2019_2020学年高中化学第1章微型专题(二)元素周期律的应用及元素推断教案鲁科版选修3

微型专题(二) 元素周期律的应用及元素推断

[学习目标定位] 1.从原子结构周期性变化理解元素性质的周期性变化，体会“位—构—性”三者之间的关系，强化“结构决定性质”的思维模型。2.能根据元素原子核外电子的排布、元素在周期表中的位置和元素及化合物的特殊性进行元素的推断。

一、元素周期律的综合应用

例1 有X、Y两种主族元素，下列有关预测不正确的是( ) A．若X的I1小于Y的I1，则X的金属性不一定比Y的强 B．若X、Y的电负性之和小于3，则X、Y均为金属元素

C．若X、Y的电负性之差为2.2，则X、Y形成的化合物很可能是离子化合物

D．若X、Y的最高价氧化物对应的水化物的化学式分别为HXO3、H3YO4，则X、Y均位于元素周期表的p区 答案 B

解析 如I1(Al)

同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，但要注意第ⅡA族的反常(如Be>B，Mg>Al)、第ⅤA族的反常(如N>O，P>S)。同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小。 相关链接

同周期、同主族元素的结构与性质递变规律

最外层电子数 金属性 非金属性 同周期(从左→右) 从1递增到7(第1周期除外) 逐渐减弱 逐渐增强 最高正价从＋1→＋7(O、F除主要化合价 外)，非金属元素最低负价＝－(8－族序数)(H等除外) 原子半径 气态氢化物的稳定性 逐渐减小 逐渐增强 同主族(从上→下) 相同 逐渐增强 逐渐减弱 最高正价＝族序数(O、F除外)，非金属元素最低负价＝－(8－族序数)(H等除外) 逐渐增大 逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 第一电离能 电负性

碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱 总体呈增大趋势 逐渐增大 逐渐减小 逐渐减小 变式1 (1)[2018·全国卷Ⅲ，35(2)]黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Cu、Zn组成，第一电离能I1(Zn)______I1(Cu)(填“大于”或“小于”)，原因是_________________ ________________________________________________________________________。 (2)[2016·全国卷Ⅰ，37(4)]光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大到小的顺序是________________。 【考点】 元素周期律的综合应用 【题点】 元素第一电离能、电负性的比较

答案 (1)大于 Zn的核外电子排布为全满稳定结构，难失电子 (2)O＞Ge＞Zn

解析 (1)锌的价层电子排布为3d4s，为全满稳定结构，难失去一个电子，铜的价层电子排布为3d4s，较易失去一个电子，因此锌的第一电离能大于铜的第一电离能。(2)Zn与Ge是同周期元素，Ge在Zn的右边，因此Ge的电负性比Zn强，O为活泼的非金属元素，电负性强于Ge和Zn，故三者电负性的大小顺序为：O＞Ge＞Zn。 二、“位—构—性”的综合考查

例2 已知元素周期表中1～18号元素中的四种元素的简单离子W、X、Y、Z都具有相同的电子层结构，下列判断正确的是( ) A．元素的第一电离能：X>W B．离子的还原性：Y>Z C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ D．原子半径：X

【考点】 关于“位—构—性”的综合考查 【题点】 以元素推断为起点的综合考查 答案 B

解析 1～18号元素中的四种元素的简单离子W、X、Y、Z都具有相同的电子层结构，则W和X是金属元素，且在周期表中W位于X的右侧，Y和Z是非金属元素，在周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右侧。同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即金属性：X>W，非金属性：Z>Y，所以元素的第一电离能：XW，离子的还原性：Y>Z，氢化物的稳定性：H2Y

当离子的电子层结构相同时，可利用“阴上阳下，序大径小”的原则，确定元素在周期表中

2－

－

3＋

＋

2－

－

2－

－

3＋

＋

2－

－

10

1

10

2

的相对位置，再结合元素周期律分析选项。 相关链接

原子结构、元素性质和元素在元素周期表中的位置关系规律

变式2 有X、Y、Z三种离子，已知m＞n，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，若按X→Y→Z的顺序，下列说法正确的是( ) A．最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱 B．原子半径依次增大

C．元素的第一电离能依次减小，电负性依次增大 D．原子序数依次减小 答案 A

解析 由于三种元素的M层电子数均为奇数，X、Y、Z三种元素位于第3周期，且自左向右排列，根据元素周期律可知：同一周期元素原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，元素的第一电离能逐渐增大，电负性逐渐增大，元素最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱。综上分析，答案为A。 三、元素推断

例3 已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素，D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，B、C均可分别与A形成10电子分子，B、C处于同一周期，两者可以形成许多种共价化合物，C、F处于同一主族，B原子最外电子层的p能级处于半充满状态，C的最外层电子数是内层电子数的3倍，E最外层电子数比最内层多1。回答下列问题：

(1)E元素基态原子的电子排布式为_________________________________。 (2)用轨道表示式表示F元素原子的价电子排布：____________________________。 (3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的是____________(填化学式)。

(4)离子半径：D________(填“<”“>”或“＝”，下同)B，第一电离能：B________C，电负性：C________F。

(5)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用，X分子中A、C原子个数比为1∶1，X的电子式为________________________________________________________________________。

＋

3－

n＋m＋n－