1.3
元素周期表的应用
考点1
同周期元素的递变规律
在同一周期的主族元素中，各元素原子的核外电子层数相同，但从左到右核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，原子失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，原子得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强。
1．钠、镁、铝三种元素失电子能力的比较
考点2同主族元素的性质递变规律
1.ⅦA族元素(卤族元素)原子结构与性质的相似性和递变性
相似性：卤素单质都是有色物质，从上到下，其颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高（常温时的状态由气态经液态到固态）。
（2）化学性质的相似性和递变性
卤素原子最外层上都是7个电子，易得到1个电子，因此，卤族元素都具有较强的非金属性，其单质都较活泼，具有较强的氧化性，能与多种金属和非金属发生化学反应。但从上到下，由于电子层数递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，原子得电子能力逐渐减弱，因此，卤族元素的非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱。
元素
F
Cl
Br
I
单质与H2化合的条件
暗处爆炸
点燃或光照
加热(200
℃)
更高温度下，缓慢反应，可逆
氢化物的稳定性
逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸性
—
逐渐减弱
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后，液体分层，上层无色，下层橙色
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
静置后，液体分层，上层无色，下层紫色
Br2＋2KI===2KBr＋I2
静置后，液体分层，上层无色，下层紫色
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
结论：卤素单质的氧化性：Cl2>Br2>I2；
卤素离子的还原性：I－>Br－>Cl－。
微点拨：(1)F无含氧酸，因F无正价。
(2)HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸。
2．碱金属元素原子结构和性质的相似性与递变性
(1)相似性
①原子的最外电子层都有1个电子。
②最高化合价均为＋1价。
③都是活泼的金属元素，单质都能与氧气、水等物质发生反应。
④最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的碱性。
(2)递变性
结构及性质
规律
原子半径
单质的还原性
与水、氧气反应的剧烈程度
最高价氧化物对应水化物的碱性
4Li
＋
O22Li2O
2Na
＋
O2
Na2O2
K
＋
O2KO2
（2）与水的反应
2Na(K)
＋
2H2O
＝
2NaOH(KOH)
＋
H2↑
考点3
判断原子得失电子能力的方法
1.元素原子失去电子能力（金属性）强弱的判断依据
(1)金属活动性顺序表中越靠前，金属原子失电子能力越强。
(2)同一周期的金属元素，从左往右，原子失电子能力依次减弱。
(3)金属与水或酸置换出氢时，置换反应越容易发生，金属原子失电子能力越强。
(4)金属与盐溶液反应，较活泼金属(失电子能力强)置换出较不活泼的金属。
(5)最高价氧化物对应的水化物碱性越强，失电子能力越强。
2．元素原子得电子能力（非金属性）强弱的判断依据
(1)同周期的非金属元素，从左到右得电子能力依次增强(不包括稀有气体)。
(2)非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，得电子能力越强。
(3)非金属元素的单质与氢气化合越容易，得电子能力越强；生成的气态氢化物越稳定，得电子能力越强。
(4)不同的非金属单质M和N在溶液中发生置换反应，若M能置换出N，则得电子能力：M>N。
注意：1不能根据得电子的多少来判断非金属性强弱。
2不能根据气态氢化物水溶液的酸性强弱判断非金属性强弱。
3必须是最高价氧化物对应的水化物酸性比较才能说明非金属性强弱。
考点4
预测元素及化合物的性质(以硅为例)
1．依据位置
(1)相似性
硅与碳位于同一主族，性质应具有一定的相似性，如最高正价为＋4，最低负价为－4，最高价氧化物SiO2对应水化物的化学式为H2SiO3等。
(2)递变性
与同主族碳元素的原子相比：硅原子得电子能力弱，硅元素的非金属性弱，稳定性：SiH4
与同周期磷元素的原子相比：硅原子得电子能力较弱，硅元素的非金属性弱，稳定性：SiH42．依据类别
SiO2属于酸性氧化物，能与碱溶液反应，高温时能与碱性氧化物反应。
3．依据化合价
SiO2中硅元素为＋4价，因此SiO2具有氧化性，能与还原性物质反应，如SiO2＋2C2CO↑＋Si。
注意：SiO2虽然属于酸性氧化物，但能与HF反应。
总结：元素性质的变化规律题目的一般思路
(1)首先判断所给元素的相对位置，即是同周期还是同主族。
(2)然后根据元素周期律得出相应的结论。
(3)最后考虑涉及元素是否有特殊性
考点
5
元素“位、构、性”之间的关系
1．元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系
结构→位置
2．元素的原子结构与元素性质的关系
3．元素在周期表中位置与元素性质的关系
例题精析
【例题1】同周期元素的递变规律
下列所述变化规律正确的是( )
A．Na、Mg、Al还原性依次增强
B．HCl、PH3、H2S稳定性依次减弱
C．Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH碱性依次减弱
D．S2－、Cl－、K＋、Ca2＋的离子半径依次减小
【答案】D
【例题2】同主族元素的性质递变规律
下列顺序排列错误的是( )
A．原子半径：OB．稳定性：PH3>H2S>HCl
C．酸性：H3PO4D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
【答案】B
【例题3】元素周期律和微粒半径
下列关于物质性质变化的比较，不正确的是( )
A．稳定性强弱：HF>HCl>HBr>HI
B．原子半径大小：Na>S>O
C．碱性强弱：KOH>NaOH>LiOH
D．还原性强弱：F－>Cl－>I－
【答案】D
【例题4】判断原子得失电子能力的方法
下列有关叙述：①非金属单质M能从N的化合物中置换出非金属单质N；②M原子比N原子容易得到电子；③单质M跟H2反应比N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>HnNOy；⑥熔点M>N，能说明M比N的非金属性强的是( )
A．①②③
B．②⑤
C．①②③④⑤
D．全部
【答案】A
【例题5】判断原子得失电子能力的方法
下列事实不能用于判断金属元素失电子能力强弱的是( )
A．金属间发生的置换反应
B．1
mol金属单质在反应中失去电子的多少
C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D．金属元素的单质与水或酸置换出氢的难易
【答案】B
【例题6】预测元素及化合物的性质
运用元素周期律分析，下列说法中错误的是( )
A．Sr是第5周期ⅡA族元素，Sr(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强
B．As是第4周期ⅤA族元素，AsH3的还原性比NH3的还原性弱
C．Cs的原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈
D．Cl的核电荷数比Al的核电荷数大，Cl的原子半径比Al的原子半径小
【答案】 B
【例题7】元素“位、构、性”之间的关系
短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：W>Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
【答案】
A
【例题8】元素“位、构、性”之间的关系
某主族元素的原子最外层是第5层，其上有1个电子，下列描述中正确的是( )
A．常温下，其单质与水反应不如钠与水反应剧烈
B．其原子半径比钾原子半径小
C．其碳酸盐易溶于水
D．其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解
【答案】C
【例题9】元素“位、构、性”之间的关系
碲(Te)是52号元素，位于周期表中ⅥA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述中错误的是( )
A．碲的单质具有半导体的性能
B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)
D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱
【答案】B
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元素周期表的应用
课堂运用
【基础】
1.周期表中第3周期元素,按原子序数递增的顺序(稀有气体元素除外),以下说法正确的是( )
A.原子半径逐渐增大
B.金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
C.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
D.简单离子的半径减小
2.下列递变规律正确的是( )
A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强
B.钠、镁、铝的还原性依次减弱
C.HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.P、S、Cl原子半径逐渐增大
3.下列物质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是( )
A.Mg(OH)2 B.Al(OH)3 C.SiO2 D.Na2CO3
4.下列单质中,与水反应最剧烈的是( )
A.K B.Cs C.Na D.Li
5.元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质,下列说法正确的是( )
A.同一主族元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同
B.短周期元素形成简单离子后,最外层都达到8电子稳定结构
C.第3周期主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
D.同一元素的最高价氧化物对应的水化物不可能既表现酸性又表现碱性
【巩固】
1.下列事实不能说明非金属性Cl>I的是( )
A.Cl2+2I-
2Cl-+I2 B.稳定性:HCl>HI
C.酸性:HClO4>HIO4 D.酸性:HClO3>HIO3
2.(2020河南大学附中高一下月考)根据下列事实不能得出相应推论的是( )
序号
事实
推论
A
与冷水反应,Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
氧化性:HClO>H2CO3
非金属性:Cl>C
D
热稳定性:HBr>HI
非金属性:Br>I
3.某同学设计如图装置,研究非金属元素性质变化规律。已知:高锰酸钾在常温下与浓盐酸反应产生氯气。
(1)如果C中装饱和的H2S溶液,A中装浓盐酸,B中装高锰酸钾粉末,反应一段时间后观察到的现象是C中产生淡黄色沉淀,证明氯的非金属性比硫的非金属性 (填“强”“弱”或“无法判断”)。?
(2)利用如图装置证明Cl2的氧化性强于I2的氧化性,则A中装浓盐酸,B中装入高锰酸钾粉末,C中装入淀粉KI溶液,则C中现象是 。?
(3)现有浓硝酸、大理石、澄清石灰水、硅酸钠溶液,选择试剂用如图装置证明:非金属性N>C>Si。C中装试剂 ,C中实验现象为 。该装置存在不足之处,改进措施为 。?
4.Se元素是人类必需的微量元素之一。下列说法不正确的是( )
A.SeO2可以被氧化
B.H2Se没H2S稳定
C.Se原子的半径比Cl原子大
D.Se是性质最接近金属的非金属
5.铊(81Tl)是元素周期表ⅢA族元素,下列关于铊的叙述不正确的是( )
A.铊比铝的金属性更强
B.铊能与盐酸反应放出氢气
C.铊在化合物中可以是+3价
D.氢氧化铊一定具有两性
6.同周期的X、Y、Z三种元素,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性:H3XO4A.非金属性:X>Y>Z
B.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
C.原子半径:XD.对应简单阴离子的还原性:X>Y>Z
7.下列关于元素金属性和非金属性强弱比较的说法不正确的是( )
A.将大理石加入稀盐酸中,能产生CO2气体,说明Cl的非金属性强于C
B.Si与H2化合所需温度远高于S与H2化合的温度,说明S的非金属性强于Si
C.Na与冷水剧烈反应,而Mg与冷水反应缓慢,说明Na的金属性强于Mg
D.石灰乳能溶于盐酸,不能和NaOH反应,Be(OH)2与盐酸和NaOH都能反应,说明Ca的金属性强于Be
8.(双选)下列有关非金属元素的叙述及推理正确的是(深度解析)
A.非金属性F>Cl,故将F2通入NaCl溶液中,发生反应F2+2Cl-
Cl2+2F-
B.非金属性F>Br,故酸性:HF>HBr
C.非金属性S>As,故前者的气态氢化物稳定性更强
D.非金属性O>N,故O2比N2更容易与H2化合
9.应用元素周期律的有关知识,可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列预测中正确的是( )
①第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均呈酸性
②砹(At)单质为有色固体,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
③Li在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2
④硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
⑤硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体
A.②④ B.①②③④ C.①③⑤ D.②④⑤
10如图为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是
( )
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强于W
D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
【拔高】
1.X、Y、Z、W代表四种短周期元素,有关它们的部分结构信息及性质信息如表所示。请按要求回答下列问题:
元素
部分结构信息
部分性质信息
X
X的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子
X有多种氧化物,如XO、XO2、X2O4等
Y
Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半
Y能形成2种常见气态氧化物
Z
Z原子的最外层电子数大于4
Z元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和等于6
W
W原子的最外层电子数等于2n-3(n为原子核外电子层数)
化学反应中W原子易失去最外层电子形成W3+
(1)Z在元素周期表中的位置是 。?
(2)X、Y的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 (用化学式表示)。?
(3)X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是 (用化学式表示)。?
(4)实验室用X的气态氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是 (用离子方程式表示)。?
(5)写出Z的单质与二氧化硫的混合气体通入水中所发生反应的离子方程式: .
2.四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示,其中Z元素原子次外层电子总数是其最外层电子数的2倍。
X
Y
Z
W
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第______周期________族;?
(2)这些元素的氢化物中,稳定性最差的是________(写化学式);?
(3)XW2的名称为________;?
(4)写出X的单质与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液反应的化学方程式:_________________;?
(5)X的最高价氧化物对应的水化物比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性________,能证明这一事实的有关反应的离子方程式为____________。?
3.五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、B、C三种元素原子核外电子层数之和是5。A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数;B元素原子最外层电子数是其电子层数的2倍,A和C可以形成化合物CA3;B与D的原子序数之比为3∶4,E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。请回答下列问题:
(1)由A、B两种元素组成的分子有多种,其中一种分子含10个电子,写出其分子式:
__________________________。?
(2)化合物甲由A、B、C、D四种元素组成,既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应,且甲为无机盐,其化学式为?________。?
(3)胶态磁流体在医学上有重要的用途,而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子,其制备过程可简单表示如下:
①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中,生成两种碱,写出该反应过程中的总离子方程式:?____________。?
②上述反应生成的两种碱继续作用得到Fe3O4,该反应的化学方程式为______。?
4.某同学做同周期主族元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,记录的有关实验现象如表(注:实验中所用的镁块与钠块大小相似,镁条与铝条大小相似)。
实验方案
实验现象
①用砂纸打磨后的镁块与沸水反应,再向反应液中滴加酚酞试液
A.浮于水面,熔成小球,在水面上四处游动,慢慢消失,溶液变成红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水
B.产生气体,溶液变成浅红色
③将一小块钠放入滴有酚酞试液的冷水中
C.反应不十分剧烈,产生无色气体
④镁条与5
mL
2
mol·L-1的盐酸反应
D.剧烈反应,迅速产生大量无色气体
⑤铝条与5
mL
2
mol·L-1的盐酸反应
E.生成白色沉淀,继而沉淀消失
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量
F.生成淡黄色沉淀
(1)实验目的: 。?
(2)实验用品:
仪器:烧杯,试管, ,试管夹,镊子,小刀,玻璃片,砂纸,酒精灯等。?
药品:金属钠,镁条,铝条,稀盐酸,新制氯水,新制饱和硫化氢溶液,2
mol·L-1的盐酸,NaOH溶液,蒸馏水, ,AlCl3溶液等。?
(3)实验内容(填与实验现象或实验方案对应的编号并写出相关反应的离子方程式):
实验方案
实验现象
有关离子方程式
②
A
⑥
(4)实验结论: 。
答案：
【基础】
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】C
【巩固】
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】 (1)强 (2)淀粉KI溶液变蓝色
(3)硅酸钠溶液 有白色沉淀生成 在B、C之间加一个盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】A
8.【答案】CD
9.【答案】A
10.【答案】D
【提升】
1.【答案】(1)第3周期ⅦA族
(2)NH3>CH4
(3)HClO4>HNO3>H2CO3
(4)Al3++3NH3·H2O
Al(OH)3↓+3N
(5)Cl2+SO2+2H2O
4H++2Cl-+S
2.【答案】(1)3 ⅣA (2)SiH4 (3)二硫化碳
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)弱 2H++CCO2↑+H2O(其他合理答案也可)
3.【答案】(1)CH4
(2)NH4HCO3或(NH4)2CO3
(3)①Fe2++2Fe3++8NH3+8H2OFe(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+8N
②Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O
4.【答案】(1)探究同周期主族元素性质的递变规律
(2)胶头滴管 酚酞试液
(3)
实验方案
实验现象
有关离子方程式
F
H2S+Cl2
2H++2Cl-+S↓
③
2Na+2H2O
2Na++2OH-+H2↑
E
Al3++3OH-
Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-
[Al(OH)4]-
(4)同周期主族元素,从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
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