鲁科版高中化学必修二12 元素周期律和元素周期表.docx

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鲁科版高中化学必修二12元素周期律和元素周期表

高中化学学习材料

金戈铁骑整理制作

1.2元素周期律和元素周期表

【知能创新导学】

【典例导悟】

【典例1】比较下列各组微粒半径，正确的是

①Cl＜Cl-＜Br-②F-＜Mg2+＜Al3+

③Ca2+＜Ca＜Ba④S2-＜Se2-＜Br-

A.①和③B.只有②

C.只有③D.①和④

【思路点拨】解答本题要注意以下两点：

（1）注意离子与原子的区别。

（2）要根据微粒电子层数、核电荷数、最外层

电子数综合考虑。

【自主解答】选A。

①阴离子半径大于同元素的原子半径，所以Cl-＞Cl,电子层数Br-＞Cl-，所以①正确；②电子层结构相同的粒子，核电荷数大的半径小，②不正确；③阳离子半径小于同元素的原子半径，③正确；④中应为Se2-＞Br-＞S2-,不正确。

【变式训练】（2010·衡水高一检测）X元素的阳离子与Y元素的阴离子具有相同的电子层结构，Z的阴离子半径大于带相同电荷的Y的阴离子半径，则这三种元素的原子序数由大到小的排列顺序是（）

A.Y＞X＞ZB.Z＞X＞Y

C.X＞Z＞YD.Z＞Y＞X

【解析】选B。

X阳离子与Y阴离子有相同的电子层结构，则X在Y下一周期，X为金属元素，Y为非金属元素；Z阴离子与Y阴离子带相同单位的电荷，则Z、Y同主族，Z阴离子半径大于Y阴离子半径，Z在Y下一周期，所以原子序数Z＞X＞Y。

【典例2】原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数为

A.8B.12C.15D.16

【自主解答】选D。

X元素在H2X中呈-2价，在XO2中呈+4价，按-2价分析，该元素的最高正价为+6价，则该元素原子最外层应有6个电子，只有原子序数为16的元素原子才满足此条件。

【互动探究】

（1）若题干改成“原子序数小于20的X元素能形成H2X的化合物”，则元素的原子序数是多少？

（2）若改成“原子序数小于20的X元素能形成XO2的化合物”则X为何种元素？

提示：

（1）能形成H2X的X元素的最低负价为-2价，原子序数小于20的元素有O、S两种元素，原子序数可能是8或16。

（2）能形成XO2的X元素的化合价为+4价，原子序数小于20的常见元素有Si、C、S、N等。

【规律方法】根据元素形成的化合物的化学式判断原子序数时，一般根据元素呈现出来的化合价判断是哪种元素，再确定其原子序数。

当同一种元素既有正化合价又有负化合价时，则一般是以负化合价为依据展开分析，原因是非金属元素的正化合价往往有变价情况，而负化合价只有特殊情况下才有变化。

【典例3】（2010·宜宾高一检测）元素周期表是一座开放的“元素大厦”，元素大厦尚未客满。

请你在元素大厦中为119号元素安排好它的房间

A.第8周期第ⅠA族B.第7周期第ⅦA族

C.第7周期第0族D.第6周期第ⅡA族

【规范解答】选A。

【规律方法】利用0族元素的原子序数推断元素位置的常用方法。

首先，明确各周期0族元素的原子序数。

其次，要熟悉周期表中每个纵列所对应的族的序数：

在此基础上，便可按下述方法进行推断：

（1）比大小定周期。

比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。

（2）求差值定族数。

该元素的原子序数与已找最邻近0族元素的序数的差值即为该元素所在纵列的序数，再根据纵列序数确定该元素的族序数。

如推断115号元素位置时，可依据第7周期0族元素的原子序数为118，118号元素向左移3格为115号元素，处于ⅤA族。

【变式训练】X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素，X和Y同周期，Y和Z同主族，三种元素原子的最外层电子数之和为17，核内质子数之和为31，则X、Y、Z分别是（）

A.Mg、Al、SiB.Li、Be、Mg

C.N、O、SD.P、S、O

【解析】选C。

Ⅰ.（常规解法）X、Y、Z在周期表中的相对位置有以下四种情况：

而Y与Z的原子序数相差8，根据已知条件列出方程，即可求出原子序数。

（设Y的原子序数为y）

对①有y-1+y+y+8=31，y=8，此时X为N，Z为S，符合题意；

对②有y-1+y+y-8=31，y=

，不合题意，舍去；

对③有y+y+1+y+8=31,y=

不合题意，舍去；

对④有y+y+1+y-8=31,y=

，不合题意，舍去；

Ⅱ.（代入验证法）

选项A中Mg、Al同周期相邻，但Si与Mg或Al均不相邻，可排除之；选项B中，三元素的最外层电子数之和为5，也可排除之；选项D中三元素的质子数之和为15+16+8=39，也可排除之，仅有选项C符合题目要求。

【学业达标训练】

1.（2010·聊城高一检测）元素性质呈周期性变化的决定因素是（）

A.元素原子半径大小呈周期性变化

B.元素的相对原子质量依次递增

C.元素原子核外电子排布呈周期性变化

D.元素的最高正化合价呈周期性变化

【解析】选C。

元素性质呈周期性变化的根本原因是原子核外电子排布呈周期性变化，其他周期性变化都是由它引起的。

2.下列关于现在的元素周期表的判断中正确的是

（）

A.三个短周期都含有8种元素

B.三个长周期都含有18种元素

C.七个副族都含有4种元素

D.一个0族含有6种元素

【解析】选D。

短周期中第1周期含有2种元素；长周期第6周期含有32种元素；七个副族元素种数不同，第ⅢB族有镧系和锕系元素；0族共含6种元素。

3.（2010·泰安高一检测）下列叙述不能作为元素周期表中元素排列顺序依据的是（）

A.原子的核电荷数B.原子的中子数

C.原子的质子数D.原子的核外电子数

【解析】选B。

元素周期表是按原子序数的递增排列的，而原子的原子序数等于原子的核电荷数、原子的核外电子数，也等于原子的质子数。

4.（多选）下列各组元素中，按最高正化合价递增顺序排列的是（）

A.C、N、FB.Na、Mg、Al

C.F、Cl、BrD.P、S、Cl

【解析】选B、D。

各元素原子的最外层电子数等于其最高正化合价数，注意氟元素无正价。

5.已知A为ⅡA族元素，B为ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期元素，则下列关系错误的是（）

A.n=m+1B.n=m+11

C.n=m+25D.n=m+10

【解析】选D。

第1周期没有ⅡA、ⅢA族元素，第7周期没有ⅢA族及以后的元素。

在第2、3周期中，因为ⅡA族与ⅢA族元素相邻。

所以n=m+1，故A项正确；第4、5周期中，因为ⅡA族与ⅢA族元素之间有10个纵行的过渡元素，所以n=m+10+1=m+11，故B项正确；在第6周期中，因为ⅡA族与ⅢA族之间又比第4、5周期元素多了镧系元素（镧除外），计14种，所以n=m+11+14=25，C项正确。

6.A元素的最高正价和负价的绝对值之差为6,B元素和A元素的原子次外层都有8个电子，BA2在水溶液中电离出电子层结构相同的离子，则BA2是（）

A.MgF2B.CaCl2C.K2SD.Na2O

【解析】选B。

A最高正价和负价绝对值之差为6，则A元素最外层有7个电子，而次外层有8个电子，故A为Cl。

BA2在水溶液中电离出电子层结构相同的离子，则只能是CaCl2。

7.（2009·全国卷Ⅱ）某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。

下列叙述中错误的是（）

A.它是副族元素

B.它是第6周期元素

C.它的原子核内有63个质子

D.它的一种同位素的核内有89个中子

【解析】选D。

核外电子数等于其质子数，C项正确；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类，63-2-8-8-18-18=9，显然其属于第6周期，从左到右的第9种，而第6周期中包含镧系，所以它应属于副族，A项、B项均正确；由于存在同位素，所以相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用152-63=89来计算，D项错。

8.（思维拓展题）现有A、B、C3种短周期元素，它们的原子序数依次增大。

A与C的质子数之和为27，最外层电子数之差为5。

0.9g单质B与足量盐酸反应放出1.12L标准状况下的氢气，且生成B的三氯化物。

完成下列问题：

（1）A是______，B是______，C是______。

（填元素符号）

（2）3种元素的原子半径由小到大的顺序是________。

（3）0.9g单质B与足量盐酸反应时，转移电子的物质的量为________。

（4）A、B、C三种元素对应的最高价氧化物的水化物按酸性减弱、碱性增强的顺序排列是__________。

【解析】

（1）A、C最外层电子数之差为5，则两元素可能为第ⅠA族与第ⅥA族或第ⅡA族与第ⅦA族元素。

又根据A与C质子数和为27，知两元素都为第3周期元素。

若A、C分别为Na、S，则质子数和为11+16=27符合；若A、C分别为Mg、Cl，则质子数和为12+17=29≠27不符合。

所以A、C应分别为Na、S。

（2）设B的相对原子质量为Mr，2B+6HCl===2BCl3+3H2↑,则有2Mrg∶0.9g=（3mol×22.4L·mol-1）∶1.12L,解得Mr=27,故B为Al。

其原子半径大小应为r（S）＜r（Al）＜r（Na）。

（3）0.9gB与足量盐酸反应生成1.12LH2即0.05molH2，转移电子数为0.05mol×2=0.1mol。

（4）A、B、C对应的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al（OH）3、H2SO4，按酸性减弱，碱性增强的顺序为H2SO4、Al（OH）3、NaOH。

答案：

（1）NaAlS

（2）r（S）＜r（Al）＜r（Na）

（3）0.1mol（4）H2SO4、Al（OH）3、NaOH

9.结合元素周期表，回答下列问题：

（1）表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。

（2）表中所列元素，属于短周期元素的有______；属于主族元素的有______；g元素位于第_____周期_____族；i元素位于第______周期______族。

（3）元素f是第______周期、第_____族元素，请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。

（4）元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系为_____________________________。

【解析】

（1）根据元素周期表的结构知，第1周期有2种元素，分列于第1和18纵行；第2、3周期各有8种元素，分列于第1、2，13～18列，第4、5、6、7周期为长周期，包括1～18列，由此可画出元素周期表的边界。

（2）画出元素周期表的边界，容易找出表中各元素的位置。

（3）第3周期、第ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。

（4）元素原子结构与元素在元素周期表中的位置关系为：

①元素所在周期序数等于其原子的电子层数，元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数，由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定元素在元素周期表中的位置。

②同一周期元素原子的电子层数相同，同一主族元素原子的最外层电子数相同。

答案：

（1）

（2）a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f304ⅡB

（3）3ⅥA

（4）元素的主族序数即为原子结构的最外层电子数，元素的周期数即为原子核外的电子层数

【素能综合检测】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）

1.在短周期元素中，属于非金属元素的有（）

A.9种B.10种C.12种D.13种

【解析】选D。

稀有气体归属为非金属元素，短周期内共有H、He、B、C、N、O、F、Ne、Si、P、S、Cl、Ar13种非金属元素，故选D。

2.根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）

A.K层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等

B.L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

C.L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

D.M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等

【解析】选C。

K层电子数为奇数，只能是1，这是氢元素所独有，它确实可作为ⅠA族，A项正确。

L层电子数为奇数者，可以是1、3、5、7，对应于Li、B、N、F元素，它们确实属于ⅠA、ⅢA、ⅤA和ⅦA族，B项正确。

L层电子数为偶数者，可以是2、4、6、8，它们当然可以是Be、C、O、Ne，似乎叙述也正确，但8电子填满后，还可以在M层有电子，这是题目未曾界定的，故C项错误。

D项M层电子数为奇数的情况，类似于B项L层电子数为奇数的情况，D项正确。

3.根据表中信息，判断以下叙述正确的是（）

部分短周期元素的原子半径及主要化合价

A.氢化物的沸点为H2T＜H2R

B.单质与稀盐酸反应的速率为L＜Q

C.M与T形成的化合物具有两性

D.L2+与R2-的核外电子数相等

【解析】选C。

由原子半径及化合价可判断L为Mg，M为Al，Q为Be，R为S，T为O。

由H2O在常温下呈液态，而H2S呈气态知沸点H2O＞H2S，A错；因Mg的金属性比Be强，所以与盐酸反应，Mg的速率快，故B错；M与T形成的化合物为Al2O3，具有两性，C正确；Mg2+与S2-差一个电子层，核外电子数不相等，D错。

4.（2010·宜宾高一检测）国际无机化学命名委员会在1989年作出决定，把长式周期表原先的主、副族及族号取消，从左到右改为第1～18列，碱金属族为第1列，稀有气体为第18列。

按这个规定，下列说法不正确的是（）

A.第16、17列元素都是非金属元素

B.第2列元素中肯定没有非金属元素

C.第17列元素的第一种元素无含氧酸

D.第15列元素的最高价氧化物为R2O5

【解析】选A。

本题应将新信息与原长式周期表结合起来，即第1、2、3、…18列依次对应原长式周期表的ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、…ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA……ⅦA、0族，再结合原长式周期表的知识确定出答案。

第16列为第ⅥA族元素，钋为金属元素；第17列为卤素，全为非金属元素，A错；第2列为碱土金属元素，全为金属，B正确；第17列的第一种元素为F，无正价，C正确；第15列为ⅤA族，氮族元素，最高正价为+5，D正确。

5.短周期元素X和Y可组成化合物XY3，X的原子序数为a时，Y的原子序数可能为（）

①a-4②a-8③a+2④a-6⑤a-14⑥a+12

A.①②③B.①④⑤⑥

C.①②③④⑤D.①②③④⑤⑥

【解析】选D。

化合物XY3中，X、Y可能分别呈现多种化合价，但都遵守化合价代数和为零的原则。

（1）若Y为-1价，X为+3价，ⅦA族元素与ⅢA族元素可组成这种化合物，即XY3可能为BF3、BCl3或AlF3、AlCl3。

X的原子序数为a，则Y的原子序数为a+4或a+12或a-4。

（2）若Y为-2价，X为+6价，二者都是ⅥA族元素，即XY3为SO3。

X的原子序数为a，则Y的原子序数为a-8。

（3）若Y为-3价，X为+9价，不符合要求。

（4）若Y为+1价，X为-3价，则Y在ⅠA族，X在ⅤA族，即XY3可能为NH3或PH3。

X的原子序数为a，则Y的原子序数为a-6或a-14。

（5）若Y为+2价，X为-6价，不符合要求。

另外，需注意一些特殊情况，如PCl3属XY3型化合物的特殊情况。

P的原子序数为a，Cl的原子序数为a+2。

二、非选择题（本题包括3小题，共30分）

6.（10分）A、B、C、D、E、F六种短周期元素分别位于三个周期，它们的原子序数依次增大。

A与D同主族，B与E同主族，C与F同主族。

且C与F能形成原子个数比为2∶1的化合物M与原子个数比为3∶1的化合物N。

已知E元素为地壳中含量居第2位的元素，D为金属。

（1）写出下列元素符号A_____，B______，C____，

D_____，E_______，F_______。

（2）M能在一定条件下生成N，写出反应的化学方程式___________________________________。

（3）写出F在元素周期表中的位置________________。

（4）写出工业上用B来制备单质E的化学方程式___________________________________________。

【解析】由C与F能形成两种化合物推知C为O元素，F为S元素；M为SO2，N为SO3，六种元素位于三个短周期，且D为金属，所以A为H，D为Na；E为地壳中含量第2位的元素，为Si，所以B为C。

答案：

（1）HCONaSiS

（2）

（3）第3周期第ⅥA族

（4）2C+SiO2========Si+2CO↑

7.（10分）原子序数大于4的主族元素A和B的离子Am+和

Bn-，它们的核外电子排布相同，据此判断：

（1）A和B所属周期数之差为________。

（2）A和B的核电荷数之差为________（用含m、n的代数式表示）。

（3）B和A的族序数之差为__________（用含m、n的代数式表示）。

【解析】Am+和Bn-具有相同的核外电子排布，阴上阳下，A、B周期数之差为1；核电荷数=原子序数=质子数，ZA-m=ZB+n,ZA-ZB=m+n；在周期表中族序数=最外层电子数，A的族序数为m，B的族序数为8-n，二者之差为8-n-m。

答案：

（1）1

（2）m+n（3）8-n-m

［实验·探究］

8.（10分）某研究性学习小组以元素周期表为课题研究“短周期元素在周期表中的分布”，他们提出四种分布方案如下：

方案Ⅰ：

方案Ⅱ：

方案Ⅲ：

方案Ⅳ：

请在表中为这四种方案写出“合理”的理由

【解析】根据H、He两元素的原子结构特点及元素周期表的编排规律，找出四种方案的编排理由。

答案：

方案Ⅰ：

H元素与碱金属元素原子最外层都是1个电子，He元素与Ne、Ar等稀有气体原子最外层都达到稳定结构。

方案Ⅱ：

H元素原子得到1个电子即形成稳定结构（如KH），与卤素性质类似，故氢可归为ⅦA族，依据氦元素的原子已达稳定结构，可将其归为稀有气体元素，与Ne、Ar同族。

方案Ⅲ：

在元素周期表中ⅣA族元素的原子最外层电子数为4，即最高正价与最低负价的绝对值相等，故可将氢归为ⅣA族。

方案Ⅳ：

氢元素的最外层电子数为1，氦元素的最外层电子数为2，故两元素应分别归为ⅠA族和ⅡA族。