1、 第第 2 课时课时 元素周期表和元素周期律的应用元素周期表和元素周期律的应用 核心素养发展目标 1.了解元素周期表中元素的分区，理解元素的化合价与元素在周期表的位 置关系。2.了解元素与元素周期律的应用，理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之 间的关系，建立“位、构、性”关系应用的思维模型。 一、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 1元素周期表与元素周期律的关系 (1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。 (2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律。 同周期元素由左向右金属性减弱，非金属性增强；同主族元素由上向下金属性增强，非金属性
2、减 弱。 2元素周期表的金属区和非金属区 (1)金属性强的在周期表的左下方， 最强的是 Cs(放射性元素除外)， 非金属性强的在周期表的右上 方(稀有气体除外)，最强的是 F。 (2)分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性，故元素的金属性 和非金属性之间没有严格的界线。 3元素化合价与元素在周期表中位置的关系 (1)同主族元素的最高正价和最低负价相同(O、F 除外)。 (2)主族元素最高正化合价主族序数最外层电子数。 (3)非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于 8(H 最低价为1，O、F 除外)。 (1)金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性( )
3、 (2)氟元素非金属性最强，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性最强( ) (3)原子最外层电子数大于 3 且小于 8 的元素一定是非金属元素( ) (4)最外层电子数是 2 的元素，最高正价一定是2 价( ) (5)第二周期元素的最高正价等于它所处的主族序数( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 1短周期主族元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 HClO4，碱性最强的是 NaOH。 气态氢化物稳定性最强的是 HF。 2X 元素能形成 H2X 和 XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是( ) A13 B14 C15 D16 答案 D 解析 根据 H2X 可知，X 为2 价
4、，X 元素在第A 族，上述四种元素属于第A 族的是 16 号 元素硫。 二、元素周期表和周期律的应用 1预测元素及其化合物的性质 根据元素周期表和元素周期律，互相交流讨论，填写下表： 元素名称及符 号 溴(Br) 原子序数 35 是金属还是非 金属 非金属 原子结构示 意图 最高正价 7 最低负价 1 中间价 1、3、 5 预测依据 氯元素有1、 3、5 的化合物 最高价氧化物 Br2O7 最高价氧化 物的水化物 HBrO4 酸性 HClO4HBrO4 H2SeO4 稳定性 H2SeHBrBrCl 2.指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质 3寻找有特殊用途的新物质 1元素周期表在指导科学
5、研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中 A、B 两栏描 述的内容对应起来。 A B AB 制半导体的元素 (a)F、 Cl、 Br、 N、 S“三角地带” 制催化剂的元素 (b)金属与非金属元素的分界线 附近 制制冷剂的元素 (c)相对原子质量较小的元素 地壳中含量较多的 元素 (d)过渡元素 答案 (b) (d) (a) (c) 2门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的 11 种元素。 (1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗(Ge)。 已知主族元素锗的最高化合价为4 价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比 较元素的非金属性
6、Si_Ge(用“”或“ 第四周期A 族 半导体材料 锗 (2)原子最外层电子数都是 3 个 NaOH 溶液 稀硫酸(或盐酸) 1(2019 东北育才学校高一月考)关于元素周期表，下列叙述中不正确的是( ) A在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素 B在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素 C在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素 D在地球上元素含量的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系 答案 D 解析 A 对，金属与非金属元素分界线附近的元素既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金 属性，故可以寻找制备半导体材料的元素；B 对，过渡金属元素具有
7、特殊性，可在过渡元素中寻找制 备催化剂和耐高温、耐腐蚀材料的元素；C 对，农药中通常含有氟、氯、硫、磷、砷等元素，故可在 非金属元素区域寻找制备新型农药的元素； D 错， 地球上元素含量的分布与其在周期表中的位置无关。 2下列元素最高正化合价依次增大的是( ) AAl、Si、P、Cl BC、N、O、F CSi、P、S、Se DSi、Al、Mg、Na 答案 A 解析 B 项中 F 没有正化合价，错误；C 项中 S 和 Se 的最高正化合价相同，错误；D 项中最高 正化合价依次减小，错误。 3(2019 青岛高一月考)已知某原子最外层有 7 个电子，推测下列选项不正确的是( ) A单质有氧化性 B
8、最高正价一定为7 价 C是非金属元素 D同周期元素中原子半径最小 答案 B 解析 某原子的最外层有 7 个电子，说明位于第A 族，第A 族元素得到一个电子达到稳定结 构，其单质具有强氧化性，故 A 说法正确；F 没有正价，故 B 说法错误；第A 族为非金属元素，故 C 说法正确；同周期元素从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同 周期元素中最小的，故 D 说法正确。 4(2019 安徽省示范高中高一联考)四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T 是地壳 中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是( ) AW 的氢化物比 R 的氢化物稳定 BT 的最高价氧化物对应
9、的水化物可能为强碱 CQ 的原子半径比 T 的小 DW 和 Q 的原子序数相差 10 答案 B 解析 T 是地壳中含量最高的金属元素，则 T 是 Al 元素，结合四种短周期主族元素在周期表中 的相对位置推知，Q 是 C 元素，R 是 P 元素，W 是 S 元素。A 对，由于元素的非金属性：SP，则氢 化物的稳定性：H2SPH3；B 错，T 是 Al 元素，其最高价氧化物对应的水化物是 Al(OH)3，属于弱碱； C 对，Q(C)处于第二周期，T(Al)处于第三周期，则原子半径：CH2CO3 B还原性：S2 Cl C气态氢化物的稳定性：NH3CH4 DCl2从 KI 溶液中置换出 I2 答案 A
10、 解析 元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，H2SO3不是最高价含氧 酸，不能用元素周期律解释，A 选；硫的非金属性弱于氯，故还原性：S2 Cl，能用元素周期律解 释，B 不选；N 的非金属性强于 C，所以气态氢化物的稳定性 NH3CH4，能用元素周期律解释，C 不 选；氯的非金属性强于碘，所以 Cl2从 KI 溶液中置换出 I2，能用元素周期律解释，D 不选。 【考点】 元素周期律 【题点】 元素周期律 7借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是( ) A已知 Ca 是第四周期A 族的元素，故 Ca(OH)2的碱性比 Mg(OH)2的碱性弱 B已知 As
11、 是第四周期A 族的元素，故 AsH3的稳定性比 NH3的稳定性强 C已知 Cs 的原子半径比 Na 的原子半径大，故 Cs 与水反应不如 Na 与水反应剧烈 D已知 Cl 的核电荷数比 F 的核电荷数多，故 Cl 的原子半径比 F 的原子半径大 答案 D 解析 由碱金属元素和卤族元素的递变性可知， 同主族元素从上到下金属性递增， 非金属性递减， 最高价氧化物对应的水化物碱性增强，金属活动性增强，非金属气态氢化物稳定性减弱，A、B、C 错误；同主族元素随核电荷数增大，原子半径递增，D 正确。 【考点】 元素周期律 【题点】 元素周期律 题组三 元素推断 8已知某元素的最高化合价为7 价，下列说
12、法正确的是( ) A该元素在元素周期表中一定处于第A 族 B该元素可以是氟元素 C该元素的某种化合物可能具有漂白性 D该元素的单质没有还原性 答案 C 解析 元素的最高化合价为7 价，可能位于第A 族或第B 族，A 项错误；氟元素没有正价， B 项错误；可能为氯元素，氯元素形成的次氯酸有漂白性，C 项正确；若为氯气，氯气与水反应生成 盐酸和次氯酸，氯气既作氧化剂又作还原剂，有还原性，D 项错误。 9短周期元素 A、B、C 原子序数依次增大，A3 与 B2、C电子层结构相同，则下列说法中不 正确的是( ) A三种元素可组成 CAB2和 CAB3型化合物 B离子半径：C B2A3 CH2B 在同主
13、族元素气态氢化物中最稳定 DB 的某种单质可用于杀菌消毒 答案 B 解析 三种短周期元素 A、B、C 的原子序数依次增大，A3 与 B2、C的电子层结构相同，A、 B 在第二周期，C 在第三周期，则 A 为 N 元素，B 为 O 元素，C 为 Na 元素。三种元素可组成化合物 NaNO2和 NaNO3，故 A 项正确；核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则离子 半径：A3 B2C，故 B 项错误；O 为第A 族中非金属性最强的元素，则对应的气态氢化物最 稳定，故 C 项正确；O 元素的单质臭氧具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故 D 项正确。 【考点】 元素的推断 【题点】 元素的
14、推断与位构性的考查 10根据元素周期表回答下列问题： (1)在上面元素周期表中，全部是金属元素的区域为_(填字母)。 A区 B区 C区 D区 (2)am 中，化学性质最不活泼的是_元素(填元素符号，下同)。只有负化合价而无正化 合价的是_。 (3)最高价氧化物对应水化物呈两性的是_(填化学式，下同)，写 出它分别与 a、l 的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_、 _。 (4)a、c 的最高价氧化物对应水化物的碱性_。 答案 (1)B (2)Ar F (3)Al(OH)3 Al(OH)3OH =AlO 22H2O Al(OH)33H =Al33H 2O (4)NaOH Mg(OH)2
15、B 组 综合强化练 1(2019 惠州月考)元素周期表中前三周期部分元素的原子序数与常见价态的关系图如下。若用 原子序数表示对应元素，下列说法中不正确的是( ) Aa 与 d 的非金属性比较：da B原子半径大小：bcade Ca 可以形成两种氢化物 Db、c、e 的最高价氧化物对应水化物之间均可反应 答案 B 解析 根据分析可知，a 为 O，b 为 Na，c 为 Al，d 为 P，e 为 Cl，同一主族从上到下非金属性逐 渐减弱，同一周期从左向右非金属性逐渐增强，则非金属性：OSP，即非金属性：ad，故 A 正 确； 同一周期从左向右原子半径逐渐减小， 同一主族从上到下原子半径逐渐增大， 则
16、原子半径大小为： bcdea，故 B 错误；O 可以形成 H2O 和 H2O2两种氢化物，故 C 正确；Na、Al、Cl 的最高价 氧化物对应水化物分别为 NaOH、氢氧化铝和高氯酸，由于氢氧化铝为两性氢氧化物，则 NaOH、氢 氧化铝和高氯酸之间均可反应，故 D 正确。 【考点】 位、构、性的考查 【题点】 位、构、性的考查 2(2019 北师大附中高一期中)下列有关元素周期表和周期律的说法中，正确的是( ) AF 元素是原子半径最小的非金属元素 B碳、硅位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料 CX、Y 属于同周期元素，若原子序数 XY，则离子半径 X Y2 D门捷列夫元素周期表有 7
17、 个主族，7 个副族，1 个 0 族，1 个族，共 16 纵列 答案 C 解析 F 元素是第二周期主族元素中原子半径最小的非金属元素，但原子半径最小的非金属元素 是氢元素，故 A 错误；碳不位于金属与非金属的交界处，碳的单质石墨能导电，是导体，而硅位于金 属与非金属的交界处，可以做半导体材料，故 B 错误；X、Y 属于同周期元素，若原子序数 XY，则 X 比 Y2少一个电子层，故离子半径 Xn，所以原子序数 a b；cZn 和 dR m是阴离子，得到的电子 mn，所以原子序数 cd，阳离子的原子序数大于阴离子的 原子序数，所以元素的原子序数 abcd，正确；同一周期的元素，原子序数越大，元素非
18、金属性 越强，由于 Z 的原子序数大于 R 的原子序数，所以非金属性 ZR，正确；同一周期的元素，原子 序数越大，元素的金属性就越弱，原子序数 XY，所以最高价氧化物对应水化物的碱性 YX， 错误。 【考点】 元素的推断 【题点】 元素的推断与位构性的考查 5(2019 城阳三中期中)X、Y、Z、W 四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X 在短周期主 族元素中原子半径最大，Y 是地壳中含量最高的金属元素，Z 的最高正化合价与最低负化合价的代数 和为 4。下列说法正确的是( ) AX 的单质和水反应的离子方程式为：XH2O=X OHH 2 B气态氢化物的稳定性：ZW C最高价氧化物对应水化物的
19、碱性：XY DY 的氧化物是碱性氧化物 答案 B 解析 X 在短周期主族元素中原子半径最大，即 X 为 Na，Y 是地壳中含量最高的金属元素，即 Y 为 Al，Z 的最高正化合价与最低负化合价代数和为 4，即 Z 为 S，四种元素原子序数依次增大，即 W 为 Cl，然后进行分析；Na 与 H2O 反应的离子方程式为 2Na2H2O=2Na 2OHH 2，故 A 错误；同周期元素从左向右非金属性增强，即 HCl 比 H2S 稳定，故 B 正确；金属性越强，最高价氧 化物对应水化物的碱性越强，同周期元素从左向右金属性逐渐减弱，即 Na 的金属性强于 Al，NaOH 的碱性强于 Al(OH)3，故
20、C 错误；Al2O3为两性氧化物，故 D 错误。 【考点】 元素的推断 【题点】 元素的推断与位构性的考查 6如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是( ) A原子半径：ZYX B气态氢化物的稳定性：RW CWX3为酸性氧化物 DY 和 Z 两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应 答案 A 解析 X 没有最高正价， 则 X 为氧元素。 根据短周期元素的主族序数元素的最高正价数可推断： Y 为钠元素，Z 为铝元素，W 为硫元素，R 为氯元素。原子半径：Y(Na) Z(Al)X(O)，A 不正确； 气态氢化物稳定性：R(HCl)W(H2S)，B 正确；WX3(SO3)与 H
21、2O 化合生成 H2SO4, SO3是酸性氧化物， C 正确； Y(Na)和 Z(Al)对应的最高价氧化物对应的水化物分别为 NaOH 与 Al(OH)3， 二者能发生反应： NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O，D 正确。 7(2020 北京顺义区高一检测)下表列出了种元素在元素周期表中的位置： 族 周期 A A A A A A A 一 二 三 四 请按要求回答下列问题： (1)画出这 11 种元素中，非金属性最强的元素的原子结构示意图_。 (2)元素分别和形成的气体化合物中，最稳定的是(填化合物的化学式)_。 (3)元素的最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是(填化合物的化学式)_。
22、 (4)在盛有水的小烧杯中加入元素的单质，发生反应的离子方程式：_。 (5)请从原子结构的角度解释，解释元素的非金属性比元素强的原因_。 答案 (1) (2)HF (3)HClO4 (4)Cl2H2O=H ClHClO (5)Cl 和 Br 在同一主族， Br 比 Cl 多一个电子层，Br 原子半径大，得电子能力弱 解析 由元素在周期表中的位置可知，为 H、为 C、为 N、为 O、为 F、为 Na、 为 Mg、为 Al、为 S、为 Cl，为 Br。(1)同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素 从上到下非金属性减弱，11 种元素中，非金属性最强的元素是 F，F 原子核外有 9 个电子，原子结
23、构 示意图是。(2)F、O、Cl 中，非金属性最强的是 F，所以最稳定的是 HF。(3)S、Cl、Br 中，非 金属性最强的是 Cl，非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，酸性最强的是 HClO4。(4)在盛有水的 小烧杯中加入氯气反应生成盐酸和次氯酸， 发生反应的离子方程式是 Cl2H2O=H Cl HClO。 (5)Cl 和 Br 在同一主族，Br 比 Cl 多一个电子层，Br 原子半径大，得电子能力弱，所以 Cl 的非金属 性比 Br 强。 8(2019 北京顺义期中)甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。其设计的实验方案 如下，请你帮他填写完整，并做出评价。 实验室提供的试剂：N
24、aBr 溶液、NaI 溶液、新制的氯水 (1)实验目的： 写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式 实验步骤 实验 现象 实验结论及离子方程式 甲 _ 乙 _ 离子方程式： 甲：_ 乙：_ 结论：卤素单质的氧化性由强到弱的 顺序为 Cl2Br2I2 评价甲同学设计的实验方案的合理性是_(填字母)。 A非常合理 B部分合理 C完全不合理 补充和完善上一题中若选 A，则此项不用再作答，若选 B 或 C，则完成实验还需要的试剂 是_。 (2)下表是元素周期表主族元素的一部分，短周期元素 X 的最高正化合价是5，Y 的单质可在空 气中燃烧。 WXY Z 请回答下列问题： 写出 Z 的原子结构示意图：_
25、。 探究同主族元素性质的一些共同规律，是学习化学的重要方法之一。在下表中列出对 H2ZO3 各种不同化学性质的推测，举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中用 Z 表示即可)。 编号 性质 推测 化学方程式 示例 氧化 性 H2ZO34HI=Z2I2 3H2O 1 2 答案 (1)溶液由无色变为橙色 溶液由无色变为褐色 2Br Cl 2=Br22Cl 2I Cl2=I22Cl B 溴水 (2) 还 原性 2H2ZO3O2=2H2ZO4(或Br2H2ZO3H2O=H2ZO4 2HBr 等合理答案) 酸 性 H2ZO32NaOH=Na2ZO32H2O(或其他合理答案) 解析 (1)氯气氧化性大于溴和碘， 所以氯气能置换出溴和碘； 向溴化钠溶液中滴加氯水证明 氧化性：Cl2Br2，向碘化钠溶液中滴加氯水证明氧化性：Cl2I2；需要补充实验证明氧化性：Br2 I2。(2)短周期元素 X 的最高正化合价是5，说明 X 是A 族元素，根据元素周期表，Y 是A 族 元素，Y 的单质可在空气中燃烧，所以 Y 是 S，根据在元素周期表中的相对位置，W、X、Z 分别是 Si、P、Se。
