2025年高考化學-一輪復習收官大作01 考點四 元素周期律（教師版）

【基礎(chǔ)知識】原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點四元素周期律【必備知識】一、主族元素周期性變化規(guī)律1、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)項目同周期(從左到右)同主族(從上到下)原子結(jié)構(gòu)電子層數(shù)相同依次增加最外層電子數(shù)依次增加相同原子半徑逐漸減小逐漸增大元素性質(zhì)金屬性逐漸減弱逐漸增強非金屬性逐漸增強逐漸減弱化合價最高正化合價：＋1→＋7(O、F除外)，負化合價＝主族序數(shù)－8(H為－1價)相同，最高正化合價＝主族序數(shù)(O、F除外)2、定性判斷金屬性、非金屬性的一般方法金屬性①單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)制取氫氣越容易，金屬性越強②單質(zhì)還原性越強或陽離子氧化性越弱，金屬性越強③最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強，金屬性越強非金屬性①與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強②單質(zhì)氧化性越強或陰離子還原性越弱，非金屬性越強③最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，非金屬性越強例1、根據(jù)元素周期律比較下列各組性質(zhì)(用“>”或“<”填空)：(1)金屬性：K________Na________Mg；非金屬性：F________O________S。(2)堿性：Mg(OH)2________Ca(OH)2______KOH。(3)酸性：HClO4________H2SO4________HClO。(4)熱穩(wěn)定性：CH4________NH3________H2O。(5)還原性：HBr________HCl，I－________S2－。(6)氧化性：Fe3＋________Cu2＋________Fe2＋?！敬鸢浮?1)>>>>(2)<<(3)>>(4)<<(5)><(6)>>例2、下列實驗方案設(shè)計合理的是。選項實驗?zāi)康膶嶒灧桨窤證明非金屬性S>C將SO2氣體通入NaHCO3溶液，生成CO2B證明金屬性Fe>Cu向CuSO4溶液中加入鐵粉C證明非金屬性Cl>S向Na2S溶液中滴加鹽酸D證明非金屬性C>S測同濃度Na2SO3與Na2CO3溶液的pHE證明金屬性Mg>Al測同濃度MgCl2與Al2(SO4)3溶液的pHF證明金屬性Fe>Cu將Fe、Cu分別與稀鹽酸反應(yīng)G證明非金屬性Cl>BrCl2、Br2分別與H2反應(yīng)【答案】BFG二、電離能(1)第一電離能概念：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最小能量，通常用I1表示，單位：kJ·mol－1。(2)規(guī)律①同周期元素：從左往右，元素第一電離能呈增大的趨勢，其中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能出現(xiàn)反常。第三周期主族元素第一電離能排序Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl。=2\*GB3②同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。=3\*GB3③過渡元素的第一電離能變化不太規(guī)則，同一周期，從左至右，第一電離能略有增加。=4\*GB3④同種原子：逐級電離能越來越大(即I1<I2<I3…，并且會發(fā)生一個突變。如果>>（5倍以上突變），對主族元素而言，最外層有n個電子，最高化合價為+n。思考1：請結(jié)合核外電子排布相關(guān)知識解釋，第一電離能：C小于O?！窘馕觥刻荚影霃奖妊踉影霃酱?，且核電荷數(shù)比氧的小，故碳原子對最外層電子的吸引力小于氧，第一電離能也小于氧。思考2：為什么第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能反常，以Be和B、N和O為例?！窘馕觥緽e的價電子排布式是2s2，為全充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，難失電子，而B的價電子排布為2s22p1，沒有Be不穩(wěn)定，因此失去第一個電子B比Be容易，第一電離能小。N原子的價電子排布式為2s22p3，處于半充滿，比較穩(wěn)定，難失電子，第一電離能大。思考3：已知電離能：I2(Ti)＝1310kJ·mol－1，I2(K)＝3051kJ·mol－1。為什么I2(Ti)<I2(K)?！窘馕觥縆＋失去的是全充滿的3p6上的電子，Ti＋失去的是4s1上的電子，相對較易失去。例3、下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。I1I2I3I4……R7401500770010500下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是()A．R的最高正價為＋3價B．R元素位于元素周期表中第ⅡB族C．R元素第一電離能大于同周期相鄰元素D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2【答案】C【解析】由表中數(shù)據(jù)可知，R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大，故最外層有2個電子，最高正價為＋2價，位于第ⅡA族，可能為Be或Mg元素，故A、B、D錯誤；短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素，因np軌道處于全空狀態(tài)，比較穩(wěn)定，故其第一電離能大于同周期相鄰主族元素，C正確。例4、觀察下面四種鑭系元素的電離能數(shù)據(jù)，判斷最有可能顯示＋3價的元素是____________(填元素名稱)。幾種鑭系元素的電離能(單位：kJ·mol－1)元素I1I2I3I4Yb(鐿)604121744945014Lu(镥)532139041114987La(鑭)538106718505419Ce(鈰)527104719493547【答案】鑭例5、同一短周期部分主族元素的第一電離能隨原子序數(shù)遞增的變化趨勢如圖所示，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)元素可能是Li或NaB．a(chǎn)→e元素的最高正化合價依次升高C．c對應(yīng)的元素可形成共價晶體D．基態(tài)e原子的價層電子的軌道表示式為：（n=2或3）【答案】C【解析】a~e可能是Be、B、C、N、O，或Mg、Al、Si、P、S。其中O無最高正價，違背洪特規(guī)則。三、電負性(1)概念：元素的原子在化合物中吸引電子能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在形成化學鍵時吸引電子的能力越強。(2)標準以氟的電負性為4.0和鋰的電負性為1.0作為相對標準，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體元素未計)。(3)變化規(guī)律①同周期元素從左至右，元素的電負性逐漸變大，同主族元素從上至下，元素的電負性逐漸變小。②金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性又有非金屬性。(4)應(yīng)用①判斷元素金屬性、非金屬性強弱。金屬元素電負性越小，金屬越活潑；非金屬電負性越大，非金屬越活潑。②判斷化學鍵的類型。一般認為：如果兩種成鍵原子間的電負性差值大于1.7，通常形成離子鍵；若差值小于1.7，通常形成共價鍵。如Al與Cl的電負性差＜1.7，Al—Cl為共價鍵。③判斷元素在化合物中的價態(tài)。共價化合物中，成鍵元素電負性大的表現(xiàn)負價。如ClO2中氯元素呈-2價。例6、已知元素的電負性和元素的化合價一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負性：元素AlBBeCClFLiMgNNaOPSSi電負性1.52.01.52.53.04.01.03.00.93.52.12.51.8已知：兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時形成離子鍵，兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時形成共價鍵。(1)通過分析電負性值變化規(guī)律，確定鎂元素電負性值的最小范圍是________。(2)判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物：A．Li3NB．BeCl2C．AlCl3D．SiC屬于離子化合物的是________；屬于共價化合物的是________；請設(shè)計一個實驗方案證明上述所得到的結(jié)論：______________________________________。(3)在P與Cl組成的化合物中，Cl元素顯______(填“正”或“負”)價，理由是__________________________?！敬鸢浮?1)0.9～1.5(2)ABCD測定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導電，若導電則為離子化合物，反之則為共價化合物(3)負Cl的電負性大于P，其原子形成化學鍵時吸引電子的能力強【概念辨析】1、元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大。()2、元素的氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強，非金屬性越強，堿性越強，金屬性越強。()3、元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強，其水溶液的酸性越強，還原性越弱。()4、元素的原子得電子越多，非金屬性越強，失電子越多，金屬性越強。()5、同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小。()6、C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C。()7、鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能。()8、電負性大小可以作為判斷元素非金屬性強弱的依據(jù)。（）9、共價化合物中，電負性大的成鍵元素表現(xiàn)為負價。（）10、電負性大于1.8的一定為非金屬，小于1.8的一定為金屬。（）【答案】1.×2.×3.×4.×5.×6.×7.×8.√9.√10.×【跟蹤練習】1、現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的核外電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5下列有關(guān)判斷正確的是()A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①【答案】A2、(2021·北京，4)下列性質(zhì)的比較，不能用元素周期律解釋的是()A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3B．堿性：KOH＞NaOH＞LiOHC．熱穩(wěn)定性：H2O＞H2S＞PH3D．非金屬性：F＞O＞N【答案】A3、(2019·全國I卷)下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】3s軌道上有1個電子，失去此電子所需能量等于Mg的第二電離能，且s軌道電子的能量低，所需消耗的能量高。

4、(2022·廣東，7)甲～戊均為短周期元素，在元素周期表中的相對位置如圖所示。戊的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強酸。下列說法不正確的是()A．原子半徑：丁＞戊＞乙B．非金屬性：戊＞?。颈鸆．甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生D．丙的最高價氧化物對應(yīng)的水化物一定能與強堿反應(yīng)【答案】C【解析】甲～戊是短周期元素，戊的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強酸，則可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，則戊為Cl，甲為N、乙為F、丙為P、丁為S；若是硫酸，則戊為S，甲為C、乙為O、丙為Si、丁為P。根據(jù)層多徑大，同電子層結(jié)構(gòu)核多徑小原則，則原子半徑：丁＞戊＞乙，故A正確；根據(jù)同周期主族元素從左到右非金屬性逐漸增強，則非金屬性：戊＞?。颈?，故B正確；甲的氫化物可能為氨氣，也可能為甲烷、乙烷等，若是氨氣，則遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生，若是甲烷、乙烷等，則遇氯化氫不反應(yīng)，沒有白煙生成，故C錯誤；丙的最高價氧化物對應(yīng)的水化物可能是硅酸，也可能是磷酸，都能與強堿反應(yīng)，故D正確。5、(2017年天津卷)根據(jù)元素周期表和元素周期律，判斷下列敘述不正確的是（）A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2O＞NH3＞SiH4B．氫元素與其他元素可形成共價化合物或離子化合物C．如圖所示實驗可證明元素的非金屬性：Cl＞C＞SiD．用中文“”(ào)命名的第118號元素在周期表中位于第七周期0族【答案】C【解析】C、N、O屬于同周期元素，從左至右，非金屬性依次增強，原子序數(shù)C＜N＜O，非金屬性O(shè)＞N＞C，C、Si屬于同主族元素，從上到下，非金屬性依次減弱，原子序數(shù)C＜Si，非金屬性C＞Si，則非金屬性O(shè)＞N＞Si，非金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H2O＞NH3＞SiH4，故A正確；H與F、Cl等形成共價化合物，與Na等形成離子化合物，則氫元素與其他元素可形成共價化合物或離子化合物，故B正確；利用最高價含氧酸的酸性比較非金屬性強弱，HCl不是最高價含氧酸，則不能比較Cl、C的非金屬性，故C錯誤；118號元素的原子序數(shù)為118，質(zhì)子數(shù)為118，核外電子數(shù)為118，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，它的原子結(jié)構(gòu)中有7個電子層，最外層電子數(shù)為8，則第118號元素在周期表中位于第七周期0族，故D正確。6、下列說法正確的是()A．HF、HCl、H2S、PH3的穩(wěn)定性依次增強B．在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三組元素中，每組中第一電離能較大的元素的原子序數(shù)之和為41C．某主族元素的電離能I1～I7數(shù)據(jù)如表所示(單位：kJ·mol－1)，可推測該元素位于元素周期表第ⅤA族I1I2I3I4I5I6I75781817274511575148301837623293D.原子半徑由小到大的順序：Mg、Si、N、F【答案】B【解析】元素的非金屬性越強，其簡單氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：F>Cl>S>P，所以HF、HCl、H2S、PH3的穩(wěn)定性依次減弱，故A錯誤；①中由于P原子3p能級半充滿，所以第一電離能較大；②同主族元素自上而下第一電離能逐漸減小，所以Mg的第一電離能較大；③同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，所以Si的第一電離能較大，P、Mg、Si的原子序數(shù)之和為15＋12＋14＝41，故B正確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知該元素的第三電離能和第四電離能相差較大，所以應(yīng)為第ⅢA族元素，故C錯誤；電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越小，原子半徑越大，所以原子半徑由大到小的順序為Mg、Si、N、F，故D錯誤。7、類推是一種重要的學習方法，但如果不具體問題具體分析就會得出錯誤結(jié)論。下列類推結(jié)論正確的是()A．SiH4的熔、沸點比CH4高，則PH3的熔、沸點比NH3高B．H2O比NH3穩(wěn)定，則H2S也比NH3穩(wěn)定C．F2在暗處遇H2即爆炸，I2在暗處遇H2也爆炸D．同族元素有Ca(OH)2的堿性強于Mg(OH)2，Pb(OH)4的堿性也應(yīng)強于Sn(OH)4【答案】D【解析】由于NH3分子間存在氫鍵，導致PH3的熔、沸點比NH3的低，A項錯誤；元素的非金屬性越強，其對應(yīng)簡單氫化物的穩(wěn)定性越強，非金屬性：O>N，則H2O比NH3穩(wěn)定，而非金屬性：O>S，則無法通過類推比較H2S與NH3的穩(wěn)定性，B項錯誤；同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，F(xiàn)2在暗處遇H2即爆炸，但I2在暗處遇H2幾乎不反應(yīng)，C項錯誤；同一主族從上到下元素的金屬性逐漸增強，金屬性：Ca>Mg，則同族元素對應(yīng)的最高價氧化物的水化物Ca(OH)2的堿性強于Mg(OH)2的堿性，同理，金屬性：Pb>Sn，所以Pb(OH)4的堿性也應(yīng)強于Sn(OH)4，D項正確。8、已知X、Y是短周期的兩種主族元素，下列有關(guān)比較或說法中一定正確的是()選項條件結(jié)論A若原子半徑：X>Y原子序數(shù)：X<YB化合物XnYm中X顯負價元素的電負性：X>YC若價電子數(shù)：X>Y最高正價：X>YD若X、Y最外層電子數(shù)分別為1、7X、Y之間一定能形成離子鍵【答案】B【解析】若X、Y位于同周期時，原子半徑：X>Y，則原子序數(shù)：X<Y；X、Y位于不同周期時，原子半徑：X>Y，原子序數(shù)：X>Y，A錯誤；化合物XnYm中X顯負價，說明得電子能力：X>Y，則非金屬性：X>Y，B正確；價電子數(shù)：X>Y，若X為F、Y為O時，F(xiàn)無正價，O無最高正價，C錯誤；若X為H，Y為Cl、F，則X與Y形成共價鍵，若X為Na，則X與Y形成離子鍵，D錯誤。9、我國科研人員發(fā)現(xiàn)了一種安全、高效的點擊化學試劑FSO2N3，下列有關(guān)元素F、O、N的說法正確的是()A．電負性：F>N>O>SB．第一電離能：F>S>O>NC．最高正價：F>S＝O>ND．以上物質(zhì)涉及元素的原子中，N原子的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多【答案】D【解析】元素的非金屬性越強，其電負性越大。元素的非金屬性：F>O>N>S，元素的電負性：F>O>N>S，A錯誤；同一周期元素第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子核外電子能級分別處于全充滿、半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能比同一周期相鄰元素的大，故這四種元素的第一電離能大小順序：F>N>O>S，B錯誤；F沒有正價，O無最高正價，C錯誤；基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)：F原子只有1個，S原子和O原子均有2個，N原子有3個，所以題給物質(zhì)涉及元素的基態(tài)原子中N原子未成對電子數(shù)最多，D正確。

10、根據(jù)下表中五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，下列說法不正確的是()電離能元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A.T的氯化物最可能的化學式為TCl3B．氦元素最有可能與Q元素位于同一族C．在周期表中，最可能處于同一族的是R和UD．U元素最有可能為K，R元素最有可能為Li【答案】D【解析】當In＋1?In時，元素的最高化合價為＋n，故R和U最高價為＋1，S最高價為＋2，T最高價為＋3，A、C項正確；由表中數(shù)據(jù)可知，Q元素各電離能都較大，而且各電離能之間無太大差距，故Q最可能為稀有氣體元素，所以氦元素最有可能與Q元素位于同一族，B項正確；R出現(xiàn)了I4，而鋰核外只有3個電子，D項錯誤。11、下列有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是()A．具有下列價電子排布式的原子中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4，電負性最大的是③B．某主族元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能(kJ·mol－1)分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，當它與氯氣反應(yīng)時可能生成的陽離子是X2＋C．①Na、K、Rb②N、P、As③O、S、Se④Na、P、Cl，元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大而遞增的是④D．具有下列電子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4，原子半徑最大的是①【答案】A【解析】①為鋁元素，②為硅元素，③為磷元素，④為硫元素；同周期元素從左到右，元素的電負性逐漸增大，因此電負性最大的是④，A錯誤；第三電離能遠大于第二電離能，所以是第ⅡA族元素，形成的陽離子是X2＋，B正確；同一主族從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se均符合此規(guī)律，同一周期從左到右，元素的第一電離能呈逐漸增大的趨勢，④Na、P、Cl符合此規(guī)律，C正確；①為硅元素，②為氮元素，③為碳元素，④為硫元素，同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，因此原子半徑最大的為①，D正確。

12、簡答題(1)[2020·全國卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是___________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是______________________________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(2)[2018·全國卷Ⅲ，35(2)]黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)_______________(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是_________________________。(3)[2016·全國卷Ⅱ，37(3)節(jié)選]元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1958kJ·mol－1，INi＝1753kJ·mol－1，ICu＞INi的原因是_________________________________________________________________。(4)[2016·全國卷Ⅲ，37(2)]根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga________As，第一電離能Ga________(填“大于”或“小于”)As。(5)[2022·河北，17)]Cu與Zn相比，第二電離能與第一電離能差值更大的是________________，原因是_________________________________________________。(6)[2022·全國甲卷，35]圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第一電離能的變化圖是____________(填標號)，判斷的根據(jù)是_________________________________；第三電離能的變化圖是________(填標號)。(7)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負電性(Hδ－)，電負性大小順序是________________。(8)CaTiO3的組成元素的電負性大小順序是________________。(9)對于呋喃(和吡咯)所含的元素中，電負性最大的是________，最小的是________；第一電離能最大的是________(10)砷與硒的第一電離能較大的是________。(11)元素Mn與O中，第一電離能較大的是________。(12)K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是____________，各元素的第一電離能由大到小的順序為________________(13)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________(14)下圖表示碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢，其中表示磷的曲線是________?！敬鸢浮?1)Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)多，原子半徑大，故原子核對外層電子的吸引力小，第一電離能更小Li、Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)Be原子的2s能級處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的大于Zn原子價電子排布為3d104s2，全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子，Cu為3d104s1，較易失電子。銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4)大于小于(5)Cu的第二電離能失去的是3d10的電子，第一電離能失去的是4s1電子，Zn的第二電離能失去的是4s1的電子，第一電離能失去的是4s2電子，3d10電子處于全充滿狀態(tài)，其與4s1電子能量差值更大(6)圖a同周期元素第一電離能的總體趨勢是依次升高的，但由于N元素的2p能級為半充滿狀態(tài)，因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高圖b(7)N>H>B(8)O>Ti>Ca(9)O