第3节 元素周期表的应用(2课时)
(课前预习)
一、同周期元素性质的递变规律(以第三周期为例)
1. 可以从几个方面证明Na、Mg、Al等元素失电子能力的强弱(请完成表格)
元 素 钠 镁 铝
单质与水反应
单质与盐酸反应
最高价氧化物对应水化物 化学式
碱 性
结 论
2. 可以从几个方面证明Si、P、S、Cl等元素得电子能力的强弱:
元 素 硅 磷 硫 氯
单质与氢气反应难易
气态氢化物 化学式
稳定性
最高价氧化物对应水化物 化学式
酸 性
结 论
3. 分析以上元素性质递变的原因:
(思考、练习)
1、同周期元素原子的 相同,但从左到右核电荷数依次增多,原子半径逐渐 (稀有气体除外),原子核对外层电子的吸引能力逐渐 ,原子的失电子能力逐渐 ,得电子能力逐渐 ;元素单质的还原性逐渐 ,氧化性逐渐 ;最高价氧化物对应水化物的碱性 ,酸性 ;气态氢化物的稳定性 。
二、同主族元素性质的递变规律
1. ⅦA族元素的原子结构有什么共同特点?
有什么不同?
元素的性质是如何变化的?
(1)卤素单质与氢气反应
名称 方程式 生成氢化物的稳定性
F2 H2+F2====2HF HF很稳定
Cl2 H2+Cl2=====2HCl HCl稳定
Br2 H2+Br2======2HBr HBr较不稳定
I2 H2+I2 ====== 2HI HI______稳定
(2)卤素单质间的置换:
2、ⅠA族元素的原子结构有什么共同特点?
有什么不同? 元素的性质是如何变化的?
(1)碱金属元素的单质与水的反应
(2)碱金属元素的单质与O2的反应
(思考、练习)
2、 同主族元素性质的递变性:同主族元素从上到下,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 ,失电子能力逐渐 ,得电子能力逐渐 ,最高价氧化物对应的水化物碱性 ,酸性 。
3、 同主族元素及其化合物性质的相似性:同族元素原子最外层电子数 ,主要化合价 ,单质的化学性质具有相似性,最高价氧化物对应的水化物的性质也相似。
4、 判断金属元素原子失电子能力强弱的方法:
(1)比较金属元素的单质跟 反应置换出氢气的难易程度,置换反应越容易发生,金属元素原子的失电子能力 ;
(2)比较元素最高价氧化物对应的水化物的 强弱,一般说来, 越强,元素原子的失电子能力越强;
(3)比较元素在金属活动性顺序表中的相对位置,同周期金属元素越靠前,其失电子能力 ;同主族金属元素越靠前,其失电子能力
(4)依据金属单质间的置换反应,作还原剂的金属的失电子能力 作还原产物的金属的失电子能力。
(5)比较简单金属阳离子的氧化性强弱,简单金属阳离子的氧化性越强,对应金属元素的失电子能力越 。
5、 判断非金属元素原子得电子能力强弱的方法:21世纪教育网
(1)比较元素的单质跟 化合的难易程度、条件及生成氢化物的稳定性,越易跟氢气反应,生成的氢化物越稳定,说明氢化物的还原性越弱,则元素原子的得电子能力 ;
(2)比较元素最高价氧化物对应的水化物的 强弱,一般说来, 越强,元素原子的得电子能力越强依据非金属单质间的置换反应,作氧化剂的非金属元素的得电子能力 作氧化产物的非金属元素;
(3)比较简单非金属阴离子的还原性强弱,简单非金属阴离子的还原性越强,对应非金属元素的得电子能力越 。
(4)依据非金属之间的置换反应,作氧化剂的非金属的得电子能力 作氧化产物的非金属的得电子能力。
三、元素周期表的规律总结及应用
1、元素的原子结构,在周期表中的位置及元素性质之间的关系。
2、 短周期主族元素知识的有关规律:21世纪教育网
⑴最外层电子数等于电子层数的元素原子有:
⑵最外层电子数是电子层数2倍的元素原子有: ,3倍的元素原子为:
⑶最高正价数与最低负价代数和为零的短周期元素有: 。
⑷最高正价数是最低负价数绝对值3倍的短周期元素原子是: 。
⑸除H外,原子半径最小的元素是: 。
⑹各周期气态氢化合物的质子数、电子数都与该周期稀有气体元素原子核外电子数相同。如:SiH4、PH3、H2S、HCl,都含有18个质子,18个电子。
⑺具有10个电子数的微粒:
3.元素周期表的规律总结及应用
(1)元素周期表对化学学习的应用价值:推断元素性质等。
(2)指导科学研究,如发现新元素等。
(3)指导生产实践,如寻找新材料、催化剂、制冷剂、探矿等。
(典型例题分析)
例1、下列说法正确的是( )
A. 同周期元素中ⅦA族元素的原子量最大
B. ⅥA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子
C. 室温时,零族元素的单质都是气体
D. 所有主族元素的原子,形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等
解析:本题主要考查同主族同周期元素一些性质的递变规律,在同周期元素中,零族元素的原子量最大,而在同主族中,半径越大,越难得电子。单原子离子的化合价和它的族序数不一定相等,如ⅣA族元素铅,其稳定化合价为十2价,综上分析,本题答案为C。
答案:C
例2、铍的性质类似于铝,下列有关铍性质的推断中,正确的是( )
A. 铍能与冷水反应
B. 氢氧化铍能与强酸、强碱溶液反应
C. 氧化铍的化学式为Be2O3
D. 氧化铍只溶于强酸溶液,不溶于强碱溶液
解析:在元素周期表中除了同周期与同主族元素的规律外,还有在周期表中处于对角线的元素的规律:对角线规则(斜线原则)。
如右图所示:B与C性质差别较大,A与D性质接近。例如
铍与铝的性质相似。21世纪教育网
此题中因为铍的性质类似于铝,因为铝不与冷水反应,所以
铍不能与冷水反应。故A错。因为氢氧化铝既能与强酸又能与强
碱反应,所以氢氧化铍能与强酸、强碱溶液反应,所以B正确。又因为铍的最外层有两个电子,因此其化合价为+2价,所以C错。因氧化铝溶于强酸溶液,溶于强碱溶液,因此氧化铍溶于强酸溶液,溶于强碱溶液,所以D错。
答案:B
例3、下列叙述中,能肯定A金属比B金属活泼性强的是( )
A. A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B. A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C. 1molA从酸中置换出的H2比1molB从酸中置换出的氢气多
D. 常温时,A能从水中置换出氢气而B不能
解析:选项A中只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少,而不能确定A、B的金属性强弱。选项B中指出了A、B原子的电子层数的多少,但电子层数少的比电子层数多的原子的金属性不一定弱。选项C中说明了等物质的量的A、B金属与酸反应生成氢气的多少,未说明与酸反应的快慢。与酸反应生成氢气多的金属活泼性不一定强。如1mol铝比1mol钠与足量稀盐酸反应时,生成氢气多,但铝不如钠活泼。选项D正确。只有很活泼的金属在常温下与冷水反应,而较活泼的金属在常温时不与冷水发生反应。
答案:D
例4、某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98,且X的氢化物的分子式不是H2X,则下列说法正确的是( )。
A.X的最高价含氧酸的分子式可表示为H3XO4 B.X是第二周期VA族元素
C.X是第二周期VIA族元素 D.X的最高化合价为+4价
解析:解决本题的方法是:①确定X是什么元素?②根据X元素的原子结构推断其在周期表中的位置、性质。由于X最高价含氧酸的相对分子质量为98,而在常见最高价含氧酸中只有H2SO4、H3PO4符合,因此X可能是S或P。又根据X的氢化物的分子式不是H2X,可以确定X不是S,而是P。再由P的原子结构推断其在周期表中的位置、化合价、最高价含氧酸的分子式即可。
(同步练习)
1、 下列叙述正确的是 ( )
A.同周期元素的原子半径为ⅦA族的为最大
B.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
C.ⅠA、ⅡA族元素的原子,其半径越大越容易失去电子
D.所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等
2、 A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素,A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性,且碱性B>A,C和D的气态氢化物的稳定性C>D;E是这五种元素中原子半径最小的元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是( )
A .ABCDE B. ECDBA C. BADCE D. CDABE
3、下述事实能够说明硫原子得电子能力比氯弱的是 ( )
A硫酸比盐酸稳定 B氯化氢比硫化氢稳定
C盐酸酸性比氢硫酸强 D硫酸酸性比高氯酸弱
4、电子层数相同的三种元素X、Y、Z,它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱顺序为:HXO4>H2YO4>H3ZO4,下列判断错误的是( )
A原子半径 X>Y>Z B气态氢化物稳定性X>Y>Z
C元素原子得电子能力X>Y>Z D单质与氢气反应难易X>Y>Z
5、按C、N、O、F的顺序,下列递变规律错误的是( )
A原子半径逐渐减小 B元素原子得电子能力逐渐增强
C最高正化合价逐渐增大 D气态氢化物稳定性逐渐增大
6、镭是元素周期表第七周期第ⅡA元素。下列关于镭的性质描述中,不正确的是( )
A 在化合物中呈+2价 B 单质能与水反应放出氢气
C 氢氧化物呈两性 D 碳酸盐难溶于水
7、下列说法正确的是( )
A 同周期元素中ⅦA族元素的相对原子质量最大
B ⅥA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子
C 室温时,零族元素的单质都是气体
D 所有主族元素的原子,形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等
8、在元素周期表中位于金属和非金属元素的交界处容易找到的元素是( )
A. 制备催化剂的元素 B. 耐高温的合金元素
C. 制备农药的元素 D. 用于半导体材料的元素
9、砹(At)是原子序数最大的卤族元素,推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是
A. HAt很稳定 B. 易溶于某些有机溶剂
C. AgAt不溶于水 D. 是有色固体
10、下列叙述中,肯定a金属比b金属活泼性强的是 ( )
A.a原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.a原子电子层数比b原子的电子层数多
C.1mol a 从酸中置换H+生成的H2比1 mol b从酸中置换H+生成的H2多
D.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能
11、下列各组物质的性质变化正确的是 ( )
A.酸性:HClO4>HNO3>H3PO4>H2SiO3 B.稳定性:H2S>HCl>HBr>HI
C.熔点:Hg>K>Na>Li D.溶解性:NaHCO3>Na2CO3>NaOH
12、右表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是 ( )
A.常压下五种元素的单质中,Z单质的沸点最高
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.W的氢化物比X的氢化物稳定
D.Y元素最高价氧化物对应水化物比W元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强
13、(1)请设计实验证明氯原子得电子能力比硫原子强。
(2) 请设计实验证明钾原子失电子能力比钠原子强。
14、 有X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大,其核电荷数总和为38。Y元素原子最外层电子数占核外总电子数的3/4;W元素原子最外层电子比同周期Z元素多5个电子;W和Y不属同一主族。
(1)写出元素符号:X__________,Y___________,Z__________,W___________。
(2)Z、W两元素最高价氧化物对应水化物反应的方程式是 。
(3)把Z的单质(片状)放入滴有酚酞的沸水中,观察到的现象是____________,反应的
化学方程式是_________________________________________。
15、X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素,它们满足以下条件:①元素周期表中,Z与Y相邻,Z与W也相邻;②Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。请填空:
(1) Y、Z和W三种元素是否位于同一周期(填“是”或“否”): 理由是
(2) Y是 ,Z是 ,W是 。
(3) X、Y、Z和W可组成一化合物,其原子个数之比为8:2:4:1。写出该化合物的名称:
参考答案
1 2 3 4 5 6 7
C C B A C C C
8 9 10 11 12
D A D A D
13、(1)Cl2+H2S=2HCl+S k跟水反应更剧烈
14、(1)H;O;Mg ;Cl (2)Mg(OH)2+2HClO4=Mg(ClO4)2+2H2O
(3)有气泡、变红;Mg +2H2O Mg(OH)2+H2↑
①分子(5种):Ne、HF、H2O、NH3、CH4;
②阳离子(5种):Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+;
③阴离子(3种):O2-、F-、OH-
15、(1)否,理由是 若三者处于同一周期,则最外层电子数之和不可能为17。
(2) Y是N ,Z是O,W是S。
(3)硫酸铵
较高温度
200℃
光
A
B
C
D