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鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用学案设计
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用学案设计，共4页。
1．由原子序数确定元素位置的规律
只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。
(1)若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期第ⅡA族；
(2)若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84号元素应在第六周期第ⅥA族；
2．性质与位置互推问题是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：
(1)元素的金属性、非金属性。
(2)气态氢化物的稳定性。
(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。
(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。
3．结构和性质的互推问题是解题的要素
(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。
(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。
(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
【典例1】 甲～辛等元素在周期表中的相对位置如图。甲和戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁和辛属于同周期元素。下列判断正确的是( )
A．乙只能形成一种氧化物
B．原子半径：庚>辛>戊
C．金属性：甲>乙>丙
D．丙和庚的原子核外电子数相差13
D [戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，所以戊是C元素，则己、庚分别是Si、Ge元素；甲和戊的原子序数相差3，所以甲是Li元素，则乙、丙分别是Na、K元素，丁是Ca元素，辛是Ga元素。乙为Na元素，Na可以形成Na2O和Na2O2两种氧化物，A项错误；电子层数越多，原子半径越大，同周期主族元素，质子数越多，原子半径越小，则原子半径：辛>庚>戊，B项错误；根据元素周期律，同主族元素的金属性从上到下逐渐增强，所以金属性：甲<乙<丙，C项错误；丙的原子序数是19，庚的原子序数是32，原子核外电子数的差值即原子序数的差值，丙与庚的原子核外电子数相差13，D项正确。]
【典例2】 (双选)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如下表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
A．简单氢化物沸点：X>Z
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Y>W
C．元素非金属性：X
D．简单离子的半径：Y
AD [由元素在周期表中的位置可知W、X为第2周期元素，Y、Z为第3周期元素，设Y的最外层电子数为n，则W的最外层电子数为n＋2、X的最外层电子数为n＋3、Z的最外层电子数为n＋4，则n＋n＋2＋n＋3＋n＋4＝21，即4n＝12，n＝3，则Y为Al，W为N，X为O，Z为Cl。常温下H2O为液态，HCl为气态，A正确。Y为Al，其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，可微弱电离出氢离子；W为N，其最高价氧化物对应的水化物呈强酸性，B项错误。同一周期主族元素，随着原子序数的增大，元素非金属性依次增强，则元素非金属性X>W，C项错误。Al3＋的半径小于O2－的半径，D项正确。]
1．X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法正确的是 ( )
A．Z元素的氧化物对应的水化物一定是一种强酸
B．在三种元素形成的简单氢化物中，Y的简单氢化物最稳定
C．三种元素原子半径的大小顺序为X>Y>Z
D．Z的单质与Fe反应生成的化合物中，铁元素显＋3价
B [Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，所以Y是O。则根据元素的相对位置可知，X是N，Z是S。亚硫酸是弱酸，A错误；非金属性越强，氢化物的稳定性越强，非金属性：O>S，B正确；同周期自左到右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，所以三种元素原子半径的大小顺序为Z>X>Y，C错误；S和Fe化合反应生成的是FeS，铁元素显＋2价，D错误。]
2．X、Y、Z是中学化学常见的三种有色物质，它们均由短周期元素组成，摩尔质量依次增大，均能与水发生氧化还原反应且水既没有被氧化也没有被还原，下列有关说法中正确的是 ( )
A．X、Y、Z中，只有Y能使湿润的淀粉KI试纸变色
B．X、Y、Z分别遇到湿润的紫色石蕊试纸，最终均能使试纸变成白色
C．常温常压下，X、Y均是气体且均可用排水法收集
D．Y、Z均能使品红溶液褪色
D [由题意推知这三种物质分别是NO2、Cl2、Na2O2，三者在水溶液中均具有强氧化性，它们均能将I－(在溶液中)氧化成碘单质，从而使湿润的淀粉KI试纸变色，A项错误；NO2与水反应得到的稀硝酸不具有漂白性，B项错误；NO2、Cl2两种气体均易溶于水，且与水发生化学反应，故这两种气体不能用排水法收集，C项错误；Cl2、Na2O2均具有强氧化性，均可使品红溶液褪色，D项正确。]
3．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
C [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错误。根据丙、丁混合生成白烟且丙为18电子分子，丁为10电子分子知，丁为NH3，丙为HCl，乙可能是Cl2，Cl2的水溶液具有漂白作用，D正确。]W
X
YZ
1．由原子序数确定元素位置的规律
只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。
(1)若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期第ⅡA族；
(2)若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84号元素应在第六周期第ⅥA族；
2．性质与位置互推问题是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：
(1)元素的金属性、非金属性。
(2)气态氢化物的稳定性。
(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。
(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。
3．结构和性质的互推问题是解题的要素
(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。
(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。
(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
【典例1】 甲～辛等元素在周期表中的相对位置如图。甲和戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁和辛属于同周期元素。下列判断正确的是( )
A．乙只能形成一种氧化物
B．原子半径：庚>辛>戊
C．金属性：甲>乙>丙
D．丙和庚的原子核外电子数相差13
D [戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，所以戊是C元素，则己、庚分别是Si、Ge元素；甲和戊的原子序数相差3，所以甲是Li元素，则乙、丙分别是Na、K元素，丁是Ca元素，辛是Ga元素。乙为Na元素，Na可以形成Na2O和Na2O2两种氧化物，A项错误；电子层数越多，原子半径越大，同周期主族元素，质子数越多，原子半径越小，则原子半径：辛>庚>戊，B项错误；根据元素周期律，同主族元素的金属性从上到下逐渐增强，所以金属性：甲<乙<丙，C项错误；丙的原子序数是19，庚的原子序数是32，原子核外电子数的差值即原子序数的差值，丙与庚的原子核外电子数相差13，D项正确。]
【典例2】 (双选)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如下表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
A．简单氢化物沸点：X>Z
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Y>W
C．元素非金属性：X
D．简单离子的半径：Y
AD [由元素在周期表中的位置可知W、X为第2周期元素，Y、Z为第3周期元素，设Y的最外层电子数为n，则W的最外层电子数为n＋2、X的最外层电子数为n＋3、Z的最外层电子数为n＋4，则n＋n＋2＋n＋3＋n＋4＝21，即4n＝12，n＝3，则Y为Al，W为N，X为O，Z为Cl。常温下H2O为液态，HCl为气态，A正确。Y为Al，其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，可微弱电离出氢离子；W为N，其最高价氧化物对应的水化物呈强酸性，B项错误。同一周期主族元素，随着原子序数的增大，元素非金属性依次增强，则元素非金属性X>W，C项错误。Al3＋的半径小于O2－的半径，D项正确。]
1．X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法正确的是 ( )
A．Z元素的氧化物对应的水化物一定是一种强酸
B．在三种元素形成的简单氢化物中，Y的简单氢化物最稳定
C．三种元素原子半径的大小顺序为X>Y>Z
D．Z的单质与Fe反应生成的化合物中，铁元素显＋3价
B [Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，所以Y是O。则根据元素的相对位置可知，X是N，Z是S。亚硫酸是弱酸，A错误；非金属性越强，氢化物的稳定性越强，非金属性：O>S，B正确；同周期自左到右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，所以三种元素原子半径的大小顺序为Z>X>Y，C错误；S和Fe化合反应生成的是FeS，铁元素显＋2价，D错误。]
2．X、Y、Z是中学化学常见的三种有色物质，它们均由短周期元素组成，摩尔质量依次增大，均能与水发生氧化还原反应且水既没有被氧化也没有被还原，下列有关说法中正确的是 ( )
A．X、Y、Z中，只有Y能使湿润的淀粉KI试纸变色
B．X、Y、Z分别遇到湿润的紫色石蕊试纸，最终均能使试纸变成白色
C．常温常压下，X、Y均是气体且均可用排水法收集
D．Y、Z均能使品红溶液褪色
D [由题意推知这三种物质分别是NO2、Cl2、Na2O2，三者在水溶液中均具有强氧化性，它们均能将I－(在溶液中)氧化成碘单质，从而使湿润的淀粉KI试纸变色，A项错误；NO2与水反应得到的稀硝酸不具有漂白性，B项错误；NO2、Cl2两种气体均易溶于水，且与水发生化学反应，故这两种气体不能用排水法收集，C项错误；Cl2、Na2O2均具有强氧化性，均可使品红溶液褪色，D项正确。]
3．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
C [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错误。根据丙、丁混合生成白烟且丙为18电子分子，丁为10电子分子知，丁为NH3，丙为HCl，乙可能是Cl2，Cl2的水溶液具有漂白作用，D正确。]W
X
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