专题5 第1单元 第1课时 元素周期律 （Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（苏教版）江苏专版

第一单元　元素周期律和元素周期表 第1课时　元素周期律 [学习目标]　 1.理解元素周期律的内容和实质。 2.掌握原子结构与元素性质的关系。 [对应学生用书P120] 知识点一　原子结构周期性变化 一、原子序数 1．概念：按__核电荷数__由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫原子序数。 2．数量关系：原子序数＝__核电荷数__＝质子数＝__核外电子数__ 二、原子结构周期性变化规律 1．原子核外电子排布的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下： 规律：随着核电荷数的递增，除H、He外，元素原子最外层电子数重复出现从__1到8__周期性变化。 2．原子半径的周期性变化 规律：随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现由__大到小__的周期性变化。 1．电子层相同的原子，随着核电荷数的递增，最外层电子数均是从1递增到8? 提示　不是，H、He电子层相同，随着核电荷数的递增，最外层电子数是从1递增到2。 2．电子层数多的原子的半径一定比电子层数少的原子的半径大？ 提示　不一定。如氯原子三个电子层，锂原子二个电子层，氯原子半径小于锂原子半径。 粒子半径大小比较的方法 1．同种元素的微粒半径比较 核外电子数越多，微粒半径越大： (1)阳离子半径小于相应原子半径：如r(Na＋)＜r(Na)。 (2)阴离子半径大于相应原子半径：如r(Cl－)＞r(Cl)。 (3)不同价态的离子，价态越高，离子半径越小：如r(Fe2+)＞r(Fe3+)。 2．不同元素的微粒半径比较 (1)具有相同电子层数而原子序数不同的原子，原子序数越大，半径越小(稀有气体除外)。如r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。 (2)最外层电子数相同而电子层数不同的原子，电子层数越多，原子半径越大；其同价态的离子半径也是如此。如r(F)＜r(Cl)＜r(Br)＜r(I)，r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)。 (3)电子层结构相同的不同微粒，原子序数越大，半径越小。如O2-＞F－＞Na＋＞Mg2+＞Al3+；S2-＞Cl－＞K＋＞Ca2+。 1．下列粒子半径大小顺序正确的是(　　) A．Na＋＜Mg2+＜Al3+＜O2- B．S2-＞Cl－＞Na＋＞Al3+ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na 解析　四种离子核外电子排布相同，随着核电荷数的增加，离子半径依次减小，即Al3+＜Mg2+＜Na＋＜O2-，A错误；由于S2-、Cl－比Na＋、Al3+多一个电子层，则S2-、Cl－的半径比Na＋、Al3+的大，而S2-、Cl－和Na＋、Al3+分别为核外电子排布相同的离子，则核电荷数越大，离子半径越小，故S2-＞Cl－＞Na＋＞Al3+，B正确；Na、Mg、Al、S属于同周期元素，随着核电荷数的增加，原子半径依次减小，C错误；Cs、Rb、K、Na属于同主族元素，同主族元素随着核电荷数增加，原子半径依次增大，D错误。 答案　B 2．下图表示一些元素原子半径规律性的变化示意图。由此图不能得出的结论是(不考虑稀有气体元素)(　　) A．当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大 B．当最外层电子数相同时，质子数越多，原子半径越大 C．r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)， r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2+)＞r(Al3+) D．电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大 答案　D 知识点二　元素性质变化规律 一、元素主要化合价(最高化合价和最低化合价)的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素主要化合价的变化，图示如下： 规律：随着核电荷数的递增，元素的主要化合价呈__周期性__变化，即最高化合价：__＋1→＋7__(O无最高化合价、F无正价)，最低化合价：__－4→－1__，重复出现。 最高化合价＝__原子最外层电子数__，最低化合价＝__8－最高化合价__，最高化合价＋|最低化合价|＝__8__。 二、元素的金属性与非金属性周期性变化 以11～17号元素为例，研究元素的金属性与非金属性随核电荷数的变化规律。 1．钠、镁、铝金属性强弱比较 (1)实验①中，钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红。该实验说明钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。 (2)实验②中，加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色。该实验说明镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为__Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑__。 (3)实验③和④中的两支试管内都有无色气泡产生，但实验③中试管放出气体的速率较快。反应的化学方程式为__Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑__；__2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑__。 (4)写出实验⑤中三支试管中分别发生反应的离子方程式： Ⅰ.__Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH__， Ⅱ.__Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O__， Ⅲ.__Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O__。 该实验说明Al(OH)3是__c__(填字母)氢氧化物。 a．酸性　　　b．碱性　　　c．两性 (5)结论：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为__Na＞Mg＞Al__。 钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为__NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3__。 钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为__Na＞Mg＞Al__。 2．Si、P、S、Cl的非金属性的递变规律 元素 14Si 15P 16S 17Cl 单质与氢气 反应的条件 高温下反应 磷蒸气与氢 气能反应 加热时反应 光照或点燃时发生爆炸而化合 化合由难到易的顺序为Si＜P＜S＜Cl 气态氢化物 的化学式 SiH4 PH3 H2S HCl 气态氢化物 的热稳定性 不稳定 不稳定 受热分解 稳定 稳定性由弱到强：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl 最高价氧化物对应的水化物 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 酸性强弱 弱酸 中强酸 强酸 酸性更强 酸性由弱到强：H4SiO4＜ H3PO4＜ H2SO4＜ HClO4 结论 Si、P、S、Cl的非金属性逐渐__增强__ 3．元素金属性和非金属性递变规律 电子层数相同的元素，随着核电荷数的递增，元素金属性逐渐__减弱__，非金属性逐渐__增强__。 三、元素周期律 1．概念：元素的性质随着核电荷数的递增呈周期性变化的规律叫元素周期律。 2．实质：元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。 1．在11～17号元素中，除稀有气体元素外： (1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。 (2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。 (3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是______(用化学式回答，下同)。 (4)最不稳定的气态氢化物是________。 (5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是______。 (6)最高价氧对应水化物具有两性的是________。 提示　(1)Cl　(2)Na　(3)HClO4　(4)SiH4 (5)NaOH　(6)Al(OH)3 2．请结合原子结构解释原子电子层相同的元素随着原子序数的递增，元素性质的递变性。 提示　因原子的电子层数相同，但核电荷数依次增大，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子吸引能力依次增强，失电子能力依次减弱，得电子能力依次增强，故金属性依次减弱，非金属性依次增强。 3．元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n－2，在其气态氢化物中，R元素的化合价为________。 提示　－(12－3n) 1．元素金属性强弱的判断方法 (1)从原子结构判断 ①电子层数相同时，核电荷数越大，金属性越弱； ②最外层电子数相同时，电子层数越多，金属性越强。 (2)根据金属活动性顺序判断 金属单质的活动性减弱，元素的金属性也减弱。 (3)根据单质及其化合物的性质判断 ①金属单质与水或酸反应越剧烈，元素的金属性越强。 ②最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强。 (4)金属单质间的置换反应 较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来，如Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，则金属性：Zn＞Cu。 (5)根据离子的氧化性强弱判断 金属阳离子的氧化性越强，元素的金属性越弱，如氧化性：Cu2+＞Fe2+，则金属性：Cu＜Fe。 2．元素非金属性强弱的判断方法 (1)从原子结构判断 ①电子层数相同时，核电荷数越大，非金属性越强； ②最外层电子数相同时，电子层数越多，非金属性越弱。 (2)根据单质及其化合物的性质判断 ①单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定)，元素的非金属性越强； ②最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。 (3)非金属单质间的置换反应 活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来，如Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，则非金属性：Cl＞Br。 (4)根据离子的还原性强弱判断 非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，如还原性：Cl－＜I－，非金属性：Cl＞I。 1．下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是(　　) A．根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强 B．用钠来置换MgCl2溶液中的Mg，可验证钠的金属性强于Mg C．根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱 D．根据碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱 解析　金属失电子的多少与金属性相对强弱没有关系，A错误；钠与水剧烈反应，不能用钠来置换MgCl2溶液中的Mg，B错误；Mg与水反应缓慢，Al与水不反应，所以不能根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱，C错误；金属性越强，最高价氧化物水化物的碱性越强，所以根据碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱，D正确。 答案　D 2．研究表明26Al可以衰变为26Mg。能比较这两种元素失电子能力强弱的方法是(　　) A．比较这两种元素的单质的硬度及熔点 B．在氯化铝和氯化镁溶液中分别滴加过量的氨水 C．将打磨过的镁条和铝条分别和热水作用，并滴入酚酞溶液 D．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水反应 解析　两种元素失电子能力强弱，即比较元素的金属性强弱，可根据金属与水、酸反应的剧烈程度、对应的最高价氧化物的水化物的碱性强弱、单质间的置换反应等判断。硬度和熔点属于物理性质，不能用于比较金属性，故A错误；在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氨水，二者都生成沉淀，不能证明金属性强弱，故B错误；将打磨过的镁条和铝条分别和热水作用，并滴入酚酞溶液，加入镁条的溶液变红，加入铝条的溶液不变色，说明镁和热水反应而铝和热水不反应，则金属性镁大于铝，故C正确；在空气中放置已久的这两种金属单质，其表面都含有金属氧化物，都不易和热水反应，无法比较金属性强弱，故D错误。 答案　C [对应学生用书P124] 1．A、B、C、D四种原子序数小于18的元素，其离子aA2+、bB＋、cC2-、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　) A．原子半径：A＞B＞D＞C B．原子的最外层电子数目：A＞B＞D＞C C．原子序数：d＞c＞b＞a D．离子半径：C2-＞D－＞B＋＞A2+ 答案　D 2．某元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3，这种元素的气态氢化物的分子式为(　　) A．HX　　　　　　　 B．H2X C．XH3 D．XH4 答案　D 3．HF、H2O、CH4、SiH4四种气态氢化物按稳定性由弱到强排列正确的是(　　) A．CH4＜H2O＜HF＜SiH4 B．SiH4＜HF＜CH4＜H2O C．SiH4＜CH4＜H2O＜HF D．H2O＜CH4＜HF＜SiH4 答案　C 4．电子层数相同的三种元素X、Y、Z，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性：HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判断错误的是(　　) A．原子半径：X<Y<Z B．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3 C．非金属性：Z>Y>X D．气态氢化物的还原性：HX<H2Y<ZH3 解析　根据题意分析，X、Y、Z的最高正价分别为＋7、＋6、＋5，非金属性：X>Y>Z，原子半径：X<Y<Z，气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3，气态氢化物的还原性：HX<H2Y<ZH3，C错误。 答案　C 5．A、B、C、D四种元素的原子序数均小于18，其最高化合价数依次为1，4，5，7，已知B的原子核外次外层电子数为2。A、C原子的核外次外层电子数为8。D元素的最高价氧化物对应的水化物是已知含氧酸中最强酸，则： (1)A、B、C、D的名称分别是________、________、________、________。 (2)A的离子结构示意图是________，C的原子结构示意图是________。 (3)B的最高价氧化物与A的氢氧化物反应的离子方程式：________________________________________________________________________。 (4)C、D的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是________________。 答案　(1)钠　碳　磷　氯 (2)　 (3)CO2＋2OH－===CO＋H2O (4)HCl＞PH3 学科网（北京）股份有限公司 $