元素周期表和元素周期律的應(yīng)用(新人教版必修第一冊(cè))(解析版)

4.2.2元素周期表和元素周期律的應(yīng)用考點(diǎn)精講考點(diǎn)1：同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì)，元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的主要性質(zhì)，故三者之間可相互推斷。1.結(jié)構(gòu)與位置互推是解題的基礎(chǔ)（1）掌握四個(gè)關(guān)系式①電子層數(shù)＝周期數(shù)。②質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。③主族元素原子最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)。④主族元素的最高正價(jià)＝族序數(shù)，最低負(fù)價(jià)＝主族序數(shù)－8。（2）熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律①各周期元素種類數(shù)(分別為2、8、8、18、18、32、32)。②稀有氣體元素原子序數(shù)(分別為2、10、18、36、54、86、118)和所在周期(分別在一到七周期)。③同族上下相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系(相差2、8、18、32、32)。④同周期ⅡA族與ⅢA族元素原子序數(shù)差值(有1、11、25等情況)。2．性質(zhì)與位置互推是解題的關(guān)鍵熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，主要包括：（1）原子半徑。（2）元素的主要化合價(jià)。（3）元素的金屬性、非金屬性。（4）單質(zhì)的氧化性、還原性。（5）氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。（6）最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性。（7）金屬?gòu)腍2O或酸中置換H2的難易程度。3．結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推是解題的要素（1）電子層數(shù)和最外層電子數(shù)決定元素原子的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱。（2）同主族元素最外層電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相似。（3）正確推斷原子半徑和離子半徑的大小及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（4）判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱。【典例】下圖中，a、b、c、d、e為元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有關(guān)敘述正確的是()abcdeA.元素b位于ⅥA族，有＋6、－2兩種常見(jiàn)化合價(jià)B．五種元素中，元素e的性質(zhì)最穩(wěn)定C．原子半徑有d>c>bD．元素e參與形成的化合物可以作為一種半導(dǎo)體材料【解析】D根據(jù)各元素在周期表中的物質(zhì)可知，a、b、c、d、e分別是He、O、P、Cl、As。元素b是O元素，位于ⅥA族，只有－2、－1兩種常見(jiàn)化合價(jià)，沒(méi)有＋6價(jià)，A錯(cuò)誤；五種元素中，元素a的原子具有最外層2個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以它的性質(zhì)最穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；同一周期的元素，原子序數(shù)越小，原子半徑越大，不同周期的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑就越大，所以原子半徑有c>d>b，C錯(cuò)誤；元素e處于金屬與非金屬交界處，所以該元素參與形成的化合物可以作為一種半導(dǎo)體材料，D正確?！踞槍?duì)訓(xùn)練】1．下列根據(jù)元素周期表和元素周期律得出的推斷，正確的是()A．金屬元素原子最外層電子數(shù)越少，該金屬失電子能力越強(qiáng)B．若存在簡(jiǎn)單陰離子R2－，則R一定位于ⅥA族C．P和As都是ⅤA族元素，則PH3的還原性比AsH3的還原性強(qiáng)D．鉛位于周期表中金屬和非金屬的交界處，可作半導(dǎo)體材料【解析】B金屬元素原子最外層電子數(shù)越少，該金屬失電子能力不一定越強(qiáng)，例如鋰的金屬性弱于鋇，A錯(cuò)誤；若存在簡(jiǎn)單陰離子R2－，R的最低價(jià)是－2價(jià)，則R一定位于ⅥA族，B正確；P和As都是ⅤA族元素，同主族從上到下非金屬逐漸減弱，氫化物還原性逐漸增強(qiáng)，則PH3的還原性比AsH3的還原性弱，C錯(cuò)誤；鉛位于第六周期第ⅣA族，不位于周期表中金屬和非金屬的交界處，鉛是金屬，不可作半導(dǎo)體材料，D錯(cuò)誤。2．短周期中三種元素a、b、c在周期表中的位置如圖，下列有關(guān)這三種元素的敘述正確的是()A．a(chǎn)是一種活潑的非金屬元素B．c的最高價(jià)氧化物的水化物是一種強(qiáng)酸C．b的氫化物不穩(wěn)定D．b元素的最高化合價(jià)為＋7價(jià)【解析】B根據(jù)周期表可判斷出a、b、c分別為He、F、S。He是稀有氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，A項(xiàng)錯(cuò)誤；c的最高價(jià)氧化物的水化物是H2SO4，H2SO4是強(qiáng)酸，B項(xiàng)正確；b的氫化物為HF，HF很穩(wěn)定，C項(xiàng)錯(cuò)誤；F無(wú)正價(jià)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)達(dá)標(biāo)1．下列關(guān)于化學(xué)觀或化學(xué)研究方法的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循“綠色化學(xué)”的思想B．在過(guò)渡元素中尋找優(yōu)良的催化劑C．在元素周期表的金屬和非金屬分界線附近尋找半導(dǎo)體材料D．根據(jù)元素周期律，由HClO4可以類推出氟元素也存在最高價(jià)氧化物的水化物HFO4【解析】DF非金屬性最強(qiáng)，沒(méi)有正價(jià)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．某主族元素R原子的質(zhì)量數(shù)為79，已知R離子含有45個(gè)中子和36個(gè)電子，下列關(guān)于R元素的敘述錯(cuò)誤的是()A．R元素屬于第ⅡA族B．R元素在周期表中處于第四周期C．R元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H2RO4D．R元素氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為H2R【解析】A由題給信息知R的原子序數(shù)為79－45＝34，為Se元素，位于周期表中第四周期ⅥA族，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；Se為ⅥA族，最高正價(jià)為＋6，最低負(fù)價(jià)為－2，故C、D項(xiàng)正確。3.如表所示的五種元素中，W、X、Y、Z為短周期元素，這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說(shuō)法正確的是()XY WZTA．W、X、Y三種元素氫化物的穩(wěn)定性依次降低B．Z、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性較強(qiáng)的是WC．五種元素均為非金屬元素D．T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特征，T與Z元素可形成化合物TZ4【解析】D設(shè)W的最外層電子數(shù)為a，故X的最外層電子數(shù)為a＋1，Y的最外層電子數(shù)為a＋2，Z為a＋3，故有a＋a＋1＋a＋2＋a＋3＝22，故a＝4。A項(xiàng)由周期表可知非金屬性Y>X>W，故氫化物穩(wěn)定性Y>X>W，錯(cuò)誤；B項(xiàng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性Z>W，錯(cuò)誤；C項(xiàng)若X、Y在第二周期，則T為鍺，為金屬元素，錯(cuò)誤；D項(xiàng)由計(jì)算可知Z為第ⅦA族，T為第ⅣA族，故二者可形成TZ4，正確。4．下列有關(guān)元素周期表、元素周期律的說(shuō)法中不正確的是()A．已知Sr元素位于第五周期ⅡA族，故Sr(OH)2堿性比Mg(OH)2弱B．已知As元素位于第四周期ⅤA族，故NH3比AsH3穩(wěn)定C．元素周期表分為7個(gè)主族、8個(gè)副族、1個(gè)0族、共18個(gè)縱列D．副族元素中沒(méi)有非金屬元素【解析】ASr與Mg都為ⅡA族且Sr原子序數(shù)大于Mg，故堿性Sr(OH)2大于Mg(OH)2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；As與N同主族，As原子序數(shù)大于N，則穩(wěn)定性NH3>AsH3，B項(xiàng)正確；根據(jù)元素周期表可知，C項(xiàng)、D項(xiàng)正確。5．如圖是元素周期表的一部分，下列說(shuō)法中正確的是()A．元素①位于第二周期ⅣA族B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：④>②C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：⑤>④D．元素的最高正化合價(jià)：③＝⑤C對(duì)照元素周期表便可確定①、②、③、④、⑤分別是N、O、F、S、Cl。元素①是N，位于第二周期ⅤA族，A項(xiàng)錯(cuò)誤；S的非金屬性比O弱，因此H2S的熱穩(wěn)定性比H2O弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl的非金屬性比S強(qiáng)，HClO4的酸性大于H2SO4，C項(xiàng)正確；Cl的最高正化合價(jià)為＋7，F(xiàn)沒(méi)有正化合價(jià)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．元素周期表和元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷。下列說(shuō)法不合理的是()A．若X＋和Y2－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：X>YB．由水溶液的酸性：HCl＞H2S，可推斷出元素的非金屬性：Cl＞SC．硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處，都可以做半導(dǎo)體材料D．Cs和Ba分別位于第六周期ⅠA和ⅡA族，堿性：CsOH>Ba(OH)2【解析】B若X＋和Y2－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則X處于Y的下一周期，原子序數(shù)：X＞Y，A正確；不能根據(jù)氫化物水溶液的酸性強(qiáng)弱來(lái)比較非金屬性，如酸性HCl>HF，但非金屬性F>Cl，B錯(cuò)誤；硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處，具有一定金屬性與非金屬性，都可以做半導(dǎo)體材料，C正確；同周期元素自左而右金屬性逐漸減弱，金屬性Cs＞Ba，金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，故堿性CsOH＞Ba(OH)2，D正確。7．下列為元素周期表的一部分，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02①②3③④⑤⑥⑦⑧4⑨⑩（1）⑤和⑧的元素符號(hào)是________和________。（2）表中最活潑的金屬是________，非金屬性最強(qiáng)的元素是________(填元素符號(hào))。（3）表中能形成兩性氫氧化物的元素符號(hào)是________，分別寫出該元素的單質(zhì)與⑦、⑨最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________、________________。（4）表中最高價(jià)氧化物的水化物能與其氫化物發(fā)生化合反應(yīng)所得物質(zhì)的化學(xué)式為________。（5）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較⑥⑦單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱____________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥坑稍刂芷诒淼慕Y(jié)構(gòu)分別寫出①～⑩的元素符號(hào)：N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br。(1)⑤和⑧為Si、Ar元素。(2)同主族元素從上到下金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱，同周期元素從左到右金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)，故最活潑的金屬是⑨K，非金屬性最強(qiáng)的是②F。(3)兩性氫氧化物為Al(OH)3，其元素符號(hào)為Al，⑦和⑨的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物分別為HClO4和KOH，Al既可與強(qiáng)酸反應(yīng)又可與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生H2。(4)氮的最高價(jià)氧化物的水化物為HNO3與其氫化物NH3發(fā)生反應(yīng)：HNO3＋NH3=NH4NO3。(5)利用置換反應(yīng)就可以證明單質(zhì)的氧化性：Cl2>S?！敬鸢浮?1)SiAr(2)KF(3)Al2Al＋6HClO4=2Al(ClO4)3＋3H2↑2Al＋2KOH＋2H2O=2KAlO2＋3H2↑(4)NH4NO3(5)將氯氣通入氫硫酸溶液中，溶液出現(xiàn)黃色渾濁，證明氧化性：Cl2>S，發(fā)生的反應(yīng)方程式為Cl2＋H2S=2HCl＋S↓鞏固提升8．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/pm1601437066主要化合價(jià)＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列敘述正確的是()A.X、Y元素的金屬性：X＜YB．一定條件下，W單質(zhì)可以將Z單質(zhì)從其氫化物中置換出來(lái)C．Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能溶于稀氨水D．一定條件下，Z單質(zhì)與W的常見(jiàn)單質(zhì)直接生成ZW2【解析】B短周期元素的主要化合價(jià)中W元素只有－2價(jià)，沒(méi)有正化合價(jià)可知，W為O元素，由原子半徑的大小可知，Z元素具有－3、＋5價(jià)，原子半徑大于氧元素且相差不大，故Z為氮元素；X元素只有＋2價(jià)，Y元素只有＋3價(jià)，X、Y原子半徑相差不大，原子半徑較氮元素、氧元素大很多，可知X、Y位于第三周期相鄰主族，故X為鎂元素，Y為鋁元素。9．某同學(xué)學(xué)習(xí)了元素周期律、元素周期表后，在做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)在請(qǐng)你幫助該學(xué)生整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客恢髯逶匦再|(zhì)的遞變規(guī)律。（2）實(shí)驗(yàn)用品：儀器：________、________。(請(qǐng)?zhí)顚憙杉饕牟Ａx器)藥品：氯水、溴水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、四氯化碳。（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(在如表橫線中填寫相關(guān)內(nèi)容)：序號(hào)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①向盛有少量溴化鈉溶液的試管中滴加少量新制的氯水，振蕩，再注入少量四氯化碳，振蕩后靜置液體分為兩層，下層呈________色②向盛有少量碘化鉀溶液的試管中滴加少量溴水，振蕩，再注入少量四氯化碳，振蕩后靜置液體分為兩層，下層呈________色（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：________________________________________________________________________。（5）問(wèn)題和討論：①上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為__________、________。②由于F2過(guò)于活潑，所以很難設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其氧化性的強(qiáng)弱。試列舉事實(shí)說(shuō)明氟的非金屬性比氯強(qiáng)__________?！窘馕觥柯葰饩哂醒趸裕軐咫x子氧化為溴單質(zhì)，溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大，溶解在四氯化碳中而使有機(jī)層顯示橙紅色；溴單質(zhì)能將I－氧化為I2單質(zhì)，I2單質(zhì)更易溶于四