专题04 元素周期表与元素周期律.docx
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专题04元素周期表与元素周期律
专题04元素周期表与元素周期律
【2013高考预测】
元素周期律部分的变化不大。
物质结构和元素周期律知识是中学化学的重要理论,这部分知识在高考化学中占有比较重要的位置,在复习中要注意理解物质结构、元素周期律知识与物质性质之间的辩证关系,一方面要通过复习物质结构、元素周期律的知识促进对物质性质规律的理解,另一方面要利用所学的物质性质加深对物质结构知识和元素周期律知识的理解,提高根据结构推测性质和根据性质推测结构的能力。
预测2011年对本专题的考查将继续以选择和推断题出现,命题可能采取结合新科技,新能源等社会热点为背景,着重考查学生对基本概念的掌握,如元素周期律的变化规律,晶体类型的判断与性质等,同时对整个高中化学整合的考查也不容忽视,因为这样可以很好地考查学生对化学知识的全面掌握,同时增加了试题区分度。
【高频考点】
考点一 原子结构及基本粒子之间的关系
主要以选择题的形式考查构成原子的粒子、各粒子间关系及它们的概念间的联系,1~20号元素的核外电子排布规律与元素性质及其与结构的关系。
【例1】下列叙述正确的是( )。
A.中子数为20的氯原子:
Cl(2012·江苏,2-C)
B.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数(2012·山东,9-C)
C.
92U和
92U是中子数不同质子数相同的同种核素(2012·天津,3-C)
D.短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构(2012·天津,3-D)
【变式】用
Ca轰击
97Bk,生成了6个拥有117个质子的新原子,其中的5个原子有176个中子,1个原子有177个中子。
下列有关说法正确的是( )。
A.
97Bk的质量数为97
B.第117号元素是副族元素
C.第117号元素是非金属元素
D.
Ca2+的中子数比核外电子数多10
1.短周期元素原子的结构特征
(1)原子核内无中子的原子是
H;
(2)最外层有1个电子的元素是H、Li、Na;[来源:
Zxxk.Com]
(3)最外层有2个电子的元素是He、Be、Mg;[来源:
中教网]
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C,是次外层电子数3倍的元素是O,是次外层电子数4倍的元素是Ne;
(5)电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。
2.分子中8电子稳定结构判别法
在判断某分子中某原子是否达到8电子的稳定结构时,主要是看其化合价的绝对值与其最外层电子数之和是否等于8。
如CO2中C和O原子;HCl中的Cl,而H则不可。
考点二 物质结构中微粒间的相互作用
本部分紧紧围绕物质结构中微粒间的相互作用:
离子键、共价键、分子间作用力考查物质的类型与键的类型的关系、键的类型与物质的性质等问题。
【例2】(2012·全国,6)下列有关化学键的叙述,正确的是( )。
A.离子化合物中一定含有离子键
B.单质分子均不存在化学键
C.含有极性键的分子一定是极性分子[来源:
学#科#网Z#X#X#K]
D.含有共价键的化合物一定是共价化合物
【变式】下列有关化学键的叙述,正确的是( )。
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.化合物MgO、SiO2、SO3中化学键的类型相同
D.PH3分子稳定性低于NH3分子,因为N—H键键能高
【特别提醒】
(1)分子中不一定都有化学键,如稀有气体。
(2)金属元素与非金属元素形成的化合物不一定都是离子化合物,如AlCl3;只有非金属元素形成的化合物不一定都是共价化合物,如铵盐。
(3)离子化合物中一定有离子键,可能还有共价键;共价化合物中一定没有离子键。
[来源:
中国教育出版网]
(4)离子键和共价键,不仅对物质的化学性质有影响,某些情况下对物质物理性质也有影响,如熔点、硬度等。
(5)化学键被破坏的变化不一定是化学变化。
如HCl溶于水,NaCl熔化属于物理变化。
(6)离子化合物熔融时可以导电,共价化合物熔融时不导电。
考点三 元素周期表中的重要规律及“位、构、性”的关系
常以原子序数、原子或离子半径大小、离子氧化性或还原性强弱、物质的组成、元素位置及化合价、化合物的性质和结构推断等为切入点进行考查。
【例3】(2012·江苏,12)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Y原子的最外层只有2个电子,Z单质可制成半导体材料,W与X属于同一主族。
下列叙述正确的是( )。
A.元素X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
B.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱
C.化合物YX、ZX2、WX3中化学键的类型相同
D.原子半径的大小顺序:
rY>rZ>rW>rX
【变式】X、Y、Z、W为四种短周期元素,它们在周期表中位于连续的四个主族,如图所示。
Z元素原子核外K层与M层电子数相等。
下列说法中正确的是( )。
A.Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H3YO4
B.Y最简单气态氢化物的水溶液显弱碱性
C.原子半径由小到大的顺序为:
X D.X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同 【特别提醒】 1.元素周期表中的递变规律(“三角”规律) 若A、B、C三种元素位于周期表中如图所示位置,则有关的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。 [来源: 中*国教*育出*版网] (1)原子半径: C>A>B; (2)金属性: C>A>B; (3)非金属性: B>A>C。 2.元素周期表中的相似规律 (1)同主族元素性质相似; (2)元素周期表中位于对角线位置(上图中A、D位置)的元素性质相似,如Li和Mg、Be和Al、B和Si等; (3)相邻元素性质差别不大。 3.微粒半径大小判断的“三看” 一看电子层数: 电子层数越多,半径越大; 二看核电荷数: 电子层结构相同的不同微粒,核电荷数越多,半径越小; 三看最外层电子数: 若微粒电子层数与核电荷数都相同,则最外层电子数越多,半径越大。 【特别提醒】 1.判断元素非金属性强弱,根据含氧酸的酸性强弱进行比较,对应的酸必须是最高价氧化物的水化物。 2.气态氢化物水溶液的酸性强弱不能判断元素非金属性强弱,如HCl的酸性>HF的酸性,不能证明氯的非金属性强于氟的非金属性。 【高考预测】 预测一、由元素在周期表中的位置推断元素、预测性质、判断结构,综合考察元素化合物的性质。 例1.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短同期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。 (1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为 。 (2)W与Y可形成化合物W2Y,该化合物的电子式为 。 (3)X的硝酸盐水溶液显 性,用离子方程式解释原因 。 [来源: 中.教.网z.z.s.tep] (4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中,发生反应的化学方程式为: 。 [来源: 学科网] (5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性 > (用分子式表示) (6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是: > > > 。 (7)Z的最高价氧化物为无色液体,0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液,并放出QkJ的热量。 写出该反应的热化学方程式: 。 【变式】X、Y为短周期元素,X的原子半径小于Y。 下列叙述正确的是() A.原子序数Y大于X B.X元素的最高正价一定大于Y元素的最高正价 C.若X元素形成的单质是X2,Y元素的单质一定是Y2 D.若X、Y原子电子层数相同,Y的失电子能力一定强于X 【答案】D 【解析】本题考查元素周期表和元素周期律。 X、Y为短周期元素,X的原子半径小于Y,有两种情况,X、Y同周期或同周期。 同主族时可知A、B、C都错;同周期时,Y在X的左边,失电子能力强,D正确。 预测二、考查离子化合物和共价化合物的电子式或者原子的结构示意图 例2.下列化学用语正确的是() A.含有10个中子的氧原子: B.乙烯的最简式(实验式): C. 的电子式: D.铝离子的结构示意图 【变式】下列电子式书写错误的是( )[来源: 中国教育出版网] A. B. C. D. 预测三、考查概念(同位素、同素异形体、核素、离子化合物、共价化合物)及化学用语。 例3. 和 是氯元素的两种核素,NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 A. 和 互为同分异构体 B. 与 核外电子排布方式不同 C.通过化学变化可以实现 与 间的相互转化 D.标准状况下,1.12L 和1.12L 均含0.1NA个氧原子 【变式】下列说法中正确的是() 原子中,质量数一定大于质子数 电子层多的原子半径一定大于电子层少的原子半径 离子化合物,含有离子键,就没有共价键 自然界中有多少种核素,就有多少种原子 预测四: 有关元素周期律内容的计算。 例4.39.6g元素A与4.2g元素B含有相同原子数,A和B原子核中质子数与中子数相等,已知A元素在其最高价氧化物中的含量是40%,在其氢化物中含量为94.1%。 试计算A、B两元素的原子量,并推算出它们在周期表中的位置。 【变式】有A、B、C、D、E五种元素,C和D的原子序数分别比E和A的原子序数大1,C和D能形成CD3型的化合物,B和D的离子具有相同的电子层结构,B是同周期中(除稀有气体元素外)原子半径最大的元素。 A元素在其最高价氧化物中含量是40%,在其氢化物中的含量是94.1%,A原子中质子、中子、电子数相等。 18gC和足量的稀硫酸反应,在标况下生成22.4L氢气,C原子中有14个中子。 问: A、B、C、D、E各是什么元素? 并分别指出它们在元素周期表中的位置。 属元素,由题给条件B、D的离子具有相同电子层结构,可知B应为钾元素;由化学式CD3 【专家预测】 1.金属钛对体液无毒且有惰性,能与肌肉和骨骼生长在一起,因而有“生物金属”之称。 下列有关 Ti和 Ti的说法正确的是( )。 A. Ti和 Ti原子中均含有22个中子[来源: 中教网] B. Ti和 Ti核外均有4个电子层 C.分别由 Ti和 Ti组成的金属钛单质互称为同分异构体 D. Ti与 Ti为同一核素 2.下列有关氧原子的表述中正确的是( )。 A.16O与18O核外电子排布方式不同 B.16O2与18O2互为同分异构体 C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 D.D O中,质量数之和是质子数之和的两倍 解析 16O和18O的核外电子数相同,电子排布方式相同,A项错误;中子数不同而分子结构相同,不能称为同分异构体,B项错误;化学变化不能实现原子核的改变,C项错误;质量数之和为2×2+16=20,质子数之和为1×2+8=10,D项正确。 答案 D 3.下列有关物质的性质或结构的说法正确的是( )。 A.第二周期元素最高价与其原子最外层电子数相等 B.Na的原子半径比Cl的大,但Na+的半径比Cl-的小 C.Li、Na、K、Rb、Cs都属于碱金属元素,它们单质的还原性随原子序数的增大而减弱 D.Cl与I同属于ⅦA族元素,则两者最高价氧化物对应水化物的酸性: HClO4 4.下列排列顺序正确的是( )。 A.离子半径: Na+>Mg2+>F- B.稳定性: HF>H2O>NH3 C.酸性: 盐酸>碳酸>醋酸 D.还原性: Cl->Br->I-[来源: 中教网] 5.短周期主族元素A、B、C的原子序数依次递增,它们的族序数之和为11,A、C同主族,B原子最外层电子数比A原子次外层电子数多1。 下列叙述正确的是( )。 A.原子半径: B>C>A B.A、C两元素的最高价氧化物对应水化物的酸性A弱于C C.B的最高价氧化物的水化物只能与酸反应,不能与碱反应 D.B的最高价氧化物的熔点比A的最高价氧化物的熔点低 6.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如右图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。 下列判断不正确的是( )。 A.最简单气态氢化物的热稳定性: R>Q B.最高价氧化物对应水化物的酸性: Q C.原子半径: T>Q>R D.含T的盐溶液一定显酸性 7.已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性的大于Z的气态氢化物的稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。 下列说法正确的是( )。 A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小 B.W与X形成的化合物中只含离子键 C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点 D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3 解析 结合题目描述,W、X、Y、Z之间的位置关系为: [来源: ] W X … Y … Z 8.X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16。 X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如下变化: 一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B、C两种分子中的电子数均等于10。 请回答下列问题: (1)X元素在周期表中的位置是________。 (2)分析同主族元素性质的递变规律,发现B、C物质沸点反常,这是因为它们的分子之间存在________。 (3)①C在一定条件下反应生成A的化学方程式是_______________。 ②X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W,C在适当条件下被W吸收生成一种盐。 该盐的水溶液pH<7,其原因是(写出离子方程式)________________________________。 9.X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。 X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。 请回答下列问题: (1)Y在元素周期表中的位置为________________。 [来源: Z|xx|k.Com] (2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是____________(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是____________(写化学式)。 [来源: z|zs|] (3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有______________________(写出其中两种物质的化学式)。 (4)X2M的燃烧热ΔH=-akJ·mol-1,写出X2M燃烧反应的热化学方程式: ______________________________________。 (5)ZX的电子式为________;ZX与水反应放出气体的化学方程式为______________________________。 (6)熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下), 反应原理为: 2Z+FeG2 Fe+2ZG放电时,电池的正极反应式为________________; 充电时,________(写物质名称)电极接电源的负极;该电池的电解质为________。 (3)Cl2、O3、ClO2(任写两种,其他合理答案均可) (4)2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2akJ·mol-1或H2S(g)+ O2(g)===SO2(g)+H2O(l) ΔH=-akJ·mol-1 (5)Na+[ H]- NaH+H2O===NaOH+H2↑ (6)Fe2++2e-===Fe 钠 βAl2O3 10.已知: A、B、C、D四种短周期元素原子序数依次增大,A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,由D元素组成的单质在通常状况下呈黄绿色,B、C、D三种元素位于同一周期,B、C、D三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,X、Y、Z可两两相互反应生成盐和水,试推断并用相应的化学用语回答下列问题。 (1)D元素原子的结构示意图为________。 (2)X与C元素的最高价氧化物可以发生反应,该反应的离子方程式为________________________________。 (3)A、B、C三种元素的原子半径由小到大的顺序为____________。 (4)A与D两元素的气态氢化物之间可以反应生成一种盐,该盐的水溶液呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性,该水溶液中各离子浓度由小到大的顺序为______________________。 11.A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。 已知: A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐,D与E同主族,E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2。 请回答: (1)元素C在周期表中的位置是________。 (2)元素D的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂,这种化合物与水反应的离子方程式________________________________。 (3)D和E两种元素相比较,其原子得电子能力较强的是________(写名称)。 以下说法中,可以证明上述结论的是________(填写编号)。 [来源: 中&教&网z&z&s&tep] a.比较这两种元素的常见单质的沸点 b.二者形成的化合物中,D元素的原子显负价 c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性 d.比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性 (4)元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素),这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是________________________________。 (5)由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂,元素A、F组成的化合物为Y。 在等体积、等pH的X、Y的溶液中分别加入等质量的锌粉,反应后若最后仅有一份溶液中存在锌粉,则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是: X________Y(填“>”、“=”或“<”)。 (6)元素F的单质常温下是一种气体,工业上主要是通过电解其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体,假定装入的饱和溶液为100mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得阴极上产生11.2mL(标准状况)气体时停止通电,将溶液摇匀,此时溶液的pH为________。
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