高中化学《认识同周期元素性质的递变规律》导学案+课后提升练习.docx

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高中化学《认识同周期元素性质的递变规律》导学案+课后提升练习

第三节　元素周期表的应用

第1课时　认识同周期元素性质的递变规律

[学习目标]　1.知道同周期元素性质的递变规律，并能用实验等间接的方法验证规律的正确性。

2.能用原子结构理论解释同周期元素性质的递变规律。

一、元素原子失电子能力强弱的判断

[自主学习]

1．元素周期表中第三周期包括的元素有

钠（Na）

、

镁（Mg）

、

铝（Al）

、

硅（Si）

、

磷（P）

、

硫（S）

、

氯（Cl）

、

氩（Ar）

。

核外电子排布规律为：

电子层数

相同，最外层电子数

逐渐增加。

2．元素原子失电子能力强弱的判断方法

（1）比较元素的单质与水（或酸）反应

置换出氢的难易程度。

置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力

越强。

（2）比较元素

最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。

一般说来，碱性越强，元素原子失电子的能力

越强。

你能由钠、镁、铝三种元素原子的核外电子排布规律推测出三者失电子能力的强弱吗？

提示：

从钠到铝，元素原子的半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。

[点拨提升]

1．元素原子失电子能力强弱的实验探究

（1）钠、镁、铝与水（或酸）反应

（2）比较钠、镁、铝最高价氧化物对应水化物碱性的强弱

（3）由上述实验可知：

①钠、镁、铝置换出水（或酸）中的氢时，由易到难的顺序是Na>Mg>Al。

②钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3。

③钠、镁、铝原子失电子能力由强到弱的顺序为Na>Mg>Al。

2．同周期元素原子失电子能力的变化规律

在同一周期中，各元素原子的核外电子层数相同，但从左到右核电荷数依次增大，原子半径逐渐减小（稀有气体元素除外），原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，原子失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。

3．元素金属性强弱的比较方法

[练习与活动]

1．能说明钠比铝活泼的是（　　）

A．最外层电子数钠原子比铝原子少

B．相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应，钠产生的气体少

C．钠与铝的电子层数相等

D．常温下钠能与水剧烈反应，而铝不能

答案　D

解析　能说明失电子能力Na>Al，取决于其失电子难易程度，不决定于其失电子多少。

2．有三种金属元素A、B、C，在相同条件下，B的最高价氧化物的水化物碱性比A的最高价氧化物的水化物碱性强；A可以从C的盐溶液中置换出C。

则这三种元素的金属性由强到弱的顺序正确的是（　　）

A．A>B>CB．B>A>C

C．B>C>AD．C>B>A

答案　B

解析　根据元素金属性强弱的比较方法及题意可知，由于B的最高价氧化物的水化物碱性比A的强，所以元素B的金属性比A的强；由于A可以从C的盐溶液中置换出C，所以A的金属性比C的强，故选B。

规律方法

决定元素金属性强弱的是元素原子失电子的难易程度，而不是失电子的多少。

如镁原子比钠原子失电子数多，但钠原子比镁原子失电子容易，故钠的金属性比镁强。

二、元素原子得电子能力强弱的判断

[自主学习]

1．元素原子得电子能力强弱的判断方法

（1）比较元素的单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。

一般说来，反应越容易进行，生成的气态氢化物越

稳定，元素原子得电子的能力越

强。

（2）比较元素

最高价氧化物对应水化物的酸性。

一般说来，酸性越

强，元素原子得电子的能力越

强。

2．硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子能力的比较

1．非金属元素单质与H2反应的条件越难，生成相应的氢化物越稳定？

提示：

不对。

非金属元素单质与H2反应的条件越易，生成相应的氢化物才越稳定。

2．由H2SO4的酸性大于HClO的酸性，可推断S的非金属性大于Cl的非金属性？

提示：

不对。

因为HClO不是Cl元素最高价氧化物对应的水化物，无法判断两者的非金属性强弱。

[点拨提升]

1．同周期元素原子得电子能力的递变规律

在同一周期中，各元素原子的核外电子层数相同，但从左至右核电荷数依次增大，原子半径逐渐减小（稀有气体元素除外），原子核对外层电子的吸引力逐渐增大，原子得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强。

2．元素非金属性强弱的比较方法

[练习与活动]

3．按C、N、O、F的顺序，下列递变规律正确的是（　　）

A．原子半径逐渐增大

B．元素原子得电子能力逐渐增强

C．最高正化合价逐渐增大

D．气态氢化物稳定性逐渐减弱

答案　B

解析　C、N、O、F元素处于第2周期，在同一周期中，随着元素原子序数递增，各元素原子的原子半径逐渐减小、最高正化合价逐渐增大（O、F除外）、气态氢化物稳定性逐渐增强、原子失电子能力逐渐减弱、得电子能力逐渐增强，故A、D不正确。

但由于氧、氟无正价，故C不正确。

4．下列事实能说明X元素比Y元素的非金属性强的是（　　）

①与H2化合时X单质比Y单质容易；②X单质可以把Y从其氢化物中置换出来；③X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强；④与金属反应时，X原子得电子数目比Y的多；⑤X的单质熔、沸点比Y的低；⑥X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多

A．①②④B．①②⑥

C．①②③D．①②③④⑤⑥

答案　C

解析　①②③是判断元素非金属性相对强弱常用的三种方法；④用得电子数目的多少不能判断非金属性强弱，应比较得电子的难易程度；⑤不能用单质的熔、沸点作依据判断非金属元素得电子的难易；⑥最外层电子数Cl>O，但非金属性O>Cl。

规律方法

（1）非最高价氧化物对应水化物的酸性强弱无法比较元素非金属性的强弱。

如不能用酸性HClO

（2）原子在反应中获得电子数目的多少与元素非金属性的强弱无关。

如不能用Cl在反应中得到1个电子，S在反应中得到2个电子，说明非金属性S>Cl。

（3）无氧酸的酸性强弱与元素非金属性强弱无必然联系。

如不能用酸性HCl>H2S说明非金属性Cl>S。

本课归纳总结

同周期主族元素（稀有气体元素除外）原子结构与性质的递变规律

[学习·理解]

1．下列说法错误的是（　　）

A．Na与Al为同周期元素，钠原子最外层有1个电子，铝原子最外层有3个电子，所以钠的金属性比铝强

B．Na与Mg为同周期元素，且Mg的核电荷数比Na的大，所以钠的金属性比镁强

C．NaOH为强碱，而Al（OH）3具有两性，所以钠的金属性比铝强

D．Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，所以Zn的金属性比Fe强

答案　D

解析　Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe才能说明金属性：

Zn>Fe。

2．下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是（　　）

A．根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强

B．用Na来置换MgCl2溶液中的Mg，来验证Na的金属性强于Mg

C．根据Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应，说明金属性：

Al>Mg

D．根据碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱

答案　D

解析　A项应该根据金属失电子的难易来决定，易失电子的金属性较强，不正确；B项中钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应，不能置换出Mg，不正确；C项判断依据错误；D正确。

3．能证明Al的金属性比Mg弱的实验事实是（　　）

A．Al的导电性比Mg强

B．Al的原子半径比Mg小

C．Al（OH）3显两性，Mg（OH）2为中强碱

D．Mg（OH）2的溶解度比Al（OH）3的溶解度略大

答案　C

解析　金属性是金属元素的化学性质，表征元素失电子能力的强弱。

导电性、溶解度都是物理性质，与金属性强弱无关；原子半径大小也不能作为判断元素金属性强弱的依据。

4．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述不正确的是（　　）

A．原子半径：

Na

B．碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3

C．离子半径：

Na＋>Mg2＋>Al3＋

D．离子的氧化性：

Na＋

答案　A

解析　Na、Mg、Al位于元素周期表中同一周期，从左向右原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，离子的氧化性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱，故A错误，B、D正确；Na＋、Mg2＋、Al3＋具有相同的核外电子排布，原子序数越大，离子半径越小，故C正确。

5．已知钡的金属活动性介于钾和钠之间，则下列说法中可能实现的是（　　）

A．钡可从氯化钾溶液中置换出钾

B．钡可从冷水中置换出氢

C．钡可从氯化钠溶液中置换出钠

D．在溶液中，钡离子可氧化金属锌，使之成为锌离子

答案　B

解析　由于金属活动性：

K>Ba>Na，故金属钡与水剧烈反应：

Ba＋2H2O===Ba（OH）2＋H2↑，则A、C、D三项不正确。

6．能够说明元素A的非金属性比元素B的非金属性强的理由是（　　）

A．A、B两元素的原子具有相同的电子层数，且原子半径A>B

B．通常条件下，元素A的单质是气态，元素B的单质是固态

C．A的气态氢化物比B的气态氢化物分解温度高

D．A的最高价氧化物对应的水化物的酸性弱于B的最高价氧化物对应的水化物的酸性

答案　C

解析　A项，A、B电子层数相同且原子半径：

A>B，说明得电子能力：

B>A，即非金属性：

B>A，错误；B项，单质的状态属于物理性质，不能用于判断非金属性强弱；C项，气态氢化物稳定性：

A>B，则非金属性：

A>B；D项，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，对应元素的非金属性越强。

7．可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱的是（　　）

①HCl的溶解度比H2S的大　②HClO的氧化性比H2SO4的强　③HClO4的酸性比H2SO4的强　④HCl比H2S稳定　⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子　⑥Cl2能与铁反应生成FeCl3，硫与铁反应生成FeS　⑦Cl2可以从H2S溶液中置换出S　⑧HCl水溶液酸性比H2S强　⑨HCl或Cl－还原性比H2S或S2－弱

A．③④⑤⑥⑦⑨B．③④⑥⑦⑧

C．①②⑤⑥⑦⑨D．③④⑥⑦⑨

答案　D

解析　①氢化物的溶解度与元素的非金属性强弱没有直接关系；②应该用最高价氧化物对应水化物的酸性来比较元素非金属性的强弱；⑤元素原子得电子能力的强弱不仅与原子最外层电子数有关，还与电子层数等有关；⑧不能根据无氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱。

[应用·实践]

8．X、Y是同周期非金属元素，已知X原子比Y原子的原子半径大，则下列叙述正确的是（　　）

A．X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的强

B．X的阴离子比Y的阴离子的还原性强

C．X原子的得电子能力比Y原子强

D．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定

答案　B

解析　由X、Y是同周期非金属元素，X原子比Y原子的原子半径大可得原子序数X

9．X、Y、Z、R为四种同一周期的非金属元素，它们的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是（　　）

A．H2XO3B．H2YO4

C．HZO4D．H3RO4

答案　C

解析　H2XO3、H2YO4、HZO4、H3RO4中X、Y、Z、R的化合价分别为＋4、＋6、＋7、＋5，所以原子序数X

10．下列结构示意图所表示的微粒中，得电子能力最强的是（　　）

A.

B.

C.

D.

答案　B

解析　A和B分别表示碳原子和氟原子，同周期非金属元素，从左到右原子得电子能力逐渐增强，而C和D分别表示钠离子和铝离子，最外层电子数为8，其性质较稳定，所以得电子能力最强的是氟，故选B。

11．下列判断错误的是（　　）

A．原子半径：

Na>Mg>O

B．热稳定性：

HF>H2O>H2S

C．酸性：

HClO4>H2SO4>H3PO4

D．碱性：

NaOH

答案　D

解析　Na、Mg同位于第3周期且原子序数NaMg>O，A项正确；非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，B项正确；Cl、S、P位于同一周期且原子序数依次减小，非金属性依次减弱，其最高价含氧酸的酸性依次减弱，C项正确；碱性NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3，D项错误。

12．X、Y为同一周期的元素，如果X原子半径大于Y的原子半径，则下列说法不正确的是（　　）

A．若X、Y均为金属元素，则X的失电子能力强于Y

B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子的氧化性比Y的阳离子氧化性强

C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定

D．若X、Y均为非金属元素，则Y的最高价含氧酸的酸性强于X的

答案　B

解析　X、Y为同周期的元素，原子半径X>Y，原子序数X

若X、Y为金属元素，失电子能力X>Y，阳离子氧化性X

13．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期主族元素，下列说法中一定正确的是（m、n均为正整数）（　　）

A．若R（OH）n为强碱，则W（OH）n＋1也为强碱

B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素

C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋7

D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素

答案　B

解析　R（OH）n为强碱，W（OH）n＋1不一定为强碱，故A项错误；HnXOm为强酸，说明X非金属性强，Y比X更强，且知Y不是稀有气体元素，B项正确；若Y为氧元素，Z为F，无正价，C项错误；若五种元素同为第3周期，当X最高正化合价为＋5价时，R为金属元素，D项错误。

[迁移·创新]

14．元素①～⑦在周期表中的位置如图所示。

请回答下列问题。

（1）⑤的元素符号是______，其最高正化合价是________。

（2）①～⑦中金属性最强的是________（填元素符号），能证明⑥比②的非金属性强的事实是________________________。

（3）①③形成的化合物是________或________。

（4）④⑥⑦原子半径由大到小的顺序是________（用元素符号表示）；④的最高价氧化物对应的水化物是________，它与⑥的最高价含氧酸反应的离子方程式是________________________。

答案　

（1）Si　＋4　

（2）Na　H2SO4为强酸、H2CO3为弱酸（其他合理答案也可）　（3）H2O　H2O2

（4）Na>S>Cl　NaOH　H＋＋OH－===H2O

解析　由元素在周期表中的位置，可知①为H、②为C、③为O、④为Na、⑤为Si、⑥为S、⑦为Cl。

（1）⑤的元素符号为Si，硅的最外层有4个电子，其最高正化合价为＋4。

（2）①～⑦中金属性最强的是Na元素；⑥为S、②为C，由于H2SO4为强酸、H2CO3为弱酸，则S的非金属性比C强。

（3）①③分别为H、O元素，二者形成的化合物为H2O、H2O2。

（4）Na、S和Cl位于同一周期主族元素，从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小为Na>S>Cl；④为Na，其最高价氧化物对应的水化物是NaOH；⑥的最高价含氧酸为H2SO4，硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。