2022高考化學(xué) 專題19 元素周期表和周期律（一）考點(diǎn)講解

2022高考化學(xué) 專題19 元素周期表和周期律（一）考點(diǎn)講解【考情報(bào)告】考查角度考查內(nèi)容命題特點(diǎn)元素周期表中元素的推斷元素周期表高考對(duì)本講內(nèi)容的考查空間很大，知識(shí)面很廣，以“元素化合物”為載體，考查學(xué)生對(duì)元素周期表、元素性質(zhì)和相應(yīng)原子結(jié)構(gòu)的周期性遞變規(guī)律的認(rèn)識(shí)和掌握程度?？疾閷W(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系以及運(yùn)用元素周期律解決具體化學(xué)問題的能力?？杉袛?、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算于一體。題型穩(wěn)定。指定元素在周期表中的位置確定元素的性質(zhì)或由元素的性質(zhì)確定元素在周期表中的位置。元素周期律和元素周期表以物質(zhì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)，元素周期表和元素周期律，反應(yīng)熱的計(jì)算及熱化學(xué)方程式的書寫。位-構(gòu)-性關(guān)系的綜合應(yīng)用【考向預(yù)測(cè)】 1、掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)。元素周 期律一直是高考改革以來變知識(shí)立意為能力立意的命題素材，是近年高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。突出對(duì)化學(xué)基本概念、基本理論內(nèi)容的考查，從“位構(gòu)性”三者的關(guān)系等多方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查，在近幾年高考中出現(xiàn)頻率達(dá)100%。題型相對(duì)穩(wěn)定，多為選擇題。圍繞元素周期律，利用信息背景，將元素周期律知識(shí)遷移應(yīng)用，同時(shí)考查學(xué)生對(duì)信息的處理和歸納總結(jié)的能力。2、了解元素周期表(長(zhǎng)式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。元素同期表是元素周期律的具體體現(xiàn)，是中學(xué)化學(xué)最重要的基本理論之一，也是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。因而受到了命題專家和學(xué)者的青睞。在每年的高考命題中都是必考的重要內(nèi)容而且占了很高的分值。要想在高考中化學(xué)取得高分，就必須掌握元素同期表命題特點(diǎn)和解題方法。通過編排元素周期表考查的抽象思維能力和邏輯思維能力；通過對(duì)元素原子結(jié)構(gòu)、位置間的關(guān)系的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的分析和推理能力。從近幾高考試題看，元素周期律與元素周期表是中學(xué)化學(xué)的重要理論基礎(chǔ)，是無機(jī)化學(xué)的核心知識(shí)是高考中每年必考的的重點(diǎn)內(nèi)容。此類題目考查空間很大，知識(shí)面很廣。高考中該類型題主要是通過重大科技成果（化學(xué)科學(xué)的新發(fā)展、新發(fā)明等）尤其是放射性元素、放射性同位素、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、考古等方面的應(yīng)用為題材，來考查粒子的個(gè)微粒的相互關(guān)系；元素“位”“構(gòu)”“性”三者關(guān)系的題型會(huì)繼續(xù)以元素及其化合物知識(shí)為載體，用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論，解釋現(xiàn)象、定性推斷、歸納總結(jié)相結(jié)合。可集判斷、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算于一體,題型穩(wěn)定。試題雖然計(jì)算難度不大，但規(guī)律性強(qiáng)、區(qū)分度好，今后會(huì)繼續(xù)保持?！窘?jīng)典在線】1. 知識(shí)梳理一、元素周期表(一）原子序數(shù)1、對(duì)于一個(gè)原子：原子序數(shù)核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)中子數(shù)。2120號(hào)元素的特殊的電子層結(jié)構(gòu)(1)最外層有1個(gè)電子的元素：H、Li、Na、K；(2)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar；(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C；(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素：O；(5)最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)總數(shù)一半的元素：Li、P；(6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素：Ne；(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si；(8)次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的元素：Li、Mg；(9)次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的元素Be、S；(10)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al。（二）元素周期表 1、元素周期表的結(jié)構(gòu)為：“七橫七周期，三短三長(zhǎng)一不全；十八縱行十六族，七主七副一一0”。從左到右族的分布：A、A、B、B、B、B、B、B、B、A、A、A、A、A、0。族：包括8、9、10三個(gè)縱列。0族：第18縱列，該族元素又稱為稀有氣體元素。其原子序數(shù)為He2，Ne10，Ar18，Kr36，Xe54，Rn86。同周期第A和第A原子序數(shù)的差值可能為：1、11、25。 2、分區(qū)分界線：沿著元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹與鋁、鍺、銻、釙的交界處畫一條虛線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。各區(qū)位置：分界線左下方為金屬元素區(qū)，分界線右上方為非金屬元素區(qū)。分界線附近元素的性質(zhì)：既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。3、元素周期表中的特殊位置過渡元素：元素周期表中部從B族到B族10個(gè)縱列共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。鑭系：元素周期表第6周期中，57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共15種元素。錒系：元素周期表第7周期中，89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共15種元素。超鈾元素：在錒系元素中92號(hào)元素軸(U)以后的各種元素。二、元素周期律（一）、元素周期律1、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表關(guān)系電子層數(shù)周期數(shù)最外層電子數(shù)主族序數(shù)最高正價(jià)數(shù)價(jià)電子數(shù)(O、F除外)負(fù)價(jià)絕對(duì)值8主族序數(shù)2、元素性質(zhì)的遞變主族元素同一周期原子半徑從左到右依次減小(稀有氣體元素除外)，同一主族原子半徑從上到下依次增大。同一周期元素從左到右(同一主族元素從下到上)元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性依次增強(qiáng)，堿性依次減弱。（二）、微粒半徑大小比較的常用規(guī)律1同周期元素的微粒同周期元素的原子或最高價(jià)陽離子或最低價(jià)陰離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸減小(稀有氣體元素除外)，如Na>Mg>Al>Si，Na>Mg2>Al3，S2>Cl。2同主族元素的微粒同主族元素的原子或離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸增大，如Li<Na<K，Li<Na<K。3電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒電子層結(jié)構(gòu)相同(核外電子排布相同)的離子半徑(包括陰、陽離子)隨核電荷數(shù)的增加而減小，如O2>F>Na>Mg2>Al3。4同種元素形成的微粒同種元素原子形成的微粒電子數(shù)越多，半徑越大。如Fe3<Fe2<Fe，H<H<H。2.經(jīng)典精講【例1】【2018新課標(biāo)1卷】主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10；W與Y同族；W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應(yīng)，其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是A常溫常壓下X的單質(zhì)為氣態(tài)BZ的氫化物為離子化合物CY和Z形成的化合物的水溶液呈堿性DW與Y具有相同的最高化合價(jià)【答案】B【解析】分析：主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且均不大于20。W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應(yīng)，其生成物可腐蝕玻璃，生成物是HF，因此W是F，Z是Ca，W與Y同族，則Y是Cl。W、X、Z的最外層電子數(shù)之和為10，則X的最外層電子數(shù)為10721，所以X是Na，據(jù)此解答。【例2】. 【2018新課標(biāo)2卷】W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體；Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍；Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同。下列敘述正確的是AX與其他三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物BY與其他三種元素分別形成的化合物中只含有離子鍵C四種元素的簡(jiǎn)單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)DW的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸【答案】A【解析】分析：W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體，W是N，X是O；Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍，因此Y只能是第三周期，所以Y是Na；Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同，Z的最外層電子數(shù)是7個(gè)，Z是Cl，結(jié)合元素周期律和物質(zhì)的性質(zhì)解答?！纠?】【2018天津卷】下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較，結(jié)論正確的是A溶解度：Na2CO3<NaHCO3B熱穩(wěn)定性：HCl<PH3C沸點(diǎn)：C2H5SH<C2H5OHD堿性：LiOH<Be(OH)2【答案】C【解析】分析：本題是常見的物質(zhì)的性質(zhì)比較問題，要求根據(jù)元素周期律，結(jié)合具體物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行判斷?！纠?】 【2018新課標(biāo)3卷】W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，元素X和Z同族。鹽YZW與濃鹽酸反應(yīng)，有黃綠色氣體產(chǎn)生，此氣體同冷燒堿溶液作用，可得到Y(jié)ZW的溶液。下列說法正確的是A原子半徑大小為WXYZBX的氫化物水溶液酸性強(qiáng)于Z的CY2W2與ZW2均含有非極性共價(jià)鍵D標(biāo)準(zhǔn)狀況下W的單質(zhì)狀態(tài)與X的相同【答案】D【解析】分析：本題明顯是要從黃綠色氣體入手，根據(jù)其與堿溶液的反應(yīng)，判斷出YZW是什么物質(zhì)，然后代入即可。詳解：黃綠色氣體為氯氣，通入燒堿溶液，應(yīng)該得到氯化鈉和次氯酸鈉，所以YZW為NaClO，再根據(jù)X和Z同族，得到W、X、Y、Z分別為O、F、Na、Cl。A同周期由左向右原子半徑依次減小，同主族由上向下原子半徑依次增大，所以短周期中Na（Y）的原子半徑最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。BHCl是強(qiáng)酸，HF是弱酸，所以X（F）的氫化物水溶液的酸性弱于Z（Cl）的。選項(xiàng)B錯(cuò)誤。CClO2的中心原子是Cl，分子中只存在Cl和O之間的極性共價(jià)鍵，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。D標(biāo)準(zhǔn)狀況下，W的單質(zhì)O2或O3均為氣態(tài)，X的單質(zhì)F2也是氣態(tài)。選項(xiàng)D正確。【例5】【2018江蘇卷】短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序數(shù)依次增大，X 是地殼中含量最多的元素，Y 原子的最外層只有一個(gè)電子，Z 位于元素周期表A族，W 與X屬于同一主族。下列說法正確的是A原子半徑：r(W) > r(Z) > r(Y)B由X、Y 組成的化合物中均不含共價(jià)鍵CY 的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性比Z的弱DX 的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)【答案】D【解析】分析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大；X是地殼中含量最多的元素，X為O元素；Y原子的最外層只有一個(gè)電子，Y為Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z為Al元素；W與X屬于同一主族，W為S元素。根據(jù)元素周期律作答?！纠?】【2018屆青州市三模】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q；這些元素組成的二元化合物r、t、u，其中u為形成酸雨的主要物質(zhì)之一；25時(shí)，0.01mol/L的v溶液中pH=12。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A原子半徑的大小: W>Z>Y>XBv能抑制水的電離而u能促進(jìn)水的電離C粘有q的試管可用酒精洗滌DZ分別與Y、W組成的化合物中化學(xué)健類型可能相同【答案】D【解析】分析：短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q，r、t、u是這些元素組成的二元化合物，其中u為形成酸雨的主要物質(zhì)之一，u為SO2；25時(shí)，0.01mol/L的v溶液中pH=12，則v為NaOH，結(jié)合圖中轉(zhuǎn)化可知，m為H2，n為O2，p為Na，r為H2O， t為Na2O2，則X、Y、Z、W分別為H、O、Na、S，q為S單質(zhì)，以此解答該題。【解題技巧】一、抓住一個(gè)主線（元素原子的核外電子排布）兩個(gè)基本點(diǎn)（元素周期律和元素周期表）二、熟記前20號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、核外電子相等的微粒(1) “10電子”的微粒：分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne、離子：NH、H3O、Na、Mg2、Al3、OH、O2、F等。(2)“18電子”的微粒：分子：Ar 、HCl、H2S 、PH3、SiH4、F2 、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、C H3NH2、CH3F、NH2OH 離子：K、Ca2、Cl、S2 、O、HS2、其他等電子數(shù)的微?！?4電子”的微粒：Si、N2、CO、C2H2“2電子”的微粒：He、H、Li、Be2、H2三、元素的“位構(gòu)性”關(guān)系的綜合應(yīng)用：在具體解題過程中，必須具備以下三個(gè)方面的基礎(chǔ)。（一）、結(jié)構(gòu)與位置互推是解題的基礎(chǔ)1、掌握四個(gè)關(guān)系式：電子層數(shù)周期數(shù) 質(zhì)子數(shù)原子序數(shù)最外層電子數(shù)主族序數(shù) 主族元素的最高正價(jià)族序數(shù)，最低負(fù)價(jià)主族序數(shù)82、熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律：各周期元素種數(shù)；稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置；同主族上下相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系；主族序數(shù)與原子序數(shù)、化合價(jià)的關(guān)系。（二）性質(zhì)與位置互推是解題的關(guān)鍵熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，主要包括：1、元素的金屬性、非金屬性。2、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。3、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性。（三）、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推是解題的要素1、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)決定元素的金屬性和非金屬性。2、同主族元素最外層電子數(shù)相同，性質(zhì)相似。3、推斷元素的一般思路為：【規(guī)律總結(jié)】一、元素周期表中的規(guī)律1、電子層數(shù)=周期數(shù)（電子層數(shù)決定周期數(shù)），核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù) 2、主族元素原子最外層電子數(shù)=主族數(shù)=最高正價(jià)數(shù)=價(jià)電子數(shù) 3、A-A元素負(fù)價(jià)=主族數(shù)-8 4、原子半徑越大，失電子越易，單質(zhì)還原性越強(qiáng)，元素金屬性越強(qiáng)，形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性越強(qiáng)，其陽離子的氧化性越弱。 5、原子半徑越小，得電子越易，單質(zhì)氧化性越強(qiáng)，元素非金屬性越強(qiáng)，形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，其陰離子的還原性越弱。二“序、層”規(guī)律1、若一種陽離子與一種陰離子電子層數(shù)相同，則“陰前陽后”，陰離子在前一周期，陽離子在后一周期，陽離子的原子序數(shù)大。2、同周期元素的簡(jiǎn)單陽離子與陰離子相比，陰離子比陽離子多一個(gè)電子層，陰離子原子序數(shù)大。三、 “序、價(jià)”規(guī)律在短周期元素中，元素的原子序數(shù)與其主要化合價(jià)的數(shù)值在奇偶性上一般一致，“價(jià)奇序奇，價(jià)偶序偶”。氧和氟沒有正價(jià)。四、元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱判斷（一）、根據(jù)元素在周期表中的位置（二）、根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表：金屬的位置越靠前，其金屬性越強(qiáng)。(三) 、根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、元素金屬性強(qiáng)弱的比較根據(jù)金屬單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)的難易程度：越易反應(yīng)，則對(duì)應(yīng)金屬元素的金屬性越強(qiáng)。根據(jù)金屬單質(zhì)與鹽溶液的置換反應(yīng)：A置換出B，則A對(duì)應(yīng)的金屬元素比B對(duì)應(yīng)的金屬元素金屬性強(qiáng)。根據(jù)金屬單質(zhì)的還原性或?qū)?yīng)陽離子的氧化性強(qiáng)弱：?jiǎn)钨|(zhì)的還原性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)陽離子的氧化性越弱，元素的金屬性越強(qiáng)(Fe對(duì)應(yīng)的是Fe2+，而不是Fe3+)。根據(jù)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱：堿性越強(qiáng)，則對(duì)應(yīng)金屬元素的金屬性越強(qiáng)。根據(jù)電化學(xué)原理：不同金屬形成原電池時(shí)，作負(fù)極的金屬活潑；在電解池中的惰性電極上，先析出的金屬其對(duì)應(yīng)的元素較不活潑。2、元素非金屬性強(qiáng)弱的比較根據(jù)非金屬單質(zhì)與H2化合的難易程度：越易化合則其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。根據(jù)形成的氫化物的穩(wěn)定性或還原性：越穩(wěn)定或還原性越弱，則其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。根據(jù)非金屬之間的相互置換：A能置換出B，則A的非金屬性強(qiáng)于B的非金屬性。根據(jù)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱：酸性越強(qiáng)，則元素的非金屬性越強(qiáng)。根據(jù)非金屬單質(zhì)的氧化性或?qū)?yīng)陰離子的還原性強(qiáng)弱：?jiǎn)钨|(zhì)的氧化性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)陰離子的還原性越弱，元素的非金屬性越強(qiáng)。【特別提醒】1.元素的非金屬性與金屬性強(qiáng)弱的實(shí)質(zhì)是元素的原子得失電子的難易，而不是得失電子的多少。如Mg比Na失電子數(shù)多，但Na比Mg失電子更容易，故Na的金屬性比Mg強(qiáng)。2根據(jù)原電池原理比較金屬的金屬性強(qiáng)弱時(shí)，電解質(zhì)溶液應(yīng)是還原性酸或鹽溶液，否則所得結(jié)論可能不正確，如Mg、Al作電極，NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，負(fù)極是Al。