第3节 元素周期表的应用
第1课时 认识同周期元素性质的递变规律
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是 ( )
A.根据金属失电子的多少来确定,失电子较多的金属性较强
B.用Na来置换MgCl2溶液中的Mg,来验证Na的金属性强于Mg
C.根据Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应,说明金属性:Al>Mg
D.根据碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱
答案D
解析A项应该根据金属失电子的难易来比较,易失电子的金属性较强,错误;B项中钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应,不能置换出Mg,错误;C项判断依据错误,D项正确。
2.X、Y、Z三种元素位于周期表中同一周期,它们的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物,则三种元素原子序数的大小顺序为( )
A.X>Y>Z B.Y>Z>X
C.X>Z>Y D.Z>X>Y
答案C
解析根据X、Y、Z三种元素的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物可知,Y为金属元素,X为非金属元素,Z处于X和Y之间。同周期元素随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,则三种元素在周期表中的位置关系是
Y
……
Z
……
X
,故原子序数关系为X>Z>Y。
3.X、Y为同周期元素,如果X的原子半径大于Y的原子半径,则下列判断不正确的是( )
A.若X、Y均为金属元素,则X失电子的能力强于Y
B.若X、Y均为金属元素,则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强
C.若X、Y均为非金属元素,则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
D.若X、Y均为非金属元素,则最高价含氧酸的酸性Y的强于X的
答案B
解析由原子半径X>Y可知,同周期中X在Y的左边。当X、Y为金属元素时,失电子能力X>Y,阳离子的氧化性X
4.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素,下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)( )
A.若R(OH)n为强碱,则W(OH)n+1也为强碱
B.若HnXOm为强酸,则Y是活泼非金属元素
C.若Y的最低化合价为-2价,则Z的最高正化合价为+6价
D.若X的最高正化合价为+5,则五种元素都是非金属元素
答案B
解析W的金属性比R弱,R(OH)n为强碱,W(OH)n+1不一定为强碱,故A项错误;HnXOm为强酸,说明X非金属性强,且由题意知Y一定不是稀有气体元素,故Y的非金属性比X更强,B项正确;若Y为氧元素,Z只有0价和负价,故C项错误;若五种元素都在第3周期,当X最高化合价为+5价时,则R为金属元素,故D项错误。
5.将甲、乙两种金属的性质进行比较,已知①甲与H2O反应比乙与H2O反应剧烈 ②甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质 ③甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的最高价氧化物对应的水化物碱性强 ④与某非金属反应时甲原子失电子数目比乙原子失电子数目多 ⑤甲单质的熔、沸点比乙单质的低 ⑥高价阳离子氧化性甲比乙弱。能说明甲的金属性比乙强的是( )
A.①④ B.①②③⑥
C.③⑤ D.①②③④⑤
答案B
解析比较金属性强弱的一般方法是看与酸(或水)反应的剧烈程度、最高价氧化物对应的水化物碱性强弱、高价阳离子的氧化性强弱、置换反应等,而不能根据与非金属反应时失电子的数目多少、熔沸点的高低等进行比较。
6.
X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在周期表中相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,下列说法中正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱
C.Y的气态氢化物的稳定性较Z的弱
D.四种元素的单质中,Z的熔、沸点最高
答案D
解析Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y为O,故X为N,Z为S,W为Cl,A项错误;HClO4的酸性比H2SO4酸性强,B项错误;H2O比H2S稳定,故C项错误;S为固体,其他单质为气体,故D项正确。
7.为探究Na、Mg、Al的活动性顺序,某课外小组同学进行了如下实验:
实验步骤
1.将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。
2.将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中,加入少量水,加热至水沸腾,冷却后,向试管中滴加酚酞溶液。
3.将一小段镁带投入稀盐酸中。
4.将一小片铝投入稀盐酸中。
他们记录的实验现象有:
实验现象
①剧烈反应,迅速生成大量的气体。
②浮在水面上,熔成小球,不断游动,小球渐小且最终消失,溶液变红。
③反应不剧烈,产生无色气体。
④有气体产生,溶液变成红色。
请帮助该小组同学补充下列实验报告中的内容。
(1)在下表中填写与实验步骤相对应的实验现象的序号:
实验步骤
1
2
3
4
实验现象
(2)写出钠与水反应的化学方程式: 。?
(3)实验结论是 。?
(4)用原子结构理论对上述实验结论进行解释,同周期主族元素从左至右,原子的电子层数相同,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐 ,原子核对电子的引力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,因此 逐渐减弱。?
答案(1)② ④ ① ③
(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(3)Na、Mg、Al金属性逐渐减弱 (4)减小 金属性
解析(1)金属钠、镁、铝位于同一周期,按照从左到右的顺序失电子能力逐渐减小,与水及酸反应置换出氢气的程度是越来越难。所以,1对应的现象为②,2对应的现象为④,3对应的现象为①,4对应的现象为③。
(2)钠与水反应生成氢氧化钠与氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。
(3)根据金属和酸以及水反应的剧烈程度,可以知道金属活动性顺序为Na>Mg>Al,即实验结论是Na、Mg、Al金属性逐渐减弱。
(4)同周期主族元素从左到右核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的吸引力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,金属性逐渐减弱。
提升能力·跨越等级
1.下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强的是( )
①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强
③HCl的稳定性比H2S强 ④HCl的还原性比H2S强
⑤HClO的酸性比H2SO4强 ⑥Cl2与铁反应生成FeCl3,而S与铁反应生成FeS ⑦Cl2能与H2S反应生成S ⑧还原性:Cl-A.③④⑤⑦⑧ B.②③⑥⑦⑧
C.③⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
答案C
解析①元素的原子得电子能力大小与对应氢化物的溶解度大小无关,①错误;②元素的原子得电子能力大小与对应氢化物的水溶液的酸、碱性无关,②错误;③元素的非金属性越强,对应氢化物的稳定性就越强,HCl的稳定性比H2S强,所以能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强,③正确;④元素的非金属性Cl>S,元素的非金属性越强,其氢化物的还原性就越弱,因此HCl的还原性比H2S弱,④错误;⑤元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,因此HClO4的酸性比H2SO4强,HClO的酸性比H2SO4弱,⑤错误;⑥元素非金属性越强,能把变价金属氧化为高价态,元素的非金属性越弱,则把变价金属氧化为低价态。Cl2与铁反应生成FeCl3,而S与铁反应生成FeS,说明氯元素原子得电子能力比硫元素强,⑥正确;⑦元素非金属性强的单质能够把元素非金属性弱的单质从化合物中置换出来。Cl2能与H2S反应生成S,说明氯元素原子得电子能力比硫元素强,⑦正确;⑧元素的非金属性越强,则其简单离子的还原性就越弱。因此还原性Cl-2.W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W、X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构,W和Z原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A.W、X的最高价氧化物对应水化物的酸性:X>W
B.单质沸点:Y>Z>W
C.离子半径:X2->W->Y+>Z-
D.结合H+的能力:X2->W-
答案D
解析W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W、X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构,则X、Y、Z分别为S、Na、F;W和Z的最外层电子数相同,则W为氯元素。W、X的最高价氧化物对应水化物的酸性为高氯酸>硫酸,A项错误;单质沸点:硫>氯气>氟气,B项错误;电子层数越多的离子,其半径越大,电子层数相同的离子,核电荷数越小的半径越大,所以离子半径:S2->Cl->F->Na+,C项错误;因为硫化氢为弱电解质,氯化氢为强电解质,故结合H+的能力S2->Cl-,D项正确。
3.下列叙述不能说明氮和氧非金属性相对强弱的是 ( )
A.氨气在氧气中燃烧生成氮气
B.沸点:H2O>NH3
C.NO中N为+2价,氧为-2价
D.热稳定性:H2O>NH3
答案B
解析氨气在氧气中燃烧生成氮气,氧元素的化合价降低,氧元素的化合价升高,则氧得电子能力强,说明非金属性O>N,故A不符合题意;H2O的沸点比NH3高,沸点的高低与元素的非金属性强弱没有关系,故B符合题意;NO中N为正价,O为负价,则氧得到电子能力强,说明非金属性O>N,故C不符合题意;非金属性越强,对应气态氢化物越稳定,则热稳定性H2O>NH3,说明非金属性O>N,故D不符合题意。
4.(双选)同周期三种元素X、Y、Z,它们的最高价氧化物的水化物分别是HXO4、H2YO4、H3ZO4,则下列判断正确的是( )
A.含氧酸的酸性:H3ZO4>H2YO4>HXO4
B.非金属性:X>Y>Z
C.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序减弱
D.元素的最低化合价的绝对值按X、Y、Z顺序减小
答案BC
解析解本题的依据是同一周期元素性质的递变规律,关键是确定X、Y、Z在周期表中的位置,突破口是最高价氧化物的水化物的化学式。具体分析如下:
HXO4H2YO4H3ZO4+7+6+5ⅦAⅥAⅤA分析各选项。根据最高化合价可知,X、Y、Z的负价分别为-1、-2、-3,原子序数为X>Y>Z,元素的非金属性X>Y>Z,B项正确。气态氢化物的稳定性:X>Y>Z,C项正确。
5.X、Y、Z均为元素周期表中前20号元素,Xa+、Yb-、Z(b+1)-简单离子的电子层结构相同。下列说法正确的是 ( )
A.已知mXa+与nYb-,则m+a=n-b
B.离子半径:Yb->Z(b+1)->Xa+
C.Z(b+1)-的还原性一定强于Yb-
D.气态氢化物的稳定性Hb+1Z一定强于HbY
答案C
解析原子失去电子形成阳离子,原子获得电子形成阴离子。由于mXa+、nYb-简单离子的电子层结构相同,所以m-a=n+b,A项错误;对于电子层结构相同的微粒来说,核电荷数越多,离子半径就越小。因此离子半径为Z(b+1)->Yb->Xa+,B项错误;对于电子层结构相同的离子来说,离子的核电荷数越大,离子半径就越小,离子的还原性就越弱,故Z(b+1)-的还原性一定强于Yb-,C项正确;核电荷数Y>Z,则气态氢化物的稳定性Hb+1Z6.a、b、c、d、e是同一周期的五种主族元素,a和b的最高价氧化物的水化物显碱性,且碱性b>a,c和d的气态氢化物的还原性d>c,e为金属元素。五种元素的原子得失电子后所形成的简单离子中,e的离子半径最小,则它们的原子序数由小到大的顺序是( )
A.baedc B.edabc C.abdce D.ebadc
答案A
解析a和b的最高价氧化物对应水化物呈碱性,则a、b为金属,因其最高价氧化物对应水化物的碱性b>a,则金属性b>a。c和d的气态氢化物的还原性d>c,即c、d为非金属元素,且非金属性d7.C、N、O、Na、Al、S、Cl是常见的元素。
(1)碳元素在元素周期表中的位置是 ;碳元素的一种同位素可以测定文物年代,这种同位素的符号为 。?
(2)用“>”、“<”或“=”填空。
离子半径
酸性
还原性
得电子能力
N3- Al3+?
H2SO4 HClO4?
O2- S2-?
35Cl 37Cl?
(3)黑火药爆炸时发生反应的化学方程式为S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑,该反应的生成物中,属于非电解质的是 (写化学式);K2S中阴、阳离子的半径大小关系是 (用化学式表示)。?
(4)在(3)中化学反应方程式涉及的元素中,属于同周期元素的非金属性由强到弱的顺序为 ,能证明其递变规律的事实是 。?
A.氧化物对应水化物的酸性
B.气态氢化物的沸点
C.氢化物的稳定性
答案(1)第2周期ⅣA族 14C (2)> < < =
(3)CO2 S2->K+ (4)O>N>C C
解析(1)碳元素位于元素周期表第2周期ⅣA族,14C可以测定文物年代。
(2)N3-、Al3+为核外电子排布相同的离子,离子核电荷数越大,半径越小,则N3-半径大于Al3+;非金属性Cl>S,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;氧气的氧化性大于硫单质,则O2-的还原性小于S2-;35Cl与37Cl属于同一种元素,同种元素得电子能力相同。
(3)二氧化碳属于非电解质,K2S由K+和S2-构成,K+与S2-的核外电子排布相同,S2-的半径大于K+。
(4)C、N、O同周期,同周期随原子序数增大元素的非金属性增强,故非金属性O>N>C;氧元素没有含氧酸,不能通过含氧酸的酸性比较元素的非金属性,故A错误;沸点属于物理性质,不能比较元素的非金属性强弱,故B错误;气态氢化物越稳定,对应元素的非金属性越强,故C正确。
8.A、B、C、D、E、F六种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示。
回答下列问题:
(1)在周期表中,E位于第 周期 族。?
(2)在E、F的气态氢化物中,热稳定性较强的是 (填化学式,下同),还原性较强的是 。?
(3)A、C、D、E组成两种酸式盐X、Y,将X、Y溶液混合发生复分解反应,写出离子方程式: 。?
(4)常用(BA4)2E2C8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀。写出无色溶液变紫红色溶液的离子方程式: 。?
答案(1)3 ⅥA
(2)HCl H2S (3)HSO3-+H+SO2↑+H2O
(4)5S2O82-+2Mn2++8H2O10SO42-+2MnO4-+16H+
解析根据各元素在周期表中的位置可知,A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、S、Cl。
(1)在周期表中,E(硫元素)位于第3周期第ⅥA族。
(2)S、Cl的非金属性相比,S(3)A、C、D、E组成两种酸式盐为硫酸氢钠和亚硫酸氢钠,将两溶液混合发生复分解反应,该反应的离子方程式为HSO3-+H+SO2↑+H2O。
(4)常用(NH4)2S2O8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀,则S2O82-被还原为SO42-,Mn2+被氧化为MnO4-,该反应的离子方程式为5S2O82-+2Mn2++8H2O10SO42-+2MnO4-+16H+。
贴近生活,拓展创新
★某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验:
Ⅰ.探究同周期元素性质的递变规律
(1)相同条件下,将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的稀盐酸中,试预测实验结果: 与稀盐酸反应最剧烈; 与稀盐酸反应产生的气体最多。?
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为 。?
Ⅱ.探究同主族元素非金属性的递变规律
某研究性学习小组设计了一组实验来探究ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。下图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置,装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。
(3)写出装置B中仪器a的名称 。?
(4)实验室制取氯气还可采用如下原理:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,依据该反应原理选择 (填“A”或“B”或“C”)装置制取氯气。?
(5)反应装置的导气管连接装置D的X导管,试回答下列问题:
①处发生反应的离子方程式为 ;?
②处发生主要反应的离子方程式为 。?
答案(1)钠(或Na) 铝(或Al) (2)S2-+Cl22Cl-+S↓
(3)分液漏斗 (4)A (5)①Cl2+2Br-2Cl-+Br2
②Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
解析Ⅰ.(1)金属活泼性顺序为钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钠,反应速率最慢的是铝;生成1 mol氢气需要得到2 mol电子,1 mol钠都失去1 mol电子,1 mol镁失去2 mol电子,而1 mol铝失去3 mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝。
(2)氯气的氧化性强于硫单质,所以氯气能够与硫离子反应生成单质硫,反应的离子方程式为S2-+Cl2S↓+2Cl-。
Ⅱ.(3)由图知a为分液漏斗。
(4)高锰酸钾与浓盐酸反应较为剧烈,无需加热即可进行,应选装置A。
(5)检验氯气的性质时,不能先通过NaOH溶液,否则会消耗氯气,且起不到尾气吸收的作用,因为①处为NaBr溶液、②处为NaOH溶液,所以应从X端进氯气。①处Cl2与NaBr溶液反应生成Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2。②处主要为Cl2与NaOH溶液反应,其反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
课件36张PPT。第1课时 认识同周期元素性质的递变规律知识铺垫新知预习自主测试1.同周期元素自左向右元素原子的电子层数相同,核电荷数逐渐增大,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,原子得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱。
2.可以通过单质与水(或酸)反应的剧烈程度判断元素原子失电子的能力。
3.元素原子得失电子的能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数都有关系。知识铺垫新知预习自主测试一、比较钠、镁、铝三种金属元素失电子的能力
1.钠、镁与水反应的实验探究 知识铺垫新知预习自主测试2.镁、铝与酸反应的实验探究 知识铺垫新知预习自主测试3.钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性比较 知识铺垫新知预习自主测试二、硅、磷、硫、氯四种非金属元素原子得电子能力的比较知识铺垫新知预习自主测试三、同周期元素原子得失电子能力的变化规律(稀有气体除外)
1.规律
同周期从左到右,元素的原子得电子能力增强,失电子能力减弱。
2.理论解释
同周期元素原子从左到右,电子层数相同,核电荷数依次增大,原子半径逐渐减小,原子核对最外层电子的吸引力依次增强,元素原子失电子能力依次减弱,得电子能力依次增强。
【微思考】同一周期中,非金属元素对应的所有含氧酸的酸性都随原子序数的增大而增强吗?
提示:不一定。同一周期随着原子序数的递增,非金属元素最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)酸性逐渐增强,但低价含氧酸不符合此规律,如酸性:HClO(1)失电子能力Na>Mg>Al。 ( )
(2)得电子能力:Na+>Mg2+>Al3+。 ( )
(3)碱性:Mg(OH)2>NaOH>Al(OH)3。 ( )
(4)金属离子得电子数目越少,氧化性越强。 ( )
(5)金属钠可以从CuCl2溶液中置换出金属镁。 ( )
(6)HClO是氧化性很强的酸,因酸性HClOCl。 ( )
(7)稳定性SiH4答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√知识铺垫新知预习自主测试2.下列说法错误的是( )
A.Na与Al为同周期元素,钠原子最外层有1个电子,铝原子最外层有3个电子,所以钠的金属性比铝强
B.Na与Mg为同周期元素,且Mg的核电荷数比Na的大,所以钠的金属性比镁强
C.NaOH为强碱,而Al(OH)3具有两性,所以钠的金属性比铝强
D.Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,所以Zn的金属性比Fe强
答案:D
解析:Zn+Fe2+=Zn2++Fe才能说明金属性Zn比Fe强。任务一任务二素养脉络随堂检测 同周期元素性质的变化规律
问题探究(1)甲、乙试管中滴加过量NaOH溶液的过程中有什么现象发生?试写出相关反应的离子方程式。
(2)通过甲、乙、丙三个实验探究酸、碱性的强弱,试归纳同一周期元素的原子结构与元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性之间的变化规律。任务一任务二素养脉络随堂检测提示:(1)甲中产生白色沉淀,滴加过量NaOH溶液白色沉淀不溶解;反应的离子方程式为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓。
乙中开始产生白色沉淀,随后溶解;反应的离子方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-。
(2)同一周期从左到右,随着原子序数的增大,元素最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
同周期主族元素性质的变化规律 任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测典例剖析
例1同一短周期三种元素X、Y、Z,已知其气态氢化物分别是HX、H2Y、ZH3,则下列判断错误的是( )
A.热稳定性:HX>H2Y>ZH3
B.还原性:HX>H2Y>ZH3
C.酸性:H3ZO4D.非金属性:X>Y>Z
答案:B
解析:同一短周期三种元素X、Y、Z,其气态氢化物分别是HX、H2Y、ZH3,则在元素周期表中从左到右依次为Z、Y、X。因为同周期从左到右元素非金属性增强,所以非金属性:X>Y>Z;非金属性越强,气态氢化物越稳定,故热稳定性:HX>H2Y>ZH3;非金属性越强,气态氢化物越不易失电子,还原性越弱,故还原性:HXA.Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增大而增大
B.第2周期元素从Li到F,元素原子半径逐渐减小
C.因为Na比K容易失去电子,所以Na的还原性强
D.C、N、O、F与H2化合越来越容易
答案:C
解析:Na与K相比,K更易失电子,K的还原性更强,C项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1-2(双选)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )
A.原子半径:As>P>Cl
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
答案:AC
解析:原子半径大小顺序是As>P>Cl,故A项正确;热稳定性:HCl>HBr>AsH3,故B项错误;单质的氧化性Cl2>S>As,所以阴离子的还原性:As3->S2->Cl-,故C项正确;酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4,故D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测 元素金属性和非金属性强弱的比较
问题探究
下图所示实验可证明元素的非金属性Cl>C>Si吗?提示:不能。比较非金属的强弱通常用最高价氧化物的水化物的酸性判断。盐酸不是氯元素的最高价含氧酸,故不能根据此实验证明非金属性Cl>C>Si。任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
1.元素金属性强弱的比较
元素原子越易失电子,则金属性就越强。
(1)根据元素周期表进行判断。同一周期从左到右,随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱。同一主族从上到下,随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐增强。
(2)在金属活动性顺序中越靠前的金属,金属性越强。如Zn排在Cu的前面,则金属性Zn>Cu。
(3)根据金属单质与水或者与酸(非氧化性酸如盐酸、稀硫酸等)反应置换氢气的难易判断,反应越容易,则金属性越强。
(4)根据金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱判断,碱性越强,则对应金属性越强。任务一任务二素养脉络随堂检测(5)根据单质之间的置换反应判断,金属性较强的金属可以把金属性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。注意,较活泼的金属不能与盐溶液中的水反应。
(6)一般情况下,金属单质的还原性越强,则元素的金属性就越强;对应金属阳离子的氧化性越强,则元素的金属性就越弱。如还原性Na>Mg,金属性Na>Mg,氧化性Na+元素原子越易得电子,则非金属性就越强。
(1)根据元素周期表进行判断。
同一周期从左到右,随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐增强。同一主族从上到下,随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐减弱。
(2)根据与H2化合的难易及生成氢化物的稳定性判断。越易化合、氢化物越稳定,则相应元素的非金属性越强。
(3)根据最高价氧化物的水化物酸性强弱判断。酸性越强,则相应元素的非金属性越强。
(4)根据单质的氧化性或离子的还原性判断。一般情况下,非金属单质的氧化性越强,则对应元素的非金属性就越强;阴离子的还原性越强,则对应元素的非金属性就越弱。如氧化性Cl2>Br2,则非金属性Cl>Br。任务一任务二素养脉络随堂检测(5)根据单质之间的置换反应,非金属性强的元素的单质可以置换出非金属性弱的元素的单质。
(6)根据与同一种金属反应,生成化合物中金属元素的化合价的高低进行判断,化合价越高,相应非金属元素的非金属性越强。如任务一任务二素养脉络随堂检测典例剖析
例2下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是( )
①M单质能从N的化合物中置换出N单质;②M原子比N原子容易得到电子;③M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多;④气态氢化物水溶液的酸性HmM>HnN;⑤氧化物对应水化物的酸性HmMOx>HmNOy;⑥单质熔点M>N;⑦M单质能与N的氢化物反应生成N单质;⑧M原子在反应中得到的电子数比N原子在反应中得到的电子数少;⑨M的最高化合价比N的最高化合价高
A.②⑤ B.①②③⑤
C.①②③⑦ D.全部任务一任务二素养脉络随堂检测答案:C
解析:①M单质能从N的化合物中置换出非金属N单质,可说明M比N的非金属性强,故①正确;②M原子比N原子容易得到电子,可说明M比N的非金属性强,故②正确;③M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多,则M易得电子,所以M比N的非金属性强,故③正确;④不能利用氢化物水溶液的酸性比较非金属性的强弱,故④错误;⑤氧化物对应水化物的酸性HmMOx>HnNOy,不一定为最高价氧化物对应的水化物的酸性,则不能说明M、N的非金属性强弱,故⑤错误;⑥M的单质熔点比N的高,属于物理性质,与得失电子的能力无关,不能用来判断非金属性的强弱,故⑥错误;⑦M单质能与N的氢化物反应生成N单质;说明M单质的氧化性强于N单质的氧化性,非金属性M比N强,故⑦正确;⑧非金属性强弱与得电子的多少无关,与得电子的难易程度有关,故⑧错误;⑨非金属性的强弱与化合价的高低无关,故⑨错误;符合题意的有①②③⑦,C项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测 (1)元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强。
(2)同周期主族元素从左向右非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2下表是分别含元素X、Y的物质性质的比较及得出的结论,其中结论不正确的是( ) 任务一任务二素养脉络随堂检测答案:C
解析:金属元素最高价氧化物的水化物碱性越强,该元素的金属性越强,A项正确;非金属元素气态氢化物的热稳定性越强,该元素的非金属性越强,B项正确;元素的金属性与元素最高化合价的高低无关,C项错误;两种不同的金属单质分别与盐酸、水反应,由于反应的环境不同,因此反应的剧烈程度不能说明X与Y的金属性强弱,D项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列有关叙述不正确的是( )
A.第3周期元素形成的简单离子的半径依次减小
B.HClO4、H2SO4、H3PO4、H2SiO3的酸性依次减弱
C.HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱
D.Na+、Mg2+、Al3+的氧化性依次增强
答案:A
解析:第3周期元素形成的简单离子的半径,阴离子半径均大于阳离子半径,A项错误;同周期自左向右主族元素非金属性逐渐增强,最高价含氧酸的酸性逐渐增强,则HClO4、H2SO4、H3PO4、H2SiO3的酸性依次减弱,B项正确;同周期主族元素自左向右非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,则HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱,C项正确;金属单质的还原性越强,相应阳离子的氧化性越弱,则Na+、Mg2+、Al3+的氧化性依次增强,D项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测2.下列叙述不正确的是( )
A.Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多,其单核离子的氧化性依次增强
B.P、S、Cl元素的最高化合价依次升高,对应的气态氢化物的稳定性依次增强
C.同周期元素的原子半径以ⅦA族的为最大
D.Na、Mg、Al元素最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
答案:C
解析:金属性:Na>Mg>Al,则单核离子氧化性:Na+H2S>PH3,B项正确;同周期元素原子半径ⅠA族的最大,C项错误;因金属性:Na>Mg>Al,则碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。任务一任务二素养脉络随堂检测3.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是( ) 答案:C
解析:Na、Mg位于同周期,金属性Na>Mg,则与冷水反应Na比Mg剧烈,故A正确;Ca、Mg位于同主族,金属性Ca>Mg,对应的最高价氧化物的水化物的碱性为Ca(OH)2>Mg(OH)2,故B正确;含氧酸的氧化性强弱与相应元素的非金属性强弱无关,故C错误;气态氢化物越稳定,相应元素的非金属性越强,故D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测4.下列结论正确的是( )
①微粒半径:r(K+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl-)
②氢化物的稳定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4
③还原性:I->Br->Cl->Fe2+
④氧化性:Cl2>S>Se>Te
⑤酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>H3BO3
⑥非金属性:O>N>P>Si
⑦金属性:BeA.①② B.①③
C.②④⑤⑥⑦ D.①③⑤答案:C 任务一任务二素养脉络随堂检测解析:离子电子层数越多其离子半径越大,电子层结构相同的离子,离子半径随着原子序数增大而减小,微粒半径:r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Al3+),故①错误;元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性F>Cl>S>P>Si,所以氢化物的稳定性HF>HCl>H2S>PH3>SiH4,故②正确;溴单质能够氧化亚铁离子,则还原性Fe2+>Br-,正确的还原性强弱顺序为S2->Fe2+>Br->Cl-,故③错误;元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,非金属性Cl>S>Se>Te,所以单质的氧化性:Cl2>S>Se>Te,故④正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性S>P>C>B,所以酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>H3BO3,故⑤正确;同一周期主族元素,元素非金属性随着原子序数增大而增强,同一主族元素,元素非金属性随着原子序数增大而减弱,所以非金属性O>N>P>Si,故⑥正确;同一周期主族元素,元素金属性随着原子序数增大而减弱,同一主族元素,元素金属性随着原子序数增大而增强,所以金属性:Be(1)写出下列元素的符号:
A 、C 、D 。?
(2)A、E两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为 。?
(3)C、D两种元素最高价氧化物对应水化物的酸性: 。?任务一任务二素养脉络随堂检测答案:(1)Na Si P
(2)NaOH+HClO4=NaClO4+H2O
(3)H3PO4>H2SiO3
解析:A、B、E三种元素最高价氧化物对应的水化物为酸或碱,两两皆能反应,必有一种是两性物质Al(OH)3,另两种为强酸、强碱,碱是NaOH,又A、B、E三原子最外层电子数之和为11,且原子序数依次增大,可推出E原子最外层有7个电子,短周期元素中只有Cl符合要求,两两反应的三种物质是NaOH、Al(OH)3、HClO4。C、D两种元素的原子序数都小于17且大于13,且D元素原子次外层电子数比最外层电子数多3,推出C、D分别为Si和P,非金属性Si课后篇巩固提升
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1.下列关于卤族元素在周期表中由上到下性质发生递变的叙述中,正确的是( )
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A.①②③ B.②③④
C.②④⑤ D.①③⑤
答案C
解析①卤族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,对应单质的氧化性逐渐减弱,故①错误;②卤素单质从上到下,单质的颜色分别为浅黄绿色、黄绿色、红棕色、紫色,颜色逐渐加深,故②正确;③卤族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性减弱,故③错误;④卤素单质都属于分子晶体,从上到下单质的相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,单质的沸点逐渐升高,故④正确;⑤卤族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强,故⑤正确。
2.近年来,我国在超导研究方面居世界领先地位,铊(Tl)是超导体的组成成分之一,铊位于第6周期ⅢA族,下列对铊的性质推导可能正确的是( )
①铊是易导电的银白色金属 ②Tl(OH)3是两性氢氧化物 ③Tl3+的氧化能力比Al3+的强 ④单质能跟稀硝酸反应生成硝酸盐
A.①④ B.②③ C.只有① D.只有④
答案A
解析铊位于第6周期ⅢA族,是典型的金属元素,同主族元素,随着原子序数增大,元素原子失电子能力逐渐增强,金属离子的氧化性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。故①④正确。
3.由下列实验事实得出的结论正确的是( )
A.由SiO2不能与水反应生成H2SiO3可知,SiO2不是H2SiO3的酸酐
B.由反应SiO2+2CSi+2CO↑可知,碳的非金属性强于硅
C.将CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀,说明酸性H2CO3>H2SiO3
D.SiO2可与NaOH溶液反应,也可与氢氟酸反应,因此SiO2为两性氧化物
答案C
解析酸酐是指含氧酸失去水生成的物质,所以SiO2是H2SiO3的酸酐,A项错误;反应SiO2+2CSi+2CO↑能发生是因为有气体生成,气体从反应体系中逸出,促进了反应的进行,不能说明碳的非金属性大于硅,B项错误;将CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3沉淀,符合强酸制弱酸原理,证明酸性H2CO3>H2SiO3,C项正确;SiO2为酸性氧化物,D项错误。
4.下图是部分短周期元素的主要化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.气态氢化物的稳定性:RC.WX3和水反应生成的化合物具有挥发性
D.Y和Z两者最高价氧化物对应水化物在溶液中能相互反应
答案D
解析由图可知,X为O,Y为Na,Z为Al,W为S,R为Cl。原子半径大小顺序为Na>Al>O,A项错误。Cl的非金属性强于S,所以HCl的稳定性强于H2S,B项错误。SO3和水反应生成的硫酸是难挥发性酸,C项错误。NaOH与Al(OH)3在溶液中能发生反应生成Na[Al(OH)4],D项正确。
5.砷为第4周期ⅤA族元素,根据砷元素在周期表中的位置推测,砷不可能具有的性质是( )
A.AsH3比NH3稳定性强
B.可以存在-3、+3、+5等多种化合价
C.As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱
D.砷的非金属性比磷弱
答案A
解析N、P、As均为ⅤA族元素,分别位于第2、3、4周期。根据元素周期律判断,非金属性N>P>As,则NH3比AsH3稳定性强,H3AsO4(As2O5对应的水化物)的酸性比H3PO4弱。As与N、P同在ⅤA族,N和P都有-3、+3、+5的化合价,则As也有-3、+3、+5的化合价。
6.卤族元素的单质与H2反应的情况如下表所示:
F2
在暗处能剧烈化合并发生爆炸,生成的氟化氢很稳定
Cl2
光照或点燃发生反应,生成的氯化氢较稳定
Br2
加热至一定温度时才能反应,生成的溴化氢不如氯化氢稳定
I2
不断加热才能缓慢反应,同一条件下,生成的HI会分解
(1)卤族元素位于周期表中的 族。?
(2)依据上表可以推测出,随着核电荷数的增加, (填字母)。?
a.单质的熔沸点逐渐升高
b.元素的非金属性逐渐减弱
c.卤化氢的还原性依次减弱
d.卤化氢的稳定性依次减弱
(3)I2与H2反应的化学方程式为 。?
(4)不同卤素原子之间可形成卤素互化物,其性质与卤素单质相近。BrCl和FeCl2水溶液发生反应的化学方程式为 。?
答案(1)ⅦA (2)bd (3)H2+I22HI
(4)3BrCl+6FeCl25FeCl3+FeBr3
解析(1)卤族元素的最外层电子数=元素的主族序数=7,所以卤族元素位于周期表中的ⅦA族。
(2)a、卤族元素,随着原子序数的递增,单质的熔、沸点逐渐升高,但是根据表中信息无法判断,故错误;b、根据表中的信息可知,单质与氢气化合越来越难,因此卤族元素随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐减弱,故正确;c、元素的非金属性逐渐减弱,卤化氢的还原性依次增强,故错误;d、元素的非金属性逐渐减弱,所以卤化氢的稳定性依次减弱,故正确。
(3)I2与H2反应生成碘化氢是可逆反应,反应的化学方程式为H2+I22HI。
(4)卤素原子之间可形成卤素互化物,其性质与卤素单质相近,根据氯气和FeCl2之间反应生成FeCl3的原理可知,BrCl和FeCl2在水溶液中发生反应的化学方程式为3BrCl+6FeCl25FeCl3+FeBr3。
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1.运用元素周期律分析下面推断,其中错误的是( )
①Be的金属性比Li弱 ②Tl元素既能与盐酸反应又能跟烧碱反应 ③At2为有色固体,HAt不稳定,AgAt感光性很强,但不溶于水也不溶于酸 ④Li在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2,LiOH是一种强碱 ⑤Rb与水反应很剧烈 ⑥硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体
A.①②③④ B.②④⑥ C.①③⑤ D.②④⑤
答案B
解析①元素周期表中Be和Li处于同一周期,Be的原子序数比Li大,因此Be的金属性比Li弱,正确;②Tl与NaOH溶液不反应,铊(Tl)能与盐酸作用产生氢气,错误;③同主族元素性质具有相似性,从上到下有递变性,则At2为有色固体;HAt不稳定,AgAt感光性很强,且不溶于水也不溶于稀酸,正确;④锂(Li)在氧气中燃烧产物是Li2O,错误;⑤同主族从上到下元素金属性逐渐增强,Rb与水反应很剧烈,正确;⑥同主族元素的原子,从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱,则硒化氢(H2Se)是无色、有毒、不如H2S稳定的气体,错误。
2.(双选)根据元素周期律和元素周期表的知识分析下面的推断,其中错误的是( )
A.O的非金属性比N强
B.Sr(OH)2的碱性强于Ba(OH)2
C.砹(At)的单质是有色固体,HAt很稳定
D.AsH3是无色、有毒的气体
答案BC
解析O和N同在第2周期,N在O的左边,则O的非金属性比N强,A正确;同主族元素从上到下金属性增强,则金属性Sr3.如图所示是氯气的制备以及Cl、Br、I非金属性的比较实验,待A、B、D中充分反应后,打开装置D的活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡,观察实验现象,下列说法正确的是( )
A.F2不能从NaCl溶液中置换出氯气
B.装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体
C.装置E下层呈现紫红色
D.装置E中有机试剂层呈现紫红色,能说明非金属性:Br>I
答案A
解析F2极易与水反应生成氟化氢和氧气,所以F2不能从NaCl溶液中置换出氯气,A项正确;Cl2能与水反应生成HClO和HCl,所以不能用水吸收Cl2中的HCl,B项错误;苯的密度比水小,应在上层,所以装置E上层呈现紫红色,C项错误;溴单质能和碘化钾反应生成碘单质,但过量Cl2也会氧化碘离子生成碘单质,会对实验造成干扰,所以不能证明非金属性Br>I,D项错误。
4.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大,X、Y、Z、W是由这四种元素中的两种元素组成的常见化合物,X为有刺激性气味的气体,Y为淡黄色固体,甲是由C元素形成的气体单质,乙为红棕色气体,上述物质之间的转化关系如下图所示(部分反应物或生成物省略)。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小顺序:D>C>B>A
B.最简单气态氢化物的稳定性:B>C
C.图示转化关系涉及的反应均为氧化还原反应
D.元素C、D形成的化合物中一定只含离子键
答案C
解析根据题意,Y是Na2O2,乙是NO2,X是NH3,Z是NO,W是H2O,甲是O2。由上述分析可知,A为H,B为N,C为O,D为Na。电子层越多,原子半径越大,同周期元素从左向右原子半径减小,则原子半径:D>B>C>A,故A项错误;B的氢化物为NH3,C的氢化物为H2O,稳定性为:H2O>NH3,故B项错误;X→Z是氨气的催化氧化反应,Y→甲是过氧化钠与水反应,Z+甲乙的反应是一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,涉及的反应均为氧化还原反应,故C项正确;元素C、D形成的化合物为氧化钠或过氧化钠,过氧化钠中含有离子键和共价键,故D项错误。
5.根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是( )
选项
事实
推测
A
CaCO3和BaCO3都难溶于水
SrCO3也难溶于水
续 表
选项
事实
推测
B
Si是半导体材料,同族的Ge也是半导体材料
第ⅣA族的元素的单质都可作半导体材料
C
HCl在1 500 ℃时分解,HI在230 ℃时分解
HBr的分解温度介于二者之间
D
P与H2在高温时反应,S与H2加热时能反应
Si与H2在高温时能反应
答案B
解析同一主族元素的性质相似,CaCO3和BaCO3都难溶于水,因此SrCO3也难溶于水,A项正确;在元素周期表中,位于金属和非金属分界线处的元素单质能作半导体,Pb不位于金属元素和非金属元素分界线处,所以Pb不能作半导体材料,B项错误;元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性Cl>Br>I,所以氢化物的稳定性HCl>HBr>HI,则HBr的分解温度介于二者之间,C项正确;元素的非金属性越强,其单质与氢气反应越容易,非金属性S>P>Si,所以Si与H2在高温时能反应,D项正确。
6.X、Y、Z、W是四种短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示,并且这四种元素的最外层电子数之和为20,下列叙述错误的是( )
A.上述元素中X的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强
B.Z和Y均可与氢元素形成18电子的分子
C.Mg可以在W与Y所形成的某种化合物中燃烧
D.四种元素对应的简单氢化物中,稳定性最好的是Z
答案D
解析X、Y、Z、W四种元素属于短周期元素,根据元素在周期表中的位置知,W、X、Y属于第2周期元素,Z属于第3周期元素,设X原子的最外层电子数是a,则W的最外层电子数是a-1,Y的最外层电子数是a+1,Z最外层电子数是a,这四种元素原子的最外层电子数之和为20,则a-1+a+a+1+a=20,a=5,所以X是氮元素、W是碳元素、Y是氧元素、Z是磷元素。上述元素中氮元素的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,酸性最强,A正确;Z是磷元素,Y是氧元素,与氢元素形成18电子的分子分别为PH3、H2O2,B正确;Mg可以在W与Y所形成的化合物CO2中燃烧,C正确;四种元素中非金属性最强的是O,则对应的简单氢化物中稳定性最好的是H2O,D错误。
7.下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
②
3
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
⑩
(1)⑤和⑧的元素符号分别是 和 。?
(2)表中最活泼的金属是 (填写元素符号,下同),非金属性最强的元素是 。?
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是 ,分别写出该元素的氢氧化物与⑥和⑨的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式: , 。?
(4)请设计一个实验,比较⑦与⑩的单质氧化性的强弱: 。?
答案(1)Si Ar (2)K F
(3)Al 2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+6H2O
Al(OH)3+KOHK[Al(OH)4]
(4)取无色溴化钠的水溶液少许,向其中加入新制氯水,溶液变橙红色
解析根据周期表中元素的位置可以确定各种元素,如下表所示:
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①N
②F
3
③Mg
④Al
⑤Si
⑥S
⑦Cl
⑧Ar
4
⑨K
⑩Br
8.现有部分元素的原子结构特点如表:
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
最外层电子数是次外层电子数的2.5倍
(1)画出W原子结构示意图 。?
(2)元素X与元素Z相比,非金属性较强的是 (填元素名称),写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式: 。?
(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物,其水溶液显强酸性,该化合物的化学式为 。?
(4)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q,元素W和元素Y化合形成的化合物M,Q和M的电子总数相等。以M为燃料、Q为氧化剂,可作火箭推进剂,最终生成无毒的、且在自然界中稳定存在的物质,写出该反应的化学方程式: 。?
答案(1)
(2)氧 2H2S+O22H2O+2S↓
(3)NH4HSO4 (4)N2H4+2H2O2N2+4H2O
解析X元素的L层电子数是K层电子数的3倍,根据核外电子排布的规律可推出X为O,Y元素核外电子层数等于原子序数,推出Y为H,Z元素L层电子数是K层和M层电子数之和,推出Z为S,W元素最外层电子数是次外层电子数的2.5倍,推出W为N。
(1)W为N,其原子结构示意图为。
(2)X为O,Z为S,比较两者的非金属性时一般通过置换反应进行比较,如2H2S+O22H2O+2S,氧气的氧化性强于S,即O的非金属性强于S。
(3)题给四种元素组成化合物是离子化合物,该化合物为铵盐,水溶液显强酸性,应是酸式盐,即化学式为NH4HSO4。
(4)X和Y以原子个数比为1∶1化合形成的化合物是H2O2,其结构式为H—O—O—H,电子式为H··H;H2O2的电子总数为18,化合物M是由N和H组成的18电子微粒,即M为N2H4,M和Q反应生成无毒物质,即N转化成N2,H转化成H2O,则化学反应的方程式为N2H4+2H2O2N2+4H2O。
贴近生活,拓展创新
★x、y、z、w、n为五种短周期元素,其中y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍,它们在周期表中的相对位置如图所示:
请回答下列问题:
(1)w位于周期表中第 周期 族。?
(2)n、z、w三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为: (用化学式表示)。?
(3)下列事实能说明y元素的非金属性比z元素的非金属性强的是 。?
A.y单质与z的气态氢化物水溶液反应,溶液变浑浊
B.在氧化还原反应中,1 mol y单质比1 mol z得电子多
C.y和z两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
D.y元素最高价氧化物对应水化物的酸性比z元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
(4)y和氢元素形成的10电子微粒中常见+1价阳离子为 (填化学式)。?
(5)m元素的原子序数为 ,它是一种 (填“金属”或“非金属”)元素。?
答案(1)3 ⅦA (2)H2CO3(3)AC (4)H3O+ (5)34 非金属
解析由元素周期表的结构可知,y为第2周期元素,且y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍,则y为氧元素,由此可推出n为碳元素,x为氮元素,z为硫元素,w为氯元素。
(1)w为氯元素,其原子序数为17,含有3个电子层,最外层有7个电子,位于周期表中第3周期ⅦA族。
(2)由元素周期律可知,碳、硫及氯三种元素的非金属性Cl>S>C,则这三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为H2CO3(3)氧气与H2S溶液反应,溶液变浑浊,说明氧气的氧化性比硫强,则说明氧元素的非金属性比硫元素的非金属性强,故A正确。在氧化还原反应中,1 mol氧气比1 mol S得电子多,氧化性强弱与得失电子数没有必然关系,故B错误。元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,O和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高,说明氧的非金属性较强,故C正确。氧元素不存在最高正价,无法通过氧元素最高价氧化物的水化物与硫元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱比较来判断氧元素的非金属性比硫强,故D错误。
(4)氧元素和氢元素形成的10电子微粒中常见+1价阳离子为H3O+。
(5)m元素和O、S处于同一主族,m为硒元素,原子序数比S大18,则其原子序数为34;根据同一主族从上到下元素性质递变规律可知硒为非金属。
课件42张PPT。第2课时 研究同主族元素性质的递变规律知识铺垫新知预习自主测试1.钾与水反应比钠与水反应要剧烈,钾元素的原子失电子能力比钠元素原子失电子能力强。
2.氯气可以与溴化钠溶液发生氧化还原反应,说明氯气的氧化性强于溴,说明氯原子得电子能力强于溴原子。
3.同一主族元素自上而下电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,元素的原子得电子能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强。知识铺垫新知预习自主测试一、同主族元素原子结构和元素性质的递变关系
1.碱金属元素原子结构和元素性质的递变关系
(1)碱金属元素的原子结构。知识铺垫新知预习自主测试(2)碱金属元素单质的物理性质。 知识铺垫新知预习自主测试(3)碱金属元素单质的化学性质。 知识铺垫新知预习自主测试2.ⅦA族元素性质的递变规律
(1)卤族元素的原子结构。 (2)卤素单质的物理性质及递变规律。 知识铺垫新知预习自主测试(3)卤素单质间的置换反应。 知识铺垫新知预习自主测试3.同主族元素性质与原子结构的关系 知识铺垫新知预习自主测试二、预测元素及其化合物的性质
1.硅元素的单质及其化合物
硅、二氧化硅(SiO2)、硅酸(H2SiO3)、硅酸钠(Na2SiO3)等。
2.硅及其化合物的性质知识铺垫新知预习自主测试知识铺垫新知预习自主测试三、元素周期表的应用
1.元素周期表是研究化学的重要工具,可为研究物质结构、发现新元素、合成新物质、寻找新材料提供许多有价值的指导。
2.寻找新材料知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】从原子结构角度分析,决定元素性质的因素有哪些?
提示:元素的性质取决于原子核对最外层电子的吸引力。核电荷数越大、原子半径越小,原子核对最外层电子的吸引力越大,越难失电子,越易得电子,即元素的非金属性越强,金属性越弱。
【微思考2】已知HF是弱酸,酸性HCl>HF,能否说明非金属性Cl>F?
提示:不能。不能依据氢化物水溶液的酸性强弱判断相应元素的非金属性强弱,应该依据氢化物的稳定性、还原性或生成氢化物的难易程度判断。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱。 ( )
(2)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强。 ( )
(3)Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多。 ( )
(4)第2周期元素从Li到F,非金属性逐渐增强。 ( )
(5)因为Na比K容易失去电子,所以Na比K的还原性强。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×知识铺垫新知预习自主测试2.运用元素周期表和元素周期律分析下面的推断,下列说法不合理的是( )
A.PH3、H2S、HCl的热稳定性和还原性从左到右依次增强
B.若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
C.硅、锗都位于金属与非金属的交界处,都可以做半导体材料
D.Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族,则碱性:CsOH>Ba(OH)2
答案:A
解析:根据元素周期律,同周期元素从左到右氢化物的稳定性逐渐增强,离子的还原性逐渐减弱,所以PH3、H2S、HCl的热稳定性依次增强,还原性依次减弱,选项A不合理;具有相同的电子层结构的离子,核电荷数越大,半径越小,若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数为X>Y,选项B合理;硅、锗处于金属与非金属的交界处,两元素既表现一定的金属性又表现一定的非金属性,都可以做半导体材料,选项C合理;Cs、Ba同周期,自左向右元素金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,故碱性CsOH>Ba(OH)2,选项D合理。知识铺垫新知预习自主测试3.下列关于第ⅠA族和第ⅦA族元素的说法正确的是( )
①第ⅠA族元素都是金属元素
②第ⅠA族元素都能形成+1价的离子
③第ⅦA族元素的最高正价都为+7
④第ⅦA族元素从上到下简单气态氢化物的热稳定性逐渐减弱
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
答案:C
解析:第ⅠA族元素还包括氢,氢为非金属元素,①错误;第ⅠA族元素最外层均含有1个电子,因此都能形成+1价的离子,②正确;第ⅦA族元素中氟元素没有正价,③错误;同一主族元素,从上到下非金属性减弱,气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,④正确;C项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测 同主族元素性质的相似性和递变性
问题探究
请从原子结构的角度分析造成碱金属元素、卤族元素性质的相似性和递变性的原因。你能从中体会出元素之间存在着什么样的内在联系和内部规律性?
提示:碱金属元素、卤族元素性质相似的原因是各自的最外层电子数目相同,递变性是由于随着核电荷数的增大电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的作用力逐渐减弱所致。根据上述分析可得,最外层电子数相同的元素的原子,性质具有一定的相似性,且随着电子层数的增多又具有一定的递变性。任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
卤族元素单质的化学性质任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测典例剖析
例1下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是( )
①金属性最强的是锂 ②形成的离子中,氧化性最强的是锂离子 ③在自然界中均以化合态形式存在
④Li的密度最小 ⑤均可与水反应,产物均为MOH和H2 ⑥它们在O2中燃烧的产物都有M2O和M2O2两种形式 ⑦粒子半径:Rb+>K+>Na+,Cs>Cs+
A.①②③④⑤ B.③④⑤⑥⑦
C.①②④⑥⑦ D.②③④⑤⑦任务一任务二素养脉络随堂检测答案:D
解析:①同主族元素从上到下金属性依次增强,所以金属性最强的是铯,故错误;②同主族元素从上到下金属性依次增强,阳离子的氧化性依次减弱,所以氧化性最强的是锂离子,故正确;③碱金属性质活泼,容易与空气中的氧气和水发生反应,所以在自然界中均以化合态形式存在,故正确;④碱金属密度从上到下呈增大趋势,所以Li的密度最小,故正确;⑤碱金属均可与水反应,产物均为MOH和H2,故正确;⑥锂只有Li2O一种氧化物,故错误;⑦Rb+、K+、Na+,电子层依次减少,所以半径依次减小,故Rb+>K+>Na+,Cs与Cs+具有相同的质子数,但是Cs电子数多,所以半径大,故正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1-1下列说法正确的是( )
A.碱金属元素单质的熔点随原子序数递增而降低
B.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
C.族序数等于其周期序数的元素一定是金属元素
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
答案:A
解析:碱金属元素随着原子序数的递增原子半径逐渐增大,单质的熔点逐渐降低,A项正确;同种元素的不同核素质子数相同,中子数不同,B项错误;氢元素族序数等于其周期序数,氢元素属于非金属元素,C项错误;ⅦA族元素阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱,最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1-2下列关于卤素的说法正确的是( )
A.“加碘食盐”中的“碘”是指I2
B.液溴有挥发性,保存时应加少量水液封
C.F2可以从NaCl的水溶液中置换出Cl2
D.卤化氢都易溶于水,其水溶液都是强酸
答案:B
解析:“加碘食盐”中的“碘”是指KIO3,A项错误;液溴有挥发性,保存时应加少量水液封,B项正确;F2通入水中生成HF和氧气,F2不能从NaCl水溶液中置换出Cl2,C项错误;氢氟酸是弱酸,D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测 “元素位置、原子结构、元素性质”的关系
问题探究
短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如下图所示:(1)Y所在周期中所有主族元素,Y的原子半径最小对吗?
(2)能否发生反应Cl2+H2Z=Z↓+2HCl?
提示:(1)根据同周期、同主族元素性质的变化规律进行判断。短周期为1~3周期,由图可得X为氦,Y为氟,Z为硫;同周期自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),因此F所在周期的所有主族元素中,F的原子半径最小。
(2)氯的非金属性比硫强,因此能发生置换反应:Cl2+H2S=S↓+2HCl。任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
1.有关“位—构—性”的推断
先根据结构判断元素在元素周期表中的位置,然后根据元素性质的相似性和递变性预测题给元素可能的性质;也可以根据元素具有的性质确定元素在周期表中的位置,进而推断出元素原子的结构。“位—构—性”的关系如下:任务一任务二素养脉络随堂检测2.原子结构与元素性质的关系
(1)最外层电子数大于电子层数时,属于非金属元素。
(2)最外层电子数小于等于电子层数时,属于金属元素(氢除外)。
(3)同周期、同主族元素,原子半径越大,越易失电子,金属性越强,对应单质的还原性越强,形成的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,其离子的氧化性越弱。
(4)同周期、同主族元素,原子半径越小,得电子越易,非金属性越强,对应单质的氧化性越强,形成的氢化物越稳定,形成的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其离子的还原性越弱。任务一任务二素养脉络随堂检测典例剖析
例2A、B、C、D、E为原子序数依次递增的短周期主族元素。A的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可反应形成盐,B原子最外层电子数是内层电子数的3倍,C的原子半径是本周期中最大的,D的单质为淡黄色固体。下列说法不正确的是( )
A.简单气态氢化物的稳定性:B>A
B.物质CAB2有毒,不能用作食品添加剂
C.最高价氧化物对应的水化物酸性:E>D
D.B、C、E以原子个数比1∶1∶1的形成的化合物可用于杀菌消毒任务一任务二素养脉络随堂检测答案:B
解析:根据题意分析可得A、B、C、D、E分别为N、O、Na、S、Cl。非金属性:B>A,气态氢化物的稳定性:B>A,故A正确;物质CAB2为亚硝酸钠,亚硝酸钠是食品添加剂的一种,起着色、防腐作用,但要限量使用,故B错误;非金属性:E>D,最高价氧化物对应的水化物酸性:E>D,故C正确;B、C、E以原子个数比1∶1∶1形成的化合物是次氯酸钠,可用于杀菌消毒,故D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测 元素“位”“构”“性”规律中的特例
(1)一般原子的原子核是由质子和中子构成的,但核素氕 H)中无中子。
(2)元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始,但第1周期例外,第1周期是从氢元素开始的。
(3)所有元素中,碳元素形成的化合物种类最多。
(4)非金属单质一般不导电,但石墨导电,晶体硅是半导体。
(5)非金属氧化物一般是酸性氧化物,但NO、CO等不是酸性氧化物。
(6)氟元素是ⅦA族元素,只有-1价和0价,无正价;氧元素一般显-2价,在Na2O2中显-1价;氢元素一般显+1价,但在NaH中显-1价。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2-1甲、乙、丙、丁、戊是中学化学常见的无机物,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是( )A.若组成甲、乙的元素位于同一周期,则戊可能是一种弱酸
B.若组成甲、乙的元素位于同一主族,则戊可能是一种弱酸
C.若甲为短周期中原子半径最大的主族元素形成的单质,且戊为碱,则丙只能为Na2O2
D.若丙、丁混合生成白烟,且丙为18电子分子,丁为10电子分子,则乙的水溶液可能具有漂白作用任务一任务二素养脉络随堂检测答案:C
解析:若组成甲、乙的元素位于同一周期,则甲、乙可以是C和O2,戊是碳酸,A正确。若组成甲、乙的元素位于同一主族,则甲、乙可以是S和O2,戊是亚硫酸,B正确。若甲为短周期中原子半径最大的主族元素形成的单质,甲应是钠,则丙可以是Na2O也可以是Na2O2,C错。生成白烟是挥发性酸和NH3反应的特征现象,结合所含的电子数目可确定丙为HCl,则乙可能为氯气,D项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2-2(双选)下表是部分短周期主族元素的相关信息。下列说法错误的是( )A.上述五种元素分布在三个不同周期
B.最简单氢化物的稳定性:Z>Y
C.M、W的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生化学反应
D.Y、M、W分别形成的单核离子中,M形成的离子半径最小任务一任务二素养脉络随堂检测答案:BC
解析:X的周期序数=主族序数=原子序数,X是氢元素;Y原子最外层电子数为a,次外层电子数为b,Z原子L层电子数为a+b,M层电子数为a-b,则a=6、b=2,所以Y是氧元素、Z是硅元素;M是地壳中含量最多的金属元素,M是铝元素;W位于第3周期,最外层电子数是电子层数的2倍,W是硫元素。H、O、Si、Al、S分布在三个不同周期,故A正确;最简单氢化物的稳定性:H2O>SiH4,故B错误;Al(OH)3与H2SO4能发生酸碱中和反应,故C错误;O2-、Al3+、S2-的半径S2->O2->Al3+,故D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列关于元素周期律和元素周期表的说法错误的是 ( )
A.Na、Mg、Al元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增加
B.第2周期元素从Li到F,元素原子得电子能力逐渐增强
C.同一周期从左到右,随着元素原子序数的递增,其气态氢化物的稳定性增强
D.I2、Br2、Cl2、F2与H2化合越来越容易
答案:A
解析:Na、Mg、Al三种元素的原子核外电子层数都是3,均位于第3周期。故A说法错误;同周期从左到右,原子半径依次减小,元素原子得电子能力逐渐增强。故B说法正确;同一周期从左到右,元素的非金属性增强,因此气态氢化物的稳定性增强。故C说法正确;I、Br、Cl、F的非金属性依次增强,其单质与氢气的反应越来越容易。故D说法正确。任务一任务二素养脉络随堂检测2.下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )
A.第2周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
B.同一主族的元素,原子半径越大,越容易失去电子,其单质的氧化性越强
C.最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期
D.碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
答案:C
解析:O无最高化合价,F不显正价,A项错误;元素越容易失去电子被氧化,还原性越强,B项错误;第1周期元素仅有一层电子,第3~7周期元素原子最外层电子数一定小于次外层电子数,C项正确;ⅠA族中氢元素不属于碱金属,D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测3.科学家预测原子序数为114的元素,具有相当稳定性的同位素,它的位置在第7周期ⅣA族,称为类铅。关于它的性质,预测错误的是( )
A.它的最外层电子数为4
B.它的金属性比铅强
C.它具有+2、+4价
D.它的最高价氧化物的水化物是强酸
答案:D
解析:原子序数为114的元素在第7周期ⅣA族。ⅣA族元素的最外层电子数为4,A项正确;同主族元素由上到下元素的金属性逐渐增强,故类铅的金属性比铅强,B项正确;类铅元素在第7周期ⅣA族,具有+2、+4价,C项正确;同主族元素由上到下元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,碳酸为弱酸,故类铅的最高价氧化物对应水化物不可能是强酸,D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测4.下列有关说法正确的是( )
A.CO2与水反应生成碳酸,是酸性氧化物;SiO2不能与水反应生成相应的硅酸,不是酸性氧化物
B.NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放
C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水
D.粗硅制备时,发生的反应为SiO2+C=Si+CO2↑
答案:B
解析:酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物,虽然SiO2不能与水反应生成相应的硅酸,但SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,是酸性氧化物,A项错误;玻璃的成分中含大量二氧化硅,碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放,B项正确;二氧化硅和碳酸钙都不溶于水,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质,C任务一任务二素养脉络随堂检测5.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,某学生设计了如图所示的装置,一次实验即可达到实验目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答:(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂应为 。?
(2)装置B所盛的试剂是 ,其作用是 。?
(3)装置C所盛的试剂是 ,C中反应的离子方程式是 。?
(4)由此得到的结论是酸性: > > 。?任务一任务二素养脉络随堂检测