第23講-元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律(解析版)

第23講元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律知識梳理知識梳理一、1～18號元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律1．原子最外層電子排布變化規(guī)律周期序號原子序數(shù)電子層數(shù)最外層電子數(shù)結(jié)論第一周期1→21→2同周期由左向右元素的原子最外層電子數(shù)逐漸增加(1→8)第二周期3→101→8第三周期11→181→8規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化2.原子半徑的變化規(guī)律(稀有氣體除外)周期序號原子序數(shù)原子半徑(nm)結(jié)論第一周期1→2……同周期由左向右元素的原子半徑逐漸(不包括稀有氣體)第二周期3→90.152→0.071大→小第三周期11→170.186→0.099大→小規(guī)律：隨著原子序數(shù)的，元素的原子半徑呈現(xiàn)變化3．元素的主要化合價周期序號原子序數(shù)主要化合價結(jié)論第一周期＋1→0①同周期由左向右元素的最高正價逐漸升高(＋1→＋7，O和F無最高正價)；②元素的最低負價由ⅣA族的－4價逐漸升高至ⅦA族的－1價；③最高正價＋|最低負價|＝8第二周期最高價＋1→＋5(不含O、F)最低價－4→－1規(guī)律：隨著的遞增，元素的主要化合價呈現(xiàn)周期性變化二、同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律以第三周期元素為例探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。1．第三周期元素相同，由左向右元素的原子最外層電子數(shù)逐漸，依次減小，的能力依次減弱，的能力依次增強，預測它們的金屬性依次，非金屬性依次。2．鈉、鎂、鋁元素金屬性的遞變規(guī)律(1)鈉、鎂元素金屬性強弱的實驗探究①原理：金屬與水反應置換出的難易。②實驗操作：③現(xiàn)象：加熱前，鎂條表面附著了少量，加熱至后，有較多的無色氣泡冒出，滴加溶液變?yōu)?。④結(jié)論：鎂與冷水幾乎不反應，能與熱水反應，反應的化學方程式為。結(jié)合前面所學鈉與水的反應，可得出金屬性：。(2)鎂、鋁元素金屬性強弱的實驗探究AlMg原理最高價氧化物對應水化物的堿性強弱實驗操作沉淀溶解情況沉淀逐漸溶解沉淀逐漸溶解沉淀溶解沉淀不溶解相關反應的化學方程式實驗結(jié)論金屬性：(3)鈉、鎂、鋁的最高價氧化物對應水化物的堿性NaOHMg(OH)2Al(OH)3分類強堿中強堿(屬于弱堿)兩性氫氧化物堿性強弱結(jié)論金屬性：3.硅、磷、硫、氯的非金屬性的遞變規(guī)律SiPSCl最高價氧化物對應水化物的酸性H2SiO3：H3PO4：H2SO4：HClO4：酸性：結(jié)論Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強4.同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律：同一周期從左到右，元素金屬性逐漸，非金屬性逐漸。5．元素周期律(1)內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈的變化。(2)實質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果?！緟⒖即鸢浮?23減小遞增周期性1→23→9原子序數(shù)電子層數(shù)增加原子半徑失電子得電子減弱增強H2無色氣泡沸騰酚酞粉紅色Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑Na>MgAl(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2OMg>AlNaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3Na>Mg>Al弱酸中強酸強酸強酸HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3減弱增強周期性典例分析典例分析【典例1】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍；Y是地殼中含量最多的元素；Z是短周期元素中金屬性最強的；Z在W單質(zhì)中燃燒產(chǎn)生大量白煙，生成的化合物ZW是廚房常見的調(diào)味品。下列說法正確的是（）A．原子半徑：X>Y>Z>W B．簡單氣態(tài)化物的穩(wěn)定性：X>Y>WC．X的最高價氧化物的水化物是強酸 D．Y、W的某些單質(zhì)均可用作自來水的消毒【答案】D【解析】A．原子半徑：Na>Cl>C>O，A錯誤；B．X、Y、W的簡單氣態(tài)氫化物為：CH4，H2O，HCl，非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性O>Cl>C，故氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：H2O>HCl>CH4，B錯誤；C．X的最高價氧化物的水化物是H2CO3，是弱酸，C錯誤；D．Y、W的某些單質(zhì)如臭氧和氯氣，可用作自來水的消毒，D正確；故選D?！镜淅?】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W、Y同主族，W的簡單氫化物與Z的單質(zhì)混合在光照下反應，氣體顏色不斷變淺，瓶壁上有油狀液滴，X的簡單氫化物與Z的氫化物相遇會產(chǎn)生白煙。下列說法錯誤的是（）A．W的含氧酸的酸性一定比Z的弱 B．四種元素中，Y的原子半徑最大C．X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強 D．“白煙”晶體中含有離子鍵和共價鍵【答案】A【解析】A．Cl元素有多種含氧酸，例如次氯酸的酸性就比碳酸弱，A錯誤；B．電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越小半徑越大，所以原子半徑最大的是Si，B正確；C．Si元素的非金屬性弱于N元素，所以X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強，C正確；D．“白煙”晶體為HCl和反應生成的，含有銨根離子和氯離子形成的離子鍵，同時銨根離子中含有氮原子和氫原子形成的共價鍵，D正確；故選A。同步訓練同步訓練一、單選題1．下列性質(zhì)比較中，正確的是（）A．熱穩(wěn)定性： B．酸性：C．熔、沸點： D．原子半徑：Se>Te【答案】C【解析】A．O原子半徑比S原子小，O的非金屬性比S強，H2O比H2S更穩(wěn)定，A選項錯誤；B．Cl原子半徑比S原子小，Cl的非金屬性比S強，最高價氧化物的水化物的酸性H2SO4<HClO4，B選項錯誤；C．S常溫下呈固態(tài)，O2常溫下呈氣態(tài)，熔沸點S>O2，C選項正確；D．Se與Te在第VIA族，Se在Te的上一周期，故r(Se)<r(Te)，D選項錯誤；答案選C。2．下列事實不能說明Cl的非金屬性比S強的是（）A．Cl2和S分別與鐵反應，產(chǎn)物中鐵的化合價不同B．Cl2+H2S=2HCl+S↓C．氯原子最外電子層上有7個電子，而硫最外電子層上有6個電子D．HCl比H2S熱穩(wěn)定性更強【答案】C【解析】A．氯氣和硫分別和鐵反應，生成氯化鐵和硫化亞鐵，說明氯氣的非金屬性比硫強，A項不符合題意；B．氯氣能置換出硫，說明氯的非金屬性比硫強，B項不符合題意；C．非金屬性越強，則原子得電子能力越強，而與最外層電子多少無關，C項符合題意；D．非金屬性越強，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強，故氯化氫比硫化氫穩(wěn)定，說明氯的非金屬性比硫強，D項不符合題意。故選C。3．與H2反應的難易程度，是判斷非金屬單質(zhì)氧化性強弱的依據(jù)之一，根據(jù)下表信息，可推斷鹵素單質(zhì)中氧化性最強的是（）F2Cl2Br2I2與H2反應的條件暗處發(fā)生爆炸光照發(fā)生爆炸加熱能反應加熱能緩慢反應A．F2 B．Cl2 C．Br2 D．I2【答案】A【解析】元素非金屬性越強，其單質(zhì)的氧化性越強，與氫氣化合越容易，由表格中各鹵素單質(zhì)與氫氣化合的反應條件可知，F(xiàn)2與氫氣化合最容易，因此氧化性最強的是F2，答案選A。4．下列說法不正確的是（）A．H2O在高溫下難分解，H2S在300℃即分解，說明氧的非金屬性比硫強B．H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強，說明碳的非金屬性比硅強C．I-的還原性比Br-強，由此可推斷溴的非金屬性比碘強D．已知：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，由此可推斷，Cl的非金屬性比S強【答案】D【解析】A．非金屬性越強則簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，H2O在高溫下難分解，H2S在300℃即分解，即穩(wěn)定性：H2O＞H2S，則非金屬性O＞S，故A正確；B．非金屬性越強，最高價氧化物的水化物酸性越強，H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強，說明碳的非金屬性比硅強，故B正確；C．I-的還原性比Br-強，則氧化性：Br2>I2，非金屬性越強其單質(zhì)的氧化性越強，可得非金屬性Br＞I，故C正確；D．Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4中，Cl元素化合價降低，S元素化合價升高，只能得出Cl2的氧化性比H2SO4強，不能判斷Cl的非金屬性強于S，故D錯誤；故選：D。5．有關鈉的敘述不正確的是（）A．Na是短周期元素中金屬性最強的元素 B．鈉與氧氣反應的產(chǎn)物與反應條件有關C．鈉元素在自然界都以化合態(tài)存在 D．鈉投入稀硫酸銅溶液中立即置換出銅【答案】D【解析】A．同周期主族元素隨著原子序數(shù)的增大金屬性減弱，同主族元素隨著原子序數(shù)增大金屬性增強，Na位于第三周期第ⅠA族，是短周期元素中金屬性最強的元素，故A正確；B．鈉與氧氣在加熱條件下生成過氧化鈉，不加熱生成氧化鈉，故B正確；C．鈉的性質(zhì)非?；顫?，在自然界中以化合態(tài)存在，故C正確；D．鈉投入稀硫酸銅溶液中，鈉先和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉在和硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀，不會置換出銅，故D錯誤；答案選D。6．不能說明氯的非金屬性比硫強的事實是（）A．氯原子最外電子層上有7個電子，而硫最外電子層上有6個電子B．向硫化氫的水溶液中通入氯氣可得到淡黃色的硫C．對應的最高價含氧酸酸性，氯的比硫強D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，硫的比氯弱【答案】A【解析】A．最外層電子數(shù)多的元素非金屬性不一定強，如Br最外層有7個電子，O最外層6個電子，但是非金屬性O比Br強，所以不能直接根據(jù)S和Cl的最外層電子數(shù)多少判斷比較非金屬性的強弱，故A選；B．由氯氣與H2S的水溶液反應生成S，則Cl的非金屬性比S的強，故B不選；C．非金屬性越強，對應最高價含氧酸酸性越強，則對應的最高價含氧酸酸性：高氯酸強于硫酸，能說明氯的非金屬性比硫強，故C不選；D．非金屬性越強，對應氫化物越穩(wěn)定，由硫的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比氯的氣態(tài)氫化物弱，能說明氯的非金屬性比硫強，故D不選；故選：A。7．某短周期元素X的最高價是+6，X的氫化物的化學式是（）A．HX B．H2X C．XH3 D．XH4【答案】B【解析】短周期元素X的最高價是+6，由正負化合價絕對值之和為8，則最低負極為6-8=-2，則X的氫化物的化學式是H2X，故選：B。8．可以比較26Al和26Mg對應元素金屬性強弱的實驗方法是（）A．比較這兩種元素對應單質(zhì)的硬度和熔點B．將空氣中放置已久的這兩種元素的單質(zhì)分別和熱水作用C．比較26Mg和26Al的中子數(shù)的多少D．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴加酚酞試液【答案】D【解析】A．金屬元素的金屬性表現(xiàn)在失電子能力大大小，與物理性質(zhì)無關，A選項錯誤；B．在空氣中放置許久，Mg、Al表面已生成氧化膜，不利于金屬性的檢驗，B選項錯誤；C．金屬性強弱與元素原子的中子數(shù)多少無關，C選項錯誤；D．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴加酚酞試液，Mg表面氣泡略多，且Mg帶周圍溶液先變紅，說明Mg的金屬性比Al強，D選項正確；答案選D。9．下列各組性質(zhì)的比較中，正確的是（）A．熔沸點：H2S>H2OB．熱穩(wěn)定性強弱：HF>H2SC．堿性強弱：Al(OH)3>Mg(OH)2D．微粒半徑大?。篊l>Cl-【答案】B【解析】A．H2O分子間存在氫鍵，熔沸點比同族氫化物高，A項錯誤；B．F在周期表中的非金屬性最強的，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性最強，所以穩(wěn)定性HF>H2S，B項正確；C．Mg、Al同周期從左往右金屬性減弱，最高價氧化物的水化物堿性減弱，堿性Al(OH)3<Mg(OH)2，C項錯誤；D．粒子半徑主要取決于核電荷數(shù)和電子層數(shù)，Cl與Cl-核電荷數(shù)相同，電子數(shù)多半徑大。半徑：Cl->Cl，D項錯誤；故選B。10．應用如圖實驗裝置或方案能達到實驗目的的是（）A．用圖1裝置.可證明非金屬性：B．用圖②裝置在實驗室制取C．用圖3裝置，檢驗氯化銨受熱分解產(chǎn)物D．用圖4裝置，制備白色沉淀【答案】D【解析】A．若要比較Cl與C的非金屬性強弱，需將HCl改為Cl的最高價氧化物的水化物HClO4，A選項錯誤；B．用MnO2與濃鹽酸反應制備氯氣需要加熱，B選項錯誤；C．NH4Cl受熱分解得到的產(chǎn)物NH3、HCl，左邊通過堿石灰吸收氯化氫，應用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣，右邊通過五氧化二磷吸收氨氣，應用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗氯化氫，無法達到目的，C選項錯誤；D．首先打開C止水夾，讓A中產(chǎn)生的H2流經(jīng)儀器將其中的空氣排盡，待B處支管處收集的氫氣驗純后，關閉止水夾C，A中持續(xù)產(chǎn)生的H2就會將A中的FeSO4溶液壓入B中NaOH溶液中與之反應，從而在無氧環(huán)境下制備得到Fe(OH)2白色沉淀，D選項正確；答案選D。二、綜合題11．運用元素周期律和元素周期表，可以系統(tǒng)研究元素的性質(zhì)。回答下列問題：(1)堿金屬元素中，和之間的關系是互為_______。金屬鉀的氧化物有多種，其中過氧化鉀常作供氧劑，寫出與反應的化學方程式：_______。(2)門捷列夫預言的“類硅”，后被發(fā)現(xiàn)，并命名為鍺(Ge)，周期表中排在硅的下一行。加上之前發(fā)現(xiàn)的碳(C)、鉛(Pb)、錫(Sn)，這一主族的元素趨于完善。①鍺在元素周期表中的位置是_______，根據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預測鍺單質(zhì)的一種用途是_______。②硅和鍺單質(zhì)分別與反應生成的氫化物更穩(wěn)定的是_______(填“硅”或“鍺”)。【答案】(1)

同位素

(2)

第四周期第ⅣA族

做半導體材料

硅【解析】(1)質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素，因此和互為同位素。與反應生成K2CO3和O2，反應的化學方程式為