全国通用版版高考化学大一轮复习第20讲元素周期表和元素周期律优选学案0429248.docx
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全国通用版版高考化学大一轮复习第20讲元素周期表和元素周期律优选学案0429248
第20讲 元素周期表和元素周期律
考纲要求
考情分析
命题趋势
1.掌握元素周期律的实质。
了解元素周期表的结构（周期、族）及其应用。
2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
2017，全国卷Ⅰ，12T
2017，北京卷，7T
2017，全国卷Ⅱ，9T
2017，全国卷Ⅲ，12T
2016，全国卷甲，9T
2016，全国卷乙，13T
2016，全国卷丙，12T
预计2019年高考主要考查元素性质的周期性变化，以元素周期表为依托考查各微粒间关系，用物质结构理论来解释现象、归纳总结、定量计算。
题型会稳中有变。
复习备考时，重点掌握同周期、同主族元素性质的递变规律，注意某些物质的特征；理清元素的“位—构—性”的关系，用好元素周期表这一工具。
分值：
3～6分
考点一 元素周期表
1．原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。
对于一个原子：
原子序数＝__核电荷数__＝__质子数__＝__核外电子数__。
2．元素周期表的编排原则
（1）把__电子层数__相同的元素按__原子序数__递增顺序从左到右排成一横行，共有__7__个横行。
（2）把不同横行中__最外层电子数__相同的元素按__电子层数__递增的顺序从上到下排成一纵行，共有__18__纵行。
3．元素周期表的结构
（1）周期（7个横行，7个周期）
短周期
长周期
序号
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
__2__
__8__
__8__
__18__
__18__
__32__
不完全周期，最多容纳32种元素，目前排了26种元素
0族元素
原子序数
__2__
__10__
__18__
__36__
__54__
86
（2）族（18个纵行，16个族）
①主族：
列序
1
2
13
14
15
16
17
主族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
②副族：
列序
3
4
5
6
7
11
12
副族序数
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
③Ⅷ族：
包括__8、9、10__三个纵列。
④0族：
第__18__纵列，该族元素又称为__稀有气体__元素。
（3）元素周期表中元素的分区
族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA 0
一
二
三
四
五
六
七
①分界线：
如上图所示，沿着元素周期表中__B、Si、As、Te、At__与__Al、Ge、Sb、Po__的交界处画一条斜线，即为__非金属元素__和__金属元素__的分界线（氢元素除外）。
②金属元素：
位于分界线的__左面__区域，包括所有的__过渡__元素和部分__主族__元素。
③非金属元素：
位于分界线的__右面__区域，包括部分主族元素和__0__族元素。
④分界线附近的元素，既能表现出一定的__金属性__，又能表现出一定的__非金属性__。
元素周期表的记忆口诀
（1）横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七尚不满。
（2）纵列称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。
①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；
②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
（3）一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。
（4）镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素。
（ × ）
（2）元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。
（ × ）
（3）元素周期表中第2纵行全部为金属元素。
（ √ ）
（4）原子序数为29的元素位于元素周期表的第四周期ⅠB族。
（ √ ）
2．下列化合物仅由主族元素组成的是（ D ）
A．Cu3P B．FeS
C．XeF6 D．Mg3N2
解析 Cu、Fe、Xe均不是主族元素。
3．下列叙述正确的是（ B ）
A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．副族元素中没有非金属元素
C．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
D．元素周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素
（1）周期表中有18个纵行、16个族，第8、9、10纵行为一族，称为Ⅷ族，既不是主族，也不是副族，所以，在描述元素在Ⅷ族时，不要写成ⅧA或ⅧB。
（2）最外层电子数相同的元素不一定在同一主族，如K、Cr、Cu。
（3）含元素种数最多的周期是第六周期，有32种元素；含有元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素，组成化合物种类最多为ⅣA族。
推断元素在周期表中位置的方法
1．根据核外电子排布规律
（1）最外层电子数大于或等于3（小于8）的一定是主族元素。
（2）最外层有1个或2个电子，则可能是第ⅠA族、第ⅡA族元素，也可能是副族、第Ⅷ族元素或0族元素氦。
（3）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。
（4）某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。
2．周期尾序推算法
首先熟记各周期0族元素原子序数，然后与已知元素原子序数比较。
ⅠA
ⅡA
…
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
…
…
bB
aA
bB
…
（1）若b－a＝1～2，则B元素处于A元素的下周期第ⅠA族或第ⅡA族，如37号元素比第四周期氪的原子序数（36）多1，故该元素处在第五周期第ⅠA族。
（2）若a－b＝1～5，则B元素处于A元素所在周期的第ⅢA族～第ⅦA族，如53号元素比第五周期的氙（54号）原子序数少1，因此该元素处在第五周期第ⅦA族。
3．根据同周期或同主族序数差关系推断
（1）同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差＝族序数差；
②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差；两元素分布在过渡元素两侧时，第四或第五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六周期元素原子序数差＝族序数差＋24；
③第四、五周期的第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数差都为11，第六周期的第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数差为25。
（2）同主族、邻周期元素的原子序数的关系
①ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32；
②ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32；
③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。
[例1]下列说法正确的是（ B ）
A．原子序数为7的元素的最高化合价为＋4价
B．114号元素位于第七周期第ⅣA族
C．位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为m，则乙的原子序数可能为m＋4
D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为m，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为m＋19
[例1]（2017·全国卷Ⅲ）短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，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．氢化物沸点：
WB．氧化物对应水化物的酸性：
Y>W
C．化合物熔点：
Y2X3D．简单离子的半径：
Y[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
A
忘记了三种典型含氢键的氢化物沸点间的关系H2O＞HF＞NH3
－6
C
化合物的熔点与其晶体类型密切相关，一般情况：
原子晶体＞分子晶体。
误认为AlCl3为离子晶体而选错
－6
[解析]设W原子最外层电子数为a，则X、Y、Z原子最外层电子数分别为a＋1、a－2、a＋2。
依题意有a＋（a＋1）＋（a－2）＋（a＋2）＝21，解得a＝5。
W、X、Y、Z分别为氮、氧、铝、氯。
A项，因NH3分子间可形成氢键，所以氢化物沸点：
NH3＞HCl，错误；B项，Y的氧化物对应水化物为Al（OH）3，W的氧化物对应水化物为HNO3或HNO2，酸性：
Y＜W，错误；C项，Al2O3为离子晶体且常用作耐火材料，AlCl3为分子晶体，化合物熔点：
Al2O3＞AlCl3，错误；D项，Al3＋及O2－均为10e－微粒，可知离子半径：
Al3＋＜O2－，正确。
[答案]D
1．（双选）甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。
下列判断正确的是（ AD ）
A．丙与戊的原子序数相差28
B．气态氢化物的稳定性：
庚<己<戊
C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应
D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
解析 由己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性知，己为硫元素，由甲的核外电子结构及各元素的相对位置推知甲为镁，乙为钙，丙为硼，丁为硅，戊为砷，庚为氟。
硼为5号元素，砷为33号元素，两者原子序数相差28，A项正确；非金属性：
F>S>As，所以气态氢化物的稳定性：
庚>己>戊，B项错误；常温下，镁与水不反应，C项错误；二氧化硅可用于制光导纤维，D项正确。
1．（2017·全国卷Ⅱ）a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。
下列叙述正确的是（ B ）
A．原子半径：
d＞c＞b＞a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
解析 b原子次外层可能有2个电子或8个电子，若有2个电子，则a为He元素，与题中主族元素不符，即b原子次外层应为8个电子，由此确定a为O元素，再结合c周期数和族数相同，且原子序数大于O元素，可知c为Al元素，与O元素同族的d为S元素，则b可能为Na元素或Mg元素。
A项，原子半径：
Na（Mg）>Al>S>O，错误；B项，同周期元素随着核电荷数递增，金属性逐渐减弱，同主族元素的金属性从上往下逐渐增强，即金属性：
Na（Mg）>Al>S>O，正确；C项，Al（OH）3是典型的两性氢氧化物，是弱碱，错误；D项，元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，即氧化性：
O2>S，错误。
2．（2016·江苏卷）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于ⅠA族，W与X属于同一主族。
下列说法正确的是（ B ）
A．元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B．由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D．原子半径：
r（X）3．（2016·海南卷）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2＋电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，回答下列问题：
（1）M元素位于周期表中的第__三__周期、第__ⅥA__族。
（2）Z元素是__Si__，其在自然界中常见的二元化合物是__SiO2__。
（3）X与M的单质在高温下反应的化学方程式为__C＋2S
CS2__，产物分子为直线形，其化学键属__极性__共价键（填“极性”或“非极性”）。
（4）四种元素中的__Mg__可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为__Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑__。
考点二 元素周期律
1．元素周期律
元素的性质随着__原子序数的递增__而呈周期性变化的规律。
2．元素周期律的实质
元素原子__核外电子排布__的周期性变化的结果。
3．主族元素的周期性变化规律
内容
同周期（从左到右）
同主族（从上到下）
原
子
结
构
核电荷数
逐渐__增大__
逐渐__增大__
电子层数
__相同__
逐渐__增多__
原子半径
逐渐__减小__
逐渐__增大__
离子半径
阳离子逐渐__减小__
阴离子逐渐__减小__
r阴离子__>__r（阳离子）
逐渐__增大__
元
素
的
性
质
化合价
最高正化合价由__＋1__→__＋7__（O、F除外）
负化合价__－（8－主族序数）__（H除外）
相同，最高正化合价＝__主族序数__（O、F除外）
金属性
逐渐__减弱__
逐渐__增强__
非金属性
逐渐__增强__
逐渐__减弱__
化
合
物
的
性
质
离子的氧化、还原性
阳离子氧化性逐渐__增强__
阴离子还原性逐渐__减弱__
阳离子氧化性逐渐__减弱__
阴离子还原性逐渐__增强__
气态氢化物稳定性
逐渐__增强__
逐渐__减弱__
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐__减弱__
酸性逐渐__增强__
碱性逐渐__增强__
酸性逐渐__减弱__
4．元素周期表和元素周期律的应用
（1）科学预测：
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
①比较同周期、同主族元素的性质：
如金属性：
Mg>Al、Ca>Mg，则碱性：
Mg（OH）2__>__Al（OH）3、Ca（OH）2__>__Mg（OH）2。
②推测未知元素的某些性质
a．已知Ca（OH）2微溶，Mg（OH）2难溶，可推知Be（OH）2__难__溶。
b．已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹（At）应为__黑__色固体，与氢__很难__化合，HAt__不__稳定，水溶液呈__酸__性，AgAt__难（或不）__溶于水。
（2）寻找新材料
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）同周期主族元素中，第ⅦA族元素的原子半径最小。
（ √ ）
（2）下列离子半径由大到小的顺序：
r（S2－）＞r（Cl－）＞r（Al3＋）＞r（Mg2＋）＞r（Na＋）。
（ × ）
（3）ⅤA族元素的最高正价与族序数相同。
（ √ ）
（4）第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增至＋7。
（ × ）
（5）元素的氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强。
（ × ）
（6）元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。
（ × ）
2．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ D ）
A．酸性：
H2SO4>H3PO4
B．非金属性：
Cl>Br
C．碱性：
NaOH>Mg（OH）2
D．热稳定性：
Na2CO3>NaHCO3
3．用“＞”或“＜”填空：
（1）碱性强弱顺序：
NaOH__>__Mg（OH）2__>__Al（OH）3。
（2）酸性强弱顺序：
H2SiO3__<__H2CO3，H2SO4__＞__H3PO4。
（3）氢化物稳定性强弱顺序：
HCl__>__H2S__>__PH3__>__SiH4。
（4）氢化物还原性强弱顺序：
HF__<__HCl__<__HBr__<__HI。
（1）最高正化合价＝主族序数（O、F除外）＝最外层电子数。
（2）最低负化合价＝主族序数－8（H除外，H元素最低负价为－1价）。
（3）根据元素氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物。
一 元素金属性和非金属性强弱的比较
1．结构比较法：
根据原子结构比较。
最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强。
最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强。
2．位置比较法：
根据在“三表”中的位置比较（稀有气体除外）。
3．实验比较法：
根据“三反应”和“两池”比较。
[例1]下列实验不能达到实验目的的是（ B ）
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
二 微粒半径的比较
[例2]下列离子半径最大的是（ C ）
A．Na＋ B．Mg2＋
C．O2－ D．F－
解析 所给的四种离子核外均有10个电子，电子排布相同时，离子的核电荷数越大，对应的离子半径越小，四种离子的核电荷数依次为11、12、8和9，即离子半径：
O2－>F－>Na＋>Mg2＋。
[例1]（2016·全国卷丙）四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。
下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：
WB．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C．气态氢化物的热稳定性：
WD．最高价氧化物的水化物的酸性：
Y>Z
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
A
比较离子半径时，不考虑离子的核外电子层结构，对结论生搬硬套。
Cl－与Na＋的半径关系可通过F－联系
－6
[解析]根据“X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的”可知X为Na元素，结合题给条件推出W为O（或N）元素，Y为S（或P）元素、Z为Cl元素。
Cl－具有3个电子层，Na＋、O2－（或N3－）只有2个电子层，所以Cl－的半径大于Na＋、O2－（或N3－）的半径，Na＋、O2－（或N3－）具有相同的电子层结构，则核电荷数越小，离子半径越大，所以简单离子半径大小为Cl－>O2－（或N3－）>Na＋，A项错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，C项错误；非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，D项错误。
[答案]B
1．（2017·全国卷Ⅰ）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。
由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。
下列说法不正确的是（ C ）
A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期
解析 四种主族元素都在短周期，W的简单氢化物可用作制冷剂，则W为N元素。
Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为Na元素。
一种盐与稀盐酸反应既有黄色沉淀生成也有刺激性气体产生，则该盐为硫代硫酸钠，X为O元素，Z为S元素。
硫化钠溶液水解显碱性，不能使蓝色石蕊试纸变红，C项错误。
1．（2017·天津卷）根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是（ C ）
A．气态氢化物的稳定性：
H2O>NH3>SiH4
B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C．下图所示实验可证明元素的非金属性：
Cl>C>Si
D．用中文“
”（ào）命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
解析 该实验只能证明酸性：
HCl>H2CO3>H2SiO3，HCl不是最高价含氧酸，则不能比较Cl、C的非金属性强弱。
2．（2016·上海卷）已知W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大。
W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素。
下列说法一定正确的是（ A ）
A．原子半径：
X>Y>Z>W
B．W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强
C．W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性
D．若W与X原子序数差为5，则形成化合物的化学式为X3W2
解析 由于原子序数按W、X、Y、Z依次增大，W与Z是同一主族的元素，而X、Y、Z是同一周期的元素，且只有X是金属元素，则这四种元素在元素周期表中的相对位置为
。
A项，同一周期元素的原子序数越大，原子半径越小；同一主族的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大。
所以原子半径：
X>Y>Z>W，正确；B项，W的最高价氧化物对应的水化物的酸性一定比Z的强，但含氧酸的酸性不一定比Z的强，如W的含氧酸可能是HNO2，Z的含氧酸是H3PO4，错误；C项，元素的非金属性：
W>Y，所以气态氢化物的稳定性：
W>Y，错误；D项，若W、X原子序数相差5，当W为O，X为Al时，则二者形成的化合物的化学式是X2W3，错误。
3．随原子序数递增，八种短周期元素（用字母x等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题：
（1）f在周期表中的位置是__第三周期第ⅢA族__。
（2）比较d、e常见离子的半径大小（用化学式表示，下同）：
__r（O2－）__>__r（Na＋）__；比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：
__HClO4__>__H2SO4__。
（3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式：
__
（或H∶
∶
∶H或H
C⋮⋮C
H）__。
课时达标 第20讲
1．已知33As、35Br位于同一周期。
下列关系正确的是（ C ）
A．原子半径：
As>Cl>P
B．热稳定性：
HCl>AsH3>HBr
C．还原性：
As3－>S2－>Cl－
D．酸性：
H3AsO4>H2SO4>H3PO4
2．中学化学中很多“规律”都有其使用范围，下列根据有关“规律”推出的结论合理的是（ A ）
A．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
B．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7价
C．根据F、Cl、Br、I非金属性依次减弱，推出HF、HCl、HBr、HI的酸性依次减弱
D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则可推出离子半径：
R2－3．短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，B的氢化物的水溶液呈碱性；C、D为金属元素，且D原子最外层电子数等于其K层电子数；若往E单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊试液，可观察到溶液先变红后褪色。
下列说法中正确的是（ C ）
A．B的最高价氧化物对应的水化物的酸性比E的强
B．某物质焰色反应呈黄色，该物质一定是含C的盐
C．向D单质与沸水反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红
D．B的氢化物的沸点一定高于A的氢化物的沸点
4．有四种短周期元素（除稀有气体外）X、Y、M、N，其中X是短周期中金属性最强的元素；Y原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍，是电子层数的2倍；M的单质是一种有色气体，可用于自来水的消毒；N的最高价氧化物对应的水化物是药物胃舒平的有效成分，该药物用于治疗胃酸过多。
下列说法正确的是（ B ）
A．X有两种常见氧化物，所含的化学键类型完全相同
B．N与M形成的化合物的水溶液显酸性
C．离子半径：
N>X，Y>M
D．气态氢化物的稳定性：
Y>M
5．下列各表分别是元素周期表的一部分，表中的数字表示元素的原子序数，各表中数字所表示的元素在周期表中的位置与周期表的结构相符的是
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