高一化學魯科版學案：例題與探究第一章第節(jié)元素周期表的應用

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精典題精講例1超重元素“穩(wěn)定島”的假設(shè)預言:自然界中可能存在著原子序數(shù)為114號的元素的穩(wěn)定同位素208X。請根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論和元素周期律，預測：（1)它在周期表的哪一周期？哪一族？是金屬還是非金屬？（2）寫出它的最高價氧化物、氫氧化物（或含氧酸）的化學式，并估計后者的酸堿性.（3）它與氯能生成幾種化合物？思路解析：考查知識點：“位-構(gòu)-性”。在推導過程中要知道每一周期有多少種元素，因而可推導出該元素所在的周期,再根據(jù)周期表中共有18列，在第7周期中還有錒系元素，因而可推導出屬于周期表的哪一列。再根據(jù)周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，推導其具有的性質(zhì)。根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，各周期內(nèi)包含的元素的種數(shù)以及同周期元素的排列，需先用遞減法確定114號元素在周期表中的位置及是金屬還是非金屬。114—2-8-8—18-18-32=28，依據(jù)第7周期排滿為32種元素來推，該元素在第7周期,從左邊開始，排列為第28種元素,即第ⅣA族，而該族的第6周期為鉛元素，是金屬,則該元素也為金屬。然后,再依據(jù)同主族元素原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律可知，它的最高價為+4，還有常見+2價化合物，所以可確定它的最高價氧化物及其水化物的化學式為XO2、X（OH)4,且X(OH）4以堿性為主；氯化物有兩種，為XCl2和XCl4。答案：（1)第7周期，第ⅣA族，是金屬。(2）XO2、X（OH)4，X（OH)4以堿性為主。(3)XCl2和XCl4。綠色通道:解答此類題要利用元素周期表結(jié)構(gòu)的知識，來推導元素在周期表中的位置，然后再利用元素周期律，從位置來推導性質(zhì)。變式訓練1(2004全國高考理綜Ⅱ，8）2003年，IUPAC(國際純粹與應用化學聯(lián)合會）推薦原子序數(shù)為110的元素的符號為Ds，以紀念該元素的發(fā)現(xiàn)地(Darmstadt,德國）.下列關(guān)于Ds的說法不正確的是（)A.Ds原子的電子層數(shù)為7B.Ds是超鈾元素C.Ds原子的質(zhì)量數(shù)為110D.Ds為金屬元素思路解析：該題利用元素周期表的知識推斷未知元素的性質(zhì)，考查運用已學過的知識解決新問題的能力.根據(jù)稀有氣體的原子序數(shù)遞增規(guī)律:He(2)、Ne（10）、Ar(18）、Kr（36）、Xe(54)、Rn(86），第7周期元素從87號開始到118號結(jié)束，都是金屬元素，A、D正確。鈾是92號元素，原子序數(shù)大于92的元素稱為超鈾元素,B正確。Ds的原子序數(shù)為110，可知質(zhì)子數(shù)等于110，但其中中子數(shù)不可能為0，所以，Ds原子的質(zhì)量數(shù)大于110，C不正確。答案：C變式訓練2隨著科學的發(fā)展，新的元素不斷被發(fā)現(xiàn)和證實，不完全周期逐漸接近完全.如果我們發(fā)現(xiàn)第117號元素，試推測此元素應填充在周期表中的位置。思路解析：巧妙地利用元素周期表所具有的變化規(guī)律來推測未知元素的位置和性質(zhì)。記住每一周期的稀有氣體元素的原子序數(shù)，第1至第7周期的稀有氣體元素的原子序數(shù)分別為2、10、18、36、54、86、118，所以117號元素應是鹵族元素?；?qū)⒌?至第7周期容納元素的總數(shù)相加為2+8+8+18+18+32+32＝118。答案：第7周期,第ⅦA族變式訓練3(經(jīng)典回放）在下列元素中,不屬于主族元素的是（）A。磷B.鐵C。鈣D。碘思路解析：熟記主族元素的元素符號和名稱。Fe屬于過渡金屬，屬于第Ⅷ族元素。答案：B變式訓練4（經(jīng)典回放）在人體所需的16種微量元素中有一種被稱為生命元素的R元素，對延長人類壽命起著重要的作用。已知R元素的原子有4個電子層,其最高價氧化物分子式為RO3，則R元素的名稱為(）A.硫B.砷C.硒D。硅思路解析：根據(jù)“R元素的原子有4個電子層"，可判斷R元素在元素周期表中位于第4周期；根據(jù)“其最高價氧化物分子式為RO3”答案：C例2（經(jīng)典回放）設(shè)想你去某外星做一項科學考察，采集了該星球上10種元素單質(zhì)的樣品，為了確定這些元素的相對位置以便系統(tǒng)地進行研究，你設(shè)計了一些實驗并得到下列結(jié)果：單質(zhì)ABCDEFGHIJ熔點/℃-150550160210—50370450300260250與水反應√√√√√與酸反應√√√√√√與氧氣反應√√√√√√√√不發(fā)生化學反應√√相對于A元素的原子質(zhì)量1。08。015.617。123.832.820.029.63。918。0按照元素性質(zhì)的周期遞變規(guī)律,試確定以上10種元素的相對位置，并填入下列表格中.ABH思路解析：可先將有關(guān)數(shù)據(jù)排序:相對于A元素的原子質(zhì)量由小到大的順序：A→I→B→C→D→J→G→E→H→F。熔點由低到高的順序：A→E→C→D→J→I→H→F→G→B。根據(jù)E、A性質(zhì)相似，且B的相對原子質(zhì)量＜E的相對原子質(zhì)量＜H的相對原子質(zhì)量，從而可確定E的位置.又B、G、H、F性質(zhì)相似，但題給條件是B、H在相鄰兩列，則在確定G與F的位置時,要依據(jù)相對原子質(zhì)量及熔點的變化規(guī)律、熔點數(shù)值的遞變幅度，合理的結(jié)果是B、G、F在同一列。其規(guī)律是：從上到下，從左到右元素的相對原子質(zhì)量都遞增；從上到下熔點遞減(除A、E外）,從左到右熔點遞增.若沒有考慮到熔點遞變幅度，則有可能將G填在H之上。然后根據(jù)上述原則可確定D、J與G處于同一行，而D、J處于不同列，且C在D前，I在C之上，并且與B在同一行。答案：AIBCDJGEHF綠色通道：由于題給條件是假想有10種元素單質(zhì)的樣品,因此表中數(shù)據(jù)都是虛擬的，其呈現(xiàn)的某些規(guī)律與元素周期表既有相同處,又有不同處，若將已學過的知識生搬硬套，則會步入誤區(qū).在處理數(shù)據(jù)時，要變無序為有序，把握表格中相對原子質(zhì)量的變化規(guī)律。變式訓練1下列說法正確的是（）A。同周期元素中ⅦA族元素的相對原子質(zhì)量最大B.ⅥA族元素的原子,其半徑越大,越容易得到電子C.室溫時，零族元素的單質(zhì)都是氣體D.所有主族元素的原子，形成單原子離子時的化合價和它的族序數(shù)相等思路解析：本題主要考查主族元素同周期元素一些性質(zhì)的遞變規(guī)律，在同周期元素中，零族元素的相對原子質(zhì)量最大。而在同主族中,半徑越大,越難得電子。單原子離子的化合價和它的族序數(shù)不一定相等，如ⅣA元素鉛,其穩(wěn)定化合價為+2價。綜上分析,本題答案為C.復習元素周期表知識時，要弄清楚同主族、同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。答案：C變式訓練2美國勞侖斯國家實驗室曾在1999年宣布用86Kr離子轟擊208Pb靶得到118號元素的一種原子，其質(zhì)量數(shù)為293。其后，反復實驗均未能重現(xiàn)118號元素的信號，因此該實驗室在2001年8月宣布收回該論文;但是科學家們相信，完成的第7周期包含的元素數(shù)目與第6周期相同.若118號元素將來被確認，則下列預測合理的是（)A.它的中子數(shù)是118B。它是第8周期元素C.它是活潑的金屬元素D。它的最外層電子數(shù)是8思路解析：根據(jù)各周期元素種類可推斷出118號元素是第7周期最后1種元素。根據(jù)周期變化，最后為惰性氣體，所以答案為D。答案：D例3(1)寫出下列元素的符號:A_____________,D_____________,E_____________。（2）B的單質(zhì)在F的單質(zhì)中的現(xiàn)象是，化學方程式是___________________________________。（3）A、C2種元素最高價氧化物對應水化物反應的離子方程式是________________________。思路解析：此題考查的是根據(jù)元素的性質(zhì)以及在周期表中的位置確定元素的名稱。根據(jù)各種元素均為前三周期的主族元素,A、C、F三種元素的最高價氧化物的水化物之間兩兩反應生成鹽和水，可推知其中1種元素為鋁。因A、B、C、E原子序數(shù)依次增大，故只能是C為鋁元素，A為鈉元素，B為鎂元素。再根據(jù)A、C、F3種元素的最外層共有11個電子，可求得F的最外層電子數(shù)為11-3-1=7,F為氯元素。D和E的原子序數(shù)應介于13和17之間,依據(jù)D元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少4，E元素原子次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多3,可推知D為硅，E為磷。答案：(1）NaSiP(2）產(chǎn)生白煙Mg+Cl2MgCl2(3)OH—+Al(OH)3====［Al(OH)4]-綠色通道：根據(jù)元素在周期表中的位置和性質(zhì)特點、未知元素和已知元素原子序數(shù)的關(guān)系、未知元素和已知元素最外層電子數(shù)的關(guān)系、未知元素之間原子序數(shù)的關(guān)系和最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)的關(guān)系，均可確定元素名稱。變式訓練（2004江蘇高考，7)X、Y是元素周期表ⅦA族中的2種元素。下列敘述中能說明X的非金屬性比Y強的是（）A．X原子的電子層數(shù)比Y原子的電子層數(shù)多B．X的氫化物的沸點比Y的氫化物的沸點低C．X的氣態(tài)氫化物比Y的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定D．Y的單質(zhì)能將X從NaX的溶液中置換出來思路解析:根據(jù)非金屬性的判斷依據(jù)：非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合的難易程度、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性和非金屬元素最高價氧化物對應的水化物酸性的強弱。所以答案選C。答案:C問題探究問題請?zhí)骄康?周期元素性質(zhì)是如何遞變的?引起這種遞變的本質(zhì)原因是什么?導思:研究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，必須先明確元素性質(zhì)具體表現(xiàn)形式，然后從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系入手解決。先要分析元素原子結(jié)構(gòu)的規(guī)律性變化：同周期元素中,原子序數(shù)的遞增對最外電子層的電子數(shù)、核電荷數(shù)的影響，核電荷數(shù)的增加對原子半徑、核對外層電子的吸引力的影響.這體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)和性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的辯證統(tǒng)一關(guān)系，也體現(xiàn)了量變引起質(zhì)變的這一辯證規(guī)律。探究：對于第3周期元素性質(zhì)是如何遞變的探究，可以探究金屬鈉、鎂、鋁與水和酸的反應以及它們的氫氧化物的堿性強弱,硅、磷、硫、氯與氫氣化合的條件以及它們氫化物的穩(wěn)定性，它們的最高價含氧酸的酸性強弱，還有氬的特殊穩(wěn)定性，從而總結(jié)出遞變規(guī)律。隨著元素原子序數(shù)的遞增,同周期元素原子失電子