元素周期律与元素周期表综合应用说课材料.docx

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元素周期律与元素周期表综合应用说课材料

专题4　元素周期律与元素周期表综合应用

元素推断题是常考的热点，这类题往往将元素化合物的知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来，综合性较强，难度较大。

解题的关键是正确推断元素。

1．元素推断的一般思路

2．元素推断常用方法

（1）根据原子或离子的结构示意图推断

①已知原子结构示意图，可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的种类：

电子层数＝周期数，最外层电子数＝主族序数。

如果已知离子的结构示意图，则须将其转化为原子结构示意图来确定。

②电子层结构相同的微粒：

阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前面，阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置，简称“阴前阳下”。

（2）根据元素化合价的特征关系推断

①根据等式确定元素在周期表中的位置：

最高正化合价数＝最外层电子数＝主族序数（O、F除外）。

②如果已知负化合价（或阴离子的符号），则须用等式先求出最高正化合价：

最高正化合价＝8－|负化合价|（O、F除外），再确定元素在周期表中的位置。

（3）根据原子半径的递变规律推断

根据原子半径来推断元素的相对位置：

同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大，同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。

（4）根据元素的原子结构特征推断

①利用元素的原子结构特征确定元素在周期表中的位置：

a.最外层电子数等于或大于3（小于8）的一定是主族元素。

b.最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA或ⅡA族元素，还有可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。

c.次外层电子数是2的元素在第二周期；次外层电子数是8的元素在第三周期或第四周期的ⅠA、ⅡA族；最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。

d.某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则对应元素位于第四周期。

②利用元素的特征来推断元素的位置：

如根据“形成化合物最多的元素”“空气中含量最多的元素”“地壳中含量最多的元素”等特征来推断。

（5）根据稀有气体的原子序数推断

各周期最后的元素都是稀有气体元素，其原子序数的数值实际上等于前几周期的元素种数之和。

熟记这些原子序数，对推断某元素在周期表中的位置很有帮助。

例1

　（2016·江苏学测）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。

Y、Z同周期且相邻，X、W同主族且与Y处于不同周期，Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

r（W）＞r（Z）＞r（Y）＞r（X）

B．Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强

C．由X、Z组成的化合物与由Z、W组成的化合物只能发生化合反应

D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物可以是酸、碱或盐

解析　据题意可判断出X、Y、Z、W四种元素的位置如下：

X（H）

…

Y

Z

W（Na）

设Y的原子序数为a，则Z的原子序数为a＋1，有等式（2a＋1）/12＝5/4，解得a＝7，由此确定X、Y、Z、W分别是H、N、O、Na。

同周期元素（稀有气体除外），原子序数越大，原子半径越小，故A错；同周期元素（稀有气体除外），从左至右，非金属性逐渐增强，非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，故B错；过氧化钠和水的反应是非化合反应，故C错；由H、N、O三种元素组成的化合物可以是酸，如硝酸，可以是碱，如一水合氨，也可以是盐，如硝酸铵。

答案　D

方法点拨　元素周期表中位－构－性三者关系

例2

　（2017·苏州学测模拟）有四种短周期主族元素分别为X、Y、Z、W。

X是地壳中含量最多的元素；Y元素的单质是空气的主要成分之一；Z原子的最外层电子数是其最内层电子数的

，且Z元素位于第三周期；W元素的最高正价和最低负价的代数和为0。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

X

B．Z的氧化物一定只有一种

C．最高价氧化物对应水化物的酸性：

Y

D．X和W两种元素形成的化合物，既能与强酸反应又能与强碱反应

解析　有四种短周期主族元素分别为X、Y、Z、W。

X是地壳中含量最多的元素，X是O;Y元素的单质是空气的主要成分之一，Y是N；Z原子的最外层电子数是其最内层电子数的

，Z是Na；W元素的最高正价和最低负价的代数和为0，W是Si或C。

A项，同主族从上到下原子半径逐渐增大，同周期自左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：

X

Y＞W，错误；D项，X和W两种元素形成的化合物为二氧化硅或CO2，是酸性氧化物，不能与强酸反应，但可以与强碱反应，错误，答案选A。

答案　A

方法点拨　元素推断分类例析

（1）由周期表中的位置推断

熟记主族元素在周期表中的特殊位置，如：

①族序数等于周期数的元素：

H、Be、Al。

②族序数等于周期数2倍的元素：

C、S。

③最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：

H、C、Si。

（2）由结构特点推断元素

熟悉下列短周期元素原子的结构特点

①原子核中无中子的原子：

1H。

②最外层只有一个电子的元素：

H、Li、Na。

③最外层有两个电子的元素：

Be、Mg、He。

④最外层电子数等于次外层电子数的元素：

Be、Ar。

⑤最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：

C；3倍的：

O；4倍的：

Ne。

⑥次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：

Li、Si。

（3）由性质特性推断元素

牢记某些短周期元素的特殊性

①原子半径最小的元素是H，最大的是Na。

（稀有气体除外）

②气体单质密度最小的元素是H，原子核中只有质子没有中子的元素是H，原子序数、电子层数、最外层电子数都相等的元素也是H。

③与水反应最剧烈的金属单质是Na，非金属单质是F。

④气态氢化物最稳定的元素是F，只有负价而无正价的元素也是F。

⑤没有最高正价的元素是O。

⑥短周期最高价氧化物对应水化物的酸性（碱性）最强的元素是Cl（Na）。

⑦气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物反应生成离子化合物的是N。

⑧单质及其最高价氧化物都是原子晶体的元素是Si。

⑨单质硬度最大的元素是C，单质熔、沸点最高的元素是C。

⑩形成化合物种类最多的元素是C。

⑪单质、最高价氧化物及最高价氧化物对应的水化物，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的元素是Al。

⑫地壳中含量最多的金属元素是Al，含量最多的非金属元素是O。

1．（2017·海门学测模拟）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X的原子失去一个电子后即为质子，X、Z同主族，Y的原子L层有5个电子，W的单质常温下呈气态。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）

B．Y的最高价氧化物的水化物酸性比W的强

C．Z的一种氧化物可能既含离子键又含共价键

D．X、Y、W三种元素一定只能组成共价化合物

答案　C

解析　短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X的原子失去一个电子后即为质子，则X为氢元素，Y的原子L层有5个电子，则Y为氮元素，Z与X同主族且原子序数大于Y，则Z为钠元素，W的单质常温下呈气态，则W为氯元素。

A项，原子半径：

r（X）＜r（Y）＜r（W）＜r（Z），错误；B项，Y的最高价氧化物的水化物HNO3酸性比W的最高价氧化物的水化物HClO4酸性弱，错误；C项，Z的一种氧化物Na2O2既含离子键又含共价键，正确；D项，X、Y、W三种元素可以组成离子化合物NH4Cl，错误。

2．（2017·无锡学测模拟）短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

r（X）

B．W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱

C．Y的单质的氧化性比Z的强

D．X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物

答案　D

解析　地壳中含量最多的元素是氧，Z为O元素，所以Y为N元素；钠是短周期金属性最强的元素，W是Na；X原子序数最小且不与Y、Z同周期，所以X是H元素。

A项，原子半径N>O，错误；B项，W的最高价氧化物的水化物是氢氧化钠，是强碱，错误；C项，氮气的氧化性比氧气弱，错误；D项，H、N、O可以组成HNO3等共价化合物，也可以组成NH4NO3等离子化合物，正确。

3．（2017·徐州学测模拟）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且互不同族；其中只有两种为金属；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9。

单质Y和W都可与浓的NaOH溶液反应。

下列说法不正确的是（　　）

A．原子半径：

Y>Z>W

B．非金属性最强的元素为W

C．Y的最高价氧化物对应的水化物可与NaOH溶液反应

D．YW3为离子化合物

答案　D

解析　由题意知X为Be，X与W、Y与Z原子的最外层电子数之和为9，且X、Y、Z、W原子序数依次增大，故W可能为F或Cl，Y可能为B或Al，Z可能为O或S，由于四种元素中有两种金属元素，故Y为Al，Z为S，W为Cl。

Al、S、Cl位于同周期，随原子序数的递增，原子半径减小，非金属性增强，故A、B项正确；Y的最高价氧化物对应的水化物为Al（OH）3，是两性氢氧化物，可与NaOH溶液反应，C项正确；YW3为AlCl3，为共价化合物，D项不正确。

4．（2017·泰兴学测模拟）X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。

其中X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L－1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半。

下列说法正确的是（　　）

A．元素Z、W的简单离子的电子层结构不同

B．Y的最高价氧化物的水化物能与其简单气态氢化物反应生成盐且显碱性

C．由X元素形成的单质不一定是原子晶体

D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键

答案　C

解析　X、Y、Z、M、W为五种短周期元素，其中X、Y、Z三种元素是原子序数依次递增的同周期元素，X、Y、Z的最外层电子数之和为15，最外层电子数平均为5，X与Z可形成XZ2分子，X为＋4价，Y为－2价，可推出X、Y、Z分别为C、N、O三种元素；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L－1，该气态化合物的摩尔质量为22.4L·mol－1×0.76g·L－1≈17g·mol－1，则M为H元素；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半，则W的质子数为

×（6＋7＋8＋1）＝11，故W为Na元素。

A项，Z、W分别为O、Na元素，钠离子和氧离子的核外电子总数都是10，电子层结构相同，错误；B项，Y为N元素，其最高价氧化物的水化物能与其简单气态氢化物反应生成盐为硝酸铵，硝酸铵呈酸性，错误；C项，X为C元素，碳元素形成的单质不一定为原子晶体，如石墨，正确；D项，C、N、O、H四种元素可以形成CO（NH2）2、氨基酸等，不含离子键，错误，故选C。

5．（2017·赣榆学测模拟）已知A、B、C、D是短周期中原子序数依次增大的四种主族元素。

A2在常温下为气态，B原子最外层电子数是电子层数的2倍，C在同周期元素中原子半径最大，元素D是地壳中含量最多的金属元素。

下列说法正确的是（　　）

A．C可与氧形成离子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物

B．D的离子半径比C的离子半径大

C．A与B可形成很多种原子个数比为1∶1的化合物

D．工业上生产D可通过电解其熔融盐酸盐实现

答案　C

解析　A、B、C、D是短周期中原子序数依次增大的四种主