专题5 微观结构与物质的多样性第一单元 第2课时　元素周期表及其应用高一化学课件（苏教版2019）

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第2课时　元素周期表及其应用课程目标1. 了解元素周期表的结构。2．知道同主族、同周期元素性质递变规律。3．了解主族元素“位、构、性”之间的关系。4．了解周期表的意义与应用。图说考点01.学业基础——自学·思记·尝试02.核心素养——合作·探究·分享03.学考评价——夯实·测控·演练04.课时作业（二十四）内容索引01.学业基础——自学·思记·尝试学业基础——自学·思记·尝试[新知预习]一、周期表的结构1．编排依据元素周期表是___________的具体表现形式。元素周期律2．编排原则(按原子序数从小到大排列)电子层数原子序数电子层数3.结构(1)周期(即横行)短218283续表长1841853267(2)族(____列，____个族)：1816ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB8、9、10　18电子层数最外层电子数2ⅥA二、元素周期表中元素性质的递变规律1．同主族、同周期元素性质的相似性与递变性增强减弱减弱增强卤素单质间的置换反应2.金属元素和非金属元素的分区(1)分界线：(2)规律：①金属性最强的元素为________(除放射性元素)；②非金属性最强的元素为________；③分界线附近的元素既表现出一定的________，又表现出一定的________。CsF金属性非金属性三、元素周期表的应用(1)推测元素的原子结构，预测未知元素的主要性质。如门捷列夫根据镓在元素周期表中的位置推测出金属镓的性质。(2)指导人们寻找新材料和稀有矿产。(3)制备具有特定性质的新物质。在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料(如锗、硅、硒)，在过渡元素(副族和Ⅷ族)中寻找各种优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。特别提醒镧系元素及钪、钇共17种元素统称为稀土元素，我国著名化学家徐光宪院士在稀土元素的提取和应用方面取得了卓越的成就。[即时自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)现行元素周期表中的元素是按相对原子质量由小到大排列的。(　　)(2)元素周期表揭示了化学元素间的内在联系。(　　)(3)元素周期表中有七个周期。(　　)(4)周期序数与该周期元素的电子层数相等。(　　)(5)元素周期表共18个纵行，18个族。(　　)×√√√×(6)碱金属元素原子的次外层电子数都是8。(　　)(7)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1。(　　)(8)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。(　　)(9)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应。(　　)(10)Li在空气中加热生成Li2O2。(　　)×√√××2．某同学有关卤素的笔记中有如下记录，这些记录都正确吗？(1)卤素只以化合态形式存在于自然界中。(　　)(2)随核电荷数增加，单质熔、沸点降低。(　　)(3)随核电荷数增加，单质氧化性增强。(　　)(4)随核电荷数增加，气态氢化物稳定性逐渐增强。(　　)(5)从上到下原子半径逐渐减小。(　　)(6)从上到下非金属性逐渐减弱。(　　)√××××√3．人体体液的渗透压平衡主要通过钠离子和氯离子进行调节，钠离子与钾离子的浓度差变化是神经冲动传递的物质基础，世界卫生组织建议每人每日摄入1～2克钠盐。钠和钾都属于碱金属。下列与碱金属元素有关的比较中不正确的是(　　)A．锂与水反应比钠与水反应缓慢B．还原性：K>Na，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：Li>Na>KD．碱性：LiOHK，C正确；从Li到Cs，元素的金属性逐渐增强，对应碱的碱性逐渐增强，D正确。4．锂(Li)是一种银白色的金属元素，质软，是密度最小的金属。锂可用于原子反应堆、制轻合金及电池等，锂电池或锂离子电池备受人们推崇。锂(Li)属于碱金属的一种，下列说法正确的是(　　)A．和Li同一主族的都是金属元素B．Na＋比Li多一个电子层C．Li、Na、K＋的最外层都只有一个电子D．Li是碱金属中原子半径最小的原子答案：D解析：锂在ⅠA族，该族中还有非金属元素氢，A错误；Li、Na＋都是两个电子层，B错误；K＋最外层有8个电子，C错误。02.核心素养——合作·探究·分享核心素养——合作·探究·分享提升点1　元素周期表中元素的常见推断例1 A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C符合的一组是(　　)A．Be、Na、Al B．B、Mg、SiC．O、P、Cl D．C、Al、P答案：C解析：由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的相对位置可知，A只能处在第二周期，而B、C处在第三周期。设A的原子序数为x，则B的原子序数为(x＋8－1)＝x＋7，C的原子序数为(x＋8＋1)＝x＋9，则(x＋7)＋(x＋9)＝4x，x＝8。所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl。故选C。[提升1]　下列各表是元素周期表的一部分，表中数字表示的原子序数与其在周期表中的位置相符的是(　　) 答案：D解析：A项中1号元素和2号元素不应只隔1列，且1号元素与11号元素之间还应有一横行，故A项错误。B项中4号元素(Be)和13号元素(Al)中间应隔有10列过渡元素，B项错误。C项中10号元素不和15、16号元素在同一周期，且6、32号元素不和10号元素在同一族，C项错误；D项正确。关键能力元素在周期表中的位置关系(1)利用短周期中族序数与周期数的关系推断。若设族序数与周期数的比值是x，则有：(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差。(3)同主族相邻两元素原子序数之差的情况①若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数之差等于上周期元素所在周期的元素种类数。②若为ⅢA族至0族元素，则原子序数之差等于下周期元素所在周期的元素种类数。(4)同主族不相邻两元素的原子序数的差元素周期表中1～7周期的元素种类数分别是2，8，8，18，18，32，32，故同主族不相邻的两种元素的原子序数的差是这几个数的和或差，如1H和19K的原子序数差是2＋8＋8＝18。状元随笔　元素周期表中元素的推断方法(本方法常用于确定原子序数小于18的元素)①周期序数＝电子层数②主族元素族序数＝原子最外层电子数＝元素最高正化合价数(O、F例外)③原子序数＝核电荷数＝核外电子数例如：X元素是第3周期第Ⅰ A族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即钠元素。提升点2　元素“位、构、性”的综合判断 例2 金属元素(前18号)甲～戊在元素周期表中的相对位置如图所示，下列判断中正确的是(　　)A. 原子半径：丙丁>戊D．最外层电子数：甲>乙答案：C解析：丙、丁、戊同周期，原子半径：丙>丁>戊；甲、丙同主族，金属性：甲丁>戊；甲、乙同周期，最外层电子数：甲YX4c．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HRO4>H2YO3第三周期第ⅦA族互为同位素2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑Clbc(4)根据表中数据推测Y的原子半径的范围：_____nmXD.最简单氢化物的稳定性：Y>X>W答案：D解析：若Z的核电荷数是Y的两倍，则Z为S元素，Y为O元素，X为N元素，A项错误；若W的核电荷数是Y的两倍，则W为Si元素，X为C元素，Y为N元素，B项错误；由图中位置关系可知，原子半径X>Y，C项错误；非金属性Y>X>W，则最简单氢化物的稳定性：Y>X>W，D项正确。3．已知：aA＋、bB2＋、cC－、dD2－具有相同的电子层结构，有关A、B、C、D四种元素的叙述中正确的是(　　)A．原子序数：bDC.金属性：B>A，非金属性：D>CD.离子半径：D2－>C－>A＋>B2＋答案：D解析：aA＋、bB2＋、cC－、dD2－具有相同的电子层结构，说明A、B位于C、D的下一周期，其位置关系可表示为，故原子序数b>a>c>d，A项错误；原子半径A>B>D>C，B项错误；金属性：A>B，非金属性C>D，C项错误；离子半径D2－>C－>A＋>B2＋，D项正确。4．在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处最容易找到的材料是(　　)A.制催化剂的材料 B.耐高温、耐腐蚀的合金材料C.制农药的材料 D.半导体材料答案：D解析：在周期表中金属元素和非金属元素交界处最容易找到半导体材料；在过渡元素中寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料；在Cl、S、P、F等非金属元素附近寻找制农药的材料，故选D项。5．下列有关元素周期表、元素周期律的说法中不正确的是(　　)A.已知Sr元素位于第五周期ⅡA族，故Sr(OH)2碱性比Mg(OH)2弱B.已知As元素位于第四周期ⅤA族，故NH3比AsH3稳定C.元素周期表分为7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族，共18个纵行D.副族元素中没有非金属元素答案：A解析：Sr与Mg都为ⅡA族且Sr原子序数大于Mg，故碱性Sr(OH)2大于Mg(OH)2，A项错误；As与N同主族，As原子序数大于N，则稳定性NH3>AsH3，B项正确；根据元素周期表可知，C项、D项正确。6．总部位于瑞士苏黎世的国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述中正确的是(　　)A.Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定B.其单质具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2C.其单质的分子式为Ts2，常温下和溴的状态不同D.I2的沸点高于Ts2答案：C解析：117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子，该元素处于第ⅦA族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，117号元素的非金属性比At的弱，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，该元素的氢化物的稳定性比HAt的差，则HTs在常温下不稳定，故A错误；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以其单质的氧化性比I2的氧化性弱，其单质不能与KI发生置换反应生成I2，故B错误；Ts元素的单质与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似，所以其单质的分子式为Ts2，根据卤族元素性质的递变性，I2在常温下为固体，Ts2在常温下也为固体，而溴在常温下为液体，故C正确；卤素单质的沸点从上到下逐渐升高，Ts2的沸点高于I2，故D错误。7. A、B、C、D为短周期元素，在元素周期表中所处的位置关系如图所示，A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。(1)分别写出A、B、C、D四种元素的名称________、______、______、________。(2)B元素位于元素周期表中第________周期第________族。(3)D元素的单质与水反应的化学方程式为________________________。氮硫氟氯三ⅥACl2＋H2O⇌HCl＋HClO解析：A、B、C、D均为短周期元素，从四者的相对位置及元素周期表的结构来看，A、C位于第二周期，B、D位于第三周期，若A的原子序数为x，则C为x＋2，B为x＋8＋1。由题意知x＋x＋2＝x＋8＋1，x＝7，所以A、B、C、D的原子序数分别为7、16、9、17，分别为氮、硫、氟、氯。8．下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题。(1)表中用字母标出的14种元素中，化学性质最不活泼的是________(用元素符号表示，下同)，金属性最强的是________，非金属性最强的是______________，常温下单质为液态的非金属元素是________，属于过渡元素的是________(该空用字母表示)。ArKFBrM解析：元素周期表中0族元素化学性质不活泼。同周期从左到右金属性减弱，非金属性增强，原子半径减小；同主族从上到下金属性增强，非金属性减弱，原子半径增大；故金属性最强的是L(即K)，非金属性最强的是A(即F)，第2周期中原子半径最小的是A(即F)，B、F、C分别是O、Cl、P，P的非金属性最弱，则PH3最不稳定。常温下单质为液态的非金属元素只有溴。周期表中从ⅢB族到ⅡB族的元素都属于过渡元素。(2)B、F、C气态氢化物的化学式分别为______________，其中以________最不稳定。(3)第2周期中原子半径最小的是________。)H2O、HCl、PH3PH3F练后感悟有关“位—构—性”关系的解题步骤04.课时作业（二十四）一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共30分)1．下列对于元素周期表结构的叙述中，正确的是(　　)A．7个横行代表7个周期，18个纵行代表18个族B. 副族元素中没有非金属元素C．除第1周期外，其他周期均有18种元素D．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素答案：B解析：在周期表中18个纵行代表16个族，即7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族，A项错误；副族元素全部是金属元素，B项正确；第2、3周期均为8种元素，第6周期有32种元素，C项错误；碱金属元素是指ⅠA族除H以外的所有元素，D项错误。2．元素R的原子序数是15，下列关于R元素的说法中，错误的是(　　)A．R的最高正化合价是＋5B．R是第2周期第ⅤA族的元素C．R的氢化物分子式是RH3D．R的最高价氧化物对应的水化物的水溶液呈酸性答案：B解析：原子序数是15的元素是磷，它在元素周期表中位于第3周期第ⅤA族，最高正化合价是＋5，最低负化合价是－3，其氢化物分子式是PH3，最高价氧化物对应的水化物是H3PO4，水溶液呈酸性。3．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的最高价氧化物的水化物均呈酸性，且酸性C>D，E是这五种元素中半径最小的元素，它们的原子序数由小到大的顺序是(　　)A．A、B、C、D、E B．C、D、A、B、EC．B、A、D、C、E D．E、C、D、B、A答案：C解析：碱性B>A，原子序数A>B；酸性C>D，原子序数C>D；E为同周期半径最小，非金属性最强，序数最大，所以顺序应为B、A、D、C、E。4．含有元素硒(Se)的保健品早已进入市场，已知硒元素与氧元素同主族，与钾元素同周期，则下列关于硒的叙述，不正确的是(　　)A．该元素位于第三周期B．最高价氧化物的化学式为SeO3C．该元素非金属性比氧弱D．该元素气态氢化物的还原性比H2S强答案：A解析：硒为第四周期元素，A错误。5.右面是周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素原子的核外电子数之和等于B的质量数，B原子核内质子数和中子数相等。下面叙述中不正确的是(　　)A．三种元素的原子半径的大小顺序是BF，即B>A>C，所以A项错误，将B、C、D项中涉及到的物质具体化，易知它们是否正确。6．若把长式元素周期表原先的副族、主族及族号取消，由左至右改为18列，如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法中错误的是(　　)A．第9列元素中没有非金属元素B．只有第2列元素原子最外层有2个电子C．第17列元素均为非金属元素D．在整个18列元素中，第3列的元素种类最多答案：B解析：根据元素周期表的结构可知，第9列是原第Ⅷ族中的1个纵列，没有非金属元素，A项正确；而第18列的氦元素最外层也有2个电子，B项错误；第17列元素为卤素，全部为非金属元素，C项正确；第3列即第ⅢB族，包括镧系和锕系元素，镧系和锕系各包括15种元素，因此第3列元素种类最多，D项正确。7．表中元素①～⑧均为短周期元素：结合表中的有关信息，下列说法正确的是(　　)A．元素⑥、②、⑧的金属性逐渐增强B．元素的非金属性：⑤＜④C．元素③、⑥都是碱金属元素D．元素⑧的单质是半导体答案：C8．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：下列叙述正确的是(　　)A．X、Y元素的金属性：X＜YB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来答案：D解析：由元素的化合价和原子半径可以推知四种元素分别为Mg、Al、N、O，金属性Mg>Al，A错误；N2与O2化合时生成的是NO，B错；Al2O3只能溶于强酸和强碱，而氨水是弱碱，C错；NH3在纯氧中燃烧可以得到N2，D正确。9．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X和Z同主族，Y和W同主族，原子半径X小于Y，四种元素原子最外层电子数之和为14。下列叙述正确的是(　　)A．同周期元素中W的最高价氧化物对应水化物的酸性最强B．氢化物的热稳定性：HnY>HnWC．Z在点燃条件下生成Z2YD．原子半径的大小顺序：rW>rZ>rY>rX答案：B解析：按照四种元素原子序数依次增大，X和Z同主族，Y和W同主族，且原子半径X小于Y，因此X为H，则Z为Na，四种元素原子最外层电子数之和为14，推出Y和W的最外层电子数为6，即Y为O，W为S。非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，同周期从左向右非金属性增强，即HClO4酸性最强，故A错误；非金属性越强，氢化物越稳定，同主族从上到下，非金属性减弱，即稳定性：H2O>H2S，故B正确；Na在点燃条件下生成Na2O2，故C错误；一般电子层数越多，原子半径越大，同周期主族元素从左向右，原子半径随着原子序数的递增而减小，即原子半径大小顺序是：Na>S>O>H，故D错误。10．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是(　　)A．原子半径：Br＞Se＞PB．Se、Br位于同一主族C．还原性：S2－＞Se2－＞Br－D．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族答案：D二、非选择题(共30分)11．(8分)(1)砷(As)与其化合物被广泛应用在农药、除草剂、杀虫剂以及含砷药物中。回答下列问题：①砷是氮的同族元素，且比氮多2个电子层，砷在元素周期表中的位置：_______________；AsH3的热稳定性比NH3的热稳定性_____(填“强”或“弱”)。第四周期第ⅤA族弱解析：氮元素在周期表中第二周期第ⅤA族，砷比氮多2个电子层，在第四周期第ⅤA族；砷的非金属性比氮弱，所以氢化物的稳定性比氨气弱。②As2O3俗称砒霜，As2O3是两性偏酸性氧化物，是亚砷酸(H3AsO3)的酸酐，易溶于碱生成亚砷酸盐，写出As2O3与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式____________________________。  (2)综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________。a．可在碱性氧化物中寻找b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找c．可在具有强氧化性的物质中寻找ab解析：二氧化碳是酸性氧化物，可以与碱或碱性氧化物反应，所以选a、b。12．(10分)元素周期表是学习和研究化学的重要工具。下列是元素周期表的部分信息：(1)地壳中含量最多的元素的原子序数为________，位于第________族。(2)分析上表规律，可推知，表中X的元素符号为________，其最外层电子数为________。8ⅥAS6解析：(1)地壳中含量最多的元素为O，其为8号元素，位于第二周期第ⅥA族。(2)由元素周期表中规律可推知X为16S。(3)Al在元素周期表中的位置为______________，C在元素周期表中的位置为______________。(4)写出一个原子序数由1、7、17三种元素组成化合物的化学式：___________。第三周期第ⅢA族第二周期第ⅣA族NH4Cl解析：(3)Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族，C在周期表中位于第二周期第ⅣA族。(4)H、N、Cl三种元素组成的常见化合物为NH4Cl。13．(12分)4种相邻主族短周期元素的相对位置如表，元素X的原子核外电子数是M的2倍，Y的氧化物具有两性。回答下列问题：(1)元素X在周期表中的位置是第________周期，________族，其单质可采用电解熔融________的方法制备。(2)M、N、Y三种元素最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是________，碱性最强的是________(填化学式)。三ⅡAMgCl2HNO3Al(OH)3 (3)气体分子(MN)2的分子式为________，(MN)2称为拟卤素，性质与卤素相似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为______________________________________。(CN)22NaOH＋(CN)2===NaCN＋NaCNO＋H2O解析：气体分子(MN)2的化学式是(CN)2，根据题目中的信息“(MN)2称为拟卤素，性质与卤素相似”，所以(CN)2与氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式类似于Cl2与氢氧化钠溶液反应，所以反应的方程式为2NaOH＋(CN)2===NaCN＋NaCNO＋H2O。