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必修 第二册第3节 元素周期表的应用教学演示课件ppt
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这是一份必修 第二册第3节 元素周期表的应用教学演示课件ppt，共30页。
【归纳整合】1.同周期、同主族元素性质的预测
2.元素“位—构—性”三者之间的关系
【典例示范】【典例】(2019·全国卷Ⅱ)2019年是门捷列夫发现元素周期律的150周年。如表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
A.原子半径:W
【解析】选D。主族元素的最高化合价与最外层电子数相等,由“W与X的最高化合价之和为8”可知,W为N,X为Al,Y为Si,Z为P。原子半径:N
(2)比较X与W简单离子的半径大小。提示:X与W简单离子为Al3+、N3-,二者具有相同的电子层结构,核电荷数越大半径越小,因此离子半径Al3+
【规律方法】 原子结构、周期表位置和元素性质之间的关系:
【素养训练】1.(2020·全国Ⅱ卷改编)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是（ ）A.该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B.Z的单质能与水反应C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
【命题意图】本题借用具有特殊应用的化合物考查原子结构、元素周期律、元素周期表的知识、元素及其化合物的性质。意在考查学生利用信息推断元素及位置、性质的能力。
【解析】选D。Z的阳离子带一个正电荷，再由“元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24”，确定Z为Na，再结合阴离子中各原子的成键个数可知，W为H，X为B，Y为N。H、B、N为非金属元素，之间形成共价键，A正确；Na能与水发生反应，B正确；氮的最高化合价氧化物的水化物是HNO3为强酸，C正确；BF3中F原子为8电子稳定结构，B最外层只有6个电子，D错误。
【考场支招】解答“位——构——性”关系的综合应用的题目,既需要熟练掌握原子结构、元素周期表的有关知识,又要熟练掌握元素周期律的有关知识,熟练掌握这种类型题目的解答方法:(1)根据题给信息,主要是元素的原子核外电子排布、化合价、元素性质的关系、元素周期表结构特点以及元素及其化合物的特殊性质,推断出元素的具体名称。(2)确定各元素在周期表中的相对位置。(3)根据元素周期律判断性质关系。
2.(2020·银川高一检测)短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有Z为金属元素。则下列说法正确的是( )
A.W、X两种元素在自然界中都存在相应的单质B.Q、W相比,后者更易与氢气发生反应C.Y、Z分别形成的简单离子中,前者的半径较大D.X、Z的最高价氧化物对应的水化物之间容易相互发生反应【解析】选C。由短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置及只有Z为金属元素,可以确定分别为Cl、Si、C、O、Al。自然界中存在碳单质,但没有硅单质,A错;Cl的非金属性强于Si,因此更易与氢气反应,B错;O、Al形成的简单离子O2-、Al3+具有相同的电子层排布,但O的核电荷数小,因此离子半径大,C对;X、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸、氢氧化铝,二者不能反应,D错。
【加固训练】 1.古诗云:“唯有儿时不可忘,持艾簪蒲额头王。”意思是说端午节这天,孩子们拿了艾叶,戴上菖蒲,额头上用雄黄酒写了“王”字,以辟邪防疫。雄黄是一种矿物质,俗称“鸡冠石”,其主要成分是硫化砷,As位于元素周期表第ⅤA族,另外Sr、Tl、Se在生活中有广泛应用,在周期表中分别位于第ⅡA、ⅢA、ⅥA族,请应用元素周期律科学地推断它们的化合物的性质。
下列说法正确的是( )A.Sr(锶)的碳酸盐难溶于水B.Tl(铊)的氢氧化物是两性氢氧化物C.H2Se比H2S更稳定D.H3AsO4酸性比H3PO4强
【解析】选A。Sr与Ca同主族,化合物性质相似,碳酸钙不溶于水,则Sr(锶)的碳酸盐难溶于水,故A正确;Al与Tl同主族,金属性Tl强,则Tl(铊)的氢氧化物是强碱,故B错误;S、Se同主族,非金属性S>Se,则H2S比H2Se更稳定,故C错误;P、As同主族,非金属性P>As,则H3AsO4酸性比H3PO4弱,故D错误。
2.(2020·淮安高一检测)已知溴(Br)是元素周期表中第4周期ⅦA族元素,下列关于溴的性质的判断肯定不正确的是( )A.溴的非金属性比氯强B.溴的氢化物以HBr形式存在C.溴的氢化物的稳定性比氯化氢差D.溴的最高价氧化物对应水化物的化学式是HBrO4
【解析】选A。根据同主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强判断元素的性质,进而比较对应的单质和化合物的性质。溴的非金属性比氯弱,故A错误;溴的氢化物以HBr形式存在,故B正确;元素的非金属性越强,对应的氢化物的稳定性就越强,因为非金属性Cl>Br,所以溴的氢化物的稳定性比氯化氢差,故C正确;溴的最外层电子数为7,最高价为+7价,所对应的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBrO4,故D正确。
3.(2020·东城区高一检测)有机锗具有抗肿瘤活性,锗元素的部分信息如图。则下列说法不正确的是( ) A.x=2B.锗元素与碳元素位于同一族,属于ⅣA族C.锗位于元素周期表第4周期,原子半径大于碳的原子半径D.距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较低
【解析】选D。K层只能容纳2个电子,则x=2,A正确;最外层电子数是4,则锗元素与碳元素位于同一族,属于第ⅣA族,B正确;原子核外电子层数是4层,锗位于元素周期表第4周期,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大于碳的原子半径,C正确;距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较高,D错误。
4.碳硅硫净化器是一种利用物理处理方法,使处理过的水在工业、民用循环、冷却水系统应用中,能彻底防止和清除碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙结垢问题。下面是研究碳、硅、硫性质的相似性和递变性的实验,请回答相关问题。
(1)请判断:硫、碳、硅的非金属性由强到弱的顺序是什么?提示:硫>碳>硅。
(2)请从下列给出的试剂中选择合理的实验试剂,利用所给装置验证你的结论(提示:H2SiO3难溶于水)。实验试剂:浓盐酸、稀硫酸、饱和H2SO3溶液、大理石、Na2CO3粉末、Na2SiO3溶液。实验装置如图所示。
①甲乙丙三个仪器中各盛放什么试剂?提示:稀硫酸、Na2CO3粉末、Na2SiO3溶液。
②乙仪器中的现象有哪些?提示:产生大量气泡。
【归纳整合】1.同周期、同主族元素性质的预测
2.元素“位—构—性”三者之间的关系
【典例示范】【典例】(2019·全国卷Ⅱ)2019年是门捷列夫发现元素周期律的150周年。如表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
A.原子半径:W
【解析】选D。主族元素的最高化合价与最外层电子数相等,由“W与X的最高化合价之和为8”可知,W为N,X为Al,Y为Si,Z为P。原子半径:N
(2)比较X与W简单离子的半径大小。提示:X与W简单离子为Al3+、N3-,二者具有相同的电子层结构,核电荷数越大半径越小,因此离子半径Al3+
【规律方法】 原子结构、周期表位置和元素性质之间的关系:
【素养训练】1.(2020·全国Ⅱ卷改编)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是（ ）A.该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B.Z的单质能与水反应C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
【命题意图】本题借用具有特殊应用的化合物考查原子结构、元素周期律、元素周期表的知识、元素及其化合物的性质。意在考查学生利用信息推断元素及位置、性质的能力。
【解析】选D。Z的阳离子带一个正电荷，再由“元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24”，确定Z为Na，再结合阴离子中各原子的成键个数可知，W为H，X为B，Y为N。H、B、N为非金属元素，之间形成共价键，A正确；Na能与水发生反应，B正确；氮的最高化合价氧化物的水化物是HNO3为强酸，C正确；BF3中F原子为8电子稳定结构，B最外层只有6个电子，D错误。
【考场支招】解答“位——构——性”关系的综合应用的题目,既需要熟练掌握原子结构、元素周期表的有关知识,又要熟练掌握元素周期律的有关知识,熟练掌握这种类型题目的解答方法:(1)根据题给信息,主要是元素的原子核外电子排布、化合价、元素性质的关系、元素周期表结构特点以及元素及其化合物的特殊性质,推断出元素的具体名称。(2)确定各元素在周期表中的相对位置。(3)根据元素周期律判断性质关系。
2.(2020·银川高一检测)短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有Z为金属元素。则下列说法正确的是( )
A.W、X两种元素在自然界中都存在相应的单质B.Q、W相比,后者更易与氢气发生反应C.Y、Z分别形成的简单离子中,前者的半径较大D.X、Z的最高价氧化物对应的水化物之间容易相互发生反应【解析】选C。由短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置及只有Z为金属元素,可以确定分别为Cl、Si、C、O、Al。自然界中存在碳单质,但没有硅单质,A错;Cl的非金属性强于Si,因此更易与氢气反应,B错;O、Al形成的简单离子O2-、Al3+具有相同的电子层排布,但O的核电荷数小,因此离子半径大,C对;X、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸、氢氧化铝,二者不能反应,D错。
【加固训练】 1.古诗云:“唯有儿时不可忘,持艾簪蒲额头王。”意思是说端午节这天,孩子们拿了艾叶,戴上菖蒲,额头上用雄黄酒写了“王”字,以辟邪防疫。雄黄是一种矿物质,俗称“鸡冠石”,其主要成分是硫化砷,As位于元素周期表第ⅤA族,另外Sr、Tl、Se在生活中有广泛应用,在周期表中分别位于第ⅡA、ⅢA、ⅥA族,请应用元素周期律科学地推断它们的化合物的性质。
下列说法正确的是( )A.Sr(锶)的碳酸盐难溶于水B.Tl(铊)的氢氧化物是两性氢氧化物C.H2Se比H2S更稳定D.H3AsO4酸性比H3PO4强
【解析】选A。Sr与Ca同主族,化合物性质相似,碳酸钙不溶于水,则Sr(锶)的碳酸盐难溶于水,故A正确;Al与Tl同主族,金属性Tl强,则Tl(铊)的氢氧化物是强碱,故B错误;S、Se同主族,非金属性S>Se,则H2S比H2Se更稳定,故C错误;P、As同主族,非金属性P>As,则H3AsO4酸性比H3PO4弱,故D错误。
2.(2020·淮安高一检测)已知溴(Br)是元素周期表中第4周期ⅦA族元素,下列关于溴的性质的判断肯定不正确的是( )A.溴的非金属性比氯强B.溴的氢化物以HBr形式存在C.溴的氢化物的稳定性比氯化氢差D.溴的最高价氧化物对应水化物的化学式是HBrO4
【解析】选A。根据同主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强判断元素的性质,进而比较对应的单质和化合物的性质。溴的非金属性比氯弱,故A错误;溴的氢化物以HBr形式存在,故B正确;元素的非金属性越强,对应的氢化物的稳定性就越强,因为非金属性Cl>Br,所以溴的氢化物的稳定性比氯化氢差,故C正确;溴的最外层电子数为7,最高价为+7价,所对应的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBrO4,故D正确。
3.(2020·东城区高一检测)有机锗具有抗肿瘤活性,锗元素的部分信息如图。则下列说法不正确的是( ) A.x=2B.锗元素与碳元素位于同一族,属于ⅣA族C.锗位于元素周期表第4周期,原子半径大于碳的原子半径D.距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较低
【解析】选D。K层只能容纳2个电子,则x=2,A正确;最外层电子数是4,则锗元素与碳元素位于同一族,属于第ⅣA族,B正确;原子核外电子层数是4层,锗位于元素周期表第4周期,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大于碳的原子半径,C正确;距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较高,D错误。
4.碳硅硫净化器是一种利用物理处理方法,使处理过的水在工业、民用循环、冷却水系统应用中,能彻底防止和清除碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙结垢问题。下面是研究碳、硅、硫性质的相似性和递变性的实验,请回答相关问题。
(1)请判断:硫、碳、硅的非金属性由强到弱的顺序是什么?提示:硫>碳>硅。
(2)请从下列给出的试剂中选择合理的实验试剂,利用所给装置验证你的结论(提示:H2SiO3难溶于水)。实验试剂:浓盐酸、稀硫酸、饱和H2SO3溶液、大理石、Na2CO3粉末、Na2SiO3溶液。实验装置如图所示。
①甲乙丙三个仪器中各盛放什么试剂?提示:稀硫酸、Na2CO3粉末、Na2SiO3溶液。
②乙仪器中的现象有哪些?提示:产生大量气泡。
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