1、第3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目标导航1.以第3周期为例，掌握同周期元素性质的递变规律。2.能运用原子结构理论初步解释同周期元素性质的递变规律。3.了解原子结构、元素性质及该元素在周期表中的位置三者之间的关系。4.初步学会利用元素周期表。一、第3周期元素原子得失电子能力的比较1.钠、镁、铝三种元素原子失电子能力的比较实验方案实验操作实验现象实验结论钠、镁、铝与水的反应钠与水剧烈反应；镁与水加热前不反应，加热后反应缓慢，有无色气泡冒出，溶液变为浅红色；铝与冷水无现象，与热水无现象钠与冷水反应，反应方程式：2Na2H2O=2NaOHH2；镁与冷水不反应，能与热水反应，反
2、应的化学方程式为Mg2H2OMg(OH)2H2；铝与水不反应镁和铝与酸的反应两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁条的试管中生成气体速率较快镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg2HCl=MgCl2H2，2Al6HCl=2AlCl33H2比较NaOH、Mg(OH)2的碱性强弱加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀不溶解碱性由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2Al(OH)3比较NaOH、Al(OH)3的碱性强弱加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液
3、，沉淀溶解结论钠、镁、铝元素原子失去电子能力：NaMgAl2.硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子能力的比较元素SiPSCl单质与H2反应条件高温、生成少量化合物磷蒸气与H2能反应需加热光照或点燃、剧烈反应单质与H2化合的难易由难到易气态氢化物化学式SiH4PH3H2SHCl稳定性很不稳定不稳定较稳定很稳定由弱到强最高价氧化物SiO2P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物的水化物化学式H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4酸性弱酸中强酸强酸强于硫酸由弱到强结论硅、磷、硫、氯元素原子得电子能力：SiPSCl【议一议】1.元素原子得(失)电子数目越多，得(失)电子能力越强吗？答案不一定，元素原子得(
4、失)电子能力与得失电子的难易有关，而与得失电子的多少无关。2.所有的非金属元素都有最高价含氧酸吗？答案不一定，氧元素和氟元素没有。3.“同一周期非金属元素对应氧化物水化物的酸性从左到右依次增强”的说法正确吗？答案不正确。同一周期，随着原子序数的递增，非金属元素最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)酸性逐渐增强，但低价含氧酸(如HClO)不符合此规律。二、同周期元素原子得失电子能力的变化规律1.规律同周期从左到右，元素原子失电子能力减弱，得电子能力增强。2.原因在同一周期中，各元素原子的核外电子层数相同，从左至右核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增大，原子失电子
5、能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。议一议1.难失电子的原子，得电子一定容易吗？答案不一定，如稀有气体原子难失电子，也难得电子。2.同周期元素的离子半径从左到右依次减小吗？以第3周期元素的离子半径说明。答案不是。如第3周期部分元素的离子半径由大到小的顺序为r(P3)r(S2) r(Cl)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。一、同周期元素原子结构与性质的递变规律内容同周期(左右)原子结构电子层数相同最外层电子数18个(第1周期12)原子半径逐渐减小元素性质原子得电子能力逐渐增强原子失电子能力逐渐减弱元素的金属性逐渐减弱元素的非金属性逐渐增强金属单质还原性逐渐减弱非金属单质氧化性逐渐增强元素的主要化
6、合价最高正价由17(O、F除外)最低负价由41非金属气态氢化物形成难易稳定性逐渐增强还原性逐渐减弱最高价氧化物的水化物酸性逐渐增强碱性逐渐减弱金属阳离子氧化性逐渐增强非金属阴离子还原性逐渐减弱【易错提醒】(1)相对原子质量随原子序数的递增，不呈周期性变化。(2)根据含氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱时，必须是最高价含氧酸。(3)在元素周期表中，无氧酸的酸性变化规律与元素非金属性的变化规律不一致。其规律是：左弱右强，上弱下强。如非金属性：SCl，酸性：氢硫酸Cl，而酸性：氢氟酸(HF)盐酸。(4) 氟无正价，氧没有最高正价。如：根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是
7、7价；元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价。两种说法均不正确。(5)同周期从左到右，金属单质的还原性、非金属阴离子的还原性逐渐减弱；非金属单质的氧化性、金属阳离子的氧化性逐渐增强。【例1】同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，下列叙述正确的是 ()A.单质的化学活泼性：WXYZB.原子最外层电子数：WXYZC.单质的氧化能力：WXYZD.元素的最高正化合价：WXYFe金属性强弱顺序一般金属的位置越靠前(极少数例外)，金属元素的金属性越强2.元素非金属性强弱的比较方法比较方法结论根据原子结构原子半径越小(电子层数越少)，最外层电子数越多，元素的非金属性越强单质与H2化合的难易(
8、氢化物的稳定性)单质与H2化合越容易、形成的气态氢化物越稳定，其对应元素的非金属性越强最高价氧化物水化物的酸性酸性越强，其对应元素的非金属性越强非金属与盐溶液的置换反应若非金属单质A与非金属B的盐溶液反应置换出B单质，则A元素的非金属性强于B元素单质的氧化性(或非金属阴离子的还原性)一般单质氧化性越强(或非金属阴离子的还原性越弱)，对应元素的非金属性越强单质与同种金属反应的难易单质越易反应，元素的非金属性越强，如由反应CuCl2CuCl2，2CuSCu2S，知非金属性：ClS非金属性强弱顺序按F、Cl、Br、I顺序，元素的非金属性减弱【关键提醒】(1)决定元素非金属(金属)性强弱的是元素原子得
9、(失)电子的难易，而不是得(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；氟原子比氧原子得电子数少，但氟原子比氧原子得电子容易，故F的非金属性比O强。(2)元素的金属性强弱与金属的活动性顺序不完全一致元素的金属性是指金属原子失电子的能力，而金属活动性是指在水溶液中金属单质失去电子的倾向。二者顺序基本一致，极少数例外。如Sn和Pb的金属性PbSn，但金属活动性SnPb。(3)元素的非金属性与非金属单质的活泼性顺序不完全一致元素的非金属性是指非金属原子得电子的能力；非金属单质的活泼性是指单质分子与其他物质反应的难易，二者不一定一致。如N和P的非金属性N
10、P，而单质活泼性N2S。(2)含氧酸的氧化性强弱与元素的非金属性强弱无关。如不能用氧化性HClOH2SO4说明非金属性ClS。(3)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HClOH2CO3说明非金属性ClCl。(5)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HClH2S说明非金属性ClS。(6)原子的最外层电子数或元素的最高正价数与元素的非金属性没有必然关系。如不能用氯的最高价为7价而硫的最高价为6价说明非金属性ClS。1.下列有关叙述：非金属元素M的单质能从含Nx的溶液中置换出非金属元素N的单质；同周期中M元素在N元素的右侧(不含稀有气体)
11、；M的单质跟H2反应比N的单质跟H2反应容易得多；氧化物的水化物酸性：HmMOxHnNOy。能说明非金属元素M比N的得电子能力强的是()A. B. C. D.全部答案B解析利用置换反应可以判断出M比N非金属性强，对；同周期从左到右，元素原子得电子能力增强，则M比N得电子能力强，对；与氢气越易化合，得电子能力越强，对；必须是最高价氧化物的水化物比较酸性，错。2.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
12、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Xr(S2)r(Cl)r(Na)r(Mg2)r(Al3)，B不正确；C、P、S、Cl在周期表中的相对位置如图所示，同周期元素从左到右，元素原子的得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，酸性：H3PO4H2SO4HClO4，又知H2CO3是弱酸，H3PO4是中强酸，则酸性：H2CO3H3PO4H2SO4HClO，D不正确。6.回答下列问题：(1)下列叙述中能证明A金属比B金属失电子能力强的是_(填序号)。A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少A原子的电子层数比B原子的电子层数多1 mol A从酸中置换出的H2比
13、1 mol B从酸中置换出的H2 多常温时，A能从水中置换出H2，而B不能两单质分别与氯气反应时生成的阳离子，A失去的电子数比B失去的电子数多A、B两短周期元素原子的电子层数相同，且A的原子序数小于B的原子序数(2)下列元素的单质中，最易与氢气反应生成氢化物的是_。(填字母)A.B B.N C.F D.C(3)在第3周期元素中，除稀有气体元素外：原子半径最小的元素是_(填元素符号，下同)；金属性最强的元素是_；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是_(用化学式回答，下同)；最不稳定的气态氢化物是_；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是_；氧化物中具有两性的是_。(4)请根据元素周期表中第3周期元
14、素相关知识回答下列问题：按原子序数递增的顺序(稀有气体除外)，以下说法正确的是_。a.原子半径和离子半径均减小b.金属性减弱，非金属性增强c.氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强d.单质的熔点降低原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为_，氧化性最弱的简单阳离子是_。(5)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐，该反应的离子方程式为_。W和Y可形成化合物W2Y，该化合物的化学式为_。比较Y、Z气态氢化物的稳定性：_(用化学式表示)。W、X、Y、Z四种元素简单离子的半径由大到小的顺序是_(用
15、离子符号表示)。答案(1)(2)C(3)ClNaHClO4SiH4NaOHAl2O3 (4)b氩Na(或钠离子)(5)Al(OH)3OH=Al(OH)4Na2SHClH2SS2ClNaAl3解析(1)根据元素原子失电子的难易，而不是失电子的多少比较元素原子失电子的能力强弱，不能证明。电子层数少的原子不一定比电子层数多的原子失电子能力强，不能证明。与酸反应生成H2多的金属活动性不一定强，如1 mol Al比1 mol Na与足量稀HCl反应时生成的H2多，不能证明。只有很活泼的金属在常温下与冷水反应，能证明。得失电子个数的多少不能说明得失电子的难易，不能证明。同周期元素A位于B的左边，说明A的金
16、属性强于B，能证明。(2)同周期从左到右元素的非金属性增强，所以F元素的非金属性最强，F2最容易与H2化合，选C。(4)除稀有气体外，第3周期元素随原子序数的递增原子半径逐渐减小，而离子半径不一定减小，如r(Na)r(Cl)，a错误；同一周期的主族元素随原子序数的递增，金属性减弱，非金属性增强，b正确；同周期主族元素从左至右，最高价氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强，c错误；单质的熔点不一定降低，如Na的熔点低于Mg、Al等的熔点，d错误。第3周期元素的原子核外有三个电子层，次外层电子数为8，故该元素原子最外层的电子数也为8，该元素为氩；简单离子的氧化性越弱，对应单质的还原性越强，元素的金属
17、性越强，第3周期中金属性最强的元素是Na，因此Na的氧化性最弱。(5)W、X两种金属元素的最高价氧化物对应水化物可反应生成盐，且原子序数WX，则W、X分别为Na和Al；由化合物W2Y知Y为2价，为S；Z为原子序数比Y大的非金属元素Cl。W2Y为Na2S；得电子能力ClS，氢化物稳定性HClH2S；电子层数相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以NaAl3，S2ClK。最外层电子数相同的微粒，电子层数越多，半径越大，所以离子半径K Na，所以离子半径S2ClNaAl3。分层训练基础过关1.下列说法错误的是()A.Na是短周期元素中活泼性最强的金属元素B.F是短周期元素中活泼性最强的非金属元素
18、C.第2周期元素从左到右其最高正化合价逐渐升高D.从硅到氯，最低负化合价从4到1答案C解析根据元素性质的递变规律可知Na是短周期元素中活泼性最强的金属元素，F是短周期元素中活泼性最强的非金属元素，A、B项正确；O没有最高正化合价，F没有正化合价，C项错误；从硅到氯，最低负化合价从4到1，D项正确。2.能说明元素A的非金属性比元素B的非属性强的理由是()A.A、B两元素的原子具有相同的电子层数，且原子半径ABB.常温常压下，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C3.不能用来
19、说明同周期元素性质递变规律的实验是()A.钠与冷水剧烈反应而镁与冷水很难反应B.氢氧化铝具有两性而硅酸只具有弱酸性C.氯气和氢气在光照条件下反应而硫和氢气在加热条件下才能反应D.硫化氢水溶液呈弱酸性而氯化氢水溶液呈强酸性答案D解析元素的金属性越强，其单质与水、酸反应越剧烈，可根据单质与水反应的剧烈程度判断元素金属性的强弱，故A项正确；同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，据此可比较元素非金属性的强弱，故B项正确；元素的非金属性越强，对应的单质与氢气越容易反应，且反应越剧烈，故C项正确；比较元素非金属性的强弱，可根据其
20、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱进行比较，而不能根据对应氢化物的酸性强弱进行比较，故D项错误。4.同周期的X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物分别是：H3XO4、H2YO4、HZO4，下列判断正确的是()阴离子的还原性按X、Y、Z顺序减弱单质的氧化性按X、Y、Z顺序增强元素的原子半径按X、Y、Z顺序减小气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序减弱酸性由强到弱的顺序是：HZO4H2YO4H3XO4A.仅 B.仅C.仅 D.仅答案C解析由已知信息可知，X、Y、Z在周期表中处于同周期且从左向右依次排列，则非金属性XYZ，所以气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序增强，不正确；正确。5.下列事实不能说明非
21、金属性ClI的是()A.Cl22I=2ClI2B.稳定性：HClHIC.酸性：HClO4HIO4D.酸性：HClO3HIO3答案D解析元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，Cl22I=2ClI2，说明Cl2的氧化性大于I2，元素的非金属性Cl大于I，A正确；元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，氯化氢比碘化氢稳定，可说明氯元素的非金属性比碘元素强，B正确；元素的非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强，酸性：HClO4HIO4，可说明氯元素的非金属性比碘元素强，C正确；酸性：HClO3HIO3，不能说明非金属性ClI，因为两种酸不是最高价含氧酸，D错误。6.X、Y两元素是同周
22、期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是()A.最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强B.X的非金属性比Y的强C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强D.X的气态氢化物比Y的稳定答案C解析X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。7.短周期元素的离子aW3、bX、cY2、dZ都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是()A.质子数：cdB.离子还原性：Y2ZC.氢化物稳定性：H2YHZD.原子半径：YX答案B解析因四种离子的电子层结构相同，
23、确定四种元素在元素周期表中位置关系为，所以质子数abdc，氢化物稳定性为HZH2Y，原子半径XY。8.下列递变规律不正确的是()A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强B.钠、镁、铝的还原性依次减弱C.HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱D.P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高答案A解析非金属性：ClSP，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱，故A项错误；金属性：NaMgAl，元素的金属性越强，对应的单质的还原性越强，则钠、镁、铝的还原性依次减弱，故B项正确；非金属性：ClSP，元素的非金属性越强，对应的
24、氢化物越稳定，故C项正确；P、S、Cl三种元素原子的最外层电子数分别为5、6、7，最高正化合价分别为5、6、7，故D项正确。9.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，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)n1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7D.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)n1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只有负价，
25、而没有7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。能力提升10.19世纪中叶，门捷列夫总结了如下表所示的元素化学性质的变化情况。请回答：(1)门捷列夫的突出贡献是_(填字母，下同)。A.提出了原子学说 B.提出了分子学说C.发现了元素周期律 D.发现了能量守恒定律(2)该表变化表明_。A.事物的性质总是在不断地发生明显的变化B.元素周期表中最右上角的氦元素是非金属性最强的元素C.第A族元素的金属性肯定比同周期第A族元素的金属性强D.物质发生量变到一定程度必然引起质变答案(1)C(2)CD解析(1)门捷列夫的突出贡献是发现了元素周期律，并根据元素周期
26、律制得第一个元素周期表。(2)A项，同主族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，错误；B项，氦是稀有气体元素，非金属性最强的是氟，错误；D项，随着原子序数的递增，同周期元素由金属变化到非金属，同主族由非金属变化到金属，即由量变引起质变，正确。11.元素周期律是中学化学理论部分的重要内容之一，也是指导我们学习化学的重要工具，这个规律是在一定的实验基础上总结出来的。下面设计实验来探究同周期元素性质的递变规律。(1)探究金属性递变规律。现有钠、镁、铝三种金属单质、稀盐酸、水、酚酞试液和试管等用品，为证明金属性NaMgAl，某同学设计如下实验：取大小相近的Na、Mg、Al块除去表面氧化膜，分别
27、投入装有水(常温)的烧杯中。观察到的现象是_。再取Mg、Al分别投入等浓度的稀盐酸中，观察到的现象是_。在分别装有0.1 molL1的氯化铝、0.1 molL1的氯化镁溶液的A、B两支试管中，分别逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，A试管的现象是_，离子方程式为_；B试管的现象是_，离子方程式为_。由此得出：Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH的碱性强弱关系是_，Na、Mg、Al的还原性强弱顺序是_。(2)探究非金属性递变规律。小马同学在做同周期元素性质的递变规律的实验时，自己设计了一组实验，并记录了有关实验现象。请你帮助她完成下列实验报告：.实验目的：_。.实验用品：仪器：_、_(填写两种主要的
28、玻璃仪器)。药品：新制氯水、Na2S溶液。.实验内容及现象：_。_。.实验结论：_。答案(1)Na反应比较剧烈，熔成小球在水面上四处游动；Mg产生气泡较小，而Al无明显现象镁比铝产生气泡快先产生白色沉淀，后沉淀溶解Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=Al(OH)4产生白色沉淀，沉淀不溶解Mg22OH=Mg(OH)2NaOHMg(OH)2Al(OH)3NaMgAl(2).探究同一周期元素性质的递变规律.试管胶头滴管.将少量新制氯水加入盛有少量Na2S溶液的试管中，振荡有淡黄色沉淀析出.同一周期，从左到右，元素的非金属性依次增强12.下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已
29、知铍的原子半径为0.089 nm)：元素代号ABCDEF原子半径/nm0.1600.1430.1020.0990.0660.070主要化合价236、2125、3、3(1)用元素代号标出A、B、C、D、E在元素周期表中的对应位置(以下为元素周期表的一部分)(2)B元素处于元素周期表中第_周期_族。(3)B的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为_。(4)上述五种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是_(填化学式，下同)。(5)C、E形成的化合物为_。(6)下列叙述正确的是_(填字母)。A.A、B元素的金属性AAl；F单质与E的常见单质在放电条件下发生反应N2O
30、22NO；B的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3只溶于强碱，不与氨水反应；E的单质O2比F的单质N2活泼，故反应4NH33O22N26H2O可以发生。13.元素在周期表中的位置如图所示。请回答下列问题。(1)的元素符号是_，其最高正化合价是_。(2)中金属性最强的是_(填元素符号)，能证明比的非金属性强的事实是_。(3)形成的化合物是_或 _。(4)原子半径由大到小的顺序是_(用元素符号表示)；的最高价氧化物对应的水化物是_，它与的最高价含氧酸反应的离子方程式是_。答案(1)Si4(2)NaH2SO4为强酸、H2CO3为弱酸(其他合理答案也可)(3)H2OH2O2(4)NaSClNaOHHOH=H2O解析由元素在周期表中的位置，可知为H、为C、为O、为Na、为Si、为S、为Cl。(1)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)中金属性最强的是Na元素；为S、为C，由于H2SO4为强酸、H2CO3为弱酸，则S的非金属性比C强。(3)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，从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小为NaSCl；为Na，其最高价氧化物对应的水化物是NaOH；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HOH=H2O。
