专题七 元素周期律与 元素周期表

题签话 :

预测高考命题趋向的依据什么？

1. 考了什么？怎么考的？

2. 还可考什么？还可怎样考？

走进高考 :

1. 考了什么？怎么考的？

(1) 章节内综合

(2) 以基本理论为中心的学科内综合

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【例 1】 (2009· 江苏， 8)X 、 Y 、 Z 、 W 、 R 是 5 种短周期元素，其原子序数依次增大。 X 是周期表中原子半径最小的元素， Y 原子最外层电子数是次外层电子数的 3倍， Z 、 W 、 R 处于同一周期， R 与 Y 处于同一族， Z 、W 原子的核外电子数之和与 Y 、 R 原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是 ( 　　 )A. 元素 Y 、 Z 、 W 具有相同电子层结构的离子，其半径依 次增大B. 元素 X 不能与元素 Y 形成化合物 X2Y2

C. 元素 Y 、 R 分别与元素 X 形成的化合物的热稳定性： XmY ＞ XmRD. 元素 W 、 R 的最高价氧化物的水化物都是强酸

一、通过元素原子电子层结构考查判断能力

(2) 各电子层最多容纳的电子数目为 2n2 。(3) 最外层不超过 8 个电子（ K 层不超过 2 个）。(4) 次外层电子数目不超过 18 个，倒数第三层电子数目不超过 32 个 .特别提醒：核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。

(1) 核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后依次排布在能量逐步升高的电子层里。

一、原子核外电子的排布规律

思考与交流：１．符合下列原子结构特点的短周期元素有哪些： ① 最外层电子数是次外层电子数两倍的元素：　　　　　　 是次外层电子数３倍的元素： 是次外层电子数４倍的元素： ② 电子层数与最外层电子数相等的元素： ③ 电子总数为最外层电子数两倍的元素： ④ 次外层电子数是最外层电子数２倍的元素： ⑤ 内层电子数是最外层电子数两倍的元素：

ＣＯ Ｎ e

Ｈ、Ｂ e 、Ａl Ｂ e

Li 、Ｓ i

Li 、P

练习 1: 有 A, B 两种原子， A 原子的 M 层比 B 原子的 M 层少 3 个电子， B 原子的 L层电子数恰为 A 原子 L 层电子数的 2 倍，A 和 B 分别是 ________.

练习 :2 已知 A,B,C,D 四种元素的电子层数均不超过 3层 ,A 元素原子的最外层电子数是次外层电子数的 2 倍 ;B 元素原子最外层电子数是其内层总数的 3 倍 ;C 元素原子次外层电子数等于其原子核外电子总数的一半 ;D 元素原子最外层只有 1 个电子 ,D 的阳离子与 B 的阴离子电子层结构相同 , 则 4 种元素的核电荷数的关系中能够成立的是 ( ) A. C>D>B>A B.D>B>A>C

C. A>D>C>B D.B>A>C>D

AB

变换 : 确定符合下列特点的短周期元素a. 族序数等于周期数的元素：b. 族序数等于周期数 2 倍的元素：c. 族序数等于周期数 3 倍的元素： d. 周期数是族序数 2 倍的元素：e. 周期数是族序数 3 倍的元素：f. 最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：

g. 最高正价是最低负价绝对值 3 倍的短周期元素：

H 、 Be 、 Al

C 、 S

Li

Na

C 、 Si

S

O

小试牛刀 :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

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例 2. 如图 7－ 2 为周期表中短周期的一部分 ,若 X 原子最外层电子数比次外层电子数少 3, 则下列说法正确的是( 　 ) A ． X 的氢化物比 R 的氢化物稳定 B ．原子半径大小顺序是 Z>Y>X C ． Y 、 R 形成的化合物 YR2 能使 KMnO4溶液褪色 D ． X 、 Z 可形成化合物 XZ5 ，分子中各原子均满足最外 层 8 电子结构

二、借元素周期表与原子结构关系考查整体思维能力

变换 : 条件改为 X.Y.Z.R原子序数之和为 56

二 . 元素周期表的结构1 ．记住元素周期表的 18 个纵行及对应的族

2 ．记住元素周期表的一些特点(1) 短周期元素只有前三周期；(2) 主族中只有Ⅱ A 族元素全部为金属元素；(3)碱金属元素在Ⅰ A 族 ,但Ⅰ A 族元素不等同于碱金属元素；(4) 元素周期表第 18 列是 0 族，不是Ⅷ A 族，第 8 、 9 、 10 列是Ⅷ族， 不是Ⅷ B 族；(5) 各周期元素种数 2,8,8,18,18,32,26( 应有 32 种 ) 。

3 ．序数差规律 (1) 同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律 ①除第Ⅱ A 族和第Ⅲ A 族外，其余同周期相邻元素序数差为 1 。 ② 同周期第Ⅱ A 族和第Ⅲ A 族为相邻元素，其原子序数差为：

第二、三周期时相差 1 ，第四、五周期时相差 11 ，第六、七周期时相差 25 。

(2) 同主族相邻元素的“序数差”规律 ① 第二、三周期的同族元素原子序数相差 8 。 ② 第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况： 第Ⅰ A 族、Ⅱ A 族相差 8 ，其他族相差 18 。

例 3 (2009·广东理基，35)下表是元素周期表的一

部分，有关说法正确的是( )

Ⅰ A Ⅱ A ⅢA ⅣA Ⅴ A ⅥA ⅦA

2 c d

3 a b e f

A.e的氢化物比 d的氢化物稳定

B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a

C．六种元素中，c元素单质的化学性质最活泼

D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性

依次增强

族

周期

练习 3 铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一，与铝同

族，位于第六周期。Tl3＋与 Ag在酸性介质中发生反应：

Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋。下列推断正确的是( )

A．Tl＋的最外层有 1个电子

B．Tl是 71号元素

C．Tl能形成＋3价和＋1价的化合物

D．Tl＋的还原性比 Ag强

C

4 、短周期元素 X 、 Y 、 Z 的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为 13 。 X 与 Y 、 Z位于相邻周期， Z 原子最外层电子数是 X 原子内层电子数的 3 倍或者是 Y 原子最外层电子数的 3 倍。下列说法正确的是( )A 、 ZO2 分子中所有原子最外层都为 8 电子结构B 、 Y 的氧化物与 Z 的氧化物化学键类型相同C 、 X 、 Y 、 Z 最高价氧化物对应的水化物有两种强

酸D 、 原子半径大小顺序为 X＜ Y＜ Z

5 ． (2010·全国理综Ⅱ， 12) 短周期元素 W 、 X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增大，且W 、 X 、 Y＋、 Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为 2 、 3 、 4 、 2( 不考虑零族元素 ) 。下列关于这些元素的叙述错误的是 ( 　　 )

A ． X 和其他三种元素均可形成至少 2 种二元化合物

B ． W 和 X 、 Z 两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子

C ． W 、 X 和 Y 三种元素可以形成碱性化合物D ． Z 和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶

液均呈酸性

D

例 3 (2009·广东理基，35)下表是元素周期表的一

部分，有关说法正确的是( )

Ⅰ A Ⅱ A ⅢA ⅣA Ⅴ A ⅥA ⅦA

2 c d

3 a b e f

A.e的氢化物比 d的氢化物稳定

B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a

C．六种元素中，c元素单质的化学性质最活泼

D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性

依次增强

族

周期

随着元素原子序数的递增

1 、核外电子排布呈周期性变化2 、原子半径呈周期性变化3 、元素主要化合价呈周期性变化

元素的金属性和非金属性周期性变化

H

Li Be B C N O F

Na Mg Al Si P S Cl

K Ca Ga Ge As Se Br

Rb Sr In Sn Sb Te I

Cs Ba Tl Pb Bi Po At

非金属性逐渐增强

金属性逐渐增强

金属性逐渐增

强 非金属性逐渐增

强

随着原子序数的递增元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化元素原子半径呈现周期性变化元素主要化合价呈现周期性变化元素的金属性和非金属性呈现周期性变化

元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性的变化

元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。

二、元素周期律

实质：

项目 同周期（左－右） 同主族（上－下）

原子结构

核电荷数

最外层电子数

电子层数

原子半径

性质

主要化合价

最高价化合物对应水化物的酸碱性

气态氢化物形成与稳定性

同周期、同主族元素的递变规律

依次增大依次增多

相同逐渐减小

金属性减弱，非金属性增强

碱性减弱，酸性增强

形成 : 逐渐变易稳定性 : 逐渐增强

按周期元素数增加

相同依次递增逐渐增大

金属性增强，非金属性减弱

碱性增强，酸性减弱

最高正价 +1+7 负价 -4-1

最高正价相同

得、失电子能力 失电子能力减弱，得电子能力增强

元素的金属性和非金属性

失电子能力增强，得电子能力减弱

形成 : 逐渐变难稳定性 : 逐渐减弱

归纳与总结 : 判断元素金属性非金属性强弱的方法：1 ．金属性强弱： (1) 元素周期表 (2) 最高价氧化物对应水化物的碱性 (3)金属活动顺序表 (4)单质与水或酸反应置换出氢的难易 (5)单质的还原性（或离子的氧化性） (6)置换反应 (7) 根据电化学反应原理来判断２．非金属性强弱： (1) 元素周期表 (2) 与氢气反应的难易及气态氢化物的稳定性 (3) 最高价氧化物对应水化物的酸性 (4)单质的氧化性（或对应阴离子的还原性） (5)置换反应

例 4 (1) 下列事实能说明氯元素非金属性比硫元素

强的是 ________ 。①HCl 的溶解度比 H2S 大 ② HCl 的酸性比 H2S

强　③HCl 的稳定性比 H2S 大 ④ HCl 的还原性比 H2

S弱　⑤HClO4 的酸性比 H2SO4 强　⑥Cl2 与铁反应生成 FeCl3 ，而 S 与铁反应生成 F

eS 　⑦Cl2 能与 H2S反应生成 S 　⑧在周期表中 Cl 处于 S 同周期的右侧　⑨还原性： Cl －＜ S2 －

(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的碱性比 A 的最高价氧化物的水化物的碱性强；若将 A 、 C 相连后投入稀硫酸中，发现 C 表面有明显气泡产生。则这三种元素金属性由强到弱的顺序是 ______ 。

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【例 5】 (2010·天津 )X 、 Y 、 Z 、 L 、 M五种元素的原子序数依次增大。 X 、 Y 、 Z 、 L 是组成蛋白质的基础元素， M 是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题：(1)L 的元素符号为 __________ ； M 在元素周期表中的位置为 ________________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是 ____________( 用元素符号表示 ) 。

三、以周期表结构、周期律知识为载体考查综合思维能力 ( 学科内综合 )

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(2)Z 、 X 两元素按原子数目比 1 3∶ 和 2 4∶ 构成分子 A 和B ， A 的电子式为 ________ ， B 的结构式为 ________ 。(3)硒 (Se) 是人体必需的微量元素，与 L 同一主族， Se 原子比 L 原子多两个电子层，则 Se 的原子序数为 ____ ，其最高价氧化物对应的水化物化学式为 _______ 。该族 2～5 周期元素单质分别与 H2反应生成 1 mol气态氢化物的反应热如下，表示生成 1 mol硒化氢的反应热是 _____(填字母代号 ) a ． +99.7 kJ·mol-1 b ． +29.7 kJ·mol-1

c ． -20.6 kJ·mol-1 d ． -241.8 kJ·mol-1

(4) 用 M单质作阳极，石墨作阴极， NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物 R ， R受热分解生成化合物 Q 。写出阳极生成 R 的电极反应式： ____ ；由 R生成 Q 的化学方程式： _________________ 。

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【解析】 (1) X、 Y、 Z、 L 是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大，故分别为： H、 C 、 N、O元素； M 是地壳中含量最高的金属元素，为 Al，其在周期表中的位置为第 3 周期第Ⅲ A 族；再根据五种元素在周期表的位置，可知半径由大到小的顺序是： Al>C>N>O>H。

(2) N和 H 1∶3 构成的分子为 NH3 ，电子式为

； 2∶4 构成的分子为 N2H4 ，

其结构式为

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(3) Se 比 O多两个电子层，共 4 个电子层， 1→4电子层上的电子数分别为： 2 、 8 、 18 、 6，故其原子序数为 34；其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4 ，为 H2SeO4 。非金属性越强，与氢气反应放出的热量越多，故 2→5周期放出的热量依次是： d 、 c 、 b 、 a ，则第四周期的 Se 对应的是 b 。(4) Al 作阳极失去电子生成 Al3+ ，Al3++3HCO3

- Al(OH)3↓+3CO2↑，2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。

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答案：

(1) O　第三周期第Ⅲ A族　 Al>C>N>O>H

(2)

(3)34　 H2SeO4　 b

(4)Al - 3e- Al3+　

Al3++ 3HCO3- Al(OH)3↓+3CO2↑　

2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑

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【命题立意】【命题立意】 本题以元素的推断为背景，综合 本题以元素的推断为背景，综合考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较；考查了电子式、结构式的子半径大小的比较；考查了电子式、结构式的书写，元素周期律和电极反应式、化学方程式书写，元素周期律和电极反应式、化学方程式的书写，是典型的学科内综合试题。 的书写，是典型的学科内综合试题。

2、学科内综合题的类型 根据学科内综合题背景材料和各小题的关联线索，可把学

科内综合题分为四类：

第一类，以元素化合物为中心与理论、实验和计算的综合；

第二类，以化学理论为中心的综合；

第三类，以化工工艺流程为背景结合实验的综合；

第四类，以化学实验为中心的综合。无论哪种类型的综合

各小题之间都有一条主线贯穿，给人以“ 形散而神不散”

的感觉。

近几年高考必做题的结构 三个必做题分别承担相应专题的主干知识的考查——元素知识、化学原理、实验基础。但是题目位置不固定，内容之间呈相互交叉和渗透的现象越来越鲜明。而且分别考查不同形式信息（图像、数据表、基本仪器或装置、文字表述）的整合、提取和应用。

（ 1 ）一个以考察元素知识为重点的试题，其考查的范围基本涵盖化学用语、重要金属元素、非金属元素、基础化学计算（以化学方程式计算为核心）。信息呈现方式以框图、性质变化图像为主。 该题型在全国新课标卷中曾以框图形式呈现元素性质线索，但估计将会有工艺流程图形式代替。

请回答下列问题：（ 1）试确定 200℃时固体物质的化学式 ____（写推断过程）；（ 2）取 270℃所得样品，于 570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为 ___。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为 __，其存在的最高温度是 __；（ 3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与 Cu在加热时发生反应的化学方程式为 ______；（ 4）在 0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的 pH=8时， c（ Cu2+） =___mol·L-1（ Ksp[Cu（ OH） 2]=2.2×10-20）。若在 0.

1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量 H2S气体，使 Cu2+完全沉淀为 CuS，此时溶液中的 H+浓度是 __________mol·L-1。

全新 11-26.（ 14分） 0.80g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。

读图、化学方程式计算

物质性质、读图析图

SO3 、浓 H2SO4 的性质

Ksp 的计算、硫化物性质、化学方程式计算

（ 2 ）一个以考查化学反应原理为主的试题，其考查范围基本涵盖化学反应与能量（氧化还原反应、热化学、电化学）、速率（反应速率的表达计算、影响反应速率的因素）及平衡（平衡状态的特征及 K 的计算、影响平衡移动的因素）、溶液理论（弱电解质的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）。

27. 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知 H2 （ g ）、 CO （ g ）和 CH3OH （ l ）的燃烧热△ H 分别为 -285.8kJ·mol-1 、 -283.0kJ·mol-1 和 -726.5kJ·mol-1 。请回答下列问题：（ 1 ）用太阳能分解 10mol 水消耗的能量是 _____kJ；（ 2 ）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为（ 3 ）在溶积为 2L 的密闭容器中，由 CO2 和 H2 合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注： T1 、 T2 均大于 300℃）；下列说法正确的 （填序号）①温度为 T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=nA/tA mol·L-1·min-1

② 该反应在 T1时的平衡常数比 T2时的小③ 该反应为放热反应④ 处于 A 点的反应体系从 T1 变到 T2 ，达到平衡时 n(H2)/n(CH3OH)增大

燃烧热概念及盖斯定律应用盖斯定律应用及热化学方程式书写

读图、析图，从定量角度考查温度对平衡影响，速率表达， K 的意义。

（ 4 ）在 T1温度时，将 1molCO2 和 3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若 CO2转化率为 a, 则容器内的压强与起始压强之比为 ______；（ 5 ）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为 ________ 、正极的反应式为 ________ 。理想状态下，该燃料电池消耗 1mol甲醇所能产生的最大电能为 702.1kJ, 则该燃料电池的理论效率为 ________ （燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）

平衡体系特征的基本计算

燃料电池电极反应式书写、燃烧热概念理解

例 6 ． V 、 W 、 X 、 Y 、 Z 是原子序数依次递减的五种常见元素。X 元素是地壳中含量最多的元素， Y 、 Z组成气态化合物 M 的水溶液呈碱性， W 的单质在 X2 中燃烧的产物可使品红溶液褪色， V是一种历史悠久，应用广泛的金属元素。请回答：

(1)Y 元素在周期表中的位置是 _____；写出 X 、 Z 两种元素组成的化合物一种用途： ________________ 。

(2)由以上五种元素两两组合所形成的化合物中，有一种物质能与水反应生成气体且属于氧化还原反应，请写出该反应的化学方程式 .

(3)X 、 Y 、 Z 三种元素可组成一种强酸 U ， M 在适当条件下被 U吸收生成一种盐。该盐的水溶液的 pH________7(填“大于”、“小于”或“等于” ) 。

(4)若将 V金属投入到盐酸中，生成了浅绿色溶液 N 。 N 的酸性溶液与 X 、 Z 两元素组成的化合物发生氧化还原反应的离子方程式： _____________ 。

(5) 有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以 Y2 、 Z2 为电极反应物，以 HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极反应式 _________；放电时溶液中 H ＋移向 ____极。

(6)W(s)＋ O2(g)===WO2(g)； ΔH1W(g)＋ O2(g)===WO2(g)； ΔH2

则 ΔH1______ ΔH2(填“ >”或“ <”或“＝” ) 。

(7)W单质在 X2中完全燃烧生成 E，在一定条件下 E与 X2发

生反应生成 F。

①将 0.05 mol E和 0.03 mol X2放入容积为 1 L的密闭容器中，

在一定条件下达到平衡，测得 c(F)＝0.04 mol/L。写出该条件

下反应的平衡常数 K的表达式：__________，其值为______，

E的平衡转化率为________。

②已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，下

列措施中有利于提高 E的平衡转化率的有________(填字母)。

A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．减小压强

E．加入催化剂 F．移出氧气

练习：练习 6: (1) 不能用来说明金属Ｘ比金属Ｙ还原性强的是（ ）Ａ . 把Ｘ和Ｙ组成的合金置于潮湿的空气中，Ｘ先腐蚀Ｂ . Ｘ原子最外层电子数比Ｙ原子最外层电子数少Ｃ . Ｘ能把Ｙ从Ｙ的盐溶液中置换出来Ｄ . Ｘ的最高价氧化物的水化物的碱性比Ｙ的强 (2)X 和 Y 两元素的原子，在化学反应中都容易失去两个电子形成稳定结构，已知 X 的原子半径小于 Y 的原子半径，下列说法正确的是（　）A. 两种原子失去电子的能力相同B. 两种原子的核外具有相同的电子层数C. 的碱性比 的碱性强D.X 的金属性比 Y 的金属性活泼

B

原子核外电子排布的周期性变化

+6 42

原子半径周期性变化

元素主要化合价的周期性变化