元素金屬性、非金屬性遞變規(guī)律1．第三周期元素的金屬性、非金屬性的變化規(guī)律(1)鈉、鎂、鋁金屬性強(qiáng)弱比較實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論熔成小球，浮于水面，四處游動(dòng)，有“嘶嘶”的響聲，反應(yīng)后溶液加酚酞變紅鈉與冷水反應(yīng)劇烈，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑加熱前，鎂條表面附著了少量無色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無色氣泡冒出，滴加酚酞溶液變?yōu)榉奂t色鎂與冷水幾乎不反應(yīng)，能與熱水反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑兩支試管內(nèi)都有無色氣泡冒出，但放鎂條的試管中逸出氣體的速率較快鎂、鋁都能置換出酸中的氫，但鎂更容易，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑①鈉、鎂、鋁置換出水(或酸)中的氫時(shí)，由易到難的順序?yàn)镹a>Mg>Al；②鈉、鎂、鋁的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹aOH>Mg(OH)2>Al(OH)3；③鈉、鎂、鋁的金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹a>Mg>Al。(2)硅、磷、硫、氯非金屬性強(qiáng)弱比較元素SiPSCl最高價(jià)氧化物的化學(xué)式SiO2P2O5SO3Cl2O7最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式及酸性H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4酸性比H2SO4強(qiáng)單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與H2能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合氫化物的穩(wěn)定性不穩(wěn)定受熱分解受熱分解穩(wěn)定①硅、磷、硫、氯單質(zhì)與氫氣化合時(shí)條件由易到難的順序?yàn)镃l>S>P>Si；②硅、磷、硫、氯最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠ClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3；③硅、磷、硫、氯元素非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l>S>P>Si。2．第二周期元素的金屬性、非金屬性的變化規(guī)律第二周期元素中，鋰、鈹屬于金屬元素，硼、碳、氮、氧、氟屬于非金屬元素，氖屬于稀有氣體元素(填元素種類)。LiOH屬于強(qiáng)堿，碳酸屬于弱酸，硝酸屬于強(qiáng)酸(填物質(zhì)類型)；氧氣和氫氣化合的條件為點(diǎn)燃，氟氣和氫氣化合的條件為暗處即能爆炸。結(jié)論：從鋰到氟元素的金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)。歸納總結(jié)隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性、非金屬性呈現(xiàn)周期性的變化。同周期從左到右，元素的金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)。3．幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如下表：元素代號(hào)XYZW原子半徑/×10－12m1601107574主要化合價(jià)＋2＋5、＋3、－3＋5、＋3、－3－2下列敘述正確的是()A．簡單離子半徑：W<XB．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z>WC．原子序數(shù)X>Y>W>ZD．最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y答案D解析根據(jù)元素信息X為Mg，Y為P，Z為N，W為O。4．在第三周期元素中，除稀有氣體元素外：(1)原子半徑最小的元素是________(填元素符號(hào)，下同)。(2)金屬性最強(qiáng)的元素是__________。(3)最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的是__________(用化學(xué)式回答，下同)。(4)最不穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物是__________。(5)最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的是__________。(6)氧化物中具有兩性的是____________。答案(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O3解析(1)第三周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，原子半徑最小的是Cl(稀有氣體除外)。(2)金屬性最強(qiáng)的在最左邊，應(yīng)為Na。(3)非金屬性最強(qiáng)的元素，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)，氯的非金屬性最強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的酸是HClO4。(4)非金屬性最弱的非金屬元素Si的氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定。(5)金屬性最強(qiáng)的Na對應(yīng)的NaOH的堿性最強(qiáng)。(6)鋁的氧化物Al2O3具有兩性。元素周期律1內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化。2實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是核外電子排布呈周期性變化的必然結(jié)果。注元素的性質(zhì)主要指原子核外電子排布、原子半徑、元素主要化合價(jià)、元素的金屬性和非金屬性。1．下列有關(guān)元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律正確的是()A．同主族元素形成的單質(zhì)熔、沸點(diǎn)自上而下逐漸升高B．核外電子排布相同的微?；瘜W(xué)性質(zhì)不一定相同C．同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱D．非金屬元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)其沸點(diǎn)就越高答案B解析A項(xiàng)，堿金屬元素形成的單質(zhì)，其熔、沸點(diǎn)自上而下逐漸降低；C項(xiàng)，同主族元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱；D項(xiàng)，穩(wěn)定性HCl>HBr>HI，但沸點(diǎn)，HI>HBr>HCl。2．X、Y為同周期元素，如果X的原子半徑大于Y，則下列判斷不正確的是()A．若X、Y均為金屬元素，則X的金屬性強(qiáng)于YB．若X、Y均為金屬元素，則X的陽離子氧化性比Y的陽離子強(qiáng)C．若X、Y均為非金屬元素，則Y的非金屬性比X強(qiáng)D．若X、Y均為非金屬元素，則最高價(jià)含氧酸的酸性Y強(qiáng)于X答案B解析X、Y為同周期元素，由原子半徑：X＞Y可知原子序數(shù)：X＜Y，若二者均為金屬元素，則有金屬性：X＞Y，陽離子的氧化性：X＜Y；若二者均為非金屬元素，則有非金屬性：Y＞X，最高價(jià)含氧酸的酸性：Y＞X。3．短周期金屬元素甲～戊在元素周期表中的相對位置如下表所示：甲乙丙丁戊下列判斷正確的是()A．原子半徑：丙<丁<戊B．金屬性：甲>丙C．氫氧化物堿性：丙>丁>戊D．最外層電子數(shù)：甲>乙答案C解析根據(jù)元素周期律可知，同周期元素自左向右，原子半徑逐漸減小，最外層電子數(shù)逐漸增多，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期金屬元素從左到右，最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物堿性逐漸減弱，故C項(xiàng)正確；同主族元素自上而下，金屬性逐漸增強(qiáng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。4．下列結(jié)論正確的是()①粒子半徑：K＋>Al3＋>S2－>Cl－②氫化物的穩(wěn)定性：HF>HCl>H2S>PH3>SiH4③離子的還原性：S2－>Cl－>Br－>I－④氧化性：Cl2>S>Se>Te⑤酸性：H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO⑥非金屬性：O>N>P>Si⑦金屬性：Be<Mg<Ca<KA．只有②⑤⑦ B．②⑥⑦C．②④⑤⑥⑦ D．②④⑥答案C解析①粒子半徑：S2－>Cl－>K＋>Al3＋。③還原性：S2－>I－>Br－>Cl－。5．原子序數(shù)為11～17號(hào)的元素，隨核電荷數(shù)的遞增，以下各項(xiàng)內(nèi)容的變化是[填“增大(強(qiáng))”、“減小(弱)”或“相同(不變)”](1)各元素的原子半徑依次________，其原因是______________________________。(2)各元素原子的電子層數(shù)____________，最外層電子數(shù)依次__________________。(3)元素的金屬性逐漸______，而非金屬性逐漸______，元素失電子能力逐漸______________，得電子能力逐漸________________。答案(1)減小電子層數(shù)相同時(shí)，隨核電荷數(shù)增大，原子核對最外層電子的引力增大，因此原子半徑逐漸減小(2)相同增大(3)減弱增強(qiáng)減弱增強(qiáng)解析原子序數(shù)為11～17號(hào)的元素，在元素周期表中位于第三周期，根據(jù)同周期元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，可解答本題。40分鐘課時(shí)作業(yè)[經(jīng)典基礎(chǔ)題]一、元素周期律的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)1．元素的以下性質(zhì)，隨著原子序數(shù)遞增不呈現(xiàn)周期性變化的是()A．化合價(jià)B．原子半徑C．元素的金屬性和非金屬性D．相對原子質(zhì)量答案D解析由元素周期律的內(nèi)容知，元素的化合價(jià)、原子半徑及金屬性和非金屬性都隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化，而相對原子質(zhì)量隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)增大的變化趨勢，絕不會(huì)出現(xiàn)周期性的變化。2．元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是()A．元素原子半徑大小呈周期性變化B．元素相對原子質(zhì)量依次遞增C．元素原子核外電子排布呈周期性變化D．元素的最高正化合價(jià)呈周期性變化答案C解析元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是元素原子核外電子排布呈周期性變化。3．下列各組的排列順序中，正確的是()A．原子半徑：Na<Mg<AlB．酸性：H2SiO3<H2CO3<H2SO4C．穩(wěn)定性：HF<HCl<HBrD．堿性：NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3答案B解析A項(xiàng)，原子半徑：Na>Mg>Al；C項(xiàng)，穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr，堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。二、同周期、同主族元素的性質(zhì)變化規(guī)律4．下列各元素的氧化物中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能夠與NaOH溶液反應(yīng)的是()A．元素W：位于元素周期表中的第三周期ⅢA族B．元素X：它的原子中M層比L層少2個(gè)電子C．元素Y：它的焰色反應(yīng)顏色呈黃色D．元素Z：它的二價(jià)陽離子核外電子總數(shù)與氬原子相同答案A解析既能和HCl反應(yīng)，又能和NaOH反應(yīng)的氧化物是Al2O3。5．A、B兩元素原子電子層數(shù)相同，如果A原子半徑比B大，則下列判斷正確的是()A．兩元素形成的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性應(yīng)是A強(qiáng)于BB．A的氣態(tài)氫化物比B的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定C．A的金屬性比B的金屬性強(qiáng)D．A的陰離子比B的陰離子還原性弱答案C解析A、B兩元素位于同周期，A的原子半徑比B大，則A位于B的左邊，A元素的金屬性比B的強(qiáng)。6．運(yùn)用元素周期律分析下面的推斷，其中推斷錯(cuò)誤的是()A．氫氧化鈹[Be(OH)2]的堿性比氫氧化鎂弱B．砹(At)為有色固體，HAt不穩(wěn)定C．硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體D．硒化氫(H2Se)是無色、有毒，比H2S穩(wěn)定的氣體答案D解析A項(xiàng)，Be和Mg同主族，金屬性不如鎂的強(qiáng)，故Be(OH)2的堿性比Mg(OH)2弱；B項(xiàng)，鹵族元素的單質(zhì)從上到下，顏色加深，氫化物越來越不穩(wěn)定；C項(xiàng)，Sr和Ba同主族，化學(xué)性質(zhì)相似，故SrSO4也難溶于水；D項(xiàng)，Se的非金屬性不如S強(qiáng)，故H2Se不如H2S穩(wěn)定。7．已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()A．原子半徑：A>B>D>CB．原子的最外層電子數(shù)目：A>B>D>CC．原子序數(shù)：d>c>b>aD．離子半徑：C2－>D－>B＋>A2＋答案D解析A、B、C、D在元素周期表中的位置為所以原子序數(shù)：a>b>d>c；原子半徑：B>A>C>D；離子半徑：A2＋<B＋<D－<C2－；原子的最外層電子數(shù)目：D>C>A>B。8．下列有關(guān)說法正確的是()A．H2SO4的酸性比HClO的酸性強(qiáng)，所以S的非金屬性比Cl強(qiáng)B．Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物，所以Al比Mg活潑C．H2S300℃時(shí)開始分解，H2O1000℃時(shí)開始分解，說明O的非金屬性比S強(qiáng)D．Na和Mg與酸都能劇烈反應(yīng)放出氫氣，故無法比較它們的金屬性強(qiáng)弱答案C解析A項(xiàng)，比較非金屬性強(qiáng)弱時(shí)，應(yīng)比較最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性；B項(xiàng)，Mg比Al活潑；D項(xiàng)，Na與水反應(yīng)比Mg更劇烈，故金屬性Na>Mg。三、推斷元素、比較性質(zhì)9.右圖為周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外層電子數(shù)是電子總數(shù)的三分之一，下列說法中正確的是()A．a(chǎn)的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物有兩性B．b與d組成的化合物不能與水反應(yīng)C．c的單質(zhì)能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成兩種鹽D．非金屬性c>d>b>a答案C解析a應(yīng)為P，所以b為S，d為O，c為Cl；B項(xiàng)，SO2、SO3均能與水反應(yīng)；C項(xiàng)，Cl2和NaOH反應(yīng)可生成NaCl和NaClO兩種鹽；D項(xiàng)，非金屬性應(yīng)為O>Cl>S>P。10．短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X的原子半徑比Y的小，且X與Y的最外層電子數(shù)之和等于Z的最外層電子數(shù)。X與W同主族，Z是地殼中含量最高的元素。下列說法不正確的是()A．原子半徑的大小順序：r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)B．元素Z、W的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)相同C．元素Y的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的強(qiáng)D．X、Y兩種元素可形成分別含有10e－和18e－的化合物答案C解析根據(jù)題意可以推斷，Z為O，所以X為H，Y為N，W為Na。C項(xiàng)，穩(wěn)定性：H2O>NH3；D項(xiàng)，NH3為10e－微粒，而N2H4為18e－微粒。[能力提升題]11．為探究Na、Mg、Al的金屬活動(dòng)性順序，某課外小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟①將一小塊金屬鈉放入滴有酚酞溶液的冷水中②將一小段用砂紙打磨后的鎂帶，放入試管中，加入少量水，加熱至水沸騰，再向試管中滴加酚酞溶液③將一小段鎂帶投入稀鹽酸中④將一小片鋁投入稀鹽酸中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A.劇烈反應(yīng)，迅速生成大量的氣體B.浮在水面上，熔成小球，不斷游動(dòng)，小球漸小最終消失，溶液變紅C.反應(yīng)不劇烈，產(chǎn)生無色氣體D.有氣體產(chǎn)生，溶液變成紅色(1)請?jiān)谙卤碇刑顚懪c實(shí)驗(yàn)步驟對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象編號(hào)：實(shí)驗(yàn)步驟①②③④實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(2)請寫出鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論_________________________________________________________。(4)請補(bǔ)充該小組同學(xué)用原子結(jié)構(gòu)理論解釋的上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同周期元素從左至右原子的電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸________，原子核對電子的引力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸________，________(填“金屬性”或“非金屬性”)逐漸減弱。答案(1)BDAC(2)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(3)金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镹a>Mg>Al(4)減小減弱金屬性12．元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，它隱含著許多信息和規(guī)律。下表所列是五種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)(已知鈹?shù)脑影霃綖?.089nm)：元素代號(hào)ABCDE原子半徑/nm0.160.1430.1020.0990.074主要化合價(jià)＋2＋3＋6、－2＋7、－1－2(1)用元素代號(hào)標(biāo)出它們在周期表中的對應(yīng)位置(以下為周期表的一部分)。(2)B元素處于周期表中第______周期第______族。(3)B的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物與C的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。(4)上述五種元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物中酸性最強(qiáng)的是________(填化學(xué)式)。(5)C、E形成的化合物為________(填化學(xué)式)。答案(1)(2)三ⅢA(3)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(4)HClO4(5)SO2、SO3解析(1)由主要化合價(jià)和原子半徑知A為Mg，B為Al，C為S，D為Cl，E為O。(2)B處于周期表中第三周期第ⅢA族。(3)B、C的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物分別為Al(OH)3和H2SO4。(4)最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物分別為Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，其中HClO4酸性最強(qiáng)。(5)S與O形成的化合物有SO2和SO3。理解感悟